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摘要 厦门市是中国16个首批海绵城市建设试点之一,杏林湾片区是厦门市海绵城市建设划分的16个排水片区之一。通过对杏林湾东片区以及周边环境的实地调研,发现海绵城市建设在植物规划与配置上存在问题,并提出解决方案,以期为相似地理气候区海绵城市植物景观规划提供参考。
关键词 海绵城市;植物海绵体;植物规划;厦门市
中图分类号 TU 985 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2021)19-0183-05
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.19.048
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Discussion on Plant Landscape Planning in Xinglin Bay East Area of Xiamen City Based on Sponge City Theory
LIU Ren-fang, LI Zi-hao, LIN Peng-xiao et al
(School of Architecture, Hua Qiao University,Xiamen, Fujian 361021)
Abstract Xiamen is one of the first 16 pilot sponge cities in China,Xinglin Bay area is one of the 16 drainage areas in Xiamen sponge city construction.Based on the field survey of Xinglin Bay East area and its surrounding environment, this paper found that there are problems in plant planning and configuration in sponge city construction,and proposed solutions,it is expected to provide a reference for sponge city plant landscape planning in similar geographical and climatic areas.
Key words Sponge city;Plants absorb water like sponges;Plant planning;Xiamen
基金项目 华侨大学高层次人才科研启动费项目(20171XD013)。
作者简介 刘仁芳(1977—),女,黑龙江哈尔滨人,讲师,博士,从事海绵城市建设与园林植物应用研究。
收稿日期 2021-05-07;修回日期 2021-06-11
城市快速发展,城市环境发生巨大变化,比如下垫面大量硬化把能够涵养水源的林地、草地、湿地等占用了,导致我国城市地表径流大幅度增加,从而引发洪涝灾害、河流水系生态恶化、水污染加剧等问题。这些问题引起社会各界高度重视,解决城市水问题,必须顺应自然[1]。海绵城市建设以“渗、蓄、滞、排、净、用”的手段将城市中雨水的渗透、蓄積、净化、滞留、外排和循环利用相结合,解决城市水问题[2-3]。风景园林行业通过对绿地、建筑屋面、道路及广场等城市下垫面的规划与设计,从源头到末端与城市排水系统一起解决城市雨洪管理与水质控制问题[4],特别是在绿化植物配置上,利用植物植株和根系滞水、净水等[5-6]。
厦门市地处我国东南沿海——福建省东南部、九龙江入海处,是海峡西岸重要的中心城市和国际性海港风景旅游城市。厦门市境内水系众多而短促,汇水面积小,没有较大的天然湖泊,现状用水80%来自九龙江北溪引水,多年平均水资源为12.344亿m3,人均水资源为 331 m3(按2013年常住人口),仅为全省的10%,2020年需水(不含河道内需水)10.673亿m3,属极度缺水地区[7]。并且厦门常受暴雨等极端天气影响,短历时降雨强度大,出现过严重的暴雨内涝灾害,给人民生命财产造成较大损失。2015年,厦门市被列为中国首批海绵城市建设试点城市,杏林湾片区是厦门市海绵城市建设划分的16个排水片区之一。片区内多种“海绵体”基于植物配置的基础上发挥着对雨水的滞留和利用作用。
1 研究区概况
