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水生植物在海绵城市改造工程的应用

学术杂志网   |   2020-06-08

摘要:对武汉市南干渠片区所涉及的52个海绵城市改造工程中所使用水生植物的种类、分布和生长情况进行了实地调查分析,优选出适用于海绵城市改造工程的水生植物种类。同时结合施工经验,对海绵城市改造工程项目中水生植被物种选择、群落配置等方面提供了相关建议。

关键词:水生植物;海绵城市;人工湿地

近年来,伴随着城市建设的快速发展,城市内涝“看海”现象愈演愈烈。海绵城市概念的提出,使城市水环境生态工程建设备受关注[1,4]。海绵城市建设技术中的植草沟、雨水花园、下沉式绿地等各类人工湿地在蓄滞洪水、调节径流、控制污染、净化水质、保墒抗旱、净化空气、保护生物多样性、调节气候等生态方面起着极其重要的作用[5,10],并且各类人工湿地能提升城市景观的层次性,从而得到优先建设[11]。水生植物作为湿地生态系统中最为明显的生物特征,成为海绵城市人工湿地、水体景观及水环境生态修复的重要考虑因素[12]。目前,湿地水生植物群落多样性的调查研究尤为重要[13],能在一定范围为海绵城市建设中水生植被物种的选择、群落合理配置和构建指标的确立等提供科学依据。由于水生植物的应用技术起步较晚、发展太快,大量从业人员不具备相关的系统性知识,使水生植物应用技术的科学性、实效性大打折扣。本文基于武汉市青山示范区南干渠片区的海绵城市改造建设过程中水生植物的使用情况进行了调查分析与总结,可为后期旧城区海绵城市建设在水生植物应用方面提供建设意见。

1研究方法

本文基于南干渠片区海绵城市改造工程所涉及的11条市政道路,13个公建学校和27个住宅小区以及一个城市公园绿地等共52个海绵城市改造工程中所用的水生植物的出现频次和种植面积等进行了调查和记录,并对施工栽植后的景观效果进行按照生长状态分成“好、一般、差”3类进行了统计,而后对南干渠海绵城市改造工程中水生植物的组成、结构、分布进行了统计分析。

2结果与分析

2.1水生植物的种类组成

经过统计分析,在南干渠片区的海绵城市改造工程中所涉及的水生植物达到40余种(见表1),种植面积超过50000m2,其中市政道路区域使用了18种水生植物,公建学校区域使用了34种水生植物,住宅社区区域使用了30种水生植物,市政道路的水生植物品种较居民小区和共建学校的简单,主要以旱伞草、美人蕉类、狼尾草、常绿鸢尾和菖蒲类为主。从生活史类型看,使用最多的是挺水型(如鸢尾、美人蕉、菖蒲、花叶芦竹等)和湿生型(如千屈菜、旱伞草)的水生植物,只在个别项目使用到了浮水植物睡莲。这些种类组成情况与海绵城市改造工程技术中的植草沟、雨水花园、下沉式绿地等各类人工湿地的功能发挥是相适应的。

2.2水生植物的分布特点

在南干渠片区的海绵城市改造工程中,使用频率最高的依次是常绿水生鸢尾、千屈菜、旱伞草、水生美人蕉和黄菖蒲等水生植物,而栽植面积最广的依次是花叶美人蕉、黄菖蒲、金叶石菖蒲、常绿水鸢尾和千屈菜等水生植物。由此可见常绿水生鸢尾、千屈菜、旱伞草、美人蕉类和菖蒲类是旧城区海绵城市改造工程中人工湿地景观较常用的水生植物种类。2.3水生植物的生长状况在南干渠片区的海绵城市改造工程中,水生植物在施工后的生长状况表现为常绿水生鸢尾、美人蕉类、菖蒲类、花叶芦竹和蒲苇等植物生长状态较好,其中旱伞草、细叶芒、再力花、鸢尾类和狼尾草类等水生植物生长状况一般,而在海绵城市改造工程中使用频率和栽植面积都比较广泛的千屈菜的生长状况则表现较差。

