关中地区城市绿色雨水基础设施的植物选择

杨 阳

(西安工程大学，西安 710048)

绿色雨水基础设施(Green Stormwater Infrastructure，简称GSI)是应用于城市雨洪管理的绿色基础设施，包括了与植物结合的一系列工程措施，如：雨水花园、渗透铺装、绿色屋顶、下凹式绿地、植草沟、蓄滞池等[1]。绿色雨水基础设施利用人工模拟自然生态过程的方式，通过收集、调蓄、促进渗透、净化、利用雨水径流，科学利用雨水资源，减轻城市雨水管网压力，实现水体自然积存、渗透、净化的可持续发展。绿色雨水基础设施作为城市绿色基础设施中的一部分，目前已逐步应用于解决雨洪问题的项目中，尤其是在我国“海绵城市”建设过程中，逐渐展现出了自身独特的生态功能[2]。但是，目前与其相配套的植物种植设计缺乏理论指导依据，在实践中对于植物的功能性作用重视不够，导致绿色雨水基础设施内的植物较为单一，如何根据区域生境条件选择恰当的植物种类，从而提升绿色雨水基础设施的景观质量值得研究。

国外研究表明，绿色雨水基础设施中的植被层能够起到缓冲径流的作用，可以净化土壤中的有机物质，并且可以成功拦截重金属离子，达到净化水质的效果[3]。另外，绿色雨水基础设施内由多种草本、灌木组成的植被层，也为多种昆虫、无脊椎动物、两栖类动物提供了栖息地，提升了场地的生物多样性[4]。国内在绿色雨水基础设施的植物种植设计方面已取得了较多的收获。陈钰婷等对广东省雨水设施的中心积水区、斜坡区和外围缓冲区所适用的乡土植物进行了筛选，并对其景观搭配效果进行了评价[5]。陈垚等通过对国外绿色雨水基础设施设计规范的解读和实地调研，从设计施工和后期养护两方面，针对植物的科学筛选、布局、种植密度、种植时间等进行了分析讨论[6]。袁嘉等结合对自然群落“有序的混乱”的生命智慧的分析，阐述了师法自然的雨水花园植物群落设计思路[7]。马逍原等概括了不同雨水设施内植物的选择原则与设计要点，并列举了相应的耐旱涝、根系发达的植物[8]。为了不断提高关中地区城市绿色雨水基础设施建设的科学性、实用性和经济性，我们结合关中地区的气候条件，参照自然原生植被类型，筛选出了适宜的植物种类，以期实现植物景观和生态功能的稳定与高效。

1 关中地区典型绿色雨水基础设施概况

实地调研发现，关中地区典型的绿色雨水基础设施主要包括雨水花园、植草沟、蓄滞池三种类型，它们具有相应的结构特点及适用场地，其生态功能与景观价值需要有与其相配套的植物种植设计来共同实现。

1.1 雨水花园

雨水花园是一个与自然地理条件相适应，兼具景观美学功能和雨洪管理功能的低洼绿地，有助于实现雨水的资源化管理，能够收集并处理来自屋顶、车道、人行道、停车场和街道的雨水径流，让雨水从硬质地表下渗到土壤中[9]，承载着雨洪管理、净化水质和循环利用降雨等多种生态效益[10]。通常结合草坪布置在绿地内，与传统的草坪景观相比，雨水花园能够给人以新的景观感知与视觉感受。在选择植物种类时，应考虑雨水花园所处位置特点，例如，在接近道路等易有尘土、油污、化学物质的位置应选用滞尘效果好、耐污染性强的植物。

1.2 植草沟

植草沟是指种植植被的景观性地表沟渠排水系统，主要用于雨水前期处理、雨水运输，用以代替传统的沟渠排水系统[11]。相较于传统排水模式，植草沟能够通过植被的滞留、过滤、吸附功能，减缓径流流速，去除径流中的污染物，利用弹性的排蓄空间降低雨水对城市排水造成的压力和污染。通常被设置在大面积的硬质铺装旁，如公路、人行步道、广场和停车场等，用以快速疏散聚集的雨水。由于植草沟的主要任务是输送雨水径流，因此在选择植物种类时，应充分考虑植物的耐短时水淹、耐旱、耐盐碱、耐雨水冲刷等性能。

