寒地城市雨水花园植物品种的选择与配置——以沈阳市为例

寒地城市雨水花园植物品种的选择与配置——以沈阳市为例闫晓含;董泽强;于丁一;曲鹏慧;景元蕾;石平

【摘要】Based on the combination of domestic and foreign research which focus on the function of plants in the rain garden as well as some other enviromental factors to the winter city's own features,the selection principle and the design method of plants in the rain garden was summarized.Taking Shenyang as an example,native plants and exotic species suitable for planting in Shenyang rain gardens were screened out,the configuration of rain garden plants is proposed to meet the purpose of controlling runoff pollution and rain flood.%结合国内外雨水花园研究中的针对植物的功能及生态环境方面的相关内容和寒地城市自身特性,总结出寒地城市雨水花园中植物品种的选择与配置原则,并以沈阳为例,筛选出适合沈阳雨水花园种植的乡土植物和外来物种,并提出以控制径流污染为目的和以控制雨洪为目的的雨水花园植物配置种类.

【期刊名称】《安徽农业科学》

【年(卷),期】2017(045)011

【总页数】4页(P138-141)

【关键词】寒地城市;雨水花园;沈阳;植物;选择

【作者】闫晓含;董泽强;于丁一;曲鹏慧;景元蕾;石平

【作者单位】东北大学江河建筑学院,辽宁沈阳 110169;东北大学江河建筑学院,辽宁沈阳 110169;东北大学江河建筑学院,辽宁沈阳 110169;东北大学江河建筑学院,

辽宁沈阳 110169;东北大学江河建筑学院,辽宁沈阳 110169;东北大学江河建筑学院,辽宁沈阳 110169

【正文语种】中文

【中图分类】TU986

在快速城市化过程中，城市迅速扩张，人口和汽车数量急剧增加，城市水系、绿地质量急剧下降。尤其是城市化对水环境的影响越来越大，大量的建筑物导致绿地面积锐减，增加了雨水径流的总量和速度以及城市洪水发生的频率，缩短了雨洪峰值到来的时间。

雨水花园(Rain Garden)是低影响开发体系中一项重要的技术措施，它以生态可持续的方式来实现小范围的雨水净化、滞留、渗透及排放[1]，同时由于具有良好的生态和景观功能，在商业区、道路、居住区等不同类型的园林景观中被广泛应用。其中，植物是雨水花园中最为重要的组成部分，也是景观设计中较为重要的要素之一。国外对雨水花园的植物选择与配置进行了比较深入的研究，如加拿大、美国的研究者针对雨水花园中植物对雨水中污染物的去除能力的差异、存在这种差异的原因以及植物的特殊功能、不同环境要素对雨水花园中植物的影响进行了大量试验与研究[2]。

现阶段，我国针对雨水花园的研究主要集中在雨水花园的结构、构成和规模上[3-4]，或者是针对雨水花园需要的植物选择原则，定性地提出一部分植物的特性，其中有根据种植区分布和生长特性将相关植物进行分类[5-6]。总体来说，国内关于雨水花园对植物的选择仅停留在对理论和经验的总结上，而针对寒地城市雨水花园植物的选择配置的研究还未见成果。

寒地城市的雨水花园建设相对南方城市而言更加困难，比如恶劣的气候条件、水资源时空分布严重不均、关键技术的严重缺乏等。可以借鉴的雨水花园建成案例与沈

阳气候地理条件差异较大，缺乏充足的相关实证案例和数据支持，尤其是关于雨水花园建设各方面的定量分析和关键技术研究严重不足，诸多问题亟待解决。

1.1 自然条件概况沈阳市地处辽宁省中部(122°25′09″～123°48′24E，

41°11′51″～43°02′13″N)，是东北地区最大的中心城市，属温带半湿润大陆性气候，年平均气温6.2～9.7 ℃，1月份气温最低，月平均气温约-25～-10 ℃，自1951年有完整记录以来，沈阳市中心城区最低气温为-32.9 ℃，近郊近年来最低

气温为-35.4 ℃。冬季长6个月，夏季时间较短且高温多雨。春秋季节气温变化迅速，持续时间较短。

沈阳市年降水量600～800 mm，1951—2010年市区年平均降水量716.2 mm。受季风影响，降水集中在6—8月，极易造成短时雨水量激增，增加了市政管网压力，带来内涝隐患。当短时间降水量比较大时，市内就会出现不同程度的积水情况，并且一般市内路面1 h内降雨超过20 mm就可能积水。近年来，沈阳市干旱灾害发生频繁，地下水来源严重受阻，其人均水资源占有量448 m3，只有全国人均水平的20%左右，属于水资源短缺地区，干旱缺水与城市内涝问题同时困扰着城市

发展[7]。

1.2 雨水污染概况目前，市区内雨污合流，暴雨径流裹挟大量污染物(如SS、TN、TP、COD、BOD、微生物以及重金属等)通过排水系统直接排入城市河道，严重危害水生生物的生存和自然、城市生态系统的安全。与国内外的其他城市相比，沈阳市屋面径流中TP、TSS、TN和COD含量较少，但却有一定的重金属污染；路面

