城市公園綠地園林空間適宜性研究

孫風(fēng)范

（太原市公園服務(wù)中心，山西 太原 030000）

0 引言

公園綠地環(huán)境中，由地貌、植被、水域、建筑物等要素共同營(yíng)造的景觀空間，能在一定區(qū)域內(nèi)形成小氣候環(huán)境。區(qū)域內(nèi)小氣候因素對(duì)改善周邊環(huán)境舒適性、提高人居環(huán)境質(zhì)量、改善人類的生活品質(zhì)等方面都起了很大影響，而公園空間則直接影響小氣候環(huán)境，利用空間內(nèi)的景觀要素改變了戶外小氣候環(huán)境，在公園空間設(shè)計(jì)中具有重要地位[1]。

1 研究進(jìn)展

李海防等[2]以武鋼集團(tuán)工業(yè)園區(qū)綠地環(huán)境景觀為主要研究的對(duì)象，構(gòu)建了以穩(wěn)定、主導(dǎo)、可操作的景觀適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用GIS 軟件適應(yīng)園區(qū)自然環(huán)境和綠地。從功能、自然環(huán)境的協(xié)調(diào)功能、生態(tài)效果、審美功能4 個(gè)主要方面對(duì)武鋼工業(yè)園區(qū)園區(qū)綠地環(huán)境的適宜性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。對(duì)不同類型主題公園的評(píng)價(jià)中，趙靜等[3]首次運(yùn)用了層次分析法（AHP）構(gòu)建了中國(guó)主題公園優(yōu)化設(shè)計(jì)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)模型，綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)包括總體目標(biāo)水平和子目標(biāo)水平、標(biāo)準(zhǔn)水平和基本指標(biāo)水平，并前往西安大唐芙蓉公園進(jìn)行實(shí)地考察，發(fā)放調(diào)查問卷，總結(jié)了中國(guó)主題公園優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本方針。

2 試驗(yàn)研究

2.1 迎澤公園概況

此實(shí)驗(yàn)在迎澤公園進(jìn)行，迎澤公園山風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，光照條件豐富，年溫差較大，小氣候差別明顯，具有典型的土堆山地氣候特點(diǎn)。多年平均氣溫約為16℃，常年平均降雨量約442.6mm，降水日平均量約185mm，一般相對(duì)濕度約為45%，日照平均值約為1565h，年均一般日照百分率為50%～60%。

2.2 樣點(diǎn)的選擇與描述

本研究選用了迎澤公園3 個(gè)園林空間設(shè)計(jì)中形狀各不同以及環(huán)境各異的樣點(diǎn)。樣點(diǎn)1 是開闊空間設(shè)計(jì)中，由低矮灌木及喬木植物所組成的開闊的空間；樣點(diǎn)2 為半開放式空間，植物的群落結(jié)構(gòu)以喬木、灌木以及草叢結(jié)合為主，樹木配置方式以叢植居多；樣點(diǎn)3 為林下空間，栽植了較茂密的高大喬木——懸鈴木，郁閉度也較高，且在道路兩側(cè)均設(shè)置休息椅凳。關(guān)于樣點(diǎn)的詳細(xì)描述如表1 所示，關(guān)于樣點(diǎn)的植物詳細(xì)配置見表2～表4。

表1 樣點(diǎn)概況

表2 開敞空間的植物配置

表3 半開敞空間的植物配置

表4 林下空間的植物配置

2.3 測(cè)量時(shí)間與測(cè)量?jī)x器

試驗(yàn)日期為北京時(shí)間2021 年5 月3 日8:00—18:00。使用watchdog 測(cè)量3 個(gè)樣點(diǎn)的氣候參數(shù)，測(cè)量參數(shù)為溫度、相對(duì)濕度和風(fēng)向指數(shù)。隨測(cè)隨錄，測(cè)量的高度為1.5m，每10min 測(cè)量一次。計(jì)算機(jī)lumion 軟件可用于創(chuàng)建測(cè)量樣品的現(xiàn)場(chǎng)模式，該軟件可模擬各種光照條件下建筑物、植被等的陰影變化。

