合肥高校垂直綠化的營建及土壤理化特性分析

王敉敉，江麗珍 ，楊黎明

（1.安徽建筑大學 建筑與規劃學院，安徽 合肥 230601；2.安徽省國土空間規劃與生態研究院，安徽 合肥 230009；3.中安華力建設集團有限公司，安徽 合肥 230022）

垂直綠化被應用于建筑設計與園林景觀的營造歷史久遠，公元前七世紀，古巴比倫時期的“空中花園”是垂直綠化技術（Vertical Greening Technology）被應用于建筑物設計的有史可循的最早案例[1]。垂直綠化的概念正式被提出來是在1937年，由美國學者Stanley Hart White提出，即相對于平面綠化而言，利用建筑物的墻面進行立體化的綠化建造[2]。這種立體的綠化和建筑相融合的模式，對西方和東南亞建筑影響頗深。20世紀80年代，在上海、北京、南京、重慶等經濟發達地區較早出現了垂直綠化的實踐[3]。到2010年，生態環保已成為上海世博會的主要理念，許多國家的世博展覽館都采取了植物墻形式進行推廣應用[4]，解鎖了不一樣的綠意生活，除了改善城市生態環境，還為城市“花樣”變身，給人們一場目之所及的視覺盛宴。

高校作為我國現代化建設事業的人才培養基地，更應充分發揮其在綠色生態文明建設中的獨特優勢，把校園環境建設好、優化好，構建出良好的育人氛圍。垂直綠化不僅可以彌補地面綠化面積的不足，極大豐富教學環境中的綠化層次，還可以適度美化建筑達到審美效果，使得建筑與環境更加富有生命力[5]。為了營造綠色校園生態環境，高校校園綠化應當從平面往立面發展，拓展綠化空間，增加校園綠量和綠化覆蓋率。

當前合肥市垂直綠化的研究主要集中在對垂直綠化的植物種類選擇、現狀調查和商業效益評價等方面，其中合肥高校校園綠化主要集中植物配置和外環境影響的研究，但在高校垂直綠化的分布、樹種、長勢、垂直綠化營造技術、土壤理化性質等方面目前是空白，所以通過此項研究，可以填補這方面的空白，為合肥市以后垂直綠化的科學發展提供一定的數據依據和理論支持。

1 研究內容

1.1 研究區域

我們選取合肥二環內6所高校進行研究，有安徽農業大學（以下簡稱安農大）、安徽醫科大學（以下簡稱安醫大）、安徽中醫藥大學（以下簡稱安中醫）、安徽建筑大學（以下簡稱安建大）、合肥師范學院（以下簡稱合師院）、合肥學院。

1.2 研究方法

首先記錄研究地垂直綠化應用的實際情況，可供裝配垂直綠化的立面類型，然后對垂直綠化植物的土壤進行取樣測試，最后評估垂直綠化應用于合肥高校校園內各區域的可行性和應用價值。其中，利用土壤三參數速測儀（浙江托普云農科技股份有限公司，TZS-PHW-4G）檢測土壤溫度、土壤pH值、土壤鹽分和葉面積值，將速測儀的傳感器金屬探頭全部插入測樣點的土壤中，靜置5s，采集三組土壤理化數據，取平均值。各垂直綠化植物的葉片用植物活體葉面積測量儀（石家莊泛勝科技有限公司，LMA-G）進行測量數據。對采集的數據進行統計，并采用SPSS2.0統計軟件對溫度立體面積進行方差分析和配對樣本檢驗，一般認為，相關系數R＞0表示2個變量間呈正相關，R＜0為負相關。|R|≥0.8時，可認為高度相關；0.5＜|R|＜0.8時，變量間中度相關；|R|≤0.5時，低相關或不相關，需要重新配對檢驗。其中當R＜0.05時，表明樣本間具有顯著性差別。

2 結果與分析

目前垂直綠化主要集中在安農大、安醫大、安中醫、安建大（南北校區）、合肥學院和合師院。其中，安農大的垂直綠化面積占比最大，高達406.05㎡，約占所有統計垂直綠化總面積的55.68%；其次是安建大，約有236.67㎡，占總面積的32.45%；合肥師范學院、安中醫大、合肥學院以及安醫大依次減少。其中安建大和安農大的垂直綠化營造技術應用較為先進和成熟，用了卡盆式模塊技術和自然栽植垂直綠化品種，能夠很好地兼具美觀性與實用性，綠化選材范圍也較廣，通過不同植物選材的搭配和多種裝配技術的綜合應用，形成了立體、美觀、具有觀賞價值的立體綠化（表1、2）。

