秦 彬 王燕飛 上官陽(yáng)光

(河南科技大學(xué)，河南洛陽(yáng) 471023)

1 研究背景

中國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)，城市化迅速發(fā)展，城市人口急劇增加，引發(fā)了許多環(huán)境和生態(tài)問(wèn)題，其中最為人熟知的就是城市熱島效應(yīng)［1］，城市在白天迅速升溫，而在晚上降溫緩慢，夏季易產(chǎn)生持續(xù)高溫天氣，影響人體熱舒適性，也會(huì)加大空氣污染，增加建筑能耗等等。

有研究表明，城市綠地可以有效緩解城市熱島效應(yīng)，它具有產(chǎn)生特定小氣候環(huán)境的復(fù)雜表面結(jié)構(gòu)，這種特性將影響人體能量平衡與熱舒適度［2］。熱舒適感受在游人戶外空間的選擇中起著重要作用，下墊面的不同性質(zhì)都會(huì)對(duì)環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、輻射熱等熱環(huán)境指標(biāo)產(chǎn)生較大影響，并決定環(huán)境的熱舒適程度［3］。因此，公園的微氣候環(huán)境對(duì)人體舒適度影響的重要性不言而喻。本文通過(guò)選擇恰當(dāng)?shù)难芯繉?duì)象，系統(tǒng)地定量分析不同類(lèi)型公園的微氣候特點(diǎn)，這將為今后城市公園的規(guī)劃和建設(shè)提供有益參考。

2 洛陽(yáng)市城市公園類(lèi)型

影響城市微氣候的因子有很多，包括溫度、濕度、降雨、光照、風(fēng)等［4］。本文主要研究不同地理環(huán)境和空間結(jié)構(gòu)的城市公園的微氣候特點(diǎn)。洛陽(yáng)市位于中國(guó)河南省華北地臺(tái)與秦嶺褶皺系的交界處，橫跨兩個(gè)大尺度的、地殼上的一級(jí)構(gòu)造單元，地貌特征復(fù)雜多樣，有山地，丘陵，平原，因此城市內(nèi)公園的空間形態(tài)也多種多樣。在對(duì)洛陽(yáng)市綜合性公園進(jìn)行實(shí)地調(diào)查后，其空間結(jié)構(gòu)類(lèi)型主要有以下三大類(lèi):山地公園，濱河公園，城市公園(四周開(kāi)闊型，四周建筑圍合型)，本研究選擇了洛陽(yáng)市四個(gè)不同類(lèi)型的公園內(nèi)的4個(gè)景觀點(diǎn)為樣地(見(jiàn)圖1)。

圖1 樣地圖

2.1 山地公園

本文選擇人流量較大的龍門(mén)山森林公園也就是聞名中外的龍門(mén)石窟景區(qū)內(nèi)綠地作為樣地1，龍門(mén)山海拔263 m，觀測(cè)點(diǎn)位于N34°33'46″，E112°28'19″，測(cè)量時(shí)間選取2015 年8 月5 日 ～2015 年8月7日(夏季)，該區(qū)域地勢(shì)較高，四周開(kāi)闊，測(cè)量?jī)x器周?chē)怨嗄緸橹?，草地次之，喬木再次之?/p>

2.2 濱河公園

本次樣地2景觀點(diǎn)選在洛河沿岸的陽(yáng)光水上樂(lè)園內(nèi)，位于N34°36'9″，E112°28'10″，測(cè)量時(shí)間選取2015 年8 月5 日 ～2015 年8月7日(夏季)，公園東臨凌波大橋，西依西南環(huán)城高速，南臨洛水，北面高新產(chǎn)業(yè)區(qū)拱衛(wèi)，測(cè)量?jī)x器放置在鋪有植草磚的廣場(chǎng)內(nèi)，周邊主要是草地和喬木。

2.3 城市公園

2.3.1 四周開(kāi)闊型

本文選擇隋唐遺址植物園作為樣地3，該公園位于市郊，植物資源豐富，有20個(gè)專(zhuān)類(lèi)園，綠地面積達(dá)130 ha，種植喬木、灌木1 000多個(gè)品種共130余萬(wàn)株，水生植物200多種，種植地被植物50 萬(wàn) m2。觀測(cè)點(diǎn)位于 N34°38'8″，E112°26'9″，測(cè)量時(shí)間選取2015 年7月13日～2015年7月15日(夏季)，測(cè)量?jī)x器放置在一片草坪上，周邊環(huán)繞有較多的灌木和喬木。

2.3.2 四周建筑圍合型

市區(qū)內(nèi)的公園基本上四周都是建筑，本次樣地4景觀點(diǎn)選在王城公園內(nèi)，位于 N34°40'1″，E112°20'56″，測(cè)量時(shí)間選取 2015 年7月13日～2015年7月15日(夏季)，公園東側(cè)和北側(cè)為高層辦公樓和升龍城高層居住小區(qū)，西側(cè)和南側(cè)主要是廠房，商業(yè)和居住區(qū)的多層建筑，南側(cè)局部有高層建筑。測(cè)量?jī)x器放置在牡丹園花圃中，四周以灌木和高大喬木為主。

