安慶秦潭湖公園不同植物配置類(lèi)型濕溫效應(yīng)研究①

范志強(qiáng)，徐佳敏，楊 榮，葛文焱，丁元春

(安慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/皖西南生物多樣性研究與生態(tài)保護(hù)安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 安慶 246011)

0 引 言

隨著城市化進(jìn)程不斷加快和城市人口的不斷增加，人們對(duì)生活環(huán)境的生態(tài)效益越來(lái)越重視。熱島效應(yīng)是城市氣候變化最為明顯的問(wèn)題之一。城市化建設(shè)改變了城市內(nèi)部的大氣動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)和城市下墊面熱交換性質(zhì)，從而促進(jìn)熱島效應(yīng)的產(chǎn)生。隨著城市規(guī)模的增大，以及人口的提升，熱島強(qiáng)度更明顯[1]。如何改善城市人居環(huán)境受到全國(guó)乃至全世界學(xué)者的重要關(guān)注。已有研究表明，公園綠地有很明顯的降溫增濕效果[2-5]。一定限度內(nèi)，綠地降溫增濕效果與綠地面積成正比關(guān)系[6]，植被的覆蓋可以有效改善城市的微氣候[7]。植物群落在表現(xiàn)出一定的降溫增濕效果[8-9]。通過(guò)大面積的植物覆蓋，可以調(diào)節(jié)城市的小氣候[10-12]。在不同地區(qū)和季節(jié)，植物對(duì)于環(huán)境的溫濕效應(yīng)表現(xiàn)不完全相同。安慶市是國(guó)家園林城市，植被覆蓋率較高。對(duì)安慶市秦潭湖濕地公園六種常見(jiàn)的植物配置類(lèi)型的溫濕效應(yīng)進(jìn)行研究可以為今后城市公園生態(tài)環(huán)境更好的發(fā)展與完善提出建議。

1 研究地區(qū)概況和研究方法

1.1 研究地區(qū)概況

安慶市位于安徽省西南部，屬于典型的亞熱帶溫潤(rùn)氣候區(qū)，氣候濕和，雨量適中，年平均氣溫14.5～16.6℃，年均降水在1250～1430mm之間。安慶市秦潭湖濕地公園在安慶市區(qū)東部，總面積約為220公頃。公園綠化較好，覆蓋率大。

1.2 研究方法

在秦潭湖濕地公園選取不同植物配置類(lèi)型(灌草、喬草、草坪、喬灌草、水生植物、灌木綠籬)作為研究調(diào)查對(duì)象，每種類(lèi)型均選取了兩個(gè)樣地，以硬質(zhì)鋪裝地面作為對(duì)照。灌草配置類(lèi)型主要由黃楊、白三葉以及麥冬草，紅花酢漿草構(gòu)成；喬草配置類(lèi)型主要由沿階草以及香樟構(gòu)成；草坪配置類(lèi)型主要由麥冬草構(gòu)成；喬灌草配置類(lèi)型主要由香樟、含笑、紅葉石楠、八角金盤(pán)、海桐以及沿階草、阿拉伯婆婆納構(gòu)成；水生植物配置類(lèi)型由蘆葦草構(gòu)成；灌木綠籬主要由海桐以及含笑構(gòu)成。作為對(duì)照的硬質(zhì)鋪裝則選擇了沒(méi)有任何遮擋物的鋪裝地面。

測(cè)量時(shí)，盡量選取了各種植物配置面積近似相等并且長(zhǎng)勢(shì)相近處，在距離地面一米處進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試儀器采用了中國(guó)臺(tái)灣路昌LM-8000A多功能便攜式環(huán)境檢測(cè)儀，測(cè)量于2021年4月3日—5日內(nèi)連續(xù)進(jìn)行，測(cè)量時(shí)間為每天的早上九點(diǎn)到下午五點(diǎn),期間每隔兩個(gè)小時(shí)，對(duì)十二個(gè)樣地內(nèi)的空氣濕度和相對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)，之后，計(jì)算各類(lèi)樣地的平均溫度和相對(duì)濕度，并與對(duì)照組的平均溫度與相對(duì)濕度進(jìn)行差值計(jì)算比較。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用 EXCEL 2010和 SPSS 17.0。采用EXCEL 2010進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同植物配置類(lèi)型綠地溫度的日變化

結(jié)果顯示6種不同植物配置類(lèi)型溫度變化均呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)(見(jiàn)圖1)，在中午13:00達(dá)到最高溫度，灌草群落配置溫度最高，為21.83℃，喬草配置類(lèi)型溫度為20.73℃。在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，太陽(yáng)的光照強(qiáng)度一般為最大，所以此時(shí)綠地內(nèi)溫度達(dá)到最高。而最低值出現(xiàn)在早上的九點(diǎn)，草坪配置最高，為14.77℃，喬草配置最低，為13.76℃。

