佛甲草屋顶绿化前景分析
2022-04-07单伟红张玉芳
单伟红 张玉芳 张 军 李 森
(1.滕州市国有木石林场,山东 滕州 712100;2.滕州市林业事业发展中心,山东 滕州 712100)
佛甲草(SedumlineareThunb.)景天科景天属多年生草本。随着野生植物资源利用的频率和范围增加,佛甲草作为泛生性野生草本植物,近年来越来越受到园林部门的青睐,尤其在屋顶绿化方面,佛甲草已得到较大范围的应用。北方地区常年干旱少雨,常绿植物种类十分稀少,绿化覆盖率与南方地区有较大差异,特别是在城市绿化方面,由于耕地保护和城市扩张,利用建设用地实施园林绿化的空间越来越小。与此相反,随着城市人口和城区建筑物的增加,城市屋顶伴随着城镇化进程面积越来越大。然而目前除北京、上海、青岛等大型现代化都市屋顶绿化覆盖率较高外,绝大多数城市特别是中小城市和老旧城区屋顶绿化仍处于起步阶段。影响和制约屋顶绿化的主要因素有屋顶绿化成本高、技术难度大、许多老旧建筑结构及负重不能满足屋顶绿化需要等等。通过长期的观察研究和试验,发现佛甲草是推进屋顶绿化的优良草本植物,具备操作简单,可行性强,效果明显,一劳永逸等许多优点,拥有异常广阔的应用前景,值得在全国各地特别是广大北方地区广泛推广。
1 形态特征
多年生草本,茎高10~25 cm。3叶轮生,稀4叶轮或对生,叶线形,肥厚,长20~25 mm,宽2~3 mm,叶尖钝尖,叶基无柄,有短距。花序聚伞状,顶生,中央具一朵短梗花,另2~3分枝、分枝常再2分枝,均呈假二叉状,无梗;萼片5,花瓣5,黄色,披针形,长4~6 mm,雄蕊10,较花瓣短,花期4~5月,蓇葖果,果期6~7月。佛甲草叶修长如佛甲,碧绿如翡翠,小巧如玲珑;花似繁星,又如萤火,细腻美观。生于荒野则孤芳自赏,植于室内则惊艳宾客,引于屋顶则绿盖如茵[1]。
2 材料与方法
2.1 试验材料
佛甲草(SedumlineareThunb.)属多浆植物,含水量极高,适应性极强,不择土壤,喜湿润,耐寒力极强,喜阳极耐阴。适生范围广,除西北地区的新疆、西藏、青海、内蒙古和甘肃等省外,其他各省均有自然分布。叶、茎表皮因具角质层,蒸发量极小。该文所用材料均采自野外,未经引种驯化[2]。
2.2 研究方法
2.2.1 试验研究
通过对试验材料在屋顶种植观察,得出佛甲草耐寒、耐旱、耐瘠薄、耐高温等特性指标,并对其作用进行逐项试验分析,掌握佛甲草屋顶绿化技术环节[3]。
2.2.2 文献查阅
查阅了南方园艺、四川草原、草业科学等国内外文献资料,了解佛甲草生物学特性、应用现状与优势,以文献依据佐证试验结果,在试验结果的基础上,提出更全面的特点和优势,并为屋顶绿化的技术规程提出理论指导[4]。
3 结果与分析
3.1 优势分析
3.1.1 耐旱
北方地区植物生存之道,耐旱为首。尤其是屋顶温度高,蒸腾作用强烈,耐旱能力显得尤为重要。经测试,在夏季持续高温状态下,佛甲草连续7 d无水浇仍能正常生长[5]。
3.1.2 耐高温
在北方多数地区夏季屋顶极端温度达到60 ℃以上,佛甲草并未出现失水或灼烧情况[6]。
3.1.3 耐寒
在日本北部区域,仍有野生分布。在北方严寒期,-5 ℃下仍能正常生长,土壤冻结后,地上茎叶受冻枯萎,根系仍持续生长,第2年土壤解冻即萌发新芽,早春迅速覆盖地表[7]。
3.1.4 耐瘠薄
在野外,佛甲草即使在岩石上也能正常生长,且对光照条件要求不严[8]。
3.1.5 易繁殖
佛甲草一年四季均可繁殖,繁殖方式有撒种、扦插、分株等,撒种和分株繁殖只需把种子或茎叶(3~6 cm小段)撒在提前备好的地面上,再撒少许细土后,喷水保持湿润,一周左右即可生根。扦插需将茎叶剪成8~10 cm小段,埋土3~4 cm。建议屋顶绿化以撒种和分株为主。繁殖系数1∶20,即1 m2草皮可扩繁至20 m2[1]。绿地剪成后,佛甲草自繁能力较强,后期无需补苗。
