上海佛甲草模块式屋顶绿化夏季昼夜节能效应研究

利用屋顶绿化隔热,对降低夏季空调耗能尤为重要。目前中国还缺少针对其日照环境差异下夏季昼夜热效应的全面考察研究。借助建筑日照分析将试验屋顶划分为4个日照区间,利用HOBO小气象站测取环境温度数据、热电偶昼夜连续测取不同日照区间多点温度数据,综合分析上海佛甲草模块式屋顶绿化的昼夜隔热效果。研究结果表明：试验屋顶绿化在夏季白天的隔热效果明显,最大屋面降温值可达28℃以上,日照越强隔热效果越明显;夜间的散热效果不及裸屋面;且存在最高温度时滞效应。其对建筑节能的昼夜综合效应,需要结合建筑屋顶构造自身的保温隔热性能、屋面日照条件以及建筑的昼夜使用节律做进一步的深入研究,以期达到屋顶绿化经济价值与节能效益的最大化。     

亚热带季风区城市典型绿化屋顶的径流削减效应

屋顶绿化能够削减暴雨径流,降低城市内涝发生频率,促进可持续雨洪管理。针对亚热带季风气候区典型绿化屋顶的全年径流削减效应,以南京为研究区,以简易型、花园型两类绿化屋顶为研究对象,基于1年现场观测数据及水量平衡方程,分析屋顶雨水的滞蓄、蒸发与径流量随季节变化规律及其关键影响因子,采用SCS-CN模型计算绿化屋面的径流曲线数(CN),并估算城市尺度大面积屋顶绿化的暴雨径流削减效果。结果显示,简易型、花园型绿化屋顶全年径流削减率分别为42%和60.7%;径流削减效应的四季排序为春季冬季秋季夏季,平均径流削减率依次为78.6%、47.5%、33.2%、32.9%(简易型)及98%、84.3%、49.5%、48.1%(花园型);土壤基质层对雨水截留起主导作用,分别占径流削减总量的52%和62%;雨量和雨强是影响径流削减效应的关键因子,与径流削减率均呈显著负相关关系(P0.01),初始土壤湿度与简易型绿化屋顶的径流削减率呈显著负相关(0.01P0.05),但与花园型的径流削减率无显著相关性;基于全年77次降雨事件的降雨量-径流量数据测算得到简易型和花园型绿化屋顶的CN值分别为92和88;若南京主城区所有建筑屋顶面积的60%实施两类绿化,则其全年径流量可分别削减2.8×10~7 m~3和4.2×10~7 m~3。以上研究结果可为城市雨洪管理和海绵城市建设提供科学依据。     

广州市屋顶自然生长的植物

本文报道了广州市屋顶自然生长的植物种类调查结果,共记录维管植物49科109属128种.通过调查及分析,推荐16种有较好屋顶绿化潜力的物种.     

屋顶绿化生态系统调节服务与政策效应研究综述

屋顶绿化作为基于自然解决方案的一种生态战略,可以有效缓解城市的一系列生态环境问题。为了更好的挖掘屋顶绿化在城市生态系统中的应用潜力,需要从屋顶绿化生态系统调节服务出发,全面且定量地认识屋顶绿化与城市生态系统的关联机制。阐述了屋顶绿化的构成要素,屋顶绿化生态系统调节服务的内在机制;回顾了屋顶绿化生态系统主要调节服务与政策推动建设效果;从屋顶绿化推行制约因素及生态系统调节服务研究等方面进行了展望。目前,屋顶绿化研究主要侧重于环境调节服务。在水环境调节方面,当前多针对屋顶绿化的水环境调节功能开展研究,还需进一步从屋顶绿化生态系统水循环的角度探究,明确屋顶绿化在什么条件下是径流的污染源。在热环境调控方面,多数研究集中在量化屋顶绿化对城市热环境的影响,而驱动屋顶绿化降温效应的内在机制与城市热环境调节服务之间的定量联系还尚需深入研究。在建筑能耗方面,目前仍然缺乏建筑物的能源性能建模所需的屋顶绿化物理参数,需要基于长时间观测数据构建能量传输模型,从建筑-基质-植被-大气耦合的角度,综合研究屋顶绿化能量流动的过程与机制,明晰屋顶绿化与裸露屋顶之间的能量流动差异。在政策推动效应方面,我国屋顶绿化政策类型相对单一,缺乏覆盖整个屋顶绿化生命周期的推广政策。建议多维度、大范围的推动屋顶绿化建设,以期更好的改善城市生境。     

