广州下沉式绿地草本植物应用综合评价

吴友炉

李宜斌

谭广文*

陈 蓉

针对城市内涝和水质污染等城市水危机日益凸显的问题[1]，2014年中国颁布了《海绵城市建设技术指南》，推行并采用海绵城市系统等低影响开发设施。下沉式绿地作为建设海绵城市系统的重要组成部分，其概念有狭义和广义之分，可以有效利用雨水，将雨水就地消纳和利用，减少灌溉的次数，节约水资源[2]。本文讨论的对象为狭义的下沉式绿地，具体指其结构为绿地高程低于周围硬化地面高程5～25cm、雨水口高程高于绿地且低于硬化地面高程的绿地[3]。

下沉式绿地第一次在城市道路中应用是在美国萨摩塞特居住区，突出强调雨水的收集和净化，研究表明，此绿地可以吸收周边75%～80%的地表径流[4]。德国在2002年发展了“第三代”雨水利用技术，将雨水利用从理论阶段步入制度化和设备集成化阶段[5]。中国“海绵城市”理论的建立基于西方相关较完善的雨洪管理体系，如美国LID体系、澳大利亚WSUD体系、英国STUDS体系、新西兰LIUDD体系等。国内目前研究主要集中在雨水渗蓄效益、工程结构，以及植物的选择和配置上，应用方面还处于试点状态。如刘俊杰[6]研究表明上海市某街道下沉式绿地其年径流总量控制率为 91.5%～99.6%，年径流污染控制率可达73.2%以上，具有良好的技术经济效益[6]；游漪凡总结了公园、小区、城市道路3种下沉式绿地结构要点：公园应在大面积绿地基础上着重增加绿地可滞留雨水量、小区应注重屋面雨水收集和渗排系统通畅、道路区域应根据雨水口位置调整下沉式绿地布局，并在结构上减少对道路的影响[7]。在植物的选择和配置上，刘佳妮[8]总结出部分适用于雨水花园的部分湿生植物芦苇(Agmites australis)、水生植物凤眼蓝(Eichhornia crassipes)等；蔡妤[9]、马逍原[10]、刘斯荣[11]、韩君伟[12]、叶睿超[13]分别研究得出了适合在北京、上海、武汉、四川使用的下沉式绿地植物；潘晓[14]在深圳市10种下沉式绿地植物中经过试验筛选出花叶艳山姜、一叶兰等耐涝性较好的植物。广州地区的研究集中在LID的开发模式和效益评价上，如斐力研究天河智慧城核心区的绿地海绵化模式，论述了城市绿地在雨洪管理中的潜力[15]，但目前广州针对下沉式绿地的植物应用现状研究尚属空白。

本文利用AHP层次分析法，结合定性与定量研究，对广州地区6个典型建成区的下沉式绿地进行草本植物应用现状进行评价，筛选出适宜广州下沉式绿地的草本植物种类和群落配置，为推动广州海绵城市建设提供科学依据。

1 调研方法

样方选择采用清华大学石晶的种植设计单元法[16]进行样方实地调研，调研时间为2018年9—10月。样地选择了《广州海绵城市专项规划》中7个重点研究的建成区中的6个，以期反映出广州市下沉式绿地植物的总体情况(表1)，在样地中选择无大型构筑物、无高郁闭度乔木遮挡的样方，以减少因光照条件差异造成的植物生长差别。

调研共记录了20个样方的67种植物，包括草本34种，占53.5%；灌木13种，占18.3%；乔木20种，占28.2%，共涉及48科62属，并采用层次分析法[10](Analytc Hierarchy Process，AHP)针对草本植物建立评价模型进行评价筛选。采用德尔斐专家调查法[17]确定下沉式绿地植物选择所占权重，采用EXCEL进行数据分析。

