>>　摘要：简要总结了我国近年来屋顶绿化植物的筛选、适应性研究，屋顶绿化对改善环境温湿度、调节室内温度、生态节能效益、净化空气和城市景观的作用，以及屋顶荷栽力和防排水，栽培基质选择等方面的研究概况。并针对屋顶绿化存在的植物品种单一、忽视乡土植物应用、杂草及病虫害防治等问题，提出了应重点开展野生乡土植物的筛选、屋顸绿化植物的抗逆性、绿化模式、轻型栽培基质以及屋顶绿化效益等方面研究的建议。
关键词：屋顶绿化；适应性；抗逆性；基质选择
作者：徐振华，盯俊，尹新彦

　　屋顶绿化是以建筑物的顶部平台为依托进行蓄水、覆土来营造园林景观的一种空间绿化美化形式。屋顶绿化是继垂直绿化后城市绿化的又一亮点，特别是密集城市地区的屋顶绿化，不仅能有效地改善室内热环境，大幅度缓解城市的“热岛效应”，同时，节约城市用地，增加城市绿化面积，丰富城市绿色景观。笔者总结了近年来屋顶绿化研究的现状、存在问题，提出了今后的研究方向，旨在为推进我国屋顶绿化研究提供借鉴。

1 屋顶绿化研究现状
　　近几十年来，德国、日本对屋顶绿化及其相关技术有了较深入的研究，并形成了一整套相对完善的技术，是世界上屋顶绿化技术水平发展较高的国家。他们在绿化栽培基质、绿化材料的选择、屋顶防水和绿化应用方式等方面取得了重要研究成果。我国屋顶绿化研究起始于20世纪60年代，由于受传统观念束缚，以及环境条件恶劣等因素影响，与国外发达国家相比相对滞后。目前，我国屋顶绿化研究主要集中在植物筛选及适应性、屋顶负荷力、屋顶防排水和轻型基质选择等几个方面。
　　1．1 植物筛选研究
　　建筑物屋顶光强、干燥、日温差大、风速高、土层薄，使植物缺乏持续的养分、水分的供给调节，其特殊的环境条件要求屋顶绿化植物要具有耐寒、抗辐射、耐旱、抗风的特性。为了便于屋顶固定，防止倒伏，不应种植高度大于2.5 m的植物，应以低矮灌木、草坪、地被植物和攀缘植物为主，例如：紫叶李、紫叶矮樱、棣棠、紫薇、榆叶梅等；以及抗污染性强的连翘、丁香、平枝子等[1]。捷克、西班牙、匈牙利等国家也相继对屋顶环境中的植物种类及其抗寒、抗旱性进行了研究，选出了景天属、长生草属的若干个种与矮种早熟禾、苔藓等种类[2-4]。研究表明，景天类植物抗旱、耐瘠薄能力极强为屋面主体的应用材料。在荷载允许的条件下，漏斗菜、鸢尾、地被石竹等宿根花卉和金银花、月季、金叶女贞、紫叶小檗等小灌木可供选择[5]。陈昕[6]对南京26处屋顶绿化详细调查研究结果显示，南京市屋顶绿化所用植物材料乔木33种、灌木54种、藤本12种、草本39种。
　　1．2植物适应性研究
　　1．2．1抗寒与抗旱研究
　　屋顶绿化植物不能吸收土壤深层水，只能依赖人工灌溉或自然降水，冬季无遮挡抵御寒风，因此，植物必须耐旱且抗寒。赵志刚[7]通过植物生理生态试验研究方法，比较了四种菊科矮灌木及三种冷季型草坪的水分胁迫与低温胁迫，为西北地区屋顶绿化选择抗寒、抗旱植物提供了实验数据。2004年，北京市园林科学研究所通过3年抗旱栽培试验，找到了佛甲草一类耐旱节水适宜房顶生长的植物[8]。张斌等[9]对几种屋顶绿化景天植物做了耐旱性研究，结果表明：佛甲草、银纹垂盆草、反曲景天、花叶垂盆草、蓝叶松塔景天等5个品种在干旱胁迫条件下具有较好的生长表现。张杰等[10]通过测定叶片持水力、相对含水量，细胞质膜透性，CAT、POD活性，对六角景天、夏辉景天、藓状景天、堪察加费菜、苔景天进行了抗旱研究，表明这几种植物在干旱条件下生长较为良好。郑明轩[11]对青锁龙、凹叶景天、高景天等植物进行抗旱性检测，结果表明景天属植物抗逆性强、存活率高、生长状况良好。
　　1．2．2耐热性研究
　　夏季屋顶环境炎热、干燥，因而植物应具有较强的耐热性。马进等[12]对5种可用于屋顶绿化的景天属植物的耐热性进行了测定，为进一步筛选出更多适合屋顶绿化的景天品种，提供了理论依据。中华景天耐热性明显优于佛甲草、花蔓草和胭脂红景天，在4种候选植物中耐热性表现最好，对筛选优质屋顶绿化植物提供了依据[13]。
