關(guān)于屋頂綠化微環(huán)境的調(diào)查研究

巫 浩，杜國堅(jiān)

（浙江農(nóng)林大學(xué) 311300）

屋頂綠化是建立于建筑物頂部，為了生態(tài)環(huán)境的改變，根據(jù)建筑物承重特點(diǎn)，選擇不同的植物材料，通過園林景觀的造景手法，把之前被建筑物所占據(jù)的綠地，以另外一種形式繼續(xù)為人類和野生動植物提供棲息地，這將會是城市未來綠化系統(tǒng)中最為重要的一部分。

城市屋頂綠化生態(tài)環(huán)境屬于城市的一部分，是屋頂綠化在建筑物周圍空間內(nèi)為城市居民與生態(tài)環(huán)境相互作用、相互影響的關(guān)系。發(fā)展至今，經(jīng)過國內(nèi)外研究院大量的研究表明，許多功能和價值已經(jīng)被證實(shí)，比如吸附空氣中的細(xì)小顆粒，緩解城市熱島效應(yīng)[1]，為動物提供新的棲息地，保護(hù)建筑減少雨水沖刷和太陽直射，如C.Y.Jim等[2]通過實(shí)測研究了屋頂綠化保溫隔熱效果等功能。

1 研究區(qū)與方法

1.1 研究區(qū)概況

雋維中心位于杭州市拱墅區(qū)，研究區(qū)設(shè)在雋維中心屋頂花園。杭州市地勢西南向東北傾斜，西南部為天目山的余脈，以如意尖（536.3m）為最高，西湖周圍則天竺山（412.5m）為最高。東北部地勢平坦，河網(wǎng)交叉，系杭嘉湖平原南緣。城西的西湖，原為錢塘江口的海灣，北面的寶石山和南面的吳山是懷抱這個海灣的2個岬角，后由于錢塘江帶下的泥沙塞住灣口，變?yōu)楹础?/p>

1.2 研究方法

1.2.1 設(shè)置觀測點(diǎn)。根據(jù)杭州市的氣候特點(diǎn)，選擇在四季較為分明的4月、8月、11月和1月，每次重復(fù)觀測3d，且測定時段均為晴天且無風(fēng)的天氣。其中各項(xiàng)數(shù)據(jù)的觀測時間為早上8∶00至下午18∶00，中間每隔2h觀測1次，觀測時間為2016年4月～2017年1月。觀測點(diǎn)設(shè)置位置分別為屋頂花園中的花廊（A點(diǎn)）、中間園路（B點(diǎn)）、西側(cè)草坪（C點(diǎn)）、復(fù)層式植物配置區(qū)域（D點(diǎn)）；觀測指標(biāo)為溫度、相對濕度、CO2濃度、空氣負(fù)離子濃度4項(xiàng)。

1.2.2 相關(guān)指標(biāo)測定。①觀測溫度和濕度的方法：采用Testo 610溫濕度儀測量高度于150cm處的空氣溫度及濕度。為了保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，會從東南西北4個方向待數(shù)值穩(wěn)定后各測量4個數(shù)值，取其平均值。②觀測CO2的方法：采用Testo 730 CO2濃度測定儀測量高度于150cm處以下空氣中CO2的濃度。為了保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，從東南西北4個方向待數(shù)值穩(wěn)定后各測量4個數(shù)值，取其平均值。③觀測空氣負(fù)離子的方法：采用wil4760空氣離子測量儀在同一測點(diǎn)測量東南西北4個方向的空氣負(fù)離子和空氣正離子濃度，待儀器數(shù)值穩(wěn)定后取其中5個最大的讀數(shù)。④觀測樓面溫度與土壤溫度的方法：采用探針式土壤溫度計和曲管地溫計測量土壤10cm處溫度[3]和無屋頂綠化的樓面溫度，取兩者測量結(jié)果的平均值記錄。

2 屋頂綠化中微環(huán)境對比分析

本試驗(yàn)選擇屋頂花園中的廊架（A點(diǎn)）、園路（B點(diǎn)）、草坪綠地（C點(diǎn)）、復(fù)層綠地（D點(diǎn)），對這4點(diǎn)于高度150cm處進(jìn)行溫度、濕度、CO2濃度、空氣負(fù)離子濃度測定與分析，如圖1所示。

圖1 屋頂花園內(nèi)4點(diǎn)在不同季節(jié)的溫度變化

2.1 溫度差異

根據(jù)圖1表數(shù)據(jù)得出，不同季節(jié)中4個觀測點(diǎn)（A、B、C、D點(diǎn)）的溫度變化大致相同，均在下午14:00達(dá)到最高溫度，而其中3種綠地類型觀測點(diǎn)（A點(diǎn)、C點(diǎn)和D點(diǎn)）的溫度均比園路B點(diǎn)的低。從變化來看，B點(diǎn)（園路）的溫度變化幅度要比其它3個觀測點(diǎn)大，上升最快，回落也快，盡管在下午18∶00時各點(diǎn)溫度相差不是很大，據(jù)此推斷由于B點(diǎn)是裸露的水泥路面，跟F點(diǎn)（無綠化的建筑屋面）相差無幾，直接接受太陽輻射，導(dǎo)致白天升溫和夜間降溫都快，所以夜間B點(diǎn)也是溫度最低的點(diǎn)。D點(diǎn)在不同季節(jié)都要比其他觀測點(diǎn)低，尤其是在夏季12～14點(diǎn)的最高氣溫時，而且溫度變化較為穩(wěn)定，體現(xiàn)出夏季降溫、冬季保溫的功能，在調(diào)節(jié)微環(huán)境方面具有良好的生態(tài)效益。