街区尺度屋顶绿化热效应及其与城市形态结构之间的关系

研究探讨大面积屋顶绿化如何改善城市冠层内部三维空间的热环境,改善效果与城市形态结构之间存在的关系。基于三维小气候模型ENVI-met 4.2,开展街区尺度屋顶绿化热效应研究。在南京市选择具有不同形态结构特征的8个典型样区,每个样区设置2种朝向(街道与主导风向平行或相交)、3种屋顶绿化情景(传统光屋顶、简易型绿化、复合型绿化),共对48种情景进行了微气候模拟与分析。结果表明,街区尺度屋顶绿化产生的"冷岛"可从屋面扩散到地面空间,缓解城市冠层热岛效应。白天14:00时,8个样区屋顶1.5 m高处的降温强度最高可达0.64℃,样区平均降温强度最大值为0.44℃;地面1.5 m高处的降温最大值为0.55℃,样区平均降温强度最大值为0.25℃。建筑高度、高宽比、容积率与屋面、地面降温强度之间均存在显著负相关关系;建筑密度与屋面降温强度显著正相关,但与地面降温强度之间无显著相关性。总的来说,紧凑低层建筑区和开敞低层建筑区实施屋顶绿化后产生的降温效应明显高于紧凑和开敞高层建筑区;建筑高度和密度相同时,街道走向与主导风向呈45°夹角比与主导风向平行具有更高的降温强度。研究结果能够促进对亚热带城市地区建筑-植被-大气相互关系的深入认识,并为屋顶绿化实践提供指导。     

高度城市化地区既有建筑屋顶绿化建设潜力评析——以上海中心城区为例

广泛的屋顶绿化是改善城市生态环境的重要举措。为探求中国高度城市化地区屋顶绿化建设推广的可行途径,综述了国外先进国家的屋顶绿化建设历程以及针对既有建筑的拓展型屋顶绿化的建设难点,并以中国屋顶绿化发展较早的上海为例,对其中心城区（即上海市外环线以内的区域,总面积约667.80km2）既有建筑的屋顶绿化进行了适建性评估。国外屋顶绿化建设领先的国家大多经历了从鼓励到强制、从新建建筑到既有建筑的历程;针对既有建筑的拓展型屋顶绿化的建设更具技术挑战性,必须进行构造创新、基质优化、植物精选和成本控制;上海已率先发布屋顶绿化建设的强制性政策,相关技术研发已有相当基础,但推广建设类型仍有局限,拓展型屋顶绿化极具建设潜力。     

四种鸭跖草科屋顶绿化植物对水分管控的响应

以牛轭草(Murdannia loriformis)、细竹篙草(M. simplex)、假紫万年青(Belosynapsis ciliata)及假紫万年青毛叶变种(B. ciliata var. vilosa)等4种植物为试材,探讨不同屋顶绿化植物在不同水分管理条件下的生长情况以及对干旱胁迫的响应。结果表明,4种植物在浇水周期较短(2 DIW和6 DIW,即每隔2 d和6 d浇一次水)的处理下,其地上部分和根系生物量积累较快,植株根系体量较大,侧根生长较多;而浇水周期较长(10 DIW和15 DIW)的处理减缓植株地上部分及根系生物量的积累;根系形态明显受到控制性浇水管理的影响。非充分浇水管理下(6DIW和10DIW)的植株在持续干旱胁迫下表现出较稳定的叶片相对含水量、根系活力和较好的抗旱性,而在频繁浇水管理(2 DIW)和浇水周期较长处理(15DIW)后,4种植物在持续干旱胁迫下的生理响应都较为剧烈,表现出较差的抗旱能力。因此,在4种鸭跖草科植物建植期间可通过适度浇水(6～10 DIW),以维持植株较稳定的根系活力和较强的抗旱性。     