3 結(jié)果與分析

3.1 溫度分析

圖2顯示了四個(gè)公園的溫度變化情況，整體上公園內(nèi)溫度比周?chē)h(huán)境溫度低1℃以上，龍門(mén)石窟和隋唐遺址植物園溫度變化明顯，而陽(yáng)光水上樂(lè)園和王城公園溫度變化不明顯。這是因?yàn)辇堥T(mén)石窟在山上，海拔每升高100 m，氣溫下降約0.6℃，結(jié)合周?chē)匦危缴峡諝饬鲃?dòng)性好。而隋唐遺址植物園四周開(kāi)闊，沒(méi)有遮擋，空氣流動(dòng)性好，周?chē)鷾囟壬仙?，熱空氣很快就進(jìn)入公園內(nèi)，周?chē)鷾囟认陆?，公園內(nèi)的熱空氣也會(huì)很快的流向周?chē)h(huán)境，所以山地公園和四周開(kāi)闊的公園具有升溫快，降溫快的特點(diǎn)。陽(yáng)光水上樂(lè)園比較特殊，雖然它四周也比較開(kāi)闊，但因?yàn)楣珗@緊鄰較大水系，所以水系溫度對(duì)公園溫度的影響占主導(dǎo)作用，河流本身就具有溫度變化不明顯的特點(diǎn)，所以影響公園內(nèi)部溫度也是這種變化趨勢(shì)。王城公園內(nèi)部建筑和高大喬木較多，四周被建筑包圍，建筑密度高，位于城市中心地帶，熱島效應(yīng)強(qiáng)，對(duì)公園內(nèi)部環(huán)境影響較大，溫度變化不明顯。所以濱河公園和四周建筑圍合的公園內(nèi)溫度具有升溫慢，降溫慢的特點(diǎn)。

圖2 公園溫度變化表

3.2 濕度分析

圖3 顯示了四個(gè)公園的濕度變化?？諝鉂穸鹊母叩蜁?huì)影響人體皮膚表面水分的擴(kuò)散和汗液體液的蒸發(fā)，即影響人體熱平衡，進(jìn)而影響人的體溫和熱感覺(jué)等。在適宜范圍內(nèi)，濕度降低，就會(huì)增加人體皮膚表面汗液的蒸發(fā)，新陳代謝的熱量散失到周?chē)h(huán)境中，使得人們?cè)谙嗤瑴囟拳h(huán)境下，體表皮膚溫度會(huì)降低，人們會(huì)覺(jué)得涼爽舒適。

圖3 公園濕度變化表

公園內(nèi)空氣中的水分主要來(lái)自于水體水面的蒸發(fā)和植物的蒸騰作用。從圖3中可以看到龍門(mén)石窟和陽(yáng)光水上樂(lè)園的濕度變化較大，下降快，上升快，這是因?yàn)闃拥?處在兩山之間，峽谷風(fēng)較大，溫度相對(duì)較低且變化幅度較小，植物蒸騰作用較小，而在河邊，雖然水體面積很大，蒸發(fā)的水蒸氣的量很大，但是因?yàn)楣珗@臨近河流，處在城市主要風(fēng)廊道內(nèi)，空氣流動(dòng)性好，所以空氣中的水分隨著空氣的流動(dòng)被帶走。在隋唐遺址植物園內(nèi)，早上濕度急劇下降，而后變化幅度減緩，這是因?yàn)楣珗@內(nèi)植被覆蓋率高，植物資源豐富，空氣中水蒸氣含量大，早晨公園內(nèi)溫度低，水蒸氣含量保持在較高的水平，隨著時(shí)間的推移，溫度慢慢升高，太陽(yáng)輻射增多，由于四周開(kāi)闊，空氣流動(dòng)性好，所以濕度下降的很快，但仍保持在較高的水平。植物的蒸騰作用會(huì)隨著溫度和植物葉片氣孔的開(kāi)閉的變化而變化，在午后溫度升高，植物的蒸騰作用增強(qiáng)，而當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，植物葉片自我保護(hù)會(huì)關(guān)閉氣孔，所以植物蒸騰作用從早晨開(kāi)始，逐漸增強(qiáng)，午后又會(huì)減弱，之后又會(huì)增強(qiáng)一下，最后又逐漸減弱。這種波動(dòng)的蒸騰作用特點(diǎn)就是植物園內(nèi)在午后濕度變化出現(xiàn)波動(dòng)這種特殊現(xiàn)象的原因。在王城公園內(nèi)，濕度變化不明顯，下降慢，上升慢，這是因?yàn)楣珗@綠化也比較好，濕度處在較高的水平，但是由于熱島效應(yīng)和夏季空氣流動(dòng)減緩，熱輸入急劇增加，水蒸氣蒸發(fā)系統(tǒng)適應(yīng)性降低，大氣的穩(wěn)定性提高。

