公園濱水區(qū)近水活動(dòng)場(chǎng)地生態(tài)效益研究

李 娜

（1.又石大學(xué)校，造景工程學(xué)院，全羅北道 完州郡55338；2.河北工程大學(xué)，園林與生態(tài)工程學(xué)院，河北 邯鄲056038）

近年來，隨著城市化進(jìn)程的加快轉(zhuǎn)變、人口的迅速增加、車輛的增多、工業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)以及能源消耗方式的改變等，污染物排放量持續(xù)增加，導(dǎo)致霧霾、灰霾日數(shù)增加，空氣能見度降低，空氣質(zhì)量日益惡化，對(duì)人類健康和可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅[1]。邯鄲市礦產(chǎn)資源豐富，主要有煤礦、鐵礦和水泥用石灰?guī)r礦。礦產(chǎn)資源的豐富使得經(jīng)濟(jì)對(duì)能源需求嚴(yán)重依賴，并給環(huán)境的保護(hù)產(chǎn)生巨大的壓力[2]。城市內(nèi)空氣的懸浮顆粒物濃度指標(biāo)超標(biāo)情況時(shí)有發(fā)生，主要為PM2.5和PM10[2]，2014年全年重度污染達(dá)74 天。空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于或等于10 μm的可吸入顆粒物，作為首要顆粒污染物，其粒徑很小，表面凸凹不平，面積大，有很強(qiáng)吸附能力，能使空氣中的多環(huán)芳烴、細(xì)菌、病毒及重金屬等多種有害物質(zhì)附著在其表面，經(jīng)呼吸道進(jìn)入人體后直接危及人類健康[3]。空氣質(zhì)量變差的同時(shí)也加劇了熱島效應(yīng)，城區(qū)內(nèi)夏季高溫極端天氣加劇。研究表明，水體對(duì)城市小氣候具有調(diào)節(jié)作用，大到湖泊、河流、濕地，小到池塘噴泉等都對(duì)小氣候有不同程度的影響[4]。本研究針對(duì)公園內(nèi)湖體對(duì)周邊活動(dòng)場(chǎng)地產(chǎn)生的生態(tài)效益進(jìn)行研究，給設(shè)計(jì)者在湖體周邊設(shè)置活動(dòng)場(chǎng)地提供一定依據(jù)，同時(shí)也為游覽者更好的利用公園提供游覽思路。

1 研究方法

1.1 樣點(diǎn)選取

選取邯鄲市具有代表性的城市公園—龍湖公園，將湖體周邊的活動(dòng)場(chǎng)地作為測(cè)量點(diǎn)。觀察人在水邊的活動(dòng)軌跡，無欄桿或者低矮欄桿的賞景平臺(tái)，人在距水邊1.5 m 到2.5 m處停留較多，濱水道路大多為保障安全設(shè)置在距水邊2 m 以外，2 m 是水邊活動(dòng)的最小距離。選取距離水邊2 m，周邊條件近似的嵌草磚、草坪草、廣場(chǎng)磚、水泥磚、水泥整體5個(gè)不同下墊面的活動(dòng)場(chǎng)地作為測(cè)量點(diǎn)。其中廣場(chǎng)選取2 m處的中心位置作為測(cè)量點(diǎn)。

1.2 測(cè)試方法

在測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)3次測(cè)量，3次測(cè)量取平均值作為該點(diǎn)測(cè)量值。測(cè)試儀器選用鑫思特HT-9600粉塵顆粒度檢測(cè)儀，操作程序和注意事項(xiàng)遵照儀器使用說明。溫度測(cè)量范圍-40℃～+125℃，精度±0.5℃，濕度測(cè)量范圍0-100%RH，精度±2%RH，PM2.5和PM10 量程0-1000 ug/m2,監(jiān)測(cè)靈敏度1 ug。測(cè)量時(shí)間選取一年中最熱的中伏進(jìn)行，2019年7月20日—8月10日中選取3 天無風(fēng)或微風(fēng)天氣進(jìn)行，8-20點(diǎn)游人利用集中時(shí)間段進(jìn)行測(cè)量，每兩小時(shí)測(cè)量一次，測(cè)量高度為人的呼吸高度1.5 m。多點(diǎn)測(cè)量同步進(jìn)行，3 天測(cè)量數(shù)據(jù)平均值作為該點(diǎn)測(cè)量值。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel和SPSS 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

