杭州市濕塘植物資源應用現狀調查與適宜性評價

陸 瑩，武文婷，方振軍，隋 艷

（浙江工業大學設計與建筑學院，浙江 杭州 310023）

【研究意義】濕塘是海綿城市建設的重要設施，指常年保持適宜的水域面積、具有雨水調蓄和凈化功能的景觀水體，適用于建筑與小區、城市綠地、廣場等具有空間條件的場地，日常發揮正常的景觀及休閑、娛樂功能，暴雨發生時發揮調蓄功能，實現土地資源的多功能利用［1］。植物作為濕塘的重要組成部分，具有截留雨水、削減徑流中的污染物等多種功能，兼具生態價值和觀賞價值［2］。【前人研究進展】國外對濕塘的研究包括其水生生態系統健康、徑流污染物削減、水質改善等方面，廣泛利用濕塘來處理工業、農業、市政水體污染以及暴雨徑流帶來的雨水污染，研究方法以模型模擬及實地監測為主［3］。Stephansen 等［4］通過主成分分析法探究了濕塘水生環境的生物多樣性，結果發現最初為防洪目的建造的濕塘對生物多樣性起到類似于天然湖泊的作用；S?nderup 等［5］通過模型模擬探究濕塘對磷以及懸浮顆粒物的去除效果，結果發現濕塘采用碎混凝土過濾器能夠減少磷的排放；Keyvanfar 等［6］采用URPI模型評估和評價濕塘的雨水徑流績效，發現水土保持以及入滲率指標對濕塘雨水功能的影響較大；Maxwell 等［7］將漂浮濕地（FTW）安裝在濕塘中，多點監測評估濕塘水質差異，結果表明可以改善濕塘或其他滯留池的水質。國內對濕塘的研究主要集中在構造技術、污染監測以及典型濕塘案例研究等方面。周國華等［8］探討了甘露溪公園臺地式濕塘建設與運行經驗，總結了多種濕塘雨水收集與景觀利用技術路徑；劉龍志等［9］在玉溪東風廣場改造中探究了濕塘和凈化濕地一體化系統，結果發現該系統對維持濕塘水質起到關鍵作用；肖冰等［10］對濕塘進行積水、水質和蚊幼監測，提出應定期清理濕塘垃圾，避免水質受污染，同時可種植具有驅蚊效果的植物；李小靜等［11］提出對濕塘等具有水面寬闊特點的雨水管理措施，可通過合理設計系統深度和有效面積、優化植物種植和出水口構造，從而達到緩解雨水徑流熱污染的效應。總體而言，國內外研究多集中在濕塘的雨水效益方面，專門針對濕塘植物的研究不足。【本研究切入點】雖然植物對濕塘具有十分重要的作用，不僅具有截留雨水、削減地表徑流和污染物等雨水功能，同時還兼具觀賞效果，可充分利用以塑造濕塘植物特色景觀，但針對濕塘植物資源應用現狀調查以及適宜性評價研究的內容不多，同時缺少對雨水效益以外的關注，如生長狀況與養護管理、美學效果等。濕塘中植物的選擇有別于一般城市綠地，需同時考慮植物的景觀效果、在特殊環境下的適應性以及能否發揮雨水功能，從而構建符合生態和審美雙重要求的可持續的植物群落。【擬解決的關鍵問題】對杭州市濕塘植物資源應用現狀進行實地考察，同時構建濕塘植物適宜性評價體系，對杭州市濕塘植物適宜性進行評價，總結其普遍存在的問題并提出改進杭州市濕塘植物應用的建議，以期為濕塘及海綿城市建設提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

杭州位于浙江省北部，屬于亞熱帶季風氣候，四季分明，降水量較為豐沛，1981—2010 年30年平均降雨量為1 439.7 mm，但降水地區分布很不均勻。杭州城區快速發展后，城市的大部分土地都已硬化，缺乏對雨水的滯蓄功能，蓄水、滯水設施不足。為更好地推進全市海綿城市建設工作，目前杭州已出臺《杭州市人民政府關于推進海綿城市建設的實施意見》《杭州市海綿城市建設低影響開發雨水系統技術導則》等文件。在政府引導下，濕塘作為一種新型的低影響開發雨水利用技術逐漸得到推廣應用。

