[硕士论文精品]桂林地区屋顶绿化植物选择研究

桂林理工大学硕士学位论文摘要现代城市的一个发展方向就是垂直发展，即向上延伸几十米至数百米，向下也拓展到了数十米的空间，从而使城市形成大量的“空中空间“和“地下空间。屋顶绿化能够在不占有稀缺城市建设用地的前提下，利用城市的垂直发展产生的大量闲置空间，增加城市绿化面积I改善建筑室内外环境、涵养雨水、丰富城市建筑景观，而备受人们关注。屋顶绿化涉及到屋项的承载力、屋顶防水技术、屋顶绿化施工工艺以及屋顶种植植物的选择等方面的内容。其中，屋顶绿化植物及其相关内容的研究是最为基本、关键的。同时，这方面的研究也尚未展开。因此，本文以“屋顶绿化植物及其相关内容的研究“作为研究对象，采用一种新的、简洁实用的层次分析法，对桂林地区现有屋顶绿化植物的评价和筛选进行了系统研究。主要研究内容和成果如下1根据桂林地区的地理、气候环境条件，对桂林屋顶绿化环境进行分析，总结出屋顶植物种植的有利因素与限制条件。2在调研和资料检索、收集的基础上，整理出桂林地区主要屋顶绿侧分析植物种类构成与形态特征，总结桂林屋顶绿化存在的问题。3研究屋顶绿化植物选择的途径。鉴于屋顶绿化特殊的立地环境，既要求植物适应屋顶高温、强风、强光、缺水等植物生长的限制环境，同时强调植物具有良好的景观效果，还要考虑屋顶绿化的经济成本。通过各种选择方法的对比与分析，提出一种基于多功能、多目标、多属性决策的层次分析法AHP该方法把与决策目标有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上整理和综合人们的主观判断，使定性分析与定量分析有机结合，实现定量化决策。4首次将层次分析法用于屋顶绿化植物适宜性选择中，构建桂林地区屋顶植物适宜性评价模型。运用德尔菲法DEIPHI，通过专家咨询与轮询，筛选出适宜桂林地区的屋顶绿化植物选择的指标，通过层次分析法构建植物选择评价体系，输入专家对判断矩阵的两两评分，采用MATLAB编写了程序计算各层次权值。5通过资料数据检索、技术施工人员咨询、专家咨询及公众调查，确定屋顶绿化植物选择指标5级评分标准，对桂林地区常见的52种屋顶绿化植物进行赋值评价，得出如下结论选出了综合特性优良的15种骨干植物，它们是屋顶绿化中主要的选用树种选出16种主要配植植物，它们通过合理配置，使得屋顶季相变化丰富，一年四季都又景可观；选出12种植物作为桂林地区屋顶绿化补充配植树种，丰富屋顶绿化生态群落。关键词屋顶绿化；植物选择；层次分析法AHP；桂林地区ABSTRACTONEOFTHEMORDENCITYSDEVELOPINGTRENDSISVERTICALDEVELOPMENT，WHICHMEANSEMERGEDALOTOFAIRSPACEANDUNDERGROUNDSPACEFROMBUILDINGSEXTENEDUPWARDTOAFEWTENSOFMETERSTO100METERSOREXTENDEDDOWNTOAFEWTENSOFMETERSWITHOUTOCCUPIEDTHESCARCEURBANCONSTRUCTIONLAND，ROOFGARDENCOULDINCREASINGVIRESCENCEAREAOFCITY,IMPROVETHECIRCUMSTANCEOFINTERIORANDOUTDOOR,CONSERVATIONRAINWATER,ENRICHINGURBANARCHITECTURALLANDSCAPEGREENROOFSINVOLVETHEBEARINGCAPACITYOFTHEROOF,THEROOFWATERPROOFINGTECHNOLOGY,CONSTRUCTIONTECHNOLOGYOFGREENROOFS，ASWELLASTHECHOICEOFPLANTSINROOFSANDSOONAMONGALLTHEASPECTS，THECHOICEOFPLANTSINROOFSISMOSTESSENTIALANDCRITICALMEANWHILE，RESEARCHINTHISAREAHASNOTYETCOMMENCEDINTHISPAPER,WECOMMITTEETOMAKEUPFORTHELACKOFSTUDYANDUSEDANEW,CONCISEANDPRACTICALMETHODCALIEDANALYTICHIERARCHYPROCESSAHPTOSTUDYTHEPLANTSSELECTIONSYSTEMATICLYFORROOFGREENINGINGUILINAREATHEMAINRESEARCHCONTENTSANDRESULTSAREASFOLLOWS1ACCORDINGTHEPHYSICALSITUATIONOFROOFGREENINGANDGEOGRAPHYANDTHEENVIR0啪ENTALCHARACTERISTICSOFTHEROOFINGUILIN，ANALYZINGTHEGUILINSROOFGRADENINGENVIRONMENTANDSUMMARIZINGTLLEMEPLUSANDMINUSFACTORSOFPLANTINGINROOF2BASEDONSURVEYING，INDEXINGANDCOLECTINGOFTHEPLANTSINFORMATIONINGUILINSROOWEMADEALLTABLEOFMAINPLANTSINROOFGARDENINGINGUILINAREAACCORDINGTOTLLETABLEWECOULDANLYSIZETHESPECIESCONSTITUTIONANDMORPHOLOGICALCHARACTERISTICSOFTHEPLANTS，SUMMARIZINGTHEPROBLEMSOFROOFGREENINGINGUILIN3STUDYTHEWAYSOFSELECTINGTHESUITABLEPLANTSINROOFOFGUILINBECAUSEOFTHESPECIALENVIRONMENTOFROOF,WHICHNOTOLNYREQUESTTHEPLANTSCOULDADAPTTOHIGHTEMPERATURE，STRONGWIND，INTENSELIGHTANDWATERSHORTAGE，BUTALSOEMPHASIZETHEPLANTSCOULDHAVEAGOODSIGHTANDECONOMICALEFFICIENCYTHROUGHCOMPARISONANDANALYSISOFMANYMETHODSOFSELECTTINGPLANT，WEBRINGFORWARDONEMETHODBASEDONMULTIFUNCTIONAL，MULTIOBJECTIVEANDMULTIPLEATTRIBUTEDECISIONMAKINGCALLEDANALYTICHIERARCHYPROCESSAHPTHEMETHODTAKETHERELATIONSHIPOBJECTSINTOGOAL，CRITERIONANDSCHEMEBASEDONTHECLASSIFICATION，ORGANIZATIONANDSYNTHESISOFPEOPLESSUBJECTIVEIUDGMENTS，COMBINEDWITHTHEQUALITATIVEANALYSISANDQUANTITATIVEANALYSISTOACHIEVEQUANTITATIVEDECISIONMAKING4THEANALYTICHIERARCHYPROCESSAHPISUSEDTOTHEROOFPLANTSSELECTONFORTHEFIRSTTIMEINTHISPAPER，WETHROUGHSPECIALISTCONSULTATIONANDCOMMUNICATIONPOLLINGBY桂林理工大学硕士学位论文DEIPHIMETHODTOSELECTTHENORMSOFROOFGREENINGTHENBUILDDINGALLEVALUATIONSYSTEMOFPLANTSSELECTIONTHOUGHTHEPROGRAMCOMPILEDBYMATLABTOCALCULATETHEWEIGHTSATALLLEVELSANDDOCONSISTENCYCHECKING5DETERMININGTHEFIVELEVELSSTANDARDFOREVALUATIONOFROOFGARDENINGPLANTSSELECTIONBYDATARETRIEVAL，CONSULTINGCONSTRUCTORSANDSPECIALISTS，PUBLICSURVEYWITHTHEMETHODOFAHP,WECREATEANINDEXEVALUATIONSYSTEMOFROOFGARDENINGPLANTS，TOEVALUATE52PLANTSWHICHUSEDCOMMONLYINGINLINSROOFATTHEBASISOFSTUDY,15PLANTSISBESTOFCOMPREHENSIVECHARACTERCOULDBEUSEDASTHEBACKBONEOFROOFPLANNINGTHEYARETHEMAINPLANTSINROOFGARDENINGUNDERTHEEVALUATIONOFAHP,THEOTHER16PLANTSISSELECTEDASMAINCOMBINEDPLANTINGBYREASONABLEDEPLAYOFTHEM，WECOULDMAKETHEROOFMORECLORFULINFOURSASONWITHTHESELTION，12PLANTSARECHOOSEDASSUPPLEMENTARYCOMBINEDPLANTING，WHICHWOULDENRICHINGTHEECOLOGICALCOMMUNITYOFROOFGREENINGKEYWORDSROOFGARDENTREESPECIESSELECTION；ANALYTICHIERARCHYPROCESSAHP；GUILINAREAAPRIL，2008TOAPRIL，2009研究生学位论文独创性声明和版权使用授权书独创性声明本人声明所呈交的论文是本人在导师熊宇指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对论文的完成提供过帮助的有关人员已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字雠I签字日期驰呼L厶上L学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解桂林理工大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的印刷本和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。