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植物专家:绿化措施可缓解人居热环境效应
时间:2013-08-08 点击:1662 字体大小【 [关闭本页][返回
    园林在线8月8日消息:近来罕见的高温,除受气候影响外,与城市热环境效应也有相当大的关系。对于城市热环境效应,上海植物园一直在做相关研究。在本次第227期的“东方科技论坛”大会上,上海植物园科研中心,结合国家十一五“城镇居住区景观绿化与热岛效应改善关键技术研究”课题项目,就如何在城市有限的土地空间中,发挥人居环境的绿化生态效益,利用植物综合多效的有益功能等问题作了发言,提出了四条缓解人居热环境的绿化措施,包括:提高绿化植物质量、调节绿地结构、优化绿块布局、增加绿化形式:

  一、提高绿化植物质量,筛选绿地高降温植物

  利用绿化植物缓解人居热环境是最长效、可持续的系统性工程。在这个系统性绿化工程中,提高绿化植物质量,筛选单株或单位叶面积降温能力较强的植物,将有效降低绿地周边的微气候热环境。植物通过叶片气孔蒸腾、光合吸收和叶反射,实现对太阳能热辐射的转化和吸收,但植物之间的降温能力区别主要体现在蒸腾作上,通过能量公式转化计算,可以获取不同植物在一定空间内的理论降温能力。

  上海植物园经过长达10年的数据积累,构建了可视化的上海植物资源数据库,对长三角区域的常见园林植物进行了降温能力分类,如乔木中的国槐、垂柳和乌桕,灌木中的夹竹桃、紫荆和海滨木槿的单位叶面积蒸腾能力最强,单株植物对1000m3的封闭空间理论降温达到10℃以上,但白玉兰、洒金东瀛珊瑚和栀子等植物的蒸腾能力相对较弱,降温能力小于2.5℃。

  总体上看,降温能力大乔木类型要高于灌草类型,如朴树降温大于八角金盘,这与单株乔木的叶总量和发达根系对水分的充分获取有密切关联;大型叶片要高于小型叶片,如泡桐树降温大于雪松,这与叶片气孔密集度和水分汽压差有相关性;纸质叶片要高于革质叶片,如悬铃木大于广玉兰,因为革质叶较厚且覆蜡被层,增大气孔张开阻力而降低蒸腾速度。

  人居环境中的绿化植物除了从景观、经济和文化角度选择外,还要综合考虑居住区所需要满足的生态功能,提高绿化质量,才能真正创建和谐自然的绿色宜居城市。

  二、调节城市绿地结构,增加遮荫乔木绿地

  除了提升绿地景观面貌,丰富季相外,优化绿地群落层次结构,加大乔灌草的合理配置,一方面可以实现园林景观美学,另一方面可以让城市人居炎炎的微环境高温气候,足足降低2-3℃,能有效对抗高温天气。

  上海植物园曾在气温超过35℃环境下对居住区100个绿地斑块做过温度监测,在和空白水泥地的对照时发现,绿地斑块对边缘1米外1.5m高度水泥地路面降温达到1-3℃,其中高大乔木类型的绿地降温平均为2.8℃,小乔木类型的降温2.0℃,灌木为1.4℃,而草类仅为0.48℃。通过将温度和湿度相结合的热力指数分析也表明,一天中各绿地类型的指数变化,仅乔木类型绿地才能达到人体舒适度的最低标准。利用热辐射仪的监测,乔木类型的绿地对太阳热辐射的吸收、反射和传导能力最强,其中绿地遮阳效果也起了很大作用,理论上,如果要使周边环境温度降低1.5℃,大乔木为主的绿地遮荫效果只要达到30%即可,小乔木类型的必须达到60%,而灌草类型的只有占据95%以上才有可能实现。

  通过对绿地降温影响的多因子协方差分析比较,大乔木的盖度对绿地降温的决定因素达到44.2%,重要程度不言而喻。调节城市绿地结构,增加遮荫乔木绿地,将极大缓解人居下垫面的热环境效应,增加舒适的活动空间。