1.4 選樣點(diǎn)基本信息

表1 選樣點(diǎn)基本信息

2 結(jié)果與分析

2.1 水體對(duì)不同下墊面場(chǎng)地降溫效果的影響

對(duì)各點(diǎn)測(cè)量所得空氣溫度數(shù)據(jù)在Excel 中進(jìn)行整理，水體對(duì)距離水邊2 m處不同下墊面的場(chǎng)地溫度影響效果如圖1所示，與對(duì)照相比，水體對(duì)各種下墊面的場(chǎng)地在監(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)均有降溫作用。各點(diǎn)溫度變化呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，在12-14點(diǎn)到達(dá)峰值。從降溫幅度看，早晚氣溫低時(shí)降溫強(qiáng)度大，中午最高溫時(shí)降溫強(qiáng)度低。降溫強(qiáng)度最低值出現(xiàn)在12點(diǎn)的C3點(diǎn)，水泥磚下墊面，為0.1℃，最高值出現(xiàn)在18點(diǎn)的B1點(diǎn)，草坪草下墊面7.88℃。各點(diǎn)在18點(diǎn)達(dá)到最大降溫強(qiáng)度。全天平均溫度B1（39.63℃）＜B2（40.49℃）＜B5（40.51℃）＜B4（40.83℃）＜B3（41.35℃），B1點(diǎn)草坪草下墊面最低，B3點(diǎn)廣場(chǎng)磚下墊面最高。將全天平均溫度在SPSS 中進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果顯示差異不顯著，因?yàn)?2-14點(diǎn)兩個(gè)時(shí)間段，降溫強(qiáng)度低，拉低了全天平均水平。將12-14點(diǎn)兩個(gè)時(shí)間段溫度去除，方差分析結(jié)果在P＜0.05 水平上差異顯著。進(jìn)行兩兩多重比較結(jié)果如表2所示，對(duì)各種下墊面都有降溫作用，效果最好的是草坪草下墊面。

表2 降溫效果多重比較表

2.2 水體對(duì)不同下墊面場(chǎng)地增濕效果的影響

將各點(diǎn)測(cè)量所得空氣相對(duì)濕度數(shù)值在Excel 中進(jìn)行整理，得到圖2空氣相對(duì)濕度日變化圖。從圖2中可以看出，相對(duì)濕度與溫度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，在觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)呈現(xiàn)先下降后升高的走勢(shì)，各點(diǎn)在12-14點(diǎn)間抵達(dá)全天濕度最低值。與對(duì)照相比，水體對(duì)各種不同下墊面的活動(dòng)場(chǎng)地增濕強(qiáng)度不同，各點(diǎn)在不同時(shí)間出現(xiàn)多次波動(dòng)，總體趨勢(shì)升高，14-18點(diǎn)增濕強(qiáng)度較大，在18點(diǎn)達(dá)到峰值，最高值出現(xiàn)在18點(diǎn)的B1點(diǎn)草坪草下墊面，相對(duì)濕度49%，比對(duì)照高12.06%。18點(diǎn)之后各點(diǎn)出現(xiàn)增濕強(qiáng)度的快速降低，最低值出現(xiàn)在20點(diǎn)的B4點(diǎn)水泥整體路面，比對(duì)照低4.3%。因?yàn)?8點(diǎn)之后，空氣溫度降低，水面蒸發(fā)能力減弱，各點(diǎn)濕度與空氣濕度趨于一致，受水體影響減弱。全天平均濕度B1（44.5%）＞B2（44.29%）＞B3（42.36%）＞B5（41.1%）＞B4（40.63%），草坪的下墊面場(chǎng)地濕度最大，水泥整體路面的下墊面場(chǎng)地濕度最低。將各點(diǎn)相對(duì)濕度平均值帶入SPSS 中進(jìn)行方差分析，在P＜0.05 水平上結(jié)果顯示不顯著，說明水體對(duì)周邊不同下墊面的活動(dòng)場(chǎng)地在增濕效果上具有一定的增濕趨勢(shì)，但效果不顯著。

