海绵城市中植物景观的品种选择
2017-10-12沈杨霞张建林
沈杨霞 张建林
摘要:植物是海绵城市建设五大要素之一,不仅给人们带来了新的景观感知和视觉感受,而且起到缓解城市内涝,降噪,雨污净化,降低大气污染,改善城市空气质量,调节空气湿度和温度,改善城市局部小气候环境,调节温室效应和热岛效应等作用。正确地选择植物种类,合理搭配,可以提升海绵城市效率,加速海绵城市的发展。
关键词:海绵城市;植物景观;雨水花园
“海绵城市”即有景观功能的水循环基础设施。土地本身具有一定的雨洪调节、涵养水源、雨污净化等能力,这些能力正好是建设“海绵城市”的基础。由于各类关键性水循环过程的土地不均衡性分布,故需通过设计中的“安全格局”合理布局在城市水源涵养及保护、土壤净化、雨涝调节、补充地下水、净化污水、修复栖息地等重要的水循环过程中关键性的区域、位置和空间。这是建设海绵城市水循环基础设施最为集约、高效的方式。因而“海绵城市”的构建理念与其在景观设计中的应用是不可分割的。植物作为景观的重要组成之一,在海绵城市建设中扮演着海绵中的小气孔的角色,单独存在时功能不大,组合在一起却可以发挥“1+1>2”的功效。
1海绵城市
1.1概念
海绵城市是一种象形的表述,专业术语为“低影响开发雨水系统构建”,所谓海绵城市,就是利用原始地形地貌对雨水的蓄水功能,使雨水下渗到自然下垫面和生态本底,通过土壤、植物景观、湿地等对水体进行自然净化,就近“吸收、存蓄、渗透、净化”径流雨水,回补地下水,调节水生态。使城市对雨水具有吸收和释放功能,如“海绵”般收放自如。并且能够对环境变化和自然灾害灵活应变,让水在城市中根据需求自由移动。
伴随着我国大规模的城镇化进程,热岛效应、城市缺水、“路上行船”等城市问题的盛行,“海绵城市”建设理念应运而生。摒弃传统城市建设模式,优先考虑雨水花园、植草沟、透水铺装、下沉式绿地等生态措施来解决径流雨水,采用“慢排缓释”和“分散源头”的方式达到缓解城市生态问题的目的。
景观设计与海绵城市的构建理念密不可分,而海绵城市设计理念中最紧密相关的当属低影响开发。
1.2低影响开发
将径流总量、径流峰值和径流污染通过雨水的截污、下渗、调节、积存、运输、净化等功能控制起来的方法即为低影响开发。各项研究说明海绵城市措施多,且没有统一的技术标准,对于传播和推广有一定难度,故应选择大家所普遍认同的方式。海绵城市处理雨水的方式按顺序大致概括为3步,首先是回收雨水的收水措施,然后是用于积存、过滤的蓄水措施,以及雨水再利用的用水措施。而植物景观多用于收水措施和蓄水措施中。
2植物景观
植物景观主要指由自然界的植被、植物群落、植物个体所表现的外在形象,通过人们的感觉器官传送到大脑皮层,产生一种美的感受和联想,植物景观也包括人工运用植物题材来创作的景观。
3植物景观在海绵城市中的应用
3.1植物景观功能介绍
植物景观不仅是海绵城市的重要组成之一,同时也是其重要的外在表现形式。为人们提供了新的景观感知和视觉感受,增加了海绵城市的观赏价值。它能够有效地过滤、吸附、凝结空气和径流中的有机污染物、重金属离子、悬浮颗粒和病原体等有害物质。植被部分地利用和吸收那些被吸附、凝结的污染物,将其转化为营养,降低了大气污染,改善城市空气质量。植物光合作用产生的光合驱动力将植物大部分集水从根系传输到叶片,水分通过蒸腾作用从叶片气孔散到空气中,从而带走热量。由于植物叶片向阳面和背阳面的温差效应,因而驱动植物泵会消耗掉不少热能嘲。利用这个特性可大量吸收城市辐射热,调节空气温度和湿度,改善局部小气候环境,吸收二氧化碳,为城市供氧,改善了由空间板结所带来的城市温室效应和热岛效应。并且通过合理的植物配置,还能够为昆虫和鸟类供给舒适的栖息环境。植物景观建造成本较低,维护和管理简单。另外,碎石和沙土被植物根系所固定,避免了水流冲刷而造成的地基松动及水土流失。当城市降雨量过大时,植物景观还能够减缓雨水下落的速率,缓解地表径流量,减轻城市内涝压力。植物能够吸收部分的城市噪音,从而减小噪音对居民生活的干扰。
