重庆市立体绿化生态功能分析

邹敏+成泽虎+艾丽皎

摘要：以重庆主城区典型立体绿化为研究对象，对选定的样地进行了植物群落结构研究，并同步跟踪测量了绿地内和空白对照四季的温、湿度、PM2.5级负氧离子浓度，对比分析了屋顶绿地和建筑绿墙改善生态环境的功能，以期为重庆主城区立体绿化的建设提供参考依据。

关键词：重庆市；屋顶绿地；建筑绿墙；生态效益

中图分类号：S731.2

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2017）23-0083-03

1 引言

随着重庆城市化进程的飞速发展，城市规模越来越大，城市环境问题日益突显。城市绿地作为改善城市生态环境的有效措施之一，近年来越来越受到人们的关注。然而，自直辖以来，重庆市人口数量呈现井喷式增长，城市地面可绿化空间有限，加之受山地城市地理条件限制，城市园林绿化所面临的需求旺盛且土地资源匮乏的矛盾更加突出。

“立体绿化”特指依附于建筑物的绿化，包括位于屋顶、外墙面、阳台、室内等各种建筑部位的绿化，也称“建筑立体绿化”或“建筑绿化”^[1]。立体绿化技术的应用，可以很好地解决以上难题，充分体现重庆山城地域特色，塑造良好的城市形象。随着“生态文明”、“美丽城市”等概念的提出，立体绿化在城市中的应用越来越受到重视。笔者开展重庆立体绿化植物群落结构、生态效益等方面的研究对重庆市进一步推广立体绿化、改善城市生态环境和景观环境具有重要意义。

2 材料与方法

2.1 试验样地概况

根据重庆市风景园林科学研究院研究成果，结合实地调查，本研究以重庆市主城区典型立体绿化为研究对象，选择屋顶绿地、建筑外墙面绿化（以下简称：建筑绿墙）各3个样地进行数据跟踪监测与分析，详见（表1）。

2.2 调查内容和方法

2.2.1 调查内容

开展样地植物群落结构调查，同步跟踪监测绿地内和空白对照四季的温、湿度、PM2.5及负氧离子浓度，分析比较屋顶绿地和建筑绿墙改善城市生态环境的功能。

2.2.2 观测点设置

实验监测点：在绿化屋顶距绿地边缘1 m范围内随机选取3个点，监测点尽量选择不同的植物群落结构；在垂直绿化距绿化边缘1 m范围内、2 m高位置随机选取3个点。空白对照点：在监测样地附近选择环境相同的无绿化区域为对照监测点。

2.2.3 观测仪器和时间

采用testo174H自动温湿度记录仪对监测样地进行空气温度、湿度测定；PM2.5浓度采用汉王（Hanvon） 霾表 M1测定。负氧离子含量采用负氧离子仪测定；记录监测点植物群落内部、外部和对照点的数据，并同步对照点进行监测。实验在2015～2016年重复开展，根据重庆市气候特点，选取3～5月、6～8月、9～11月和12月至翌年2月分别为春、夏、秋、冬四季的监测时间。

3 立体绿化植物群落结构

3.1 屋顶绿地植物群落结构

重庆市主城区屋顶绿化主要分3种类型：可移动模块化简单式屋顶绿化、可移动模块化花园式屋顶绿化、传统花园式屋顶绿化。①可移动模块化简单式屋顶绿化，植物群落结构单一，大多数都种植景天科植物佛甲草、垂盆草等地被植物，如嘉悦江庭、凤鸣山中小学等屋顶绿化；②可移动模块化花园式屋顶绿化，植物群落为“小乔木+灌木+地被”组合构成，多以佛甲草为主，配以须根系的灌木和小乔木进行景观点缀和空间分割，常见乔木种类主要有：桂花、红枫、石榴等，灌木有：金森女贞、红檵木、毛叶丁香等，如九龙坡区人大、重庆市风景园林科学研究院办公楼等屋顶绿化；③传统花园式屋顶绿化，植物群落为“乔木+灌木+地被”复杂复层结构，植物种类丰富，乔木种类主要有：樟科、木犀科、槭树科等重庆常见品种，灌木有：木犀科、小檗科、杜鹃花科等重庆常见花灌木品种，地被有：吉祥草、麦冬、结缕草等，如香港城、华宇广场和原重庆市园林局办公楼等传统花园式屋顶绿化^[2，3]。

