安慶獅子山公園植物景觀空間微氣候舒適度評(píng)價(jià)

楊傳寶

(安慶市大觀區(qū)林長制辦公室，安徽 安慶 246000)

1 引言

城市公園具有改善城市熱島效應(yīng)、調(diào)節(jié)城市小氣候、恢復(fù)生物多樣性等作用，是城市生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容之一。現(xiàn)今，氣候變化所帶來的問題越來越嚴(yán)重，植物景觀空間微氣候也逐漸為人們所重視，植物景觀空間微氣候舒適度評(píng)價(jià)的重要性也隨之凸顯，園林植物的降溫、增濕、滯塵等生態(tài)功能也成為了研究的熱點(diǎn)[1]。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)：①微氣候的產(chǎn)生受植物景觀設(shè)計(jì)影響。在城市園林設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)過適當(dāng)?shù)膱@林植物景觀設(shè)計(jì)與規(guī)劃，能夠產(chǎn)生對(duì)環(huán)境具有優(yōu)勢的微氣候特性；②微氣候?qū)χ参锍砷L和人的舒適度產(chǎn)生影響。植物群落配置的合理性、植物種類的特性，有利于改善環(huán)境的微氣侯以及增加居民的舒適性，如果園林植物設(shè)計(jì)和配置不合理，就會(huì)產(chǎn)生破壞大環(huán)境的微氣侯，導(dǎo)致遮擋率過低、溫度分布不均勻、濕度過大等后果。溫度分布不均勻和濕度過高會(huì)使植物的生長環(huán)境變得惡劣，引起植被病變和枯萎的發(fā)生，進(jìn)而加劇城市植物的生態(tài)環(huán)境惡化，對(duì)微氣候造成負(fù)向影響[8]。因此，研究植物景觀空間對(duì)微氣候舒適度的影響具有重要意義。

本文以安慶市獅子山公園的3種不同郁密度植物群落以及一組對(duì)照空地為對(duì)象，分析比較了不同郁密度植物群落舒適度日變化規(guī)律，探索更優(yōu)的植物配置，為城市居民打造更加舒適的休閑娛樂場所，提升環(huán)境品質(zhì)提供理論依據(jù)。

2 研究地區(qū)概況和研究方法

2.1 研究區(qū)概況

安慶市獅子山公園隸屬安慶市園林局，位于宜城西部，東臨城區(qū)，西連皖河，南接長江，北臨大龍山，占地面積約600畝，全園區(qū)囊括腳踏嶺、獅子山、烏龜山、大小營盤山等12座小山，海拔高達(dá)54.9 m(黃海高程)。公園內(nèi)有富饒的動(dòng)植物資源，動(dòng)物種類繁多，有80余種；植物茂盛，有100余科200余種，森林繁茂，郁郁蔥蔥，植被十分富饒。具有奇特優(yōu)美的自然景觀，園內(nèi)錯(cuò)落有致地分布著瑤池貢果、五龍匯水、腳踏金龜、烏龍藏溪、太平天國古戰(zhàn)壕遺址、金盤托月、仙女獻(xiàn)花、獅子繡球等自然人文景點(diǎn)。

2.2 調(diào)查方法

選取植物群落郁密度各不相同的3塊樣地即高(>0.7)、中(0.4～0.7)、低(0.2～0.4)3個(gè)梯度的樣地，同時(shí)，擇取一處無植被覆蓋的空曠地作對(duì)照組，編號(hào)分別為H、M、L、O。本研究一共有4個(gè)樣地，每個(gè)樣地的大小為10 m×10 m，樣地間距離大于200 m，附近無密集的車流及高大建筑。在2022年春季，選取晴朗無風(fēng)的一天對(duì)安慶市獅子山公園的3種綠地和1個(gè)空地對(duì)照進(jìn)行微氣候指標(biāo)監(jiān)測。實(shí)驗(yàn)從8：00～16：00，利用溫濕儀(中國臺(tái)灣路昌LM8000A)每隔1 h分別測量記錄1 d內(nèi)同一時(shí)間4組樣地微氣候舒適度因子變化(空氣溫度、相對(duì)濕度),分析數(shù)據(jù)計(jì)算微氣候舒適度值。實(shí)驗(yàn)測試高度為1.5 m，和成年人的頸部高度相近，測定時(shí)間間隔1 h，每隔20 min讀數(shù)記錄一次，持續(xù)觀測3次，從中取平均值。

