喬木覆蓋率及形態(tài)特征對(duì)公園夏季微氣候舒適性的調(diào)節(jié)作用
——以鄭州市綠蔭公園為例

王 琨

王競(jìng)嫻

田朝陽

薛思寒*

“公園城市”理念和城市發(fā)展新范式的提出，將“城市的核心是人”作為價(jià)值取向，致力于營造宜居、舒適、綠樹成蔭的城市環(huán)境，明確了構(gòu)建綠色發(fā)展的城市空間新要求[1]。綠色空間能有效緩解城市的熱島效應(yīng)，發(fā)揮重要生態(tài)功能的同時(shí)能大幅改善城市空間環(huán)境，為市民創(chuàng)造微氣候適宜、節(jié)能低碳的綠色城市街區(qū)。相關(guān)研究表明城市綠化可使夏季熱感覺從熱轉(zhuǎn)為暖，生理等效溫度PET降低超過8℃[2]。而植物的降溫效應(yīng)主要是通過遮陰、蒸散作用和影響空氣流動(dòng)實(shí)現(xiàn)，是減輕城市熱島效應(yīng)的有效途徑[3]。其中，喬木由于林冠的遮陰作用，產(chǎn)生的降溫效果總體上比草坪的蒸散冷卻更為顯著，改善熱舒適的能力最好[4-5]，而喬木覆蓋率越大，其降溫增濕效應(yīng)也越明顯[6]。夏季，林蔭空間因其顯著的降溫作用，往往成為人們高頻率活動(dòng)的場(chǎng)所。研究表明，寬大的樹冠能使樹下氣溫降幅增大[7]，是喬木發(fā)揮微氣候效應(yīng)的主要組成部分[8]。冠幅和葉面積指數(shù)大小，主要決定植物冠層對(duì)太陽輻射的遮蔽范圍和阻擋能力，能直接影響達(dá)到地面的太陽輻射量[9]，與人體熱舒適之間存在較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系[10]；而樹干高度則決定了林蔭空間的開敞度，在一定程度上影響著風(fēng)環(huán)境，寬樹冠高樹干結(jié)合可形成最佳的熱舒適條件[7]。可見，除了植被覆蓋程度外，不同形態(tài)特征的喬木樹種對(duì)微氣候環(huán)境的影響亦有所差異。

目前，關(guān)于植物與公園微氣候舒適度的模擬研究多側(cè)重于植物空間配置的單因素量變模擬[11-12]，忽略了實(shí)際中各因素的互相配合和共同作用。因此，引入正交試驗(yàn)法設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，借助ENVI-met模擬軟件，以提升城市公園環(huán)境舒適性為目標(biāo)，探究喬木覆蓋率及樹干高、葉面積指數(shù)、冠幅3個(gè)喬木形態(tài)特征參數(shù)對(duì)公園微氣候的共同影響，量化各因素及交互作用對(duì)改善公園熱舒適的貢獻(xiàn)程度，提出城市公園喬木優(yōu)化配置建議，為城市公園綠量控制及樹種選配提供參考依據(jù)。

1 研究對(duì)象

鄭州市雖屬寒冷地區(qū)，但處在寒冷地區(qū)與夏熱冬冷地區(qū)的交界處，夏季極端高溫可達(dá)39℃，時(shí)?？崾铍y當(dāng)，影響居民出行活動(dòng)，城市公園成為居民避暑納涼的聚集場(chǎng)所。研究對(duì)象綠蔭公園是鄭州市綠廣管理處下轄的四大公園之一，建成于1999年，位于鄭州市人口密度最大的金水區(qū)，周圍遍布居住區(qū)。園內(nèi)共劃分為8個(gè)活動(dòng)區(qū)，種植喬灌觀賞植物80多種，7 000余株，多以遮陰效果好的樹木為主，也因此而得名。居民日常使用頻率較高，公園地塊較為規(guī)整，南北長(zhǎng)、東西短，面積約6.77hm2，綠地占比約83%，是以綠化為主的社區(qū)公園，園中植被種類豐富，尤以喬木居多。

