雨水花园中植物的选择与设计

刘斯荣， 刘春丽

(湖北工业大学土木工程与建筑学院， 湖北 武汉 430068)

雨水花园中植物的选择与设计

刘斯荣， 刘春丽

(湖北工业大学土木工程与建筑学院， 湖北 武汉 430068)

通过对雨水花园中植物的作用和影响其生长的环境因素的研究，阐明不同条件下植物选择影响因素。初步总结了雨水花园中植物的选择原则与设计方法。并以武汉为例，列举适合于雨水花园生长的植物。

雨水管理； 雨水花园； 植物种类； 景观设计

城市建设中，道路表面一般是硬化的。在雨季，90%的城市必须靠雨水管道、抽水站等设施排水，超负荷的工作量造成暴雨、城市洪水危害的加剧。再加上地下管网的长期无序发展，情况更加严重。低标准的城市排水和雨水利用系统的不足，使城市最缺乏的资源变成了导致城市涝灾的主要诱因。

1 相关概念

雨水花园(Rain Garden)是自然形成或人工挖掘而形成的浅凹绿地，能够在降雨时汇聚并吸收来自屋顶或地表的雨水，通过植物、土层的共同作用，以可持续的方式实现雨水净化、滞留、渗透及排放，用以涵养水源，或补给景观用水、公共设施用水等城市用水(图1)[1]。同时由于其显著的景观生态功能，已广泛应用到城市住宅区、交通、公共绿地等不同类型的景观中(图2)。植物是雨水花园的主要组成部分，在选择植物时，考虑植物景观效果的同时，更要着重考虑哪些类型的植物能够适应特殊环境并充分发挥功能。

图 1 雨水花园结构示意图

图 2 澳大利亚墨尔本爱丁堡雨园

1.1 雨水花园中植物的功能

植物在雨中花园中发挥着不可或缺的作用，包括表面雨水滞留和污染物的净化，根系的渗透吸收，还兼具有教育、审美、生态功能。

1.1.1 污染物的吸收与净化 每逢降雨，路面、屋顶和其他硬质防渗设施上的污染物伴随雨水进入雨水花园，这其中包括沉积物颗粒、重金属和其他有害物质。雨水花园植物以优于传统工程设施的方式，利用植物自身的代谢将污染物分解、转化、吸收。与传统工程相比，利用植物吸附、转化、分解污染物，有环保、低成本、防止二次污染等优点。因此，植物修复已经成为生态领域与污染防治交叉领域的前沿性课题。

图 3 种植植物和未种植植物的土壤对氮、磷去除效率的比较

图 4 植物净化实验装置示意图

美国学者卢卡斯[2]曾将种植植物与未种植植物的土壤对污染物的去除效率进行了比较。结果表明：植物生长的土壤对污染物有更高的吸附、净化能力(图3)。其中，繁殖力强、根系发达的植物效果尤为突出。进一步研究表明(图4)，不同植物的去污力有相当大的差异。灯心草科、沙草科植物去污能力最佳，这些植物的共同特点是根系发达。可见根系的发达程度对污染物的去除力度有着重要影响。

1.1.2 雨水的滞留与渗透 雨水花园对减缓径流、滞留雨水起着重要作用。雨水花园的槽设计深度一般110～260 mm，可以节流约13 mm的初雨[3]。

除了根系能够滞留雨水，植物的茎和叶也起到一定的作用，水渗透进土壤后，通过植物茎和叶的蒸发释放到大气中。植物根系也有助于保持稳定的土壤渗透性，对雨水渗透起着至关重要的作用。

基于上述试验，卢卡斯又对种植和未种植植物的土壤进行监测，观察土壤渗透率的变化，监测结果表明，未种植植物的土壤，土壤的渗透性会下降，并且很难再自我修复；相反，种植了植物的土壤，随着植物根系的生长，土壤渗透性可以逐渐恢复。

数据显示：80%的砂质壤土，10%珍珠岩， 10%蛭石比例的土壤配比中，300 mm/h的初始磁导率，9个月后，土壤的渗透率降低到25 mm/h，随着植株的不断生长，22个月后，土壤的渗透率已经恢复到340 mm/h以上。

1.1.3 审美、教育与生态功能 植物是园林设计的重要元素之一，植物本身的形态、颜色、大小、质感等特点可以创造出丰富多彩的视觉效果。此外，植物还可以柔化景观工程外观，提高美观度，提高公众接受程度。

植物在生态系统中具有重要地位：植物构成的小群落为其他生物提供栖息环境；光合作用制造氧气；产生有机物质，构成食物链的一环；防风固沙，涵养水源。植物在生态系统的能量流动、物质循环中发挥着不可替代的作用。

2 影响雨水花园植物生长的环境因素

雨水花园一般由植物层、含水层、种植土、填料层、碎石排水层5个部分组成[4](图5)。雨水花园的特殊结构和功能使之不同于一般的园林绿化工程。其特殊性主要体现在污染物类型、被雨水淹没时间、干旱程度三个方面，所以做植物选择和后期植物养护时，除了考虑植物形态、生长习性外，还要考虑这三个因素的影响。

2.1 污染物

一般道路、屋面等场所雨水径流中所富含的氮、磷等营养物对促进植物生长至关重要。然而在一些氮、磷含量过剩的严重污染地区，植物过量的吸收营养会造成枝干过高，抗雨水冲刷能力减弱，导致在雨水侵刷过程中倒伏；在重金属污染地区，植物会因为吸收过量重金属而对自身产生伤害。在有上述2种情况的区域，应选择自我净化能力强、根系发达、耐污染的植物。

