在纽约市切尔西社区的一个屋顶上，两名学生正在从种植了两种本地植物群落物种的箱子中收集土壤样本：亨普斯特德平原，这是属于长岛最初发现的草原群落的草，以及岩石山顶草地，它生长在整个新英格兰南部和整个纽约州的山顶和山脊上。他们小心地将土壤核心中的泥土放入塑料袋中，密封起来，送到实验室进行分析。
这两名学生是一个研究团队的一部分，该团队正试图找出如何最大化绿色屋顶的效益。随着曼哈顿和其他城市的屋顶上长出草和其他植物，这个问题变得具有实际意义。在过去的两年里，纽约市市长迈克尔·布隆伯格的 PlaNYC 倡议为绿色屋顶建设提供了税收减免，并为捕获雨水的项目提供了赠款。屋顶花园有可能降低供暖和空调的能源消耗，并减少雨水径流，但其有效性尚未得到充分证实。
研究人员正试图确定最适合绿色屋顶的植物物种，着眼于设计能够实现其承诺的物种。2007 年发表在《生物科学》杂志上的一项研究发现，绿色屋顶有可能帮助管理雨水径流、减少城市热岛效应和调节建筑物温度。为了实现这些效益，屋顶植被必须能够在强风、长时间的紫外线辐射和不可预测的水分供应波动中生存。为了抵抗这些恶劣的环境，大多数绿色屋顶都种植景天，这是一种非本地物种，可以在没有降雨的情况下在风中和长时间内生存。然而，从可持续性的角度来看，种植景天的屋顶与普通的焦油或沥青没有什么区别。
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根据多伦多约克大学生物学博士生斯科特·麦克伊沃尔的说法，景天植物不像其他植物物种那样有效地吸收水分，他研究了那里的绿色屋顶上的蜜蜂和黄蜂栖息地，并共同撰写了该市新的生物多样性绿色屋顶指南。他说，在一年中的某些时候，景天实际上会吸收热量而不是反射热量。“问题是景天植物在绿色屋顶上并没有真正发挥作用，”他指出。“它们只是在那里。”事实证明，这种植物最大的失败之一是它不会鼓励屋顶上的植物物种多样性。根据麦克伊沃尔的研究，当种植适应当地条件的不同物种时，绿色屋顶会带来最大的好处。
克里斯塔·麦奎尔已经将景天的不足视为一种挑战。巴纳德学院的生物科学助理教授想看看各种本地植物是否可以在绿色屋顶上生存，以及它们将如何很好地提供所需的效益。自 2010 年布隆伯格宣布他的绿色屋顶倡议以来，麦奎尔一直在比较种植本地植被的 10 个屋顶的土壤样本与来自纽约市五个行政区五个城市公园的土壤，旨在确定在绿色屋顶上茁壮成长的微生物群落，以更好地了解健康的屋顶生态系统如何维持自身。
她的研究，于去年 4 月发表在《PLoS ONE》上，发现绿色屋顶具有独特的真菌群落，有助于植物在恶劣、污染的环境中茁壮成长并过滤重金属。平均而言，每个屋顶都存在 109 种不同的真菌，包括Pseudallescheria fimeti，一种生长在受污染土壤和人类主导环境中的真菌。屋顶土壤还含有来自Peyronellaea属的真菌，它们生活在植物组织中，帮助它们吸收营养。
麦奎尔希望她的研究能够帮助绿色屋顶公司了解每个屋顶的最佳种植物种。三个接受更密集采样的屋顶表明，真菌群落在一个屋顶与另一个屋顶之间是不同的。麦奎尔说，屋顶是小气候。真菌生长取决于屋顶的位置、该地区的污染水平、温度以及接收到的降雨量。“植物物种正在适应新的环境，”她说。“没有真菌，植物将无法生长和生存。”
“从长远来看，这些信息可能会帮助个人决定在他们的绿色屋顶上修改哪些类型的土壤微生物，以便他们可以最大限度地提高植物的存活率并最大限度地减少管理，”她说。