2 研究方法

2.1 模擬軟件校驗(yàn)

ENVI-met是德國Bruse教授及其團(tuán)隊(duì)于1994年開發(fā)的一款基于計(jì)算流體力學(xué)、熱力學(xué)及城市生態(tài)學(xué)相關(guān)原理的三維城市微氣候環(huán)境模擬軟件，可綜合考慮建筑、植被、下墊面及大氣環(huán)境之間的相互作用過程，對(duì)中小尺度城市微氣候環(huán)境的影響因子進(jìn)行全面整體的數(shù)值模擬。該軟件已被廣泛應(yīng)用于構(gòu)建植被模型、探究樹木形態(tài)及葉片的蒸騰蒸散作用等相關(guān)研究中[13]，是評(píng)估綠地植被對(duì)城市微氣候影響的常用軟件。為保證本次研究的準(zhǔn)確性，在模擬試驗(yàn)前，需針對(duì)寒冷地區(qū)小尺度公園的適用性進(jìn)行軟件校驗(yàn)，綜合考慮人群活動(dòng)及景觀特征差異，在園內(nèi)布置4個(gè)測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行夏季微氣候環(huán)境定點(diǎn)觀測(cè)，測(cè)試日晴朗無風(fēng)，采用Onset HOBO溫濕度自記儀，測(cè)量距地高1.5m處的空氣溫濕度，連續(xù)記錄11h(7：00—18：00)。為增強(qiáng)模型的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，設(shè)置比公園實(shí)際面積更大范圍的網(wǎng)格面積350m×500m，模型分辨率5m。以高清衛(wèi)星影像圖為依據(jù)，建立公園現(xiàn)狀模型(圖1)，模擬參數(shù)設(shè)置見表1。將空氣溫濕度實(shí)測(cè)值與模擬值進(jìn)行比較，用均方根差(root-mean-square error，RMSE)和一致性指數(shù)(index of agreement，d值)定量評(píng)價(jià)數(shù)值模擬的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差，得到模擬預(yù)測(cè)空氣溫濕度的RMSE分別約2.3℃、6.7%，d值分別約0.86、0.91，模擬與實(shí)測(cè)吻合度較好，校驗(yàn)偏差在可接受范圍內(nèi)[14]，表明模擬結(jié)果能較好地反映綠蔭公園近地面微氣候特征，適用于本研究。

表1 ENVI-met模擬參數(shù)設(shè)置

圖1 綠蔭公園衛(wèi)星影像(1-1，由高德衛(wèi)星影像截取)及公園現(xiàn)狀模型(1-2)

2.2 模擬方案設(shè)計(jì)

2.2.1 明確試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

正交試驗(yàn)是一種安排多因素試驗(yàn)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，可獲得各因素的重要性及對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響程度，快速獲取試驗(yàn)的最優(yōu)組合。借助正交試驗(yàn)法設(shè)計(jì)模擬方案進(jìn)行多因素量變模擬，量化研究綠化參數(shù)對(duì)公園微氣候環(huán)境的具體影響。

目前，關(guān)于室外熱環(huán)境的評(píng)價(jià)主要有生理等效溫度PET、預(yù)測(cè)平均熱感覺指數(shù)PMV、通用熱氣候指數(shù)UTCI等。其中，PET是Mayer H團(tuán)隊(duì)基于MEMI(Munich Energy Balance Modelfor Individuals)模型提出的熱指標(biāo)，其優(yōu)勢(shì)在于不僅綜合考慮空氣溫度、濕度等各項(xiàng)氣象參數(shù)，同時(shí)也關(guān)注到人的個(gè)體參數(shù)，已被證實(shí)是更適宜評(píng)估人類熱感覺的指標(biāo)[15]。此外，該團(tuán)隊(duì)建立的PET與熱感覺標(biāo)尺的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也在微氣候舒適性評(píng)價(jià)中被廣泛應(yīng)用[16]，故研究選用PET作為試驗(yàn)指標(biāo)，并參考其建立的PET與熱感覺標(biāo)尺的對(duì)應(yīng)關(guān)系評(píng)價(jià)方案間的微氣候舒適性差異。

