重慶市立體綠化生態功能分析

鄒敏+成澤虎+艾麗皎

摘要：以重慶主城區典型立體綠化為研究對象，對選定的樣地進行了植物群落結構研究，并同步跟蹤測量了綠地內和空白對照四季的溫、濕度、PM2.5級負氧離子濃度，對比分析了屋頂綠地和建筑綠墻改善生態環境的功能，以期為重慶主城區立體綠化的建設提供參考依據。

關鍵詞：重慶市；屋頂綠地；建筑綠墻；生態效益

中圖分類號：S731.2

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）23-0083-03

1 引言

隨著重慶城市化進程的飛速發展，城市規模越來越大，城市環境問題日益突顯。城市綠地作為改善城市生態環境的有效措施之一，近年來越來越受到人們的關注。然而，自直轄以來，重慶市人口數量呈現井噴式增長，城市地面可綠化空間有限，加之受山地城市地理條件限制，城市園林綠化所面臨的需求旺盛且土地資源匱乏的矛盾更加突出。

“立體綠化”特指依附于建筑物的綠化，包括位于屋頂、外墻面、陽臺、室內等各種建筑部位的綠化，也稱“建筑立體綠化”或“建筑綠化”^[1]。立體綠化技術的應用，可以很好地解決以上難題，充分體現重慶山城地域特色，塑造良好的城市形象。隨著“生態文明”、“美麗城市”等概念的提出，立體綠化在城市中的應用越來越受到重視。筆者開展重慶立體綠化植物群落結構、生態效益等方面的研究對重慶市進一步推廣立體綠化、改善城市生態環境和景觀環境具有重要意義。

2 材料與方法

2.1 試驗樣地概況

根據重慶市風景園林科學研究院研究成果，結合實地調查，本研究以重慶市主城區典型立體綠化為研究對象，選擇屋頂綠地、建筑外墻面綠化（以下簡稱：建筑綠墻）各3個樣地進行數據跟蹤監測與分析，詳見（表1）。

2.2 調查內容和方法

2.2.1 調查內容

開展樣地植物群落結構調查，同步跟蹤監測綠地內和空白對照四季的溫、濕度、PM2.5及負氧離子濃度，分析比較屋頂綠地和建筑綠墻改善城市生態環境的功能。

2.2.2 觀測點設置

實驗監測點：在綠化屋頂距綠地邊緣1 m范圍內隨機選取3個點，監測點盡量選擇不同的植物群落結構；在垂直綠化距綠化邊緣1 m范圍內、2 m高位置隨機選取3個點。空白對照點：在監測樣地附近選擇環境相同的無綠化區域為對照監測點。

2.2.3 觀測儀器和時間

采用testo174H自動溫濕度記錄儀對監測樣地進行空氣溫度、濕度測定；PM2.5濃度采用漢王（Hanvon） 霾表 M1測定。負氧離子含量采用負氧離子儀測定；記錄監測點植物群落內部、外部和對照點的數據，并同步對照點進行監測。實驗在2015～2016年重復開展，根據重慶市氣候特點，選取3～5月、6～8月、9～11月和12月至翌年2月分別為春、夏、秋、冬四季的監測時間。

3 立體綠化植物群落結構

3.1 屋頂綠地植物群落結構

重慶市主城區屋頂綠化主要分3種類型：可移動模塊化簡單式屋頂綠化、可移動模塊化花園式屋頂綠化、傳統花園式屋頂綠化。①可移動模塊化簡單式屋頂綠化，植物群落結構單一，大多數都種植景天科植物佛甲草、垂盆草等地被植物，如嘉悅江庭、鳳鳴山中小學等屋頂綠化；②可移動模塊化花園式屋頂綠化，植物群落為“小喬木+灌木+地被”組合構成，多以佛甲草為主，配以須根系的灌木和小喬木進行景觀點綴和空間分割，常見喬木種類主要有：桂花、紅楓、石榴等，灌木有：金森女貞、紅檵木、毛葉丁香等，如九龍坡區人大、重慶市風景園林科學研究院辦公樓等屋頂綠化；③傳統花園式屋頂綠化，植物群落為“喬木+灌木+地被”復雜復層結構，植物種類豐富，喬木種類主要有：樟科、木犀科、槭樹科等重慶常見品種，灌木有：木犀科、小檗科、杜鵑花科等重慶常見花灌木品種，地被有：吉祥草、麥冬、結縷草等，如香港城、華宇廣場和原重慶市園林局辦公樓等傳統花園式屋頂綠化^[2，3]。