杏林湾东片区处于福建省厦门市集美区中部,属海湾滩涂堆积地貌,后由人工建筑集杏海堤而成封闭水库。地形较平坦,湾内水为淡水,土壤质地多为红色酸性土,湾区内为湿地,水生动植物比较丰富,是鸟类栖息地和候鸟越冬地。是实现海湾型“大厦门”构架空间发展战略的重要组成部分。作为研究范围的杏林湾东片区包括滨水居住区绿地、杏林湾滨水公园、道路绿地和防护绿地,沿岸陆地面积22 hm2,坡度较陡,如图1。长期以来,上游生活污染源、养殖污染源和工业污染源皆汇入杏林湾,一度造成杏林湾水质恶化。近年来,片区内绿地建设应用海绵城市理念,水质得到一定改善,但仍存在不同程度的排污现象。
2 研究方法
基于海绵城市理论,选择杏林湾东片区内杏林湾滨水公园、滨水居住区绿地、道路绿地及滨水防护绿地为植物规划和配置研究单元,采用实地观察法、访谈调查法、文献调查法和实验法,实地调研“海绵体”,包括绿地中雨水花园、生物滞留设施、下沉式绿地、植草沟、垂直绿化以及湿地内水生植物等,在“渗水”“蓄水”“滞水”“净水”层面的海绵作用。
3 研究结论
3.1 植物海绵体数量少,滞留、净化雨水形式单一
对片区内杏林湾滨水公园、居住区绿地、道路绿地和防护绿地实地考察调研。对杏林湾滨水公园调研后发现,区域内植物层次分明,在安静休闲区植物配置疏密有致,乔、灌、草复层搭配明显,景观效果较好;在活动区随地形就势以大面积开敞草坪空间为主,有少数生物滞留池,选用的草本植物品种基本满足耐旱要求,但多数并非厦门本土植物品种,植物长势不佳,观赏性不足,净化能力不够;在广场区域以树池列植为主,树池高于路面且树池底下没有设置流水口,路面积水不能排入树池,没有充分利用植物的净化作用,并且树池中多种植棕榈类植物,对雨水的净化效果不强;公园绿地基本满足使用人群观景需求,但是绿地中下沉式绿地、雨水花园、生物滞留池、水生植物种植和植草沟等植物海绵体数量很少,林植为主的区域依靠冠层滞留雨水,开阔草地空间以草本植物茎叶滞留、净化雨水,形式比较单一,且在渗水和蓄水层面的海绵作用较少体现,如图2。 对沿岸防护绿地调研后发现,沿岸区域基本是大片开阔的草坪,缺少空间层次,无法提供遮阴,区域内植物层次简单,植物种类偏少,以大范围中生和湿生草本植物为主,起到一定滞留、净化雨水作用,构不成系统;在部分沿岸地块稀疏种植了棕榈科植物,植物个体抗风能力较强,但规划种植形式防风、遮阴效果较弱;沿岸与水域间过渡带水生植物覆盖量较少,多以土坡或石砌硬质驳岸为主;部分沿岸的水体由于污水排放造成水体发臭,水质较差,急需采取自然式湿地植物配置,净化水体,如图3。
对道路绿地调研后发现,沿主路两侧绿地中列植行道树,以棕榈科植物和常绿阔叶树为主,深根性,抗性强,植物层次比较多样,林下配置花灌木增加观花效果,配置绿篱作为边界限定,路两侧绿地基本都高于路面,雨水顺势快速流向路面,减少渗透;在通向水岸的纵向支路系统以树池列植棕榈科植物为主。基本满足使用人群观景需求,但是沿路绿地中下沉式绿地、雨水花园和植草沟等植物海绵体数量很少,主要依靠行道树冠层滞留雨水,形式比较单一,且在渗水和蓄水层面的海绵作用较少体现,如图4。
对居住区绿地调研后发现,沿居住区步行路两侧绿地中列植行道树,以棕榈科植物和常绿阔叶树为主,植物层次比较多样,林下配置观花为主的绿篱作为边界限定,步行路两侧绿地基本都高于路面,雨水顺势快速流向路面,减少渗透,给行人带来不便;居住区绿地中下沉式绿地、雨水花园和植草沟等植物海绵体数量很少,主要依靠行道树冠层滞留雨水,形式单一;居住区内植物配置形式与城市公园、城市附属绿地植物配置形式相似,缺少关于植物海绵体科教、体验式的植物配置,如图5。
3.2 海绵设计与地形地势结合较少,海绵功能发挥受限
对片区整体调研后发现,从外围环境的居住区到杏林湾滨水公园、道路绿地、滨水防护绿地边缘,地势呈下降趋势,相对海拔差8~11 m,坡度比近5%~11%,地形变化多样。场地内多数路面都低于旁边草坡,没有连续设置植草沟、下沉式绿地等植物类海绵体,在雨水丰沛时,不仅造成路面积水,而且蓄水能力差,造成较大浪费,没有达到雨水资源化。地形变化的绿地内,植物常规配置,缺少海绵设施的协同规划,海绵功能发挥受限,如图6。
4 基于海绵城市理论的植物规划策略
4.1 绿地内增加植物海绵体设施
绿地内依据场地条件设计不同的植物海绵体,在植物季相、品种选择、空间布局、地域特色等方面规划合理的植物配置,最大效益发挥绿地的滞蓄、净化能力,实现水系统的生态平衡[8]。
4.1.1 利用植物保护驳岸。
在片区内远离居民生活区,地势较低,与水面平缓过渡的区域,应用植物保护驳岸的方法。靠植物的植株和根系起到滞留雨水,减少地表径流的作用。植物护岸还有利于降低面源污染对河流水质的影响,提高河流的自净能力;植被的存在也为片区内的鸟类等生物生存繁衍提供了良好的生境。具体可以运用大面积的草坪逐渐与水面接壤,发挥草本植物对水体的净化作用,岸上用草本植物和木本植物根系对土壤加固,涵养水分,减少水土流失。
