广东地区公园绿地海绵设施植物应用研究

高红娟，史正军，徐 艳，雷江丽*

(1.兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室／兰州大学农业农村部草牧业创新重点实验室／兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州730020；2.深圳市南亚热带植物多样性重点实验室／深圳市中国科学院仙湖植物园，广东 深圳 518004；3.深圳市北林苑景观及建筑规划设计院有限公司，广东 深圳 518000)

随着城镇化建设的加快，城市面临的生态压力越来越大，城市内涝问题尤其突出。如何充分发挥城市绿地、道路、水系等对雨水的吸收、蓄渗和缓解作用，有效破解城市中积水成灾、径流污染等问题已成为当务之急[1]。因此，在坚持新型城镇化发展道路上，具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市应运而生[2]。

海绵设施是在低影响开发理念指导下的具体技术措施，是海绵城市建设的重要手段。目前，关于海绵设施的研究主要集中在规划[3]、设计[4]、应用[5]及功能[6]等方面。基于植物具有滞留、吸收、净化雨水及美化景观等功能，园林植物在海绵城市建设中的应用逐渐引起关注。陈文希[7]、韩君伟[8]等分别对厦门、雅安等地雨水花园植物进行综合评价，推荐了一批适合当地雨水花园建设的首选材料。广东省作为全国雨量较为充沛的地区，自2016年6月起开展海绵城市省级试点示范工作，推行至今，海绵设施在公园绿地中的建设情况以及植物在海绵设施中的应用效果仍缺乏全面、详细的介绍。

本研究选取深圳、广州及珠海海绵设施应用较多的公园绿地，对海绵设施在城市公园绿地建设中的运行情况和植物种类及其应用效果进行分析和评价，从而反馈海绵设施在广东省的推行效果，同时推荐海绵设施中应用效果良好的植物，以期为后续海绵城市建设中的植物选择及应用提供参考。

1 调查地与方法

1.1 调查地点

2018年9～10月，在对深圳、广州和珠海公园绿地全面踏查的基础上，根据公园里是否具有较典型的海绵设施，并结合相关文献资料，选取深圳市的香蜜公园、人才公园、新城公园，广州市的天河公园、海珠湿地公园、广州兰圃，珠海市的金湾立交湿地公园、白藤山生态修复湿地公园、华发水郡省级湿地公园等9个公园绿地进行调查。

1.2 调查方法

根据《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》，对公园绿地内应用的海绵设施类型进行划分，并记录其形状、平面布局、规模、积水深度。根据积水深度将植物种植区域划分为长期积水区、短期积水区、斜坡区、缓冲区，对不同种植区域所应用的植物种类、生长状况、配置模式、植被景观效果进行记录、拍照并绘制手绘图。

2 结果与分析

2.1 公园绿地海绵设施类型及特征

公园应用的海绵设施类型共有6种，其中植草沟最为常见，雨水花园和旱溪次之，调蓄水塘、雨水湿地、下凹绿地应用相对较少。植草沟通常呈带状，深 0.2～0.3 m，是开放式的雨水传输系统，沟内植物低矮，布局简单，维护成本低，因此应用普遍；下凹绿地低于地面 0.1～0.2 m，有溢流口，目前仅在香蜜公园有应用；旱溪为弯曲狭长的大型沟状低洼地带，积水区深度在0.3～1.0 m范围内，区域内布有置石、木桩等，植物主要分布于斜坡区和缓冲区；调蓄水塘为长期有流动水体的雨水调控设施，由进水口、调节区、出水口及堤岸构成，深度在0.5～1.0 m，面积通常达100 m2以上；雨水湿地为自然浅水湿地，由进水口、深水区、浅水区、斜坡区组成，浅水区深度通常低于0.3 m，深水区深度通常低于0.5 m，湿地内主要种植水生植物，斜坡区以大型草本类植物为主；雨水花园形状、布局差异较大，与场地互动性强，应用植物种类丰富。

