城市不同绿地垂直热力效应比较

城市绿地改变了城市地表面的辐射状况以及近地面大气的辐射状况,使绿地附近大气热力特性发生变化,产生绿地与非绿地之间的温度差异,形成局地小气候环流。不同类型城市绿地热力效应不同,产生的局地环流强度也存在差异,对城市生态环境的改善效果也各不相同。研究不同类型城市绿地热力特征,揭示不同类型城市绿地的小气候效应差异,将有助于城市园林绿地规划与管理,有助于改善城市生态环境。试验者在太原市区选择了3种不同的城市绿地——城市森林、灌丛、草坪。在氢气球上悬挂测绳,利用测绳上系有的温湿度记录仪对不同绿地周边温度时、空变化进行测试。通过对所得试验数据分析,得出昼间不同绿地热力变化规律以及14：00—15：30不同绿地空间温度场分布特点。结果表明：不同绿地周边都存在明显的热力效应;森林周边热力效应较其它绿地更明显,14：00—15：30冷源效应在1．5、3m高度可影响到距林缘14m处,17：00—18：30森林有明显的热源效应;灌丛和草坪的冷热源效应较森林明显减弱,影响的高度和距离也明显减小;14．00—15：30,不同绿地周边气温垂直结构中都存在一个高温中心和低温中心,说明绿地与非绿地之间应该存在着局地小气候环流。这些研究结果为进一步研究不同城市绿地小气候环流提供了依据。     

北京公园绿地夏季温湿效应

选取北京典型的城市园林绿地--元大都城垣遗址公园北段不同覆盖率的乔-灌-草、乔-草型复层结构的公园绿地作为研究对象,以草坪型绿地作为对照,从水平和立体空间两个角度进行测试,研究局部绿地的覆盖率、复层结构对环境的温湿效应.结果表明:在夏季高温时段,绿地的温度随覆盖率的增加而降低,当覆盖率达到或高于60%时,其绿地才具有明显的降温增湿效果;覆盖率较高的乔-灌-草复合型绿地给环境带来的温湿度的空间影响范围较大,乔-灌-草复合型绿地的降温增湿效应好于草坪.合理的绿化结构及植物配置能使城市园林绿地较好地发挥其夏季的降温增湿效应,有利于改善城市热环境、减缓城市热岛效应.     

城市带状绿地结构类型与温湿效应的关系

利用小尺度定量测定的方法,选择北京典型的城市带状绿地--西四环旁侧4种不同内部结构以及5种不同郁闭度带状绿地(绿地宽度42 m)作为研究对象,研究带状绿地结构类型与温湿效应的关系.结果表明:与对照相比,草坪的降温增湿效应不显著,灌-草、乔-草和乔-灌-草绿地的降温增湿效果显著.当郁闭度为10%～31%时,绿地具有一定的降温增湿效应,但效应不显著;当郁闭度超过44%时,绿地降温增湿效应显著;当郁闭度超过67%时,绿地降温增湿效应显著且趋于稳定.     

居住区绿地影响室外热环境的研究进展

城市绿地系统对室外热环境具有显著影响, 但与城市景观规划与设计领域的关联较少。通过文献梳理指出造成城市热环境恶化的主要原因有城市活动、气候变化、下垫面; 然后从降温增湿、通风和减少热辐射三个方面对绿地改善热环境效应进行系统评述, 并从绿地面积和绿地率、植物种类以及绿地结构三个方面探讨了居住区绿地对热环境效应的影响。在此基础上提出展望: 有必要加强在植物空间配置、绿地布局等视角所展开的绿地生态效应研究; 室外热环境数据采集方法及数据精准性需进一步提升; 需要将定量的研究结果引用到设计实践中。     

北京奥林匹克公园夏季绿地小气候及人体环境舒适度效应分析

评价城市绿地的小气候调节功能对于应对城市热岛效应与优化公园绿地设计有重要参考意义。该研究于2016年7—9 月在北京奥林匹克公园内开展了灌溉草地与荒草地、孤植树与群植树、水体与空旷地3 种绿化配置模式下共12 个样地的微气象要素观测, 分析了公园草地、公园林地和公园水体的小气候状况, 并评估了公园绿地夏季降温增湿和人体环境舒适度的特征。结果表明: (1)与空旷地相比, 公园草地夏季平均可降温1.75%以及增湿5.06%, 且定期灌溉草地的小气候调节功能明显优于荒草地; (2)公园林地平均可降温3.25%和增加湿度3.91%, 孤植树的小气候效应明显低于群植树; (3)公园水体夏季平均降温1.56%与增湿8.10%, 而且大面积水体的小气候调节效果更好; (4)综上, 北京奥林匹克公园夏季绿地平均可降温2.41%、增湿5.25%以及改善环境舒适度1.75%, 公园林地的小气候调节功能明显优于公园草地和水体。因此, 在城市公园绿地规划设计中, 建议优先布局群植树木与大面积水体, 并加强公园草地的灌溉养护, 以优化提升其公园小气候调节功能。     