3 公園環(huán)境夏季小氣候數(shù)據(jù)分析

3.1 不同空間溫度結(jié)果分析

根據(jù)各地溫度變化（圖1）可以發(fā)現(xiàn)，日內(nèi)平均溫度最大的是開敞空間，其次是半開敞空間，而氣溫最低的則是林下空間。氣溫在15:00 前后的變化規(guī)律波動(dòng)很大，在15:00 以后氣溫逐漸趨于穩(wěn)定，而相對(duì)地濕度變化規(guī)律（圖2）在同樣的時(shí)間段內(nèi)與相對(duì)溫度的變化類似。這是因?yàn)樯衔鐖?chǎng)所內(nèi)的氣溫剛起步累積，受風(fēng)力、周邊環(huán)境因素的負(fù)面影響大，而下午，氣溫經(jīng)過(guò)一上午的累積（以14:00 為基準(zhǔn)點(diǎn)，積累時(shí)間為6h），所以場(chǎng)內(nèi)受陽(yáng)光照耀的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，積聚熱能也較多，因此氣溫變化規(guī)律受外部各種因素的影響也較小。相對(duì)濕度變化趨勢(shì)將和實(shí)際氣溫變化趨于成反比，所以，在15:00 以后，3 個(gè)樣點(diǎn)的相對(duì)濕度變化將趨向同一值。17:00 之后太陽(yáng)落山，此時(shí)太陽(yáng)光逐步降低，3 個(gè)樣地點(diǎn)的氣溫逐步趨于一個(gè)數(shù)值，由此得知，太陽(yáng)光對(duì)空間里氣溫的變動(dòng)起了十分關(guān)鍵的影響。開敞的空間地點(diǎn)相對(duì)開闊，但四周植被數(shù)量稀少，且冠幅較小，周圍植被對(duì)該區(qū)域光照的遮擋較弱，導(dǎo)致此樣地點(diǎn)氣溫普遍較高，但由于光照的變化，溫度波動(dòng)幅度也很大。植物數(shù)量稀少而且低矮，導(dǎo)致空氣內(nèi)遮陰率低，植物受太陽(yáng)照射面積大，所以氣溫也較高。而半開敞空間和林下空間的植被數(shù)量則較多，所以植被類型也相對(duì)多樣，一方面空氣郁閉度較高，樹木樹冠也能遮蔽太陽(yáng)，減少了陽(yáng)光直接照射，另一方面通過(guò)植被的蒸騰作用可以消耗大部分熱能。因?yàn)橹脖粚?duì)電子射線的遮擋和蒸騰消耗熱量，植被覆蓋的表層接受到的長(zhǎng)照射比建筑物鋪裝表層少得多，氣溫降低地更多。

圖1 各地溫度變化

圖2 各地濕度變化

3.2 不同空間相對(duì)濕度結(jié)果分析

空氣的相對(duì)濕度是一個(gè)自然物理量，它描述了空氣中水蒸氣的濃度和空氣水分含量的程度。相對(duì)濕度的合理與否與環(huán)境舒適度有很大的關(guān)系，即空氣中相對(duì)濕度的變化，與栽培植物的大小和數(shù)量有關(guān)。綠色植物可以通過(guò)蒸騰作用將植物體內(nèi)的水蒸氣揮發(fā)到環(huán)境中，從而提高大氣環(huán)境的相對(duì)濕度。從圖2 中可看到，前三個(gè)樣點(diǎn)8:00 時(shí)相對(duì)濕度達(dá)到峰值，而13:00 前后的相對(duì)濕度則達(dá)到了最低點(diǎn)。與上述的氣溫變化規(guī)律趨于成反比。這是因?yàn)殡m然陽(yáng)光可以提高植物的蒸騰速率，但隨著溫度的升高，水蒸氣流失得更快。當(dāng)溫度趨于最高值時(shí)，由于失水過(guò)多，植物的蒸騰速率逐漸降低，因此13:00 后，采樣點(diǎn)的相對(duì)濕度控制值達(dá)到最低點(diǎn)。11:00—14:30，半開放空間的平均相對(duì)溫濕度遠(yuǎn)小于全開放空間，兩者的變化趨勢(shì)相反。產(chǎn)生這種情況的原因可能是開放空間比半開放空間更靠近路面，道路兩側(cè)行道樹蒸騰形成的大量水汽將被風(fēng)引導(dǎo)到空地?？梢园l(fā)現(xiàn)，在同一時(shí)間段內(nèi)，開放空間的濕度峰值較大，整體上超過(guò)了半開放空間。而且，即使在同一下午時(shí)段，林下空氣的平均相對(duì)濕度也沒有明顯大于想象中的其他兩個(gè)樣本。這主要是因?yàn)榱窒碌臉涔诒容^高，植被類型簡(jiǎn)單，一般都是高大的喬木，樹高以及樹冠寬大，與空氣的圍合度也高，具有保溫、防潮、抗風(fēng)的作用，所以經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的積累，其相對(duì)濕度逐漸穩(wěn)定。

