草坪草在屋顶绿化应用中存在的问题及建议

高京华 ，殷方宁 ，刘雪梅 ，张守豪

（1.山东省林业监测规划院，山东 济南 250014；2.临沂市临沭县林业局；3.山东建筑大学艺术学院风景园林研究中心；4.山东建大建筑规划设计研究院，山东 济南 250101）

1 屋顶绿化中草坪草功能概述

1.1 生态功能

1.1.1 蓄水功能

绿色屋顶整体上来说，可以称为是当代水问题严峻的前提下一种新型的雨水处理设施。城市建筑覆盖面积大，通过绿色屋顶的建设，在建筑上部也形成新的雨水循环系统。绿色屋顶是由防水排水材料、适合植物生长的土壤基质和园林植物所组成的新型生态系统。尤其是种植草坪草的植被层，绿化覆盖率高，在雨季，草坪种植层可以不停地吸收并储存雨水，有效减少雨水的径流损失，大面积的建造绿色屋顶可以在一定程度上减少洪峰的危害[1]。最后由草坪草活跃的蒸腾作用散发出来，进入空气中，形成新的水循环。

草类相对其他植物更能适合潮湿环境，土壤的持水量高时对根系影响较小[2]。蒸散量是衡量植物蓄水能力的重要因素，蒸散快，雨水循环速度快；有研究者对禾本科植物，景天属，非草坪草进行过蒸腾作用研究和对雨水储存能力研究，最终得出结论，禾本科草坪草的蓄水能力最强，蒸腾作用最为活跃，其次是景天属植物。由此表明，绿色屋顶草坪草的蓄水功能强大，不容忽视[3]。

1.1.2 滞尘功能

绿色屋顶中草坪草作用于城市空气上层，像过滤器一样对空气进行有效过滤，滞留空气中的尘土，提高空气质量。草坪草的叶子相对于其他植物具有致密性的特点，通过种植草坪草可以有效增植物叶面对土壤的覆盖程度，且草坪草的株高不影响其他低矮灌木的种植，低矮灌木和草坪草相互结合，可以形成多层立体效果，从上到下全方位吸附尘埃。在滞留尘土之后，草坪草根据植物普遍的功能，对尘土吸附利用，有效降低空气中的尘土含量[4]。

1.1.3 生物群落功能

城市硬质化的铺装使原本的草地生态系统遭到破坏，一些生活在草坪下面的小昆虫失去了生存空间，数量严重减少。在建筑顶层建造绿色屋顶可以有效弥补遭到破坏的生物空间，打造人工生态群落，让无家可归的小虫飞鸟等找到新的栖息地。绿色屋顶草坪草的种植更是模仿了自然下垫面，让许多种类的甲壳虫、昆虫回归到城市生态环境中来，昆虫的增多便会吸引各种各样的鸟类捕食，增加鸟类的数量。在屋顶形成这些植物新的自然的栖身之所。在相关的生态模拟试验中发现，屋顶绿化草底层中小昆虫的种类和生物特点和地上并无区别，这种使用方法有效的增加了绿色屋顶的生物种类，使原本被城市化所驱赶的其他生物得到了新的生存空间，增加城市生态系统多样性[5]。

1.1.4 热调节功能

研究显示，被植物覆盖的建筑物墙面，夏季一般温度能够降低 5～14℃，室内温度降低 2～3℃，可节约空调耗电量20%～40%。加拿大和芝加哥市政府也相应做过研究，在被植被覆盖的屋顶和普通屋顶在相近的天气条件下做出对比，实验结果均是有屋顶绿化的建筑比没有屋顶绿化的建筑温差要小，没有屋顶绿化的建筑受外界环境影响大[6]。

由此可以看出在建筑屋顶覆盖防水层，薄土，种植草坪草，可以有效调节温度。草坪的种植，像一层天然的毛毯覆盖在建筑顶层，冬季避免低温冻透建筑，将低温传至室内；夏季则有效隔离了热空气，躲避阳光的暴晒给屋顶带来的高温。冬季保暖，夏季遮阳，起到冬暖夏凉的功效。与此同时，植物本身的湿度和温度能有效地阻止室外温度对于室内温度的影响，夏季降温，冬季升温。

