雨水花園中植物的選擇與設計

劉斯榮， 劉春麗

(湖北工業大學土木工程與建筑學院， 湖北 武漢 430068)

雨水花園中植物的選擇與設計

劉斯榮， 劉春麗

(湖北工業大學土木工程與建筑學院， 湖北 武漢 430068)

通過對雨水花園中植物的作用和影響其生長的環境因素的研究，闡明不同條件下植物選擇影響因素。初步總結了雨水花園中植物的選擇原則與設計方法。并以武漢為例，列舉適合于雨水花園生長的植物。

雨水管理； 雨水花園； 植物種類； 景觀設計

城市建設中，道路表面一般是硬化的。在雨季，90%的城市必須靠雨水管道、抽水站等設施排水，超負荷的工作量造成暴雨、城市洪水危害的加劇。再加上地下管網的長期無序發展，情況更加嚴重。低標準的城市排水和雨水利用系統的不足，使城市最缺乏的資源變成了導致城市澇災的主要誘因。

1 相關概念

雨水花園(Rain Garden)是自然形成或人工挖掘而形成的淺凹綠地，能夠在降雨時匯聚并吸收來自屋頂或地表的雨水，通過植物、土層的共同作用，以可持續的方式實現雨水凈化、滯留、滲透及排放，用以涵養水源，或補給景觀用水、公共設施用水等城市用水(圖1)[1]。同時由于其顯著的景觀生態功能，已廣泛應用到城市住宅區、交通、公共綠地等不同類型的景觀中(圖2)。植物是雨水花園的主要組成部分，在選擇植物時，考慮植物景觀效果的同時，更要著重考慮哪些類型的植物能夠適應特殊環境并充分發揮功能。

圖 1 雨水花園結構示意圖

圖 2 澳大利亞墨爾本愛丁堡雨園

1.1 雨水花園中植物的功能

植物在雨中花園中發揮著不可或缺的作用，包括表面雨水滯留和污染物的凈化，根系的滲透吸收，還兼具有教育、審美、生態功能。

1.1.1 污染物的吸收與凈化 每逢降雨，路面、屋頂和其他硬質防滲設施上的污染物伴隨雨水進入雨水花園，這其中包括沉積物顆粒、重金屬和其他有害物質。雨水花園植物以優于傳統工程設施的方式，利用植物自身的代謝將污染物分解、轉化、吸收。與傳統工程相比，利用植物吸附、轉化、分解污染物，有環保、低成本、防止二次污染等優點。因此，植物修復已經成為生態領域與污染防治交叉領域的前沿性課題。

圖 3 種植植物和未種植植物的土壤對氮、磷去除效率的比較

圖 4 植物凈化實驗裝置示意圖

美國學者盧卡斯[2]曾將種植植物與未種植植物的土壤對污染物的去除效率進行了比較。結果表明：植物生長的土壤對污染物有更高的吸附、凈化能力(圖3)。其中，繁殖力強、根系發達的植物效果尤為突出。進一步研究表明(圖4)，不同植物的去污力有相當大的差異。燈心草科、沙草科植物去污能力最佳，這些植物的共同特點是根系發達。可見根系的發達程度對污染物的去除力度有著重要影響。

1.1.2 雨水的滯留與滲透 雨水花園對減緩徑流、滯留雨水起著重要作用。雨水花園的槽設計深度一般110～260 mm，可以節流約13 mm的初雨[3]。

除了根系能夠滯留雨水，植物的莖和葉也起到一定的作用，水滲透進土壤后，通過植物莖和葉的蒸發釋放到大氣中。植物根系也有助于保持穩定的土壤滲透性，對雨水滲透起著至關重要的作用。

基于上述試驗，盧卡斯又對種植和未種植植物的土壤進行監測，觀察土壤滲透率的變化，監測結果表明，未種植植物的土壤，土壤的滲透性會下降，并且很難再自我修復；相反，種植了植物的土壤，隨著植物根系的生長，土壤滲透性可以逐漸恢復。