高度城市化地区屋顶绿化径流调控效益评价——以厦门岛为例

屋顶绿化的降雨径流调控效益对城市水安全与可持续发展具有重要作用,尤其是在土地资源紧缺与环境问题突出的高度城市化地区,然而目前针对城市尺度进行屋顶绿化降雨径流调控效益的研究较少。以厦门岛142 km~2的典型高度城市化地区为研究对象,采用ArcGIS与SCS-CN水文模型,研究了四种屋顶绿化实施场景在四种不同重现期(2、5、10、20年)降雨事件下各汇水区屋顶绿化的降雨径流调控效益,并依其空间分异特征制定差异化生态建设策略。结果显示,(1)平均地表径流减少率随城市屋顶绿化量的增加从0.91%增加至4.51%,随降雨强度的增加从2.86%下降到2.01%。屋顶绿化对南部城市核心区中山路商圈汇水区的地表径流削减作用最为显著,在2年重现期降雨事件和100%屋顶绿化实施场景下地表径流减少了8.84%。(2)厦门岛易积水区域主要分布在高崎机场、西北部港口、筼筜湖、五缘湾和环岛路;在四种屋顶绿化实施场景下,平均积水深度降低1.68、4.68、6.45、14.43 cm,平均积水面积减少6.11、16.89、23.29、52.06 hm~2,而随着降雨强度的增加,积水面积减少率幅度降低,屋顶绿化对中低...     

基于环境效能的屋顶绿化研究性设计——以同济大学屋顶花园为例

当前国际前沿的屋顶绿化研究表明,屋顶绿化的城市能源和城市生态环境等环境综合效能越来越受重视。结合屋顶绿化全生命周期分析,提出基于环境效能的“预研究、深化设计、效能评估”的屋顶绿化研究性设计,并将此设计方法应用于实际案例Joy Garden屋顶花园中,对其进行风环境和日照模拟,初步设计出3种方案,从安全性、环境效益和全生命周期的角度评价并确定最佳方案,在此基础上进行基于环境效能的深化设计项目建成后的效能评估结果表明,案例屋顶花园在建筑节能、雨洪管理、改善城市热环境、增加城市生物多样性等提高环境效能方面均起到一定的积极作用。     

森林次生演替和土壤层次对微生物群落结构的影响

森林次生演替与生态系统结构和功能的动态变化密切相关。大多数研究主要关注植物群落以及土壤有机碳(SOC)的变化,然而土壤微生物群落如何响应森林次生演替还需要进一步探究。本研究以长白山森林次生演替序列(20、80、120、200和≥300年)和两个土壤层次为对象,采用磷脂脂肪酸微生物标志物,探究温带森林次生演替过程中地下微生物群落结构变化。森林次生演替改变了土壤微生物群落结构,主要归因于某些特定微生物类群的变化,演替前期革兰氏阴性菌和腐生真菌占主导,而在演替后期革兰氏阳性菌和丛枝菌根真菌占主导。另外,土壤有机质数量和质量差异是影响微生物群落结构和生物量的主要环境因素。森林演替前期和中期增加的SOC含量促进了微生物生物量,而演替后期增加的难分解芳香族有机组分抑制了微生物生物量合成。土壤层次间理化性质的差异导致微生物群落变化,有机质层高的SOC以及氮含量导致更多微生物生物量的合成。微生物群落在时间和空间尺度的变化及其驱动因素反映了生态系统结构和功能对环境变化的响应。     

绿色屋顶径流调控研究进展

绿色屋顶在屋顶径流调控方面发挥着重要作用,能够有效减少径流量、延缓产流时间、降低径流峰值和改善径流水质.本文从绿色屋顶的分类及界定、绿色屋顶对径流的调控机制、绿色屋顶对径流量和水质的调控作用及其影响因素等方面阐述了国内外的研究现状,并从绿色屋顶植物的选择、高效绿色屋顶构建模式筛选、绿色屋顶径流调控规律研究、绿色屋顶截流能力的价值评估、绿色屋顶径流污染物的源 汇解析及缓解措施等方面提出了绿色屋顶径流调控的研究趋势,以期为城市绿色屋顶的建设提供理论和方法支持.     