2.2 海绵设施应用植物种类及其构成特征

2.2.1 海绵设施应用植物的生活型特征

海绵设施内植物种类共 87种(品种)，涉及 49科79属。以株高50 cm为界限，低于50 cm的草本植物为低矮草本，常见的如地毯草(Axonopus compressus)和巴西鸢尾(Neomarica gracilis)等；高于50 cm的草本植物为大型草本，如花叶艳山姜(Alpinia zerumbet‘Variegata’)、美人蕉(Canna indica)、芦竹(Arundo donax)等。大型草本和灌木的种类数量相当，分别占记录种类的31%和27%，草本水生植物、低矮草本和乔木较少(图1)。大型草本和灌木为海绵设施增添了结构层次上的丰富度和多样性。

图1 海绵设施应用植物生活型占比Fig. 1 The proportion of life types of the plants applied in low-impact development facilities

2.2.2 海绵设施应用植物的科特征

记录的植物中，包含3种及3种以上植物种类的科有9个，其中禾本科与豆科包含的植物种类居多(表1)。在应用频次上，禾本科植物最常见，如地毯草、芦竹、紫叶狼尾草(Pennisetum setaceum‘Rubrum’)；豆科植物中蔓花生(Arachis duranensis)和白车轴草(Trifolium repens)在短期积水区较为常用。此外，菖蒲科的植物，如金钱蒲(Acorus tatarinowii)、菖蒲(Acorus calamus)、金叶石菖蒲(Acorus gramineus)等在雨水花园和旱溪中的积水区多见应用，且表现良好。

表1 含3种及3种以上植物种类(含品种)的科Table 1 The families containing three or more plant species(cultivars)

2.2.3 海绵设施观花及色叶植物的应用

调查共记录到36种观花植物，其中应用于积水区12种，用于斜坡区14种，用于缓冲区20种。8种植物可全年开花，夏季开花的植物有34种(表2)。应用效果较好的观花植物，如花期较长的龙船花(Ixora chinensis)、蝎尾蕉(Heliconia metallica)、夹竹桃(Nerium indicum)等，蓝紫色系的马缨丹(Lantana camara)、梭鱼草(Pontederia cordata)、巴西野牡丹(Tibouchina seecandra)和蓝花草(Ruellia simplex)等；少见应用的香彩雀(Angelonia salicariifolia)、厚藤(Ipomoea pes-caprae)、细叶萼距花(Cuphea hyssopifolia)、百日菊(Zinnia elegans)等，在海绵设施植物配置中可以多加应用。

海绵设施中色叶植物应用较少，仅13种。朱蕉(Cordyline fruticosa)、紫叶狼尾草、银边山菅兰(Dianella ensifolia‘White Variegated’)、金叶石菖蒲、花叶艳山姜、红背桂(Excoecaria cochinchinensis)等乡土植物可优先使用；而紫背竹芋(Stromanthe sanguinea)、变叶木(Codiaeum variegatum)、吊竹梅(Tradescantia zebrina)、金脉美人蕉(Canna generalis‘Striata’)等外来植物，可适当搭配应用。

2.3 海绵设施不同种植区域应用的植物种类

海绵设施蓄水层根据积水深度及时间，可分为积水区、斜坡区、缓冲区，每个区域对植物的要求不同。积水区是雨水汇集、下渗、过滤的主要区域，对植物的耐涝、抗污染及净化能力要求相对较高。应用于长期积水区和短期积水区的植物各 18种和27种(表3)。长期积水区通常在调蓄水塘和雨水湿地中出现，粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)、水金英(Hydrocleys nymphoides)、睡莲(Nymphaea tetragona)等水生草本植物较为常用；短期积水区一般出现在雨水花园和旱溪中，常见的植物有美人蕉、风车草(Cyperus involucratus)、再力花(Thalia dealbata)、芦竹等。斜坡区在雨水充足的季节会有一定时间的积水，可以选用稍耐湿，并且抗雨水冲刷的植物，目前应用的有54种；旱溪与雨水花园的斜坡区植物物种最为丰富，目前应用较少但可推广的植物有香彩雀、龙船花、百日菊、草海桐(Scaevolataccada)等(表 3)。缓冲区无滞留雨水的功能，对植物的耐涝能力要求不高，多选择耐旱且能与周围景观协调的植物种类；记录到缓冲区应用的植物有61种(表3)。此外，一些规模较大的海绵设施，如调蓄水塘、雨水湿地等，在其缓冲区种植一些乔木，如鸡蛋花 (Plumeria rubra‘Acutifolia’)、 大花紫薇(Lagerstroemia speciosa)、羊蹄甲(Bauhinia purpurea)等，不仅可有效地吸收雨水，还能提高景观效果。