數據顯示：80%的砂質壤土，10%珍珠巖， 10%蛭石比例的土壤配比中，300 mm/h的初始磁導率，9個月后，土壤的滲透率降低到25 mm/h，隨著植株的不斷生長，22個月后，土壤的滲透率已經恢復到340 mm/h以上。

1.1.3 審美、教育與生態功能 植物是園林設計的重要元素之一，植物本身的形態、顏色、大小、質感等特點可以創造出豐富多彩的視覺效果。此外，植物還可以柔化景觀工程外觀，提高美觀度，提高公眾接受程度。

植物在生態系統中具有重要地位：植物構成的小群落為其他生物提供棲息環境；光合作用制造氧氣；產生有機物質，構成食物鏈的一環；防風固沙，涵養水源。植物在生態系統的能量流動、物質循環中發揮著不可替代的作用。

2 影響雨水花園植物生長的環境因素

雨水花園一般由植物層、含水層、種植土、填料層、碎石排水層5個部分組成[4](圖5)。雨水花園的特殊結構和功能使之不同于一般的園林綠化工程。其特殊性主要體現在污染物類型、被雨水淹沒時間、干旱程度三個方面，所以做植物選擇和后期植物養護時，除了考慮植物形態、生長習性外，還要考慮這三個因素的影響。

2.1 污染物

一般道路、屋面等場所雨水徑流中所富含的氮、磷等營養物對促進植物生長至關重要。然而在一些氮、磷含量過剩的嚴重污染地區，植物過量的吸收營養會造成枝干過高，抗雨水沖刷能力減弱，導致在雨水侵刷過程中倒伏；在重金屬污染地區，植物會因為吸收過量重金屬而對自身產生傷害。在有上述2種情況的區域，應選擇自我凈化能力強、根系發達、耐污染的植物。

2.2 雨水淹沒時間

雨水花園的含水層暫時儲存的雨水不超過48 h，所以在植物的選擇過程中要考慮其短期耐淹特性[5]。盡管短時水淹對植物生長有不利影響，我們仍不用擔心雨量大的時候植物無法存活，因為許多植物經過長期進化，已經完全能夠適應短期雨水淹沒并生長良好。設計雨水花園時，也可利用不同下凹深度和槽寬調節水淹程度。

2.3 干旱

我國大部分地區的降雨多集中在夏季，在非雨季或雨季的非雨期，植物身處在干旱的生長環境，自身代謝和生物機能會受到一定限制。在此情況下，應選擇耐干旱和恢復力強的植物，減少灌溉次數。

3 植物選擇原則與設計方法

3.1 植物選擇原則

通過前期的試驗結果分析，雨水花園在考量植物時要綜合若干因素，滿足特殊環境條件的前提下，又能將植物的景觀特征最大化的展現出來。所以在選擇雨水花園植物時要堅持以下原則：優先考慮原生植物，以保證物種間不相互排斥；其次優先選擇耐水污、自凈力強、生命力旺盛、根系發育好的植物；選擇利于穩定群落結構、維護局部食物鏈的植物。在進行搭配時，盡量避免單一品種，根據植物特性、花期、高矮、色彩等因素進行合理、均衡的搭配，有利于增加生態系統穩定性、生物多樣性和植物可觀賞性；選擇常綠不落葉和生命周期長的植物，便于后期維護管理和節約成本。

3.2 雨水花園中植物配植方法

植物生長的環境根據不同種植區受水淹程度，可將栽植區分為邊緣區、緩沖區和蓄水區三個部分[3]。分區中的植物在配置時要考慮到耐旱、耐水淹的特性。邊緣區無蓄水能力，植物須有較強的抗旱能力，一定程度上要考慮植物抗淹性和耐沖刷能力；緩沖區有一定蓄水能力，對植物的耐淹性有較高要求，同時對植物耐旱和抗沖刷也有一定要求；蓄水區對植物的耐淹性、有害物吸附能力、凈化能力要求最高，同時要求在非雨季有一定的抗旱能力。在特殊條件下也能保持良好的生長態勢。

