城市绿地降温增湿效应与其结构特征相关性研究

中国生态农业学报　2008年11月　第16卷　第6期 　倡倡城市绿地降温增湿效应与其结构特征相关性研究倡倡武小钢　蔺银鼎倡倡闫海冰　郝兴宇（山西农业大学林学院　太谷　０３０８０１）摘　要　在太原市区选择２类１０个不同结构特征的绿地为研究样本，利用ＨＯＢＯＰｒｏ温、湿度数据采集器对绿地水平和垂直方向上温湿度变化进行测定，研究绿地绿量、叶面积指数、绿地面积、周长面积比４个绿地特征要素与绿地降温增湿效应之间的相关性。

结果表明，在水平方向上，绿地降温增湿效应与绿地面积、绿量显著正相关，与绿地周长面积比值显著负相关；在垂直方向上，绿地降温增湿效应与绿量显著正相关，降温效应与叶面积指数显著正相关，增湿效应与叶面积指数正相关性不显著。

绿地绿量是衡量绿地生态效益的关键因子，应将其作为绿地系统评价体系的一项重要指标。

从城市绿地规划与建设的角度看，在增加绿地面积和提高绿量的同时，一方面要重视大面积斑块的绿地，提高其在绿地系统中的比重，另一方面根据绿地用途相应地选择不同的形状，使城市绿化改善城市生态环境的效应得到充分发挥。

关键词　城市绿地　降温增湿效应　绿量　叶面积指数　周长面积比中图分类号：ＴＵ９８４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－３９９０（２００８）０６－１４６９－０５Correlation between ecological effect and structure characteristics of urban green areas ＷＵＸｉａｏ唱Ｇａｎｇ，ＬＩＮＹｉｎ唱Ｄｉｎｇ，ＹＡＮＨａｉ唱Ｂｉｎｇ，ＨＡＯＸｉｎｇ唱Ｙｕ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，ＳｈａｎｘｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉｇｕ０３０８０１，Ｃｈｉｎａ）Abstract　Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ唱ｌｏｗｅｒｉｎｇａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙ唱ｒａｉｓｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｏｆｏｐｅｎａｎｄｇｒｅｅｎａｒｅａｓｗｉｔｈｒｅｇａｒｄｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｇｒｅｅｎａｒｅａｓｉｎＴａｉｙｕａｎＣｉｔｙ．Ｔｅｎｇｒｅｅｎａｒｅａｓｆｒｏｍｔｗｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｔｅｇｏ唱ｒｉｅｓｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｓａｍｐｌｅｓ．Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｄａｔａａｌｏｎｇｈｏｒｉｚｏｎｔａｌａｎｄｖｅｒｔｉｃａｌｂｅｌｔｓｏｆｔｈｅｇｒｅｅｎａｒｅａｓｗｅｒｅｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｌｙｅｘａｍ唱ｉｎｅｄｂｙＨＯＢＯＰｒｏＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／ＨｕｍｉｄｉｔｙＥｘｔｅｒｎａｌＬｏｇｇｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ唱ｌｏｗｅｒｉｎｇａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙ唱ｒａｉｓｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈａｒｅａａｎｄｇｒｅｅｎｑｕａｎｔｉｔｙｉｎｄｅｘ，ｂｕｔｎｅｇａｔｉｖｅｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈP／A（ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ／ａｒｅａ）ｉｎｄｅｘｏｆｏｐｅｎａｎｄｇｒｅｅｎａｒｅａｓａｌｏｎｇｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｂｅｌｔｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｌｓｏｉｍｐｌｙｔｈａｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ唱ｌｏｗｅｒｉｎｇａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙ唱ｒａｉｓｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｇｒｅｅｎｑｕａｎｔｉｔｙ；ＬＡＩｈａｓａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｍｐａｃｔｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ唱ｌｏｗｅｒｉｎｇｅｆｆｅｃｔ，ｂｕｔｌｅｓｓｉｍｐａｃｔｏｎｈｕｍｉｄｉｔｙ唱ｒａｉｓｉｎｇｅｆｆｅｃｔ．Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓｏｆｕｒｂａｎｇｒｅｅｎａｒｅａｓａｒｅｌａｒｇｅｌｙｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｎｇｒｅｅｎｑｕａｎｔｉｔｙ．Ｔｈｉｓｈｉｇｈ唱ｌｉｇｈｔｓｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆｅｖａｌｕａｔｉｎｇｇｒｅｅｎｑｕａｎｔｉｔｙｉｎｕｒｂａｎｇｒｅｅｎａｒｅａｓ．Ｉｔｅｍｐｈａｓｉｚｅｓｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆｉｎｃｒｅａｓｅｄｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅａｒｅａｇｒｅｅｎｐａｔｃｈｅｓａｎｄｇｒｅｅｎｑｕａｎｔｉｔｙａｓａｍｅａｎｓｏｆｅｎｌａｒｇｉｎｇｇｒｅｅｎｚｏｎｅｓ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｉｔｉｓｆｅａｓｉｂｌｅｔｏａｄｏｐｔｇｒｅｅｎａｒｅａｓｈａｐｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔP／Aｖａｌｕｅｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｉｒｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｂｅｎｅｆｉｔｓｏｆｕｒｂａｎｇｒｅｅｎａｒｅａｓ．Key words　Ｕｒｂａｎｇｒｅｅｎａｒｅａ，Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ唱ｌｏｗｅｒｉｎｇａｎｄｈｕｍｉｄｉｔｙ唱ｒａｉｓｉｎｇｅｆｆｅｃｔ，Ｇｒｅｅｎｑｕａｎｔｉｔｙ，Ｌｅａｆａｒｅａｉｎｄｅｘ，P／Aｉｎｄｅｘ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＯｃｔ．３０，２００７；ａｃｃｅｐｔｅｄＪａｎ．２７，２００８） 在城市各种土地利用类型中，城市绿地，尤其是林地，对城市小气候和水文方面的影响最大［１，２〗。

