屋顶绿化是城市绿地的重要补充，是改善城市生态环境的重要手段。屋顶绿化可分为屋顶花园和拓展性型屋顶绿化两种形式。与屋顶花园相比，拓展型屋顶绿化具备荷载小、后期基本不用管理、建造成本低等优点，将成为屋顶绿化的主流。然而，到目前为止国内缺乏拓展型屋顶绿化相关研究。本文采用盆栽、模拟试验小区控制和现场试验等试验手段，研究了拓展型屋顶绿化的基材配制、植物筛选以及屋顶绿化对雨水的截留作用和提供可食用和药用植物两项生态服务功能。研究主要包括：1）在基材配制方面，本文总结了基材配制原则，并以建筑垃圾作为主要材料，提供了两种拓展型屋顶绿化基材配方。同时，本文还通过测试黑麦草（LoliumperenneLinn.）和狗牙根（Cynodondactylon(Linn.)Pers.）两种植物的发芽率，开发了一种能用于坡屋顶绿化的抗侵蚀和保水性好的高细颗粒含量的新型绿化基材及屋顶绿化添加剂。基材配方是壤土:酒糟:陶粒:水泥=2:0.36:6:0.18。垂盆草（Sedumsarmentosum）有很好的耐碱性，能在水泥壤土比为23%的基材上生长。屋顶绿化添加剂能显著降低基材碱性，显著提高植物的发芽率。2）在植物抗旱性的筛选方面，本文发现人工气候箱模拟高温干旱胁迫的试验方法能显著提高毛马齿苋（Portulacapilosa，PP）、佛甲草（Sedumlineare，SL）、松叶景天（Sedummexicanum，SM）的耐旱性的筛选效率，可以以此为基础建立标准化的景天类、马齿苋类植物快速评价方法；叶片结构特征和形态变化与水分代谢紧密相关，可作为植物耐旱性评价基本依据；干旱胁迫后，叶绿素和游离脯氨酸含量差异反映了三种植物对干旱胁迫的敏感程度，可作为耐旱性评价指标；SOD、POD活性与三种植物对干旱的抵抗力不一致，不宜作为它们耐旱性评价指标；复水试验结果显示三种植物耐旱性强弱次序为：PP＞SL＞SM；三种植物能用于冬冷夏热地区拓展型屋顶绿化工程。3）在屋顶绿化对于雨水的截留方面，本文通过S曲线线性处理和回归分析的方法处理模拟绿化小区控制试验数据，得到单位过程线（UH）。UH有平滑的退水曲线段，能准确预测同类绿化屋顶降雨的径流洪峰和流量。绿化屋顶2009年全年比常规屋顶径流总量少176.4mm，占年降雨量的23%。基材含水量和降雨量对绿化屋顶径流的截留有重要影响。基材干燥时，绿化屋顶能截留更多雨水；绿化屋顶对强降雨截留作用比对弱降雨小。虽然绿化屋顶对强降雨的截留作用有限，但仍然可以有效延长强降雨的径流时长，削低径流洪峰峰值，即使基材初始状态是湿润的。4）在屋顶绿化提供食物和药物方面，本研究发现在建筑垃圾配制的基材上栽种的三种国内流行的可食用或药用的植物佛甲草、垂盆草和马齿苋（Portulacaoleracea，PO）的年净生产力不到500g/m2.a。佛甲草的生物量最大，马齿苋生物量最小。三种植物的根系生物量比地上部分生物量小。通过测试两年中春季和秋季植物和基材中8种重金属（Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg）的含量，发现植物地上部分的多数重金属含量在一年中春季显著低于秋季，且同期含量逐年增长。三种植物对8种重金属的含量的差异性与取样时间有关。植物地上部分重金属含量都显著低于根系含量，且除了Zn外，显著低于基材重金属含量。由于Pb含量超标，三种植物栽种一年后就不能作为食物利用，只有PO在春季能被药用；试验期间，基材Cd含量增加而Ni含量减少，其他重金属含量不变。因为Cd含量超标，基材受到重金属污染，Cd主要来自碎砖。本研究在循环利用建筑垃圾进而减轻城市垃圾围城压力、加快开发国内植物资源、改善城市水环境、提高屋顶绿化效益等方面，有重要意义。本研究的成果将推动我国屋顶绿化产业的发展。