2.2.2 確定因素水平

研究表明，喬木覆蓋率對(duì)園林熱環(huán)境的改善作用最為顯著[6]，樹冠下形成的林蔭空間能極大地提高行人的舒適度，而葉面積指數(shù)能夠有效地反映冠層遮蔽度，直接影響林蔭空間的陰涼效果[9]。故選擇喬木覆蓋率及樹干高、葉面積指數(shù)、冠幅3種反應(yīng)喬木形態(tài)特征的綠化參數(shù)作為試驗(yàn)的量變因素。

通過遙感影像統(tǒng)計(jì)鄭州市內(nèi)124個(gè)城市公園的喬木覆蓋率，接近75%的公園喬木覆蓋率為60%～90%，將其分段取平均值得到65%、75%、85%作為試驗(yàn)中喬木覆蓋率的3個(gè)水平。另經(jīng)實(shí)地調(diào)查，綠蔭公園以懸鈴木、棕櫚、女貞等闊葉喬木類型居多，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量及文獻(xiàn)研究[17]，分別獲得喬木樹干高、葉面積指數(shù)和冠幅的各3個(gè)常見水平值。據(jù)此設(shè)置試驗(yàn)水平(表2)。

2.2.3 制定試驗(yàn)方案

綜合考慮喬木覆蓋率、3個(gè)喬木形態(tài)特征參數(shù)自身及其交互作用對(duì)微氣候的影響，選用正交表L27(313)編制研究試驗(yàn)方案共27組(表3)，并依此建立公園工況模型，進(jìn)行微氣候模擬。

表3 綠蔭公園模型試驗(yàn)方案表

2.3 模擬參數(shù)設(shè)置

根據(jù)表2 中喬木形態(tài)特征參數(shù)值，利用ENVI-met插件Albero建立9種不同的喬木形態(tài)(圖2)，并在此基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)樹干高度。葉片反射率、根深、根面積密度等植被參數(shù)均為默認(rèn)值，以排除干擾，其余設(shè)置同表1。

表2 正交試驗(yàn)方案因素水平表

圖2 Albero數(shù)據(jù)庫自定義3D喬木

3 結(jié)果與分析

夏季晝長(zhǎng)夜短，居民大多于日間6：00—20：00在公園進(jìn)行活動(dòng)，選取期間使用頻率較高的早上時(shí)段6：00—8：00，晚上時(shí)段18：00—20：00及微氣候較惡劣的中午時(shí)段12：00—14：00，進(jìn)行公園微氣候模擬結(jié)果分析。通過對(duì)比試驗(yàn)工況熱濕環(huán)境和風(fēng)環(huán)境的差異，初步探討不同喬木覆蓋率及形態(tài)特征下公園的微氣候差異；借助極差分析和方差分析，進(jìn)一步量化各因素對(duì)公園微氣候的主次影響及貢獻(xiàn)率；并以改善公園微氣候環(huán)境舒適性為目標(biāo)，進(jìn)行方案尋優(yōu)，提出有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)建議。