表1 合肥市高校室內垂直綠化概況及土壤理化參數

表2 合肥市高校室外垂直綠化概況及土壤理化參數

2.1 垂直綠化品種及生長態勢

合肥，地處江淮一帶，常見垂直綠化物種主要包括地錦、爬山虎、木香、迎春、葡萄、胡枝子、扁擔藤、金銀花、牽牛花、絡石、鳶蘿、山蕎麥、藤本月季、扶芳藤、紫藤、鐵線蕨、鳳尾蕨、網紋草、常青藤等[6]，目前研究地已有地錦、胡枝子、紫藤、扁擔藤、鐵線蕨、木槿、忍冬、薔薇、葡萄，總體長勢良好。尤其是忍冬和紫藤長勢相對較好，而地錦長勢較差，其中安建大（北區）宿舍樓前地錦葉片已基本枯萎。其中忍冬的葉面積值達到20.35cm2，而紫藤的葉面積值達到20.15cm2，主要集中在安農大和安醫大。安中醫的垂直綠化植物長勢基本良好，其中葡萄、地錦長勢相對較好，而忍冬長勢較差。葡萄和忍冬主要集中在安中醫宿舍樓附近，葡萄作為經濟作物，其藤枝有明顯的修剪和水肥管理痕跡。

2.2 垂直綠化對比分析

2.2.1 室內外對比分析 據相關資料顯示，室內垂直綠化景觀不僅能大大改善建筑室內空氣質量，還能緩解視覺疲勞，有益于改善室內中人的身心健康[7]。但室內垂直綠化在目前合肥各高校尚處起步階段，少而小，6所高校中僅在安建大北校區建筑館內有一處，面積約11.52㎡，而室外垂直綠化在各個高校均有分布，總計約717.75㎡。在各高校的辦公區、教學區和生活區難以找尋室內垂直綠化的蹤跡，除了資金預算的限制，也反映出人們對室內設置垂直綠化意識淡薄。

2.2.2 新老校區對比分析 垂直綠化植物大多集中分布在老校區中，目前新校區在建的垂直綠化僅有安建大建筑與規劃學院的屋頂綠化，統計得知，近86%的垂直綠化存在于老校區，而新校區僅占14%，并且新校區中綠化覆蓋率遠遠低于老校區。正如許多已畢業學長回憶所形容的那樣：校園里爬山虎布滿教室的窗臺，如今已稀稀落落。垂直綠化植物所構建的景觀不僅是校園的特色風景，更是一份歷史文化底蘊的沉淀。而在建校短短數年或數十年中的新校區里難以尋覓垂直綠化景觀的身影，也是情理之中的一件事。

2.3 土壤理化參數分析

土壤理化性質對垂直綠化植物的生長態勢具有顯著影響，其中pH值、土壤鹽分和土壤溫度是最具代表的理化因子。而從2000年到今天，合肥土壤性質已然發生改變，2000年合肥土壤pH值普遍呈中性偏酸，到2015年，合肥市局部土壤堿化趨勢逐漸增強，土壤pH值在6.48～8.38之間，均值為7.78[10]。垂直綠化栽植土的pH要求則在6.0～7.5之間[11]，其中室內種植槽內的栽培基質多為疏松、透水、透氣、具有富有機質的土壤。采樣分析得知，薔薇的土壤pH平均值最高，為7.42；胡枝子的pH值最小，為7.02，所有的土壤pH基本維持在7.0以上，整體為弱堿性，和合肥市普遍pH值吻合。土壤鹽分整體范圍在0.02～0.18mS/cm之間，野薔薇的土壤鹽分最高，為0.18mS/cm（圖1）。

圖1 土壤pH和土壤鹽分對比圖

以垂直綠化較為豐富的安建大為例，通過土壤理化性質對比分析可知，在老校區中由于垂直綠化植物存在時間長，并且經多年養護處理，其土壤鹽分與新校區相比明顯偏低。經查閱資料發現，合肥地區濕潤多雨，土壤多呈酸性，而土壤微生物最適宜的pH值是6.5～7.5之間[8]。過酸或過堿都會影響氮素及其他養分的轉化和供應，并使土壤養分有效性降低，不利于作物的生長發育[9]。對比發現老校區土壤pH值更接近中性，更有利于植物的生長發育繁殖。土壤中各種鹽分對植物的傷害程度不同，當土壤表層總含鹽量超過0.6%以上時，大多數植物已不能生長[10]。從上表植物實物可以看出，總鹽量都在正常范圍，適合于各種植物生長。

通過室內外土壤理化數據的比對，室內溫度明顯偏高，并且由于缺乏雨水的澆灌，土壤多呈中性偏堿性，更適合偏堿性植物的生長。但室內垂直綠化植物種類明顯偏少，在推動花園式校園建設活動中，我們可以在室內合理引入綠化植物為建筑添光增彩，增加校園綠化覆蓋率的同時凈化室內空氣，提高校園空氣品質，從而帶來更高效適宜的學習環境。

