论文摘要
绿化植物的光合与蒸腾作用能够有效地缓解城市“热岛效应”,但由于城市土地价格的昂贵,能够用于绿化的土地面积越来越少,由于屋顶绿化不需要占用额外的土地而同样能够改善城市生态环境,因此在人口与建筑密集的大中型城市中越来越受到重视。草坪式屋顶绿化对建筑物的屋顶承重要求极低,几乎可以应用于所有屋顶上,因此在我国屋顶绿化中占主导地位。然而,由于草坪式屋顶绿化植物的根系基质层很薄,一般不超过15cm,而且不能进行精细的养护管理,因此草坪式屋顶绿化要求植物具备极好的抗旱性、抗热性和四季的稳定生长,绝大多数绿化植物都难以在这种极端的屋顶环境中生长良好,目前,我国大面积应用于草坪式屋顶绿化的植物只有景天科的佛甲草。长期单一草种的屋顶绿化也逐渐暴露出了一些虫害和病害问题,屋顶绿化败景现象也日益加重。因此,有必要筛选更多适应于薄层生长基质的草坪式屋顶绿化植物种类,来丰富屋顶绿化景观,使屋顶绿化的生态、经济、社会、观赏价值得以最大化的体现。本论文在对常绿(彩)地被植物四季稳定性观察的基础上,开展了中华景天、胭脂红景天、花蔓草、佛甲草等四种屋顶绿化候选植物的抗旱、抗热性状的鉴定研究;对四种暖季型草坪植物交播多年生黑麦草的常绿草坪模式进行了春季草种的转换评价,并探索了草地早熟禾与假俭草、海滨雀稗混种实现草坪常绿的可行性,具体研究结果如下:(1)四种屋顶绿化候选植物的生长和生理指标都随热胁迫的程度而变化,且不同植物之间差异显著。其中佛甲草受到热胁迫最严重,其目测质量、盖度、叶片相对含水量下降最多,叶片电导率增加最大,在热胁迫15 d后几乎全部死亡,其耐热性表现最差;花蔓草在目测质量、盖度等指标的下降幅度均小于佛甲草,叶片电导率的增幅也小于佛甲草,其耐热性要略高于佛甲草。胭脂红景天在目测质量、盖度、相对含水量上的下降幅度均低于佛甲草和花蔓草,其电导率的增幅也低于佛甲草和花蔓草,其耐热性要好于佛甲草和花蔓草。中华景天在热胁迫条件下的目测质量、盖度、相对含水量、电导率的变化幅度最小,表现最为稳定,耐热性明显优于佛甲草、花蔓草和胭脂红景天,在四种候选植物中耐热性表现最好。(2)四种屋顶绿化候选植物的生长和生理指标都随干旱胁迫的程度而变化,并且植物之间差异显著。胭脂红景天在干旱胁迫下叶片含水量下降幅度最大,叶片电导率和丙二醛含量上升幅度最大,但其株高、盖度和目测质量等生长指标分别到胁迫后的第35 d、21 d才出现显著下降,明显比其它三种植物要迟,而且在复水后能够迅速恢复生长,表明胭脂红景天对干旱胁迫的生理反应快,但对干旱伤害的修复能力较强,抗旱性能较好;花蔓草在干旱胁迫中株高下降幅度最小,盖度和目测质量的下降主要是由于其下层老叶的枯萎脱落引起,在干旱胁迫的第42 d,新叶仍保持较高的叶片含水量,叶片电导率和丙二醛含量的上升幅度也最小,表明其有较好的耐干旱伤害能力,另外在复水3 d后能完全恢复,说明花蔓草具有极强的耐旱性能;佛甲草各项指标出现显著变化的时间都晚于其他三种植物,叶片电导率和丙二醛含量分别在21 d和35 d开始出现大幅度上升,表明干旱伤害程度较大,即使复水植物也无法恢复,在试验结束时植物已全部死亡;中华景天则是对干旱胁迫形态反应最早的植物,在干旱胁迫的第7 d植株即出现萎蔫,叶片电导率出现持续上升,株高、盖度和目测质量的下降幅度显著大于胭脂红景天和花蔓草,在干旱胁迫的42 d,植物已经死亡,即使复水也无法恢复。从四种候选植物的抗旱性能分析,胭脂红景天的抗旱性主要表现在对伤害的修复能力上,花蔓草的抗旱性主要表现在对干旱胁迫的耐受能力上。这两种植物的抗旱能力要显著高于佛甲草和中华景天。(3)暖季型草坪交播多年生黑麦草是气候过渡带地区草坪实现四季常绿的主要方法之一,而春季草种的顺利转换是交播草坪成功的关键。本试验测试的四种暖季型草坪均能实现春季草种的顺利转换,春季草坪目测质量均维持在7.1以上,高于可接受草坪的质量(6.0)。从草种转换速度看,四种暖季型草坪之间存在着显著差异,海滨雀稗春季转换速度最快,其次为运动百慕大与矮生百慕大,假俭草最慢,到7月5日,四种暖季型草的盖度已分别达到100%、97%、91%、82%。(4)在2007年春季草地早熟禾草坪中混种海滨雀稗和假俭草后,海滨雀稗和假俭草在与草地早熟禾的竞争中占相对优势地位,到2007年夏季海滨雀稗和假俭草在草坪中的盖度已分别上升到了98%和99%。在四季草坪质量表现上看,夏季与秋季混播草坪与海滨雀稗和假俭草单播对照的差异不显著,但显著高于草地早熟禾单播对照;冬季与春季混播草坪的质量要显著高于海滨雀稗和假俭草单播对照,但显著低于草地早熟禾单播对照。由于海滨雀稗和假俭草的匍匐生长习性,容易造成成片的竞争优势,在其冬季枯黄后,残留的草地早熟禾分布极不均匀,因此混播草坪冬季的质量仍较差,分别只有2.5和2,显著低于草地早熟禾单播对照。因此需要在栽培管理上加强混播草坪的调控,抑制海滨雀稗和假俭草春季和夏季的封闭性匍匐生长,才有可能保持混播草坪四季质量的稳定。以上研究结果表明,胭脂红景天和中华景天的耐热性要显著高于佛甲草,花蔓草的耐热性也略高于佛甲草;胭脂红景天和花蔓草的耐旱性和干旱恢复能力较强,显著高于佛甲草,中华景天的耐旱性略低于佛甲草,因此,胭脂红景天、中华景天和花蔓草均可以作为草坪式屋顶绿化的候选草种。海滨雀稗、运动百慕大、矮生百慕大和假俭草秋季交播多年生黑麦草后均能实现春季草种的顺利转换,有可能作为常绿草坪技术应用到屋顶绿化中;草地早熟禾与海滨雀稗或假俭草混种后,在竞争中处于相对弱势地位,冬季的草坪质量仍较差,需要在控制海滨雀稗或假俭草春夏季的匍匐生长方面作进一步的研究。