保密的学位论文在解密后适用本授权书学位论文作者签名釜幕L签字日期洳叩年6月F2日导师签字D7僻骘辩醐刁年枷9日桂林理工大学硕士学位论文11研究背景第一章引言环境是人类赖以生存，从事生产和生活的外部客观世界。人类是自然生态环境的一环，同时其生产活动也对生态环境产生着深远的影响。“绿色被誉为是大自然的象征，充满“绿色”的大自然是生机盎然的自然、是充满活力的自然N1。人类社会的进步，经济的高度发展，我们已经更加重视城市的生活环境质量和居住的环境质量，中国的城市环境建设已经进入了一个高度的发展时期，以人为本的思想全面反映在城市的空间形态、自然景观以及城市功能当中。然而，随着我国城市化进程的加快，城市建设中许多深层次问题日益凸显出来，比如城市空气污染、噪音干扰、“热岛效应等环境问题。由于城市大量自然植被空间被钢筋混凝土建筑所替代，带来了水土流失、水资源枯竭、风沙灾害、气候干燥等城市问题，导致城市生态恶化，影响城市的经济社会发展和人们的生活品质。而这一切唤醒人类保护环境、向往绿色世界的渴望和憧憬，人们开始不断的尝试各种增加城市绿化的方法，完善城市绿化系统，满足人们对生活环境的绿化要求。现代城市的一个发展方向就是垂直发展，即向上延伸几十米至数百米，向下也拓展到了数十米的空间，从而使城市形成大量的“空中空间和“地下空间”，但建筑的垂直发展并未带动绿化走向全面立体化，目前城市的绿化建设却仍然大多仍停留在平面绿地的建设模式上。这样的发展趋势，一方面造成了我国的城市人口和经济要素的密集度越来越大，而另一方面城市的绿色面积却发展缓慢甚至停滞的矛盾局面口1。城市的垂直发展，产生了大量的闲置空间，如建筑的屋顶、墙面、屋檐、地下广场、高架立交桥等城市空间，而与此同时，城市却找不到绿化建设的空间。建筑屋面绿化由于能在不占用城市建设用地的基础上，大量建设绿化空间，改善建筑室内外环境、涵养雨水、丰富城市建筑景观等功能而引起了人们的关注。而城市屋顶绿化的主题屋顶植物的研究是城市屋顶绿化建设与推广的首要前提。12研究的目的与意义121研究的目的本课题基于桂林地区屋顶绿化环境特征和植物种类应用情况，运用层次分析法AHP建立适合桂林地区屋顶绿化的植物适宜性选择指标体系。从植物的环境适宜性、经济效应、景观效应等方面对桂林地区主要屋顶种植植物进行综合评价，选出综合特性优良的植物种类，为桂林地区屋顶绿化的建设与景观设计营造提供科学桂林理工大学硕士学位论文依据和实施策略技术，从而推动桂林地区屋顶绿化的发展。122研究的意义在城市环境日益恶化和屋顶绿化所具有的优势这一背景下，屋顶绿化引起了人们广泛的关注。屋顶绿化的相关理论和技术的研究也取得了一定成果，如屋顶的承载力、屋顶防水技术、屋顶植物造景、屋顶绿化施工工艺等方面。然而屋顶绿化的主题植物及其相关内容的研究尚未展开。我国城市由于绿化建设面积有限，屋顶绿化推广是缓解城市建设用地面积与绿化用地面积之间争地矛盾的明智之举。本课题研究的意义主要有以下两个方面1为改善人居环境质量和城市环境提供技术支持城市中心环境问题的日益突出使得人们越来越关注人居环境质量的改善问题，实施屋顶绿化是改善城区环境质量的有效手段。建立屋顶绿化选择体系，尤其是选择适宜的屋顶绿化的植物种类，是实现城区大面积绿化的技术保证，对全国范围内屋顶绿化的实施也有一定的指导作用。2是现代建筑发展的重要组成部分随着现代生态学理论的发展，屋顶绿化已经成为生态建筑的有机组成部分，实施屋顶绿化是改善城区环境质量的有效手段。对植物生长与建筑环境适应性进行研究，可以极大地丰富和完善生态建筑理论，指导更大范围和更高层次上的建筑屋顶绿化。13研究的内容、框架与方法131研究的内容本课题主要内容是引入定性与定量分析相结合的层次分析法AHP构建桂林地区屋顶绿化植物选择综合评价体系，并依据该体系选出桂林地区综合特性优良的屋顶植物。其具体内容如下1根据屋顶绿化的特殊环境，研究分析并筛选与屋顶绿化植物适宜性相关的评价指标2采用简易的层次分析法构建屋顶绿化植物适宜性评价模型3运用评价模型，对桂林地区主要屋顶绿化植物进行综合评价。其中，评价指标的筛选采用德尔菲法，通过专家的咨询和轮询，采用专家对各指标评分的算术平均值决定桂林地区屋顶绿化所需评价指标。在层次分析法建立的评价模型中，通过专家打分建立指标两两比较判断矩，采用MATLAB计算层次阵单排序指标权值，并根据计算式算出各指标层次总权重。通过对桂林地区屋顶实地调查、桂林理工大学硕士学位论文资料数据检索、专家咨询调查获取指标评价标准，将指标数据等级量化，对桂林地区屋顶绿化植物适宜性综合指数进行筛选分级。评出在桂林地区环境条件下适用的骨干树种、主要配置树种、次要配置树种等，作为以后屋顶绿化开发和推广的重点。132研究的框架与方法图I1论文研究的框架结构提出问题分析问题解决问题桂林理工大学硕士学位论文本课题的研究工作拟采用以下措施和方法现场观测、资料调研现场观测植物的生长环境与生长状况，以此了解屋顶植物立地条件、绿化形式与种类以及植物对生长环境适应性的一种客观方法。