2.3 數(shù)據(jù)處理

人體舒適度評(píng)價(jià)采用的是溫濕指數(shù)(I)，根據(jù)國家人居環(huán)境氣候舒適度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表1)進(jìn)行計(jì)算：I=T-0.55(1-RH)(T-14.4),式中：I為溫濕指數(shù)，T是某一觀測時(shí)段的平均溫度/℃，RH是某一觀測時(shí)段的平均空氣相對(duì)濕度/%[13]。

表1 人體舒適度等級(jí)劃分

表2 樣地的基本信息

3 結(jié)果與分析

3.1 不同郁密度植物群落溫度的日變化特征

通過圖1可知，4組植物群落的溫度變化趨勢大致相同，都在上午出現(xiàn)了顯著的上升，同時(shí)上升的速率比較快，在12:00～14:00間出現(xiàn)最大值，到了下午開始下降，但下降的速度比較緩慢。

4組植物群落中，對(duì)照組在14：00出現(xiàn)最高溫度(25℃)，且溫度高于其他組。同時(shí)，對(duì)照組全天的平均溫度幾乎都高于其他組，可能是因?yàn)槠渌?組由綠色植物組成，綠色植物對(duì)周圍的微氣候具有一定的影響，與此同時(shí)，可以有效阻擋太陽的照射，起到良好的遮蔭作用進(jìn)而調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度。但是，中郁密度的樣地日間平均溫度最低同時(shí)變化的幅度最小，而且在一天中都保持在比較低的范圍(11.8～19.3 ℃)，表示它具有相對(duì)顯著的調(diào)節(jié)溫度的能力。

圖1 不同郁密度植物群落溫度日變化

3.2 不同郁密度植物群落濕度的日變化特征

根據(jù)圖2可知，各組植物群落的相對(duì)濕度都在9:00～15:00，出現(xiàn)了速率各不同的下降，上午經(jīng)歷的變化幅度都大于下午，到16:00時(shí)相對(duì)濕度開始小幅度地增加，可能是由于晚間回潮，造成近地表水汽產(chǎn)生了小幅的增多。

在4組植物群落中，郁密度中等的植物群落在一天中其內(nèi)部的空氣相對(duì)濕度高于其他組，同時(shí)下午階段的變化幅度比較小。與其不同的是，對(duì)照組在各個(gè)時(shí)段的空氣相對(duì)濕度都比其他組低。究其原因，可能是因?yàn)橛裘芏鹊偷臉拥兀G色植物少，葉片進(jìn)行蒸騰作用發(fā)散的水汽比較少，無法明顯地為局部空氣進(jìn)行增濕，而郁密度中等的樣地植物的蒸騰作用較強(qiáng)，綠色植物能夠從土壤中吸取水分，之后通過蒸騰作用將水分散發(fā)到大氣之中，提高四周環(huán)境空氣中的相對(duì)濕度。

圖2 不同郁密度植物群落相對(duì)濕度日變化

3.3 不同郁密度植物群落溫濕指數(shù)的日變化特征

居民在游園時(shí)的舒適情況可以通過人體舒適度直接地反映，同時(shí)人體舒適度能夠分析環(huán)境狀況的改變。根據(jù)圖3以及表1可知，所有樣地的溫濕指數(shù)從8：00～14：00不斷上升，之后開始下降。

