8个灌木树种的降温能力试验

周文彬，宋绪忠，杨 华，朱锦茹

（1. 浙江省庆元县林业局，浙江 庆元 323800；2. 浙江省林业科学研究院，浙江 杭州 310023）

8个灌木树种的降温能力试验

周文彬1，宋绪忠2*，杨 华2，朱锦茹2

（1. 浙江省庆元县林业局，浙江 庆元 323800；2. 浙江省林业科学研究院，浙江 杭州 310023）

应用TRM-ZS4型环境梯度监测系统对桂花（Osmanthus fragrans）、红枫（Acer palmatum）、紫竹（Phyllostachys nigra）、紫叶李（Prunus cerasifera f. atropurpurea）、紫薇（Lagerstroemia indica）、紫丁香（Syringa oblata）、海桐（Pittosporum tobira）、凤尾竹（Bambusa multiplex cv. fernleaf）8个灌木树种降温能力进行了监测分析。结果表明：灌木树种在3.0 m处的降温能力最能代表树种降温水平，8个灌木树种在3.0 m处的降温效果，呈现了“双峰”变化趋势，11:00点及15:00左右出现降温高峰，这种变化与植物“光合午休”现象较为一致，8个树种分成3个降温类型：桂花和红枫2个树种对环境整体降温能力强，尤其在3.0 m高度层平均降温0.69℃，紫丁香、紫薇、紫叶李、紫竹等4个植物对环境整体降温较强，尤其对底层空间的降温强于其他灌木，海桐、凤尾竹2个植物对空间的降温能力一般。

降温效益；灌木树种；气象站；城市森林

城市热岛效应（Urban Heat Island Effect）是城市整体或局部气温比相邻郊外气温高的自然现象。在气象学近地面大气等温线图上，城市高温区域如同一个平静的海面上突出的岛屿，被形象地称为“城市热岛”[1]。它是在不同区域气候及人类活动特别是城市化背景下，是生态环境失调引起的一种特殊的气候现象[2~6]，对人类健康及城市环境质量影响极大。城市森林建设是减轻“城市热岛”的关键措施之一，科学地建设城市森林能实现以“绿岛”消除“热岛”的目的。选择和应用种类多样且降温功能突出的灌木树种是实现城市森林建设乔灌草结合、生态系统健康的基础工作，也是当前城市森林建设的薄弱环节。本文利用ZS-4温湿度气象站，对8个常见的灌木树种进行了温湿度定位监测，研究了其降温规律。

1 试验地概况

树种温度监测试验在浙江省林业科学研究院内的ZS-4温湿度气象站开展，该站位于杭州市西湖区，地理位置30° 16′ N、120° 12′ E。随着城市化发展及全球变暖趋势的影响，杭州市近些年频繁发生高温天气，热岛现象明显，成为新的“火炉”城市，给城市能源消费和居民健康造成了影响。

2 材料与方法

2008年 7月，对种植于相同容器、相同基质的各树种树高、冠幅、地径进行测量，结果见表1。

选取8种灌木树种生长正常苗木各3盆，采用 TRM-ZS4型环境梯度监测系统监测。热场监测系统依垂直梯度分3个层次布设，位置分别是距离地面0.5 m、距离地面3.0 m和距离地面5.5 m。每个层次设置 3个温湿度传感器，两个用于传感器监测树种的热场情况，另外一个传感器伸向无植被空地作为对照（ck）。传感器每10 min记录温度数据。监测树种的传感器与ck之差，用于比较树种降温能力。

3 结果与分析

3.1 树种降温日变化

从图1至图3可以看出，8个灌木树种在白天对环境的降温呈现规律性变化动态，各层次降温强度由高到低依次是距地面3.0、5.5和0.5 m，对各层空间的降温表现出不同的特点。对于0.5 m处的底层空间，降温出现了幅度较小的“单峰”变化，9:00左右开始出现降温高峰，而12:00以后反而出现较稳定的小幅增温现象。灌木对3.0 m处的环境的降温呈现了“双峰”变化趋势，树种降温能力从8:00以后开始上升，11:00左右达到最高，之后缓慢降低后在15:00左右达到第二个高峰，之后至18:00左右降至低点。灌木对5.5 m处与0.5 m处环境的降温特点相似，只不过降温能力更高。

树种降温的日变化可较好地反映树种的降温效率，但由于各树种周围空间的温度监测不是同步进行的，为更好地反映灌木树种的降温能力，开展了温度梯度的树种降温动态。对灌木树种在25 ~ 38℃期间的降温情况进行汇总发现，8个灌木树种对3个高度层次的降温表现出不同的规律（图4至图6）。灌木树种对于底层空间的降温相对较低，对于中层（3 m）及高层（5 m）的降温能力更强。随着气温升高，地层降温变化较少，呈现略微下降趋势，而中层、高层空间的降温能力随温度升高逐步增强，尤其中层增加较多，树种降温能力差别增加。紫薇及紫叶李的降温幅度均达到了1℃以上。