植物品种的选择,根据片区内水质和水深的不同,选择不同的植物品种进行合理配置。水深较小且集中排放污水处可以多选择观叶为主的挺水植物类。水深较小且污染较轻处可以选择观花观叶并重的挺水植物类。沿岸常水位线及以上,可选择多年生草本植物,适当选择多年生观花草本植物,增加亲水性[9]。木本植物以抗性强的乡土树种三角梅、木芙蓉、黄槿、垂柳,水杉等耐水乔木为主,加固边坡。
4.1.2 增设下沉式绿地和植草沟。
片区内杏林湾滨水公园中的道路与绿地衔接部分增设植草沟,加强道路路面上的雨水收集以及草坡的径流;在道路与绿地衔接部分增设下沉式绿地、在开阔绿地中增设植被缓冲带、生物滞留池等,符合“渗”工程、“滞”工程,从源头减少径流,避免雨洪内涝危害,同时满足景观需求。在雨水花园、生物滞留池中引入滤砂装置,过滤重点污染源,净化水质。
4.1.3 增加湿地内水生植物设计。
片区拥有大面积湿地资源,同时拥有如白鹭等许多野生动物栖息,可为白鹭等野生动物设置安全岛,安全岛外围种植高大的乔木以保证安全岛的隐蔽性,安全岛外围河道内种植适合本地生长,净化能力强的临水、浮水、沉水、挺水等多类型的水生植物,构建湿地系统,将湿地与片区人居环境有机融合,使湿地拥有污水处理、雨水收集、洪水防汛等功能。浅水区或水质较弱区域主要种植芦苇等挺水植物[10]。
4.2 植物规划与配置
4.2.1 植物规划与配置原则。
(1)乡土原则。
以厦门典型的自然群落为主,要选择乡土树种[11](如重阳木、福建香樟、凤凰木、刺桐等)以及符合厦门气候特征的多年生植物组合,多品种营造乔、灌、草复层植物群落,保护生物多样性,保持生态群落的可持续发展,增加植株面积和体积,增强滞水能力,同时通过有生物净化功能的水生植物对水体进行净化,达到海绵城市建设目的。
(2)速生植物与慢生植物相结合的原则。
速生树与慢生树相互搭配,相互补充,共同维持生态系统的稳定。如快生植物(重阳木、福建香樟、凤凰木、刺桐等)可以在短期内形成良好的景观效果,在长期发展过程中慢生植物(小叶榕、柏树等)逐渐壮大,来补充快生植物壯年后的衰败[12],长效维持景观效果,永保良好的绿化空间,形成具有历史沉淀的景观特色。
4.2.2 植物空间规划。
(1)利用植物乔、灌、草复层搭配营造海绵体空间。
结合片区内场地空间属性,比如在杏林湾滨水公园内,利用植物自身的特点,遵循乔、灌、草复层空间构成,营造自然式或规则式植物群落布局,形成不同风格的绿化空间,在绿化空间中植入植物海绵体,不仅要构成风景空间,还要有海绵城市功能。公园内有些场地比较宽阔,微地形变化多样,随着微地形设计不同高度植物搭配,特别是草本植物的应用,既能形成独特的景观,又能滞留雨水、净化雨水。公园内道路系统两侧以棕榈科植物配置为主,既能形成具有亚热带特色的植物群落,又能留出开阔的视野观景,滨水景观一览无余。 片区内地形高差8 m,相对比较复杂,植物配置要随着地形构建低-中-高植物空间格局,形成不同的空间配置模式,加入植物海绵体,打造丰富的景观层次,减弱中雨、小雨情况下的地表径流,起到净化和过滤的作用。植物分层规划为乔-灌-草、乔-灌、乔-草、灌-草的配置模式。
(2)利用植物群落造景营造野生景观。
片区内植物应优先选用本土植物,再适当搭配外来物种。要选择根系发达、吸水性强、耐盐碱的植物,以更好地发挥净化雨水的功能,营造野生景观。
4.2.3 植物品种规划。
片区内杏林湾水系周边地形起伏较大,错落植被带对水体、动物以及微生物的保护起着重要的作用[13],是片区内保护生物多样性的重点地带[14]。植物品种规划与选择至关重要,可通过地形与植物的配置有效的消减地表径流带来的源头污染、面源污染。根据坡度,从高到低植物规划为陆上疏林草地带、沿岸灌木草本带、水生植物带。
(1)陆上疏林草地带。
陆上疏林草地带,一种由观树型的高大乔木和草本植物群组成,既形成林带,又不影响观景。这样的林地内草本层枯落物较多,腐殖质含量较高,土壤的理化性质较为稳定。降雨通过乔木层时,乔木植株可将雨水短时间滞留,然后慢慢透过草本层渗透到地下,增加雨水与土壤接触时间,涵养土壤,达到蓄水目的,在蓄水过程中雨水得到净化。一种由观花的大灌木和草本植物群组成,观赏效果极佳,一部分降雨被灌木丛茂密的叶片吸收截留,一部分雨水透过灌木丛林隙到达草本层,减缓径流,渗水、蓄水的同时可净化雨水,有效消减地表径流带来的源头污染、面源污染。同时在陆上疏林草地内设计雨水花园、下沉式绿地、生物滞留池等植物海绵体,如图7。乔灌木可选品种有凤凰木、刺桐、重阳木、枫香、吊瓜树、铁刀木、黄连木、桃花心木、银桦、盆架木、小叶榄仁、美丽异木棉、风铃木、木棉、小叶榕、高山榕、大叶榕、琴叶榕、樟树、柳树、黄金串钱柳、大花紫薇、福木、鸡蛋花、三角梅等;棕榈科的蒲葵、刺葵,大王椰子、加拿利海枣、南非海枣、中东海枣、鱼尾葵等;喜水湿植物黄槿、木芙蓉、水杉、水松、落羽杉等;草本可选择春羽、八角金盘、麦冬、花叶良姜、葱兰、吉祥草等。雨水花园、下沉式绿地、生物滞留池等植物海绵体中的水量与降雨息息相关,存在枯水期和盛水期交替的现象,植物要选择根系发达、生长快速、茎叶肥大的品种,如马蹄金、斑叶芒、细叶芒、蒲苇、旱伞草等。