3.1 不同喬木覆蓋率及形態(tài)特征下的公園微氣候差異

通過縱向?qū)Ρ仍囼?yàn)工況早中晚3個(gè)時(shí)段空氣溫濕度及風(fēng)速的差異(圖3)，整體分析公園微氣候時(shí)間變化規(guī)律。在熱濕環(huán)境方面，各工況空氣溫度變化規(guī)律基本一致，均呈先升后降的趨勢(shì)。由于鄭州市夏季日落時(shí)間多為19：30—20：00，日間持續(xù)被加熱增溫的地面在傍晚時(shí)段剛開始損失熱量，近地面空氣依舊受地面的長(zhǎng)波輻射及與地表的對(duì)流換熱作用被加熱，故傍晚時(shí)段空氣溫度仍高于早上時(shí)段。而各工況相對(duì)濕度皆于早上時(shí)段達(dá)到峰值，均超過85%；中午和傍晚時(shí)段差異不大，均在63%～75%范圍內(nèi)。其中，樹干高度最低(2m)、葉面積指數(shù)最小(2.1)、喬木冠幅最小(5m)且喬木覆蓋率最低(65%)的工況1，在中午和傍晚兩時(shí)段空氣溫度均高于其他工況，且中午時(shí)段相對(duì)濕度為所有工況的最低值。同時(shí)，該工況早晚溫差(6.2℃)及濕度差(26.6%)均為工況間最大值，熱濕環(huán)境于工況中相對(duì)波動(dòng)較大。葉面積指數(shù)(3.9)、喬木冠幅(9m)、喬木覆蓋率(85%)均為最大值，但樹干高度為中檔水平(3m)的工況18，中午時(shí)段空氣溫度持續(xù)為最低值，相對(duì)濕度最高。同時(shí)，該工況早晚溫差(5.1℃)及濕度差(22.8%)均為工況間最小，熱濕環(huán)境于工況中相對(duì)較為穩(wěn)定。在風(fēng)環(huán)境方面，各工況風(fēng)速無明顯時(shí)間變化規(guī)律，早中晚時(shí)段基本保持穩(wěn)定，差值均小于0.1m/s。

圖3 早、中、晚時(shí)段各工況空氣溫濕度及風(fēng)速變化

進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)各時(shí)段工況間氣象參數(shù)差值及變化幅度(表4)，橫向?qū)Ρ日{(diào)整綠化參數(shù)帶來的公園熱濕環(huán)境和風(fēng)環(huán)境的變化。其中，溫濕度及風(fēng)速差值均為某一時(shí)刻各工況中氣象參數(shù)最大值與最小值之差，而變化幅度則是該差值與各工況中最大值的比值，用來反映工況間微氣候環(huán)境的絕對(duì)變化與相對(duì)變化。整體比較各類氣象參數(shù)變化幅度可知，工況間熱濕環(huán)境相對(duì)差異較小，風(fēng)環(huán)境相對(duì)差異較大。分時(shí)段對(duì)比可知，工況間空氣溫濕度差異呈現(xiàn)先增后降的時(shí)間變化規(guī)律。最大溫差達(dá)1.2℃，氣溫變化幅度最大為3.5%，相對(duì)濕度差值最大為5.2%，濕度變化幅度最大為7.6%，均出現(xiàn)在中午14：00。而工況間風(fēng)速差異各時(shí)段基本維持同一水平，差值約0.6m/s，變化幅度37%～39%。

表4 早中晚時(shí)段工況間空氣溫濕度及風(fēng)速差值變化

總體來看，喬木覆蓋率與熱濕環(huán)境關(guān)聯(lián)度較大，喬木覆蓋率為85%的工況日間平均溫度普遍偏低，基本維持在30℃以內(nèi)，日間平均相對(duì)濕度普遍偏高，均超過75%，且熱濕環(huán)境日間變化相對(duì)較小。樹干高度與風(fēng)環(huán)境關(guān)聯(lián)度較大，樹干高為4m的工況19～27風(fēng)速相對(duì)較大，樹干高3m的工況10～18次之，樹干高2m的工況1～9風(fēng)速相對(duì)較低。

3.2 喬木覆蓋率及形態(tài)特征對(duì)公園微氣候的影響作用

3.2.1 各因素的主次影響排序及優(yōu)水平

整體對(duì)比早中晚時(shí)段公園各工況微氣候環(huán)境對(duì)應(yīng)的人體熱感覺狀態(tài)(圖4)，早上8：00前和傍晚時(shí)段各工況公園微氣候環(huán)境均能使人熱感覺保持一致，其余時(shí)段工況間差異相對(duì)明顯。相較其他工況，工況1和10微氣候環(huán)境舒適性相對(duì)較差，中午有1～2h持續(xù)非常炎熱；而工況3、11、18、21、24和26微氣候環(huán)境舒適性相對(duì)較好，中午時(shí)段炎熱感的出現(xiàn)時(shí)間有一定延遲且持續(xù)較短，其中工況18、24和26在早上8：00仍能保持稍暖的感覺。