3.1.6 管理粗放
佛甲草自栽培后自然成型,植株自然留存的水分和自然降水足够供给自身生长,全株高度仅20~40 cm,生长自然倒伏呈匍匐状态,每条茎的叶节处都能萌发气生根和幼芽,能落地生根形成新植株。下部叶片枯萎形成腐殖质,N、P、K等营养元素重新回归土壤,几乎无需、浇水、修剪和施肥[9]。
3.1.7 病虫害少
试验及应用中,迄今未发现佛甲草植株病害。在长期干旱季节,佛甲草抗虫性减弱后,有少量的蚜虫、地老虎及斜纹夜蛾,干旱前期适量浇水即可避免[10]。
3.1.8 降温保暖
试验发现,栽培佛甲草的屋顶,夏季外表平均温度降低7.7 ℃,内表平均温度降低6.5 ℃,室内平均气温降低4.7 ℃,在夏季正午室外温度达到37 ℃以上时,屋顶露地与草皮温差达到17 ℃[3]。冬季正常生长情况下,内表温度较露地高3.7~5.5 ℃。其节省空调电费及暖气费用30~40%。仅此一项,三年内便与投资成本持平。北方多数地区裸露屋顶夏季气温高达70 ℃,冬季气温在-10 ℃以下,冬夏温差达到80 ℃以上,是造成屋顶及防水层结构损坏、出现裂缝和渗水现象的罪魁祸首。利用佛甲草绿化屋顶后,冬夏温差缩小近25 ℃以上,既起到了冬暖夏凉的效果,又防止了裂缝渗水,自身根系浅而柔软,平面生长呈网状交织,与基质形成板块结构,防止雨水冲刷基质流失的同时,较好的保护了屋顶,屋顶防水层使用寿命可延长2—3年。
3.1.9 蓄水、保水
当雨水降在水泥铺地和光秃秃的屋顶这些硬质表面上时,大部分的雨水将直接通过雨水管道最终汇入附近的水域。而当大暴雨突发而至时,这些雨水系统的负担将大为加重,有时就会在较短的时间内导致涝害的发生。一场降雨量为1 cm左右或更大的倾盆大雨,就足以导致大量的雨水溢入雨水管道而涌入临近的水体,佛甲草屋顶绿化有助于缓解这一问题。佛甲草及其培养土可以在长达近1个月的时间里保留15%~20%的降水,使这些雨水更为缓慢地释放到城市的雨水排放系统里或蒸发到空气中,从而减少城市涝害的发生,并且还能有效的改善附近水域的水质。
3.1.10 负载轻
与其它草本相比,佛甲草对土壤要求极低。一般只需铺设3~5 cm的土层即可旺盛生长,即使是数十年历史的老旧小区屋顶,也可在简单防水后进行种植。同时为进一步减轻建筑屋顶负荷,可利用菌糠、锯末、松针等材料制作的无土基质进行无土栽培,既节约了成本,又为佛甲草生长提供了充足的土壤环境和营养。
3.1.11 生态效益明显
佛甲草屋顶绿化对于改善生态环境,缓解城市热岛效应,减少杨尘污染等方面的作用最为突出。佛甲草除植株绿量大、时间长外,其吸碳释氧及吸附pm2.5的能力几乎无可匹敌。据测量,其吸附pm2.5的能力是其它草本植物的8倍以上,而其释放氧气的能力是其它植物的30倍[7]。
3.1.12 根系无穿透力,不会破坏屋面结构
该草的根系纤细,扎根浅,平向生长,约80%的根系呈网状交织分布在约2 cm的基质内,草根和基质完全密接形成一个整体,即可有效防止雨水冲刷掉基质。又因根系细弱呈网状,没有穿透防水层的能力,不会破坏屋面结构。
3.1.13 成本低廉
普通的屋顶花园每平方造价在300~700元左右,每年管护费用为30~70元。以最低价格计算,30年(一个种植周期)总费用为1 200元/m2。而佛甲草每平方米种植成本为60~100元,每年管护费用为3元,30年总投资为150元,仅为普通屋顶花园的八分之一。由于佛甲草土层薄、基质轻,即使屋顶损毁漏水后,只需反卷草皮进行修补,修补完成后可立即恢复绿化状态。
3.2 应用技术初探
3.2.1 调查屋顶的承重能力