2.4 葉面積值與土壤理化性質的相關性

通過數據整理，發現忍冬和地錦是高校普遍存在的植物，而它們的土壤環境有一定差異，發現在安農大和安中醫有同樣結果。在安農大，地錦平均溫度15.4℃，而忍冬平均溫度為15.8℃，比地錦高0.3℃。與在安中醫，忍冬平均溫度為14.4℃，地錦的平均溫度一樣比忍冬低。經發現，忍冬和地錦在兩高校所處位置有明顯區別，忍冬所處位置普遍日照良好，地錦所處位置有一定隱蔽性，附近多有喬木遮擋。而同一植物在不同地區土壤理化參數和立體面積有顯著不同。如忍冬，在安農大、安中醫和合師院有顯著不同。垂直綠化立體面積指與地面垂直的立體空間的綠化面積。由表3可知，忍冬的葉面積值與土壤溫度和土壤pH相關，而與土壤鹽分低相關。

表3 忍冬葉面積值與土壤理化性質的相關性

3.5 施工技術分析

目前垂直綠墻的幾種常見結構形式有模塊式、鋪貼式、口袋式、擺花式（容器式）和攀援垂吊式垂直綠化（圖2）。由于研究地室外垂直綠化較多，主要為地錦這些攀援吸附類植物，僅有少數室內垂直綠化引進了卡盆式模塊等新型垂直綠化技術。室內垂直綠化的施工技術以安建大為例，主要由綠植模塊、凈化水槽、循環滴灌系統、微型水質監測站以及空氣質量檢測儀等構成。通過多通道傳感器與電腦端連接，微型水質監測站能實時監測、記錄垂直綠墻對水質的改變，為立體綠化的生態增效提供科學依據（圖3）。

圖2 垂直綠墻的幾種常見結構形式（作者自繪）

圖3 室內垂直綠化綠墻系統施工示意圖（作者自繪）

3 結論與討論

3.1 提升垂直綠化景觀效果，推廣新型垂直綠化技術

目前，合肥高校內的垂直綠化植物已有繡球花、鐵線蕨、鐵角蕨、綠蘿、鵝掌柴、五彩蘇、地錦、紫藤、木槿、狗牙根、胡枝子、忍冬、薔薇、葡萄、野薔薇和扁擔藤，物種相對較少，形式不夠豐富，大部分墻面綠化都只選用一至兩種植物，如選擇地錦，任其隨意生長，很多適宜搭配種植和觀賞的攀緣植物鮮有運用。可以增加市面上常見的爬山虎、金銀花、牽牛花、絡石、木香、迎春以及常青藤，增加景觀效果。高校室外多為藤蔓式和攀援吸附類植物，室內垂直綠化水平則告別傳統的攀爬式植物，更多的借助新的技術，多配置蕨類植物。目前，合肥高校垂直綠化用到了卡盆式技術，相對來說較為成熟的在安建大北校區，建議在合肥高校地區推廣鋪貼式、模塊式等垂直綠化技術。

3.2 營造良好立地環境，改善植物生長態勢

安農大校區內的胡枝子、忍冬、紫藤和薔薇長勢相對較好，而地錦長勢較差。其中胡枝子的土壤溫度為15.9℃、土壤pH為7.02、土壤鹽分為0.02mS/cm，符合胡枝子耐鹽堿、對土壤適應性強的生態習性；忍冬的三個指標分別為15.8℃、7.38、0.07mS/cm，滿足忍冬的生長環境要求；紫藤對氣候和土壤的適應性強，在15.3℃、PH為7.4的土壤條件下，生長態勢良好；薔薇喜歡陽光、亦耐半陰、對土壤要求不嚴，在朝陽的墻頭生長良好。而地錦喜溫暖濕潤氣候，稍耐蔭蔽，生長環境得不到滿足，長勢較差。忍冬和地錦作為高校普遍存在的垂直綠化植物由于不同生長環境形成長勢差異。研究表明，溫度發生變化時，會促使環境中土壤肥力以及濕度等因子發生變化，而這些因子的變化會對植物的生長發育造成直接影響[11]。忍冬和地錦由于所處位置有明顯區別，平均溫度也有所區別。

3.3 豐富高校綠化層次，彌補垂直綠化不足

垂直綠化在校園乃至城市的綠化中都是一種相當具有發展前途的綠化方式。由于垂直綠化能夠極大地豐富高校教學環境的綠化層次，營造良好的景觀效果，十分有效地提升高校校園環境質量。而合肥市高校垂直綠化目前存在著許多的問題，相比于沿海發達地區仍有很多的不足，主要體現在垂直綠化在高校中的宣傳工作不到位，植物的選擇與配置不合理，后期養護管理不完善幾個方面。因此根據現狀我們需要大力發展垂直綠化，促進校園自然與人文的協調統一。由研究表明，在城市建設中可以通過增加自然爬山虎覆蓋或人工綠墻改善室內人體舒適度，實現夏季空調的節能減排。在綠化形式的選擇方面，模塊式比網架式在降溫增濕、提升人體舒適度方面的優勢更加明顯，可以作為室外垂直綠化的主要模式進行推廣[12]。