白 雪，秦 華

(西南大學園藝園林學院，重慶 400715)

重慶市主城區(qū)常見行道樹遮蔭效果研究

白 雪，秦 華

(西南大學園藝園林學院，重慶 400715)

對重慶主城區(qū)常見行道樹生長狀況、樹種大小進行走訪調查，選取樣本樹木實地測量其植物陰影與全光下的照度、溫度、濕度等值，通過關系式計算，對重慶市主城區(qū)道路常見15種綠化樹種遮蔭效果進行定量分析研究。結果表明，刺桐、黃葛樹、羊蹄甲、欒樹、小葉榕等樹種綜合遮蔭效果較好。文中就遮蔭效果和蔭質的影響因素以及道路景觀設計中的行道樹種選擇進行了討論。

行道樹；蔭質；遮蔭效果；重慶市主城區(qū)

城市道路綠化作為城市重要的綠色基礎設施，在改善人們的生活環(huán)境中起著重要的作用[1]。行道樹作為道路綠化的主要構成部分，不僅具有美化、突出城市特色功能，還有遮蔭和生態(tài)功能。重慶地區(qū)夏季尤為炎熱，行道樹的遮蔭功能更為突顯。不同樹種的遮蔭效果有一定差異，但當前對行道樹種遮蔭效果的定量研究相對較少，研究內容及研究對象均不全面[2-4]。本文通過選取重慶主城區(qū)常見的15種行道樹，對其遮蔭效果進行定量研究，以期為提高城市綠地的生態(tài)環(huán)境改善功能以及創(chuàng)建更適合居民生活的城市環(huán)境提供一種新的方法。

1 研究地概況

重慶市是我國面積最大的一個直轄市，位于中國西南部、長江上游，地處東經105°11′～110°11′、北緯28°10′～32°13′，東西長470 km，南北寬450 km，總面積8.2萬 km2。重慶市主城區(qū)主要集中在長江和嘉陵江交匯的丘陵地帶，為三面環(huán)水的半島[5]。

重慶位于中亞熱帶濕潤氣候區(qū)，屬中亞熱帶濕潤季風氣候,特點是雨熱同季，熱量充足，降水豐沛，冬暖春早，冬季多霧，夏季炎熱。境內因地形差異，形成各種獨特的小氣候，太陽輻射、日照偏少，植物生長光線不足，晝夜溫差小。

重慶主城屬丘陵地形，四周被銅鑼山脈、歌樂山脈、縉云山脈圍合，其中銅鑼山最高峰680 m，歌樂山最高峰693 m，縉云山最高峰980 m，主城區(qū)海拔180～370 m。主城區(qū)最突出的特點是山水連綿、起伏有致、立體感和層次感極強。

重慶市地處濕潤的亞熱帶，大陸性季風氣候顯著，植物自然分區(qū)特征表現為常綠闊葉林、次生、暖性針葉林、竹林和常綠闊葉灌叢等類型，以亞熱帶常綠闊葉林表現特征最為明顯。市域植物資源豐富，據不完全統(tǒng)計，轄區(qū)范圍內共有 6 000 多種植物，市區(qū)有 2 000 種以上的植物，其中全國Ⅰ級保護植物12種，Ⅱ級保護植物51種，特有植物和標本植物47種，森林覆蓋率20.49%。

2 研究方法

2.1 植物調查

采用實地調查、詢問調查和歸納總結的方法，調查研究重慶市主城區(qū)范圍內的常見喬木樹種，記錄其種名、生活習性、科屬、觀賞特性，參照唐東芹樹種適應性調查標準[6]，根據調查樹種的生長勢和適應性等將其生長狀況劃分為4個級別：

1)優(yōu)(++++)：完全能夠適應其環(huán)境條件，生長旺盛、枝葉繁茂；

2)良(+++)：能夠適應其所在環(huán)境條件，生長較旺盛，枝干、樹葉等生長良好；

3)一般(++)：基本能夠適應當地條件，枝葉稀疏，基本能夠保持冠形；

4)較差(+)：不能適應當地環(huán)境，枝干發(fā)育不良，冠形散亂，病蟲害嚴重。

參照《樹木學》對園林樹種分類標準[7]，結合實際應用，根據調查樹種自然生長高度，將所調查樹種分為3個級別：

1)大喬木(+++)：自然生長高度大于20 m;

2)中喬木(++)：自然生長高度10～20 m；

3)小喬木(+)：自然生長高度小于10 m。

在此基礎上，結合筆者參與的重慶市樹種規(guī)劃項目、重慶市行道植物調查項目的研究成果，梳理總結后最終確定重慶市主城區(qū)常見行道樹種類，并在其中選擇樹齡相近、人工干預較少、長勢良好的成年樹木為實測樣本，采用徠卡激光測距儀測量其株高、冠高，用皮尺測量其胸徑、冠幅。

2.2 測定指標與時間

采用GM1010光照度計、GM8908便攜式風速儀、UT333溫濕度計，在距離地面1.5 m處同步測定植物樹蔭下(樹蔭中心)和全光下(樹蔭外面2 m處)的照度和溫度，每個樹種均測量3株求平均值。測定時間為2016年7月中旬至8月中旬，早上9∶00至晚上17∶00，選擇在自然光照良好、溫度較高且晴朗，無風無云的條件下進行室外測定。最終選定各樹種在正午12∶00的數值來進行比較。