(2)沿岸灌木草本带。
沿岸灌木草本带主要以草坡的形式与抗性强的灌木相结合,灌木要选择根系深的、不同花期的品种,并将灌木成片种植[15],或者选择棕榈科植物较密地种植在一起,留出开阔水面空间。灌木草本带对雨水及污染物进行过滤沉淀,减缓雨水流速,保护水土流失。岸边湿生植物的茎和叶可以缓流入水,促进泥沙等颗粒物沉积,根系和地下茎的生长可增加沉积物的稳定性,如图8。抗旱又耐涝的品种可选择乌桕、雪柳、夹竹桃、紫叶李、蒲葵、红千层、木槿、琴叶珊瑚等;耐盐碱的品种可选择山茶花、杜鹃、夹竹桃、红花檵木、南天竹、黄杨、九里香、鹅掌柴、冬青、黄金榕、花叶假连翘、红叶石楠、红桑、彩叶桑、马缨丹、蔓性马缨丹、红绒球等;岸边湿生植物可选择金钱草等。
(3)水生植物带。
水生植物带适合种植一些根系发达、净化能力强的水生、湿生植物,以挺水植物为主。与陆上、岸边构成中生、湿生、水生植物群落,形成系统,增强雨水净化能力,如图9。挺水植物可以选择芦苇、水葱、荷花、香蒲、美人蕉、菖蒲、泽泻、莲子草、花叶芦竹、香附子、荸荠、千金子、千屈菜、雨久花、水芹、中华水芹、金色狗尾草、再力花、水芋等;浮水植物可以选择荇菜,满江红、浮萍、睡莲、王莲、萍蓬草、红菱等;沉水植物可以选择金鱼藻、黑藻、水车前、龙舌草、微齿眼子菜、浮叶眼子菜、苦草、狐尾藻等。
5 结语
杏林湾东片区作为厦门市海绵城市建设的试点之一,总体评价,改造较好的是透水路面,有效增加了雨水渗透。植物景观层次分明,乔、灌、草复层搭配较好,滞留雨水有一定效果。但绿地内植物类海绵体设施改造较少,部分植物海绵体中品种单一,消解雨水的形式比较单一,蓄水效果差,净化效果较差。可根据场地坡度,从高到低按照陆上疏林草地带,沿岸灌木草本带,水生植物带在绿地内增加相应的植物海绵体设施,利用植物乔、灌、草多种搭配形式营造海绵体空间,完善生态功能,保持水系固有的连通性、生态性,以期为相似地理气候区海绵城市植物景观规划提供参考。
参考文献
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关键词 海绵城市;植物海绵体;植物规划;厦门市
中图分类号 TU 985 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2021)19-0183-05
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.19.048
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Discussion on Plant Landscape Planning in Xinglin Bay East Area of Xiamen City Based on Sponge City Theory
LIU Ren-fang, LI Zi-hao, LIN Peng-xiao et al
(School of Architecture, Hua Qiao University,Xiamen, Fujian 361021)
Abstract Xiamen is one of the first 16 pilot sponge cities in China,Xinglin Bay area is one of the 16 drainage areas in Xiamen sponge city construction.Based on the field survey of Xinglin Bay East area and its surrounding environment, this paper found that there are problems in plant planning and configuration in sponge city construction,and proposed solutions,it is expected to provide a reference for sponge city plant landscape planning in similar geographical and climatic areas.
