郑州植被屋面初报

郑州植被屋面研究初报*PreliminaryreportofstudiesonagreenroofinZhenzhou张辉a、衡静b、梁明霞ac、赵惠恩a、杨秋生b**a北京林业大学园林学院100083b河南农业大学林学园艺学院c绵阳师范学院*国家林业公益项目资助，**通讯作者摘要：在郑州的植被屋面上进行植物材料种植实验，通过对不同栽培基质、不同基质厚度以及不同浇水频率条件下植物生长情况进行对比，结合越冬与耐高温试验，初步筛选出了若干适合郑州屋顶环境的观赏植物：鸢尾、观赏葱、蓍草、荆芥、菊花等非景天类植物和‘胭脂红’景天、反曲景天、八宝景天等景天属植物，为适合北方地区屋顶绿化的植物材料选择工作的深入研究及屋顶绿化基质材料的进一步优化奠定了基础。Abstract：ThispapersummarisesresearchesonthegreenroofinthecityofZhengzhou.Theseedlingsweretransplantedinagreenroofwithdifferentsubstratedepthmadeupdifferentamountofvermiculite,perlite,peatandsandyloaminseveralintervalirrigationssincefall2008.Suitableplantswereselectedbasedonthesurvivaltothedroughtinhightemperatureorcoldwinter.ItwasfoundthattheplantsmightbeusedastheextensivegreenroofplantsinZhengzhouwhichincludingsomespeciesorvarietiesofIris,Allium,Nepata,AchilleaandChrysanthemumaswellassomestonecropssuchasSedumspurium‘Coccineum’,S.reflexumandS.spectabile.关键词：植被屋面；郑州；植物材料；筛选KeywordsGreenroofZhengzhouPlantspeciesorvarietiesSelection屋顶绿化在一些发达国家的城市建设、改造中已有广泛引用，而在我国对它的研究应用起步较晚。当前，我国屋顶绿化相关理论和技术研究也取得了一定成果，如屋顶绿化施工技术与构造材料，轻质种植土选择与配比，建筑承载力研究等。然而由于地域性和屋顶环境的特殊性，作为绿化的主体——植物，它的选择与应用阻碍了屋顶绿化事业的发展。尤其是在我国北方地区，屋顶绿化中使用的植物种类少，多以佛甲草为主。为全面研究、推广适合我国具体国情的屋顶绿化模式，必须重视屋顶绿化植物的应用和选择，对植物的适应性和观赏性能进行研究，发现规律，从而为屋顶绿化的全面发展提供可靠的科学依据。为此，我们在郑州开展了植被屋面研究，以期选择出更多适合我国，尤其是北方地区粗放型屋顶绿化的植物材料，丰富屋顶绿化的景观效果和生态功能。一、郑州试验植被屋面概况1.1试验地点郑州是本实验中北方地区屋顶绿化的一个实验点。我们在郑州市区选择了具有代表性的屋顶绿化地点——郑州市裕华商务楼，于2008年9月在其屋顶平台上开始施工。1.2植被屋面构造该植被屋面结构层的处理借鉴了德国屋顶绿化结构，同时结合我国北方地区地区现阶段屋顶绿化的结构模式。本实验植被屋面的构造层由上至下依次为：种植层、过滤层、蓄排水层、阻根层和防水层。