街谷绿化空间对城市微气候改善的效益相关研究

街谷绿化空间对城市微气候改善的效益相关研究

 

对于城市绿地具有减缓热岛效应的生态功能，国内外已有大量的实证研究。植物群落是城市绿地的组成要素，也是城市绿地发挥生态效益的基本单元。综合众多学者对植物调节机制从各方面的深入研究，植物主要通过遮挡辐射、蒸腾作用、改变风环境等方面对热环境进行调控[7]，街谷微气候环境的变化会随着街谷绿化的空间结构、郁闭度等的变化而变化。宏观角度的绿地类型以及布局模式到微观角度的绿化空间结构、树种都能一定程度地调节微气候环境。

 

绿地的整体布局形态对城市气候环境具有显著的影响，绿地面积的大小能够有效地影响城市气温、城市风速以及城市湿度的改变。有研究表明，对比集中型绿地布局，分散型布局的绿地调节作用更加显著。牛凯等[8]以郑州市街道两侧带状绿地为研究对象，比较不同空间结构类型中的带状绿地，结果表明，乔灌草搭配的绿地降温增湿的作用最大，而硬化广场对降温增湿的促进作用最小。分散型、破碎化的绿化包括行道树、街旁绿地、建筑和附属绿地。

结果指出，在城市中，绿地对微气候起到调节作用，绿地平均面积的大小与调节作用成正比，绿地破碎化指数与调节作用成反比。街道绿地作为破碎绿地，平面布局对其微气候效应的产生起到了决定性作用。城市街道用地范围空间有限，在其范围内除安排车行道、人行道、道路绿化外，还需安排许多市政公用设施。

 

合理安排树木的种植和配置结构，能发挥绿色植物在改善城市生态环境方面的重要功能。植物个体以及其组成的植物群落共同构成了整体的绿化空间，绿化空间内郁闭度的不同，使得绿地的降温增湿效果存在显著差异。朱春阳等[9]对北京5种不同郁闭度的带状绿地进行研究，发现绿地的降温增湿效应随着郁闭度的增高而增高，当郁闭度超过67%时，绿地降温增湿效应显著且趋于稳定。



潘剑彬等[4]以北京奥林匹克森林公园绿地为研究对象，将热舒适度作为参数，表明热舒适度的空间关联性在局地内表现显著，且其标准值与群落郁闭度呈现正相关关系。但这样的正相关关系须在一定范围内，如若郁闭度过大，对降温增湿并不会有质的飞跃，而绿地建设成本却会大大上涨。因此，在绿地种植中，郁闭度超过67%已是理想状态，可以有效降温增湿，也不会对下层植物的生长造成阻碍。

 

叶面积指数大小、冠幅、树高等植物的物力属性，使树种之间产生个体差异。有学者对地中海城市进行实测实验，发现在夏季，树木对温度的调控能力远大于冬季气温的保温能力，且在树种选择上，将优先考虑落叶树种。卫笑等[10]以武汉典型居住小区为研究对象，发现当植物间高宽比（AspectRatioofTrees，ART）通过对风速的阻挡而影响户外热舒适度，且叶面积指数大、树冠大的高大乔木，有较强的温度调节能力。

随着研究的进一步深入，有学者发现，树冠通过衰减太阳辐射、控制风速等作用对改善热舒适度有着显著作用。在理想状态下，“上大下小”型的倒卵形和倒三角形树冠的乔木群落降温增湿强度最高，人体热舒适度体验也最好。

 

从空间特征角度解析植物群落的结构变化，常从垂直结构和水平结构2个类型着手，比较分析不同结构下植物群落的生态效益。水平结构常指植物群落内植被的种植数量和方式，垂直结构常指植物群落内物种的配置模式。垂直结构模式常见的有为乔木、乔木-草本、乔木-灌木-草本、灌木-草4种结构模式。乔木-灌木-草本结构对热环境的优化作用较优于其他3种，试验街谷绿地中最佳植物配置，应从乔木-灌木-草本结构入手，对不同形态、高度的乔木、灌木进行配置和比较。

 

4总结与展望

 

纵观前人研究，国内外有关城市微气候领域的发展逐渐走向成熟，研究区域囊括了对大尺度的环境到中小尺度微环境的研究，在研究内容方面，从场地类型的研究逐步深化到对场地要素进行细化分析，研究方法也从单一的实地观测法到与数值模拟法的互相结合。街谷空间是中小尺度微环境领域的热门研究对象，但对于街谷微气候的研究分析大部分局限在单一维度，没有综合分析整个街谷空间的微气候变化。

 

绿化作为街谷空间重要组成要素，逐渐成为城市微气候领域研究的焦点。然而有关此方面的研究大部分主要集中在对绿地内部降温效果的局限观测，对于绿地中植物所组成的绿化空间特征（包括树种组成、垂直结构等要素）对区域气候的降温增湿效果间的比较研究较少。同时对于城市空间形态的研究主要集中在街谷走向、建筑朝向、建筑密度等。对于街谷空间与绿化结构同时作用优化微气候考虑的研究较少。

 

综上可知，在现有研究中，从绿化空间特征切入，研究其对街谷空间微气候调节的影响这部分内容稍显单薄，在补充这方面研究时，应同时结合城市街谷的空间形态变化，为街道空间设计补充理论设计指导。街谷对城市微气候的调节有着极大的影响，街谷设计应在理论研究的指导下，综合多方面要素，使街谷绿地发挥出最大效益，助力改善城市气候环境、生态环境，提升居民幸福感。