1.2 植物資源調查方法

城市綠地是建設海綿城市、構建低影響開發雨水系統的重要場地，杭州市濕塘主要分布在城市居住區綠地、公園綠地。選取杭州市城市綠地8 個較為典型的濕塘作為研究對象（圖1）：第1類為居住區綠地濕塘，選取古苑公園、楊柳郡西公園、翠苑一區社區、白蕩海人家；第2 類為公園綠地濕塘，選取東湖路市民公園、白馬湖公園、冠山公園、城北體育公園。通過實地調研采集濕塘植物數據，對濕塘的植物種類、觀賞特征、生長狀況以及雨水功能等進行全面調查，詳細記錄各項指標。

圖1 濕塘樣地Fig.1 Wet pond plots

1.3 植物適宜性評價方法

1.3.1 構建評價體系與賦權 通過查閱相關文獻［12-17］、實地調研以及多次征詢專家意見，從生長適宜性、美學適宜性、雨水功能適宜性3 個方面選取8 項評價因子，確定評價體系的目標層（A）、準則層（B）、指標層（C），構建濕塘植物適宜性評價體系（圖2）。在此基礎上，邀請相關專家對指標進行重要性打分，運用SPSS 數據分析軟件將專家打分結果進行AHP 權重分析，構建4 個不同層次的兩兩比較判斷矩陣（即A-Bi、B1-Ci、B2-Ci、B3-Ci）進行一致性檢驗，得到各指標的權重及重要性排序［18］。

圖2 濕塘植物適宜性評價指標體系Fig.2 Suitability evaluation index system of wet pond plants

1.3.2 計算綜合評價值與等級劃分 在確定指標權重后，觀測記錄各濕塘植物的8 個評價指標，結合相關文獻和專家意見，擬定各評價指標的評分標準［19］，見表1。對照評分標準計算濕塘適宜性綜合評價值，計算公式如下：

表1 指標層評分標準Table 1 Index layer scoring standards

式中，E為該濕塘植物樣地綜合評價值，Wi表示第i個指標的權重，Yi表示第Y項指標的綜合得分。

生長適宜性、雨水功能適宜性相關指標主要通過現場觀測以及查閱相關資料［20］，對照評分標準進行賦分評價；美學適宜性相關指標邀請21名相關專業人士采用照片打分的方法，賦分后匯總計算結果；最后，將適宜性綜合評價值分為Ⅰ（4.0＜E≤5.0）、Ⅱ（3.0＜E≤4.0）、Ⅲ（2.0＜E≤3.0）、Ⅳ（E≤2.0）4 個等級，其中Ⅰ表示優秀、Ⅱ表示良好、Ⅲ表示一般、Ⅳ表示差，反映濕塘植物的適宜性水平。

2 結果與分析

2.1 植物資源應用現狀分析

2.1.1 應用種類與頻次 通過對杭州市8 個濕塘實地調研，結果發現，8 個濕塘共有植物71 科129 屬148 種。其中，喬木51 種，隸屬于28 科44 屬，占所有植物種類的34.4%；灌木32 種，隸屬于19 科26 屬，占21.6%；草本植物34 種，隸屬于18 科32 屬，占23%；水生植物26 種，隸屬于17 科24 屬，占17.6%；藤本植物5 種，隸屬于5 科5 屬，占3.4%。喬木應用種類較多，灌木、草本和水生植物應用種類較均勻，藤本植物應用較少。常綠∶落葉樹種配比為1 ∶2，落葉植物種類較多。從科屬分布來看，種數較多的科分別是薔薇科9 屬12 種、禾本科9 屬11 種、菊科5 屬5 種、木犀科4 屬5 種、木蘭科3 屬4 種。禾本科以觀賞草為主，根系強大，可固土護坡、防止水土流失，養護成本低，形態質樸，四季有景；薔薇科、木犀科及木蘭科多為適應性強、觀賞價值高的木本觀花類植物；菊科均為抗逆性較強、花色艷麗的草本植物。