圖3 不同郁密度植物群落溫濕指數(shù)日變化

對(duì)照組一天中在9：00～14：00之間處于“舒適”的狀態(tài)，其余時(shí)間點(diǎn)處于“冷”的范圍；郁密度低的植物群落在8：00～11：00由“寒冷”向“冷”轉(zhuǎn)變，在12：00～16：00處于“舒適”的狀態(tài)；郁密度中等的植物群落在8：00～11：00由“寒冷”向“冷”轉(zhuǎn)變，在12：00～14：00之間處于“舒適”的狀態(tài)，15：00～16：00之間舒適度下降處于“冷”的范圍；郁密度高的植物群落在8：00～10：00之間處于“冷”的范疇，在11：00～16：00處于“舒適”狀態(tài)。郁密度高的植物群落全天處于“舒適”階段的時(shí)間最長，分析原因是郁密度高，通過對(duì)微氣候的調(diào)控功能來間接改變樣地內(nèi)的溫度以及濕度。而郁密度中等的植物群落由于降溫增濕的作用較為明顯，全天處于“舒適”階段的時(shí)長最短。

4 討論與結(jié)論

近年來，城市公園植物群落的配置逐漸向開放式、進(jìn)入式靠攏，因此，植物群落內(nèi)的小氣候環(huán)境舒適程度是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。在綠地群落配置時(shí)，不但要重視景觀的效果，而且需要重視小氣候的調(diào)控作用，同時(shí)在植物人體舒適度的評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，選取能夠給予最優(yōu)舒適度的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及搭配。同時(shí)，因?yàn)槲锖蚱诤蜕L期不一樣導(dǎo)致植物的生理機(jī)能產(chǎn)生季節(jié)性的變化，使其在環(huán)境舒適度的調(diào)控能力發(fā)生變化。在對(duì)城市公園植物群落進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì)的時(shí)候，樹種的物候期是一個(gè)重要的參照，為保證植物群落內(nèi)部環(huán)境維持平穩(wěn)，需要選用在不同季節(jié)對(duì)人體舒適度調(diào)節(jié)作用大致相同的物種[6]。在符合植物生態(tài)規(guī)律的基礎(chǔ)上，基于植物的生長速度、尺寸大小等要素配置適當(dāng)?shù)闹参?，?gòu)造出層次錯(cuò)落有致的植物群落，產(chǎn)生顯著調(diào)節(jié)微氣候的作用。身為景觀設(shè)計(jì)師應(yīng)利用先進(jìn)試驗(yàn)及模擬方式去規(guī)劃更適宜的園林景觀設(shè)計(jì)方案，以更好地調(diào)控城市微氣候，顯著提升園林景觀設(shè)計(jì)水平和環(huán)境舒適度。

本研究發(fā)現(xiàn)，在觀測時(shí)段內(nèi)中郁密度的植物群落降溫增濕的效果更加卓越，能夠有效改善環(huán)境，在中午及下午時(shí)段居民更容易感到舒適，此刻居民游憩更加適宜。由研究可知,城市公園綠地能夠起到降溫增濕、提高人體舒適度的作用，為人們提供良好的休閑娛樂場所。不同樣地的降溫增濕效果與植物群落的郁密度、植物群落種類、平均樹高具有密切關(guān)系。陳華疆認(rèn)為合理地布局控制開放空間的類型，增加綠地面積能夠有效改善城市居住的舒適度[11]。張風(fēng)認(rèn)為不同的群落結(jié)構(gòu)對(duì)溫濕度的影響顯著不同，植物群落較為豐富，種植過于密集，增濕降溫效果也就較顯著[12]。王嘉綺認(rèn)為，中郁密度及中、高平均樹高的濱水綠地具有的降溫增濕和防風(fēng)作用更加明顯，其中擁有中郁密度高平均樹高的濱水綠地的效果明顯優(yōu)于其他濱水綠地[13]。