植物光合作用、存水功能和净水能力等可以调节温度和空气湿度、吸收辐射,并且通过影响城市季风运动和降低城市噪音污染等也能营造良好的局部小气候环境。“城市生态廊道”由植被体系与城市水体体系结合构成,能为城市提供清新凉爽的空气。城市冷桥空间和生态廊道有助于缓解城市温室效应和热岛效应所带来的影响,修复城市生态链。
3.2植物品种选择
海绵城市中的植物选择要求严格,要满足耐旱、耐涝,能够净化雨水,低成本维护,具有良好的景观价值等要求。
3.2.1首选乡土植物,辅以泊来物种。乡土植物能够很好地适应本地的气候情况、土壤特性和周边环境,抗逆性好,能够抵御不良环境的危害,在海绵城市的建设中具有较好的过滤吸附污染物的能力,并且乡土植物所搭配的植物景观极具地方特色。在植物选择上首要考虑满足海绵城市的特性,因为其需要将雨水收集起来、净化和下渗,所以要求植物必须耐涝。雨洪期间植物长时间浸泡在雨水汇集的雨水花园、生物滞留区、植草沟等雨水景观设施中能够正常生长。次之,植物应具有耐旱特性,城市在非雨季通常处于干旱缺水状态,植物景观基本靠市政灌溉用水来养护,浪费人力物力,成本较高。如果它本身具有顽强生命力,在旱期也能生长良好,便能够减少市政投入。耐水湿又耐旱的乔木是常用植物,其株型优美,又便于造景和管理养护。常用耐水湿乔木有:水杉、落羽杉、池杉、垂柳等。
3.2.2选择根系多、枝繁叶茂、具有较强净化力的植物。植物去除和降解雨水中污染物的主要方式有3点:一是通过光合作用,吸收并利用N、P等矿物质,不同植物的根系对净化土壤污染物的能力也不同,选择对污染物净化能力强的植物叫;二是根系能够将氧气输送到基质里,从而形成根系周边的有氧区域与缺氧区域相互穿插并存的微处理环境,使得好氧、缺氧和厌氧微生物均各得其所,这些微生物自身能够分泌活化重金属离子的物质,使之更容易被植物所吸收。并且植物根系的活动会受微生物的影响,从而使吸收重金属离子受到影响;三是植物根系吸附和净化污染物質,特别是对于难以清理的重金属离子。与其他净化方式相比,通过植物来净化具有很多优点。例如:工程措施简单,造价低,对环境的干扰性较小,能够保持良好的土壤生态环境,可以大面积推广应用,有很好的景观效果等。常用植物如芦竹、蒲苇、香蒲、灯心草、沙草、芦苇等。
3.2.3具有耐涝耐旱双重特性的植物。海绵城市中的水量会因是否降雨产生很大的变化,从而出现丰水期和枯水期相互交替的特殊现象,因此,选择的植物在水生环境中能够生长良好的同时,又要能够在干旱环境下顽强生长。通常采用湿生旱种的方法,在雨洪时期来解决雨水花园、生物滞留区以及植草沟的植物生长,还充分发挥其特性进行了雨水的净化处理。同时在旱种阶段也能够营造植物景观,从而符合海绵城市的植物搭配要求。因此在植物选择上要选择根系多、生长迅速、枝叶繁茂的植物,从而更好地发挥其生态功能。例如:蒲苇、斑叶芒、细叶芒、马蹄金、旱伞草等。
3.2.4观赏性和生态性兼顾,选择相搭配的植物。合理搭配植物品种能够使其对水体的净化能力得以提升。可将根系泌氧能力差异大的植物搭配种植,构成复合式植物基床,营造出有氧区和缺氧区共存的微环境,从而有利于总氮的降解;将常绿的和落叶的草本搭配栽种,使花园冬季的净水能力得以提升;同时也可以将草本与木本搭配栽植,丰富植物群落的结构层次和提高观赏特性。如:荷花、萱草、凤眼莲、大漂等。芳香植物能够引来蜜蜂、蝴蝶等昆虫营造出动静结合的景观,同时能够给人视觉和嗅觉的双重享受。如:美人蕉、姜花、慈姑、黄菖蒲等。
4总结与思考
海绵城市是一个城市雨洪综合管理系统,植物更是海绵城市中重要组成部分之一。目前国内较为重视海绵城市工程措施的探讨,忽略了海绵城市中植物的功能、选择原则及设计方法等的研究,导致在海绵城市实施阶段,常无法正确选择植物及提供适当的生存环境,难以充分发挥植物各自的雨水净化效果,一定程度上制约了海绵城市的建设发展。