圖4 早、中、晚時(shí)段各工況PET及對(duì)應(yīng)熱感覺

通過對(duì)比綠化參數(shù)的平均極差(圖5)，得到各因素對(duì)PET的主次影響及優(yōu)水平。總體來看，因素水平變化對(duì)公園微氣候的調(diào)節(jié)作用具有時(shí)段性差異，中午時(shí)段調(diào)節(jié)效果最佳，工況間PET差值約1.8℃；早晚時(shí)段相對(duì)較弱，工況間PET差值僅約0.6℃。進(jìn)一步對(duì)比各因素不同水平工況所對(duì)應(yīng)的早中晚時(shí)段及平均PET可知，喬木覆蓋率變化對(duì)日間公園微氣候的調(diào)節(jié)作用較其他因素更為明顯，PET極差平均值超過1.7℃；冠幅次之，PET極差平均值約1.0℃；葉面積指數(shù)和樹干高度的調(diào)節(jié)作用相對(duì)較弱，PET極差平均值約0.6～0.7℃。

圖5 不同因素水平對(duì)公園PET的影響變化

此外，喬木覆蓋率及形態(tài)參數(shù)與PET均呈負(fù)相關(guān)。其中，樹干高度與PET呈線性關(guān)系，樹干高度增加能在一定程度上促進(jìn)空氣流動(dòng)，減少熱量在樹冠下的聚集，樹干高度每增加1m，PET日間平均值下降約0.3℃。由變化斜率可知，其他3個(gè)綠化參數(shù)與PET呈非線性關(guān)系。喬木覆蓋率超過75%后，PET變化斜率增大，降溫效果更好。而冠幅和葉面積指數(shù)并非越大越好，當(dāng)冠幅增至7m、葉面積指數(shù)增至3時(shí)，PET降幅略大，喬木反而能更高效地發(fā)揮遮陽降溫作用?？梢?，雖二者升高，可增大遮陽面積，減少近地面得熱，且使蒸騰作用越強(qiáng)，帶走更多熱量，但冠幅過大、葉片過密，均會(huì)阻礙通風(fēng)，抑制調(diào)節(jié)作用的發(fā)揮。

3.2.2 各因素對(duì)改善公園微氣候的貢獻(xiàn)率

進(jìn)一步采用方差分析法，量化各因素對(duì)公園微氣候的影響程度及顯著性分析(表5)。結(jié)果顯示，早中晚3個(gè)時(shí)段喬木樹干高，葉面積指數(shù)、冠幅及喬木覆蓋率的Sig值均小于0.05，對(duì)公園PET影響顯著。而3個(gè)喬木形態(tài)特征參數(shù)，兩兩間交互作用的Sig值均大于0.05，對(duì)公園PET影響并不顯著。根據(jù)F值可知，早上時(shí)段，各因素影響顯著度排序?yàn)椋簡(jiǎn)棠靖采w率＞冠幅＞樹干高＞葉面積指數(shù)；中午、傍晚時(shí)段各因素影響顯著度排序一致，均為喬木覆蓋率＞冠幅＞葉面積指數(shù)＞樹干高。

表5 各時(shí)段公園綠化參數(shù)影響的方差分析結(jié)果

在正交試驗(yàn)結(jié)果及方差分析的基礎(chǔ)上，計(jì)算各因素的列偏差平方和占總偏差平方和的百分比，作為各因素貢獻(xiàn)率(ρj/%)[18]，量化各因素對(duì)微氣候舒適性的具體影響程度。其計(jì)算公式為：

