屋顶绿化栽培基质的选择

现代建筑发展的趋势之一就是要求建筑与自然环境的协调, 把更多的绿化空间引入建筑空间。屋顶绿化增加了城市" 绿量" , 即增加了单位土地面积上植物叶片总面积, 这是生态环境保护功能发挥优劣的主要依据, 绿量越大, 产生的生态效益越明显。屋顶绿化在减少扬尘飞灰、净化空气、降低温度、减少光危害、消除热岛效应等方面的作用已经被广泛认同。同时, 屋顶经绿化覆盖后, 能减少外界环境对屋顶的直接危害, 延长屋顶寿命, 并对顶层产生隔热、降温效果, 减少室内温度调节能耗。因此, 屋顶绿化越来越受到重视, 越来越多的建筑师在设计时将其作为建筑生态化的一个主要组成 。在上海, 屋顶绿化明年有望纳入绿化管理条例, 届时, 新建住宅和商务楼将可能被要求进行屋顶绿化。但屋顶绿化是在屋顶上进行, 要考虑屋顶的荷载能力,土层不能厚, 一般不采用天然壤土而用轻型人工合成种植土, 也即栽培基质。因此, 如何选择好栽培基质, 使其既能满足植物生长的需要, 又能有效减轻屋顶荷载是屋顶绿化栽培需解决的重要问题。笔者将就这一问题进行探讨, 为屋顶绿化设计和营造提供参考。
 

1  屋顶绿化的组成特点

屋顶绿化总体上可分为地毯式和庭院式2 大类。无论哪一类, 在垂直组成上, 自上而下大体上可分为植物层、基质层、过滤层、排水层、防水层、隔热层和屋顶承重层几个部分。地毯式一般种植草皮、地被植物等低矮植物, 基质厚度较薄, 一般要求几十毫米, 且对土壤要求不高, 保证草皮成活即可。而庭院式通常搭配低矮的乔灌木和园林小品, 为满足乔木、灌木、花卉、藤本植物、草坪等根系生长需要, 土壤宜厚30~ 40 cm, 局部60~ 80 cm 甚至更厚。同时还要有起伏的地貌, 配以小型亭、花架, 并点缀山石, 形成休憩空间, 对屋顶荷载有更高的要求。
 

2  屋顶绿化栽培基质的基本要求

合成的种植土和大地之间被建筑物隔绝, 植物生长的基本要素—水的供应受到限制, 不可能利用地下水通过毛细管上升作用供给植物, 它将影响屋顶花木的健壮生长,因此基质的选择十分重要。

栽培基质在屋顶绿化中起的作用和其他无土栽培一样, 主要是支持固定植物、保持水分、根系通气和提供部分营养。基质不能含有不利于植物生长发育的有害、有毒物质, 能为植物根系提供良好的水、气、肥、热、pH 值等条件,充分发挥其不是土壤却胜似土壤的作用 。由于屋顶绿化要尽量减轻荷载, 因此, 尽量选用密实度、容重小的轻基质。理想的基质容重应该在0. 1~ 0. 8g/ cm3, 最好在0. 5 g/ cm3。但在作为乔灌木栽培基质时, 容重又不能过轻, 否则不能牢固锚定植物, 而且在植物根系没有充分展开时容易被风吹走。如稻壳、草炭容重过轻, 不宜单独作为乔灌木的栽培基质, 但可以作为草皮基质。同时,为保持屋顶排水畅通, 基质的排水性和持水性必须很好地协调, 即对孔隙度和大小孔隙比有很高的要求。普通粘性土、砂质土不宜直接作为屋顶绿化栽培基质。一般来说大小孔隙比在1:( 1. 5~ 4) , 或有30% ~ 50% 的持水孔隙和15%~ 20% 的通气孔隙, 植物生长良好 。

基质的粒径大小与孔隙度之间有很大的关联, 从屋顶排水方面考虑, 基质粒径不能过小, 否则细小颗粒在雨水和浇水的冲洗下会阻塞排水层, 影响排水 。在化学性质方面, 主要是基质的pH 值要适合所栽培的植物, 一般来说pH 值在5. 5~ 7. 0 都能适合各种植物生长。象醋糟则过于偏酸, 而煤渣则偏碱性, 应进行调节或混配。电导率(EC) 不能过高, 一般不能超过3. 5 ms/ cm, 特别是苗期尤其要低。此外, 基质还应有高的阳离子交换量(CEC) 和缓冲性能, 以利保肥。由于屋顶绿化( 特别是庭院式) 还要供人观赏, 基质不能有令人难闻的气味和难看的色彩, 不易招诱昆虫和鸟兽。

3  常见基质的基本理化性质

表1 列举了常见栽培基质的理化性质, 以供选配。表1中数据为综合各文献所得, 不同产地会有一定的差异, 象草炭则在同一产地不同深度开采的也会有差异。各类低容重的轻基质在浇水饱和后其湿容重则基本上接近1 g/ cm3。近年来各地无土栽培研究中也都在开发本土化的栽培基质, 栽培基质种类越来越多, 特别是利用工农业废弃物等生产的基质受到重视。如食用菌生产中的培养基废料, 制糖工业中的废蔗渣, 制醋的醋糟, 芦苇末基质等等, 层出不穷, 都可以适当选用。另外, 多孔陶粒在屋顶绿化中通常作为过滤层的组成,实际上也是良好的栽培基质, 完全可以作为栽培基质使用,尤其是采用营养液栽培时。