Key words Sponge city;Plants absorb water like sponges;Plant planning;Xiamen
基金项目 华侨大学高层次人才科研启动费项目(20171XD013)。
作者简介 刘仁芳(1977—),女,黑龙江哈尔滨人,讲师,博士,从事海绵城市建设与园林植物应用研究。
收稿日期 2021-05-07;修回日期 2021-06-11
城市快速发展,城市环境发生巨大变化,比如下垫面大量硬化把能够涵养水源的林地、草地、湿地等占用了,导致我国城市地表径流大幅度增加,从而引发洪涝灾害、河流水系生态恶化、水污染加剧等问题。这些问题引起社会各界高度重视,解决城市水问题,必须顺应自然[1]。海绵城市建设以“渗、蓄、滞、排、净、用”的手段将城市中雨水的渗透、蓄積、净化、滞留、外排和循环利用相结合,解决城市水问题[2-3]。风景园林行业通过对绿地、建筑屋面、道路及广场等城市下垫面的规划与设计,从源头到末端与城市排水系统一起解决城市雨洪管理与水质控制问题[4],特别是在绿化植物配置上,利用植物植株和根系滞水、净水等[5-6]。
厦门市地处我国东南沿海——福建省东南部、九龙江入海处,是海峡西岸重要的中心城市和国际性海港风景旅游城市。厦门市境内水系众多而短促,汇水面积小,没有较大的天然湖泊,现状用水80%来自九龙江北溪引水,多年平均水资源为12.344亿m3,人均水资源为 331 m3(按2013年常住人口),仅为全省的10%,2020年需水(不含河道内需水)10.673亿m3,属极度缺水地区[7]。并且厦门常受暴雨等极端天气影响,短历时降雨强度大,出现过严重的暴雨内涝灾害,给人民生命财产造成较大损失。2015年,厦门市被列为中国首批海绵城市建设试点城市,杏林湾片区是厦门市海绵城市建设划分的16个排水片区之一。片区内多种“海绵体”基于植物配置的基础上发挥着对雨水的滞留和利用作用。
1 研究区概况
杏林湾东片区处于福建省厦门市集美区中部,属海湾滩涂堆积地貌,后由人工建筑集杏海堤而成封闭水库。地形较平坦,湾内水为淡水,土壤质地多为红色酸性土,湾区内为湿地,水生动植物比较丰富,是鸟类栖息地和候鸟越冬地。是实现海湾型“大厦门”构架空间发展战略的重要组成部分。作为研究范围的杏林湾东片区包括滨水居住区绿地、杏林湾滨水公园、道路绿地和防护绿地,沿岸陆地面积22 hm2,坡度较陡,如图1。长期以来,上游生活污染源、养殖污染源和工业污染源皆汇入杏林湾,一度造成杏林湾水质恶化。近年来,片区内绿地建设应用海绵城市理念,水质得到一定改善,但仍存在不同程度的排污现象。
2 研究方法
基于海绵城市理论,选择杏林湾东片区内杏林湾滨水公园、滨水居住区绿地、道路绿地及滨水防护绿地为植物规划和配置研究单元,采用实地观察法、访谈调查法、文献调查法和实验法,实地调研“海绵体”,包括绿地中雨水花园、生物滞留设施、下沉式绿地、植草沟、垂直绿化以及湿地内水生植物等,在“渗水”“蓄水”“滞水”“净水”层面的海绵作用。
3 研究结论
3.1 植物海绵体数量少,滞留、净化雨水形式单一