不同濕塘對植物選擇的相似度直接反映出該地區濕塘景觀植物選用的習慣模式和豐富程度。根據植物在8 個樣地的分布和應用情況，統計應用頻次2 次及以上的植物種類見表2。表2 顯示，有50.9%的喬木、53.1%的灌木、29.4%的草本、53.8%的水生植物在2 個及以上濕塘重復使用，反映出以上幾類植物在杭州部分濕塘的應用具有較高趨同性，而草本植物相對豐富、更具多樣性，藤本植物應用最少、種類單一。

表2 杭州市濕塘主要植物應用頻次Table 2 Application frequency of main plants in Hangzhou wet ponds

2.1.2 觀賞特征分析 杭州濕塘植物觀賞特性主要可分為觀花、觀葉、觀果、觀干4 類。觀葉類植物居多、共82 種，其次為觀花類植物、共54 種，觀果類植物20 種，觀干類植物6 種。由圖3 可知，目前杭州市典型濕塘植物應用中以觀葉、觀花類植物為主，同時具有少數觀果、觀干類植物，比例相對較低。圖4 顯示，花期主要集中在春夏季，觀花期種類最多的是6 月、最少的是12 月至翌年2 月；果期主要集中在秋季，觀果期種類最多的是10 月、最少的是12 月至翌年3 月。花顏色以暖色為主，分別有紅（粉）色16 種、黃色12 種、白色16 種、紫（藍）色13 種、復色2 種。

圖3 濕塘植物觀賞特性Fig.3 Ornamental characteristics of wet ponds plants

圖4 濕塘觀花觀果植物觀賞期分布Fig.4 Distribution of flower and fruit plants in wet ponds during the viewing periods

2.1.3 植物配置分析 以8 個濕塘植物群落為樣本，調查與匯總其典型植物配置模式見表3，可總結出3 種主要植物種植結構，即喬木+灌木+草本+水生、灌木+草本+水生、喬木+草本+水生，以喬木+灌木+草本+水生植物模式最為常見。

表3 濕塘植物種植結構與配置形式Table 3 Planting structure and configuration of wet pond plants

2.2 濕塘植物適宜性評價

2.2.1 評價指標權重分析 邀請相關專家對指標進行重要性打分，將同一層次指標相對于上一層因素重要性進行兩兩比較，并進行一致性檢驗，判斷得出所選指標均符合篩選條件，最終確定濕塘植物適宜性評價指標權重，見表4。由表4 可知，準則層各要素的重要性排序為：雨水功能適宜性（0.3633）＞美學適宜性（0.3197）＞生長適宜性（0.3168）。雨水功能適宜性權重排第一，表明濕塘植物的雨水功能特性最受關注，是海綿城市生態建設的重點要求；美學適宜性權重排第二，表明濕塘植物的觀賞特性較受關注，直接決定植物景觀營造的質量；生長適宜性權重排第三，植物作為濕塘發揮作用的重要載體，其生長狀況與養護管理需要關注，有助于構建穩定的雨水設施植物群落。

表4 濕塘植物適宜性指標權重Table 4 Weight of suitability index for wet pond plant

生長適宜性相關指標中，養護需求（0.1605）排名第一，原因是濕塘需要更多考慮保水、蓄水、滲水等問題，會導致植物養護難度增加，植物的低養護性是實現濕塘植物群落的穩定和可持續發展的重要條件；美學適宜性相關指標中，環境協調性（0.1133）排名第一，表明植物的環境協調性是評價濕塘植物美學適宜性的重要因素，植物在適應場地原生境條件的同時，也要與系統中各要素協同共生，形成統一和諧的植物景觀；雨水功能適宜性相關指標中，暴雨徑流削減（0.1249）排名第一，表明濕塘作為調蓄類雨水設施，其植物對徑流的削減功能是評價雨水功能適宜性的最重要因素。

2.2.2 生長適宜性評價結果分析 如表5 所示，濕塘植物生長狀況指標得分差異較大，得分值在3.00～5.00 之間。生長狀況指標得分最高的為東湖路市民公園和楊柳郡西公園，得分均為5.00 分，植物長勢旺盛；其次是翠苑一區社區、白蕩海人家、白馬湖公園和城北體育公園，得分均為4.00分，植物長勢較好；生長狀況指標得分最低的是冠山公園和古苑公園，得分均為3.00 分，濕塘植物整體長勢一般，其中冠山公園濕塘存在部分水生植物（如菖蒲、菰、澤瀉等）枯死、萎蔫狀況，古苑公園濕塘部分濕生植物（如美人蕉等）存在倒伏與萎蔫現象。