城市区域绿色屋顶普及对水量水质的影响

绿色屋顶是城市降雨径流管理的主要措施之一,为了解绿色屋顶普及对城市流域降雨径流量和径流水质的影响,本文以重庆大学虎溪流域为研究载体,评估了绿色屋顶规模化应用与流域降雨产流和径流水质的响应关系.结果表明： 在城市流域进行屋面绿化有助于消减降雨径流以及产污负荷,且屋顶绿化规模和空间分布情景影响降雨径流水质.在屋顶占城市区域总面积的比例为25%、降雨持续时间15 min、降雨强度14.8 mm·h^-1的条件下,当区域内屋顶全部绿化时,峰值降雨径流降低5.3%,降雨径流总量降低31%;总悬浮物（TSS）、总磷（TP）、总氮（TN）的污染负荷分别降低40.0%、31.6%、29.8%,峰值浓度分别降低21.0%、16.0%、-12.2%,平均浓度分别降低13.1%、0.9%、-1.7%;随屋顶绿化率的增加,TSS、TP浓度消减率有所提高,而TN浓度消减率则呈降低趋势,靠近流域总出水口进行屋面绿化,更有利于径流水质的改善.     

Effect of a modular extensive green roof on stormwater runoff and water quality

Runoff quantity and quality from a 248 m² extensive green roof and a control were compared in Connecticut using a paired watershed study. Weekly and individual rain storm samples of runoff and precipitation were analyzed for TKN, NO₃ + NO₂-N, NH₃-N, TP, PO₄-P, and total and dissolved Cu, Pb, Zn, Cd, Cr, and Hg. The green roof watershed retained 51.4% of precipitation during the study period based on area extrapolation. Overall, the green roof retained 34% more precipitation than predicted by the paired watershed calibration equation. TP and PO₄-P mean concentrations in green roof runoff were higher than in precipitation but lower than in runoff from the control. The green roof was a sink for NH₃-N, Zn, and Pb, but not for TP, PO₄-P, and total Cu. It also reduced the mass export of TN, TKN, NO₃ + NO₂-N, Hg, and dissolved Cu primarily through a reduction in stormwater runoff. Greater than 90% of the total Cu, Hg, and Zn concentrations in the green roof runoff were in the dissolved form. The growing media and slow release fertilizer were probable sources of P and Cu in green roof runoff. Overall, the green roof was effective in reducing stormwater runoff and overall pollutant loading for most water quality contaminants.     

绿色屋面降雨径流水质及消减污染负荷研究

2011年5月至11月对12场降雨时段的屋面径流和干湿沉降进行采样监测,比较了屋面径流(绿色屋面和沥青屋面)、干湿总沉降和降雨中污染物的浓度和污染负荷,并运用多元统计方法分析了降雨特征对绿色屋面径流水质的影响。结果表明,从径流水质层面上分析,绿色屋面是总悬浮物(TSS)的汇,对p H值有较好的中和作用,对于总磷(TP)、溶解态铜(DCu)和溶解态锌(DZn)是非源非汇,是电导率(EC)、总氮(TN)、氨态氮(NH+4-N)、硝态氮(NO-3-N)、化学需氧量(COD)、5日生化需氧量(BOD5)和溶解态铅(DPb)的源;从污染负荷的角度分析,绿色屋面是NH+4-N、TSS和BOD5的汇,对于TN、DPb、DCu、DZn、TP和COD是非源非汇,是NO-3-N的源;与控制屋面相比,绿色屋面可以消减TSS、TP、BOD5、COD、NH+4-N、DZn和DPb的污染负荷,分别消减了90.53%、49.38%、41.31%、36.48%、35.45%、28.27%和14.20%;但是增加了NO-3-N和TN的污染负荷,分别增加了821.02%和275.48%;绿色屋面径流污染物的浓度与降雨量、降雨历时和降雨强度呈负相关关系,而与降雨间隔呈正相关关系。研究结果为绿色屋面的科学设计及正确评价绿色屋面对径流水质的影响提供依据。     

