闫永清，王桂花，陵军成

（1.甘肃祁连山国家级自然保护区管理局古城自然保护站，甘肃天祝733211；2.甘肃省天祝县林业工作站，甘肃天祝733299）

2014年10月，中华人民共和国住房和城乡建设部组织发布了《海绵城市建设技术指南》[1]，旨在指导各地建设雨水自然积存、自然净化、自然渗透的海绵城市。“海绵城市” 是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的弹性，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用，加大城市径流雨水源头减排的刚性约束[2]。“海绵城市”建设目的在于充分发挥城市绿地、道路、水系等对雨水的吸纳，节约水资源，实现雨水积存、渗透和净化[3]。

干旱半干旱地区水资源紧缺，城市园林绿化灌溉次数和灌溉量有限，影响了栽植苗木成活率和生长量，也影响了草坪等绿地的养护成本。降雨是一种重要的水资源，高效收集雨水应用于园林绿化可减少灌溉次数和降低养护成本，是“海绵城市”建设的重要体现形式之一。城市有大面积的屋顶、道路和广场等构筑物，是很好的雨水收集场地。但在城市规划和建设中，将防涝、排水和灌溉、节水孤立起来，没有协调统筹，致使雨水这一宝贵资源被直接排入下水道或排洪沟，白白浪费掉。

本试验在干旱半干旱城市园林绿化中对传统的凸出式草坪、树坑、花坛等绿地进行了下沉式改进，增加了雨水收集能力，并研究了不同下沉深度对土壤湿度和栽植物生长量的影响，以期提高城市绿地雨水收集能力和筛选出最佳的下沉深度。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于甘肃省天祝藏族自治县县城团结路两侧绿化带内，绿化带东西走向，宽15 m，长200 m，103°08′E，36°57′N，属典型的干旱半干旱区，大陆性高原季风气候。光照充足，海拔2450 m，相对无霜期90～145 d，年日照时数2500～2700 h，年降雨量280～320 mm，且周年分配不均，降雨主要集中在7～9月。土壤类型为栗钙土。

2018年3月在县城改造过程中对试验地绿化带进行下沉改造，下沉深度分别为-20 cm（对照CK，改造前绿地，凸出地面20 cm）、10 cm（凹入地面10 cm）、20 cm（凹入地面20 cm）和30 cm（凹入地面30 cm）。试验地绿化带下沉改造采用挖掘机施工，四周用混凝土浇筑厚30cm 挡墙防止周边泥土垮塌，挡墙与四周地面等高，便于雨水流入绿地。每块改造后的下沉绿地（小区）长、宽均为5 m，小区之间用5 m 宽的公共场地（水泥地面）隔离。

1.2 材料

绿地下沉改造完成后，随机抽取小区分别种植高羊茅（Festuca arundinacea）作为草坪地，草种播种量8 kg/667 m2；栽植1年生紫叶小檗（Erberis thunbervaz.atropupurea）作为灌木地，栽植密度株、行距均为30 cm；栽植胸径5 cm，截干高度3m 的国槐（Sophora japonicaLinn.）作为乔木地，栽植密度株、行距均为2m。每种栽植物和下沉深度处理随机区组，重复3 次。高羊茅、紫叶小檗和国槐种植后，每隔10 d 灌水1 次，灌完3 次水后停止人工灌水，依靠降雨和收集雨水生长。同种栽植物除栽植地下沉深度不同外，其他管理措施均相同。

1.3 测定内容

绿地下沉改造完成后，核算不同下沉深度工程造价（元/m2）。每次降雨后4d、8d、12d、16d 分别测定不同下沉深度处理栽植面以下10 cm 处土壤相对含水量（%）。每次草坪修剪前测定高羊茅株高（cm）和分蘖数（个/株），2018年10月底测定根长（cm），并统计草坪萌芽破土到枯黄前保持绿色的时期（d）。土壤相对含水量=[(原土重-烘干土重)÷烘干土重]×100。

2018年12月底测定紫叶小檗保存率（%）、株高（cm）、分蘖数（个/株）和新枝基部粗度（cm）。同时测定国槐的保存率（%），萌枝数（个/株）、新枝长（cm）和新枝基部粗度（cm）。保存率=（已成活苗木数÷栽植苗木总数）×100。

生长期（2018年4月～10月）分别观察高羊茅、紫叶小檗和国槐的叶色，进行直观描述。并对绿地不同下沉深度的安全性（高、中、低）和景观效果（优、良、差）进行直观评价。

不同数据求平均值，利用Excel2007、DPS6.01软件对试验数据进行新复极差Duncan 多重比较显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同下沉深度对蓄水能力的影响

由表1所示，不同栽植地在集雨后同一测定时间土壤相对含水量均随着栽植地下沉深度的增加而提高，不同栽植地在同一下沉深度和同一测定时间，草坪地的土壤相对含水量最高，乔木地的土壤相对含水量最低。草坪地不同下沉深度10 cm、20 cm、30 cm 集雨后4～20d 土壤相对含水量平均值分别为17.96%、22.28%和25.95%，较对照（CK）下沉深度-20 cm 提高了6.08%、31.60%和53.28%；灌木地不同下沉深度10 cm、20 cm、30 cm 集雨后4～20d 土壤相对含水量平均值分别为17.66%、21.50%和24.84%，较对照（CK）下沉深度-20 cm 提高了16.57%、41.91%和63.96%；乔木地不同下沉深度10 cm、20 cm、30 cm 集雨后4～20d 土壤相对含水量平均值分别为16.08%、19.54%和23.73%，较对照（CK）下沉深度-20 cm 提高了15.10%、39.87%和69.86%。草坪地除下沉深度-20 cm 和10 cm 之间土壤相对含水量差异未达到显著水平外，其他下沉深度之间差异均达到显著水平（P＜0.05），灌木地不同下沉深度之间土壤相对含水量差异均达到显著水平（P＜0.05），乔木地除下沉深度-20 cm 和10 cm 之间土壤相对含水量差异未达到显著水平外，其他下沉深度之间差异均达到显著水平（P＜0.05）。