2.3 水體對(duì)不同下墊面場(chǎng)地舒適度的影響

將各點(diǎn)測(cè)量所得空氣溫度和相對(duì)濕度的數(shù)值帶入王遠(yuǎn)飛溫濕度計(jì)算公式[5]THI=T-0.55(1-RH)(T-14.5)中（THI 指溫濕指數(shù)，代表不舒適指數(shù)，T為實(shí)測(cè)空氣溫度，RH為相對(duì)濕度),得到各點(diǎn)不舒適指數(shù)，在Excel 中整理得到表3。可以看出各點(diǎn)不舒適指數(shù)呈現(xiàn)先升高再降低的總體趨勢(shì)，8點(diǎn)不舒適性較低，B2點(diǎn)嵌草磚下墊面和B1點(diǎn)草坪草下墊面明顯低于其他下墊面，比對(duì)照分別降低2.68和2.71，水體對(duì)這兩種下墊面的降溫和增濕效果好于其他下墊面，所以降低了不舒適指數(shù)。10-14點(diǎn)，各點(diǎn)不舒適指數(shù)處于較高值的波動(dòng)，B2點(diǎn)草坪磚下墊面在12點(diǎn)出現(xiàn)全天最高值33.77，比對(duì)照僅僅低0.05，14點(diǎn)以后隨著空氣溫度的降低和相對(duì)濕度的增大，不舒適指數(shù)開始下降，18點(diǎn)時(shí)，各點(diǎn)除對(duì)照點(diǎn)，都出現(xiàn)了全天不舒適度最低值，B1點(diǎn)草坪草下墊面出現(xiàn)全天最低值30.57，比對(duì)照低3.67，之后各點(diǎn)不舒適值再次上升，但上升幅度較小。將表3中的值與表4[6]對(duì)照，各點(diǎn)舒適度處于酷熱水平，無降溫措施不能正常工作。全天平均不舒適指數(shù)B1（30.03）＜B5（30.07）＜B4（30.12）＜B2（30.36）＜B3（30.68），草坪草下墊面最低，廣場(chǎng)磚下墊面最高。將全天各點(diǎn)的不舒適指數(shù)平均值帶入SPSS 進(jìn)行單因素方差分析，在P＜0.05 水平上，差異性顯著，進(jìn)行兩兩比較結(jié)果如表5，各點(diǎn)與對(duì)照相比均有顯著性差異，各不同下墊面之間差異不顯著?？梢钥闯鲈谙募咀顭岬闹蟹A段，公園水體對(duì)周邊不同下墊面活動(dòng)場(chǎng)地具有顯著的降低不舒適指數(shù)的能力，但各點(diǎn)仍處于酷熱的水平。

表3 不舒適指數(shù)變化表

表4 THI 與舒適度

表5 不舒適度指數(shù)多重比較表

2.4 水體對(duì)不同下墊面場(chǎng)地PM10的影響

將各點(diǎn)測(cè)量所得PM10 數(shù)值在Excel 中進(jìn)行整理得到圖3，PM10的日變化圖，PM10 在觀測(cè)時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)先降低再升高的曲線，早8點(diǎn)各測(cè)試點(diǎn)均高于對(duì)照，B3點(diǎn)廣場(chǎng)磚下墊面場(chǎng)地PM10 濃度達(dá)178 ug/m2，比對(duì)照高133 ug/m2，為全天PM10 濃度最大值，8-10點(diǎn)各點(diǎn)濃度迅速降低，10點(diǎn)時(shí)與對(duì)照濃度相近，12點(diǎn)抵達(dá)谷值，水體對(duì)周邊場(chǎng)地的PM10 降低強(qiáng)度達(dá)到全天中最大的峰值，B3點(diǎn)廣場(chǎng)磚下墊面濃度最低為16 ug/m2，比對(duì)照低36 ug/m2，之后PM10 濃度值緩慢回升，14點(diǎn)時(shí)降低強(qiáng)度出現(xiàn)谷值，與對(duì)照的差值減小，之后差值緩慢加大，18點(diǎn)時(shí)降低強(qiáng)度再次出現(xiàn)峰值，降低強(qiáng)度次于12點(diǎn)，全天的降低強(qiáng)度呈現(xiàn)上午急劇上升下午下降上升再下降的波動(dòng)曲線。全天PM10 濃度最高值和最低值均出現(xiàn)在B3點(diǎn)，波動(dòng)幅度最大，變幅166 ug/m2。將各點(diǎn)PM10的平均值在SPSS 中進(jìn)行單因素方差分析，在P＜0.05 水平上差異不顯著，將12-20點(diǎn)5個(gè)時(shí)間段的平均值進(jìn)行單因素方差分析，差異顯著，各點(diǎn)平均值均小于對(duì)照點(diǎn)，B2（31.2 ug/m2）＜B3（31.8 ug/m2）＜B5（32 ug/m2）＜B4（33.8 ug/m2）＜B1（36.8 ug/m2），濃度最低值為嵌草磚下墊面，最高為草坪草下墊面，進(jìn)行多重比較分析，結(jié)果如表6，各點(diǎn)與對(duì)照存在顯著性差異，各測(cè)量點(diǎn)之間差異不顯著。說明水體在10點(diǎn)以后對(duì)周邊2 m處場(chǎng)地的PM10 具有顯著性降低作用，下墊面不同對(duì)這種影響作用很小。8－10點(diǎn)段，濃度最高的為廣場(chǎng)磚下墊面，最低的為水泥磚和草坪草下墊面。