圖1 六種植物配置類(lèi)型群落溫度日變化

2.2 不同植物配置類(lèi)型群落對(duì)溫度的影響

不同植物配置類(lèi)型群落的日平均空氣溫度顯著不同，按照溫度由高到低順序依次為草坪、灌草、喬草、水生植物、灌木綠籬、喬灌草。草坪溫度最高，為19.43℃，喬灌草群落溫度最低，為17.96℃。

不同植物配置類(lèi)型對(duì)于綠地降溫有著不同程度的影響(見(jiàn)圖2)。降溫效果依次為喬灌草(5.5℃)>灌木綠籬(5.27℃)>水生植物(5.11℃)>喬草(4.83℃)>灌草(4.14℃)>草坪(4.03℃)。降溫效果最好的是喬灌草配置，綠地中植物高大茂密，既可以有效地阻擋太陽(yáng)直射，也可以通過(guò)葉片的蒸騰作用起到降溫的效果，對(duì)公園內(nèi)部溫度調(diào)節(jié)有著極大的效果。綠地植物配置類(lèi)型越豐富，其降溫效果越明顯。但對(duì)水生植物而言，水生植物所處環(huán)境的相對(duì)濕度較大，所以溫度變化并不明顯。

圖2 不同植物配置與對(duì)照溫度差值比較

2.3 不同植物配置類(lèi)型群落濕度的日變化

6種不同植物配置類(lèi)型的濕度日變化情況見(jiàn)圖3。濕度在一天中呈現(xiàn)先下降趨勢(shì)，到下午略有回升。不同植物配置類(lèi)型群落的相對(duì)濕度最高值在早上九點(diǎn)出現(xiàn)，然后逐步降低。這可能是由于在夜晚溫度較低，白天由于太陽(yáng)輻射，環(huán)境的氣溫升高，氣體蒸發(fā)速率增高，而在下午三點(diǎn)到五點(diǎn)這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，由于太陽(yáng)的光照強(qiáng)度會(huì)有一定的降低，所以此時(shí)各種植物配置綠地內(nèi)的濕度都有所上升，但幅度基本不大。

圖3 六種植物配置類(lèi)型群落相對(duì)濕度日變化

2.4 不同植物配置類(lèi)型群落對(duì)濕度的影響

不同植物配置類(lèi)型群落的相對(duì)濕度大小排序?yàn)椴萜?30.37%)<灌草(32.39%)<喬草(34.5%)<灌木綠籬(35.92%)<喬灌草(37.63%)<水生植物(38.95%)。各種植物配置類(lèi)型對(duì)于增濕也有不同程度的作用。增濕效果依次為水生植物(14.09%)>喬灌草(12.77%)>灌木綠籬(11.06%)>喬草(9.64%)>灌草(7.53%)>草坪(5.51%)。(見(jiàn)圖4)

圖4 不同植物配置增濕效果比較

草坪與其他種植物配置類(lèi)型比較，其增濕效果很微弱?？赡苁怯捎趩棠?，灌木的葉片指數(shù)高，植物的蒸騰作用強(qiáng)，并且喬草、草坪的通透性比較好，所以受周?chē)h(huán)境的大氣濕度影響較為明顯。而喬灌草結(jié)構(gòu)的綠地有著更為明顯的增濕效果，在一天中大部分時(shí)間段內(nèi)濕度都高于另外幾種植物配置群落，這正是由于喬灌草植物配置綠地中植物縱向交錯(cuò)，使得內(nèi)部土壤以及植物所蒸發(fā)出的水蒸氣不易散出，所以增濕效果更為明顯。最后不同的林下結(jié)構(gòu)會(huì)使得太陽(yáng)光照強(qiáng)度發(fā)生相應(yīng)改變，所以喬灌草結(jié)構(gòu)的綠地的蒸騰作用會(huì)相對(duì)減弱，故其濕度會(huì)較之其他植物配置類(lèi)型群落更大。

3 結(jié) 語(yǔ)

不同植物配置類(lèi)型綠地的降溫增濕效果不同。喬灌草植物配置類(lèi)型的群落的增濕效果最為明顯，其次是灌木綠籬、喬草、灌草、草坪。由于喬木的分枝點(diǎn)較高，而且沒(méi)有下層灌木叢的一個(gè)遮擋，所以通透性較強(qiáng)，其次是喬灌草、喬草、灌草、草坪；灌草植物、水生植物配置類(lèi)型群落的降溫增濕效果稍稍弱于前兩者；草坪受周?chē)臍夂蛴绊懘?，因此降溫增濕效果最不明顯。因此，在城市園林綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)中，園林設(shè)計(jì)師首先應(yīng)該考慮使用喬灌草、灌木綠籬的兩種植物配置形式，然后再是喬草、灌草的植物配置形式，在有一定條件的基礎(chǔ)時(shí)，也應(yīng)該多考慮種植水生植物以進(jìn)行小氣候的改善，不提倡過(guò)多種植草坪。