李石磊 (天津市南开园林局长虹公园管理所 天津300110)
宋伟 (天津市环境监测中心 天津300191)
园林绿地对改善城市人居环境的作用
李石磊 (天津市南开园林局长虹公园管理所 天津300110)
宋伟 (天津市环境监测中心 天津300191)
通过对比和统计数字,说明园林植物在气温调节上的作用,并以此为切入点论述园林绿地对改善城市人居环境的作用。
城市生态平衡 园林绿地 气温调节 人居环境 绿化覆盖率
随着经济的发展和城市化建设速度的加快,城市人口急剧增加。建筑物密集,交通拥挤,空气污染严重,气温升高,沙尘暴肆虐,城市生态系统已被严重破坏,环境恶化已成为城市可持续发展的严重障碍。人们已深刻认识到人居环境和城市生态系统的重要性,各大城市相继开展创建园林城市的活动,用园林绿化手段来缓解因环境恶化而带来的种种问题。而营造城市园林绿地就成为其主要方向。
城市绿地是指以自然植被为主要地表覆盖类型的城市土地。2002年9月,建设部制定并颁布了《城市绿地分类标准》(CCJ/T 85-2002),将城市绿地从3个层次上分为5个大类、13个中类和11个小类。
城市生态系统作为一种特殊的生态系统,由于人类社会的大规模扩张,其中的自然植被已经所剩无几,而是以大量的人工植被所代替,主要包括防护植被、观赏植被、行道树和草坪等。
我们通常所说的生态因子分为6个并列的项目:土壤、水分、温度、光照、大气和生物因子,它们直接影响园林植物的生长发育。而说到园林绿地在维护城市生态平衡中的作用,则主要表现在园林植物对气温的调节、对水分的调节和对空气的净化作用等方面。下面就以园林植物对气温的调节作用为例,说明园林绿地在维护城市生态平衡中的作用。
夏天在树荫下会感觉到凉爽宜人,这是由于树冠能遮挡阳光、减少日光直射所致。一般来说,太阳辐射直接对气温升高的作用是很小的,每小时仅升高0.02℃,而太阳辐射到地面后,地面辐射才是气温升高的主要热源。植物遮荫可明显减缓小环境温度升高,一般植物叶片对太阳光的反射率为20%左右,对热辐射的红外光反射率可高达70%,而城市铺地材料沥青的反射率仅为4%,鹅卵石为3%。树木通过遮挡阳光减少太阳光的直接辐射,从而产生明显的降温效果,且不同树种的降温效果差异较大,这与树冠的大小、枝叶的密度和叶片的质地有关,如表1所示。
表1 常用行道树遮荫降温效果比较
植物一方面可阻挡太阳热辐射,另一方面又可以通过蒸腾作用消耗大量热量,达到降温效果。由于植物对热辐射的遮挡和蒸腾消耗热量,植物覆盖表面接收到的长波辐射比建筑材料铺装表面低得多,温度也低得多。上海园林科研所1987年对用爬山虎垂直绿化的普通砖混结构四层楼房的降温效果进行调查,二楼西墙外侧爬山虎叶层厚度10~20 cm,三楼未绿化西墙外侧。在夏季高温期间测定墙内外的温度变化:三楼外墙最低温度26.3℃,最高温度44.7℃,昼夜温差18.4℃;而二楼外墙最低温度27.6℃,最高温度35.1℃,昼夜温差7.5℃。由于外墙温度低,减少了热能向内墙的传递,二楼内墙温度比三楼低0.8~1.7℃,室内温度比三楼低1~1.3℃,垂直绿化效果十分显著。
植物覆盖降低了被覆盖物的温度,被覆盖物对周围环境的热辐射也随之减少。上海园林科研所调查了植物覆盖墙面与地面的反射热辐射变化(如表2所示),绿化墙面或地面的反射热辐射明显低于未绿化表面,从而会使周围环境温度较低。
城市地区大面积园林绿地还可以形成局部微风,使城区环境趋于冬暖夏凉。据调查城市热岛并不是标准的同心圆,而是多中心型的,具有若干个高温区,这些高温区的分布与地面上植被的多少密切相关,凡有大块绿地和水面或绿化程度较高的地方,温度普遍较低,城市热岛被分割,从而出现多个热岛。
表2 植物覆盖对反热辐射的影响 单位:J/m2
调查显示,绿化覆盖率与气温呈负相关关系,即覆盖率越高气温越低:白天覆盖率每增加10%,气温约下降2.6%;夜间植物的降温表现更加强烈,绿化覆盖率每增加10%,可使气温下降约2.8%。当绿化覆盖率增加到50%时,可使气温下降13%左右,城市热岛效应可基本消除。为了控制城市热岛效应,除在市区内提高绿化覆盖率外,还应重视郊区的大环境绿化。在郊区建植面积较大的森林公园或隔离带,可促使空气流动,进一步降低热岛效应,改善城市大气质量。
园林植物对水分具有调节作用,可以增加空气湿度、涵养水源、保持水土、净化水体;而其对空气的净化作用则表现在降尘,吸收有毒有害气体,减少细菌,减弱噪声,增加空气负离子,吸收CO2、释放O2,吸收放射性物质等方面。
截至2010年天津市全市绿地面积达到2.2亿m2;建成区绿化覆盖率突破30%,绿地率突破26%,人均公园绿地面积突破8.9 m2,林地面积23.5万hm2,林木覆盖率为21.5%。由统计数字可见,尽管近年来我市一直在加大园林建设和投资力度,但绿化覆盖率与理想的50%绿化覆盖率指标和发达国家城市50%左右的城市绿化率相比仍有很大差距。这主要是因为天津市独特的自然特点:天津地处北温带,冬春季干燥,多风少雨,蒸发量大,另外春季大风还会造成土壤风蚀;夏季雨量集中又容易造成水土流失;天津为退海地,地下水位高、盐碱较重,且水的矿化度也高,不利于深根性植物生长。
要达到理想的园林绿化效果,首先应加强已有绿地的连通性,将分布在城区内零星点缀的街头绿地、道路绿地、滨河绿地等连接成片,增强抗干扰性,提高降解城市废弃物的能力,降低城市热岛效应,发挥最佳环境效益。并以500 m2服务半径为基础,建设3 000 m2~3 hm2面积的绿地,规划面积在5 hm2以上的大中型公园,会更符合天津的城市尺度,也能提高绿地利用率。另一方面加强城市防护林、风景林、楔形绿地、森林公园的建设,在西北、北、西南、南等主风向建设大片林地,利用放射线道路和海河、北运河、子牙河等河流廊道,建设实现城乡一体化的绿化系统。另外,在植物材料的选择上应实行宜草则草、宜树则树的原则,达到乔灌草有机结合的最佳绿化美化效果;在树种选择上应以乡土树种为主,利用乡土树种和草种体现地方特色,并使速生与慢生、常绿与落叶、名贵树种与经济树种合理搭配,创造出适合生活居住的优美城市环境。■
[1]冷平生.园林生态学[M].北京:中国农业出版社,2003.
[2]李博等.生态学[M].北京:高等教育出版社,2000.
[3]徐绍惠,徐志钊.城市生态园林学[M].北京:中国林业出版社,1994.
[4]冷平生.城市植物生态学[M].北京:中国建筑工业出版社,1995.
[5]冯采芹.绿化环境效应[M].北京:中国环境出版社,1992.
2012-07-09