基质在屋顶绿化中的应用
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屋顶绿化的简介
屋顶绿化是指在建筑物顶上种植乔木、灌木、花卉、草坪、蔬菜和水生植物，与地面绿化最大的差异在于种植的土壤不与自然土壤相连，是一种不占用地面土地的绿化形式[1]。屋顶绿化又可称为“空中花园”、“天台绿地”、“城市第五立面”。一般而言，当前存在3 种屋顶绿化的类型，分别是密集型屋顶绿化、半密集型屋顶绿化和拓展型屋顶绿化[2]。屋顶绿化的项目大致有两类，一是不能上人的简单屋顶绿化；二是可上人的具有休息设施的屋顶绿化；前者是屋顶绿化的简单形式，适合于小面积屋顶的绿化；后者则适合于面积较大的屋顶的绿化。
无论采用那种类型绿化的屋顶，都具有节约土地资源、扩大绿化面积、吸尘、净化空气、保暖、隔热、节省建筑耗能的作用，保水性良好的屋顶绿化可以在雨季缓解城市地面排水的压力，改善城市水域的水质，这一优点在南方城市尤其重要。密集型屋顶绿化既具有增加景观的生态效益作用，又提供了安静的户外活动空间，在改善了城市人们的生活质量和工作质量方面起着重要的作用。
无土栽培基质的种类与特性
可用于无土栽培的固体基质有多种，如草炭、岩棉、蛭石、珍珠岩、树皮、锯末、沙、泥炭、稻壳、炉渣、陶粒、各种泡沫塑料等。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，因地制宜，就地取材，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。如表1所列常见的有机废弃物，层出不穷，都可以适当选用[3]。常用的基质理化性质见表2，3所示[4]。
从表2，3可以看出，每种基质的特点不一，如基质pH值偏高或偏低；基质分解有快有慢等。所以，单一用一种基质就存在这样那样的问题，各单一基质的理化性质都不能达到理想点，而混合基质由于它们相互之间能够优势互补，使得基质的各种性能指标都比较理想。加之操作与经济因素，因此，通常选择2～3 种基质混配使用。
屋顶绿化对基质的要求
轻质――降低屋顶荷载
基质自身是有一定的重量的，它和园林植物都会给屋顶带来一定的荷载，因此，要尽量选择较轻的基质，不致对建筑物产生较大影响和破坏。理想的基质容重应该在0.1～0.8 g/cm3，最好在0.5 g/cm3。
排水性和持水性协调――防漏渗水
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[5]。
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。
适宜植物生长
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。过于偏酸或偏碱性的，应进行调节或混配。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[6]。当然，基质本身具有一定的肥效也是很好的一个选择。
适于当地气候特性
我国南北方气候差异较大，不同地区会出现各种不良的天气。比如夏季高温干旱和冬季寒冷干燥，对基质的导热系数和保水性要有一定的要求；春夏大风，对基质的容重也一定的要求；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。秋季冷凉潮湿，对基质的保温性和通透性有一定的要求。
无其他副作用
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。另外，容易被风吹起形成浮尘的也不适合作为屋顶绿化的基质。
经无土栽培的生产实践研究，表明混配基质可以取得更好的栽培效果，加上经济成本因素，有机、无机复合基质是最佳的选择。
无土轻型保绿基质
江苏省中国科学院植物研究所上世纪九十年代研制的无土轻型保绿基质，在成功地进行小试的基础上，已运用于大面积的屋顶绿化。无土轻型保绿基质特点是重量轻，疏松透气，保水保肥力强；适合各类植物生长；长期使用不需更换；无病虫害寄生；搬运方便，可代替土壤用于立体绿化。
无土轻型保绿基质是利用环境中的废弃物，例如：某些工农业下脚料、枯枝落叶、木屑、煤渣等，经过生物工程处理，进行合理配比而成。无土轻型保绿基质的诞生必将加速我国城市立体绿化的进程，在创建花园式城市的过程中发挥它应有的作用[7]。
