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昆明市居住区屋顶绿化植物的选择与种植设计

本站原创   发布时间:2018-11-17   [点击量:475]  


摘  要

21世纪是人与自然和谐发展的时代,随着城市建设的飞速发展,市区内自然土地资源多被建筑用地所取代,自然植被资源和绿地率急剧下降,进而地面板结现象和城市热岛效应愈演愈烈。如何在有限的城市空间内扩大绿化面积以净化空气、创造良好的生活环境,成为人们必须面对和解决的新问题。在这样的背景下,屋顶绿化作为一种新型的绿化模式已逐渐融入人们的日常生活。昆明市地处亚热带气候带,有丰富的植物种质资源,如果用于城市绿化建设,则可造就一个具有鲜明个性和地方风貌的“植物王国”,本文通过归纳总结昆明市常见屋顶绿化植物的品种和屋顶绿化种植设计,旨在对昆明市屋顶绿化植物的选择和种植设计的原则进行探讨研究,为昆明市的屋顶绿化的研究和发展提供相关理论基础。


关键词:昆明;屋顶绿化;植物选择;种植设计


1引言

1.1国内外研究背景

屋顶绿化从广义来理解,是指在各类古今建筑物、构筑物、城围、桥梁(立交桥)等的屋顶、露台、天台、阳台或大型人工假山山体上进行造园,种植树木花卉的统称。自上世纪60年代起,我国开始系统的研究屋顶绿化的设计和应用[1]。随着国内经济的发展和城市的扩张,北京、上海等国内各大城市的自发地以各种形式展开屋顶绿化工程[2]。公元前2000年左右的古幼发拉底河下游地区的最古老的名城 “大庙塔”就是屋顶花园的发源地和标志性建筑[3]。上世纪60年代起欧美各国相继掀起了屋顶花园的建造风潮,比较典型的具有屋顶花园的建筑物有温哥华凯泽资源大楼、华盛顿水门饭店以及爱尔兰人寿中心,同时还有日本同志社女子大学图书馆等,这些大型公共建筑和居住建筑的屋顶花园为现在的城市绿化提供了很好的示范作用[4]。


1.2研究目的与意义

随着我国经济的快速发展,大量高层、超高层建筑不断涌现,“春城”昆明也出现了全封闭的人造生物圈[5]。人造生物圈不仅耗能,而且导致室内空气状况的劣化。再这样的大生态环境背景下,消除和修复正在扩张的城市建筑对城市生态环境造成的负面影响,改善城市人居环境,已成为昆明以及国内城市建设面临的重要问题[6]。而屋顶绿化作为一种利用立体空间的新型绿化形式,为城市绿化点亮了前进的路灯,其应用也越来越广泛,屋顶绿化的价值不仅表现为延长建筑物本身的寿命,同时还能为美化城市添姿添彩,改善城市小气候人居环境。据调查,昆明市建筑物屋顶面积约占城市总面积的1/6,如果能够合理利用这些空间,将会使昆明的绿化生态环境方面得到整体的提升[5]。


2居住区屋顶绿化植物

2.1屋顶绿化植物的优势

当今社会城市绿化已迫在眉睫,尤其是寸土寸金的市区中;而且屋顶花园作为一种新兴的城市绿化模式,发展规模及影响也越来越壮大。屋顶花园对周边环境和建筑物本身就有着很多益处[7],随着科学技术的发展和城市的扩张,屋顶花园已变成城市进步的必需品,而不再是奢侈品,其优势和作用如下表1。


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屋顶花园能够降温、加湿、增氧,营造一个绿化宜居气候


总之,屋顶绿化所具有的功能和意义十分丰富,除了现在众所周知的益处,还有很多有待深层开发和更充分的利用。结合我国城市的生态环境现状以及屋顶绿化的特殊优势,决定了立体绿植在市区绿化建设中不断壮大的发展趋势[8]。所以,可以肯定的是屋顶绿化在今后的城市建设与生态环境学研究中将成为热点问题,屋顶花园的建设也会愈演愈烈。屋顶绿化这朵建筑与园艺相结合的繁花也将为我们的都市空间增添绚丽的光彩。