随着城市环境问题的日益突出以及城市生活质量与居民需求层次的提高，以改善城市环境、美化城市景观为目标的城市绿地系统建设，已成为当前城市建设与可持续发展的重要内容［３，４］。

城市绿地生态效应的主体是绿地系统通过各种物理过程、化学过程和生态过程对其周围环境的调节和改变。

国内外对城市绿地环境效应的分析发现，在绿化二维指标相近时，不同的城市绿地结构和布局也会产生不同的绿地功能，当绿地覆盖率小于４０％～６０％时，绿地内部结构和空间分布更加重要［５，６］。

因此，提高城市园林绿化的生态效益，不能只着眼于扩大绿地面积，更重要的是提高单位绿倡国家自然科学基金项目（３０２７１１０２）和山西省自然科学基金项目（２００３１０７４）资助通讯作者：蔺银鼎（１９５５～），男，教授，研究方向为园林生态。

Ｅ唱ｍａｉｌ：ｓｘｎｄ＿ｌｙｄ＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ武小钢（１９７７～），男，在读博士，讲师，主要从事园林生态与园林植物研究。

Ｅ唱ｍａｉｌ：ｗｘｇ３５４＠１６３收稿日期：２００７－１０－３０　接受日期：２００８－０１－２７中国生态农业学报2008第16卷地面积和城市绿地景观整体的生态效应［７］。

近年来，许多学者对不同类型绿化植物和绿地的生态效益做了大量的分析试验［８－１３］，这些研究还处在定性与半定量阶段，定量评价多为一些零散绿地生态功能测定、绿地效益简单核算、绿地景观数量化评价和不同结构绿地生态效益比较研究，定性评价则侧重于美学、植物学及生态学方面，这种评价主观性较大；将城市绿地在小尺度上进行定量生态效益研究较少，而小尺度上的研究成果对城市绿地规划的指导可能更为直接［７］。

本文在水平和垂直方向上对太原市不同类型绿地的温、湿度进行定点同步测定，研究绿地面积、几何形状、绿量等特征要素与城市绿地降温增湿效应的相关性，从而揭示不同特征绿地的生态效益差异，为城市绿地系统的规划和建设提供科学依据。