1.1.5 吸收CO2、排放O2，净化空气

所有绿色植物都具有利用光合作用吸收二氧化碳，释放氧气的功能。相关环保专家测试，拥有大面积屋顶绿化的城市，空气中二氧化碳浓度可以减少30%。绿色屋顶草坪草可以利用其光合作用，有效的降低二氧化碳浓度。草坪草种植密集，光合作用也能相对活跃，建筑上方空气可以被有效净化。草坪草吸收空气中的有害气体，转化利用。通过滞留尘埃，叶子表面分泌杀菌素，抑制细菌繁衍传播。提高环境中的空气质量[7][8]。

1.1.6 增湿效果良好

草坪的蒸腾作用活跃，散失水分较多，相对于绿色屋顶其他绿化植物，草坪的增湿效果最为突出。通过对草坪草的种植可以有效增加空气湿度，改变区域小环境的空气湿度，给人以舒适感。

1.2 社会效益

1.2.1 美化城市上方空间，减少光污染

绿色屋顶草坪草可以有效降低光污染。工业材料的使用，让城市光反射强烈，容易给人造成眩晕疲劳感。通过种植绿色屋顶草坪草可以有效遮挡建筑屋面，减少硬质材料对光的反射，以及人在上层建筑往远处眺望俯视时水泥材料给人的不适感，增加光线舒适度。

此外，绿色屋顶草坪草的种植在城市建设中有效美化了城市上方空间。在建筑屋顶种植草坪草，或单独成景，或与其他植物相互搭配，使建筑上方不再是空荡荡的硬质空间，利用植物增加了城市的生机与活力，让人心旷神怡。

1.2.2 增加城市绿地面积

城市中建筑密度较广，可以利用的绿化空间有效。通过绿色屋顶草坪草的种植，将建筑上方的城市用地面积纳入绿地的使用中，极大的增加了城市的绿色空间和植物覆盖率，满足现代社会发展的需求，符合国家生态建设的战略方针，有利于城市的可持续发展。

1.2.3 降低建筑内部能源消耗

利用绿色屋顶草坪草的热调节作用成功使室内温度得到有效控制，受外界空气影响减少，冬季气温比常规建筑要高，夏季气温比常规气温低，这样一来，在夏季制冷和冬季暖气供应时便可以有效降低空调制冷和暖气供暖的需求，节约了建筑内部的能源消耗。从小的方面来讲，绿色屋顶的热调节功能提供了经济效益，从能源角度来讲，绿色屋顶草坪草成功降低了能源消耗，符合环保节能，可持续发展的战略需求[9-10]。

1.2.4 增加建筑的使用年限

在绿色屋顶上种植草坪草，草坪及其种植基质覆盖在原本裸露的建筑顶层，将原本裸露在空气中的墙面保护起来。裸露在外的建筑常年经历强烈的紫外线辐射，太阳的暴晒，大风的吹打，冬天的低温胁迫，以及大雨天气雨水对屋顶的冲刷，长年累月受到自然环境的不利因素影响。时间久了建筑表面会产生龟裂和表层的损伤，建筑结构的老化破损程度也会加深，建筑的使用年限被降低。但在绿色屋顶草坪草及种植层防水层的覆盖下成功避免了以上问题，延缓了建筑的老化程度，增加使用年限。

1.2.5 降低城市噪音

在建筑上层种植草坪草可以隔离吸收噪音。现在城市工业建造和汽车人流增多给城市带来了严重的噪音污染，降低了城市居民的生活水平。绿色屋顶草坪草的种植可以有效利用草坪系统吸附噪音，减弱噪音对室内的影响。绿色屋顶草坪草和其种植基质，有效的隔离噪音，为市民的工作休息提供了舒适的环境[11]。

2 草坪草在绿色屋顶应用中存在问题及原因分析

无论是国内还是国外，在绿色屋顶草坪草应用中都面临着相似的问题，笔者依据综合国内绿色屋顶草坪草应用及研究现状对于绿色屋顶中草坪草应用所存在的问题归纳总结为以下几点，并根据文献查阅、专家咨询等方式手段进行原因分析。

2.1 种植层营建过程存在问题

通过已建成的绿色屋顶草坪草总体状况分析，部分施工完成后期容易出现漏水，功能退化等问题。无土草坪卷造价较低，所以使用较为广泛，但是使用过程中部分屋顶出现污染状况，不仅没有满足绿色屋顶的功能需求，还会影响屋顶安全，为居民带来麻烦。