1.3 蓄滞池

蓄滞池可利用现状洼地或地形改造进行布置，通过模拟自然湿地生态系统而建造的适宜水生植物生长的一种绿色雨水基础设施，由于受季节性降雨制约，具备永久性、间歇性蓄水的特点。蓄滞池能够对雨水产生集蓄、调节、净化等效果，一方面能够通过容纳雨水来调节径流量，削减径流最大峰值；另一方面通过植物与微生物的相互作用，及时清除或吸附雨水径流中的有机物、重金属离子、细小颗粒等污染物，这就需要所选植物具备耐水湿、耐水淹、耐寒、抗污染性强等属性。

2 关中地区自然条件背景下的城市雨洪问题

关中地区位于陕西省中部，包括西安、宝鸡、咸阳、渭南、铜川、杨凌五市一区，南倚秦岭山脉，渭河从中穿过，平均海拔520 m，东西长360 km，总面积约55 623 hm2，号称“八百里秦川”。属于暖温带半干旱、半湿润气候带，并具有大陆性季风气候区的特点。黄土分布广泛，自然植被覆盖条件较差，现有植被类型包括关中阔叶林灌丛区、平原地被植物区。据统计数据关中地区10 a来年均气温在波动中呈显著上升趋势，增长率为0.27 ℃/10 a，年均降水量也呈明显的增加趋势，目前西安市多年平均降雨量已达到740.4 mm。基于此，“中国现代冰川之父”施雅风院士提出了“西北气候可能正由暖干向暖湿转型”推断。在关中地区气候变化的背景下，夏季降雨量大且降雨集中，导致了城市雨季易遭受“小雨积水、大雨内涝”的困局，这给城市排水系统带来压力的同时，也对绿色雨水基础设施的建设提出了更高的要求与标准。

3 绿色雨水基础设施植物的选择原则

关中地区不同典型绿色雨水基础设施的环境特点、理水要求等不尽相同，在进行植物选择时既要充分考虑绿色雨水基础设施的生境特点，还要从提高植物成活率、提升观赏价值，降低维护管理成本等方面着手。

3.1 乡土物种优先，适当引进外来物种

乡土植物对于本地的温度、水分、光照、土壤、空气等生境因子有更好的适应性，并且形成了对本地某些特定生态因子的适应与需要，实用性强，易成活，具有显著的抗逆性，可以抵御外界不良条件的影响，能够在短期内形成较好的景观效果，利于改善当地环境和突出体现本地文化特色诸多优点[12]。由于乡土植物对水肥的消耗低，因而种植和维护成本较低。另外，可以适量选择适宜于关中地区生境条件的外来物种，从而丰富植物种类，提高生物多样性水平，合理配置乡土物种和外来物种。

3.2 植株强健，净化能力强

注重选择根系发达、生长迅速、枝叶茂密的植物，此类植物具有较强的生命力和固土能力，发达的根系有利于吸收土壤中的重金属和有害物质，同时也要注重其吸收雨水污染物的能力，起到净化水质的目的。另外，此类植物还能够有效滞留雨水，显著抑制雨水径流速度及径流量，适合与绿色雨水基础设施配合种植。

3.3 短时间耐涝，长时间耐旱

绿色雨水基础设施具有在降雨期间积蓄雨水的能力，能够发挥较好的雨洪管理效果，并伴有丰水期和枯水期交替出现的特殊现象。鉴于关中地区雨季常出现的短时间暴雨天气，因此所选择的植物要具备能够经受间歇性短期内雨水浸泡的能力，既要在雨洪期间的积水中正常生长，又可在非雨季期间的干旱缺水状态下顽强生长[13]。不仅能够发挥其生态功能及景观价值，而且也在一定程度上节约了后期的植物养护管理成本。

