深圳市屋顶绿化的生态系统服务潜力研究

深圳市屋顶绿化的生态系统服务潜力研究

张童

南华大学松霖建筑与设计艺术学院 湖南衡阳 421000

摘 要 屋顶绿化作为生态基础设施的关键措施缺乏城市级别的建设潜力推算和综合生态效益评定。基于此，本文根据屋顶绿化的建设条件和深圳市的建筑现状，推算了全市可建设屋顶绿化的区域，按照简单式屋顶绿化进行建造假设，推算得到了屋顶绿化在洪涝削减、气候调节和固定二氧化碳等方面的生态效益。

关键词 屋顶绿化; 生态服务; 径流削减

1 引言

城市的无序扩张导致森林、草地、农田的损失，造成了可观测的升温和极端事件数量的增加；不透水地表更是导致径流量的增加以及入渗率的降低，直接影响着自然水文系统。这些问题对自然生态系统和人类健康产生了巨大的影响[1]。通过分析文献，国内外大多数的研究集中在屋顶绿化的建造技术及植物配置方向。关于生态效益方面，大多集中在降温效果和径流削减上[2-3]。生态效益的评估方法不同，结果差距大。故以深圳市为本文研究对象，对其屋顶绿化的建设潜力、综合生态效益进行综合评价。

2 方法

2.1 研究区域

本次研究范围为深圳市全域，全市下辖9个区，总面积1997.47平方千米，建成区面积927.96平方千米。2020年，深圳市域的屋顶面积约为152.8平方千米，已绿化屋顶仅1平方千米, 占总面积的0.65%；与发达国家的10%到15%相去甚远。

2.2 屋顶绿化建设潜力计算方法

并非所有的建筑屋顶都可进行屋顶绿化改造。根据邵天然,李超骕等人研究[4]，针对、设备占地面积这两项因素对屋顶绿化的改造范围做出限定。根据北京市政府发布的《关于推进城市空间立体绿化建设工作的意见》，设定3米到40米高度范围的建筑为屋顶绿化改造范围；依据《屋顶绿化设计规范DB440300T_37-2009》，设定改造范围内设备及道路铺装所占面积约为30%，即绿化面积约占70%。选取简单式屋顶绿化为建设方式。

2.3 深圳市屋顶绿化生态效益功能量计算方法

深圳市屋顶绿化相对于传统屋顶径流系数的削减差值如表1所示。根据深圳市的城市设计暴雨雨型分析，深圳市短历时暴雨雨型为2小时，长历时为24小时。根据已有的深圳市日降雨数据，全部采用24小时长历时暴雨雨型对每日的降雨强度进行计算。当降雨量小于等于181.81mm时，重现期设为2；当降雨大于181.81mm，小于等于219.17mm时，重现期设为3；当降雨大于219.17mm，小于等于268.15mm时，重现期设为5。

表1 不同降雨重现期下深圳市传统屋顶与绿色屋顶的径流系数及其差值

径流系数 降雨重现期P/a

P=2 P=3 P=5 P=10 P=20 P=30 P=50

传统屋顶 0.86 0.88 0.89 0.91 0.92 0.93 0.94

绿色屋顶 0.51 0.52 0.53 0.55 0.59 0.62 0.65

削减差值 0.35 0.36 0.36 0.36 0.33 0.31 0.29

2018年深圳市平均日降雨数据中，仅1月7日的平均日降雨量达到了224.18，设定重现期为5，其他降雨日的24小时降雨量均小于181.81mm，重现期均设定为2。根据表1不同重现期下的径流系数削减差值，计算得到每个降雨日及暴雨日的削减量。

气候调节及固定二氧化碳服务参照《深圳市生态系统生产总值核算技术规范》[5]，基于IUEMS平台进行计算。

3 结果

3.1 深圳市屋顶绿化建设潜力

深圳市全域总屋顶面积为166.12平方千米，采用ARCGIS软件对深圳市建筑轮廓及高程数据进行3-40米高度范围的重分类，得到总面积为153.95平方千米，占总屋顶面积的92.67%。研究假设在图1改造区域全部进行简单式屋顶绿化的改造，去除30%的设备和道路铺装，草地的占地面积为107.77平方千米，占总屋顶面积的64.87%。

3.2 深圳市屋顶绿化生态服务效益功能量及价值量计算结果

将上述每日的降雨削减量相加，求得深圳市2018年的年总降雨量为2673.64mm，年总暴雨量为1361.56mm。可改造屋顶绿化面积107.77平方千米，若都进行绿化后，得到每平方米绿化年削减量为925.77mm，总计99.77*106m3；其中，暴雨时期的每平方米绿化年削减量为478.79mm，总计51.60*106m3。

4 结论与讨论

深圳市屋顶绿化的建设潜力巨大，超百分之九十的现有建筑皆能进行屋顶绿化的改造，除去设备和硬化铺装，绿地面积可占到深圳市总屋顶面积的64.87%。

深圳市现有的屋顶绿化主要集中在福田区和光明区。前者作为主要的城市中心，经济发达，理念先进，多数为早期的一些屋顶绿化。因后期维护不当，产生了植被枯萎，杂草丛生等现象。后者作为2016年国家海绵城市试点城市的示范区，多数的屋顶绿化建设年代较近，涉及到的建筑类型较多，建设面积较大。但是仍然存在维护不当、监测较少等问题。基于此，深圳市应加大屋顶绿化的执行力度，建立完善的监测及后期维护的制度体系，加大新建建筑增设屋顶绿化的比率，提高屋顶绿化的总占比。

参考文献

[1] Mckinney, M.L., Urbanization as a major cause of biotic homogenization. Biological Conservation, 2006. 127(3): p. 247-260.

[2] Berndtsson, J.C., Green roof performance towards management of runoff water quantity and quality: A review. Ecological Engineering, 2010. 36(4): p. 351-360.

[3] Hermy, R.M., Green roofs as a tool for solving the rainwater runoff problem in the urbanized 21st century? Landscape and Urban Planning, 2006.

[4] 邵天然, 李超骕, and 曾辉, 城市屋顶绿化资源潜力评估及绿化策略分析——以深圳市福田中心区为例. 生态学报, 2012. 32(15)

[5] 深圳市市场监督管理局. 深圳市市场监督管理局关于公开征求《深圳市生态系统生产总值核算技术规范》等4项地方标准意见的通告[EB/OL]. （2020-09-24）[2021-10-16]. http://amr.sz.gov.cn/fz/cslm/tzgg/content/post_8159999.html

作者简介：张童（1997-），女，汉族，湖南醴陵人，研究生，专业城乡规划学

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