3.3 不同空間風(fēng)速結(jié)果分析

風(fēng)能可以適當(dāng)減小空氣內(nèi)的溫度變化，在夏季引入強(qiáng)風(fēng)，能給人以舒適的感覺，但在冬季時(shí)則給人以冰冷的感覺[4]。不同樣的地形、地勢(shì)、植物群落的結(jié)構(gòu)，及其周圍建筑物的構(gòu)造等環(huán)境要素都會(huì)對(duì)風(fēng)速及風(fēng)向產(chǎn)生很大影響。在通常情況下，空間圍合度越大，空氣內(nèi)的風(fēng)力也越小。3 個(gè)樣點(diǎn)中下午風(fēng)速均較大，上午較小。開敞空間中由于周邊遮蔽物面積較小，使得風(fēng)在空氣內(nèi)的流動(dòng)受阻程度較小，所以空氣內(nèi)風(fēng)力變化很大。由于在半開敞空間和林下空間都有高大喬木以及大灌木阻擋空氣的流動(dòng)，減小阻力，所以空氣內(nèi)風(fēng)力變動(dòng)較小。但由于空氣內(nèi)植被群落構(gòu)成的不同，所以二者的風(fēng)力變動(dòng)也略有不同，如圖3 所示。

圖3 各地風(fēng)速變化

3.4 分析溫濕指數(shù)和風(fēng)效系指數(shù)

溫濕指數(shù)是一種用來(lái)形容人類對(duì)環(huán)境中的溫度和潮濕綜合感知程度的指標(biāo)。而風(fēng)效指標(biāo)則是用來(lái)形容人類對(duì)風(fēng)速、氣溫和日照綜合感知程度的指標(biāo)[5]。氣候是否屬于舒適性氣候需要通過(guò)溫濕指數(shù)與風(fēng)效指數(shù)這兩種指標(biāo)共同評(píng)估，當(dāng)2 個(gè)指標(biāo)不相同時(shí)，則冬半年根據(jù)風(fēng)效指數(shù)判定溫度的舒適度，而夏半年則根據(jù)溫濕指數(shù)判定溫度的舒適度。若按照人居環(huán)境舒適度分級(jí)，適合人類生活的溫濕指數(shù)在17.0～25.4，風(fēng)效指數(shù)在-299～100，舒適度等級(jí)如表5 所示。3 個(gè)樣點(diǎn)都處在較為舒適的區(qū)域內(nèi)，半開闊空間設(shè)計(jì)則處在區(qū)域中值，開闊空間設(shè)計(jì)趨于熱感，林下空間設(shè)計(jì)則趨于冷感。

表5 舒適度等級(jí)

4 結(jié)論與討論

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和統(tǒng)計(jì)的分析，迎澤公園內(nèi)林下空間設(shè)計(jì)比全開闊空間設(shè)計(jì)以及半開闊空間設(shè)計(jì)更為舒服，因?yàn)榱窒驴臻g設(shè)計(jì)的各種系數(shù)都在人體舒適范圍之內(nèi)，但半開闊空間設(shè)計(jì)和全開闊空間設(shè)計(jì)卻都有不同程度的超過(guò)舒適度范圍的情形。結(jié)果顯示，空間設(shè)計(jì)舒服程度主要與其空間設(shè)計(jì)的封閉程度、遮陰情況等有關(guān)，而上述各種因素在較大程度上決定其對(duì)風(fēng)景園林空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。在公園的建設(shè)中，為了改善空間設(shè)計(jì)舒服程度，根據(jù)本試驗(yàn)的研究結(jié)果，可以從如下3 個(gè)方面進(jìn)行考慮研究。

4.1 豐富公園內(nèi)的植物，形成多元化的動(dòng)植物群落結(jié)構(gòu)

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果中可發(fā)現(xiàn)，綠地環(huán)境的垂直結(jié)構(gòu)會(huì)影響公園空間的圍合度和光照范圍。最近幾年，對(duì)城市公園、城市綠地等的生態(tài)效益以及空間適宜性等各項(xiàng)科學(xué)研究結(jié)果已經(jīng)證實(shí)，在都市中選擇帶有較復(fù)雜喬—灌—草叢模式的城市綠地，能夠明顯改善小氣候條件。在選用遮陰植被時(shí)，要選用帶有一定透光度的植株，既可發(fā)揮遮陰的效應(yīng)，減少了空間內(nèi)的溫差，還可提高區(qū)域內(nèi)空氣流通性[6]。

4.2 模擬環(huán)境，建立有數(shù)據(jù)的景觀

為了營(yíng)建更適宜的活動(dòng)休閑空間設(shè)計(jì)，讓空間設(shè)計(jì)里的所有數(shù)據(jù)都更貼合人類的愉悅體驗(yàn)，在建筑設(shè)計(jì)好綠地空間設(shè)計(jì)前后，應(yīng)該先對(duì)其周圍環(huán)境和各種數(shù)據(jù)做出科學(xué)測(cè)量并加以分析，再根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)結(jié)果，在此基礎(chǔ)上予以景觀設(shè)計(jì)。景觀建筑建成后，也可對(duì)其經(jīng)過(guò)分析與研究，作適當(dāng)?shù)暮笃谡{(diào)整。這樣，才能比較合理地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目的，并營(yíng)建具有生態(tài)性的綠地空間[7]。

