节水型植物在干旱城市中的景观设计研究

known 发布于 2025-07-17 阅读(318)

摘" " 要:干旱城市降雨稀少,如何合理配置水资源,合理设计城市景观是当前亟须解决的问题。以新疆干旱地区作为研究对象,选择乔木、灌木、藤类作为代表性植物。设计多种植物组合形式,发现节水型植物乔木在15d、30d、45d和60d的成活率分别为99.8%、98%、98%和97%,存活性最高。另外,结合层次分析法计算生态度、观赏度的权重,评价系数高达0.49,一致性检验结果证明了乔木更适合干旱城市,并得出以垂直结构设计的城市景观更具观赏性,有利于城市建设。

关键词:干旱城市;水资源;节水型植物;植物生长;景观设计

中图分类号:TU985" " " " " " " " " 文献标识码:A" " " " " " " 文章编号:1005-7897(2025)01-0100-03

0" 引言

随着我国经济的高速发展,景观绿化建设进入了一个全新的发展时期,在全球暖化趋势日益明显的今天,干旱城市正面临着日益严重的缺水问题[1]。如何既能保障城市绿化的生态功能,又能节约用水,是目前干旱城市景观设计面临的一个重要问题。干旱区降水稀少,地表水源匮乏,加之养护不便等问题,对植被景观的正常生长构成了极大的威胁。苛刻的生长条件要求植物对环境有强大的适应性。为此,在选择干旱城市景观植物物种时,既要兼顾植物对干旱环境的适应能力,又要对其进行合理的配置[2-3]。

本文以新疆维吾尔自治区(简称“新疆”)干旱区有“魔鬼城”之称的克拉玛依市为例,通过研究各种节水型植物的适应与存活能力,确定适合干旱城市的节水型植物景观配置方案设计。结合层次分析法,从节水型植物的筛选、应用和效果评价3个角度,评价节水型植物不同组合和布局权重,为干旱城市的景观设计提供参考依据。

1" 研究内容

抗旱、耐盐碱、耐低温是节水植物选育的首要条件,通过对各树种的生长特性及适应能力进行评价,选出适宜干旱城市发展的节水型植物。在园林设计中,应充分考虑到植物的观赏性与生态性,从而保证园林设计的多样化,充分发挥其生态功能。

1.1" 环境条件

本文以新疆具有代表性的干旱城市——克拉玛依市及其周边区域作为研究区域。克拉玛依市位于新疆西北部,准噶尔盆地西北边缘,是一个典型的荒漠干旱城市。气候变化影响显著,冬冷夏热、日温差大、降水稀少、蒸发速率高、地表水源缺乏。通过对该城市人工造林模式下不同类型节水植物的存活、生长及节水效果进行比较研究,以期为该城市及类似城市的园林绿化营造提供理论依据和技术支撑。

1.2" 调查方法

以不同类型的节水型植物为研究对象,选择具有代表性的植物。在植物规模与范围界定上,传统的取样方式以自然植被为主,但由于国内景观植物以人工栽植为主,且兼顾植物景观的完整性,故本文拟选取边界明确的节水型植物群落。

1.3" 物种构成

经调查,新疆干旱城市市区园林调查样地的植物种类共有145种,65科117属,如表1所示。新疆干旱城市城区公园内,乔木、灌木、草本、藤本、竹子等植物种类繁多,是一种重要的景观类型。

1.4" 评价方法

1.4.1" 景观评价指标筛选

评估指标的科学性和合理性,将直接影响评估结果的准确程度。对于干旱地区,要从生态和景观两个角度来评估节水型植物的景观作用。

利用层次分析法构建节水植被景观的评估指标,并以此为基础,开展城市园林绿地系统的节水综合评价研究。综合评价层次结构模型如图1所示。该评估模型包括3个指标层:目标层(A)、准则层(B)和因子层(C)。其中,准则层视觉景观评价要素包括植物形态、色彩搭配、绿视率、枯落物和层次分析度。