对片区内杏林湾滨水公园、居住区绿地、道路绿地和防护绿地实地考察调研。对杏林湾滨水公园调研后发现,区域内植物层次分明,在安静休闲区植物配置疏密有致,乔、灌、草复层搭配明显,景观效果较好;在活动区随地形就势以大面积开敞草坪空间为主,有少数生物滞留池,选用的草本植物品种基本满足耐旱要求,但多数并非厦门本土植物品种,植物长势不佳,观赏性不足,净化能力不够;在广场区域以树池列植为主,树池高于路面且树池底下没有设置流水口,路面积水不能排入树池,没有充分利用植物的净化作用,并且树池中多种植棕榈类植物,对雨水的净化效果不强;公园绿地基本满足使用人群观景需求,但是绿地中下沉式绿地、雨水花园、生物滞留池、水生植物种植和植草沟等植物海绵体数量很少,林植为主的区域依靠冠层滞留雨水,开阔草地空间以草本植物茎叶滞留、净化雨水,形式比较单一,且在渗水和蓄水层面的海绵作用较少体现,如图2。 对沿岸防护绿地调研后发现,沿岸区域基本是大片开阔的草坪,缺少空间层次,无法提供遮阴,区域内植物层次简单,植物种类偏少,以大范围中生和湿生草本植物为主,起到一定滞留、净化雨水作用,构不成系统;在部分沿岸地块稀疏种植了棕榈科植物,植物个体抗风能力较强,但规划种植形式防风、遮阴效果较弱;沿岸与水域间过渡带水生植物覆盖量较少,多以土坡或石砌硬质驳岸为主;部分沿岸的水体由于污水排放造成水体发臭,水质较差,急需采取自然式湿地植物配置,净化水体,如图3。
对道路绿地调研后发现,沿主路两侧绿地中列植行道树,以棕榈科植物和常绿阔叶树为主,深根性,抗性强,植物层次比较多样,林下配置花灌木增加观花效果,配置绿篱作为边界限定,路两侧绿地基本都高于路面,雨水顺势快速流向路面,减少渗透;在通向水岸的纵向支路系统以树池列植棕榈科植物为主。基本满足使用人群观景需求,但是沿路绿地中下沉式绿地、雨水花园和植草沟等植物海绵体数量很少,主要依靠行道树冠层滞留雨水,形式比较单一,且在渗水和蓄水层面的海绵作用较少体现,如图4。
对居住区绿地调研后发现,沿居住区步行路两侧绿地中列植行道树,以棕榈科植物和常绿阔叶树为主,植物层次比较多样,林下配置观花为主的绿篱作为边界限定,步行路两侧绿地基本都高于路面,雨水顺势快速流向路面,减少渗透,给行人带来不便;居住区绿地中下沉式绿地、雨水花园和植草沟等植物海绵体数量很少,主要依靠行道树冠层滞留雨水,形式单一;居住区内植物配置形式与城市公园、城市附属绿地植物配置形式相似,缺少关于植物海绵体科教、体验式的植物配置,如图5。
3.2 海绵设计与地形地势结合较少,海绵功能发挥受限
对片区整体调研后发现,从外围环境的居住区到杏林湾滨水公园、道路绿地、滨水防护绿地边缘,地势呈下降趋势,相对海拔差8~11 m,坡度比近5%~11%,地形变化多样。场地内多数路面都低于旁边草坡,没有连续设置植草沟、下沉式绿地等植物类海绵体,在雨水丰沛时,不仅造成路面积水,而且蓄水能力差,造成较大浪费,没有达到雨水资源化。地形变化的绿地内,植物常规配置,缺少海绵设施的协同规划,海绵功能发挥受限,如图6。
4 基于海绵城市理论的植物规划策略
4.1 绿地内增加植物海绵体设施
绿地内依据场地条件设计不同的植物海绵体,在植物季相、品种选择、空间布局、地域特色等方面规划合理的植物配置,最大效益发挥绿地的滞蓄、净化能力,实现水系统的生态平衡[8]。
4.1.1 利用植物保护驳岸。
在片区内远离居民生活区,地势较低,与水面平缓过渡的区域,应用植物保护驳岸的方法。靠植物的植株和根系起到滞留雨水,减少地表径流的作用。植物护岸还有利于降低面源污染对河流水质的影响,提高河流的自净能力;植被的存在也为片区内的鸟类等生物生存繁衍提供了良好的生境。具体可以运用大面积的草坪逐渐与水面接壤,发挥草本植物对水体的净化作用,岸上用草本植物和木本植物根系对土壤加固,涵养水分,减少水土流失。
