南京市輕型屋面綠化生態效益評價的指標體系

李海玲+孫麗娟

摘 ? ?要：建立合理的評價指標體系是科學評價輕型屋面綠化生態效益的基礎。本研究首先概述了輕型屋面綠化系統的生態效益，然后在不同層次下選取評價指標，建立多級指標體系，以期為構建輕型屋面綠化生態效益評價模型奠定基礎。

關鍵詞：輕型屋面;生態效益;指標體系

中圖分類號：TU985.1 ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ?DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.11.035

Evaluation System of Ecological Benefit of Planted Light Roof in Nanjing

LI Hai-ling，SUN Li-juan

（Department of Horticulture， Jinling Institute of Technology， Nanjing， Jiangsu 210038，China）

Abstract： To establish a rational evaluation index system is the basis of scientifically evaluating the ecological benefit of planted light green roof. The ecological benefit of planted light green roof is briefly introduced in this study. Then， indicators with different levels and multilevel indicator system are selected， providing a base for evaluation model of comprehensive ecological benefit of planted light green roof.

Key words： light green roof; the benefit of ecological restoration; evaluation index system

隨著現代化城市建設的快速發展，綠化用地緊張問題日益突出。當前，可供綠化的城市地面面積被擠占得所剩無幾，有限的綠化已經遠遠不能滿足越來越多的城市居民的需求，更無法維持本就脆弱的城市生態系統，因此，城市綠化勢必向高處發展、向立體空間發展。繼地面綠化、立面垂直綠化后，又一類綠化處女地被開發利用，它就是屋面綠化。所謂屋面綠化是指在各類建筑物、構筑物、橋梁（立交橋） 等的屋頂、露臺或天臺上進行綠化、種植樹木和花卉的統稱[1]。根據屋面綠化的最終表現狀態、植物種類、荷載重量、施工的難易程度等，可將種植屋面分為不同的類型[2-3]。國內外的屋面綠化研究工作均從 20世紀60年代開始，國外關于屋面綠化的設計、安裝及后期養護已趨于完善;國內隨著城市化速度的加快，屋面綠化也逐步受到重視，并取得了一定的研究成果，但是受各方面條件的影響和制約，這一領域僅在少量一線城市有所開展，這導致我國城市屋面綠化率和人均綠地面積均遠低于發達國家水平，就整體而言，還處于起步發展階段，相關政策、技術、觀念都亟待發展和完善。

針對承載力較弱（屋頂荷載≤200 kg·m-2）、事前沒有綠化設計的輕型屋面[4]，屋頂綠化大多采用種植少量適宜生長的草種，進行“地毯式”密集種植的綠化[5-6]。其特點是綠化方式為地被式、藤架式等，綠化物種較少，且屋面荷載較輕，易施工。目前，輕型屋面綠化的施工技術已經相對成熟，可以達到一次成坪，輕型屋面綠化所具有的生態節能效益也已經得到廣泛認同，但是輕型屋面綠化生態效益的評價指標體系并沒有形成，這大大地束縛了南京市屋面綠化建設的步伐。因此，筆者對南京市輕型屋面綠化生態效益評價指標體系的建立進行了初步探討，以期建立一個客觀、合理的指標體系，最終建立一套切實可行、符合實際需要的評價體系，更好地促進南京最佳人居環境的進程。

1 研究區自然概況及輕型屋面綠化概況

南京市是長江下游主要的中心城市，地理位置處于北緯 31°54'～32°16'，東經 118°～119°24'之間。地貌特征為低山、崗地、河谷平原、濱湖平原和沿江河地等地形單元構成的地貌綜合體。氣候屬北亞熱帶季風性氣候，氣候溫和濕潤，雨量充沛，春秋較短，冬夏較長，年平均氣溫 15.4 ℃，極端最高溫 43 ℃，極端最低氣溫-14 ℃，年平均降雨量 1 106 mm，全年70%的雨量集中在5至9月汛期，全年無霜期達 200～300 d。