资料调研既包括对已有的数据、资料的收集，又包括相关资料的系统梳理与筛选。专家咨询法专家咨询法即德尔斐法DELPHI。通过征求专家意见的方法得到桂林屋顶绿化所需评价指标。用各指标所得分值的算术平均值来表示专家的集中意见。层次分析法充分利用相关专家、学者、技术人员的经验和判断，对屋顶绿化中定量和非定量因素进行统一测度，通过两两比较方案或目标的相对重要性，构造判断矩阵，计算判断矩阵的最大特征根和特征向量，进而得到方案或目标相对重要性的定量化描述。14研究的可行性分析141社会层面上的可行性随着社会的发展，城市化进程的加快，城市的数量不断增加、规模越来越大，必然会将天然自然变为人工自然。原有的自然环境将发生根本的改变，植被和树木将会大幅度的减少，城市植被覆盖率会明显下降，城市生态问题必将成为人类面临亟待解决的问题。解决生态问题很有效的手段便是增加城市绿化面积。近几年，“构建节约型社会”目标的提出，以及绿化建设用地的缺乏，人们将目光聚焦于建筑屋顶绿化方面。142城市层面上的可行性城市发展过程中，建筑高密度建设和城市道路、广场等基础设施的补充与完善，城市土地紧缺，导致城市内部建设用地有限，为了急需缓解和改善的城市环境问题，以及面对当前城市无法指望一般绿化空间面积的快速增长来改善城市土地紧缺的现实，那么开发大量闲置的城市建筑空间用于扩大绿化，其意义重大。143建筑层面上的可行性现代城市建筑的一个发展方向就是垂直化发展，建筑高达数百米，无形中增加了很多阳台、墙面和屋顶空间，建筑地下发展中形成的地下空间也拓展成商场、停车场、地铁等。当前城市土地建设面积有限的情况下，建筑空间的开发和利用能及时缓解城市的人口与经济的密集与城市绿化面积的迟滞发展出现矛盾的局面。另外，目前城市的建筑大致分为两大类一类是老旧的砖混建筑；另一类是新建的框架结桂林理工大学硕士学位论文构建筑。老旧的砖混建筑由于屋顶和墙面等长期暴露在室外，屋顶漏水和墙面保护层剥落时有发生，建筑绿化的实施，既能有效提高建筑的安全性，防止屋顶漏水，还能美化老旧小区环境，提升楼盘质量，改善居民生活环境。新建的框架结构建筑屋面承重能力强，屋顶、墙面绿化更加丰富多彩，既可以美化建筑，也是生态建筑中建筑节能很重要的一个方面口1。15本章小结本章在对城市环境分析和担忧的的基础上提出论文研究的背景，论述了屋顶绿化植物选择的目的与研究的意义，确立了本文研究的内容与框架，并提出通过现场观测、资料调研、专家咨询和层次分析法研究屋顶绿化植物适宜性选择，最后从社会层面、城市层面和建筑层面三个方面论证了论文研究的可行性。桂林理工大学硕士学位论文第二章综述篇历史回顾、研究现状及进展21屋顶绿化历史回顾211国外屋顶绿化的发展历程屋顶花园和建筑绿化并不是现代建筑发展的产物，著名的“空中花园就被世界称之为“古代世界七大奇迹之一“，现代城市的发展促使绿色空间与建筑空间相互渗透，使得屋顶花园及墙面绿化为主的绿色建筑己成为现代建筑的一种表现方法。“空中花园”成为第一个真正意义上的屋顶花园之后，著名城市规划师勒柯布西耶提出的“新建筑五点“H1一、底层独立支柱；二、屋顶花园；三、自由平面四、水平带形长窗；五、立面的自由构图。将屋顶花园列为建筑五要素之一，建筑师对屋顶花园在建筑中的重要性有了新的认识。19世纪中叶的挪威，由于草皮屋顶具有的保温功效，而被广泛运用并产生了极大的影响。现今，很多草原和沙漠地区草皮屋顶技术仍然被广泛使用，很多城市老旧建筑由于承载力有限，也采用草地式屋顶绿化美化环境保护屋面。19世纪末在欧洲风靡一时的屋顶花园剧场和酒店屋顶花园，如今也应用到很多现代高级酒店和私人会所，深得顾客喜爱。20世纪至今，由于屋顶绿化技术和建植工程逐渐成熟，而且屋顶花园所具有的打破建筑高层远离地面局限的优势，屋顶花园在许多国家应运而生。许多国家的建筑，在图纸设计阶段就考虑屋顶花园的设计，达到了新建建筑中规划设计、建筑施工与屋顶绿化同步进行，而且也考虑到墙面和阳台空间中绿色植物的种植，使建筑与绿化联姻为绿色建筑设计，其营造技术和艺术水平也日趋成熟。在一向重视绿化的日本和拥有世界上第一流屋顶绿化设施的德国，屋顶花园的建造更是达到了相当高的水平。日本设计的楼房除加大阳台以提供绿化面积外，还有把最高顶层的屋顶建成开放式，将整个屋顶连成一片的做法，使之变成较为宽敞的高空场地，居民可根据自己的喜好在屋顶栽花种草。德国则在住宅的建设中迸一步更新建筑造型及其结构，将其建成阶梯式金字塔式的住宅群。当人们布置起各种形式的屋顶花园后，无论近看远看仰视还从空中俯视，都是一道亮丽的风景。212国内屋顶绿化的发展历程由于我国古代建筑多以木构结构为主，木构建筑有其灵活多变的优势，但屋面承重较低，而且不耐腐蚀，再者，传统建筑的屋面多为中国特色的坡型瓦面屋顶，在屋顶上栽植植物比较难以实现，故我国古代文献记载的营建屋顶花园的例子尚不桂林理工大学硕士学位论文多见。在仅有的文献中，关于人工建筑上的植物栽植多出现在古代的台、城墙及假山之上，如春秋时期吴王夫差修建的姑苏台种有美丽花木，明代山海关长城上松柏列植，明清时代苏州园林假山上的花草乔木种植，但从现代建筑绿化上来讲，这些只能成为我国屋顶花园与建筑绿化的序曲。近现代时期，我国屋顶花园由于受到基建投资、建造技术和材料以及传统观念等方面的影响，总体来说还处于起步阶段。