南京市轻型屋面绿化生态效益评价的指标体系

李海玲+孙丽娟

摘    要：建立合理的评价指标体系是科学评价轻型屋面绿化生态效益的基础。本研究首先概述了轻型屋面绿化系统的生态效益，然后在不同层次下选取评价指标，建立多级指标体系，以期为构建轻型屋面绿化生态效益评价模型奠定基础。

关键词：轻型屋面;生态效益;指标体系

中图分类号：TU985.1         文献标识码：A        DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.11.035

Evaluation System of Ecological Benefit of Planted Light Roof in Nanjing

LI Hai-ling，SUN Li-juan

（Department of Horticulture， Jinling Institute of Technology， Nanjing， Jiangsu 210038，China）

Abstract： To establish a rational evaluation index system is the basis of scientifically evaluating the ecological benefit of planted light green roof. The ecological benefit of planted light green roof is briefly introduced in this study. Then， indicators with different levels and multilevel indicator system are selected， providing a base for evaluation model of comprehensive ecological benefit of planted light green roof.

Key words： light green roof; the benefit of ecological restoration; evaluation index system

随着现代化城市建设的快速发展，绿化用地紧张问题日益突出。当前，可供绿化的城市地面面积被挤占得所剩无几，有限的绿化已经远远不能满足越来越多的城市居民的需求，更无法维持本就脆弱的城市生态系统，因此，城市绿化势必向高处发展、向立体空间发展。继地面绿化、立面垂直绿化后，又一类绿化处女地被开发利用，它就是屋面绿化。所谓屋面绿化是指在各类建筑物、构筑物、桥梁（立交桥） 等的屋顶、露台或天台上进行绿化、种植树木和花卉的统称[1]。根据屋面绿化的最终表现状态、植物种类、荷载重量、施工的难易程度等，可将种植屋面分为不同的类型[2-3]。国内外的屋面绿化研究工作均从 20世纪60年代开始，国外关于屋面绿化的设计、安装及后期养护已趋于完善;国内随着城市化速度的加快，屋面绿化也逐步受到重视，并取得了一定的研究成果，但是受各方面条件的影响和制约，这一领域仅在少量一线城市有所开展，这导致我国城市屋面绿化率和人均绿地面积均远低于发达国家水平，就整体而言，还处于起步发展阶段，相关政策、技术、观念都亟待发展和完善。

针对承载力较弱（屋顶荷载≤200 kg·m-2）、事前没有绿化设计的轻型屋面[4]，屋顶绿化大多采用种植少量适宜生长的草种，进行“地毯式”密集种植的绿化[5-6]。其特点是绿化方式为地被式、藤架式等，绿化物种较少，且屋面荷载较轻，易施工。目前，轻型屋面绿化的施工技术已经相对成熟，可以达到一次成坪，轻型屋面绿化所具有的生态节能效益也已经得到广泛认同，但是轻型屋面绿化生态效益的评价指标体系并没有形成，这大大地束缚了南京市屋面绿化建设的步伐。因此，笔者对南京市轻型屋面绿化生态效益评价指标体系的建立进行了初步探讨，以期建立一个客观、合理的指标体系，最终建立一套切实可行、符合实际需要的评价体系，更好地促进南京最佳人居环境的进程。

1 研究区自然概况及轻型屋面绿化概况

南京市是长江下游主要的中心城市，地理位置处于北纬 31°54'～32°16'，东经 118°～119°24'之间。地貌特征为低山、岗地、河谷平原、滨湖平原和沿江河地等地形单元构成的地貌综合体。气候属北亚热带季风性气候，气候温和湿润，雨量充沛，春秋较短，冬夏较长，年平均气温 15.4 ℃，极端最高温 43 ℃，极端最低气温-14 ℃，年平均降雨量 1 106 mm，全年70%的雨量集中在5至9月汛期，全年无霜期达 200～300 d。

从南京市来看，已建成的大量老旧居民小区和建筑物，其屋面均属于轻型屋面，这给城市绿化提供了新的发展空间和契机。例如南京市鼓楼区政府的楼体屋面进行了总面积达到约2 800 m2的轻型屋顶绿化，技术上为解决小荷载难题，采用了新型屋面绿化生态盒专利产品和轻质专用基质，保证3～5 cm的基质层能持续提供植物生长所需养分和生长环境，采用圃地预培景天类佛甲草植物毯铺设，造景优美，同时兼具生态功能。

2 轻型屋面绿化生态效益

城市屋面绿化不仅可以提高顶层建筑的舒适度，增加城市绿地面积，美化城市环境，而且可以贮存 2/3 的雨水，晴热天气雨水蒸发时可以净化空气，调节城市气候，缓解热岛效应。联合国环境署的相关研究表明，当一个城市屋顶绿化率达到70%以上时，这个城市上空的二氧化碳含量将会下降 80%，热岛效应将彻底消失[6-8]。南京市区夏季绿化屋面与非绿化屋面温度比较，屋面绿化后的室内温度较未绿化的室内温度下降 3.2～5.1 ℃，屋顶温度可下降4～7 ℃，可使室内空调节电近20%，节能效果显著[9]。与此同时，种植屋面可以吸收 SO2、HF、Cl2、NH3等有害气体，降低灰尘数量达40%左右[7]，杀灭空气中散布的各种细菌，提高空气清洁度;对噪声有吸附作用，最大减噪量可达10分贝;减弱暴雨过后的地表径流，对暴雨起一定的缓冲作用，可以有效缓解城市排水系统的压力，为城市安全提供保障;同时为生物多样化提供基础，给动植物种群创造新的生态环境，维持城市生态平衡。