植物在配置時應避免植物間陽光、水分和空間的競爭，應依據植物對不同污染物的處理能力和生長習性均衡搭配。另外，高密度種植更有助于緩解地表徑流流速，有助于清除沉積物顆粒和吸收其他污染物。

植物的景觀設計手法可以分為規則式和自然式兩種。前者類型的景觀植物注重人工修剪，植物形態整齊、有序，植物更像一件精美的藝術品，但后期維護費用高、技術性強不利于節約成本。而自然式景觀植物保養簡便、植物形態各異、趣味性強，是園林景觀中最常用的做法。

圖 5 雨水花園分區示意圖

3.3 武漢地區可供雨水花園選擇的植物

武漢氣候屬于典型的亞熱帶季風氣候，夏熱冬冷，年平均氣溫為16.5℃。降水量較集中，年平均降雨量為1200 mm[6]。近年來，每逢暴雨，武漢城市便要遭受水淹之苦，加劇了城市交通擁堵，造成出行困難，使市民日常生活苦不堪言。武漢城市屢次被淹的現象被人們調侃為“到武漢看海”。其原因之一，正是城市雨水管理系統不完善。解決武漢城市內澇重要的措施之一就是建設雨水花園。植物正是雨水花園中不可或缺的關鍵因素，根據植物選擇原則及武漢現有本土植物，列舉了武漢地區可供選擇的雨水花園植物(表1～表4)。

表1 濕生植物類

表2 水生植物類

表3 水生喬木類

表4 草坪草類

4 結論

合理選擇和設計植物，是建設好一個完善的雨水花園的關鍵組成部分，也是保持水土、涵養水源的關鍵因素之一。到目前為止，國內對這方面的研究還很少，這就限制了雨水花園在未來景觀工程的應用和推廣。因此，國內迫切需要加強相關領域的基礎性和擴展性研究，尋求更科學的雨水花園管理、植物選擇和設計方法。這對城市生態環境的保護和雨水管理設施的發展具有深遠的意義。

[1] 王佳，王思思，車伍，李俊奇.雨水花園植物的選擇和設計[J]．北方園藝，2012，(19)：77-81．

[2] Davis A P, Hunt W F, Traver R G,et al. Bioretention technology: overview of current practice and future needs [J].Journal of Environmental Engineering,2009,135(3):109-117.

[3] 羅紅梅，車伍，李俊奇．雨水花園在雨洪控制與利用中的應用[J]．中國給水排水，2008，24(6)：48-52．

[4] 向露露，李俊奇，車伍，等．雨水花園設計方法探析[J]．給水排水，2008，34(6)：47-51.

[5] 蔡建國，舒美英，吳家森.6種濕生植物污水脅迫逆境生理研究[J].中國園林.2008(8)：83-85.

[6] 吳建強，丁玲，不同植物的表面流人工濕地系統對污染物的去除效果[J].環境污染與防治.2006(6)：432-434.

[責任編校： 張巖芳]

On Plant Selection and Design of Rain Garden

LIU Sirong， LIU Chunli

(CollegeofCivilEngin.andArchitecture，HubeiUniv.ofTech.，Wuhan430068，China)

Through studying the function of plants in rain garden and the environmental factors that might affect the growth of plants in rain gardens this paper explores the factors to be taken into account when selecting plants under different conditions. This paper preliminarily summarizes the principles of selecting and the method of designing plants for rain gardens, and lists the applicable rain garden plants in Wuhan.

rainwater management； rain gardens；floristics ; landscape design

1003-4684(2016)03-0113-04

TU418.9

A

2015-11-20

湖北省自然科學基金面上項目(2013CFB027)

劉斯榮(1971-)，女， 湖北荊州人，湖北工業大學教授，研究方向為生態景觀，生態農業景觀與景觀規劃