节水立体绿化基质
上海植物园秦俊等[8]为研究节水型生态建筑立体绿化栽培基质，采用四因素、四水平的正交设计方案，配制了16 种栽培基质。结果表明：盖沙对栽培基质节水能力有明显提高。推荐节水立体绿化的栽培基质配方：配方（草炭25%、木屑 12.5%、珍珠岩 0、椰糠 62.5%组合）、配方（草炭 43%、木屑 25.7%、珍珠岩 25.7%、椰糠 5.6%组合）。
有机、无机复合型屋顶绿化基质
湖南省园艺研究所李卫东等[9]推出了多种有机、无机复合型屋顶绿化基质。该产品开发在原材料选择、关键技术、产品性能上均有自己的特色。该产品主料为天然矿质和经充分堆制腐熟的有机材料，其中有机材料选择长沙本地区工农业清洁废弃物，再添加有机与无机肥料、有益微生物和其它化学、生物添加剂等，并采用先进技术快速腐熟，经过严格的生产工序加工而成。该产品具有无污染、无异味、有效养分含量高而全、长效缓释、质轻多孔、防虫驱虫、增强苗木抗病能力等突出优点，是长沙多家园林单位连续多年选用的产品，尤其适合作为屋顶绿化的栽培基质。
人工轻质土
目前国内外屋顶绿化中，出现了普遍使用的人工轻质土。采用人工轻质土，不仅可以大大减轻屋顶荷载，而且还可根据各类植物的不同要求，配置养分充足、酸碱度适合的种植土，以更利于植物的生长。除此以外，由于人工轻质土呈干燥、轻便的状态，所以便于运输，施工性好，不会弄脏衣服，不污染环境。
常用基质主要有稻壳灰、锯木屑、草炭土、泥炭土、蛭石、沙质土、珍珠岩、泡沫有机树脂制品等。在实际使用时， 通常做法是将几种轻质基质按一定比例和腐殖土混用。
日本采用人工轻质土，其土壤与轻质骨料（蛭石、珍珠岩、煤渣和泥炭等）的体积比为3：1，容重约为1400 kg/m3；美国和英国的人工种植土成分为沙土、腐殖土、人工轻质材料等，容重在1000～1600 kg/m3；德国采用腐殖质、泥炭、泡沫质屑和有机肥料合成的人工种植土，容重按不同的配合比在700（纯泥炭） ～1500 kg/m3之间以土壤为基础的基质，由于土壤粘性大，通常与蛭石、珍珠岩、沸石、泥炭锯末、椰糠、花生壳等轻基质或有机质按照体积比3：1或5：3配制，对植物生长和减轻屋顶负荷都十分有利。国内如北京长城饭店以草炭、蛭石和沙土按照7：2：1混合，容重为780 kg/m3，取得很好的效果。上海一些工厂屋顶采用城市垃圾堆肥经过严格消毒、筛选和腐熟，混合成具有通气好、排水性好、有一定保温性的轻质种植土，其容重仅670 kg/m3，也取得很好的效果。
此外， 应用人工轻质土进行屋顶绿化时， 在施工过程中应注意以下几个方面：一是如使用一般绿化树种作屋顶绿化， 则应尽可能采用无需特殊灌溉设备的复合土壤栽培法； 对营养要求高的花草， 尽可能使用专用人工基质， 固定设置灌溉设备。二是以有机质为主要成分的人工轻质基质， 随着有机质的分解，会出现下沉， 因此应考虑补充， 经常达到所要求厚度。三是使用人工轻质基质， 因其干燥时易飞散， 应边洒水边施工， 施工中如遇强风， 则应中止作业。
【参考文献】
[1]刘宗群，黎明.绿色住宅绿化环境技术[M].北京：化学工业出版社，2007：8.
[2]Erner・Peter・küsters. Regulation is needed for China，s Roof Greening[J].LANDSCAPE ARCHITECTURE，2006（4）：39～44.
[3]李谦盛，郭世荣，李式军. 利用工农业有机废弃物生产优质无土栽培基质[J]. 自然资源学报， 2002，17（4）：515-519.
[4]高丽红.无土栽培固体基质的种类与理化特性[J].农业工程技术（温室园艺），2004（2）：28-30.
[5]郭世荣.无土栽培学[M].北京：中国农业出版社，2003.
[6]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.
[7]宋正达，卞咏梅.立体绿化与无土基质[J].江苏绿化.1997，（2）：24.
[8]秦俊，胡永红，王丽勉.节水型生态建筑立体绿化栽培基质研究[J].中国农学通报， 2007，（01）：216-219.
[9]李卫东，庄志勇.屋顶绿化系统的栽培介质研究[J].湖南农业科学，2008，（1）：136-138.