径流中TSS和TP的浓度较高，但TN和COD的浓度较低，重金属中Pb、Cr、Cu和Zn的污染较为严重[8]。

植物对雨水径流的削减、渗透、净化等有多重作用，与雨水花园的联系密切。雨水花园植物的选择是以治理污染、净化水体、完善生态系统建立为主要目标[9]。雨

水花园既可进行雨水收集及处理，又可为区域环境增添色彩，因此雨水花园中植物

的选择应既具有去污性，又具有较好的景观性(图1)。

2.1 沈阳市雨水花园植物品种选择的影响因素雨水花园一般由植物覆盖层、蓄水层、种植土层、填料层、砾石排水层组成[4]。雨水花园由于特殊的功能和结构，形成了与一般花园绿地不同的生态环境。由于沈阳市特殊的气候特征，在对雨水花园的植物品种进行选择、配置和维护时，除了考虑植物观赏性功能、雨水滞留与渗透功能等，还需要考虑沈阳市特殊环境条件和雨水径流携带的污染物的种类特征等因素。

2.2 雨水花园植物选择原则

2.2.1 选用既耐涝又具有一定耐旱能力的植物。降水量影响雨水花园中的水量。沈阳市存在枯水期和满水期交替出现的现象，因此种植的植物要具有抗旱能力，且耐水淹时间应不小于48 h。

2.2.2 选用耐寒的植物。由于沈阳市为寒地城市，冬季寒冷而漫长，所以应选择耐寒性较好的多年生植物，以节约成本，并保证冬季拥有良好的植物景观。

2.2.3 多选择乡土植物，适当搭配外来植物。本地多年生植物在气候、土壤等方面有较强的适应性，且具备繁殖较快、生长迅速、安全、经济和养护成本低等特点，因此在雨水花园中的沈阳市本地植物应不少于总量的2/3。在选择外来植物时，应谨慎对待，在实验驯化或实地在沈阳生长一段时间的前提下适当选用，既可提高花园中物种的多样性，丰富可供选择的植物种类，又可避免物种入侵。

2.2.4 选用根系发达、枝繁叶茂和去污能力强的植物。植物对雨水污染物质的去除机制主要是植物根系对污染物，特别是重金属的拦截和吸附作用[9]。所以根系发达的植物不仅能够穿透种植土层和人工填料层，起到松动土壤、提高渗透能力的作用，且具有较大的根系表面积，能吸收降解更多的污染物。

2.2.5 选择持续观赏价值较高的植物或芳香型植物。这样能降低养护成本，实现长期观赏价值，且能吸引蜜蜂、蝴蝶等昆虫，可形成生物多样性的生态小环境。

不同物种合理搭配(一般3种及以上)不同植物可提高对水体的净化能力，以此提高雨水花园的生物多样性、生态系统稳定性、景观良好性以及去污能力。

2.3 耐淹植物品种筛选选取沈阳市20种乡土植物和23种外来物种进行耐淹试验，综合分析不同植物在水淹条件下的形态特征和生理指标，总结出每种植物的生活习性，由此可以得出适合沈阳地区雨水花园种植的植物(表1)。

适当引进培育适宜沈阳市生长的外来植物，既可以改善自然景观和丰富本地的植物景观，又可以作为新的基因资源，提高物种多样性(表2)。

2.4 重金属忍耐型植物品种筛选雨水径流中含有大量污染物，沈阳市屋面径流中TP、TSS、TN和COD含量较少，但却有一定的重金属污染；路面径流中TSS和TP的浓度较高，但TN和COD的浓度较低，重金属中 Pb、Cr、Cu和Zn的污染较为严重。针对不同种类的污染物，列举出对污染物吸收降解能力较强的几种植物(表3)。