绿地格局对城市地表热环境的调节功能

城市绿地作为一种稀缺资源,为城市可持续发展提供多种生态服务功能保障.探讨如何在有限的土地资源内合理配置城市绿地,使其发挥最大的生态服务功能非常重要.研究基于北京市2002年7月的QuickBird数据和Landsat 7 ETM+数据分别提取城市绿地格局和地表温度,分析城市绿地格局(绿地面积、形状指数、邻接关系)与绿地地表温度及冷岛强度的相关关系.邻接关系包括邻接绿地斑块个数百分比和邻接绿地斑块面积百分比.邻接绿地斑块面积百分比采用缓冲区分析法,主要以乔木林地对地表热环境的调节作用为例.结果表明绿地格局参数对地表温度的影响相差较大:①城区主要的绿地类型(乔木林地、水体、草地)的温度都与其面积呈显著负相关,其中水体的相关系数最高;②只有乔木林地、水体的温度与其形状指数呈显著负相关,而灌木林地的温度与各个格局参数不相关;③乔木林地的缓冲区分析显示温度与其大小、形状、邻接绿地面积百分比关系都呈负相关,其中与邻接绿地面积百分比的相关关系最强,其冷岛强度也主要受邻接绿地面积百分比的影响.基于遥感识别的城市绿地微气候调节功能研究,有助于提高有限的城市绿地的生态服务功能,并可为城市绿地的规划管理和景观分析提供依据.     

北京城市绿地的蒸腾降温功能及其经济价值评估

尽管已有大量研究证实,城市绿地具有明显降温作用,但是从生态经济学角度定量评估城市绿地降温功能及其价值的研究不多.以夏季高温热害显著的北京建成区为研究区,在前人多项绿地降温功能实测结果基础上,利用第七次园林绿地资源调查数据,定量评估了城市绿地夏季蒸腾降温的功能及其价值.结果表明:北京建成区6.1万hm2绿地每年夏季蒸腾吸热可达4.61×1015 J,平均每公顷绿地每天吸热8.4×108 J,相当于10台1000瓦空调的降温作用.参照居民用电价格,建成区绿地夏季降温价值为6.4亿元,单位绿地降温价值约1.05元/m2.此外,不同绿地类型和区县绿地的降温功能差异较大,主要受绿地面积和组成结构的影响.     

基于气温实地调查的城市绿地降温效应研究现状与未来展望

随着城市化进程的不断推进,城市热岛效应日益明显.城市绿地作为城市结构中的自然生产力主体,在缓解城市热岛效应方面发挥着极其重要的作用.然而,面对快速城市化进程和不断变化的环境,如何实现城市绿地的合理配置与前瞻性布局,从而实现其整体降温效应的最大化,进而改善城市环境与微气候,依然是一个亟待解决的难题.这迫切需要多尺度的城市绿地降温效应研究.本文对基于气温实地观测来探讨城市绿地降温效应的相关研究进行了系统梳理与总结,从城市绿地的面积与形状特征、植被结构特征、影响降温效应的外部因素3个方面深入探讨了影响绿地降温效应的主要因素,并从城市绿地降温的时间变化特征和距离衰减效应两方面总结了绿地降温效应的时空特征.在此基础上,指出了目前城市绿地降温效应研究存在的主要问题和未来研究展望.     

城市带状绿地宽度与温湿效益的关系

带状绿地是城市绿地系统中的重要组成部分,其对城市绿地的建设和城市生态环境的改善起到其他绿地不可替代的作用。选择北京市西四环旁侧6块不同宽度带状绿地作为研究对象,利用小尺度定量测定的技术方法,分析城市带状绿地宽度与温湿效益的关系,为城市带状绿地建设提供科学依据。每天8:00-18:00,每2h分别对6块不同宽度带状绿地和对照处的温度、相对湿度进行同步测定,连续测定7d。结果显示:(1) 当城市绿地宽度为6m时,绿地内部具有一定的增湿效应,但降温效果不明显;当绿地宽度为16-27m时,绿地内部的降温增湿效果较明显;当绿地宽度为34m时,绿地内部的降温增湿效果明显;当绿地宽度超过40m时,绿地内部的降温增湿效果极其明显且趋于稳定。经SPSS方差分析,6块绿地与对照间的温、湿度差异均达到显著水平,通过Duncan’S两两比较(P=0.05),认为城市园林绿地可以明显发挥温湿效益的关键宽度为34m左右(绿化覆盖率约80％),此时绿地已经表现出较佳的温湿效益;可以显著发挥温湿效益的关键宽度为42m左右(绿化覆盖率约80％)。(2)绿地对旁侧人行道的增湿降温效应存在一定影响,但由于其受周边环境影响较大,规律不明显。 (3)根据3d内6块绿地平均温湿度值进行相关性分析,作出夏季带状绿地温、湿度关系的回归方程Y(相对湿度)=184.721-4.038x(温度),温度每升高1.0℃ ,相对湿度降低约4.0％。     