2.2 常见屋顶绿化植物

屋顶相当于一个人工沙漠,夏天太阳直射时,屋顶温度可超过60摄氏度,一般的动物和植物都无法生存,某些耐旱植物生存时,由于缺水,蒸腾作用和光合作用暂时停止,并不能达到人类所期望的结果。因此,屋顶绿化中植物的选择尤为重要。


建筑物屋顶绿化的困难主要包括下下几个方面:光照强烈、昼夜温差大、大风干燥、土层浅薄等,这些因素使植物缺乏适宜的养料和水分供给,这种特殊的环境条件要求屋顶绿化植物要具有耐低温、耐高温、耐干旱、耐辐射、耐强风的特性[12]。基于这些特征,常见的屋顶绿化植物如下表。


表2常见屋顶绿化植物



2.3昆明市居住区屋顶绿化植物的选择

昆明市也称“春城”,是云南的省会城市,接近北回归线,地处滇中低纬高原东北部,位于东经102°10′~103°41′,北纬24°23′~26°22′;城郊群山起伏,环抱着广袤的滇池盆地。市区海拔1892~1920m[6]。全市年均温度15.6℃,属亚热带季风气候,冬暖夏凉;年降雨量为1097mm,降水量适中,但干湿季明显;土壤大致为红土、黑土、灰棕土等类型,pH值约为5~7;具有大多数亚热带植物生长的自然条件,天然的优势使得昆明地区蕴养了丰富的野生植物资源。但是目前昆明市的屋顶绿化还存在着植物物种均匀度、色调度不够丰富,外来种类多,乡土种类少[1],绿地结构不够合理等问题。因此,本课题对昆明市绿化植物使用状况进行调查,并对存在的问题进行分析,将对昆明市的绿化建设具有非常重要的现实意义[5]。


经调查昆明市春之城、美景欣城、耀龙康城、时光俊园、世纪俊园、宁康园、都市名园、金安小区、航空小区、金州湾别墅10个居住小区中屋顶绿化现状情况,统计出上述居住区的屋顶绿化中使用乔木、灌木、草本、藤本共83种,其中乔木占比35%,灌木占比43%,草本占比20%,藤本占比3%。从植物生长的情况来看,生长最好的是灌木和草本类植株相对较矮、花叶较大的植物品种。


屋顶绿化植物品种的选择,由于屋顶绿化受种植土厚度、光照、承重等因素的制约,植物品种的选择面较为狭窄。所用的植物应耐阳、耐旱;不宜种植直根系的植物,宜选择浅根系的校乔木,与灌木、花卉、草坪、藤本等植物的搭配,总的来说,植物的选择应具有以下特性:


(1) 选择耐旱,抗寒性强的矮灌木和草本植物。由于屋顶绿化夏季气温高、风大、土层保湿性能差,因此应选择耐干旱、抗旱性强的植物。同时,考虑到屋顶的特殊地理环境和承受的要求,应选择矮小的灌木和草本植物,以利于植物的运输、栽种和管理。


(2) 选择阳性、耐瘠薄的浅根性植物。屋顶绿化大部分地方位全日照、直射,光照强度大,植物应尽量选用阳性植物,但在某些特定的小环境中,如花架下面或墙边的地方,日照时间短,可适当选择一些半阳性的植物种类,以丰富屋顶绿化的植物品种。屋顶的种植层较薄,为了防止根系对屋顶建筑结构的侵蚀,应尽量选择浅根系的植物。


(3) 尽量选用乡土植物,适当引种绿化新品种。适地适树是植物造景的基本原则,因此应大力发展乡土树种,适当引进外来树种。乡土植物对当地的气候有高度的适应性,在环境相对恶劣的屋顶,选用乡土植物有事半功倍之效。同时,考虑到屋顶绿化的面积一般较小,为将其布置得较之精致,可选用一些观赏价值较高的新品种。