1　研究方法1．1　样地选取试验在山西省太原市区进行。

根据绿地植物群落优势层的不同，将绿地划分为２类：Ⅰ类为林地，含有乔、灌、草３层结构（以乔木为主）；Ⅱ类为草坪，含稀树草坪。

在太原市区内选取典型样地，每类绿地分别选取５块样地。

为保证所测定数据的可靠性和可比性，样地四周２０ｍ内为空旷地，无建筑、河流或其他植被等有可能影响绿地生态效应的因素。

样地特征及群落结构类型见表１。

表1　样地空间结构特征Ｔａｂ．１　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｔｈｅｔｅｓｔｓａｍｐｌｅｓ绿地结构类型Ｇｒｅｅｎａｒｅａｔｙｐｅ面积Ａｒｅａ（ｍ２）绿量　Ｇｒｅｅｎｑｕａｎｔｉｔｙ（ｍ２）周长面积比P／A Ⅰ．林地Ｆｏｒｅｓｔ　Ⅰ１新疆杨Populu salbaｃｖ．Ｐｖｒａｍｉｄａｌｉｓ１４６９．４０２２１８７．９４０．１５０　Ⅰ２新疆杨Populu salbaｃｖ．Ｐｖｒａｍｉｄａｌｉｓ１０２５．２０１６４８５．２２０．１３４　Ⅰ３国槐Sophora japonicaＬ．４８１４．７５６６８７６．８７０．０７６　Ⅰ４乔灌草复合绿地Ｃｏｍｂｉｎｅｄｇｒｅｅｎａｒｅａ１２４６４．００１４０８４３．２００．０３８　Ⅰ５乔灌草复合绿地Ｃｏｍｂｉｎｅｄｇｒｅｅｎａｒｅａ１３６７３．１７１２６２０１．７９０．０３４Ⅱ．草地Ｇｒａｓｓｌａｎｄ　Ⅱ１草地早熟禾草坪Poa pratensisＬ．１１３１７．２５５７１５２．１１０．０３８　Ⅱ２草地早熟禾草坪Poa pratensisＬ．８００．４０４０４２．０２０．１５５　Ⅱ３草地早熟禾草坪Poa pratensisＬ．１５４０．４２７７７９．１３０．１１８　Ⅱ４稀树草坪Ｌａｗｎｗｉｔｈｏｐｅｎｆｏｒｅｓｔ２８９９．６２１６２３７．８７０．０９３　Ⅱ５稀树草坪Ｌａｗｎｗｉｔｈｏｐｅｎｆｏｒｅｓｔ３０６．２１２７０９．９６０．２８８1．2　研究方法试验安排在２００５年７月进行，使用Ｏｎｓｅｔ计算机公司生产的ＨＯＢＯＰｒｏ温、湿度数据采集器（温度测试精度±０．０５℃，相对湿度测试精度±３％）进行温、湿度的同步测定，测定方式分为两种：水平方向，在距绿地边缘０ｍ、５ｍ、１０ｍ、１５ｍ、２０ｍ处分别设置１个测点，仪器安设在距地面１．５ｍ处，并处于遮荫通风状态下。

在空旷地设１个对照观测点。

垂直方向，草坪绿地利用支架分层测定温湿度，测定高度分别为距地面０．５ｍ、１．０ｍ、１．５ｍ、２．０ｍ、２．５ｍ、３．０ｍ；林地利用探空气球进行，测定高度分别为距地面２．０ｍ、４．０ｍ、６．０ｍ、８．０ｍ、１０．０ｍ和１２．０ｍ。

测定时段选择在一天当中气温最高的１４：００～１４：３０，测定工作均安排在晴朗无风或风力小于三级的天气条件下进行，共测定５ｄ。

仪器设置为每ｍｉｎ自动记录１个数据，数据处理时使用２０ｍｉｎ内所测数据的算术平均值为本时段的温、湿度。

本文中降温效应和增湿效应定义为各测点处的温、湿度与对照的差值，计算公式为：ΔT＝t n－t０（１）ΔP＝P n－P０（２）式中，ΔT和ΔP分别为温度差和相对湿度差，t n、P n 分别为不同测定点处测得的温度和相对湿度，t０、P０分别为对照点的温度和相对湿度，n为不同测点。

相关性分析时，将ΔT和ΔP转换为测定的空间范围内，样本绿地使空气损失的热量和增加的水汽含量。

空气含水量的计算使用ＶａｉｓａｌａＨｕ唱ｍｉｄｉｔｙＣａｌｃｕｌａｔｏｒ１．３软件包。

热量计算公式为：Q＝c×m×（t n－t０）（３）式中，Q为绿地吸收的热量，c为空气的比热容，m为空气质量。