3讨论与建议

3.1水生植物组成多样性

通过研究发现,南干渠片区海绵城市改造工程中所涉及的水生植物种类较丰富,达到40余种之多,其中常绿水生鸢尾、千屈菜、美人蕉类、菖蒲类、细叶芒、花叶芦竹、再力花和水葱等13个品种得到广泛应用。海绵城市改造工程多以植草沟、雨水花园、下沉式绿地等人工湿地为主,这类湿地只有在发生长时间暴雨情形下才会出现积水的情况,大多时候保持普通绿地情形,这就必将导致在海绵城市改造工程中水生植物的选择具有局限性。水生植物中的沉水植物、漂浮植物和浮叶植物基本不适用于旧城区海绵城市改造工程,而挺水植物中耐旱性较好的水生植物如常绿鸢尾、美人蕉类、细叶芒、菖蒲类、旱伞草等则比较适用。对水依赖较大的水生性植物,如再力花、水葱、梭鱼草、西伯利亚鸢尾等生长习性表现为对水变化较敏感,需要在平时加强养护;而对于水的适应范围广的芦苇、美人蕉类、菖蒲类和旱伞草等水陆两栖性植物则生长表现较为良好,从而得以广泛应用。例如对香蒲、水生美人焦等水生植物来说,完全淹没72h都不会影响其生存。因此,调蓄城市雨洪期间,对此类水生植物影响在可承受范围内[12]。

3.2水生植物色彩多样性

本研究还发现,南干渠片区海绵城市改造工程中所涉及的水生植物色彩多样。如色彩鲜艳醒目的水生植物群落有水生美人蕉、千屈菜、鸢尾等;色彩雅致清丽的植物群落有再力花、梭鱼草、德国鸢尾、慈姑等;色彩素净有趣的植物群落有狼尾草、芦苇、蒲苇、芒草、香蒲等。

3.3水生植物季相多样性

上述色彩多样的水生植物再结合其生态习性,南干渠片区海绵改造中的水生植物在季相上则表现为:春之美的水生植物群落为鸢尾、千屈菜、再力花、蒲苇、菖蒲、水葱、梭鱼草、德国鸢尾;夏之艳的水生植物群落为水生美人蕉、旱伞草、德国鸢尾、狼尾草、芦苇、蒲苇;秋之雅的水生植物群落有再力花、香蒲、生美人蕉、旱伞草、芦苇;以及冬之静的水生植物群落为西伯利亚鸢尾、旱伞草、狼尾草、蒲苇、芦苇、蒲苇等。

3.4水生植物功能发挥性

从设计层面考虑,海绵城市改造工程的景观设计是基于植物物种多样性、色彩和季相多样性以及生态习性出发,体现了城市园林景观高于自然同时又回归于自然的特点[14],而基于施工层面的考虑,则倾向前期易于形成初期景观效果和后期易于养护的水生植物品种[15]。本研究表明,在海绵城市改造工程中使用的水生植物生长状态的好坏直接关系着其景观和生态功能的发挥,如千屈菜虽然在很多地方都有所应用,但是初期生长状态较差,难以取得较好的景观效果。所以如何做到设计理念和实际施工相匹配的水生植物品种选择是充分发挥水生植物在海绵城市改造工程中生态和景观功能的重要技术环节。

4结语

基于研究,笔者建议在后期的海绵城市改造工程中对于水生植物的选择应做到:①尽量挖掘适应性强,能维持稳定生态群落的乡土水生植物是功能实现的关键。②在丰富的水生植物种类中,结合湿地植物类型和植物高度对水流特性的影响[16],以改造区域现存的水域环境、景观特征作参考,运用造景手法灵活搭配种植水生植物[17]的相关研究成果对于生态湿地的规划设计具有重要的参考和应用价值。③虽然海绵城市改造工程中多用到对水环境不太敏感的水陆两栖性水生植物,但是后期养护管理是维持其生态景观功能长期保持的基本保证[15]。

参考文献

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作者:王丽 单位:武钢绿色城市建设发展有限公司

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