從南京市來看，已建成的大量老舊居民小區和建筑物，其屋面均屬于輕型屋面，這給城市綠化提供了新的發展空間和契機。例如南京市鼓樓區政府的樓體屋面進行了總面積達到約2 800 m2的輕型屋頂綠化，技術上為解決小荷載難題，采用了新型屋面綠化生態盒專利產品和輕質專用基質，保證3～5 cm的基質層能持續提供植物生長所需養分和生長環境，采用圃地預培景天類佛甲草植物毯鋪設，造景優美，同時兼具生態功能。

2 輕型屋面綠化生態效益

城市屋面綠化不僅可以提高頂層建筑的舒適度，增加城市綠地面積，美化城市環境，而且可以貯存 2/3 的雨水，晴熱天氣雨水蒸發時可以凈化空氣，調節城市氣候，緩解熱島效應。聯合國環境署的相關研究表明，當一個城市屋頂綠化率達到70%以上時，這個城市上空的二氧化碳含量將會下降 80%，熱島效應將徹底消失[6-8]。南京市區夏季綠化屋面與非綠化屋面溫度比較，屋面綠化后的室內溫度較未綠化的室內溫度下降 3.2～5.1 ℃，屋頂溫度可下降4～7 ℃，可使室內空調節電近20%，節能效果顯著[9]。與此同時，種植屋面可以吸收 SO2、HF、Cl2、NH3等有害氣體，降低灰塵數量達40%左右[7]，殺滅空氣中散布的各種細菌，提高空氣清潔度;對噪聲有吸附作用，最大減噪量可達10分貝;減弱暴雨過后的地表徑流，對暴雨起一定的緩沖作用，可以有效緩解城市排水系統的壓力，為城市安全提供保障;同時為生物多樣化提供基礎，給動植物種群創造新的生態環境，維持城市生態平衡。

3 南京市輕型屋面綠化生態效益評價指標體系的構建

3.1 評價指標體系的建立原則

（1）系統性原則。指標體系是一個綜合的多屬性、多層次的體系，要求構建的模型既能全面反映輕型屋面綠化系統結構與功能的生態效益，還可以實行分級分層次處理，以適應不同側面評價需要[10-14]。

（2）獨立性原則。指標間應盡可能獨立，盡量選擇有代表性的指標，輔之以一些次要指標，盡量避免某單項功能指標的重復使用[10-13]。

（3） 可操作性和數據資料的可獲得性原則。所選取的指標應具有監測可操作性，且指標內容簡單明了、概念明確、數據容易獲取[13]。

3.2 評價指標體系的說明

3.2.1 評價指標的確定 評價指標的選擇對于構建一個好的評價體系至關重要[5]。輕型屋面綠化的結果最終形成一個具有一定結構和功能的系統，為了對系統進行綜合生態效益評價，以南京市輕型屋面綠化生態效益評價為例，評價指標的篩選根據評價對象的結構、功能和區域特性，在咨詢專家以及參考國內外大量文獻的基礎上，著重考慮緩和溫度效應、增濕效應、雨水滯蓄率、平均風速改變率、滯塵效應、吸收有害氣體、固碳釋氧、降噪效應、植物種類多樣性、植物存活率、鄉土物種比例等指標。其中緩和溫度效應主要考慮針對南京氣候夏季高溫天氣多，冬季無采暖，可促進發揮建筑節能;雨水滯蓄率主要考慮針對南京的降雨特征，可為建立“海綿城市”提供一定的支撐;滯塵效應、吸收有害氣體以及固碳釋氧效應主要考慮南京大氣環境特征，植物特有的屬性可兼為城市居民呼吸提供潔凈空氣;降噪效應主要考慮南京擁有車輛較多以及其他噪音源也較多的情況;植物種類多樣性、植物存活率以及鄉土物種比例這3個指標主要考慮生態的穩定性以及維護成本的高低等。