3.2 建筑綠墻植物群落結構

目前，重慶市主城區建筑綠墻主要分3種類型：傳統攀爬式建筑綠墻、傳統綠籬建筑綠墻、可移動生態容器式建筑綠墻。①傳統攀爬式垂直綠墻，植物群落結構單一，大多數都種植一種多年生藤本植物，有爬山虎、五葉地錦、紫藤、凌霄等，如西南大學、鵝嶺公園、輕軌橋墩等垂直綠墻；②傳統綠籬建筑綠墻，由一種或多種耐修剪的灌木修剪整齊形成的綠籬植物群落，包括：紅檵木、毛葉丁香、金葉女貞等，如重慶大學主教樓；③可移動生態容器式垂直綠墻，群落結構較復雜，植物種類豐富，多以地被植物為主，點綴須根系的彩葉小灌木，如九龍坡區西彭鎮真武功村入口垂直綠化、茶園智慧城垂直綠化等。

4 不同類型立體綠化生態功能

4.1 降溫效應

屋頂綠地除冬季外，春、夏、秋季日氣溫呈現“先升后降”的單峰趨勢，在11：00～14：00間溫度達到峰值，且夏季降溫效應最顯著，平均可降低3.41 ℃，依次是春季、秋季，平均降溫分別為2.98 ℃、0.39 ℃，冬季表現出一定的“增溫效應”，平均可增加溫度0.31 ℃。

建筑綠墻在一年四季日氣溫均呈現“先升后降”的單峰趨勢，在13：00～15：00間溫度達到峰值。總的來說建筑綠墻對室外氣溫的降溫效應較低，尤其是秋季和冬季分別僅降低了0.34 ℃和0.41 ℃，在夏季和春節表現較為顯著的降溫效應，但也僅分別降低了2.02 ℃、1.56 ℃。

綠色植物因其能夠吸收、反射并遮擋太陽輻射能，減少到達地面的太陽福射，故對熱島效應具有顯著的緩解作用。本研究中，屋頂綠地較綠墻群落結構復雜，故其吸收太陽輻射和遮蔭的效果均明顯大于建筑綠墻。一天之內，中午時刻降溫效應最為明顯，這可能與植被蒸騰效應有關，中午太陽輻射越大，植物的蒸騰作用也越強烈，能大幅降低植被周邊空氣溫度，故中午時刻的降溫效應更明顯 。endprint

4.2 增濕效應

屋頂綠化春、夏濕度大致呈“U”型趨勢，在13：00～14：00間濕度最低。一年中屋頂綠地內空氣中濕度表現為秋季（81.26%）>冬季（69.99%）>夏季（46.51%）>春季（39.30%），且夏季増濕效應最顯著，平均可增加濕度4.75%，依次是春季、秋季，平均増濕分別為3.23%、1.57%，冬季表現出一定的“逆效應”，平均可減少濕度0.84%。

建筑綠墻濕度日變化在春、夏季呈先明顯的下降趨勢，秋季和冬季空氣中濕度日變化不明顯。一年中建筑綠墻周圍空氣中濕度表現為秋季（80.7%）>冬季（71.52%）>春季（53.94%）>夏季（53.81%），其増濕效應在冬季和春季表現最為明顯，分別為6.98%、4.59%，其次是秋季，増濕效應為3.77%，而夏季效應最低，僅2.83%。

建筑綠墻空氣濕度較屋頂綠地大，且増濕效應也表現更顯著，一是因為個別建筑綠地設有自動澆灌系統，綠地濕度較大；二是因為屋頂綠地在建筑屋頂，溫度高、風大、綠地內空氣含水量較低，加之空間開闊使得綠地無法維持內環境穩定，水分極易擴散。受降雨和氣溫的影響，建筑綠墻一年中秋冬季節空氣濕度較春夏季節大。

4.3 滯塵效應

除秋季外，屋頂綠地空氣中白天PM2.5含量呈直線下降趨勢，監測時間（9：00～17：00）內早上9：00的PM2.5含量最高，下午17：00的PM2.5含量最低，屋頂綠地對降低空氣中PM2.5含量表現不明顯，甚至出現為“逆效應”，這可能是因為屋頂綠地主要是低矮喬木、灌木及草本，監測高度1.3 m，正好是植物富集PM2.5的區域。一年四季中空氣中PM2.5含量日平均表現為冬季（126.55 μg/m）3>秋季（109.61 μg/m3）>春季（89.04 μg/m3）>夏季（46.40 μg/m3），且監測樣地中市園林局屋頂綠地的PM2.5含量表現為最低，這可能與溫度、降雨和風有一定的相關性。