植物品种的选择,根据片区内水质和水深的不同,选择不同的植物品种进行合理配置。水深较小且集中排放污水处可以多选择观叶为主的挺水植物类。水深较小且污染较轻处可以选择观花观叶并重的挺水植物类。沿岸常水位线及以上,可选择多年生草本植物,适当选择多年生观花草本植物,增加亲水性[9]。木本植物以抗性强的乡土树种三角梅、木芙蓉、黄槿、垂柳,水杉等耐水乔木为主,加固边坡。
4.1.2 增设下沉式绿地和植草沟。
片区内杏林湾滨水公园中的道路与绿地衔接部分增设植草沟,加强道路路面上的雨水收集以及草坡的径流;在道路与绿地衔接部分增设下沉式绿地、在开阔绿地中增设植被缓冲带、生物滞留池等,符合“渗”工程、“滞”工程,从源头减少径流,避免雨洪内涝危害,同时满足景观需求。在雨水花园、生物滞留池中引入滤砂装置,过滤重点污染源,净化水质。
4.1.3 增加湿地内水生植物设计。
片区拥有大面积湿地资源,同时拥有如白鹭等许多野生动物栖息,可为白鹭等野生动物设置安全岛,安全岛外围种植高大的乔木以保证安全岛的隐蔽性,安全岛外围河道内种植适合本地生长,净化能力强的临水、浮水、沉水、挺水等多类型的水生植物,构建湿地系统,将湿地与片区人居环境有机融合,使湿地拥有污水处理、雨水收集、洪水防汛等功能。浅水区或水质较弱区域主要种植芦苇等挺水植物[10]。
4.2 植物规划与配置
4.2.1 植物规划与配置原则。
(1)乡土原则。
以厦门典型的自然群落为主,要选择乡土树种[11](如重阳木、福建香樟、凤凰木、刺桐等)以及符合厦门气候特征的多年生植物组合,多品种营造乔、灌、草复层植物群落,保护生物多样性,保持生态群落的可持续发展,增加植株面积和体积,增强滞水能力,同时通过有生物净化功能的水生植物对水体进行净化,达到海绵城市建设目的。
(2)速生植物与慢生植物相结合的原则。
速生树与慢生树相互搭配,相互补充,共同维持生态系统的稳定。如快生植物(重阳木、福建香樟、凤凰木、刺桐等)可以在短期内形成良好的景观效果,在长期发展过程中慢生植物(小叶榕、柏树等)逐渐壮大,来补充快生植物壯年后的衰败[12],长效维持景观效果,永保良好的绿化空间,形成具有历史沉淀的景观特色。
4.2.2 植物空间规划。
(1)利用植物乔、灌、草复层搭配营造海绵体空间。
结合片区内场地空间属性,比如在杏林湾滨水公园内,利用植物自身的特点,遵循乔、灌、草复层空间构成,营造自然式或规则式植物群落布局,形成不同风格的绿化空间,在绿化空间中植入植物海绵体,不仅要构成风景空间,还要有海绵城市功能。公园内有些场地比较宽阔,微地形变化多样,随着微地形设计不同高度植物搭配,特别是草本植物的应用,既能形成独特的景观,又能滞留雨水、净化雨水。公园内道路系统两侧以棕榈科植物配置为主,既能形成具有亚热带特色的植物群落,又能留出开阔的视野观景,滨水景观一览无余。 片区内地形高差8 m,相对比较复杂,植物配置要随着地形构建低-中-高植物空间格局,形成不同的空间配置模式,加入植物海绵体,打造丰富的景观层次,减弱中雨、小雨情况下的地表径流,起到净化和过滤的作用。植物分层规划为乔-灌-草、乔-灌、乔-草、灌-草的配置模式。
(2)利用植物群落造景营造野生景观。
片区内植物应优先选用本土植物,再适当搭配外来物种。要选择根系发达、吸水性强、耐盐碱的植物,以更好地发挥净化雨水的功能,营造野生景观。
4.2.3 植物品种规划。
片区内杏林湾水系周边地形起伏较大,错落植被带对水体、动物以及微生物的保护起着重要的作用[13],是片区内保护生物多样性的重点地带[14]。植物品种规划与选择至关重要,可通过地形与植物的配置有效的消减地表径流带来的源头污染、面源污染。根据坡度,从高到低植物规划为陆上疏林草地带、沿岸灌木草本带、水生植物带。