雨水花园的植物配置不仅需要满足雨水花园的生态功能，还要根据不同的地理条件、地域文化、绿地性质来营造优美自然的景观效果，所以其植物配置应遵循一定的原则。

3.1 因地制宜原则结合沈阳市当地自然条件，充分利用沈阳现有的植物配置形式

和乡土植物，在满足雨水花园特殊功能要求的前提下，体现植物的地域文化和季节要求，避免单一物种的配置组成。

3.2 适应寒地原则在已有的乡土植物基础上，应加强耐寒树种的培育，挖掘本土

耐寒树种进行培育，多培育秋冬枝干形状优美和色彩丰富的树种。

3.3 景观生态原则在雨水花园的植物选择和搭配方面，必须以改善生态环境、降

低雨水径流和径流污染为出发点，以乡土植物为主，适当引进新品种，创造出稳定的生态系统。

3.4 文化教育原则雨水花园应通过合理的植物配置，突出雨水花园的精神品格和

内涵，消除群众对雨水工程措施的刻板印象，提高对雨水花园的接受程度，在潜移默化中完成对群众的教育。

3.5 经济性原则经济性原则要求植物景观在养护管理中尽可能做到简单经济，避免雨水花园选用消耗过高肥力和过强人工管理的植物，避免在栽植后出现养护管理耗费人力现象。

因雨水花园具有特殊性，所以在雨水花园植物的种植方面，应根据雨水花园中不同的水淹情况进行植物的选择和种植。雨水花园的种植区可分为3部分，分别是蓄水区、缓冲区和边缘区(图2)。在3个区域中进行植物配置时，除了满足耐寒这一条件外，还需考虑到不同植物的耐旱耐涝特性，有较强的耐旱能力但不耐涝的植物可以种植在不蓄水的边缘区域。边缘区域的主要作用是与周围景观的自然衔接，对植物耐涝的要求相对较低，不需要较强的耐涝性，可以选择一般耐旱的植物进行种植，比如鸡树条、黄檗、色木槭等。在雨水花园的缓冲区，雨量较大时有一定的蓄水量，这一地区应对植物的耐涝特性有一定要求(耐水淹时间不小于48 h)，同时要求具备抗雨水冲刷和耐旱能力，比如马兰花、高羊茅、水曲柳等。蓄水区蓄水量时间较长，对在这个区域种植的植物的抗旱、抗涝和抗污染能力都有很高的要求，在选择时需要严格挑选，比如鸭舌草、睡莲、芦苇等。

以沈阳市慧缘馨村东侧人工湿地(以下简称“慧缘馨村湿地”)和富山花园东侧绿地(以下简称“富山花园绿地”)两个雨水花园为例，分别探讨以控制雨洪和控制径流污染为目的的雨水花园植物配置方案[10-11]。

4.1 以控制雨洪为目的的雨水花园植物配置控制雨洪为目的的雨水花园特点是需要承受暴雨来临时雨水的冲击和一定时间内雨水的浸泡，故而相比之下，边缘区和缓冲区的植物应具有更发达的根系且耐涝能力更强，同时边缘区的植物要有一定的耐旱能力(图3)。

“慧缘馨村湿地”边缘区可配置马兰花、黄檗、白桦、高羊茅、黑麦草，缓冲区可

配置绣线菊、色木槭、五角枫、马兰花，蓄水区在水深不大于0.5 m的时候建议

选用挺水植物，如黄菖蒲、荷花、芦苇、千屈菜等，在水深大于0.5 m时可选择

睡莲、萍逢草、鸭舌草等耐涝性显著的植物品种。

4.2 以控制径流污染为目的的雨水花园植物配置控制径流污染为目的的雨水花园

特点主要是需要过滤与生物净化初期雨水，因而边缘区和缓冲区的植物应该具有较强的对雨水中污染物的抗性与过滤净化作用，蓄水区的植物应具有较强的生物净化能力(图4)。

“富山花园绿地”边缘区可配置接骨木、山杏、元宝枫、京桃、美国红枫、垂柳，缓冲区可配置马兰花、胡枝子、垂柳、木槿、金叶女贞，蓄水区可配置芦苇、细叶芒、水烛、水葱、红蓼。

(1)经过对多种植物进行耐淹、耐寒、耐旱等特性的调查研究，筛选出适合沈阳市

雨水花园种植的20种乡土植物和23种外来植物。

(2)沈阳市屋面径流和路面径流中重金属 Cr、Pb、Cu和Zn的污染都较为严重，

针对不同种类的污染物，筛选出12种对上述重金属吸收降解能力较强的植物。(3)以控制雨洪为目的的雨水花园边缘区和缓冲区的植物应根系发达、耐涝能力强，边缘区的植物要有一定的耐旱能力。

(4)以控制径流污染为目的的雨水花园边缘区和缓冲区的植物应该具有较强的吸收

降解污染物的能力，蓄水区的植物应具有较强的生物净化能力。

【相关文献】

[1] ROYPOIRIER A，CHAMPAGNE P，FILION Y.Review of bioretention system research

and design：Past，present，and future[J].Journal of environmental engineering，2010，136(9)：878-889.

[2] READ J，FLETCHER T D，WEVILL T，et al.Plant traits that enhance pollutant removal from stormwater in biofiltration systems[J].International journal of phytoremediation，

2010，12(1)：34-53.

[3] 罗红梅，车伍，李俊奇，等.雨水花园在雨洪控制与利用中的应用[J].中国给水排水，2008，24(6)：48-52.

[4] 向璐璐，李俊奇，邝诺，等.雨水花园设计方法探析[J].给水排水，2008，34(6)：47-51.

[5] 王佳，王思思，车伍，等.雨水花园植物的选择与设计[J].北方园艺，2012(19)：77-81.

[6] 刘佳妮.雨水花园的植物选择[J].北方园艺，2010(17)：129-132.

[7] 张志全.沈阳市水资源现状及开发利用分析[J].农业与技术，2011，31(1)：92-94.

[8] 李春林，刘淼，胡远满，等.沈阳市降雨径流污染物排放特征[J].生态学杂志，2014，33(5)：1327-1336.

[9] 白洁.北京地区雨水花园设计研究[D].北京：北京建筑大学，2014.

[10] 代红艳.人工湿地植物的研究[J].太原大学学报，2007，8(4)：129-131.

[11] 张涛.沈阳城市绿地秋冬植物景观研究[D].杭州：浙江农林大学，2012.