城市绿地的生态环境效应研究进展

工业化的快速发展和城市化进程的加剧,使得城市生态环境的破坏和污染愈来愈严重,加速了城市的“生态环境危机”.城市绿地能够通过植被的光合作用、吸收作用、隔离阻挡作用、蒸腾以及蒸散作用改善城市的生态环境.目前研究主要集中在降温、增湿、固碳释氧、降噪、抗污染、生物多样性保护等6个方面.关于城区绿地对6种生态环境要素的改善程度、影响范围、机理问题以及不同植被种类生态环境效应的差异情况等,国内外学者都进行了大量详细的研究.基于传统实地观测数据进行城市绿地的生态环境效应研究是目前主要使用的研究方法,部分学者开始使用遥感技术手段研究城区绿地的降温增湿效应.在总结和分析前人研究成果的基础上,从研究内容的不同着手,主要总结并系统评估了目前关于城市绿地6种生态环境效应的研究,为今后相关研究提供参考.     

基于生态绿当量的城市土地利用结构优化——以宁国市为例

基于生态绿当量的概念,探讨了城市生态用地合理性的生态标准,构建了土地利用结构优化模型。并在此基础上,以安徽省宁国市为例对该研究区不同空间范围下生态用地的结构及其优化方法进行实例分析。分析结果表明:宁国市域和城乡结合部均达到最佳绿地覆盖率的要求,而城区综合绿当量仅为0.66,需要进行用地调整。市域、城乡结合部和城区3个空间范围下的绿容率(GPR)分别为:4.89、4.22和2.77,可见城区绿化结构简单,树种单一,乔木和水体景观缺乏。同时,城区人口密集,但绿地生态系统服务功能较低,人均绿地率(ELP)仅为41.7 hm²/人。由此提出宁国市城区土地利用结构的优化调整方案,通过整个城市中心增绿、外围拓展;路林结合,蓝、绿交融,城乡一体,构筑内外环抱的多功能、多效益、完整的城市发展生态网架,保障城市长远的生态安全,促进良好的城市生态环境的形成。     

哈尔滨市绿地系统生态功能分析

将哈尔滨市的典型绿地分为片状绿地和带状绿地,按乔灌草、乔草、灌草、乔木、灌木和草坪等种植结构类型,定点定时测定绿地中心和对照点的光照,温度、湿度及CO2浓度,结果表明,在片状绿地中,除草坪外,其它绿地均具有一定的遮荫效应,乔灌草、乔木、乔草和灌木结构绿地在降温、增湿和调节CO2浓度方面也均明显高于草坪,带状绿地在遮荫、降温、增温和调节CO2浓度方面也有一定的作用,其中灌木结构地遮荫效应最强,乔灌结构绿地在降温、增湿、释氧固碳方面表现最佳,相同种植结构的绿地中片状绿地的生态效益大于带状绿地,片状绿地或带状绿地的复层结构生态效益均大于单层结构。     

城市生态用地的空间结构及其生态系统服务动态演变——以常州市为例

生态用地是城市社会-经济-自然复合生态系统重要的组成部分,为城市提供多种显著的生态系统服务。应用遥感、地理信息系统技术和生态系统服务评估等方法,针对城市生态用地的空间结构与服务功能演变科学问题,通过对常州市区1991、1996、2001和2006年4个时段遥感图像的处理与比较分析,揭示了常州市区15a来城市空间景观格局的演变规律,评估了由城市生态用地改变所导致的生态系统服务的变化。研究结果表明,1991-2006年间,常州市区生态用地占市区面积的比例由89.2%降低至65.1%。1991-2001年,林地、农田和水体的面积都呈不同程度的下降趋势。2001-2006年,林地面积增加基本回到1996年水平。常州市区生态用地主要为城市提供了农林产品生产、气候调节、涵养水源、水土保持、生物多样性保护等生态系统服务。在过去15a间,由于城市化占用生态用地,常州市区生态用地生态系统服务的经济价值总体降低了19.3%。其中,农田的生态服务价值减少最大,减少了32.3%。研究结果表明,常州城市空间景观格局演变与生态系统服务变化之间存在着密切相关性,研究可为城市生态系统服务强化、城乡土地利用规划与管理、城市可持续发展等提供科学方法与决策参考。     