3.2 树种降温能力

以 28 ~ 35℃树种平均降温水平比较树种在高温环境下的降温能力（图 7）。统计发现，各树种都有一定降温能力，但存在较大差异，桂花、紫叶李等降温能力高于凤尾竹、海桐，树种对于各层的降温也存在不同。紫叶李、紫竹对于底层降温能力突出，平均降温0.28℃，而桂花中层的降温能力是海桐的2.95倍。

3.3 树种降温类型

采用R型因子聚类分析方法对树种的降温指标进行分析。由图8可见，树种平均降温能力与其在3 m处的降温能力最为一致，与0.5 m及5.5 m处降温能力的关系较远。进一步采用系统聚类方法（图9）可以在距离d = 3.2时将8个树种分成3个类型。

类型1包括桂花和红枫2个树种，其特点是整体降温能力强，对中、上层降温能力强，尤其对3.0 m高度层平均降温0.69℃。类型2包括紫丁香、紫薇、紫叶李、紫竹4个树种，其特点是整体降温较强，尤其对底层空间的降温强于其他灌木。类型3包括海桐、凤尾竹2个树种，其植株生长较为低矮，对空间的整体降温能力一般。

4 结论与讨论

灌木树种在3 m处的降温能力最能代表树种降温水平。8个灌木树种在3.0 m处的降温效果呈现了“双峰”变化趋势，11:00及15:00左右出现降温高峰。这种变化与植物“光合午休”现象较为一致，在一定程度上反映了树种的降温能力与树种的生理活动联系密切，也印证了蔺银鼎等[7]提出的叶面蒸腾是植物降温效应的主要原因。

8个树种分成3个降温类型（表2）：桂花和红枫2个树种，对环境整体降温能力强，特别是对中、上层降温能力强，3.0 m高度层平均降温0.69℃；紫丁香、紫薇、紫叶李、紫竹4个植物对环境整体降温较强，尤其是对底层空间的降温强于其他灌木；海桐、凤尾竹2个植物对空间的整体降温能力一般。

[1] 林诚. 削弱福州城市“热岛效应”绿化对策探讨[J]. 福建热作科技，2004，29（4）：32－35.

[2] 王艳霞，董建文，王衍桢，等. 城市绿地与城市热岛效应关系探讨[J]. 亚热带植物科学，2005，34（4）：55－59.

[3] 陈志，俞炳丰，胡汪洋，等. 城市热岛效应的灰色评价与预测[J]. 西安交通大学学报，2004，38（9）：985－988.

[4] 薛志成. 城市热岛效应威胁人类健康[J]. 城市季风，2005（7）：15－16.

[5] 彭少麟，周凯，叶有华，等. 城市热岛效应研究进展[J]. 生态环境，2005，14（4）：574－579.

[6] 沈立新，鲍淳松. 关于城市热岛问题的综述[J]. 浙江林业科技，2000，20（3）：89－92.

[7] 蔺银鼎，梁锋. 城市灌木群落小气候效应的时空分布[J]. 园艺园林科学，2007，23（3）：313－317.

Observations on Cooling Effect of Eight Shrub Species

ZHOU Wen-bin1，SONG Xu-zhong2*，YANG Hua2，ZHU Jin-ru2
（1. Qingyuan Forestry Bureau of Zhejiang, Qingyuan 323800, China; 2. Zhejiang Forestry Academy, Hangzhou 310023, China）

Observations were conducted on cooling effect of 8 shrub species in Hangzhou, Zhejiang province, with ZS-4. Results showed that cooling effect of shrubs at 3 meter height had typical representativeness, and changed in a bimodal curve, with peaks around 11:00 and 15:00. This change was consistent with midday depression of plant. The observation demonstrated that 8 tested species could be divided into 3 types. Osmanthus fragrans and Acer palma had the strongest cooling effect, 0.69℃ lower than air temperature at 3 meter. Syringa oblata, Lagerstroemia indica, Prunus cerasifera f. atropurpurea and Phyllostachys nigra had moderate cooling effect, while Pittosporum tobira and Bambusa multipex cv. fernleaf had weak effect.

cooling effect; shrub species; urban forest

S731.2

B

1001-3776（2013）03-0074-04

2012-11-17；

2013-03-13

浙江省公益技术攻关项目（2007F10001）

周文彬（1976－），男，浙江庆元人，助理工程师，从事林业信息监测与管理研究；*通讯作者。