原因分析：无土草坪卷成分特殊易分解，后期管理不到位。营建施工出现的问题主要原因是施工成本和技术水平两方面问题。技术水平较低会导致施工不到位，建设结构存在问题，目前国内在屋顶绿化建设方面多归属到园林建设中，且施工人员水平不一，缺乏高水平的屋顶绿化施工团队。成本低则会影响较好选材的使用，降低屋顶绿化的使用年限。

2.2 草种选择较少，荒草景观较多

绿色屋顶中草坪草的使用造成了限制，使主要草种多数集中在草地早熟禾 (Pro pratensis Linn.)、普通早熟禾(Pro tangii Hithchc)、高羊茅(Festuca elata Keng ex E.Alexeev)、黑麦草 (Lolium perenne Linn.)等几个草种中间。除此之外多数草坪保持绿色周期相对较短，容易形成荒草景观。

原因分析：草坪草种的选择受草种生理机制影响，暖季型草坪草冬季耐寒能力弱，冷季型草坪草夏季容易受热胁迫，生长状况受到威胁。尤其是在我国，夏季和冬季温度相差较大，草坪草种植不当则很容易失去原有的景观效果。除此以外，针对屋顶绿化应用草种的筛选和选育技术研究力度不够，导致可供选择的草坪种类有限，优良品种较少。

在绿色屋顶中植物生长受屋顶特殊环境影响，生长状况较平地较差。屋顶承重有限，受屋顶安全承载力有限，种植层较薄，蓄水能力低，在干旱季节屋顶草坪比平地更易缺水。此外，屋顶环境较平地较高，受太阳辐射强，温差较平地较大，冷热交替变换不利于草坪生长。

2.3 景观功能表达不全面，覆盖率较低

草坪在景观中功能丰富，既能形成主景突出草坪景观，又能和其他景观因素结合，作为基底，突出景观效果。根据走访调查发现绿色屋顶草坪应用中多数只注意到了用草坪草丰富林缘景观的功能，忽视其主景功能，不能与人互动，失去了草坪草最重要的意义。除此以外，经过相关测试，建筑物的屋顶每平方米只要可以承受30kg的重量就可以种植草坪。在城市楼房中，绝大多数是可以满足这个要求的，但是绿色屋顶占比很小。由此来看，草坪草可以使用在多数屋顶上形成屋顶绿化。草坪草在绿色屋顶应用中没有得到相应推广，重视度不够，处于明显被忽视的状态。

原因分析：设计师在设计绿色屋顶草坪时对草坪草的使用以及草坪草的景观功能关注较少，缺乏针对屋顶绿化中草坪景观营造功能的研究。推广力度不够，导致使用较少，相关研究较少，导致使用程度有限，经济投入不足使推广研究难度加大。

3 相关建议及解决措施

3.1 合理选择草种

绿色屋顶的环境对于草坪草的生长利弊皆有。有利方面为：阳光充足，有利于植物的光合作用；空气流通好；土壤可以人工选择，提供适宜的优质土壤环境。不利方面为:在屋顶顶部，温差较大，白天温度比地面高，夜晚温度比地面低；风力太大，易干旱；生态环境与植物正常的生存环境存在差距，生物群落有限等。因此在草种选择时必须遵循一定的原则，只有这样才能保证草坪草的正常生长。草种选择遵循：适生性原则、美观原则，配置首选本土草坪草，适当引进新品种。

笔者根据实地调研及国内外的应用研究总结现在在绿色屋顶草坪草应用中主要的品种有：草地早熟禾(Pro pratensis Linn.)、普通早熟禾(Pro tangii Hithchc)、高羊茅(Festuca elata Keng ex E.Alexeev)、黑麦草(Lolium perenne Linn.)、马尼拉(Musa textillis Nee)、马蹄金 (Dichondra repens Forst.)、结缕草（Zoysia japonica）、野牛草(Buchloe dactyloides(Nutt.)Engelm.)、 麦 冬 (Ophiopogon japonicus(Linn.f.)Ker-Gawl.)、山桃草(Gaura lindheimeri Engelm.Et Gray)、百日草(Zinnia peruviana(Linn.)Linn.)、狗牙根(Cynodon dactylon(Linn.)Pers.)、钝叶草(Stenotaphrum helferi)。生长应用较好的草种有早熟禾、高羊茅、黑麦草、狗牙根、麦冬等，经常采用交播混播形式避免荒草现象。