在春、夏季節建筑綠墻周圍白天空氣中PM2.5含量呈直線下降趨勢，監測時間（9：00～17：00）內早上9：00的PM2.5含量最高，下午17：00的PM2.5含量最低，秋、冬季節白天空氣中PM2.5含量呈不規律變化。建筑綠墻對降低空氣中PM2.5含量表現不明顯，甚至出現為“逆效應”，這可能是因為監測區域正好是植物富集PM2.5的區域。一年四季空氣中PM2.5含量日平均表現為冬、春季節較高，依次分別為159.37 μg/m3、157.88 μg/m3，再次為秋季（86.83 μg/m3），夏季（67.15 μg/m3）最低。

屋頂綠地空氣中PM2.5含量較建筑綠墻低，且為對空氣中PM2.5含量的影響均不顯著，在白天空氣中PM2.5早上相對較晚上高，主要跟晝夜氣流影響具有一定相關性。植物對空氣中PM2.5含量的影響一方面是植物的葉片吸收作用，空氣中PM2.5可通過氣孔進入植物葉片，停留在植物葉片內。另一方面是植物葉片的滯留作用。植物葉片表面是由犬牙交錯的表皮細胞構成，顯微鏡下的植物葉片是粗糙不平的，且在表皮細胞外側還會有分泌產生的一些角質或蠟質層。此外還有一些植物還具有毛等結構。這些粗糙的葉片表面，大大增加了葉片的表面積，當塵埃顆粒落在葉片上時，就被阻滯、吸附在凸凹的縫隙之中。因此，植物的滯塵效應跟植物葉片具有相關性，且葉片對空氣中PM2.5的滯留作用大于葉片吸收作用，所以在葉片附近監測空氣中PM2.5含量較空白對照高。

4.4 釋氧效應

屋頂綠地附近空氣中負氧離子含量在一天中未表現出規律性變化，一年四季屋頂綠地釋氧效應日平均表現為春季（149.20%）>夏季（48.96%）>秋季（18.27%）>冬季（17.96%）。分析研究結果，屋頂綠地釋氧效應還表現出跟綠地面積、郁閉度有一定的相關關系。

建筑綠墻附近空氣中負氧離子含量在一天中波動較大，一年四季建筑綠墻釋氧效應日平均表現為春季（73.53%）>秋季（59.20%）>夏季（43.46%）>冬季（17.17%）。

綠地增加負氧離子含量主要是因為綠地內植物葉枝尖端放電及綠色植物光合作用形成的光電效應，使空氣電離而產生的負離子，春季植物生長旺盛光合作用強，而冬季植物生長緩慢甚至停止生長，因此，一年四季屋頂綠地釋氧效應表現為春季最強、冬季最弱。

5 結語

提高城市綠地的生態服務功能，改善城市生態環境，是我國建設健康、可持續發展城市的核心內容之一^[4]。“立體綠化”利用城市立體空間進行綠化，是增加城市綠量的有效措施。隨著綠色建筑的進一步發展，必將對立體綠化的相關研究提出更高質量、更加系統的要求。城市立體綠化的生態服務功能是人們共識的，但是對其定量、系統的研究還較為鮮見^[5]。本文以重慶市典型立體綠化為研究對象，研究了其群落結構、降溫増濕效應、滯塵效應、釋氧效應等。在今后的研究工作中，需在現有研究成果的基礎上，進行更加深入、系統地探索研究。

參考文獻：

[1]袁 凌.綠色建筑中的立體綠化——國內相關研究與應用（上）[J].探索與實踐，2016（8）：42～47.

[2]鄒 敏，陳 祥，艾麗皎.重慶市不同類型屋頂綠化的降溫增濕效應 [J].城市環境與城市生態，2014，27（3）：31～34.

[3]鄒 敏，吳志能，先旭東.重慶市不同類型屋頂綠化的建筑節能效益研究[J].綠色科技，2014（5）：31～33.

[4]吳云霄，王海祥.城市綠地生態效益的影響因素[J].林業調查規劃，2006，31（2）：99～101.

[5]項 錚，儲 依.幾種屋頂綠化形式的隔熱及節能效果研究[J].土木建筑與環境工程，2011，33（增刊1）：42～44.endprint