(4) 选择抗风、不易倒伏、耐积水的植物种类。在屋顶上空风力一般较地面大,特别是雨季或有台风来临时,风雨交加对植物的生存危害最大。加上屋顶种植层薄,土壤的蓄水性能差,一旦下报税,易造成短时积水。故应尽可能选择一些抗风、不易倒伏,同时又能奈短时积水的植物。


(5) 选择以常绿树种为主,冬季能露地越冬的植物。屋顶绿化的植物应尽可能以常绿为主,宜使用叶形和株形秀丽的品种,为了使屋顶绿化更加绚丽多彩,体现屋顶的冬季变化,还可以适当栽植一些色叶树种,另外在条件许可的情况下,可布置一些盆栽的时令花卉,使花园四季有花。


(6) 选择能抵抗空气污染并能够吸收污染的品种。在屋顶绿化中,应优先选用既有绿化效果又能改善环境的品种,这些植物会对烟尘、有害气体有较强的抗性,并且起到净化空气的作用。如桑、合欢、圆柏、广玉兰、夹竹桃等。


(7) 选择容易移植,成活率高,耐修剪,生长较慢的品种。屋顶绿化的植物一般是从苗圃移植而来,所以最好选择已经移植培育过、根系不深但是须根必须发达的植株。由于屋顶的承重的限制,植物的未来生长量要算在活荷载中,生长慢并且耐修剪的植物能够较长时间的维持成景的效果。


(8) 选择具有较低的养护管理要求的品种。


综上所述,屋顶自然生长的植物与地上自然生长的植物相比,会形成独特的生物生态学特征:植株低矮、丛生、肉质者多、根系较发达且浅根、通常返青晚枯萎早、花小且花期短。由于绿化养护条件较为苛刻,因此抗旱、喜湿、须根系、大花、低矮和扩张速度较慢的植物种类是最佳选择。根据实地调查和分析,对于昆明市区屋顶绿化植物的选择,有以下几个方面需要改进:①多用耐干旱、耐瘠薄的浅根性植物,如景天科植物;②加强推广耐干旱和耐低温的矮灌木和草本植物;③多用抗涝性强不易倒伏的植物品种;④充分利用本土优质植物资源,适当引种绿化新品种[13, 14]。


3居住区屋顶绿植种植设计

3.1常见屋顶绿化的构造设计

屋顶绿化植物的种植设计要根据屋顶的样式来确定,城市建筑群楼顶的形式千差万别,大体上可分为水平的平屋顶、有一面坡度的坡屋顶、欧式风格的拱形屋顶和比较复古的蝶形屋顶等。据此,屋顶的绿化植物设计也是千差万别的,相对来说,平屋顶比较适宜种植绿化植物,但蝶形屋顶等会更美观[15]。根据不同的屋顶形状将采取不同的绿化系统有,国际上比较成熟的绿化系统可以分为以下五类:美国Live roof屋顶绿化系统(如图1,图2);德国海纳尔屋顶绿化系统;日本TSRG屋顶绿化系统;韩国KICT-GRS2005屋顶绿化系统[16]。

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3.2常见屋顶绿植种植设计

按屋顶花园的使用要求,常见的类型可分为以下几种[14]:①公共设施型;②营利型;③家庭小居室型;④科研实验型。其中,最为常见也是历史最悠久的为公共设施型。屋顶花园植物种植设计按绿化形式分类可以分为[13]:①花园型。其景观与功能实质上类同于露地庭院小花园,按使用类型属于公共设施类。②简单型。其主要绿化设计类型又可分为简单覆盖式、种植池固定式和使用可移动池栽式。具体操作首先应解决和完善的问题有以下几方面:①明确建筑物及其屋顶的承重及安全指数;②完善建筑物屋顶的防水、排水设施③注重屋顶园林绿化栽培基质及养护[12]。