表2 观花植物种类Table 2 Flowering plant species

表3 海绵设施不同种植区域应用的植物种类Table 3 Plant species applied in different planting area of low-impact development facilities

(续表3)

调查发现，海绵设施的建设水平参差不齐，主要表现在结构设计和植物选择及配置上。深圳的香蜜公园、人才公园，珠海的金湾立交湿地公园以及广州海珠湿地公园，在海绵设施推行实践方面，效果较佳；但也有一些公园的海绵设施与规范，相对存在较大差距，如新城公园的雨水花园虽附有排水设施，但仅单一应用了蔓花生，景观单调；天河公园的雨水花园布局随意，缺乏排水设施，淤泥堆积，植物长势及造景效果均较差。

3 结论与建议

3.1 结论

广东公园绿地应用的海绵设施主要包括植草沟、雨水花园、旱溪、调蓄水塘、雨水湿地、下凹绿地等6种类型，以植草沟、雨水花园、旱溪应用广泛。海绵设施应用的植物有87种(品种)，涉及49科79属，禾本科、豆科、天南星科、夹竹桃科应用种类相对较多，禾本科植物应用频次最高。海绵设施种植区域可根据积水情况分为积水区、斜坡区、缓冲区，每个区域对植物的耐涝性要求不同。长期积水区常应用荇菜(Nymphoides peltata)、莲(Nelumbo nucifera)、睡莲、梭鱼草等水生植物，短期积水区应用效果较好的种类包含紫叶狼尾草、细叶萼距花、金脉美人蕉、金叶石菖蒲等；斜坡区在雨水充足的季节有一定时间的积水，选用的植物需既耐旱又耐湿，且抗雨水冲刷，蓝花草、巴西鸢尾、香彩雀、龙船花、百日菊、草海桐等表现不错；缓冲区无滞留雨水的功能，多选用观赏性较高的植物，观花类乔木的应用有所增加。不同的海绵设施类型根据其功能对植物的抗污染能力、水体净化能力、景观价值要求不同，其中雨水花园与旱溪对植物的观赏性要求较高，调蓄水塘与雨水湿地则偏重于植物的抗污染能力及水体净化能力，植草沟与下凹绿地应用植物需要低矮、整齐，方便雨水径流快速疏导。