　　1．2．3抗逆性研究
　　屋顶的特殊小气候决定了屋顶绿化植物必须具有较强的抗逆性。中国上海用于草坪式屋顶绿化的代表种佛甲草、垂盆草表现出较强的抗逆性和较好的观赏效果[14-15]。圆叶景天、活血丹、花叶活血丹具有较好的抗性，可用于屋顶绿化[16|。黄卫昌等[17]对景天类植物佛甲草、垂盆草、金叶景天、凹叶景天、德国景天进行了干旱胁迫、高温胁迫、低温胁迫实验，筛选出佛甲草、凹叶景天和垂盆草适合上海地区屋顶绿化。魏艳等[18]选择满足北京地区屋顶绿化特殊环境要求的乡土植物或已引种驯化成功的植物，进行了抗旱、耐高温高湿、抗寒等适应性试验研究，结果表明矮生莺尾、金叶藐、百里香、‘胭脂红’、联合勘察加等，为较适合北京地区植被屋面应用的植物，但还需要进一步研究认证推广。
　　1．3改善环境方面研究
　　1．3．1 对环境温度与湿度的影响
　　屋顶绿化对于改善城市环境有着明显的作用[19]，尤其在高温季节，绿化屋顶可以降低环境温度，缓和城市热岛效应。不同绿化屋面的降温效果因植物的形态、叶的质地，叶面积的大小而呈现一定的差异。小灌木(绣线菊)的降温效果最明显，宿根花卉次之，景天类最小[20]。夏季高温时段，屋顶绿化屋面比裸屋面的温度降低20℃以上，可以降低室内温度2℃左右[21]。屋顶绿化植物调节气温的作用十分明显，在夏季还可以大大降低屋顶外表面的平均辐射温度MRT(一般可降低10一20℃)，使建筑能耗尤其是建筑空调能耗大大地降低，从而进一步改善城市的热环境[22]。
　　1．3．2对室内环境的影响
　　屋顶绿化对室内环境有夏降温、冬保暖之作用，实验表明绿化屋顶比非绿化屋顶可有效降低室内温度4.5℃[23]，可有效降低环境温度(0.5—4.0℃)，可大幅降低空调能耗。冬季绿化屋顶起到风屏的作用，能减低外表面风压，减少冷风渗透，特别是干燥地区植物枯萎，土壤干燥时，保温效果更佳，能降低采暖能耗。应用屋顶绿化形式可以部分改变温湿度，可以降低室内气温约1℃，降低室外气温约1.7℃，增加室内湿度2％一4％[24]。
　　1．3．3生态节能效益
　　屋顶绿化降低室内温度对用户有直接利益，对缓和城市夏季用电高峰也有一定意义。屋顶绿化具有景观效果和生态效应，可节约能源，降低城市用电压力。屋顶绿化房间比未进行屋顶绿化房间用电量，白天减少20.9％，夜间减少15.3％，室外温度越高，屋顶绿化的节电效果越大，在很大程度上缓解城市夏季用电矛盾[25]。张乔松等[26]将佛甲草和结缕草进行浇水量的测定，结果表明，佛甲草在特定土层(厚5 cm)上的耗水量仅为结缕草1／5，若以天台绿化600 hm2计算，每年节水可达600万t。另有研究表明，落在绿化屋顶的雨水仅有10％一30％排出屋面，而70％～90％存留在屋面上，这为节约水资源提供了基础。同时，在暴雨来临之际，屋顶可有效缓解城市排水系统的压力，为城市安全提供保障[27]。
　　1．3．4净化空气的作用
　　随着城市不断扩大、人口急剧增加、工业迅速发展，呼吸产生的CO2及煤炭、石油、天然气燃烧产生的CO2，远远超过了过去的水平。屋面的植物能够吸附、滞留和固定大气中的细菌、烟尘、重金属元素，并能吸收、分解空气中的氮氧化物、氨气、氯气等有害物质，提高城市空气质量。例如，北京城区空气中的有害气体主要成分是SO2，据统计，北京市屋顶绿化年吸收S02量约为3.1 g／m2，北京市屋顶绿化的年滞尘量约为150 g／m2[28]，对环境的影响起到了积极的作用。
　　1．3．5对城市空中景观的影响
　　现代城市，高楼拔地而起；高架路、高架桥贯通整个大城市；高处看低处，大楼看小楼，主楼看副楼，美丽的城市景观被大片灰白平顶屋面所占据，严重影响了城市景观。屋顶绿化成为解决这一问题的良策，它不仅扩大了城市绿化范围，增加了已占地的绿化面积，而且成本低廉，对改善城市景观起到了积极作用。
　　1．4屋顶负荷力