2.2 雨水淹没时间

雨水花园的含水层暂时储存的雨水不超过48 h，所以在植物的选择过程中要考虑其短期耐淹特性[5]。尽管短时水淹对植物生长有不利影响，我们仍不用担心雨量大的时候植物无法存活，因为许多植物经过长期进化，已经完全能够适应短期雨水淹没并生长良好。设计雨水花园时，也可利用不同下凹深度和槽宽调节水淹程度。

2.3 干旱

我国大部分地区的降雨多集中在夏季，在非雨季或雨季的非雨期，植物身处在干旱的生长环境，自身代谢和生物机能会受到一定限制。在此情况下，应选择耐干旱和恢复力强的植物，减少灌溉次数。

3 植物选择原则与设计方法

3.1 植物选择原则

通过前期的试验结果分析，雨水花园在考量植物时要综合若干因素，满足特殊环境条件的前提下，又能将植物的景观特征最大化的展现出来。所以在选择雨水花园植物时要坚持以下原则：优先考虑原生植物，以保证物种间不相互排斥；其次优先选择耐水污、自净力强、生命力旺盛、根系发育好的植物；选择利于稳定群落结构、维护局部食物链的植物。在进行搭配时，尽量避免单一品种，根据植物特性、花期、高矮、色彩等因素进行合理、均衡的搭配，有利于增加生态系统稳定性、生物多样性和植物可观赏性；选择常绿不落叶和生命周期长的植物，便于后期维护管理和节约成本。

3.2 雨水花园中植物配植方法

植物生长的环境根据不同种植区受水淹程度，可将栽植区分为边缘区、缓冲区和蓄水区三个部分[3]。分区中的植物在配置时要考虑到耐旱、耐水淹的特性。边缘区无蓄水能力，植物须有较强的抗旱能力，一定程度上要考虑植物抗淹性和耐冲刷能力；缓冲区有一定蓄水能力，对植物的耐淹性有较高要求，同时对植物耐旱和抗冲刷也有一定要求；蓄水区对植物的耐淹性、有害物吸附能力、净化能力要求最高，同时要求在非雨季有一定的抗旱能力。在特殊条件下也能保持良好的生长态势。

植物在配置时应避免植物间阳光、水分和空间的竞争，应依据植物对不同污染物的处理能力和生长习性均衡搭配。另外，高密度种植更有助于缓解地表径流流速，有助于清除沉积物颗粒和吸收其他污染物。

植物的景观设计手法可以分为规则式和自然式两种。前者类型的景观植物注重人工修剪，植物形态整齐、有序，植物更像一件精美的艺术品，但后期维护费用高、技术性强不利于节约成本。而自然式景观植物保养简便、植物形态各异、趣味性强，是园林景观中最常用的做法。

图 5 雨水花园分区示意图

3.3 武汉地区可供雨水花园选择的植物

武汉气候属于典型的亚热带季风气候，夏热冬冷，年平均气温为16.5℃。降水量较集中，年平均降雨量为1200 mm[6]。近年来，每逢暴雨，武汉城市便要遭受水淹之苦，加剧了城市交通拥堵，造成出行困难，使市民日常生活苦不堪言。武汉城市屡次被淹的现象被人们调侃为“到武汉看海”。其原因之一，正是城市雨水管理系统不完善。解决武汉城市内涝重要的措施之一就是建设雨水花园。植物正是雨水花园中不可或缺的关键因素，根据植物选择原则及武汉现有本土植物，列举了武汉地区可供选择的雨水花园植物(表1～表4)。

表1 湿生植物类

表2 水生植物类

表3 水生乔木类

表4 草坪草类

4 结论

合理选择和设计植物，是建设好一个完善的雨水花园的关键组成部分，也是保持水土、涵养水源的关键因素之一。到目前为止，国内对这方面的研究还很少，这就限制了雨水花园在未来景观工程的应用和推广。因此，国内迫切需要加强相关领域的基础性和扩展性研究，寻求更科学的雨水花园管理、植物选择和设计方法。这对城市生态环境的保护和雨水管理设施的发展具有深远的意义。

[1] 王佳，王思思，车伍，李俊奇.雨水花园植物的选择和设计[J]．北方园艺，2012，(19)：77-81．

[2] Davis A P, Hunt W F, Traver R G,et al. Bioretention technology: overview of current practice and future needs [J].Journal of Environmental Engineering,2009,135(3):109-117.

[3] 罗红梅，车伍，李俊奇．雨水花园在雨洪控制与利用中的应用[J]．中国给水排水，2008，24(6)：48-52．

[4] 向露露，李俊奇，车伍，等．雨水花园设计方法探析[J]．给水排水，2008，34(6)：47-51.

[5] 蔡建国，舒美英，吴家森.6种湿生植物污水胁迫逆境生理研究[J].中国园林.2008(8)：83-85.

[6] 吴建强，丁玲，不同植物的表面流人工湿地系统对污染物的去除效果[J].环境污染与防治.2006(6)：432-434.

[责任编校： 张岩芳]

On Plant Selection and Design of Rain Garden

LIU Sirong， LIU Chunli

(CollegeofCivilEngin.andArchitecture，HubeiUniv.ofTech.，Wuhan430068，China)

Through studying the function of plants in rain garden and the environmental factors that might affect the growth of plants in rain gardens this paper explores the factors to be taken into account when selecting plants under different conditions. This paper preliminarily summarizes the principles of selecting and the method of designing plants for rain gardens, and lists the applicable rain garden plants in Wuhan.

rainwater management； rain gardens；floristics ; landscape design

1003-4684(2016)03-0113-04

TU418.9

A

2015-11-20

湖北省自然科学基金面上项目(2013CFB027)

刘斯荣(1971-)，女， 湖北荆州人，湖北工业大学教授，研究方向为生态景观，生态农业景观与景观规划