屋顶承重在每平方米≥70 kg,即可屋顶种植佛甲草。
3.2.2 防水措施
防水排水是屋顶绿化的关键,在设计时应按屋面结构进行多道的防水设施,作好防排水构造的系统处理。防水材料应选择高温不流淌、低温不碎裂、不宜老化、防水效果好的防水材料。施工方法以热涂效果为佳,可在屋顶涂刷聚乙烯丙纶高分子防水涂料,厚度约2 mm。防水层施工完成之后,应进行48小时蓄水检验。佛甲草年需水量在360 mm左右生长最为健康,如年降水量持平的地区,无需增加排水设备,年降水量较高或雨水较为集中的地区,可在草坪周边预设简单的排水通道,防止草坪过涝。
3.2.3 隔离层及基质铺设
隔离层可以有效的固定基质,避免基质被大雨冲刷而流失。又可有效的防止佛甲草的根系与防水层接触,隔离层可采用重量不低于250 g/m2聚酯纤维土工布或无纺布。最后,在隔离层上铺置种植层。目前应用最好的营养基质是人造土壤—珍珠岩,它模拟了土壤的颗粒构成,添加植物所需要的各种营养,环保不生虫,最大的优点是每立方米重量仅为田园土的1/10。为降低建设成本,也可在建造佛甲草坪时就地取材,以锯末、菌糠、麦麸等材料制成无土基质,堆放发酵后,平铺于平整屋顶的隔离层上,厚度3~5 cm,有条件的情况下,适量加入腐熟人畜粪便,用量大约每平方米0.5 kg左右[8]。
3.2.4 草坪种植
将新鲜健康的佛甲草切成小段,每段3~5片小叶,均匀撒在基质上,每平方播撒300~500 g种苗,如需尽快成坪,可适量增加播种量。播种后用大量水喷洒一遍,确保种苗与基质充分接触,一周后即可成活生长。
3.2.5 浇水施肥
在夏季持续高温干旱,实时浇水降温防止病虫害发生。雨季雨水较多时注意排水,防止草坪受涝。植株正常生长状况下无需施肥,茎叶纤弱或绿色变浅时,施用少量速效复合肥以补充N、P、J元素。
3.2.6 病虫害防治
通过浇水控制干旱期和温度,可避免蚜虫、小地老虎、斜纹夜蛾等虫害和枯黄、落叶等生理病害发生。如无大面积病虫害发生,无需对佛甲草进行药物防治,以减少对环境的危害。
3.2.7 修剪
粗放管理的佛甲草坪无需专门修剪,但在8月中旬适当修剪有利于延长绿色期、花期和覆盖度。修剪后的佛甲草即使在冬季萎蔫期也能保持绿色,且第2年返青期、花期均提前12 d左右,花期由10 d延长至20 d左右。
3.2.8 除草
佛甲草杂草以春季全覆盖前、夏季干旱季、雨季为盛,主要以人工拔除为主。在基质较薄的草坪内,多数杂草由于营养水分不足,也存在自然枯死情况。另外,如未进行夏季修剪的草坪,需在春季返青前清除枯死植株以保障如期返青。
3.2.9 覆土
冬季上冻前对佛甲草进行覆土,一是可以防止隐芽失水萎蔫,二是有利于极寒天气越冬,三是增加土层厚度和土壤养分,四是有利于枯落叶片降解,促进肥力转化。因此覆土可根据草坪生长状况和观赏需求有选择性的进行。覆土厚度0.4 cm左右,以沙壤土和泥炭土按1∶2配比为宜。
4 结语
值得注意的是,为确保景观效果,应在夏季高温或干旱时节适时适量喷水;做无土栽培时,冬季上冻前(11~12月)应对绿地浇灌上冻水,防止根系干枯;而由于佛甲草耐涝能力相对较弱,应在雨季降水量较大时注意排水防涝。
随着生态文明逐步深入人心,生态建设的步伐逐步加快,人们对生态环境的需求也越来越突出。然而另一方面,当前国际经济形势十分严峻,许多城市正处于经济转型发展初期,拿不出钱来搞绿化,也因为城市扩张,用地紧张而呈现出绿地减少的局面。一些城市在创建园林城市、森林城市的道路上,往往止步于绿地不达标。而屋顶面积却随着城区建筑物的增加而逐年大面积增加,充分利用建筑物屋顶,探寻一条既降低建设成本,又缓解城区热岛效应、增加城区公共绿地的生态建设出路已迫在眉睫,佛甲草屋顶绿化,无疑是一条捷径,应在全国范围内广泛推广。