式中，Sj為列偏差平方和；S為總偏差平方和；a為試驗(yàn)次數(shù)；b為水平數(shù)；j為試驗(yàn)號(hào)。

由圖6可知，各因素在不同時(shí)段發(fā)揮的作用有所差異?？傮w來看，喬木覆蓋率各時(shí)段的貢獻(xiàn)率均大于其他3個(gè)植被形態(tài)特征參數(shù)的貢獻(xiàn)率之和，其貢獻(xiàn)率隨時(shí)間變化呈先減后增趨勢(shì)，傍晚時(shí)段貢獻(xiàn)率最大，接近70%。3個(gè)植被形態(tài)特征參數(shù)中，喬木冠幅的貢獻(xiàn)率相對(duì)較大，其變化趨勢(shì)與喬木覆蓋率恰好相反，隨時(shí)間變化呈先增后減趨勢(shì)，中午時(shí)段貢獻(xiàn)率高達(dá)22.5%；樹干高早上時(shí)段貢獻(xiàn)率相對(duì)較高，為11.2%，其他時(shí)段作用相近，貢獻(xiàn)率不足5%；葉面積指數(shù)貢獻(xiàn)率在不同時(shí)段差異較小，中午時(shí)段貢獻(xiàn)率略高，約9.5%。

圖6 各綠化參數(shù)對(duì)公園微氣候的貢獻(xiàn)率

3.3 基于微氣候環(huán)境改善的城市公園喬木優(yōu)化配置

3.3.1 公園方案尋優(yōu)

因喬木覆蓋率及形態(tài)特征參數(shù)對(duì)公園微氣候的作用呈現(xiàn)時(shí)間性差異，故需將使用者的活動(dòng)頻率、活動(dòng)時(shí)段等因素綜合考慮，進(jìn)行多目標(biāo)尋優(yōu)。由于該公園為社區(qū)公園，多服務(wù)于周邊居民在非工作時(shí)間開展健身、散步、鍛煉等活動(dòng)，結(jié)合公園使用的高頻時(shí)段，設(shè)定早中晚權(quán)重分別為40%、20%、40%，采用加權(quán)平均法將早中晚3個(gè)時(shí)段的PET轉(zhuǎn)化為具有代表性的綜合值(圖7)參與方案尋優(yōu)。最佳方案為喬木覆蓋率85%、樹干高度4m、葉面積指數(shù)3.9、冠幅7m的工況26，PET加權(quán)平均值為27.9℃。

圖7 早、中、晚時(shí)段各工況PET及加權(quán)平均值

由于夏季偏暖的室外熱環(huán)境亦能被人體接受，故以PET≤29.0℃(熱感覺為稍暖)[15]為判定依據(jù)，篩選出滿足微氣候舒適性要求的公園優(yōu)化方案共13個(gè)。其喬木覆蓋率均為75%或85%，故針對(duì)這2種喬木覆蓋率分別得到鄭州城市公園喬木優(yōu)化配置組合方案。由表6可知，喬木覆蓋率越高，滿足舒適性要求的方案可選擇性亦越多。喬木覆蓋率為85%的9個(gè)方案均能滿足要求，且多數(shù)優(yōu)先級(jí)水平較高；喬木覆蓋率為75%時(shí)，需選擇7m以上冠幅的喬木，方可通過調(diào)節(jié)其他兩參數(shù)共同實(shí)現(xiàn)公園熱舒適度，滿足要求的方案共4組，但無三星級(jí)方案。另外，當(dāng)喬木覆蓋率為同一水平時(shí)，冠幅越大，優(yōu)先級(jí)水平越高；而當(dāng)冠幅為同一水平時(shí)，樹干越高，優(yōu)先級(jí)水平越高。

表6 公園喬木優(yōu)化配置組合方案

3.3.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)建議

上述分析證實(shí)，通過調(diào)控喬木覆蓋率及形態(tài)特征參數(shù)，能實(shí)現(xiàn)公園喬木優(yōu)化配置，有助于營造更舒適的公園微氣候環(huán)境。基于此，以提升綠蔭公園微氣候舒適性為目標(biāo)，提出喬木優(yōu)化配置建議。同時(shí)，考慮到喬木生長(zhǎng)過程中形態(tài)特征會(huì)發(fā)生較大變化，在涉及樹種選擇時(shí)，均參考相對(duì)穩(wěn)定的喬木成熟齡階段形態(tài)特征提出優(yōu)化建議。