1.4.2" 景观评价指标权重确定

基于理论建立了成对评判矩阵P=(Pn),n=j,1,2,3……,用自然数1~9及其倒数来表示两个成对指标间的相对重要度,通过专家分配,将判断矩阵P的最大特征根λ设定成λmax,用W作为对应的特征矢量,求出判断矩阵P的本征根。将W的结果进行标准化,得到的B级对应要素对上一水平A层中某个因子的相对重要程度,也就是分级排序。对P中的各元素进行乘法运算,得到各积的n次幂。对方根矢量进行归一化以求得排序权,求出最大特征根λ判断矩阵的相合性,如下:

式中:CI——相容指数;RI——平均的随机相容性指数;CR——随机相容性指数,CR<0.10。平均随机符合指数如表2所示。

层级总序就是求出各层级在各层级间的相对重要性,实质上是各层级间各层级的权重组合。该系统的总体等级权重相容性指数如下:

在CR<0.10的情况下,判定矩阵的相合性较好;否则,需要调整判断矩阵。

1.4.3" 确定综合分值

在确定了每一项指标的评判准则后,利用多因素综合评估法,建立节水型植被景观的综合评估公式:

式中:Y——定量比较评估分值模型中各个层次的指标因素。用自然数1~9及其倒数来表达两个指标间的相对重要度,并将判断矩阵填入其中,然后用程序来算出准则层和因子层的各个单项权重,然后再进行一致性测试[4]。将各项加权系数相加,得到加权系数。准则层各指标权重值如表3所示。生态度和观赏度的权重分别为0.49、0.32,一致性检验分别是3.05、0.59。

2" 结果分析

2.1" 含水量

由于干旱地区植被需水量存在着明显的差异性,本项目拟选择具有代表性的物种作为研究对象,对其需水量特征进行深入研究。选取的植物种类主要有藤类(金银花、天竺葵)、乔木(榆树、玉兰)和灌木(女贞、夹竹桃)。为了保证研究成果的准确、可靠,拟设置20d的观测周期,在不浇水的条件下,对不同树种的耗水规律进行研究。图2为不同类型植物耗水量对比。1~5d内,藤类植物含水量下降最快,乔木类植物的含水量下降最慢。第5天时,藤类植物含水量为5%,灌木类植物含水量为10%,乔木类植物含水量最高,为20%。结果表明,在同一生境下,3类植物中,乔木类植物具有更强的抗旱能力。因此,干旱城市景观建设应该以乔木为主导[5]。

接着,调查了不同类型植物在60d内的存活率。各个路段植物景观种类选择如表4所示。金银花、天竺葵的耐旱性为弱。

2.2" 成活率

抗旱性是干旱区植被配置的首要依据,也是衡量节水型植被对干旱环境的适应性的指标。记录各地段不同天数节水型植物的存活率,如表5所示。节水型植物种类中,乔木在15d、30d、45d和60d的成活率分别为99.8%、98%、98%和97%,成活率较高,这表明乔木对干旱具有较高的耐受性,对环境具有较好的适应性。

克拉玛依市具有独特的日照条件,昼夜温差大,夏热冬冷,对植物的抗旱抗寒能力提出了更高的要求,所选取的乔木品种均具有较高的抗旱抗寒能力和较高的存活率。具体而言,女贞和夹竹桃由于耐寒力弱,存活较难;金银花和天竺葵均为常用的木质藤本,虽喜阳耐旱,但对温度要求偏高,对克拉玛依市这种独特的气候条件并不适应,尤其天竺葵属喜光但不耐寒的植物,成活率较低,并不适宜在克拉玛依市种植。综上所述,根据克拉玛依市当地的气候特点、节水型植物的生长习惯以及存活率等,筛选出适宜于克拉玛依市的造林树种为乔木树种。

