在城市化进程不断加快过程中,出现了一系列如城市面源污染、城市内涝、城市热岛效应等问题。在城市可持续发展路径探讨中,海绵城市建设是一种优选方案。在海绵城市建设的诸多形式中,种植屋面是其重要手段。种植屋面不仅可以改善雨水带来的污染和内涝,美化环境,更能辅助实现节能减排,弥补城市绿化空间的不足,具有良好的生态效益、经济效益、社会效益和人文效益。国内外对种植屋面的研究与实践,有效地推动种植屋面发展、应用。而应用广泛的传统种植屋面由于其结构相对繁杂,维护和维修成本较高,也限制了屋顶绿化的进一步发展。本研究拟通过构建结构简化的新型种植屋面模块,以期减轻屋面荷载和减少维护,形成高效的蓄水与截污结构,并配置适应新型种植屋面的种植基质,选配与土壤耦合且适宜夏热冬冷地区的植物,研究分析新型种植屋面模块中土壤、植物的理化性质和对雨水水量、水质的控制效果。在种植土壤研究中,通过设置不同的土壤A(腐殖土:蛭石:陶粒:田园土=5:2:1:1)、土壤B(腐殖土:活性炭:陶粒:田园土=5:2:1:1)、土壤C(腐殖土:煤渣:陶粒:田园土=5:2:1:1),测定分析新型种植屋面模块土壤的微观结构、矿物组成、酸碱度、蔗糖酶含量、过氧化氢酶含量和有机质含量等指标,得出土壤A最肥沃,土壤酸碱度适中,最适宜植物生长,土壤物质能量代谢、土壤肥力、生态环境质量、物理性质改善以及侵蚀预防效果最好。在种植植被研究中,通过在新型种植屋面模块土壤A、土壤B、土壤C中种植佛甲草和垂盆草,在植物生长2个月后40天不浇水,进行干旱胁迫研究,测定分析植物的叶片相对含水量、相对水分亏缺、保水力变化、叶绿素含量等指标,得出,在同一种植屋面模块中,垂盆草叶片含水量、脯氨酸含量均高于佛甲草。在逆境下植物器官会发生膜脂过氧化作用,产生丙二醛等参与破坏细胞膜结构和功能的物质,在同一种植屋面模块中,佛甲草的丙二醛含量比垂盆草高。综合以上分析,垂盆草对干旱环境的适应能力比佛甲草强。在雨水滞留控制效果研究中,通过构建土壤A无植被空白对照,并对新型种植屋面模块进行重现期10a和重现期50a的人工降雨,测定分析雨水出水的产流延迟时间、产流量、滞蓄率、总氮、氨氮等常规水质指标,对于同一种植屋面模块,当雨水强度增大,种植屋面滞蓄雨水和净化水质的效果减弱。在土壤A、土壤B、土壤C中,土壤配比一致时,种植佛甲草的雨水产流延迟时间和雨水滞蓄率分别比垂盆草高,种植佛甲草时雨水产流量比垂盆草低。在雨水水质控制研究中,重现期10a和50a时,土壤A中无植被的雨水出水总氮、氨氮、COD含量分别比有植被高,由于植被的截流作用、与土壤的耦合作用,种植植物滞蓄雨水、净化雨水效果更好。同一暴雨强度下,种植植物时,各新型种植屋面模块的各项指标无规律性变化,且数值相差不大,在同一种植土壤厚度下,土壤配比、植物种类对雨水滞蓄作用及水质净化作用影响不明显。通过对新型种植屋面的研究,可以得出新型种植屋面结构简化,荷载降低,易组装免养护;通过对土壤与植物理化性质,以及对新型种植屋面控制雨水能力的研究,找出最适宜植物生长的土壤配比与最能实现免维护的植物种类,为新型种植屋面实际应用与推广提供理论基础。