3.3 風(fēng)速分析

圖4顯示了四個(gè)公園的風(fēng)速變化，在炎熱的夏季，風(fēng)速對(duì)人體熱感覺(jué)影響有限，而且本次研究的四個(gè)樣地內(nèi)風(fēng)速均較小，對(duì)人的影響僅僅是微風(fēng)拂面的感覺(jué)。影響空氣流動(dòng)的因素除了氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力之外，在近地面大氣層內(nèi)，還與地面粗糙程度有關(guān)。在本次的研究對(duì)象里，河流湖泊的粗糙等級(jí)最低，然后是開(kāi)闊的幾乎沒(méi)有建筑物的綠地和起伏的丘陵，地面粗糙等級(jí)最高的是有密集建筑群和喬灌木的城市市區(qū)。龍門(mén)石窟內(nèi)由于地形復(fù)雜，存在峽谷，山脈起伏，風(fēng)環(huán)境復(fù)雜，風(fēng)速變化整體趨勢(shì)平穩(wěn)但波動(dòng)較多。陽(yáng)光水上樂(lè)園內(nèi)高大喬木和灌木較少，又緊鄰河流城市風(fēng)廊道，風(fēng)環(huán)境隨著周?chē)h(huán)境的變化而變化，變化幅度較大。隋唐遺址植物園內(nèi)雖然喬灌木較多，但四周開(kāi)闊，周?chē)h(huán)境對(duì)公園內(nèi)影響較大，風(fēng)速變化也較為明顯。王城公園由于公園內(nèi)建筑和高大喬木較多，外界風(fēng)環(huán)境不易影響公園內(nèi)部，公園內(nèi)風(fēng)環(huán)境較為穩(wěn)定，但是又因?yàn)橹車(chē)邔咏ㄖ^多，公園又緊鄰開(kāi)闊城市主干道，處在城市“峽谷風(fēng)廊”影響范圍和狹窄區(qū)域內(nèi)，氣流由開(kāi)闊區(qū)域流向狹窄區(qū)域時(shí)，會(huì)產(chǎn)生狹管效應(yīng)，流速會(huì)加快，這也是王城公園內(nèi)風(fēng)速相對(duì)于其他公園較高的原因。

圖4 公園風(fēng)速變化表

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)洛陽(yáng)市內(nèi)四個(gè)綜合性公園進(jìn)行測(cè)量與調(diào)查，收集了各測(cè)點(diǎn)的熱環(huán)境參數(shù)，初步探究了不同空間結(jié)構(gòu)類(lèi)型的公園的微氣候特征，并對(duì)這些現(xiàn)象做了初步解釋?zhuān)饕夂蛱卣魅缦?

1)山地公園，濱河公園和城市內(nèi)四周建筑圍合的公園內(nèi)溫度具有升溫慢，降溫慢的特點(diǎn);城市內(nèi)四周開(kāi)闊型的公園溫度具有升溫快，降溫快的特點(diǎn)。

2)山地公園和濱河公園濕度在白天逐漸降低，而后逐漸升高;城市內(nèi)四周開(kāi)闊型的公園濕度上午迅速下降，而后緩慢上升;城市內(nèi)四周建筑圍合的公園濕度緩慢降低后，緩慢升高。

3)山地公園風(fēng)環(huán)境隨周?chē)h(huán)境的變化整體趨勢(shì)平穩(wěn)但波動(dòng)較多;濱河公園風(fēng)環(huán)境隨著周?chē)h(huán)境的變化而變化，變化幅度較大;城市內(nèi)四周開(kāi)闊型公園風(fēng)環(huán)境受周?chē)h(huán)境影響較大，風(fēng)速變化明顯;城市內(nèi)四周建筑圍合的公園風(fēng)環(huán)境較為穩(wěn)定，但易受到狹管效應(yīng)的影響。

以上不同公園的微氣候特征為今后的城市公園建設(shè)提供了一些參考，其存在的對(duì)人體熱舒適性負(fù)面的影響也是今后城市公園的建設(shè)要避免的問(wèn)題。公園內(nèi)喬木，灌木和草地的空間配置要合理，公園內(nèi)的建筑和小品等不能擋住主要的通風(fēng)廊道。適當(dāng)增加公園內(nèi)水體的面積，對(duì)于溫濕度的調(diào)節(jié)會(huì)起到很大的作用。整體上公園的微氣候環(huán)境都是比較好的，但是在城市中心地帶，要考慮到熱島效應(yīng)也就是周邊環(huán)境對(duì)公園內(nèi)部的影響，還要注意在設(shè)計(jì)時(shí)避免狹管效應(yīng)的產(chǎn)生?？傊诔鞘袃?nèi)寸土寸金的地帶，要珍惜規(guī)劃建設(shè)公園的土地，不僅要在視覺(jué)景觀層面上設(shè)計(jì)公園，也要充分發(fā)揮城市公園的生態(tài)效益。