但近几年随着城市建设法规政策的出台和生态城市、生态建筑理念的提出，与之相应的屋顶花园研究与实践也发展迅速。我国自20世纪60年代起开始研究屋顶花园和屋顶绿化的建造技术。在北京、成都、重庆、广州、上海等城市，不同规模的屋顶花园和屋顶绿化相继建成，走在全国屋顶绿化的前列。70年代我国第一个大型屋顶花园在广州东方宾馆的屋顶上建成，按统一规划设计，与建筑物同步建成，屋顶上布置有各种园林小品、水池、山石以及各种植物啼1。1983年，北京修建了五星级旅游宾馆长城饭店，在饭店主楼两侧低层屋顶上，建起我国北方第一座大型露天屋顶花园，在花园里，水池花台与各种几何形的种植区有机的穿插组合，其间点缀自然山石喷泉等。在20世纪80年代末和90年代初，我国各地成批出现了许多各具特色的屋顶花园，如上海华亭、广州中国大酒店、北京的丽草花园别墅、北京的望京小区的屋顶花园、北京林业大学主楼配楼屋顶花园、西安市碑林区建委办公楼和西安城市之心住宅楼的屋顶等。随着建筑技术的发展，以及人们对于屋顶绿化的重视，越来越多的屋顶花园在我国城市上空兴建，屋顶绿化也达到了一个很高的地步。22屋顶绿化的概念和范围屋顶绿化ROOFGARDEN又称空中绿化，是城市多层次空中绿化的一部分，屋顶绿化可以广泛地理解为在各类古今建筑物、构筑物、城围、桥梁立交桥等的屋顶、露台、天台、阳台或大型人工假山山体上进行造园，种植树木花卉的统称障1。绿化形式多样，种植方法多种，在屋顶不超负荷情况下除了不能栽植较大的树木外可以同地面绿化一样布置、造景。屋顶绿化对增加城市绿地面积，改善日趋恶化的人类生存环境空间；改善城市高楼大厦林立和众多道路的硬质铺装而取代的自然土地和植物的现状；改善过度砍伐自然森林及各种废气污染而形成的城市热岛效应、沙尘暴等对人类的危害；开拓人类绿化空间，建造田园城市，改善人民的居住条件，提高生活质量，以及对美化城市环境，改善生态效应有着极其重要的意义H1。L、大厦、住宅等建筑物的屋顶空间图21所示桂林理工大学硕士学位论文图2L华盛顿MUTUAIBANK屋顶花园2、高架梁空间高架梁空口J含有高架式高速公路、高架立交桥、过街天桥等。尽管不是通常意义的屋顶空间但高架空间上的绿化与屋顶绿化的定义和要素基本相符合，且很多高架空间的绿化在规模上与大型的屋顶绿化可以相媲美如图22，23。图22日本大阪难渡奁囤高槊绿化空间丝丝垩三苎兰堡圭兰篁丝兰囤23长春至吉林高速公路绿化号观3、建筑物的阳台和边缘空间。并非所以的建筑屋面都是一个整体，有些建筑空问，为了获得富有牛机的建筑立面效果，也会设计成阶梯状卷，通过植物种植的变化柔化建筑的边缘。如图24所示的日本大阪的难波公园，实为商场、咖啡馆、餐饮店建筑之上的、错落有致的、具有多层性的、柔和性的空中花园。在具有高低差的阶梯形花园中，通过设置各种各样的长椅和绿化空间，依次创造各式各样的逗朗场所，为钢筋混凝土林立的城市罩带来了一股清新的气息。人们可以欣赏成群的大树、岩石、悬崖、草坪、溪流、瀑布池塘及露台，人们徜徉在空中花园中尽享体验式购物的乐趣1。图24日本走阪难波公园梯形层次蛄构桂林理工大学硕士学位论文4、其他的人工构筑物。其他的人工构筑物是附属于土木构筑物的室内外人工场地上的空间多指被建筑物和构筑物分离于地面的绿化。比如桂林市中心广场的绿化，地面以下架空为商业购物中心和地下停车场，地面以上部分辅以地砖加上植物配置设计成市民日常驻留、休闲的广场空间如图25。图25桂林中心广场绿化兢果23屋顶绿化的形式和分类231屋顶绿化分类概述对屋顶绿化分类的研究，有助于全面的认识屋顶绿化。因研究角度不同，屋顶绿化的分类方法有很多，已有的分类方式如下91按照屋顶花园的使用者类型可分为公共游憩性屋顶花园、赢利性屋顶花园；桂林理工大学硕士学位论文按照屋面使用要求可分为休闲屋面、生态屋面、种植屋面、复合屋面；按照屋面使用要求可分为坡屋顶绿化、平屋顶绿化、曲面屋顶绿化；按屋面承载力不同可分为拓展型屋顶花园、半密集型屋顶花园、密集型屋顶花园按照屋顶花园的位置可分为单多层屋顶花园、高层建筑屋顶花园；按照空间开敞程度可分为开敞式屋顶花园、半开敞式屋顶花园、封闭式屋顶花园按照屋顶绿化设计总体布局手法可分为自然式园林布局、混合式园林布局；按照屋顶绿化的内容可分为屋顶草坪、屋顶菜园、屋顶果园、屋顶水池、屋顶湿地、屋顶植物园、屋顶展览园等；232从屋顶植物角度和屋顶构筑物的承载力对屋顶绿化的分类笔者认为屋顶绿化与其主体一植物和基础屋顶构筑物有着难以割舍的关系，植物的搭配与选择将影响屋顶景观的最终形态，而屋顶构筑物是屋顶绿化实现的基本条件。因此，本文从屋顶植物和屋顶构筑物承载力的研究角度出发，对屋项绿化类型分类如下N们表26屋顶绿化分类屋顶绿化植物形屋顶构筑物承载力类型应用范围环境特征式分类分类住宅、办公建筑I草地式屋顶绿化轻型屋顶绿化“生态毯”节能屋顶等II群落式屋顶绿化半密集型酒店、大型写字景观效果好，植物重型屋楼、高档住宅区丰盛，遮阴度不高顶绿化及城市中心绿如同在地面上的公III纯林式屋顶绿化密集型地园1草地式屋顶绿化轻型屋顶绿化草地式屋顶绿化又称为轻型屋顶绿化。这种类型的屋顶绿化简便、经济，是建筑屋面景观设计最简单的一种形式。一般以种植低矮草本植物为主，形成贴近屋顶表面的植被层景观。