表1 不同下沉深度处理的土壤相对含水量

2.2 不同下沉深度对栽植物生长量的影响

由表2所示，不同下沉深度栽植地种植草坪草高羊茅后，高羊茅株高和绿期随着下沉深度的增加而提高、分蘖数和根长随着下沉深度的增加先提高后降低，在下沉深度20 cm 处有一峰值。不同处理中下沉深度30 cm 的高羊茅株高和绿期最高，分别为41.28 cm 和228.40d，较对照（CK）下沉深度-20 cm提高了86.62%和26.57%，下沉深度20cm 的高羊茅分蘖数和根长最高，分别为3.63 个/株和20.46 cm，较对照（CK）下沉深度-20 cm 提高了27.37%和66.07%。不同下沉深度处理间高羊茅株高、分蘖数、根长和绿期差异均达到极显著水平（P＜0.01）。

表2 不同下沉深度处理的草坪生长量

由表3所示，不同下沉深度栽植地栽植灌木紫叶小檗后，紫叶小檗保存率、株高、分蘖数和枝粗随着下沉深度的增加先提高后降低，在下沉深度20 cm处有一峰值，峰值分别为78.46%、58.30 cm、3.42 个/株和1.23 cm，较对照（CK）下沉深度-20 cm 提高了14.96%、15.65%、55.45%和92.19%。差异均达到极显著水平（P＜0.01）。

由表4所示，不同下沉深度栽植地栽植乔木国槐后，国槐保存率、萌枝数、新枝长和枝粗随着下沉深度的增加先提高后降低，在下沉深度20 cm 处有一峰值，峰值分别为87.86%、7.45 个/株、50.46 cm和1.52 cm，较对照（CK）下沉深度-20 cm 提高了23.54%、72.45%、127.81%和76.74%。差异均达到极显著水平（P＜0.01）。

2.3 不同下沉深度对工程造价和景观效果的影响

由表3所示，不同栽植地同一下沉深度的工程造价、安全性和景观效果相同，除对照（CK）下沉深度-20 cm 外，造价成本随着下沉深度的增加而增加，下沉深度10 cm 的造价成本最低，为6.52 cm，较对照（CK）下沉深度-20 cm 降低了50.00%，不同下沉深度-20 cm、10 cm、20 cm 和30 cm 的安全性分别为高、中、中和低，景观效果分别为良、优、优和差。不同下沉深度-20 cm、10 cm、20 cm 和30 cm 的草坪地高羊茅叶色分别为黄绿、深绿、深绿和黄绿，灌木地紫叶小檗的叶色分别为浅红、紫红、紫红和浅红，乔木地国槐叶色分别为黄绿、深绿、深绿和黄绿。

表3 不同下沉深度处理的灌木生长量

3 结论与讨论

本试验结果表明，干旱半干旱区城市绿地下沉式改进后，通过汇集雨水，均提高了土壤湿度，种植草坪草高羊茅和栽植花灌木紫叶小檗、乔木国槐后均提高了保存率和生长量。不同下沉深度处理中，下沉20 cm 的综合效果最佳，可在干旱半干旱城市园林绿化中推广应用。

干旱半干旱区传统的凸出式和平地式绿地收集雨水能力有限，过多的雨水溢出后流走，下沉式改进后，形成类似盆状的低洼地，降雨后周边马路、广场等地的雨水在重力作用流入盆状绿地内。雨水盛满后溢出，依次流入下一个盆状绿地，延长了雨水流经地和蓄积量，实现了雨水的收集和再分配，降雨结束后收集的雨水缓慢下渗，满足了栽植物的对水分的持续需求，有效缓解了降雨间歇性植物对水分的需求。在雨水收集过程中，下沉深度与雨水收集量成正相关。但下沉深度过深后，栽植地会长期积水，发生涝害。涝害发生后。植物根系进行无氧呼吸，产生有毒物质，影响植物根系对矿质离子的吸收和转运能力，地上叶片出现黄化，严重时全部脱落，导致植株死亡[4]。植物对土壤水分含量的需求因树种而异[5]。除此之外，还受土壤类型[6]、生长季节等因素的影响[7]。在本试验中也观察到高羊茅、紫叶小檗、国槐等植物在栽植地下沉20 cm 栽植时分蘖数、根长、保存率、萌枝数、枝长和枝粗等最高，叶色也表现出深绿。

城市绿地是一个综合观赏体，除作为观赏植物栽植载体和保证其正常生长外，还应与周边地形、地貌和谐统一，给游憩者带来安全、舒适和美学欣赏。绿地下沉过深虽能汇集更多雨水，但也提高土方挖掘量和工程造价，给行人和车辆的避让、停放等带来诸多跌落风险。因此，在确定不同干旱半干旱区城市绿地下沉深度时，应综合考虑栽植树种、降雨量、集雨场地和景观效果等因素，开展针对性筛选试验。

表4 不同下沉深度处理的乔木生长量

表5 不同下沉深度处理的造价成本和景观效果