上海植物群落与截留特征分析：海绵城市与雨水利用

植物群落作为城乡绿地(海绵体)的基本构成元素,成为在微观尺度上实现城市绿地可持续雨水管理的媒介之一。既有研究表明,有植被覆盖的土地降雨下渗量为70%～90%,而不透水地表的下渗量仅有10%左右,可见植物群落对于截留雨水、促进降雨下渗、减少地表径流、缓解城市内涝等城市水环境问题具有积极的作用。

其中,植被叶片可以有效截留降雨并减缓径流洪峰。因此,对上海城市绿地景观中常用园林植被冠层的降雨截留能力的分析、比较、筛选、排序及模拟可有效建设具有环境、艺术等综合功能的绿色基础设施。目前,对植物冠层截留的研究对象以自然植被为主,包括热带雨林、灌丛、针叶林群落及城市森林等,主要测定方法是水量平衡法和浸水法。

上海地处中亚热带北缘,属亚热带东部季风气候区,具有显著海洋性气候特征,植被自然分区特征表现为常绿阔叶、落叶混交林的过渡性植被。上海绿地中常见植被类型包括常绿阔叶、落叶阔叶、常绿落阔混交、常绿针叶、落叶针叶、针阔混交等。根据群落学调查结果,选取出现频率大于10%的上海常见园林植物种类约70种,分别分布在44科63属。其中,常绿阔叶乔木11种、落叶阔叶乔木19种、常绿针叶乔木4种、落叶针叶乔木1种、常绿阔叶灌木19种、落叶阔叶灌木7种、常绿针叶灌木1种、地被植物(草本及藤本)8种。(www.xing528.com)

通过对上海市城市绿地常见园林植物叶片单位面积储水能力以及叶面积指数的测定估算单株植物对雨水潜在的截留能力。分析及比较的结果表明,在植物叶片单位面积蓄积雨水能力方面,针叶树种的平均值较高,如落羽杉(117．8 g/m2)和雪松(117．72 g/m2);其次为常绿阔叶乔木、灌木和落叶乔木,其叶片单位面积雨水蓄积量分别为42．78 g/m2、42．53 g/m2和37．94 g/m2。地被植物的叶片单位面积雨水蓄积量最小,约为26．83 g/m2。然而,就植株冠层雨水截留能力而言,虽然针叶树种的叶片单位面积雨水截留能力较强,但由于其叶面积指数较小,将对植株冠层的雨水截留量产生负面影响。此外,植物群落的降雨截留能力可以通过测定乔木和灌木的冠层截留量、茎干截留量、草本地被、枯落物和土壤的蓄水能力综合计算。

根据对常见园林植物单位覆盖面积雨水截留容量的估算,筛选截留容量较大的植物种类,并通过比较和排序对其进行有效的分级划分。在海绵城市构建过程中,同等条件下,优先选择冠层雨水截留容量相对较大的园林植物,可以在微观尺度上实现雨水的可持续利用,减少地表径流,维持城市水文循环(详见高雨水截留型植物群落构建技术)。