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2.5 水體對(duì)不同下墊面場(chǎng)地PM2.5的影響

將各點(diǎn)測(cè)量所得PM2.5值在Excel 中進(jìn)行整理得到圖4的PM2.5日變化趨勢(shì)圖，8點(diǎn)時(shí)各點(diǎn)的PM2.5 濃度均比對(duì)照高，B3點(diǎn)廣場(chǎng)磚下墊面濃度達(dá)70 ug/m2，比對(duì)照高38 ug/m2，為全天PM2.5 濃度的最高值，8-10點(diǎn)時(shí)間段濃度迅速下降，10點(diǎn)時(shí)均低于對(duì)照，12點(diǎn)時(shí)各點(diǎn)PM2.5 濃度抵達(dá)谷值，水體對(duì)周邊2 m處場(chǎng)地降低PM2.5的強(qiáng)度最大，B2點(diǎn)嵌草磚下墊面和B3點(diǎn)廣場(chǎng)磚下墊面濃度為7 ug/m2，比對(duì)照低22 ug/m2，之后各測(cè)試點(diǎn)濃度緩慢上升，16點(diǎn)時(shí)，對(duì)照點(diǎn)濃度達(dá)到全天最低值，各測(cè)試點(diǎn)降低強(qiáng)度趨于一致，之后降低強(qiáng)度稍有起伏，但起伏不大。全天PM10 濃度最高值和最低值均出現(xiàn)在B3點(diǎn)，波動(dòng)幅度最大，變幅63 ug/m2。將各點(diǎn)平均值帶入SPSS 中進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果不顯著。將10-20點(diǎn)6個(gè)時(shí)間段平均值帶入進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果顯示在P＜0.05 水平上差異顯著，進(jìn)行兩兩比較結(jié)果如表7所示，各點(diǎn)與對(duì)照差異顯著，各點(diǎn)之間差異不顯著，B5點(diǎn)水泥磚下墊面最低，B4 水泥整體下墊面最高。說明水體在8點(diǎn)以后對(duì)周邊2 m處場(chǎng)地的PM2.5 具有顯著性降低作用，下墊面不同對(duì)這種影響作用較小。

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3 結(jié)論與討論

3.1 水體對(duì)不同下墊面場(chǎng)地降溫效果的影響

草坪草下墊面溫度最低，廣場(chǎng)磚下墊面溫度最高。

3.2 水體對(duì)不同下墊面場(chǎng)地增濕效果的影響

草坪草下墊面濕度最高，水泥整體路面濕度最低。

3.3 水體對(duì)不同下墊面場(chǎng)地舒適度的影響

舒適度最高的是草坪草下墊面，最低的是廣場(chǎng)磚下墊面。

3.4 水體對(duì)不同下墊面場(chǎng)地PM10的影響

8－10點(diǎn)段，濃度最低的是水泥磚和草坪草下墊面，最高的為廣場(chǎng)磚下墊面，12-20點(diǎn)濃度最低值為嵌草磚下墊面，最高為草坪草下墊面，全天比較廣場(chǎng)磚波動(dòng)幅度最大。

3.5 水體對(duì)不同下墊面場(chǎng)地PM2.5的影響

8點(diǎn)時(shí)B5 水泥磚下墊面最低，廣場(chǎng)磚下墊面最高。10－20點(diǎn)水泥磚下墊面最低，水泥整體下墊面最高，全天比較廣場(chǎng)磚波動(dòng)幅度最大。

總體來看，在夏季氣溫極端的高溫時(shí)段，水體對(duì)距水邊2 m 距離的各種不同下墊面場(chǎng)地的小環(huán)境具有顯著的改善效果，下墊面不同效果會(huì)有差異，但各種不同下墊面之間差異不顯著。在降溫增濕提高舒適度方面草坪草下墊面效果最好，廣場(chǎng)磚效果最差。在降低PM10和PM2.5 改善空氣質(zhì)量方面，不同時(shí)間段會(huì)有差異，水泥磚相對(duì)較好，廣場(chǎng)磚變動(dòng)幅度最大。