二、材料与方法2.1栽培基质该植被屋面设置了四种栽培基质以进行对比试验,根据实际场地状况，四种基质分布如下图（图1-1）所示：图1-1郑州裕华商务楼植被屋面栽培基质材料分布图图1-1郑州裕华商务楼植被屋面栽培基质材料分布图第一种栽培基质采用普通栽培基质，配比为：泥炭：珍珠岩：蛭石：沙=4：3：2：1；第二种采用河南农业大学林学园艺学院杨秋生教授新研发的可代替泥炭的基质材料，其所含成分及配比为：农大秸秆发酵物等(代替泥炭）:珍珠岩：蛭石：沙=4：3：2：1；第三种为混合基质：泥炭：农大秸秆发酵物等(代替泥炭）：珍珠岩：蛭石：沙=2：2：3：2：1；第四种为芊汇栽培基质，该种基质以壤土为主。本试验栽培基质分为10cm、15cm、20cm、25cm四种厚度，各厚度的基质分布如下图（图1-2）所示。因场地受限，屋顶南部只有3种栽培基质厚度（15cm、20cm、25cm）。图1-2郑州裕华商务楼植被屋面栽培厚度分布图图1-2郑州裕华商务楼植被屋面栽培厚度分布图2.2灌溉条件该植被屋面试验中，我们设置了5种浇水处理时间，分别间隔60、90、120、150、天，仅极端干旱下灌溉和浇返青水和防冻水，具体处理分布如下图（图1-3）所示：图1-3郑州裕华商务楼植被屋面灌溉条件分布图图1-3郑州裕华商务楼植被屋面灌溉条件分布图2.3植物材料及其处理本实验所用的植物材料共划分为四组植物配置组合，分别以P、Q、M、N表示。植物组合N、P每组植物共有12个处理，M、Q每组植物共有9个处理，其具体分布如下图（图1-4）所示：图1-4郑州裕华商务楼植被屋面植物配置图图1-4郑州裕华商务楼植被屋面植物配置图P、Q、M、N种植详图如下图（图1-5）所示：本植被屋面的植物材料于2008年10月15号定植。但由于实际条件限制，部分植物材料未能到位（如种植图空白处，已于2009年4月3号补植时添加上去）。每种植物选用的植株规格一致。2.3.1植物种类本植被屋面第一次栽植时使用的植物种类为：地被石竹、丝石竹、肥皂草、小冠花、‘冰山’八宝景天、粗壮景天、观赏葱、鹅绒委陵菜、‘金山’绣线菊、姬岩垂草、滨菊、蓍草、夏枯草、荆芥、百里香、鸢尾、萱草、‘星辰’八宝景天、粗壮景天、耧斗菜。2008年的冬季使得部分植物出现一定的不适反应，部分植株死亡。我们于2009年4月3日进行了第一次补植。除上述植物种类外增加了如下植物：菊花（若干品种），美国紫菀，山桃草，钓钟柳，‘金娃娃’萱草，金叶过路黄，麻黄，金叶莸，六棱景天，石景天，‘胭脂红’景天，光亮假景天，联合勘察加景天，反曲景天等。2009年夏季进行的耐热试验使得部分植物材料死亡，景观效果降低。我们于2009年9月22日进行了第二次补植。此次新增了如下植物种类：线叶菊、美国薄荷、黄芩、‘霍特’匍匐婆婆纳、蛇莓、姬岩垂草、紫露草、知母、扶芳藤。处理方法建植初期对植物材料进行较为精细的维护管理，待植物成活并恢复生长后控制浇水频率，开始进行对比试验。本植被屋面中的对比试验主要体现在各植物组合在生长基质不同、基质厚度不同、浇水频率不同的情况下的表现差异。因栽培基质种类及基质厚度在该植被屋面施工时已经做好设置，对此，我们只需定期进行对比记录即可。故平时的对比试验工作主要围绕不同的浇水频率进行。原则上在测定期内植物至少要能经历一个完整的生长季，并能在恢复生长以后经历夏季高温和冬季低温阶段。记录各植物在不同基质不同灌溉条件下的生长情况，包括生长速度、长势、成熟后植株冠幅、高度、开花时间、入冬时间、入冬表现、返青时间、越冬率等，并对植物适应性和种植模式进行初步评价。2008年入冬前浇一次防冻水后停止灌溉。并于翌年春天测定植物材料越冬率。