1)適當(dāng)增大喬木覆蓋率，增強(qiáng)喬木配置靈活度。有利于提供更多遮陰面積，有效降低夏季園內(nèi)氣溫，給使用者創(chuàng)造更多可停留和活動(dòng)的空間。建議盡量使公園喬木覆蓋率達(dá)到85%，并優(yōu)先選用成熟齡階段冠幅9m左右的喬木，以達(dá)到夏季公園微氣候舒適度最佳的效果。

2)合理選擇喬木樹種，發(fā)揮喬木形態(tài)特征優(yōu)勢(shì)。由于冠幅大小直接影響地表太陽輻射得熱，而適當(dāng)?shù)臉涓筛叨群腿~面積指數(shù)能緩解樹冠對(duì)于樹下空間空氣流動(dòng)的阻礙。故當(dāng)喬木覆蓋率一定時(shí)，建議優(yōu)先選擇在成熟齡階段冠幅大、樹干高、葉面積指數(shù)適中的喬木，如懸鈴木、香樟等，兼顧遮陽與通風(fēng)，更有效地調(diào)節(jié)公園微氣候。

3)結(jié)合場(chǎng)地使用時(shí)段，提升景觀與功能的時(shí)空匹配度。早上和傍晚是夏季居民在廣場(chǎng)空間開展如操舞、健身器械等中高強(qiáng)度行為活動(dòng)的高頻時(shí)段，建議選擇成熟齡階段冠幅大、樹干低、葉面積指數(shù)高的喬木(如石楠、大葉女貞等)布置于廣場(chǎng)四周，有效遮蔽低角度太陽輻射，為廣場(chǎng)營造相對(duì)穩(wěn)定的風(fēng)環(huán)境(圖8)。中午時(shí)段宜結(jié)合公園步道進(jìn)行漫步或靜坐小憩等低強(qiáng)度行為的樹下活動(dòng)，建議優(yōu)先選擇85%的喬木覆蓋率，配合如懸鈴木、銀杏等在成熟齡階段冠幅7m以上、樹干高3m以上且葉面積指數(shù)3以上的大喬木，有效阻擋高角度太陽輻射，營造相對(duì)舒適的樹下活動(dòng)空間環(huán)境(圖9)。

圖8 早上和傍晚時(shí)刻廣場(chǎng)四周布置示意圖

圖9 中午時(shí)刻步道四周布置示意圖

4 結(jié)語

本研究驗(yàn)證了ENVI-met模擬軟件對(duì)寒冷地區(qū)小尺度公園微氣候模擬的適用性，以正交試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合，量化分析了喬木覆蓋率及形態(tài)特征對(duì)公園夏季微氣候舒適性的調(diào)節(jié)作用。公園微氣候環(huán)境受到多種因素影響，但目前研究受正交表限制，探討的影響因素類別及水平均相對(duì)有限，后續(xù)可完善喬木種植方式、植物配置比例等相關(guān)因素的研究，同時(shí)綜合考慮喬木生長(zhǎng)過程中不同階段植物形態(tài)差異給微氣候舒適性帶來的影響，并在模擬研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)證研究，提升研究結(jié)論的全面性及嚴(yán)謹(jǐn)性。

喬木是城市公園綠化的重要組成部分，應(yīng)在保證喬木覆蓋面積的基礎(chǔ)上，根據(jù)空間功能的時(shí)段性需求，綜合考慮喬木冠幅、樹干高、葉面積指數(shù)等形態(tài)特征參數(shù)，合理選擇喬木樹種，盡量兼顧遮陽隔熱和通風(fēng)散熱，通過喬木的優(yōu)化配置有效改善城市公園的夏季微氣候環(huán)境，為居民營造舒適健康的活動(dòng)場(chǎng)所，提升全民健身熱情和參與度，提高居民戶外活動(dòng)頻率。

注：文中圖片除注明外，均由作者繪制。