吉林市綠化常用森林林型降溫效果的比較研究

【摘 要】對吉林市及周邊地區(qū)進行調(diào)查，應(yīng)用對比觀測法，對可能影響降溫的各因素進行測定，采用多元素方差分析方法篩選可比條件，對不同樹種構(gòu)成的森林類型的降溫能力進行比較研究。結(jié)果表明：不同森型降溫效果有一定差異，其中長白落葉松林的降溫效果最好；北美短葉松林等降溫效果一般；毛果繡線菊灌叢等降溫效果較差。

【關(guān)鍵詞】森林類型；降溫效果；降溫率

城市化導(dǎo)致“導(dǎo)致效應(yīng)”，城市森林具有維持CO2平衡，降低空氣溫度，增加空氣溫度等功能已成共識。Mark C.Dwyer與Robert W.Miller等把城市森林中樹木的遮蔭作用喻為空調(diào)系統(tǒng)；已有學(xué)者將樹木調(diào)節(jié)城市氣候的各種關(guān)系編為程序，通過輸入相關(guān)因子數(shù)值計算人的熱舒適度指數(shù)。樹木主要是通過蒸騰作用和遮蔭作用降低周圍環(huán)境溫度。目前對此研究主要集中在林地降溫能力和樹木本身生物學(xué)特性對降溫能力影響兩方面。研究多停留在定性階段，應(yīng)用研究很少，定量研究更少。東北地區(qū)尚缺乏詳細(xì)、系統(tǒng)、定量的研究。

一、研究方法

（一）樣地及樣點選擇

樣地選擇：選取吉林市及周邊地區(qū)存在的純林和部分混交林為樣地：對照點為鄰近硬覆蓋的空曠地。主要的觀測林型為長白落葉松（Larixolgensis Henry.）林、秋子梨（Pyrusussuriensis Maxim.）林、蒙古櫟（QuercusmongolicaFisch.exLedeb）林、長白落葉松×糠椴（Tilismandsburica Rupr.et Maxim）×山楊（PopulusdavidianaDode）等18個純林和3個混交林。

樣點設(shè)置：選擇晴朗靜風(fēng)的天氣，以樹高3倍作為樣地最小面積，在長勢優(yōu)良處于樣地中心位置的樹木的正投影底下為觀測點，同時選擇大于5倍樹高之外的空地或裸地作對照點，觀測高度均為距離地面1.5m.

（二）觀測方法

采用對比觀測法在選定觀測點采取1h觀測一次的方法進行連續(xù)觀測，觀測可能影響溫度變化的相關(guān)因素：光照、風(fēng)速、濕度、溫度等氣象因子。實驗所用儀器：NK4000手持風(fēng)速計、TES-1334A數(shù)位式照度計。

（三）數(shù)據(jù)的處理

應(yīng)用唐守正等研制的ForStat 2.0軟件，以降溫指標(biāo)為因變量、樹種和氣象因子及觀測時間為自變量進行顯著性分析，當(dāng)顯著性水平Pr<0.01時，極顯著相關(guān)；Pr<0.05時，顯著相關(guān)。當(dāng)Pr>0.5時，給結(jié)果帶來的誤差多由隨機誤差造成，預(yù)以剔除，再重新計算。

根據(jù)分析結(jié)果確定可比條件，在此前提下對數(shù)據(jù)進行結(jié)果分析。

（四）降溫效果的評價指標(biāo)

以溫差與降溫率為度量指標(biāo)進行評價。

溫差：D=B-A

降溫率：

C=（B-A）/B×100% 其中：A=觀測地林下溫度B=對照點溫度

C=降溫率 D=溫差

二、結(jié)果與分析

（一）評價指數(shù)的選取

以連翹溫差與降溫率比較，見表1。

由列表看出，降溫率更客觀、準(zhǔn)確，能夠更多的排除干擾因素反應(yīng)降溫真實效果。因此本研究應(yīng)用降溫率進行降溫效果的評價，降溫率越大降溫效果越好。

（二）降溫率的影響因子分析

以降溫率為因變量。選擇林型、觀測時間等為自變量；其中，2個定性因子為觀測時間和林型；4個定量因子為溫度、風(fēng)速、濕度、光照強度等。

將觀測整理后的數(shù)據(jù)進行協(xié)方差分析并剔除不良因子得出最后方差分析結(jié)果。結(jié)果表明：不同樹種的純林對降溫率的影響一直表現(xiàn)為顯著或極顯著，在不同時間段，降溫率所受到的各種因子的影響存在差異。其中，以連續(xù)的2h為一個時間段時，只有樹種對降溫率的作用為顯著或極顯著，在此時間段內(nèi)不同林型降溫效果的比較具有可比性；以3h、4h、5h 為一時間段時，得到同樣結(jié)果的有8：00～10：00、9：00～11：00、8：00～12：00、9：00～13：00等幾個時間段。

（三）按時間段各樹種純林降溫率的比較

選擇具有可比性的7個時間段，進行不同純林林型降溫率的由大到小比較排序，并分別標(biāo)以序號1～18；最后，將所有林型序號相加見表3；顯然，序號最小者其降溫效果最好。

結(jié)果表明，長白落葉松林降溫效果最好；且在不同時間段內(nèi)的同一林型或不同時間段內(nèi)的不同林型其降溫效果存在差異。與賈明智等通過樹木蒸騰作用吸收熱量的研究得出闊葉喬木的降溫能力要比針葉喬木的降溫能力強不同，說明完全從樹木蒸騰熱量去進行樹木降溫比較是不合適的。

（四）混交木與純林降溫效果的比較

本實驗對3個混交林進行了調(diào)查研究，以各自平均降溫率，與純林進行比較。就降溫率而言，混交林相對于部分純林降溫效果較好，但是與長白落葉松、榆等相比降溫效果較差，并且，長白落葉松×糠椴×山楊較另外兩個闊葉混交林的降溫效果要好。說明混交林的降溫效果因樹種組成不同上下起伏不定。

三、結(jié)論

（1）不同樹種構(gòu)成的森林類型降溫效果存在顯著差異；

（2）隨時間的變化對降溫有影響的因子也在發(fā)生變化，一般來說8：00～12：00、9：00～13：00等時間段，只有不同樹種構(gòu)成的純林對降溫的影響極顯著，不同林型降溫效果的比較具有可比性；

（3）在可比條件下，長白落葉松林的效果最好，北美短葉松林、榆樹等降溫效果一般，而毛果繡線菊灌叢、蒙古櫟林、連翹灌叢等的降溫效果較差；

（4）混交林降溫效果因樹種組成不同，差異較大。

作者簡介：

李維財，1957.8，磐石市驛馬林場，工程師，籍貫：吉林省磐石市。