3.2 建筑绿墙植物群落结构

目前，重庆市主城区建筑绿墙主要分3种类型：传统攀爬式建筑绿墙、传统绿篱建筑绿墙、可移动生态容器式建筑绿墙。①传统攀爬式垂直绿墙，植物群落结构单一，大多数都种植一种多年生藤本植物，有爬山虎、五叶地锦、紫藤、凌霄等，如西南大学、鹅岭公园、轻轨桥墩等垂直绿墙；②传统绿篱建筑绿墙，由一种或多种耐修剪的灌木修剪整齐形成的绿篱植物群落，包括：红檵木、毛叶丁香、金叶女贞等，如重庆大学主教楼；③可移动生态容器式垂直绿墙，群落结构较复杂，植物种类丰富，多以地被植物为主，点缀须根系的彩叶小灌木，如九龍坡区西彭镇真武功村入口垂直绿化、茶园智慧城垂直绿化等。

4 不同类型立体绿化生态功能

4.1 降温效应

屋顶绿地除冬季外，春、夏、秋季日气温呈现“先升后降”的单峰趋势，在11：00～14：00间温度达到峰值，且夏季降温效应最显著，平均可降低3.41 ℃，依次是春季、秋季，平均降温分别为2.98 ℃、0.39 ℃，冬季表现出一定的“增温效应”，平均可增加温度0.31 ℃。

建筑绿墙在一年四季日气温均呈现“先升后降”的单峰趋势，在13：00～15：00间温度达到峰值。总的来说建筑绿墙对室外气温的降温效应较低，尤其是秋季和冬季分别仅降低了0.34 ℃和0.41 ℃，在夏季和春节表现较为显著的降温效应，但也仅分别降低了2.02 ℃、1.56 ℃。

绿色植物因其能够吸收、反射并遮挡太阳辐射能，减少到达地面的太阳福射，故对热岛效应具有显著的缓解作用。本研究中，屋顶绿地较绿墙群落结构复杂，故其吸收太阳辐射和遮荫的效果均明显大于建筑绿墙。一天之内，中午时刻降温效应最为明显，这可能与植被蒸腾效应有关，中午太阳辐射越大，植物的蒸腾作用也越强烈，能大幅降低植被周边空气温度，故中午时刻的降温效应更明显 。endprint

4.2 增湿效应

屋顶绿化春、夏湿度大致呈“U”型趋势，在13：00～14：00间湿度最低。一年中屋顶绿地内空气中湿度表现为秋季（81.26%）>冬季（69.99%）>夏季（46.51%）>春季（39.30%），且夏季増湿效应最显著，平均可增加湿度4.75%，依次是春季、秋季，平均増湿分别为3.23%、1.57%，冬季表现出一定的“逆效应”，平均可减少湿度0.84%。

建筑绿墙湿度日变化在春、夏季呈先明显的下降趋势，秋季和冬季空气中湿度日变化不明显。一年中建筑绿墙周围空气中湿度表现为秋季（80.7%）>冬季（71.52%）>春季（53.94%）>夏季（53.81%），其増湿效应在冬季和春季表现最为明显，分别为6.98%、4.59%，其次是秋季，増湿效应为3.77%，而夏季效应最低，仅2.83%。

建筑绿墙空气湿度较屋顶绿地大，且増湿效应也表现更显著，一是因为个别建筑绿地设有自动浇灌系统，绿地湿度较大；二是因为屋顶绿地在建筑屋顶，温度高、风大、绿地内空气含水量较低，加之空间开阔使得绿地无法维持内环境稳定，水分极易扩散。受降雨和气温的影响，建筑绿墙一年中秋冬季节空气湿度较春夏季节大。

4.3 滞尘效应

除秋季外，屋顶绿地空气中白天PM2.5含量呈直线下降趋势，监测时间（9：00～17：00）内早上9：00的PM2.5含量最高，下午17：00的PM2.5含量最低，屋顶绿地对降低空气中PM2.5含量表现不明显，甚至出现为“逆效应”，这可能是因为屋顶绿地主要是低矮乔木、灌木及草本，监测高度1.3 m，正好是植物富集PM2.5的区域。一年四季中空气中PM2.5含量日平均表现为冬季（126.55 μg/m）3>秋季（109.61 μg/m3）>春季（89.04 μg/m3）>夏季（46.40 μg/m3），且监测样地中市园林局屋顶绿地的PM2.5含量表现为最低，这可能与温度、降雨和风有一定的相关性。