一般选用佛甲草、垂盆草等抗旱、生命力强的景天科草本植物，整体高度一般在20厘米以内，基质厚度可控制在10厘米以内，重量为5080公斤桂林理工大学硕士学位论文平方米。特征为低养护、免灌溉、从苔藓、景天类到草坪地被型绿化。因为这些特征，比较适合于荷载有限以及后期养护投资有限的屋顶3，有“生态毯”的美誉，详细设计如图27所示。根据植物材料的特征和景观特点，草地式屋顶绿化还可以分为单一草种式和宿根花园式见图28，29。单一草种式屋顶绿化就是仅采用一种植物类型，形成单一的植物草坪景观的绿化形式；宿根花园式屋顶绿化就是采用多种低矮植物，根据植物特性，如色彩的季相变化、植物形态差异等，进行合理的设计，形成丰富多彩的屋顶绿化形式赵玉婷，2004。室内9俅泓堪铡筋混凝K承重结构IO排爪膳防潮毖11过谴膳侏沮坯12种椭堪木馔芰；|13本仆1“5通风扎14_金槲薄板木板IS砾LI带燧FFFI防水堪图27草地式屋顶绿化轻型屋顶绿化构造图图片来源瓦尔特科尔布、塔希洛施瓦茨【德】著屋顶绿化2群落式屋顶绿化半密集型屋顶绿化半密集型屋顶绿化是介于轻型屋顶绿化和密集型屋顶绿化之间的绿化形式，包括小型的乔木、灌木、人行路。其目的和密集型屋顶绿化相近，但是有限的承载能力要求更轻质的解决方案，少量土壤，抗旱能力强，只需很少的养护的小型植物。重量范围在145公斤至200公斤，构造层高度在1225厘米之间。由于屋顶的承载力相对较高，故植物基质养分、水分充足，整体环境有利于植物的生长，植物选择上更加注重观赏性，但屋顶植物需要定期养护和灌溉，建造成本、维护费用及对屋顶卜二L“孓“L昏桂林理工大学硕士学位论文荷载的要求比地草坪式屋顶绿化高，故常用于商业性的宾馆酒店、大型公共建筑屋面如图210所示。如德国福斯特设计的口羽，该建筑共4个不同朝向的空中花园，朝东的3个花园种植东方植物，朝南的3个种地中海沿岸植物，朝西的3个种植北美的植物。3复合式屋顶绿化密集型屋顶绿化复合式屋顶绿化也称为密集型屋顶绿化，拥有草皮、高大的乔木、灌木、人行道路、水池和其他水景、长椅、小型游乐场等，甚至车行路和防火工程也是可能的，可以说一切皆有可能N引，如同在地面上的公园那样，不存在任何限制。但这种形式需要经常养护、灌溉；重量为150耋1000千克平方米。唯一的限制因素是屋面和建筑物的荷载能力。一般在大型建筑、高级宾馆等营利性的公共场所建造，以满足人们休闲娱乐的需要如图211所示。结构如图212。5舾120物技701JX茅冬V百FI，10帅RR下丫。1TRT兰去耵JT4，一，飞，一，20廖I2承鸵鼋噤“蠡煳。E一杉多瑚脚。I爹LI；ILTT一是STTIL石譬警擎辫龄1I“臻每7哆鎏塞毖蒙厂琵荔荔殇荔荔藏荔荔，荔图212国内重型屋顶花园的一般性做法东罨M磁桂林理工大学硕士学位论文图28草地式轻型屋顶绿化单一草种式圈29草地式轻型屋顶绿化宿根花因式围210群落式半窑集型屋项绿化图211复合式密集型屋砸绿化24现代屋顶绿化植物选择的研究现状及进展”“”241国外屋顶绿化植物选择研究情况国外的屋顶绿化发展相对比较迅速，同时屋顶植物研究方L町也一直走在前列。早在十九世纪，德国在探讨“建筑物大面积植被化”这一课题时，曾就植物选择及其屋顶绿化技术进行了深入研究“，主要集中研究植物的筛选和培育、种植技术、植物品种搭配及管理维护方面”“。1987年，德国FISCHERRR1987对珊瑚毯玉米石SEDUMALBUMCORALCARPET等4种植物在810CM的薄层基质上进行实验就其覆盖能力、抗早性和耐瘠薄能力进行测试。OOMEZCAMPOG1996，马德里政治大学1等人曾对薄土层厚度的情况下植物的抗旱和抗寒性做了为期三年的试验，选出了景天属SEDUM的11个种，及长生草属SEMPERVIVUM的若干个品种”。2002年，马德里大桂林理工大学硕士学位论文学和柏林大学的一批科学家又对适于屋顶绿化的耐旱草种进行研究，确定了矮种早熟禾，白景天和苔藓等屋顶绿化草种种类。这些草能承受各种恶劣气候，不需任何养护，而且其根部极小，不会对屋顶构成威胁N引。此后捷克KUTKOVAT，1990、西班牙GOMEZCAMPOG19962002，匈牙SUKEMERE，19992000等国家的相关学者也相继对屋顶环境中的植物种类及其的抗寒、抗早性进行了研究N町啪1。其中，土耳其在这方面的实验研究最为详尽，土耳其学者OZTAN，YARSLAN1993在干燥且容易产生滑坡的CENTRALANATOLIA地区通过栽培特征分析、野生分布和室内试验，选出了在CENTRALANATOLIA地区可用于建筑景观绿化的27种植物，其中包括景天属植物、蝇子草、大戟属及长生草属的部分品种堙。这些草能承受各种恶劣气候，不需任何养护，而且其根部极小，不会对屋顶构成威胁，适于进行屋顶绿化。与此同时，亚洲一些国家也进行了一些类似实验，亚洲的日本是开发草地式屋顶绿化植物较早的国家之一。目前已经有近40种景天等多肉植物应用在草坪式屋顶绿化中日本屋顶绿化事务局，2004，基本形成了以抗早、抗寒、耐瘠薄等抗逆指标为主，结合观赏性草地式屋顶绿化植物选择标准体系，并确立了景天类植物在屋顶绿化中的重要地位位幻。屋顶绿化的主要两种应用形式草地式屋顶花园和群落式屋顶花园中，前面所介绍的西方国家对植物选择方面的研究工作大多是针对此类型而开展。