3.2.2 評價指標體系的層次結構 輕型屋面綠化生態效益評價指標體系必須既能反映整個系統的綜合效益，又能反映各層次、各側面生態功能;既有助于為城市發展制定綠化規劃目標，又能提出易于操作、便于對照執行的具體準則。為此，根據南京市輕型屋面綠化生態效益評價目標和指標體系選擇原則，建立三級評價指標體系，分別為總目標層、準則層、指標層，如圖 1所示。

第一級評價指標層即目標層，它可通過模糊數學評價模型獲得，是反映系統生態綜合效益的指標，顯示輕型屋面綠化在改善城市生態環境中的作用，也是檢驗輕型屋面綠化質量的主要組成部分。

第二級由第一級評價指標層的3個支持指標—環境效益、系統穩定性、小氣候效應構成。城市是一個復雜的大系統，在環境方面，交通、城市建設、工廠和家庭生活等產生大量的污染物質。屋面綠化在綠化造景的同時根據植物的特性，運用其自然凈化功能，這對重建城市生存空間具有不可替代的意義，環境效益指標應全面深入考慮綠化改善環境的作用機制，對其作用的大小進行正確地定位與評價。另外由于城市地形復雜、建筑密集、能耗大等原因，使得城市形成特有的某些有害氣候現象，一定規模的綠化對氣候具有調節作用，小氣候效應指標可考慮對各項氣象因子的緩和程度，進而評價屋面綠化整體在影響城市區域大氣熱力狀況中的作用原理與程度。考慮到城市的生態環境受人類強烈干預，生態系統往往表現出物種數量減少，結構簡單等特點，系統穩定性指標應考慮所建群落的穩定性，引入一定比例的鄉土物種對于維持生態系統平衡，改善立地條件等有著不可低估的優勢。

第三級評價指標層是通過具體的方法和技術處理獲得的指標，是評價指標體系的最低層，也是唯一可通過實驗獲取數據的指標層。部分指標的測定如下。

（1） 吸收有害氣體：可測定植物體中S、N的含量，計算植物吸S、N的量;同時監測大氣中的有毒氣體SO2、NOx、氮氫化合物的含量。

（2） 固碳釋氧：可測定各植物的光合作用并進行估算。

（3） 降噪：測定不同區域內不同時段的噪聲。

（4） 滯塵效應：測定植物體表面的TSP、PM10，同時監測大氣中的TSP、PM10。

（5） 鄉土樹種比例=鄉土樹種種類/綠化區域內所有樹種種類（%）。

（6） 植物種類多樣性：根據單位綠化空間中應用的植物種類、株數、面積等進行統計，可用 Simpson 指數或Shonnon-Weiner指標計算。

（7） 植物存活率：統計不同干旱脅迫下，植物存活個體數/綠化區域內所有樹種個體。

（8） 雨水滯蓄率：可測定單位面積的土層厚度中土壤非毛管空隙度的含水量，以及不同雨量產生徑流的滯后時間。

（9） 緩和溫度效應：可測定綠化區域內日最高溫度、日最低溫度、日均溫、室內外溫度的變化、高溫天氣（>35 ℃）減少日數等。

（10） 增濕效應：測定綠化區域內空氣濕度的變化。

（11） 平均風速改變率：測定平均風速的變化。

4 結 論

目前，南京市正在推廣立體綠化建設，本研究根據南京市輕型屋面綠化現狀，著眼于綜合評價，構建了南京市輕型屋面綠化生態效益多層次指標體系，包括3個準則層及固碳釋氧量、緩和溫度效應等11個指標層，并為構建城市綠地綜合生態效益評價模型作準備。進一步的研究將通過定量方法對這些指標進行量化與評估，科學研究生態效益，并參照國內外先進城市的經驗成果，制定符合自身特點的城市綠化目標，促進南京市綠化建設向多元化方向發展。

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