表5 生長適宜性指標得分Table 5 Growth suitability index score

濕塘植物養護需求指標得分差異性不大。東湖路市民公園、翠苑一區社區、白蕩海人家濕塘植物得分最高，為4.00 分，養護需求較低。其中，東湖路市民公園種植方式較自然，運用了白茅等觀賞草，景觀風格呈現出自然野趣的特點，只需偶爾修剪促進植物更新即可；翠苑一區社區與白蕩海人家保留了原有喬灌木，運用較多鄉土植物，林下草本植物長勢良好、無裸土，較適應粗放養護管理，只需偶爾清掃枯落葉；其余樣地得分均為3.00 分，植物養護需求適中，需要加強關注水生植物，以防影響水體效果。

總體來看，杭州市濕塘植物生長適宜性除古苑公園和冠山公園處于一般等級、綜合得分3.00分，東湖路市民公園處于優秀等級、綜合得分4.49分，其余樣地均處于良好等級、得分差距較小。

2.2.3 美學適宜性評價結果分析 對美學適宜性相關指標，通過21 名風景園林、環境設計相關專業人士采用照片打分的方法賦分，并匯總計算結果。運用Pearson 相關系數法對美學適宜性中兩兩指標間的相關性進行計算，得到美學適宜性各指標相關關系矩陣（表6）。表6 顯示，觀賞特征多樣性、色彩豐富度、環境協調性3 項指標之間均呈現出0.01 水平的顯著性，相關系數分別為為0.783、0.826、0.779，表明觀賞特征多樣性、色彩豐富度和環境協調性之間具有顯著的正相關關系。

表6 美學適宜性各指標相關關系矩陣Table 6 Correlation matrix of aesthetic suitability indexes

由表7 可知，東湖路市民公園和楊柳郡西公園濕塘植物觀賞特征多樣性得分最高、均為4.10分，巧妙配置觀花、觀葉、觀果、觀干植物且觀賞特征明顯，有較好的觀賞質量；其次是白蕩海人家，得分為4.05 分，兼具花、果、葉、干4 種觀賞特性且觀賞特征較明顯；得分最低為古苑公園、2.86 分，觀葉植物占比高達66%，對觀花、觀果、觀干的植物應用頻度較低且觀賞特征不明顯；其余樣地得分在3.05～3.95 分之間，表現良好。

表7 美學適宜性指標得分Table 7 Aesthetic suitability index score

色彩豐富度指標相對于觀賞多樣性指標得分整體偏低，得分最高的是白馬湖公園濕塘，為4.00分，觀花植物（如睡蓮、荷花、美人蕉等）花色鮮艷且面積較大，提高了整體色彩豐富度；其次是楊柳郡西公園，得分為3.90 分，開花植物較多，多選用荷花、睡蓮、鳶尾、梭魚草等色彩鮮艷的植物種類；古苑公園、冠山公園和翠苑一區社區濕塘植物色彩豐富度得分較低，分別為2.86、2.86、2.76 分。濕塘植物環境協調性指標得分排名從高到低依次是白馬湖公園4.19 分、東湖路市民公園4.14 分、白蕩海人家4.00 分、楊柳郡公園3.95 分、城北體育公園3.76 分、冠山公園3.33 分、古苑公園2.90 分。

總體來看，杭州市濕塘植物美學適宜性除古苑公園、翠苑一區社區處于一般等級，其余均處于良好及以上等級，表明有較好的觀賞質量，環境較協調，但色彩豐富度有待提升。

2.2.4 雨水功能適宜性評價結果分析 由表8 可知，不同樣地間暴雨徑流削減、徑流污染物削減2 項指標得分差異較小，分別為4.00～5.00 分、3.00～4.00 分，不同樣地植物的暴雨徑流削減、徑流污染物削減效果區別不大。由于杭州濕塘植物喬、灌層普遍相對豐富，植物群落的雨水截留能力和土壤入滲能力較好，因此各濕塘植物的暴雨徑流削減指標得分整體更高，其中最高為東湖路市民公園和楊柳郡西公園、均為5.00 分，不僅喬灌草群落結構豐富、林下草本耐澇性強，還可在雨水進入濕塘之前設置預處理設施，如下凹綠地、旱溪等，合理進行植物配置以緩排徑流。