3.2 建议

3.2.1 合理选择海绵设施应用的植物种类

植物作为海绵设施的主要构成要素，发挥着减缓流速、下渗、吸收污染物、提高景观效益、调节微气候等重要作用[9]。海绵设施建设时，应根据当地的气候、土壤和水文条件选择植物，重视对乡土植物的开发，同时应考虑植物的多样性、径流净化效果和造景功能，营造物种稳定、功能健全的生态系统[10]。广东省自然淡水湿地多，面积大，湿地植物资源丰富，有54科141属228种(含变种)[11]。优越的自然条件使得广东省拥有大量的适用于海绵设施的乡土植物资源，但在此次调查中，乡土耐水湿植物应用较少，今后需加强开发应用。在选择植物时，由于海绵设施类型多样，且不同区域对植物的要求不同，在充分了解设施的水位、水质、土壤、坡度等因素的基础上，有以下几点建议：1)植草沟和下凹绿地目前应用植物种类单一，建议增加应用一些如伪针茅(Pseudoraphis brunoniana)、双穗雀稗(Paspalum distichum)等乡土耐涝草本[12]；2)长期积水区的植物，优先选择有净化作用的水生植物，调查到的植物中，可推荐种类有睡莲、莲、水金英、荇菜、梭鱼草等，乡土植物中，推荐应用水生且开花的野慈姑(Sagittaria trifolia)、两栖蓼(Polygonum amphibium)、黄花水龙(Ludwigia peploidessubsp.stipulacea)等；3)选择短期积水区植物时，要考虑雨季能耐涝、旱期能耐旱，如再力花、美人蕉、芦竹等，对于一些未应用的乡土耐湿旱生植物，如毛草龙(Ludwigia octovalvis)、华南谷精草(Eriocaulon sexangulare)、江南双盖蕨(Diplazium mettenianum)等可适当加以利用；4) 斜坡区应用的植物需有一定的耐涝能力，且根系发达、抗雨水径流冲刷，如朱蕉、银边山菅兰、水鬼蕉(Hymenocallis littoralis)、龙船花等，可推荐的乡土植物有闭鞘姜(Costus speciosus)、金锦香(Osbeckia chinensis)、红蓼(Polygonum orientale)等；5)缓冲区无滞留雨水的功能，对植物的耐涝性和净化功能要求较低，优先选择成活率高、维护简单、观赏性强的植物，厚藤、大叶井口边草(Pteris creticavar. nervosa)、大花紫薇、羊蹄甲可推荐，一些乡土植物如酢浆草(Oxalis corniculata)、广东金钱草(Desmodium styracifolium)、水翁(Syzygium nervosum)等也可应用[13]。

3.2.2 营造丰富的海绵设施植物景观

结合绿地内植物景观特点，通过乔木、灌木、草本、水生草本植物的合理搭配，营造丰富的景观效果[1]。根据调查分析，对雨水花园、旱溪、调蓄水塘、雨水湿地等复杂性海绵设施的植物配置提出以下建议：1)雨水花园的植物群落结构主要有垂直空间和水平空间配置，在雨水花园的缓冲区种植具有较高观赏价值的乔木，作为景观层次的最高点[14]，斜坡区配置耐水湿、根系发达的植物种类，积水区选用的植物必须有较强的耐涝性和净化水体功能，草本植物在3个区可大量种植，与乔木、灌木共同构成复层的植物群落景观；2)在生境营造中，旱溪溪床路径应随地形弯曲延伸，两侧可放入大体量孤石，间隙种植观赏草本植物，如百日菊与芦竹配置于孤石缝隙中，应用效果较好。此外，结合旱溪内部微环境，根据植物的花期、花色、叶色进行合理搭配，保证一年四季的景观效果；3)调蓄水塘内可将睡莲与粉绿狐尾藻配置应用，种植面积不宜过大，起到点缀效果便可，岸边零散配置一些观花、观叶类植物，地面种植低矮地被，整体景观以简洁通透为主；4)雨水湿地主要依靠水生植物的根、茎、叶去除部分有机污染物，如荇菜、水金英、梭鱼草与风车草、菖蒲等混合种植能丰富植物根际微生物的多样性，利于增强净化效果，保障系统运行的稳定性[15]。此外，可将乔木与观赏类地被植物配置于湿地岸边，如蒲桃(Syzygium jambos)、鸡蛋花搭配金脉美人蕉、巴西鸢尾、朱槿(Hibiscus rosa-sinensis)等。

3.2.3 加强海绵设施建设后的管理维护

调查中发现，部分海绵设施因只注重前期的落地工作，而后期管理维护处于空白状态。后期管理工作的懈怠，不仅降低了海绵设施的使用寿命，还削弱其雨洪调节效果，进而影响海绵城市的建设进程[16]。制定科学的后期管理维护工作计划，也是海绵设施推行过程中不可或缺的一部分。针对目前广东公园绿地海绵设施管理维护中普遍存在的问题，建议采取以下措施：1)对于植物稀疏、长势差等情况，需编制养护管理计划，及时补充植物，适当施肥，防止地面过多裸露；2)及时清理淤泥，疏通排水管道；3)及时检查过滤层及排水系统，避免因积水停留时间过久出现的水体变质，滋生蚊虫。