3.4 合理搭配，兼顾观赏性和生态性

根据植物种植设计目标和绿色雨水基础设施的生境条件选择植物，所选植物应兼顾观赏性和生态性，发挥其改善水文条件、去除污染物、提升景观质量等方面的作用。绿色雨水基础设施植物宜根据用地条件、地形土壤、水位分布、水量水质等因素综合考虑选择适宜的植物种类，同时考虑设施所处绿地环境和功能定位，正确处理植物与场地环境、植物群落之间的关系。综合考虑植物季相、色彩、质感、旱季雨季的景观效果，将常绿和落叶植物搭配栽种，提升秋冬季节的观赏特性；同时也可将草本与木本搭配栽植，丰富植物群落的结构层次。

4 不同类型绿色雨水基础设施适宜的植物种类

植物是绿色雨水基础设施的重要载体，不同类型绿色雨水基础设施所适宜种植的植物存在差别。在进行绿色雨水基础设施的植物选择时，要充分考虑植物的本土性和对气候的适应性，结合关中地区的气候条件、种质资源特点以及绿色雨水基础设施的基本属性，总结出适宜种植于雨水花园、植草沟、蓄滞池的植物种类。

4.1 雨水花园

植物作为建设雨水花园的重要园林要素，所占据的关键地位毋庸置疑，合理运用景观化处理手段种植植物，能够让绿色雨水基础设施重新焕发生机与活力，成为一个充满艺术气息的“雨水银行”。通过合理的植物配置，雨水花园能够为昆虫与鸟类提供良好的栖息环境。所选植物要求具有显著的耐水淹和耐湿性，植物配置应考虑花期、色彩、形态等季相变化特征和植株的高低层次搭配。雨水花园内部一般可以分为三区：边缘区、缓冲区及蓄水区，各区适宜植物不尽相同(表1)，边缘区应选择景观效果好的观花、观叶或观果植物；缓冲区应选择根系发达、分枝(分蘖)能力强的植物，蓄水区应选择能够适应水生条件的植物。

表1 雨水花园植物种类选择

4.2 植草沟

植草沟内植物种植一般呈线性布局，在植物配置形式上也遵循流线型，注重植物与卵石、毛石的搭配。所选植物能够适应在雨季时水分充沛、旱季时干涸的水文条件，要求植物根系发达并能够经受这种土壤周期性干湿状态。植草沟内部一般可以分为三区：边缘区、缓冲区及蓄水区，各区适宜选择的植物种类不尽一致(表2)，边缘区应选择生长快、景观效果好的地被植物，缓冲区应选择根系发达、耐冲刷的植物，蓄水区选择能忍耐土壤干湿交替条件的植物。

表2 植草沟植物种类选择

4.3 蓄滞池

蓄滞池是湿地向陆地过渡的区域，兼具湿地与陆地的生境条件。蓄滞池内部一般可以分为三区：干湿交替区、湿生区及水生种植区。干湿交替区一般种植固土能力突出、抗冲刷性强的植物；湿生区适合种植根系发达，耐水湿、净化能力强的湿生植物；水生种植区适宜栽植各类水生植物。在植物配置时应结合水域大小、池塘外形等特征，合理搭配景观置石。蓄滞池不同区段适宜植物种类要求不完全相同(表3)。干湿交替区应选择能够忍耐干湿交替土壤状况的植物，湿生区应选择耐污染特性强的植物，水生种植区应选择挺水类、浮水类、沉水类的乡土植物种类。

表3 蓄滞池植物种类选择

4 结语

绿色雨水基础设施作为海绵城市生态建设的重要技术措施，通过合理搭配构建植物群落复层结构，能够提高绿色雨水基础设施的功能多样性和群落稳定性，在达到生态美、自然美和艺术美相融合的同时，促进实现绿色雨水基础设施与土壤-植物系统协同净化、吸收、下渗雨水等综合功能。其中科学选择与应用植物，是建造理想绿色雨水基础设施的重要前提，这也是今后结合地域气候条件与区域种质资源，不断进行关中地区绿色雨水基础设施植物选择与配置研究，充分发挥植物对雨水调蓄生态功能的缘由和方向。