表8 雨水功能適宜性指標得分Table 8 Rainwater function suitability index score

不同濕塘植物在水質改善效果上有顯著差別，水質改善指標得分在2.00～5.00 之間，其中水質改善指標得分最高是北體育公園、為5.00 分，結合不同水位條件搭配合適的挺水植物、浮葉植物和沉水植物，水體生態系統的自凈能力較強，水體潔凈無異味；古苑公園水質改善指標得分最低、為2.00 分，具有水體凈化能力的水生植物比例較少，濕塘前置塘未及時清理淤泥和植物殘體，未達到預期水質改善效果。可見，杭州市濕塘植物雨水功能適宜性綜合得分均處于良好及以上等級，但不同樣地各指標得分存在差異，暴雨徑流削減、徑流污染物削減指標總體表現較好，部分樣地植物的水質改善能力有待提高。

2.2.5 適宜性綜合評價結果分析 由杭州市濕塘植物適宜性綜合評價結果（圖5）可知，評價等級為Ⅰ級（4.0 ＜E≤5.0）的樣地有2 個、Ⅱ級（3.0＜E≤4.0）5 個、Ⅲ級（2.0 ＜E≤3.0）有1 個。8 個樣地均處于Ⅲ級水平及以上，杭州市濕塘植物適宜性總體處于較好水平。Ⅰ級樣地植物在滿足生長功能適宜性與雨水適宜性的同時，綜合考慮植物的觀賞特征、色彩豐富度、環境協調性等進行合理配置，達到最佳美學效果，整體適宜性最好；Ⅱ級樣地植物長勢良好，也具有一定的美學效果與雨水功能，較為適宜；Ⅲ級樣地整體表現一般，各方面都需要加強關注。

圖5 不同樣地植物適宜性綜合評價結果Fig.5 Comprehensive evaluation results of plant suitability in different plots

3 討論

隨著雨洪管理理念的發展，雨水設施建設得到前所未有的重視，相關實踐不再局限于傳統的雨水管理模式，而是積極構建高品質的雨水景觀。濕塘作為低影響開發末端調蓄設施，既可以發揮景觀功能，又可削減峰值流量，其植物種植和養護恰當時，還可形成良好的水生動植物生態環境。目前雨水設施的植物相關研究多從雨水系統的整體出發，專門針對具體某一類設施植物的研究不足。在植物評價研究上多將同一評價體系運用于不同雨水設施對象，如龍佳等［21］構建了雨水設施的植物景觀評價體系，對多種雨水設施的植物景觀進行評估，提出整體的優化策略；而在濕塘植物選擇上多參考雨水濕地的植物選擇［22］，或提出調蓄類雨水設施對植物的要求［23］。在對植物適宜性進行評價時，為使評價結果科學、可靠和準確，評價體系的構建與賦值須從各因子中選擇合適指標建立合理、客觀的指標體系。一般植物景觀多從觀賞價值、生態環境適應性、景觀應用潛力、園林種植表現等方面建立評價模型［24-26］，濕塘植物選擇有別于一般園林植物景觀，還需考慮植物在特殊環境下的適應性以及能否發揮其雨水功能。本研究對杭州市濕塘植物資源應用現狀進行調查，從生長適宜性、美學適宜性、雨水功能適宜性3 個方面構建適宜性評價模型，結果顯示準則層各要素重要性排序表現為雨水功能適宜性（0.3633）＞美學適宜性（0.3197）＞生長適宜性（0.3168），與龍佳等［21］構建的雨水設施植物景觀評價模型存在一定出入，植物的景觀美學效果重要性相對提升。原因可能是相較于其他低影響開發設施，濕塘的景觀效果表現更好。然而，本研究中的濕塘植物適宜性評價模型也有一定局限性，有些指標實際操作中難以量化，模型有待進一步優化。