郑州夏季自然降水较多，分析近期年降水分布，尤其是近3年（06-08）降水间隔，我们于2009年6月末对植物材料停止人为灌溉，仅利用自然降水，测定植物材料的耐高温能力。该处理于八月末结束，紧接着给予充足水分。于2009年3月和2009年9月分别进行对越冬情况和耐热试验结果进行观察和评定。越冬率测定当土壤解冻后，植物开始返青前后，即可到田间检查，等大部分植株长出新叶后，再进行第二次检查。在选好的样方段上，用铁锨、小铲取掉植株周围的栽培基质，露出根颈部，并使各植株之间彼此分离，以便于计数。越冬率=（存活率株数/植株总数）*100%。耐热试验结果测定经过2009年7-8月间的耐热试验后，对植物进行几次充足的灌溉，待恢复稳定后观测植物的表现状况，进行分级评定，并记录死亡植株的种类和数量。三、结果与分析3.1试验结果河南省2008年冬季遭受60年来的最大旱情，旱情直到2009年2月24日才得到基本缓解。郑州市2008年11月份与12月份降水量情况可见于下表：植被屋面上所种植的植物材料因此受到了严峻考验。2008年12月份郑州最低气温为-11.6℃，经过冬季低温阶段，2009年春季恢复生长的植物种类为：耧斗菜，地被石竹，肥皂草，丝石竹，鹅绒委陵菜，小冠花，百里香，夏枯草，荆芥，蓍草，观赏葱，萱草，鸢尾，八宝景天，绣线菊。其中以观赏葱、鸢尾、萱草、八宝景天、蓍草、荆芥等表现较佳(如下图所示)。图示2009年春季植物恢复生长的情况，右图为萱草与鸢尾经过2009年夏季耐热试验处理（见下图），存活的植物有：地被石竹，肥皂草，鹅绒委陵菜，小冠花，百里香，荆芥，蓍草，观赏葱，萱草，鸢尾，八宝景天，‘金山’绣线菊，山桃草，菊花，姬岩垂草，‘金娃娃’萱草，粗壮景天，‘胭脂红’景天，‘光亮’假景天，联合勘察加景天，六棱景天，石景天等。图示2009年干旱处理及其恢复生长情况需要补充说明的是，在四月份补植过程中，因为一些植物材料在路途中耽搁时间较长，且栽植后因水压过低导致不能进行及时、充足的浇水，使得部分植物在栽植后不久即出现死亡现象，如金叶过路黄。植物材料经过2009年冬季后的大部分种类都已经恢复正常生长。除几种景天外，菊花、钓钟柳、百里香等的表现也较为优良(如下图所示)。图示2010年春景天类植物与菊花恢复生长情况3.2结果分析就各植物组合而言，从P、N、M、Q内部植物越冬率的高低来看，一般趋势为种植在较厚栽培基质上的植物越冬率要高于种植在较薄基质上的植物越冬率。初期研究表明，无论哪种植物材料，在其它生态因子同一的条件下，栽培基质的厚度都会影响植物的越冬率。当然也会出现个别在较薄栽培基质中越冬率要高的现象，部分是因为喷水装置的问题，因为原本喷头的喷幅半径是1.5m，在开始浇水的头一个月还能保证1.5m的喷幅，但是后来由于楼层内水压不足，导致喷幅降到1m，霜冻来临时，上不了水，在植物刚种植的初期，为了保证植物的正常生长，必须每周内保证浇透水两到三遍，所以喷头附近植物长势要比离喷头较远点的植物材料稍好，每组植物组合内部浇水情况不一。Q1、Q2的情况不大一样，这是因为靠在Q1和Q2的墙头上竖立着两个巨大的广告牌，能够为植物遮阴，有利于土壤保水，但是从试验结果来看，这种作用并不是十分明显。各植物材料表现不一。在每一个种植有葱、蓍草和鸢尾的植物组合内(至少两组以上)，葱、鸢尾和蓍草始终保持了较高的越冬率，八宝景天类的植物抗性表现不如葱、蓍草和鸢尾，这表明这八宝景天的生长速度和恢复能力不及葱、蓍草和鸢尾，但是就长期适应性来看还需要更长久的实验来观察和总结。由于实验条件和时间有限，关于各类植物组合之间的竞争力和各自的覆盖力，以及与杂草的种间竞争还需要进一步的实验观察，最后一点要强调的是由于我国大部分地区年降水分布不均匀，尤其北方降