2.3 遮蔭效果計算方法

遮蔭效果的計算方法采用陳耀華關于園林樹木遮蔭效果的定量分析方法[8-9]：

遮蔭效果=蔭質×樹木蔭影面積

(1)

其中蔭質主要由遮光率和降溫率2個因素構成，其數值可由下式求得：

蔭質=遮光率×降溫率

(2)

(3)

(4)

樹木蔭影面積主要由樹冠的形狀、大小和太陽的高度角決定[10]。當視太陽的光線為平行線，地面為平面時，蔭影的寬度與樹冠的寬度相等。樹冠的高度可直接測得。樹冠高度的蔭影長度跟太陽高度角有關，其計算公式為：

蔭影長度=樹冠高度×ctg太陽高度角

(5)

本試驗中，選取時間點為正午12∶00，似太陽垂直投影，太陽高度角為90°，其面積計算公式為：

樹木蔭影面積=π×(冠幅/2)2

(6)

2.4 數據處理方法

太陽高度角通過云算軟件計算得出，其余數據運用Excel軟件進行統(tǒng)計，運用Spss軟件進行分析處理。

3 結果與分析

3.1 樹種組成及結構

基于樣點調查數據總結，重慶市主城區(qū)常見行道樹共計15種，隸屬于11科13屬。以豆科、棕櫚科、樟科、桑科較多，分別為：2屬2種、2屬2種、1屬2種、1屬2種(表1)。在所調查的樹種中，以廣玉蘭、小葉榕、黃葛樹長勢最優(yōu)。

在選為實測樣本的喬木樹種中，胸徑范圍均控制在21～29 cm，冠層枝葉均較密，冠幅較大，能達到較好的遮蔭效果(表2)。

表1 重慶市主要行道樹調查統(tǒng)計Tab.1 Chongqing main trees survey statistics in

3.2 遮蔭面積

陽光的照射受到樹冠的遮擋，形成了樹木的蔭影，從而產生了樹木遮蔭現象。俗話說“大樹底下好乘涼”，蔭影面積不僅決定了成蔭的大小，還決定了樹蔭受外界環(huán)境放射和反射的光照及熱量的多少，受外界的影響越小，遮蔭效果越好。不同樹種間冠幅大小整體呈現出顯著性差異(表2)，遮蔭面積差異顯著，變化范圍為14.45～45.49 m2(表4)。遮蔭面積最大的為大葉香樟，面積達45.49 m2；最小的是蒲葵，面積為14.45 m2，兩者相差近4倍。遮蔭面積從大到小排列前5個樹種分別為：大葉香樟、羊蹄甲、黃葛樹、欒樹、刺桐。

3.3 遮光率

樹木蔭影的產生及其濃淡，主要由樹體所能透過的太陽直射光的量和蔭影所接受的來自周圍環(huán)境的散射光的量所決定。研究樹種遮光率變化范圍為80.18%～96.74%，整體表現出顯著性差異(表4)，但基本都具有一定的遮光效果。遮光率最高的為黃葛樹，最低的是魚尾葵，黃葛樹的遮光率是魚尾葵的1.21倍。遮光率從大到小前5個樹種分別為：黃葛樹、羊蹄甲、蒲葵、小葉榕、欒樹。

表2 樣本樹木基本狀況Tab.2 Sample trees basic situation

表3 照度、溫度試驗結果統(tǒng)計Tab.3 Illumination, temperature test results of statistics

3.4 降溫率

樹木蔭影內的照度減少以后，相應地使其溫度有所下降。遮光率變化范圍為1.47%～7.83%，降溫率最高的為刺桐，溫度降低了7.83%；最低的為杜英，降低了1.47%，刺桐的降溫率是杜英的5.33倍，這兩者之間差異較顯著(表4)。降溫率從高到低排列前5個樹種分別為：刺桐、重陽木、小葉榕、黃葛樹、羊蹄甲。

3.5 蔭質

蔭質反映的是樹木蔭影的質量，是由園林樹木的遮光率和降溫率綜合作用，與人們的體感密切相關。不同樹種的蔭質為0.013～0.072(表4)。蔭質最好的是刺桐，蔭質為0.072；最差的是杜英，蔭質為0.013。刺桐的蔭質是杜英的5.54倍，差異較顯著。蔭質從好到差前5個樹種分別是：刺桐、重陽木、小葉榕、黃葛樹、羊蹄甲。

3.6 遮蔭效果

不同樹種的綜合遮蔭效果變化范圍為0.29～2.56(表4)。最好的是刺桐，遮蔭效果為2.56；最差的是杜英，為0.29。兩者相差8.83倍，差異較顯著。遮蔭效果從好到差前5個樹種分別為：刺桐、黃葛樹、羊蹄甲、欒樹、小葉榕。