表1 广州市9处下沉式绿地调研样方

表2 下沉式绿地植物评价模型

表3 判断矩阵及一致性检验——广州下沉式绿地草本植物评价体系

2 综合评价模型

2.1 下沉式绿地植物综合评价模型建立

在实地调研的基础上，经咨询专家和种植管养人员，按照科学性、可操作性原则，形成广州市下沉式绿地植物综合评价模型，具体包括： 2个准则层(B层)、11个因子层(C层)(表2)。

2.2 指标权重确定

利用yaahp软件对各矩阵结果进行一致性检验(表3)。结果表示，B层(准则层)对A层(目标层)的权重排序为：生长势(0.666 7)＞观赏性(0.333 3)。C层对A层的权重排序前三的为：枯叶率(0.216 8)＞倒伏率(0.154 1)＞生长竞争力(0.132 2)。

2.3 评价因子

本研究每个因子设有3级分值，分别对应“1、3、5”分。其中C1～C3分值通过实地测算所得、C4～C6通过调研观察记录所得、C7～C11通过实地观察结合资料查阅所得。需测算的指标公式为：枯叶率=植物枯叶面积/该植物种植总面积×100%；倒伏率=植物倒伏总面积/该植物种植总面积×100%；虫害率=植物受虫害面积/该植物种植总面积×100%，植株枯萎并倒伏时归入枯叶面积(表4)。

3 综合评价结果

3.1 植物分级及优选结果

根据评价模型，将调研的34种草本分成4级(表5)。包括Ⅰ级(≥4分)优良种8种，分别是芦竹、狗尾草、玉蝉花、花叶艳山姜、黄菖蒲、翠芦莉、鹤望兰、山菅；Ⅱ级(≥3.8分)较优种6种，分别是春羽、长春花、萼距花、韭莲、紫娇花、郁金；Ⅲ级16种(≥3分)，包括鸢尾、射干、龙舌兰、花叶荨麻等；Ⅳ级(＜3分)3种，分别是再力花、秋海棠、苔草(表5)。本文同时列举出各植物在草本总面积中的占比，因结缕草、大叶油草为地被，种植面积相较其他种类差异过大，为对比更直观，故不将其列入。

将植物分级后，结合其相关生理特性，分别对蓄水区、缓冲区给出草本选择建议(表6)。草本植物的种类在本次调研的植物中占53.5%，是下沉式绿地主要的植物类型。8种优良草本在其种植区域生长良好(图1～4)，并且具有较高的观赏价值，如芦竹在蓄水区中普遍生长量大、株型高、生长竞争力强、抗旱耐涝性较好，适宜进行丛植。6种较优草本在下沉式绿地不同区域生长状况有所差异，在使用中应根据其植物特性选择适合其生长的区域，如黄菖蒲具有突出耐涝性，应优选考虑种植在蓄水区中，春羽兰具有较发达的根系，固土性能较好且不易倒伏，可优先选择种植在缓冲区。

图1 芦竹

图2 韭莲

图3 花叶艳山姜

图4 山菅

3.2 适应性及应用情况

下沉式绿地建设的植物选种应注重适地适种。将植物生态适应性与区域立地条件充分结合，才能发挥植株应有的应用效果。调研发现部分样地由于未能把植物的生态习性与样地条件充分匹配，造成植物生长不良，如水生植物再力花、灯心草、菖蒲，以及喜湿植物美人蕉有大面积枯黄萎蔫现象(图5、6)，原因是下沉式绿地虽能汇集雨水，但在渗排作用下，蓄水区并不长期形成积水，并在夏季高温中出现干旱现象，对水生和喜湿植物造成不可逆的伤害；秋海棠由于耐涝性不佳，在夏季的持续暴雨中腐烂死亡(图7)；狼尾草在吸收大量的水分后，在台风和暴雨下易发生倒伏(图8)，可选择景观效果相似、植株较矮、不易倒伏的狗尾草替代种植。