　　荷载是衡量屋顶单位面积上承受重量的指标，是建筑物安全以及屋顶绿化成功的保障。屋顶绿化单位面积的总重量只能占屋顶载荷重量的80％一85％，要有15％一20％的余地作为安全系数，保证住房的绝对安全[29]。减小荷载的方法有：(1)采用与屋面结构相适应的平面布局形式，将亭、花坛、树池、水池等荷载较大的部位设计在承重结构或跨度较小的位置上；(2)采用结构找坡，分散荷载，控制种植槽高度和蓄水层深度；(3)尽量采用轻型材料，如栽培基质，要求种植土堆积密度小于1 000 kg／m3，可选用泥炭土、腐殖土等。棚架的非承重部位选用合成塑料管、竹管，亭子顶部选用竹片、塑料等。堆山控制体量，采用轻质石材，桌、凳选用空心结构等等[30]。
　　1．5屋顶防排水
　　屋顶绿化除基质与地面不同外，为保证屋顶的安全，必须做好防水层。目前南京市的做法主要有无纺布加滤水网、无纺布下铺石子、APP防水卷材贴面加防水粉、丙纶防水卷材贴面加防水粉、SBS防水和丙纶防水卷材贴面加防水沙浆等处理方式，通过这些处理可在一定程度上延长屋顶的使用寿命[31]。张杰等[32]在一次成型轻型屋顶绿化技术中也阐述了防水层的操作工艺，设置防水保护层、柔性防水层、完善的排水系统。绿化屋面上设有排水管口、溢水管口等各种管道的排水口。管口内侧应堆设砂石、卵石等粗细骨料滤水层，以防止种植土和有机介质流失并避免杂质、杂物阻塞管道和污染环境。绿化屋面上的行人通道、排水沟和挡土墙，若未能与结构混凝土同时浇筑或设计采用砖砌体时，应在防水层施工前完成，以保证屋面防水层的整体性和连续性。
　　1．6基质的选择
　　依据楼顶承载力、植物生长特性及自然环境条件，选择适宜的生长介质是进行屋顶绿化的前提。作为屋顶绿化的种植基质应具备3个基本条件：第一，固定植株；第二，有一定的保水保肥能力，透气性好；第三，有一定的化学缓冲能力，如稳定的氢离子浓度、处理根系分泌物、保持良好的水、气、养分的比例等。普通黏性土、砂质土不宜直接作为屋顶绿化栽培基质[33]。在基质(m砂壤土：m泥炭：m珍珠岩=5：3：2)中，马樱丹生长最好[34]。一般来说大小孔隙比在l：(1.5—4)，或有30％一50％的持水孔隙和15％一20％的通气孔隙，植物生长良好。一般来说pH值在5.5～7.0都能适合各种植物生长，过于偏酸或偏碱性的，应进行调节或混配。基质还应有高的阳离子交换量(CEC)和缓冲性能以利保肥[35]。种植土厚度需根据屋顶承载力及植物种类的不同而定。小乔木通常要求种植土厚度为30一40 cm，灌木为20～25 cm，而草本植物仅需lO～15 cm左右。

2存在的问题
　　2．1 植物品种选择的局限性，颜色单调，品种单一
　　植物生长的屋顶相对地面而言，温度不均匀，空气流动比较大，水分散失快，因此可供选择用于屋顶绿化的植物相对有限。现阶段应用广泛、适应性强、长势表现优良的屋顶绿化植物大多是适合屋顶花园应用的植物，针对植被屋面而言，除禾草类植物之外，仅有景天科植物佛甲草一种应用较多，植被屋面植物材料单一。景天类植物中多数具有抗寒、抗旱性强、根系浅等特点，被国外广泛应用于屋顶绿化，而目前国内屋顶绿化中主要采用佛甲草、垂盆草和绿景天，存在着颜色单调、品种单一、群落多样性不高等缺点。长时间、大面积的栽种一种植物，群落结构极其脆弱，容易造成退化、病虫害增加，从而导致大面积植物死亡。日前北京的佛甲草已出现出苗慢、不整齐、斑秃甚至全坪死亡的现象。另外，佛甲草在建坪中的栽培措施、发育特性、逆境生理、生态效益等方面尚缺乏较系统的理论研究。
　　我国在屋顶绿化植物方面的研究相对滞后，目前的屋顶绿化现状远远不能满足需要，植物形态和植物种类还不够丰富。开发适于不同功能需要的屋顶绿化植物，迫在眉睫。筛选更多适应于屋顶绿化的植物种或品种，有利于实现我国城市屋顶绿化的多样性和稳定性，也有利于改善屋顶绿化的景观效果。
　　2．2忽视乡土植物的应用