4 討論

1)決定行道樹遮蔭效果的主導因子是遮蔭面積，其主要原因是遮蔭面積較遮光率、降溫率而言，數值較大且變化范圍較大。遮光率和降溫率數值較小，雖最小值與最大值相差數倍，但變化區(qū)間較小。因此在人流量較大的主干道路上，利于夏季遮蔭降溫的道路景觀設計應優(yōu)先選擇冠幅較大的喬木樹種。

2)蔭質受樹冠疏密程度、葉面積大小、葉片透光度等多重因素共同影響。如羊蹄甲為小喬木，大葉香樟為大喬木，兩者遮蔭面積相差不大，但羊蹄甲遮蔭效果遠優(yōu)于大葉香樟。原因有2點：①羊蹄甲受枝下高影響，其樹干分枝點低，蔭影受外界輻射的影響較??；②羊蹄甲枝葉繁密，成蔭效果好。相反，大葉香樟樹形高大，分枝點高，蔭影受外界輻射的影響較大，遮蔭效果反而較差。由此可見，枝下高也會影響樹種的遮蔭效果，在道路景觀設計時，不宜一味選擇高分枝點、形象高大的喬木。高、低分枝點喬木應合理搭配，在美觀的同時起到改善環(huán)境的作用；在后期修剪維護中也應考慮到行道樹的遮蔭功能，合理修剪，過分修剪會直接影響行道樹的遮蔭效果，造成資源的浪費。

表4 遮蔭效果分析Tab.4 Shade effect analysis

3)樹冠的冠形決定了太陽投射下樹木蔭影的形狀，會對樹木的遮蔭效果產生直接影響，在道路景觀設計時也應多方面思考，對不同冠形的喬木樹種進行合理優(yōu)化搭配。因本文選取的時間點為正午12時，太陽直射，冠形對遮蔭效果的影響相對較小，冠形和遮蔭效果的關系有待進一步研究。

總之，行道樹的遮蔭效果受多重因素共同作用，在現實生活中，可以根據實際需求適當調整。側重為行人遮蔭時，行道樹可以適當密植、錯落有致，因冠幅大小對遮蔭面積有直接影響，選擇橫展性強的行道樹更加有利于行人遮蔭。側重與高層建筑遮蔭時，可選擇縱向性強的樹種。在對行道樹種進行規(guī)劃設計時，設計師應從重慶地區(qū)夏季酷熱的自身特點出發(fā)，注重對行道樹遮蔭效果的考慮，使未來的道路景觀在賞心悅目的同時，對微環(huán)境具有更加明顯的改善作用，更加體現人性化。

[1] 吳永波，薛建輝. 城市行道樹的研究現狀及展望[J] .中國城市園林，2005，3(2)： 54-56.

[2] 李婉妮. 重慶市北碚區(qū)主要行道樹樹種調查研究[J] .南方農業(yè)，2013，7(8)：19-22.

[3] 朱勇.基于小氣候影響因素分析的重慶商業(yè)步行街植物景觀探究[D]. 重慶：西南大學，2015.

[4] 吳家賓，孫 雨，李榮平，等. 沈陽市6種行道樹對紫外輻射屏蔽效應的研究[J]. 遼寧林業(yè)科技，2011(4)：1-3.

[5] 王裕文. 重慶市旅游氣候資源開發(fā)利用[J].四川氣象，1999(2)：34-37.

[6] 唐東芹，楊學軍，邵芹英. 上海城市綠化樹種的生長適應性調查及規(guī)劃意見[J].林業(yè)科技，2001，26(5)：54-57.

[7] 卓麗環(huán)，陳龍清. 園林樹木學[M].北京：中國農業(yè)出版社，2010.

[8] 陳耀華. 關于行道樹遮蔭效果的研究[J]. 園藝學報，1988(2)：135-138.

[9] 陳耀華. 關于園林樹木遮蔭效果定量分析方法的探討[J].中國園林，1988(2)：61-63.

[10] 吳力立，王宗淳. 樹冠遮陰動態(tài)研究[J]. 南京林業(yè)大學學報，1991，15(2)：61-66.

Shading Effects of Common Street Trees in Chongqing

BAI Xue, QIN Hua

(School of Horticulture and Landscape Architecture, Southwest University, Chongqing 400715, China)

Based on the research of living conditions and tree size of common street trees in Chongqing area, 15 sample species are chosen and tested on site. The shading effects of these 15 species were analyzed by luminance, temperature and humidity with and without shade. The result shows that the better combined shading effects were present in Erythrina variegata Linn, Ficus virens Ait var sublanceolata (Miq) Corner, Bauhinia purpurea L, Koelreuteria paniculata Laxm and Ficus concinna Miq. This paper also discussed the influence factors of shading effect and shadow quality, and landscape tree species selection.

street trees; shadow quality; shading effects; Chongqing central downtown

10.3969/j.issn.1671-3168.2017.02.033

2017-01-16.

白 雪(1991-),女，重慶北碚區(qū)人，碩士研究生.研究方向為園林植物造景設計與觀賞園藝規(guī)劃.

秦 華(1972-)，男，重慶北碚區(qū)人，博士，教授，博導.研究方向為園林植物造景設計與觀賞園藝規(guī)劃.

S731.2

A

1671-3168(2017)02-0158-05