3.2 确立合理的屋顶绿化草坪草种植模式

绿色屋顶草坪草的应用，既要注意绿色屋顶环境的特殊性，又要注意景观设计原则，在保持生态性的同时不能忽略其艺术性。

3.2.1 绿色屋顶草坪草的应用要结合绿色屋顶功能

绿色屋顶面积有限，多半是在较小的空间内营造宜人生态的小景观。因此在设计绿色屋顶草坪草的种植形式时不能像普通公园设计大面积草坪，要与其他地被植物，小的园林景观相结合，以免造成场地空旷无趣。草坪草的种植设计要搭配绿色屋顶的主要功能形式。

在开敞式绿色屋顶中，主要以增加绿化面积，在屋面上层种植植物为主，人不能上去，管理相对粗放。为了增加绿化面积，减少屋顶承重，可以大面积种植草坪景观。以草坪草等地被植物为主，加以方便管理的灌木，合理搭配。在国内上海地区相关绿色屋顶分类中就有草坪式绿色屋顶一说，以草坪为主体实现绿色屋顶的生态功能。

在半密集型、密集型绿色屋顶中，草坪草可以作为基底，搭配花灌木等，形成小的乔灌草组合。由于草坪草的显绿时间较长，作为基底可以保持长久的绿色，有效做到一季观花，二季有果，三季观叶，四季常绿的景观效果。亦可作为局部主景，适当点缀质石、雕塑、小的花灌木等，形成幽静的草坪景观。

3.2.2 绿色屋顶草坪草要与其他植物生理特性相结合

绿色屋顶草坪草搭配中也要注意与其他植物之间的生理特性是否存在冲突，避免盲目搭配，造成草坪草与其他植物间形成种间胁迫。只有保证植物良好的生长状态，才能保证绿色屋顶景观的观赏性。

在与乔灌木相结合时注意草坪草的耐阴性和对于土壤矿物质的需求量，尽可能的减少种间竞争给植物生长带来的影响。作为基底与乔灌木结合，采光势必会影响很大，只有选择耐阴性较好的草种才能保证良好的生长状态。

在衬托主景时，草坪暴露在外，屋顶更是阳光强烈，因此要注意选用喜光品种，避免草坪在阳光的暴晒下脱水发黄。

3.3 政府相应加大推广力度

3.3.1 制定明确的法律法规，对建筑进行合理规范

设定专门针对建设绿化屋顶的房屋建设技术规范。要大力完善各种行政规章，明确具体的目标。对于新建建筑，在最初设计时就应考虑绿色屋面的种植设计问题。把绿色屋面建设纳入房屋建设要求系列，增加对屋顶绿化的重视，以便于更好的推广及发挥绿色屋顶的作用。对于城市建筑根据区域、承重、结构进行全方位分类，形成整体统一的规划。对于已建好的屋顶进行承载力和建筑使用年限等进行详细调查，选择适宜的建筑屋面进行草坪式绿色屋顶的营建，增加城市绿化面积。

3.3.2 增加投资力度，增加相关经费投入

更新观念，加大对绿色屋顶草坪草的研究投入，建设屋顶花园草坪草种植模范试点。通过在政策、经济等方面对绿色屋顶进行深化投入，组织科研人员进行研究利用，筛选出适宜于不同地区屋顶绿化种植的草种并进行推广。利用草坪草质地轻盈的特点，加大对绿色屋顶的推广。在高校中进行目标性人才培养，扩大行业的人才市场。使用先进的技术手段，如使用地理信息手段，3S技术，使用互联网和地图处理系统等，运用到绿色屋顶的建设规划当中。

3.3.3 开发屋顶绿化草坪应用新形式

屋顶绿化虽然社会效益经济效益显著但势必会增加建设成本，因此开发屋顶绿化草坪应用的新形式，将有利于推广发展屋顶绿化，充分发挥其环境效益。利用草坪的应用特性和都市人的生活特点开发场地的商业价值，例如建设屋顶高尔夫球场，草坪空间日光浴等，在保证环境效益的同时增加实用性和经济性。

4 总结与展望

绿色屋顶是新时期发展海绵城市和绿色建筑的重要形式，草坪草因为其管理粗放，生态功能齐全，适合绿色屋顶栽种植物的特点，随着绿色屋顶的不断推广利用，还会被进一步研究改善利用。绿色屋顶的发展和草坪草的研究不会间断，会越来越广泛的应用到现代建筑中。为了发挥草坪草在绿色屋顶中的生态效益，对绿色屋顶进行有效的大面积推广，政府部门应该加大对绿色屋顶草坪草的研究，使城市的空间得到更好地开发利用。