目前在此方面比较成功的范例也都集中在欧美国家及日本乜劓；群落式屋顶花园主要以德国应用较多，其它国家如巴西、加拿大等也开始尝试群落式屋顶绿化。242国内屋顶绿化植物选择研究情况与国外的屋顶绿化植物适应性研究相比，我国的相关研究就显得相当滞后。到目前为止，国内对屋顶乔木、灌木的耐热、抗旱性研究颇少，主要集中在在屋顶荷载力、屋顶排水和轻质材料的选择上，关于植物选择和环境适应性方面的工作到近几年才在上海、重庆、深圳等城市有所涉及。赵志刚通过植物生理生态试验研究方法，比较了四种菊科矮灌木及三种冷季型草坪的水分胁迫与低温胁迫，为西北地区屋顶绿化选择抗寒、抗旱植物提供了实验数据心引。2001年，上海市静安区绿化办公室与上海市农业科学院环境科学研究所等单位合作研究推广的屋顶绿化植物材料佛甲草取得了较好的应用效果引。2004年，北京市园林科学研究所通过3年抗旱栽培试验，找到了佛甲草一类耐旱节水适宜房顶生长的植物瞳刀。黄卫昌、秦俊、胡永红等对景天类植物佛甲草SEDUMLINEARE、垂盆草SSARMCNTOSUM、金叶景天SMAKINOIOGON、凹叶景天SEMARGINATUM、德国景天SHYBRIDUMIMMERGRUNCHELL进行了干旱胁迫、高温胁迫、低温胁迫实桂林理工大学硕士学位论文验，通过观察植物形态以及测定脯氨酸含量、SOD活性与光合速率，筛选出适合上海地区屋顶绿化的佛甲草、凹叶景天和垂盆草等景天类植物矧啪1。尽管如此目前植物与环境适应性研究工作仍然停留在外观表现上，更深层次的研究尚未真正开展。国内屋顶绿化以群落式为主，主要应用在一些大型酒店与公共场所内，与城市绿化的需要相比，建筑环境绿化的形式及应用面积还远远不能满足实际需要。25屋顶绿化植物选择存在问题及本课题的研究重点我国植物资源丰富，可用于屋顶绿化的植物种类有几百种之多，但既能适应屋顶极端环境，又有较好生态效应和景观价值的种类尚未发现。而且这只是针对建筑屋顶的小环境而言，我们还不得不考虑各个气候区气候的巨大差异以及种植养护成本和美学标准等因素。例如适合种植在广州的大部分屋顶植物，可能在哈尔滨连半年也无法存活；一个耗资巨大的公共屋顶花园和普通的私人屋顶花园在植物选择上也会存在天壤之别。所以要对适合种植在屋顶花园的植物进行全面评判和分类，是一个巨大的工作，也是当今屋顶绿化植物选择存在的主要问题。针对以上存在的问题，本文的研究将集中在以下3个方面1综合判断影响屋顶植物种植的因素；2桂林地区屋顶绿化植物选择存在的问题分析；3屋顶绿化植物选择适宜性等级划分。以上三个方面的问题将分散在各章节中分别讨论，希望本文能为桂林地区屋顶种植设计的进一步健康科学的发展提供建设性意见和建议。26本章小结本章从屋顶绿化的起源与历史出发，在屋顶绿化的概念、范围的基础上，基于屋顶植物的视角，将屋顶绿化分为草地式屋顶绿化、群落式屋顶绿化和纯林式屋顶绿化。结合屋顶绿化植物选择的国内外研究现状与研究进展，分析我国在屋顶绿化理论研究与实践的过程中，作为建筑屋顶绿化的主题植物在适宜性选择方面存在的问题，并依据问题确立本文研究的重点。桂林理工大学硕士学位论文第三章现实篇桂林地区屋顶绿化及屋顶植物应用现状31现状调查的研究方法311资料数据检索包括桂林地区自然地理气候资料、桂林主要屋顶植物种类资源、屋顶绿化环境特征资料等。312实地调查调查时间夏季2008年7月一8月；冬季2008年12月1009年1月。调查方法典型抽样调查法。调查目标选择屋顶绿地面积在200M2以上，8层楼以下，绿化较好的屋顶花园作为研究对象。调查绿化屋顶的乔木、灌木、竹类、藤本植物、水生植物和草本植物的植物种类，生态适应性、景观效应等情况。313专家咨询通过具有实际设计施工经验的专业人士、相关部门研究人员的咨询，掌握桂林地区屋顶绿化环境特征、屋顶绿化中植物选择方面存在的问题及植物选择标准的确定。32调查研究的内容321桂林地区地理、气候条件桂林地处湘桂走廊南端，东经109036至111029、北纬24015至260237，平均海拔150米，北、东北面与湖南省交界，西、西南面与柳州地区相连，南、东南面与梧州市、贺州市相连，毗邻广东省。桂林市地处南岭山系的西南部，平均海拔150米，属典型的“喀斯特岩溶地貌。桂林属于中亚热带湿润季风气候，四季分明，阳光充足，雨量充沛。气候温和湿润，春秋较短暂，冬夏相对较长，属于冬冷夏热地区。年平均温度在19摄氏度左右，七、八月气温最高，月平均气温28左右，最高气温39左右；一、二月气温最低，月平均温度89，平均最低气温不低于5“C，偶尔也出现34的严寒天气。桂林偶降小雪，但持续时间都不长，无霜期长达三百多天。桂林的降雨充沛，平均年雨量达19002000毫米，雨水最多的季节为四月至七月，降雨量占全年的百分桂林理工大学硕士学位论文之四十，年平均相对湿度为7379。桂林地区森林植被茂密，植物群落植被属于亚热带常绿林带范围内的南缘，植物种类繁多，高等植物的种类从获类植物开始统计，共计2329种，桂林原产1166种，作物栽培和外来种1163种，隶属247科，969属。