3 南京市轻型屋面绿化生态效益评价指标体系的构建

3.1 评价指标体系的建立原则

（1）系统性原则。指标体系是一个综合的多属性、多层次的体系，要求构建的模型既能全面反映轻型屋面绿化系统结构与功能的生态效益，还可以实行分级分层次处理，以适应不同侧面评价需要[10-14]。

（2）独立性原则。指标间应尽可能独立，尽量选择有代表性的指标，辅之以一些次要指标，尽量避免某单项功能指标的重复使用[10-13]。

（3） 可操作性和数据资料的可获得性原则。所选取的指标应具有监测可操作性，且指标内容简单明了、概念明确、数据容易获取[13]。

3.2 评价指标体系的说明

3.2.1 评价指标的确定 评价指标的选择对于构建一个好的评价体系至关重要[5]。轻型屋面绿化的结果最终形成一个具有一定结构和功能的系统，为了对系统进行综合生态效益评价，以南京市轻型屋面绿化生态效益评价为例，评价指标的筛选根据评价对象的结构、功能和区域特性，在咨询专家以及参考国内外大量文献的基础上，着重考虑缓和温度效应、增湿效应、雨水滞蓄率、平均风速改变率、滞尘效应、吸收有害气体、固碳释氧、降噪效应、植物种类多样性、植物存活率、乡土物种比例等指标。其中缓和温度效应主要考虑针对南京气候夏季高温天气多，冬季无采暖，可促进发挥建筑节能;雨水滞蓄率主要考虑针对南京的降雨特征，可为建立“海绵城市”提供一定的支撑;滞尘效应、吸收有害气体以及固碳释氧效应主要考虑南京大气环境特征，植物特有的属性可兼为城市居民呼吸提供洁净空气;降噪效应主要考虑南京拥有车辆较多以及其他噪音源也较多的情况;植物种类多样性、植物存活率以及乡土物种比例这3个指标主要考虑生态的稳定性以及维护成本的高低等。

3.2.2 评价指标体系的层次结构 轻型屋面绿化生态效益评价指标体系必须既能反映整个系统的综合效益，又能反映各层次、各侧面生态功能;既有助于为城市发展制定绿化规划目标，又能提出易于操作、便于对照执行的具体准则。为此，根据南京市轻型屋面绿化生态效益评价目标和指标体系选择原则，建立三级评价指标体系，分别为总目标层、准则层、指标层，如图 1所示。

第一级评价指标层即目标层，它可通过模糊数学评价模型获得，是反映系统生态综合效益的指标，显示轻型屋面绿化在改善城市生态环境中的作用，也是检验轻型屋面绿化质量的主要组成部分。

第二级由第一级评价指标层的3个支持指标—环境效益、系统稳定性、小气候效应构成。城市是一个复杂的大系统，在环境方面，交通、城市建设、工厂和家庭生活等产生大量的污染物质。屋面绿化在绿化造景的同时根据植物的特性，运用其自然净化功能，这对重建城市生存空间具有不可替代的意义，环境效益指标应全面深入考虑绿化改善环境的作用机制，对其作用的大小进行正确地定位与评价。另外由于城市地形复杂、建筑密集、能耗大等原因，使得城市形成特有的某些有害气候现象，一定规模的绿化对气候具有调节作用，小气候效应指标可考虑对各项气象因子的缓和程度，进而评价屋面绿化整体在影响城市区域大气热力状况中的作用原理与程度。考虑到城市的生态环境受人类强烈干预，生态系统往往表现出物种数量减少，结构简单等特点，系统稳定性指标应考虑所建群落的稳定性，引入一定比例的乡土物种对于维持生态系统平衡，改善立地条件等有着不可低估的优势。

第三级评价指标层是通过具体的方法和技术处理获得的指标，是评价指标体系的最低层，也是唯一可通过实验获取数据的指标层。部分指标的测定如下。

（1） 吸收有害气体：可测定植物体中S、N的含量，计算植物吸S、N的量;同时监测大气中的有毒气体SO2、NOx、氮氢化合物的含量。

（2） 固碳释氧：可测定各植物的光合作用并进行估算。

（3） 降噪：测定不同区域内不同时段的噪声。

（4） 滞尘效应：测定植物体表面的TSP、PM10，同时监测大气中的TSP、PM10。

（5） 乡土树种比例=乡土树种种类/绿化区域内所有树种种类（%）。

（6） 植物种类多样性：根据单位绿化空间中应用的植物种类、株数、面积等进行统计，可用 Simpson 指数或Shonnon-Weiner指标计算。

（7） 植物存活率：统计不同干旱胁迫下，植物存活个体数/绿化区域内所有树种个体。

（8） 雨水滞蓄率：可测定单位面积的土层厚度中土壤非毛管空隙度的含水量，以及不同雨量产生径流的滞后时间。

（9） 缓和温度效应：可测定绿化区域内日最高温度、日最低温度、日均温、室内外温度的变化、高温天气（>35 ℃）减少日数等。

（10） 增湿效应：测定绿化区域内空气湿度的变化。

（11） 平均风速改变率：测定平均风速的变化。

4 结 论

目前，南京市正在推广立体绿化建设，本研究根据南京市轻型屋面绿化现状，着眼于综合评价，构建了南京市轻型屋面绿化生态效益多层次指标体系，包括3个准则层及固碳释氧量、缓和温度效应等11个指标层，并为构建城市绿地综合生态效益评价模型作准备。进一步的研究将通过定量方法对这些指标进行量化与评估，科学研究生态效益，并参照国内外先进城市的经验成果，制定符合自身特点的城市绿化目标，促进南京市绿化建设向多元化方向发展。

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