在春、夏季节建筑绿墙周围白天空气中PM2.5含量呈直线下降趋势，监测时间（9：00～17：00）内早上9：00的PM2.5含量最高，下午17：00的PM2.5含量最低，秋、冬季节白天空气中PM2.5含量呈不规律变化。建筑绿墙对降低空气中PM2.5含量表现不明显，甚至出现为“逆效应”，这可能是因为监测区域正好是植物富集PM2.5的区域。一年四季空气中PM2.5含量日平均表现为冬、春季节较高，依次分别为159.37 μg/m3、157.88 μg/m3，再次为秋季（86.83 μg/m3），夏季（67.15 μg/m3）最低。

屋顶绿地空气中PM2.5含量较建筑绿墙低，且为对空气中PM2.5含量的影响均不显著，在白天空气中PM2.5早上相对较晚上高，主要跟昼夜气流影响具有一定相关性。植物对空气中PM2.5含量的影响一方面是植物的叶片吸收作用，空气中PM2.5可通过气孔进入植物叶片，停留在植物叶片内。另一方面是植物叶片的滞留作用。植物叶片表面是由犬牙交错的表皮细胞构成，显微镜下的植物叶片是粗糙不平的，且在表皮细胞外侧还会有分泌产生的一些角质或蜡质层。此外还有一些植物还具有毛等结构。这些粗糙的叶片表面，大大增加了叶片的表面积，当尘埃颗粒落在叶片上时，就被阻滞、吸附在凸凹的缝隙之中。因此，植物的滞尘效应跟植物叶片具有相关性，且叶片对空气中PM2.5的滞留作用大于叶片吸收作用，所以在叶片附近监测空气中PM2.5含量较空白对照高。

4.4 释氧效应

屋顶绿地附近空气中负氧离子含量在一天中未表现出规律性变化，一年四季屋顶绿地释氧效应日平均表现为春季（149.20%）>夏季（48.96%）>秋季（18.27%）>冬季（17.96%）。分析研究结果，屋顶绿地释氧效应还表现出跟绿地面积、郁闭度有一定的相关关系。

建筑绿墙附近空气中负氧离子含量在一天中波动较大，一年四季建筑绿墙释氧效应日平均表现为春季（73.53%）>秋季（59.20%）>夏季（43.46%）>冬季（17.17%）。

绿地增加负氧离子含量主要是因为绿地内植物叶枝尖端放电及绿色植物光合作用形成的光电效应，使空气电离而产生的负离子，春季植物生长旺盛光合作用强，而冬季植物生长缓慢甚至停止生长，因此，一年四季屋顶绿地释氧效应表现为春季最强、冬季最弱。

5 结语

提高城市绿地的生态服务功能，改善城市生态环境，是我国建设健康、可持续发展城市的核心内容之一^[4]。“立体绿化”利用城市立体空间进行绿化，是增加城市綠量的有效措施。随着绿色建筑的进一步发展，必将对立体绿化的相关研究提出更高质量、更加系统的要求。城市立体绿化的生态服务功能是人们共识的，但是对其定量、系统的研究还较为鲜见^[5]。本文以重庆市典型立体绿化为研究对象，研究了其群落结构、降温増湿效应、滞尘效应、释氧效应等。在今后的研究工作中，需在现有研究成果的基础上，进行更加深入、系统地探索研究。

参考文献：

[1]袁 凌.绿色建筑中的立体绿化——国内相关研究与应用（上）[J].探索与实践，2016（8）：42～47.

[2]邹 敏，陈 祥，艾丽皎.重庆市不同类型屋顶绿化的降温增湿效应 [J].城市环境与城市生态，2014，27（3）：31～34.

[3]邹 敏，吴志能，先旭东.重庆市不同类型屋顶绿化的建筑节能效益研究[J].绿色科技，2014（5）：31～33.

[4]吴云霄，王海祥.城市绿地生态效益的影响因素[J].林业调查规划，2006，31（2）：99～101.

[5]项 铮，储 依.几种屋顶绿化形式的隔热及节能效果研究[J].土木建筑与环境工程，2011，33（增刊1）：42～44.endprint