對杭州市濕塘植物資源應用進行現狀調研發現，有50.9%喬木、53.1%灌木、53.8%水生植物在2 個及以上濕塘重復使用，植物選擇與配置的高相似性使部分濕塘特色不足。建議根據各綠地濕塘的場地條件和美學需求，選擇合適的植物種類，變化配置手法，使濕塘植物景觀更具特色。杭州市濕塘普遍缺少對觀果、觀干植物的應用，觀花植物花期多集中在晚春和初夏兩季，觀果植物果期集中在秋季，植物常綠、落葉比為1 ∶2，冬季易出現蕭條景觀，可加大觀枝、觀干喬木和冬綠水生植物的應用，以便在濕塘秋冬季水體景觀較為匱乏時進行補充。此外，適地種樹，盡量保持場地天然海綿等自然因素，避免砍伐和移植場地原有植物，減少雨水設施建設對原有生態水文狀態的影響，尤其保留并積極應用原有鄉土植物，鄉土植物因其較強的適應性、抗逆性、抗病蟲害能力在植物群落構建和維持方面具有重要作用。

濕塘植物生長適宜性得分值在3.00～4.49 之間，各樣地喬木灌木長勢較好，部分濕生草本以及水生植物長勢不佳，植物選擇時需考慮所選植物的低養護性以及群落間的相互影響，使植物群落在粗獷管理模式下也能保持良好長勢。前置塘要及時清淤和清理植物殘體；挺水植物需注意保持株形，及時清除萎蔫、倒伏株，做好替換補種工作，還需防止植株蔓延擴散，避免植物與水體關系的不和諧，影響其他植物長勢，增加養護管理成本。美學適宜性得分在2.87～4.05 之間，不同濕塘樣地植物在美學效果上有顯著差別。美學適宜性相關指標中，環境協調性權重值最大，是濕塘植物美學適宜性評價的最重要因素，對美學適宜性得分的貢獻最大。各樣地色彩豐富度指標得分相對較低、在2.86～4.00 之間，應在滿足環境協調性的前提下注重提升色彩豐富度、觀賞特征多樣性，以塑造統一和諧又具有特色的杭州市濕塘植物景觀。雨水適宜性得分在3.03～4.34 之間，部分樣地因為植物生長狀況不佳阻礙雨水功能發揮，而植物生長狀況良好、喬灌草層次結構豐富、濕生植物及水生植物配置合理的樣地，雨水適宜性得分較高。考慮到濕塘有調蓄期和洪峰期，除需選用常年生長在水體中的植物，還應優先選擇在多種極端生境下均具有極強生命力和適應性的植物，此外，宜選擇根系發達、莖葉繁茂、耐污染、凈化能力強的植物，可減少徑流污染物、改善水質。

4 結論

杭州市濕塘植物資源應用現狀調查及適宜性評價結果表明，杭州市濕塘植物資源較豐富，但植物應用重復率較高；植物配置合理，常見配置模式為“喬木+灌木+草本+水生植物”；觀賞特征以觀葉和觀花類型為主，缺少觀果、觀干植物的應用。養護需求、生長狀況、暴雨徑流削減3 個指標對濕塘植物選擇的影響最大。適宜性評價等級為Ⅰ級（優秀）的樣地有2 個、Ⅱ級（良好）5 個、Ⅲ級（一般）1 個，8 個樣地均處于Ⅲ級及以上水平，總體處于較好水平。各樣地綜合評價得分由高到低排序為東湖路市民公園（4.25）、楊柳郡西公園（4.11）、白馬湖公園（3.85）、城北體育公園（3.78）、白蕩海人家（3.74）、翠苑一區社區（3.42）、冠山公園（3.31）、古苑公園（2.97）。濕塘作為低影響開發末端調蓄設施以及城市綠地景觀水體，其植物選擇與配置應符合生態性和美學原則，在后續實踐中應科學規劃，加強植物跟蹤調查和生態信息化監測，規范濕塘植物養護管理，保障濕塘整體健康運行，構建高品質的雨水景觀。