4.3 科學(xué)的進(jìn)行植物配置，引導(dǎo)風(fēng)向

在局部小氣候中，微風(fēng)的導(dǎo)入有助于適度降低氣溫，特別是在夏天，能夠給人舒服的感覺。在進(jìn)行植被配置時(shí)，也應(yīng)該讓植被群落平行于夏季主體風(fēng)向，以吸引較清涼的室內(nèi)空氣；而在冬季，也可合理地使用植被加以遮蔽，并合理使用風(fēng)力來(lái)提升空間及小氣候。此外，影響小氣候環(huán)境和舒適性的因素還有很多，比如硬鋪的面積和材料、水環(huán)境的面積、休息座椅的材料等必須考慮的因素。公園和城市綠地的設(shè)計(jì)也是如此。風(fēng)景園林的發(fā)展也離不開人們對(duì)小氣候環(huán)境的深入研究和考察。在未來(lái)的實(shí)踐中，公園和綠地的總體規(guī)劃者將在能夠改變自然環(huán)境、改善環(huán)境的前提下進(jìn)一步研究，適合人們活動(dòng)和休閑的戶外空間[8]。

5 發(fā)展趨勢(shì)與建議

城市公園的發(fā)展既必須適應(yīng)公民生活日益提高的物質(zhì)文化的需要，又必須適應(yīng)城市內(nèi)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)與環(huán)境保護(hù)的需要，所以對(duì)公園的適合程度評(píng)估不應(yīng)該僅限于對(duì)公園基本功能的評(píng)估，而是對(duì)公園整體綜合功能的評(píng)估。

5.1 建立綜合性的評(píng)價(jià)體系

公園的適宜性科學(xué)研究方向更強(qiáng)調(diào)對(duì)某一方面重大問題的研究，而綜合型科學(xué)研究則較少。所以，只有在從主題公園的生態(tài)性、功能性、風(fēng)景優(yōu)美性、公眾參與度，以及對(duì)主題公園的經(jīng)營(yíng)管理水平等幾個(gè)方面綜合調(diào)研和評(píng)估主題公園的合理性后，才可以為主題公園的規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)管理工作等幾個(gè)方面進(jìn)行科學(xué)合理的引導(dǎo)。

5.2 選用合理的公園適宜性評(píng)價(jià)方法

目前，對(duì)公園評(píng)估的科研方式選擇較多而且難于統(tǒng)一，如調(diào)研問卷法、專家咨詢法、GIS 方法、模糊綜合評(píng)估方法、POE 法等，但對(duì)綜合性的公園適宜度研究必須有一個(gè)科學(xué)合理的方式，既可以研究與評(píng)價(jià)不同類型指數(shù)的共同特點(diǎn)，也可以對(duì)各類指數(shù)對(duì)綜合體系的整體貢獻(xiàn)有一個(gè)科學(xué)評(píng)估，以便使公園適宜度的評(píng)估更趨向于合理與科學(xué)[9]。

5.3 將公眾的參與性加入到公園適宜性評(píng)價(jià)體系中

城市公園的重點(diǎn)與服務(wù)對(duì)象都是廣大城市居民，而居民的生活滿意度及廣大市民在使用公園的便利性、舒適度、安全感等是城市公園規(guī)劃與建設(shè)中需要考量的重要層面。所以公園規(guī)劃設(shè)計(jì)和建成之前的公共調(diào)查、建成中的公共監(jiān)督、建成后的公共管理情況都必須列入公園適合程度的評(píng)估系統(tǒng)里面。

6 結(jié)語(yǔ)

如今逛公園成為越來(lái)越多市民的休閑方式，公園的舒適性則至關(guān)重要，通過(guò)對(duì)迎澤公園3 個(gè)樣點(diǎn)的小氣候測(cè)驗(yàn)，分析3 個(gè)樣點(diǎn)的溫度、濕度、以及風(fēng)速可知，封閉性空間舒適性更高，在以后城市公園的建設(shè)中可以增加植物的多樣性，利用植物引導(dǎo)風(fēng)向，并且在公園的建設(shè)中建立綜合性的評(píng)價(jià)體系，結(jié)合群眾的意見，選用合理的適宜性評(píng)價(jià)方法，更好地建設(shè)城市公園綠地。