醴陵市绿色屋顶生态系统服务潜力评估及规划

近年来,生态系统服务评估逐渐地被运用到城市绿色基础设施的规划建设当中,发掘能提供高生态效益的绿色屋顶潜力区域是增加城市生态空间有效途径.以提供城市空气净化、雨水截留、生物栖息地、热环境调节四个方面的生态服务为目标,借助GIS平台确定醴陵市绿色屋顶生态空间潜力区域并提出规划策略,为醴陵市以绿色屋顶形式完善城市生态空间结构...     

Performance evaluation of native plants suited to extensive green roof conditions in a maritime climate

Assessing plant species performance on extensive green roofs can inform about and improve green roof functioning, aesthetics, longevity and the diversity of plant palettes available for the green roof industry. In this study, we evaluate survival, cover, roof cooling and stormwater retention properties of 15 plant species native to coastal regions of Atlantic Canada in extensive green roof monocultures. After a complete growing season (May-October 2009), all but one species had greater than 80% survival, and 10 species reached greater than 90% groundcover. Over the growing season, the top performing species reduced roof surface temperature by an average of 3.44 °C and increased solar reflectivity by 22.2% over the growing-medium only controls. Moreover, the best species retained 75.3% of experimentally added stormwater. Our results demonstrate that several species (mainly graminoids) performed better than creeping shrubs and forbs for most functions, although significant variation existed within life-form groups.     

半湿润地区城市绿地灌木的截留集水功能及其影响因素

在半湿润地区,创新节水型城市绿地建设模式,实现绿地由耗水型向节水型转变,是学术界关注的热点问题。通过模拟降雨的方法,对半湿润地区城市绿地中的金叶女贞、大叶黄杨、小叶黄杨、红叶石楠、龙柏和侧柏等6种灌木的截留集水功能及其影响因素进行研究。结果表明: 冠层截留和茎流集水是水文过程的两个不同阶段,常绿灌木冠层截留大,但其茎流集水差;随着雨强增大,所有灌木的穿透雨率和茎流率都明显增加,但截留率却相对减少;穿透雨率表现为阔叶灌木显著大于针叶灌木,茎流率趋势与之相同,而截留率则相反。冠层投影中心区域穿透雨率最小,随着与冠层投影中心距离的加大,叶面积指数降低,穿透雨率也呈逐步减少趋势;当雨强为小雨时,冠层投影中心的穿透雨率小,即截留率和茎流率大,当雨强为大雨时,冠层投影中心的穿透雨率大,即截留率和茎流率小;随着雨强增大,冠层外围穿透雨率增大,漏斗形截留集水系统呈缩小趋势。雨强和叶面积指数是显著影响灌木截留集水功能的重要因素;半湿润地区城市绿地在林下配置阔叶灌木更有利于截留集水。     

北京城市绿地调蓄雨水径流功能及其价值评估

随着城市化进程的加快,城区不透水面积急剧增加,改变了城市自然水循环。充分认识与发挥城市绿地调蓄雨水径流的积极作用,对于城市生态环境的改善和绿地资源的建设管理具有重要意义。本文以2009年北京城市园林绿地调查数据为基础,采用径流系数法和影子价格法评估了绿地调蓄雨水径流的功能及其价值。结果表明：2009年北京城市绿地生态系统调蓄雨水径流1.54亿m3,单位面积绿地调蓄雨水径流2494 m3/hm2;绿地年调蓄雨水径流价值13.44亿元,约合2.18万元/hm2;不同区县绿地调蓄雨水功能主要受其面积影响,朝阳区绿地调蓄雨水径流及其价值量最高,其次为海淀区、顺义区、丰台区区和通州区绿地,而密云县、怀柔区和门头沟区绿地调蓄雨水径流能力及其价值较低。本研究对于认识北京城市绿地的功能与价值、促进城市绿地的科学管理和建设维护具有一定的指导意义。