　　由于各个城市、地区气候环境的差异，即使在某一地区试验成活的植物在另一个地区也不一定完全适应当地气候环境。根据实际营造地的情况，选择以乡土植物为主，可酌情引入少量外来种。例如北京地区在屋顶绿化中，许多适应性强、观赏性较好的乡土植物，未能得到充分利用，如香椿、鹅耳栎、北京花楸、紫花地丁、二色补血草、连钱草等。乡土植物使用过少，不仅有悖于植物多样性保护，而且使园林植物缺乏特色。
　　2．3杂草及病虫害防治
　　在屋顶花园中，常常会有杂草侵入，杂草一旦侵入，往往会形成优势种，破坏原来景观。上海常见的入侵植物有水花生、加拿大一枝黄花和鸟嗜植物构树等，这就需要清除，以免对其他植物生存造成危害。

3展望
　　3．1 大力开展野生乡土植物的筛选
　　我国屋顶绿化植物的研究，应以选择丰富植物种类为重点，特别应选择一些适应性强、观赏性好的乡土树种。乡土树种具有较强的地域特性和适应性，更适宜在屋顶绿化中推广应用。我国不少地区蕴藏着丰富的野生景天科植物资源，比如北京地区野生佛甲草属植物资源，这些资源的调查和研究尚属空白。
　　3．2深入开展屋顶绿化植物的抗逆性研究
　　屋顶绿化并非直接将地面植物搬到楼顶，由于房顶特别是高层建筑房顶，具有与地面不同的温度、风力、太阳辐射等环境条件，成为制约屋顶绿化的瓶颈问题。深入开展屋顶绿化植物抗旱、抗寒、抗风、抗辐射等生态功能性和适应性研究，将更有现实意义。
　　3．3加强屋顶绿化模式研究
　　开展低成本、低维护的适于大面积推广的屋顶绿化模式研究，开展矮化定向培育、修剪和建植配套技术研究，解决屋顶绿化中的关键技术，为屋顶绿化推广应用提供技术支撑，以提高屋顶绿化的观赏性。
　　3．4进行屋顶绿化轻型栽培基质研究
　　屋顶绿化植物栽培基质，既要求有一定的重量以提高抗风能力，又要求尽量减轻建筑物的荷载量，这就为选择适宜的栽培基质提出了更高的要求，根据不同地方特点，筛选适宜的轻型栽培基质尤为重要。
　　3．5加大屋顶绿化植物效益研究
　　加强屋顶绿化系统理论研究，开展屋顶绿化景观效益评价、屋顶绿化碳汇研究，以及生态功能性评价等，是提高屋顶绿化质量和技术水平的重要途径。

参考文献
[1]单进，李连龙，杜伟宁，等．北京地区屋顶绿化植物材料的选择与配置[J]．北京园林，2008(1)：26-30．
[2]Kutkova．T．Herbaceous．plants for sites with extreme conditions in landscape arehitecture[J]．Acta Universitatis Agriculturae，1990，5：1，67-73．
[3]Gomez-Campo-G，GomeZ-Tortosa-L．Plant species in green roofs[J]．Agricuhura-Revista-Agropecuaria，1996，65：773，1029-1031：5．
[4]Kerner F，Czimbe-G，Priszter-S．Plant species suitable for establishing living roofs in Hungary．I．Sedum spp[J]．Acta Botanica Hungarica，1999，42：114，187-192．
[5]梁明霞．华北地区植被屋面植物材料筛选的初步研究[D]．北京：北京林业大学，2009．
[6]陈听．南京市屋顶绿化初步研究[J]．江苏农业科学，2007(6)：343—347．
[7]赵志刚．西北地区屋顶花园建设的初步研究[D]．西安：西北大学，2006．
[8]周伟伟，王雁．北京市的屋顶绿化[J]．中国城市林业，2006(4)：35-37．
[9]张斌，胡永红，刘庆华．几种屋顶绿化景天植物的耐旱性研究[J]．中国农学通报。2008.24(5)：272-276．
[10]张杰。胡永红。李海英，等．轻型屋顶绿化景天属植物的抗旱性研究[J]．北方园艺，2007(1)：122-124．