除了表2中的植物种类,还可以在建筑物基部栽培攀援、垂吊植物,屋顶栽培应时花卉盆景,使设计更加美观。



3.3昆明市居住区屋顶种植设计的选择

如表4,除昆明以外的4个绿化先进城市的人均公共绿地面积平均为12.35m2,最高为珠海的20.1m2;其他四市的绿化覆盖率平均为38.7%,最高为杭州的44.6%;绿地率平均为34.5%,最高为杭州的41.3%。然而,昆明的绿化覆盖率、绿地率和人均公共绿地面积分别为30.1%、28.8%和7.0 m2,均低于平均水平。据此,昆明作为我国重要的旅游城市,要达到平均值的绿化覆盖率指标和绿地率仍须努力。

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昆明屋顶绿化植物的种植设计,应综合满足使用、绿化、艺术和经济等多方面的要求,在坚持以上要求和原则下指导设计。进行种植设计时要考虑到造园的目的为“经济实用”,造园的特色“艺术精美”,造园的前提保证是“安全”[7]。


昆明地处云南中低纬高原东北部,城郊群山起伏,环境秀里气候适宜,城市建筑风格多为传统的蝶形屋顶的中式建筑,和平屋顶型小高层楼房。不管是何种形式的屋顶[13],屋顶绿化都是以建筑物屋顶平台为依托,进行蓄水、设计、覆土并营造园林景观的。设计过程中,结合梁柱的位置布局,在圈梁等承重能力较强的范围,筑池、塑形、根据基质厚度培养绿色植物。据此,调查中得出可行的植物配置,如表5。


在现状调查的基础上,乔、灌、草为主的植物配置模式的屋顶绿化为密集型屋顶绿化,灌、草二层结构为主的园林复草模式为屋顶绿化为半密集型。

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在屋顶绿化植物的种植设计时,应遵循植物配置的三大基本原则:功能性原则、适应性原则和经济性原则。首先应明确设计的目的和功能,所选择的植物应当具备充分满足屋顶生境的特殊要求,具备应有的观赏特性和生态环境效能,其次应该熟练掌握各种植物材料的生态习性、观赏特性和造景功能,对植物生长情况和配置效果整体把握,根据美学原则和人们的观赏要求进行合理配置,丰富群落美感,提高观赏价值,渲染空间气氛。


4结论与讨论

随着社会的进步和城市的扩张,愈来愈多的绿地被建筑物侵占,建议在法律上硬性规定建筑物所占绿地面积,应在建筑物顶部进行补偿,目前这个政策在部分城市已经实施,例如有的城市明确规定在建筑物顶部建造屋顶花园。由于当今世界上的发达国家和地区对屋顶绿化的大力支持和推广,屋顶绿化花园设计十分走俏。就国内来说,比较发达的北上广地区等都已开始进行或试点进行屋顶绿化[3]。就目前来说,由于“屋顶花园”技术还不够成熟,大众的观念和建设成本等方面均存在问题,屋顶绿化的推广还存在着较大的障碍。但这并不能阻碍它的发展,得先机者得天下,屋顶花园作为新世纪绿化美化城市的重要措施和手段,拥有非常巨大的市场潜力。此外,屋顶花园的兴起可以带动建材、园林景观设计、苗木、土木等大型市场的发展,加之节省平面土地绿化面积所带来的开支,将产生巨大的经济效果。


事实上在昆明的绿化建设中,实际出现频率较高的植物只有数种,这种植物结构导致园林景观物种的均匀度和色调度都不够丰富,况且,种质资源极其丰富的“春城”绿化植物外来种类多,乡土种类少,地方特色不够突出已成为主要问题。政府可通过开发云南本土的花卉资源或引进外来种,注意草本、灌木和乔木的搭配从而进一步丰富植物和景观的多样性。在种植设计的植物配置中,适当注意植物的叶色、叶形、花色、花期的搭配,把植物形状、色彩有序布置,让每一块屋顶都为城市绿化做出贡献,每一座空中花园都令人心旷神怡。


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