基于遥感的广州市城市绿地生态服务功能评价

利用TM卫星影像数据和野外观测数据,运用遥感定量反演模型和知识,提取影响广州市城市绿地生态服务功能的地表参数,如叶面积指数、植被指数、土壤水、地表反照率、地表温度等,然后利用神经网络技术实现对单一因子的城市绿地生态服务功能的评价与分级;在此基础上,利用模糊聚类法对广州市城市绿地生态服务功能进行综合评价。结果表明:广州市城市中心绿地生态服务功能偏弱;绿地在各区分布差异较大,空间布局不够合理。生态服务功能一级的城市绿地面积为2.1km2,仅占研究区域总面积的0.4%,生态服务功能二级、三级和四级的绿地面积占研究区域总面积的比例分别为2.4%、5.0%和2.9%。     

城市绿色基础设施生态系统服务供给与需求的空间关系——以西安市为例

城市绿色基础设施(Urban Green Infrastructure,UGI)是城市自然景观和生态环境的主要营造者,为居民提供关键的生态系统服务。探讨UGI生态系统服务供给及其需求之间的空间关系,对城市生态建设和绿地系统规划具有重要科学意义。本文运用生态系统服务测算的方法基于人口、GDP以及土地利用数据构建需求测算模型,对西安市建成区UGI的生态系统服务供给与需求的空间格局进行研究,并分析了城市各功能区内UGI生态系统服务供给与需求的空间关系。结果表明:西安市建成区UGI生态系统服务供给总价值为4.23亿元;生态系统服务供给从研究区边缘向中心区逐渐减少,而生态系统服务需求表现出相反的格局,在空间上明显不一致,并且在城市各功能区内差别显著;西安市建成区UGI生态系统服务供给与城市对生态系统服务需求在空间分布上不相匹配。因此为了实现城市的生态环境与经济社会的可持续发展,迫切需要通过合理的UGI建设使生态系统服务供需趋于协调。     

利用廊道网络构建城市绿地生态系统——以东营市西城区为例

阐述了城市绿色廊道系统在城市绿地系统中的应用及生态价值,并在分析东营市西城区绿地系统现状的基础上,提出了建设西城区绿地廊道系统的方法,以加强城市孤立绿地斑块之间以及城市绿地与城郊外围自然环境的联系,优化城市绿地系统的结构,提高城市生态系统的稳定性.通过合理构建绿色廊道网络系统,西城区将新增绿地面积1400hm²,人均绿地面积将达到66m²,城市与郊区的绿地生态系统将贯通为一体,绿地生态系统的服务范围将扩展到整个城区,为提高西城区居民的生活质量,增强西城区生态敏感区的生态稳定性提供有力支持.     

纯林、混交林型园林绿地的生态效益

试验选择元大都城垣遗址公园西段4块不同结构类型的绿地为研究对象,即草坪、刺槐纯林、油松纯林、刺槐．油松混交林,每一块试验地的面积在1000m^2左右,进行了连续8d的测试,通过试验观测与调查资料的分析,得出4块不同结构类型的园林绿地在水平方向和垂直方向上温度、湿度、风速的分布规律及差异。结果表明,在水平方向上,在3种天气条件下,油松纯林的水平日平均温度最低、相对湿度最高;在晴朗天气一天中的高温时段,草坪的温度最高,相对湿度最低,刺槐一油松混交林的相对湿度最高,温度最低。在水平方向上,经SPSS方差分析,4种绿地间的温、湿度差异均达到显著水平（α=0．05）。在垂直方向上,4种绿地的温度随着高度的升高逐渐升高,而相对湿度则随着高度的升高而逐渐降低;相对于其他绿地,混交林的温度和相对湿度变化比较复杂。刺槐-油松混交林的降温增湿效果最好,草坪的降温增湿效果最差。混交林型绿地降低风速的效果好于2种纯林。根据4种绿地在夏季的降温增湿效应提出混交林是园林绿地中生态效益较好的植物配置模式并提出了营造城市园林绿地植物景观的建议。     

植被结构对严寒地区城市居住区冬夏微气候的影响研究

城市绿地对于改善城市微气候、缓解城市热岛效应有重要作用,且不同的植物配置、绿地形态以及植被结构所产生的效果不同。以严寒地区典型城市哈尔滨为例,采用现场实测的方法,针对不同植被结构的居住区绿地进行冬夏两季微气候现场实测,对不同植被结构的微气候调节性能进行深入研究,比较分析不同植被结构影响下的空气温度、相对湿度和风速。结果表明：随着植被结构趋于复杂,植被对于冬季冷风的遮挡作用和夏季的降温增湿作用均随之增强。该研究为严寒地区城市居住区景观设计提供参考依据。