2.2 濕度差異

圖2中可以看出，4個觀測點(diǎn)在不同季節(jié)的濕度變化較為一致，早晨8時較高，而12～16時最低，然后再次逐漸上升。圖中可以看出D點(diǎn)（復(fù)層式種植區(qū)）的曲線明顯高于其它3個觀測點(diǎn)，尤其是夏季，D點(diǎn)的濕度變化范圍為60.5%～74.2%，變化幅度為13.7%，日平均濕度為67.3%。而B點(diǎn)的相對濕度變化范圍為36.2%～65.3%，變化幅度為29.1%，是D點(diǎn)的1.6倍，而日平均濕度為50.7%，比D點(diǎn)低16.6%。由于復(fù)層式綠地的郁閉度較高，所以土壤與植物蒸騰作用產(chǎn)生的水汽不易消散，因此D點(diǎn)的相對濕度最高，而B點(diǎn)通過A、C2點(diǎn)的植物蒸騰作用使其局部小環(huán)境降溫。由此可見，綠地能很好地保持屋頂花園內(nèi)的相對濕度。

圖2 不同季節(jié)屋頂花園內(nèi)部4點(diǎn)的相對濕度變化

2.3 CO2濃度差異

圖3顯示，4個觀測點(diǎn)在不同季節(jié)的CO2變化趨勢大體一致，全年的CO2濃度變化不是很大，由于日照時長增加，植物光合作用時間長，吸收的CO2相對多，所以導(dǎo)致夏季CO2濃度偏低，使小環(huán)境中的CO2濃度較其它三季低。圖中顯示，CO2濃度早上相對較高，然后下降，在下午14時降到最低，再到下午18時遇到下班交通高峰期，CO2濃度才有所上升。其中由于A點(diǎn)是人群主要休憩場所以及B點(diǎn)是硬質(zhì)場地的原因，所以在下午16～18時CO2濃度上升得也比其他2個觀測點(diǎn)來得快。D點(diǎn)是喬灌草復(fù)層式綠地，所以CO2濃度最低，夏季最為顯著?？梢?，屋頂綠化具有很好地吸收CO2的作用，從而起到改善微環(huán)境的效果。

圖3 不同季節(jié)屋頂花園內(nèi)部4點(diǎn)的CO2濃度變化比較

2.4 空氣負(fù)離子濃度差異

由圖4顯示得出，夏季的屋頂花園內(nèi)負(fù)離子濃度要高于其他三季，是全年的最高值，而冬季最低?？諝庳?fù)離子濃度的最高值出現(xiàn)在上午8:00，其后由于人的活動和大氣污染物[3]的增多，空氣負(fù)離子濃度迅速降低，在中午12時出現(xiàn)最低值，而后又緩慢上升，至傍晚時分隨著下班交通高峰期有所回落。對比屋頂花園內(nèi)的4個觀測點(diǎn)，喬灌草復(fù)層式綠地D點(diǎn)曲線明顯高于其它3個觀測點(diǎn)，且受外界干擾起伏較小，主要原因是由于植物光合作用強(qiáng)，產(chǎn)生大量水汽，且范圍較為封閉，負(fù)離子的消耗相對較??；C點(diǎn)緊隨其后，對周邊空氣也有類似的功效；A點(diǎn)受人為干擾較大，其負(fù)離子濃度較低；而B點(diǎn)園路處的負(fù)離子濃度遠(yuǎn)低于其他3點(diǎn)。所以證明植物的確具有增加空氣負(fù)離子濃度，提高空氣質(zhì)量的重要作用，另一方面，空氣負(fù)離子濃度受人為以及空氣污染物的干擾較大。

圖4 不同季節(jié)屋頂花園內(nèi)部4點(diǎn)的空氣負(fù)離子變化比較

3 結(jié)論

綜上所述，在屋頂綠化中，不同的植物配置模式會影響到建筑周圍的微環(huán)境，從優(yōu)至劣排序：喬灌草復(fù)層式綠地＞草坪綠地＞廊架＞硬質(zhì)園路。此排序在夏冬兩季差異尤其明顯，對于改善建筑周圍微環(huán)境，提高周圍空氣質(zhì)量有著明顯的差別。因此在今后的新建屋頂綠化工程要多推廣喬灌草復(fù)層式植物配置的屋頂花園。

（收稿：2018-01-03）

參考文獻(xiàn)：

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