依据植物的适应性情况，选用优势植物的频率应该增大。部分植物生长不佳，但种植面积比大，如再力花达6.92%，鸢尾达9.49%，分别超过了92%、94%的调研草本，使用应更加谨慎；部分草本评分≥4分、生长表现良好，但种类种植面积比低，如芦竹、黄菖蒲、鹤望兰、狗尾草，均不足3%，可以尝试推荐应用到更多的种植区域；种植面积比最高的翠芦莉生长良好，评分高达4.2分，是下沉式绿地成熟的应用草本。下沉式绿地植物的生长状况不仅与植物的自适应性有关，还与植物的种植方式、管养精细度有密切关系，在筛选适应性较好的植物同时要注意其他环节的协同作用，才能实现良好的景观效果。

表4 下沉式绿地草本植物评分标准

3.3 植物配置

样地植物群落配置模式共有22种，其中乔-灌-草结构5种、乔-草结构16种、单一草本结构1种，以乔-草结构为主，占72.3%。由于下沉式绿地下层草本已普遍具有种类丰富、质感多样、层次错落的特点，是主要的观赏内容，因此只需配以少量灌木进行点缀、少量乔木搭建竖向骨架，即可形成舒朗且精致的群落空间[10]，同时足够的阳光和生长空间还有利于下层景观的持续性，因此乔-草结构是较理想的下沉式绿地群落配置结构(图9、10)。本研究参考原有的配置模式，在保证物种适应性的前提下，以群落观赏价值为导向，选取综合评分≥3.8分的草本植物，结合调研中生长情况较好的灌木和乔木分别对广州渗水型和蓄水型下沉式绿地给出群落配置建议。1)渗水型：根据快速渗排的特点，边缘及缓冲区可选择在样地中广泛种植、抗旱耐好，具有一定耐湿性的乔灌木和草本，具体为香樟[20]+红檵木[13]、草本上层花叶艳山姜+玉蝉花、中层狗尾草+山菅+萼距花、下层结缕草；2)蓄水型：蓄水型较渗水型植物要有更高的耐湿性和抗污染能力，具体为羊蹄甲[19]+木芙蓉[13]、草本上层芦竹+鹤望兰+春羽、中层翠芦莉+长春花、下层结缕草。

图5 再力花

图6 美人蕉

图7 秋海棠

图8 紫叶狼尾草

4 结论与讨论

尝试建立广州下沉式绿地植物综合评价体系，有利于提高该类植物的应用科学性和经济性。基于层次分析法的综合评价体系，对于选择不同地区雨水花园适用植物具有较高实用性，在我国多地研究中得以应用，但目前对于下沉式绿地植物选择的评价体系多用“抗旱性”“耐涝性”等生理适应性指标作为评价指标，难以在统一的量化标准中进行评分或在实地观测中进行记录，因此评价标准具有较高的模糊性、评价结果具有较强的主观性。本文在前人研究的基础上，对评价体系进行优化，以多个反映植物生长势的因子作为评价指标，体现植物在样地中的生长状况。在本研究过程中，由于各植物的生长物候期存在差异，植物新嫩叶萌发未必在调研期内，不在萌发期的种类能通过对比其顶端叶片与下端叶片差异，判断植物是否已完成上一轮新叶的萌发及其生长。

表5 广州下沉式绿地植物(草本)综合得分

本研究仅对下沉式绿地的草本植物应用现状进行综合评价，未涉及其生态功能等，因此更多角度、更长周期的观察和研究还待进行。下沉式绿地作为一种具体的景观形式，虽然对南方城市在暴雨灾害时的滞洪意义还存在争议[20]，但其对于丰富城市景观形式、削减局部地区地表径流、净化地表污水上的作用已经得到了相关论证[4，15]，应得到合理合适的建设。本次调研中的下沉式绿地都建在2015年后，其投入建设和使用的年限为2～4年，植物的生长更替情况还有待持续观察。

表6 广州下沉式绿地优选植物种类(草本)

注：文中图片均由作者拍摄。

图9 广州大桥南

图10 开创大道