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探究绿色建造与城市气候的关系

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探究绿色建造与城市气候的关系

1材料与方法

选择连接漯河市中心城区和郊区的金山路、贯穿漯河市区的嵩山路以及环绕漯河市区的沙澧河风景区堤顶路为研究对象。从中选择具有代表性的标准群落进行温度、相对湿度和辐射强度等指标的测定。2012年8-10月调查3条道路植物群落分布情况,采用HOBO便携式自动气象站,在典型植物群落内测定典型天气的小气候日变化,重复3次。测定项目为温度、相对湿度和辐射强度;测定时间为8:00到次日8:00,间隔2h。温湿度的测定高度为1.2m,太阳辐射强度的测定高度为2m。

2结果与分析

2.1植物群落

经调查,该3条道路人工植物群落中应用的植物共有乔木24种,灌木17种,草本10种,分属33科47属。其中常绿树种25种,落叶树种15种;被子植物有31科45属49种,裸子植物有2科2属2种。嵩山路断面形式为三板四带式,植物群落为白蜡-大叶女贞-百日红+海桐球-紫叶小檗+大叶黄杨。金山路断面形式为二板三带式,植物群落为水杉+雪松-五角枫+碧桃-南天竹+麦冬。堤顶路断面形式为一板二带式,植物群落为红枫+银杏-石楠球+夹竹桃-瓜子黄杨+丛生福禄考+鸢尾。

2.2光合有效辐射值

不同月份的不同道路绿色廊道上,其光合有效辐射值变化规律基本相同。光合有效辐射值的日变化曲线在白天呈单峰形,在12:00时达到最强,之后逐渐降低至最低值,由于树木的遮蔽作用较大,嵩山路上的光合有效辐射值一直较低。随着天气的变冷,这3条绿色廊道上所能达到的最高光合有效辐射值逐渐降低,而嵩山路上由于树叶的变黄、脱落较多,导致树木的遮蔽作用减弱,因此其上所能达到的最高光合有效辐射值较金山路和堤顶路上的降低幅度小,说明树木具有很强的阻挡太阳辐射的作用。

2.3温度

从不同月份来看,3种道路绿色廊道上的气温日变化规律基本相同,均呈单峰形,14:00-16:00达最高值,之后逐渐降低。嵩山路上气温的最高值为33℃,最低值为9℃;金山路上气温的最高值为32℃,最低值为9℃;堤顶路上气温最高值为30℃,最低值为8℃。不同绿色廊道上的气温随太阳辐射的变化而变化,随辐射强度的增加,气温持续升高,14:00以后,堤顶路的气温开始下降,下降速度还很快,在白天表现出了良好的降温效果,并且气温一直低于嵩山路和金山路,但18:00以后,辐射强度很低时,堤顶路上树枝茂盛不易散热,其温度反而不易降低,气温逐渐高于金山路,甚至高于嵩山路。随着季节的由夏入秋,3种道路绿色廊道上的气温逐渐降低,其所能达到的最高值和最低值也在减小。

2.4相对湿度

8月和9月不同绿色廊道上的相对湿度日变化规律基本相同,呈单谷型曲线,相对湿度在16:00时达到最低值;10月份的相对湿度的日变化则出现了2个低谷,时间分别是16:00时以及4:00时。8月和9月不同道路绿色廊道上的相对湿度日变化趋势一致,随着辐射强度的增强,相对湿度降低,在16:00时左右达到最低值,之后逐渐升高。堤顶路上由于树木的遮蔽以及沙河水面的作用,相对湿度变化比较缓慢,且一直高于嵩山路和金山路,表现出了良好的保湿效应。10月相对湿度的变化与其他2个月有明显区别,其原因可能是昼夜温差较大,10月还是风比较多的季节。由此可以看出,堤顶路绿色廊道具有良好的保湿效果。

3小结与讨论

有关城市气候的相关研究表明道路植物群落下垫面的小气候效应是明显的,而且以晴天最为明显,不同绿色廊道的降温增湿效果不同。本研究得出了和前人研究基本一致的结论,受大气环境的影响,城市不同绿色廊道上的气候要素在季节之间的变化趋势一致,调节气温增加空气湿度作用明显。

绿色廊道的群落结构不同,对气温、相对湿度的改善效果也不同。城市绿地林冠层存在复杂的热力效应,一方面植物通过遮挡太阳辐射吸收地面辐射有效降低空气温度,另一方面通过光合作用和蒸腾作用消耗太阳辐射能形成微型小气候。在测定的3条绿色廊道中,堤顶路段改善小气候能力明显高于另外2条绿色廊道路段。廊道林带宽度太窄,难以实现绿色道路廊道的多重生态功能。

廊道的宽度特征对于廊道的生态功能有重要意义,一般认为廊道越宽越好,窄带廊道易对敏感生物种的迁移产生影响,并影响廊道对有害物种和污染物的过滤,宽度越大,环境异质性也会增加。目前嵩山路廊道仅为25m的宽度是远远不够的。

随着城市的发展,规模膨胀,人口急剧增长,建筑物密集等问题,给城市的生态环境带来了严重压力,导致城市热岛效应日趋严重。从本研究可以看出不同道路绿色廊道调节气温的效果不同,因此应根据实际情况来发展城市绿化,增加群落的郁闭度,扩宽林带,改善下垫面的构成和性质,进而缓解城市热岛效应。

作者:田爱芳单位:河南省漯河市园林管理处