表31桂林基本气候情况表1桂林基本气候情况统计表据19712000资料统计LON121月2月3月4月5月6月7月8月9月月月月平均温度799312918723O26328O279253207154105平均最高温度115128164227271304325328303255202152极端最高温度262328337341354366385378369347314259平均最低温度547110415920123424824521917312073极端最低温度3623O648112146182198139610733平均降136247351346231173818857636428水量634967747933MM降水天数日15115518620219O17516114882978791平均风速33333O2421171516243O3O3OMS气象站位置北纬253度，东经1103度，海拨166米322桂林地区屋顶绿化环境特征和植物选择原则关于屋顶的定义在中国大百科全书建筑、城市规划、园林卷这样描述“房屋最上层起覆盖作用的围护结构，又称屋盖。屋顶由屋面和支撑结构等组成，屋面是屋顶的上层覆盖物，包括面层的基层。屋顶的支撑结构可采用屋架、钢架、梁板等平面结构系统”口引。正因为屋顶在建筑中的特殊位置和功能，桂林理工大学硕士学位论文屋顶绿化就成为一种特殊的绿化方式。屋顶绿化的种植环境与露地环境相比有以下的特点面积狭小，形状规则，竖向地形变化小；种植土由人工合成，土层薄，不与自然土壤相连，水分来源受限制；植物的选择、土壤的深度和园林建筑小品的安排等园林工程的设计营造均受限制建筑物屋顶的承载力；植物的生长环境比较恶劣，主要是风力、光照、温度都与地面显著不同；屋顶花园的位置在楼顶上，视野开阔，环境较为清净。通过对桂林地区屋顶绿化的抽样调查与分析，总结出建筑顶面的屋顶绿化环境与普通地面环境相比，既有其有利之处，也有限制因素口驯。3221屋顶种植环境的有利因素屋顶是基于底下建筑而形成的高于周围地面的上层空间，依据建筑的高度差异，屋顶能高出周围地面几十米到几百米。与地面相比，屋顶特殊的位置特征决定了其植物绿化的有利因素1与城市中地面状态相比，屋顶上光照强，接受日光照射时间长，为屋顶植物进行光合作用创造了有利条件，生长在屋顶的植物体内积累的有机物比地面要多。2昼夜温差大，利于植物的营养积累。3屋顶位置高，空气流通好，城市环境中的污染气体难以长久聚集，屋顶空气浊度比地面低，受外界影响小，有利于植物的生长和保护。3222屋顶种植环境的限制因素屋顶也因其特殊的位置环境，在气候与地面也存在较大差异，也给植物的生存带来了困难。另外屋面的承载力有限，也将影响屋顶绿化植物的选择。1气候方面影响温度屋顶外表面材料多以水泥等硬质材料为主，与土壤相比，这些材料白天在日光照射下能迅速升温，到了晚上又迅速降温，屋顶气候日温差和年温差均远远高于普通地面。一旦温差的变化幅度和变化速度超过植物承受能力，夏季的高温就会导致植物叶片灼伤，冬季低温又容易对植物造成冻害。水分屋顶绿化是建立在完全的人工基础屋顶之上，种植土被建筑物完全与大地隔绝，植物生长的基本要素水由于缺少了大地土壤的调节，所需水分完全来自于人工灌溉和自然降雨。在雨季，雨量过多，屋顶排水缓慢，土壤有短时间积水，植物易因不耐湿而死亡；在旱季，加上屋顶白天的高温，植物又容易出现脱水而枯萎。风由于承重有限，屋顶绿化上的种植土层薄，现代种植技术发展，种植土多采用人工轻质混合土，使得屋顶植物抗风能力弱。另外，建筑屋顶空气流畅，风力大过于地面风速，较大的枝干茂密的植物容易倒伏、折断。桂林理工大学硕士学位论文2屋顶承载力方面影响建筑物的承载力受限于屋顶下的梁板、柱、基础、地基。因此，屋顶上的荷载只能控制在一定范围内，这将对屋顶植物的选择和种植土的厚度有所约束。植物选择过程中要预期考虑植物可能的自重。新建框架结构建筑可适当选择乔木、灌木，而对于改造的旧有砖混建筑屋顶，尽可能多采用草地式屋顶绿化，少用灌木，避免使用高大乔木。由于屋顶承载力有限，屋顶绿化土层薄，在植物选择时，一般以浅根系植物为主。3223屋顶绿化植物选择的原则屋顶花园与地面花园基本的差别在于其花园是建在楼房的屋顶上。因此，屋顶的安全因素和它周围的气候因素，必然会大大制约其植物选择的自由度。1安全因素要在屋顶上种花，种草，种树和建造各种园林小品，必定要使屋顶产生一定数量的动、静荷载，为确保楼房的安全，一定要使由花园本身及其他因素所引起的动、静荷载的总和永远绝对地低于该楼房屋顶承受力的极限值；2气候因素屋顶花园一般空间较开阔，与地面花园相比，其阳光照射和辐射都较强，昼夜温差大，风也大，蒸发快，空气湿度低。因此，在选择屋顶花园植物时，必须对上述这些因素充分加以考虑。鉴于上述两个准则，列出屋顶花园植物选择的几条基本原则如下1一以低矮灌木、草本为主在选择屋顶花园植物时，应注意多挑选较矮小的灌木和草本植物，以利抗风和便于栽种、管理和运输。但在某些特定的位置上，如在临街的花槽、有假山的花境以及花坛等能栽种较大型植物的地方，可适当选种些高度在225M的植物，如短穗鱼尾葵，美丽针葵等。二以耐旱、阳性植物为主由于屋顶花园种植层较浅，水分蒸发相对较快，因此选择的植物应以耐旱和较耐旱的为主；屋顶花园暴露面大，大部分地方太阳全日直射，因此在植物选择上应尽量挑选阳性植物，但在某些特定的环境中，如靠墙边或在低层屋顶，日照时间较短，可适当选择些半阴性的植物种类，如散尾葵等。三以浅根系，但能抗风且不易倒伏的植物为主由于屋顶花园种植基质层较薄，为了防止根系对屋面建筑结构的侵蚀，在植