3" 景观格局

在上述研究结果的基础上,对节水型园林的营造原理进行剖析,提出了复层植被景观和丛林型两大类节水植物景观格局,既可节约用水,又可创造出独具特色的园林景观,提高城市绿化的生态与观赏价值。

综合评价表明,乔木、灌木是主要的植被类型,而地被植物和草地组成的复合结构植物群落由近自然半开放复合植被和封闭灌木复合植被组成。节水型复层群落结构应该是以节约用水的植物为主要材料,上层选择阳性树种,中层选择半耐荫的灌木,底层采用抗逆的地被,如果需要活动的地方,可以在上面配置的空间里选择一些长势旺盛、枝叶通透性好的乔木,确保中间灌木和下面的地被能够很好地生长。表6为新疆干旱区城市节水园林复层植被格局。

垂直结构也被称为竖向结构,包括一个闭合的竖直平面和一个开放的顶部平面。所谓“垂直面”就是一排低矮的树木,茂密的树冠,茂密的枝叶,或者是精心修剪过的高高的绿色篱笆,这样视野两侧就会被完全封锁,而前面和顶部则是敞开的“夹景”的景观效果,不仅可以指引道路,还可开阔视野,达到遮挡丑陋、提升美感、增强空间感的目的。基于评估结果和景观优化需求,本次设计在尽可能保留原有树木的前提下,进行适度的调整与优化,设计如下。

(1)对于原有分散生长的大量胡杨幼苗进行清理,以避免后期植物生长过于稠密和杂乱,确保空间布局更加整洁。路旁原有的五株三刺皂荚因长势良好、树形优美,被保留并重新规划栽植,与冻绿形成丰富的垂直空间层次。此外,将原本零散分布的狼尾草移植到铺路石旁,既优化了植株的空间配置,又增强了景观的层次感。

(2)将原来的木珊瑚移至合适的植被区域,以改善植物的生长环境。对花柴、沙打旺和灌木罗布麻等进行有序的移植和再植,以强化景观效果。清理一年生植物灰藜草,因其景观效果较差且易于杂乱。心叶驼绒藜采用片状种植,并根据空间需求进行了梳理和捆扎处理,提升整体观赏性。

(3)为了增加植物景观的层次和质地,用密花香薰取代前期的狼尾草,营造出更为丰富的植物群落效果。

本次修整兼顾生态价值与景观美学,为区域景观优化提供了良好的示范

4" 结语

为充分发挥节水型植物在干旱城市景观设计中的效果,以克拉玛依市为研究对象,运用AHP方法,对各个指标进行了权重计算,建立了节水型植被景观的综合评判模型。结果显示,在1~5d内,藤类植物含水量下降最快,第5天时,乔木类植物含水量最高,达到20%,乔木类植物的含水量下降最慢,得出乔木的抗旱性比其他植物强。此外,乔木在15d、30d、45d和60d的成活率较高。因此,在干旱区景观设计中,应优先采用乔木树种。

参考文献

[1]" 张岩峰,谷媛媛,范晓珑,等.植物内生菌在建设节水型园林中的潜在应用[J].河北省科学院学报,2023,40(2):69-74.

[2]" 张其亚,卢小毅,徐自恒,等.高效节水控水灌溉技术在园林绿化中的发展应用研究[J].花卉,2023(20):4-6.

[3]" 许博文,刘晖,曹朔.低碳视角下西北地区城市绿地的适水种植设计途径[J].中国城市林业,2023,21(4):51-58.

[4]" 李媛.探究节约型园林景观设计的营建方式[J].中州建设,2022(3):63-65.

[5]" 张栋,刘桂华.郑州市树木园植物群落景观综合评价[J].中南林业科技大学学报,2023,43(10):178-186.

作者简介:王雨嫣(1992— ),女,汉族,内蒙古呼伦贝尔人,本科,工程师,研究方向为园林景观设计。

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