(1)陆上疏林草地带。
陆上疏林草地带,一种由观树型的高大乔木和草本植物群组成,既形成林带,又不影响观景。这样的林地内草本层枯落物较多,腐殖质含量较高,土壤的理化性质较为稳定。降雨通过乔木层时,乔木植株可将雨水短时间滞留,然后慢慢透过草本层渗透到地下,增加雨水与土壤接触时间,涵养土壤,达到蓄水目的,在蓄水过程中雨水得到净化。一种由观花的大灌木和草本植物群组成,观赏效果极佳,一部分降雨被灌木丛茂密的叶片吸收截留,一部分雨水透过灌木丛林隙到达草本层,减缓径流,渗水、蓄水的同时可净化雨水,有效消减地表径流带来的源头污染、面源污染。同时在陆上疏林草地内设计雨水花园、下沉式绿地、生物滞留池等植物海绵体,如图7。乔灌木可选品种有凤凰木、刺桐、重阳木、枫香、吊瓜树、铁刀木、黄连木、桃花心木、银桦、盆架木、小叶榄仁、美丽异木棉、风铃木、木棉、小叶榕、高山榕、大叶榕、琴叶榕、樟树、柳树、黄金串钱柳、大花紫薇、福木、鸡蛋花、三角梅等;棕榈科的蒲葵、刺葵,大王椰子、加拿利海枣、南非海枣、中东海枣、鱼尾葵等;喜水湿植物黄槿、木芙蓉、水杉、水松、落羽杉等;草本可选择春羽、八角金盘、麦冬、花叶良姜、葱兰、吉祥草等。雨水花园、下沉式绿地、生物滞留池等植物海绵体中的水量与降雨息息相关,存在枯水期和盛水期交替的现象,植物要选择根系发达、生长快速、茎叶肥大的品种,如马蹄金、斑叶芒、细叶芒、蒲苇、旱伞草等。
(2)沿岸灌木草本带。
沿岸灌木草本带主要以草坡的形式与抗性强的灌木相结合,灌木要选择根系深的、不同花期的品种,并将灌木成片种植[15],或者选择棕榈科植物较密地种植在一起,留出开阔水面空间。灌木草本带对雨水及污染物进行过滤沉淀,减缓雨水流速,保护水土流失。岸边湿生植物的茎和叶可以缓流入水,促进泥沙等颗粒物沉积,根系和地下茎的生长可增加沉积物的稳定性,如图8。抗旱又耐涝的品种可选择乌桕、雪柳、夹竹桃、紫叶李、蒲葵、红千层、木槿、琴叶珊瑚等;耐盐碱的品种可选择山茶花、杜鹃、夹竹桃、红花檵木、南天竹、黄杨、九里香、鹅掌柴、冬青、黄金榕、花叶假连翘、红叶石楠、红桑、彩叶桑、马缨丹、蔓性马缨丹、红绒球等;岸边湿生植物可选择金钱草等。
(3)水生植物带。
水生植物带适合种植一些根系发达、净化能力强的水生、湿生植物,以挺水植物为主。与陆上、岸边构成中生、湿生、水生植物群落,形成系统,增强雨水净化能力,如图9。挺水植物可以选择芦苇、水葱、荷花、香蒲、美人蕉、菖蒲、泽泻、莲子草、花叶芦竹、香附子、荸荠、千金子、千屈菜、雨久花、水芹、中华水芹、金色狗尾草、再力花、水芋等;浮水植物可以选择荇菜,满江红、浮萍、睡莲、王莲、萍蓬草、红菱等;沉水植物可以选择金鱼藻、黑藻、水车前、龙舌草、微齿眼子菜、浮叶眼子菜、苦草、狐尾藻等。
5 结语
杏林湾东片区作为厦门市海绵城市建设的试点之一,总体评价,改造较好的是透水路面,有效增加了雨水渗透。植物景观层次分明,乔、灌、草复层搭配较好,滞留雨水有一定效果。但绿地内植物类海绵体设施改造较少,部分植物海绵体中品种单一,消解雨水的形式比较单一,蓄水效果差,净化效果较差。可根据场地坡度,从高到低按照陆上疏林草地带,沿岸灌木草本带,水生植物带在绿地内增加相应的植物海绵体设施,利用植物乔、灌、草多种搭配形式营造海绵体空间,完善生态功能,保持水系固有的连通性、生态性,以期为相似地理气候区海绵城市植物景观规划提供参考。
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