[11]郏明轩．深圳市屋顶绿化植物的生长和抗逆性研究[D]．广州：华南农业大学，2007．
[12]马进，汤庚国，郑钢．5种屋顶绿化景天属植物耐热性的测定[J]．林业科技开发，2009，23(3)：36-38．
[13]胡玉咏，刘露，刘一明，等．四种屋顶绿化候选植物的耐热性研究[J]．上海交通大学学报：农业科学舨。2009，27(3)：210-214．
[14]赵定国．李桥．艾侠，等．平顶屋顶绿化的好材料——佛甲草初考[J]．上海农业学报，2001，17(4)：58-59．
[15]倪同良，楼房屋顶绿化的首选植物——垂盆草[J]．绿化与生活，1997(4)：lO．
[16]王丽勉．几种常用的屋顶绿化植物[J]．中国花卉园艺，2005，11(22)：15．
[17]黄卫昌，秦俊，胡永红。等．屋顶绿化植物的选择——景天类植物在上海地区的应用[J]．安徽农业科学，2005，33(6)：1041—1043．
[18]魏艳，赵惠恩．北京地区植被屋面植物适应性初步研究及繁殖[D]．北京：北京林业大学。2007．
[19]Cheong D K w,Yan H，Soh J,et al．The effects of rooftop garden on energy consumption of acommercial building in Singapore[J]．Energy and Buildings，2003，35(14)：353-364．
[20]殷丽峰，李树华．绿化屋面的表面温度分布比较研究[c]∥陈自新．抓住2008年奥运会机遇进一步提升北京城市园林绿化水平论文集．北京：北京市园林局。2005：395．340．
[21]赵定国，薛伟成．轻型屋顶绿化的降温效果[J]．上海农业学报，2006，22(1)：53-55．
[22]时真男，高旭东，张伟捷．屋顶绿化对建筑能耗的影响分析[J]．工业建筑，2005，35(7)：14—15，22．
[23]王和祥．屋顶绿化是改善城市环境的重要途径[J]．天津建设科技，2005(4)：37-39．
[24]王丽勉，秦俊，陈必胜，等．屋顶花园对建筑微气候的影响[J]．中国农学通报，2006，22(2)：236-238．
[25]赵定国，薛伟成．轻型屋顶绿化的节电效果[J]．上海农业学报，2008，24(1)：99—101．
[26]张乔松，朱纯．优良覆盖植物“绿景天”引种试验及天台绿化的应用研究[J]．广东园林，2001(3)：18-34．
[27]秦俊，王丽勉，胡永红，等．生态建筑低维护屋顶绿化技术的研究——以上海生态建筑示范楼为例[J]．安徽农业科学，2007，35(1)：59瑚，63．
[28]韩丽莉．北京城市屋顶绿化发展现状与前景展望[J]．中国建筑防水，2005(增刊)：37-42．
[29]陈敬忠．建筑中屋顶花园建设应注意的几个技术问题[J]．广西土木建筑，2000，25(4)：182—184．
[30]杨玉培，靳敏．发展屋顶绿化增加城市绿量[J]．中国园林，2000，16(6)：26-29．
[31]陈昕，杨丽薇，王军，等．南京市屋顶绿化初步研究[J]．江苏农业科学，2007(6)：343—347．
[32]张杰，胡永红，李海英，等．一次成型轻型屋顶绿化技术[J]．西北林学院学报，2007，22(1)：194—196．
[33]龚建军，李青峰，彭选明．论水晶泥新基质在房顶绿化中的应用[J]．湖南农业科学，2006，(2)：86-88．
[34]Panayiotis N，Panayiota T，Ioannis C．Soil amendments reduce roof garden weight and influence the growth rate of Lantana[J]．Hort Seience．2003，38：618-622．
[35]赵玉亭，胡永红，张启翔．屋顶绿化植物选择研究进展[J]．山东林业科技。2004(2)：27-29．