  三、优化绿地布局、引导绿地规划建设

  人居环境是指人类聚居生活的地方,是与人类生存活动密切相关的地表空间。但随着城市化建设的无序扩张和人口爆炸式增长所造成的压力下,人居问题便越来越受到人们的关注。无论是发达国家还是发展中国家,在人居领域都面临着一些同样的问题,尤其是生态环境问题。随着全球变暖趋势的影响和热岛效应的加剧,城市人居环境的热效应危害已经引发了诸多生理和心理性疾病,社会各界和媒体都开始广泛关注和报道。

    上海植物园科研中心环境园艺组长期跟踪研究城市人居环境中的热效应变化,通过大量的研究监测,制定了针对人居环境中该如何提高植物质量、调整绿块结构、优化绿地布局,以及如何增加绿化形式的绿化方案。

  上海植物园曾经对其周边近200个居住区进行同步热环境的监测,并通过卫星和航片对居住区绿化的景观格局解译,各因子的相关性分析结果表明,居住区热环境效应与绿地覆盖率、乔木比例和景观破碎度指数存在显著相关性。利用方差分析权重法和标准化手段,推导出一个由该3个因素合建成的10分制热环境指数公式,并依据分值订有强、中、弱三个等级,分值在0-3.5分的降温能力达到1.5℃以上,3.5-7.0分的降温能力达到0.7-1.5℃,7.0-10.0分的降温能力仅为0-0.7℃。按照国家建设部对城市人居环境热岛降低1.5℃的标准计算,热环境指数必须低于3.5分,具体方案就是要居住区同时满足绿化覆盖率大于40%、乔木比例大于50%和平均绿块面积大于200m2的要求,其中乔木比例的权重值最大。

  该成果的最大贡献在于,监测部门可以通过简单的航片资料绿化解译其绿化覆盖率、乔木比例和破碎度指数3个参数,便可以初步的判断或评定该居住区在现有绿化格局状态下的热环境优良状态。由此,也可以引导政府和开发商在人居绿地建设中该如何根据需要满足的环境质量,量化的设计规划绿地数量、结构质量和空间布局三个方面的综合考虑。

  四、增加绿化空间形式,改善城市生态和景观

  绿色植物是城市硬质空间“软化”和生态补偿的重要形式,但随着城市规模化的快速发展和大量农村人口的涌入,特大型城市的土地成本变得“寸土寸金”。面对突如其来的城市热危害等灾害性天气,除了提升现有绿地质量,调整结构和优化布局,增加绿化的空间形式提供了另一条有效出路。

  特殊空间绿化形式是指充分利用不同的立地条件,选择攀援植物及其它植物栽植并依附或者铺贴于各种构筑物及其它空间结构上的绿化方式,包括屋顶、建筑墙面、花架、棚架、廊、柱等设施上的绿化。城市特殊空间绿化是城市绿化的重要形式之一,是改善城市生态环境,丰富城市绿化景观重要而有效的方式。

  有统计表明,如果城市屋顶面积有6%被绿化,其城市热岛效应降低1-2℃,自建筑屋的温室气体排放每年减少1.56兆吨,同时也是实现人均公共绿地20m2目标的重要补充。但目前上海屋顶设施改建更愿意做平改坡,而不是屋顶绿化建设。事实上,技术成本不是问题,政府引导才是关键。此外,2008年上海植物园主导营建的世博植物墙垂直绿化,其内外温差最高达10℃以上,对室内空调产生的节能效果不亚于主题馆屋顶铺设的光伏电板产生的电能转换。同时,镶嵌式的绿化生态化铺装也是缓解硬质路面热环境的有效补充,尤其是人行步道、停车场和广场类型用地,该绿化形式可以降低路面温度8-10℃,影响地面1.5m高度的气温2-3℃。

  发展特殊空间绿化,不仅能丰富人居园林绿化的空间结构层次和立体景观艺术效果,也有助于进一步补充城市绿量,减少热岛效应,吸收大量温室气体,改善城区人居生态环境。

 

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