基于热舒适的湿热地区露营地树木种植配置模式.pdf

第 卷 第 期 年 月中 国 城 市 林 业 基于热舒适的湿热地区露营地树木种植配置模式骆心仪 赵 阳 郭曈烨 钟梓渝广州大学建筑与城市规划学院 广州 收稿日期:基金项目:广州大学科研平台基金()第一作者:骆心仪()女 硕士生 研究方向为风景园林规划与设计:通信作者:赵阳()男 硕士 副教授 研究方向为建筑与环境的舒适性研究:摘要:为探究夏季湿热地区不同树种及配置模式对城市露营地热舒适度的影响 在深入分析湿热地区露营地常见树木的基础上 利用 建立 种不同场景、采用生理等效温度对 种不同树木布局空间的热舒适度进行分析 结果表明:)不同空间热舒适度梯度为:群植全遮荫()群植半遮荫()孤植遮荫()树木包围无遮荫()开敞无遮荫()叶面积指数高且大冠幅的树木能较好地改善、和 的热舒适度 同理 应选择高树干和大冠幅的树木)高叶面积指数、大冠幅且种植方式为群植的树木 对热舒适的改善效果最明显 据此对湿热地区户外露营地的树木种植及优化提出相关建议关键词:露营 热舒适 树木种植 仿真模拟 湿热地区:./.():.:)()()()()().).:露营为城市居民提供与大自然进行交流和互动的平台 促进人与人之间的交往 有利于人们的身心健康 研究表明 热舒适水平影响城市开放空间的使用 空气温度、湿度、热辐射、风速等小气候参数影响人体与周围环境的热传递露营地的热环境在很大程度上决定使用者的舒适度 然而 当前大多数露营地的树木种植及布局随意 缺少对热环境方面的考量 湿热地区夏季中 国 城 市 林 业第 卷炎热漫长 在高温天气下 露营地无法满足人们的热舒适需求 从而在一定程度上限制人们露营因此 改善露营地室外热环境对人们开展户外露营活动尤为重要大量研究从多方面提出改善室外热环境的策略 其中 种植树木是有效的手段 树木不仅能阻挡一定的太阳辐射 为行人提供遮荫空间 其蒸散作用还能有效降低空气温度和增加湿度 等通过对比树木遮荫区与无遮荫区发现树 下 空 间 的 生 理 等 效 温 度()降低了 树木通过吸收和反射太阳辐射降低平均辐射温度 从而降低 等指出树木的物理特性如树冠宽度、叶面积指数()、树高等 是影响树木调节微气候和改善室外热舒适的关键因素 其中 和树冠宽度的影响最为明显 此外 树木种植布局的不同也会对微气候产生不同的影响 例如 等研究发现树木群植和线性种植的布局方式对微气候的调节效果比孤植的更明显 因此 选择合适的树种和组织良好的种植布局可以更有效地改善露营地的室外热舒适综上所述 本研究以湿热地区夏季城市自然露营地为对象 探讨 种树木对露营地 种布局空间的室外热环境影响 旨在找出显著改善湿热地区露营地热环境的树种及种植模式 研究区概况广州()是中国南部亚热带湿热地区的一个典型城市 年平均气温和湿度分别为 和 其日平均温度在 月和 月最高()风向随季节变化 夏季受亚热带高压和南海低压的影响盛行东南风 本研究选取广州市番禺区大学城的一处自然露营地作为研究对象 场地内树木种类及种植方式多样 具有丰富的植物空间类型具有较高的对比研究价值 研究方法 微气候实测为了评估露营地的热环境并验证仿真模型的准确性 在 年 月 日 进行微气候实测 测量所选日期晴朗无云 基于露营地人群的活动行为及树木种植模式的不同 分别选出开敞无遮荫(测点)、树木包围无遮荫(测点)、孤植遮荫(测点)、群植半遮荫(测点)、群植全遮荫(测点)共 个测点 所有仪器使用前均经过校准(表)每个测点设置的高度离地面 图 研究区域平面图及测点布置表 测量仪器及其参数测试仪器测试参数仪器量程仪器精度 风速 空气温度 相对湿度太阳辐射仪太阳辐射 树木模型搭建取 种湿热地区露营地常见的树木 并在 仿真软件的 模块中构建树木模型 构建树木模型需要树高、冠幅、枝下高、叶面积密度()、叶片反射率、根幅、根深、根系形状和根面积密度共 种第 期骆心仪 赵 阳 郭曈烨 等:基于热舒适的湿热地区露营地树木种植配置模式参数 由于树木的根系形态对模拟效果影响不显著 因此根系形态在建模中均采用软件的默认值 其余树木物理参数均为实测值 其中 树高、冠幅及枝下高采用测距仪测量 叶片反射率使用分光光度计(紫外可见近红外 美国)测量 采用植物冠层图像分析仪(中国)测量 树冠各层 采用 等提出的经验算法计算 具体树木的属性和物理参数如表 所示 树木模型如图 所示 计算公式如下:()式()中:为树高()为冠层高度()为 最大值时对应的高度表 树木属性和物理参数参考类型 项目高山榕()红花羊蹄甲()非洲楝()蒲桃()人面子()秋枫()小叶榕()大花紫薇()黄葛树()凤凰木()科属桑科豆科楝科桃金娘科漆树科大戟科桑科千屈菜科桑科豆科生活型常绿常绿常绿常绿常绿 常绿或半常绿 常绿落叶落叶落叶树冠形态树高/冠幅/枝下高/根系形态根深/采用 默认值根幅/根系形状根面积密度/()叶片属性叶片反射率/()/()处 处 处 处 处 处 处 处 处 处 处图 树木模型 模型精度评价虽然应用 模型模拟中小尺度的城市热环境的准确性已得到验证 但由于地域及气候环境、场地元素、试验对象等因素的不同 模拟结果的准确性可能会受到影响 因此 本研究采用决定系数()、均方根误差()和 平 均 绝 对 误 差()作为 模拟精度校验指标 计算公式如下:()()()式()、式()中:为模拟值 为实测值 为实测次数 热舒适性评价指标 为在某一室外环境中 当人体处于热平衡时 其体表温度和体内温度达到与典型室内环中 国 城 市 林 业第 卷境同等的热状态所对应的气温 是现今在各种不同气候下较为常用的评价指标之一 在不同气候区具有不同的评价范围 本研究使用广州的 评估范围(图)图 广州的 评估范围 试验设计本研究不改变现状区域的树木种植模式 将研究区域内的全部树木分别统一换成所选的 种树木类型 分别为高山榕()、红花羊蹄甲()、蒲桃()、非洲楝()、大花紫薇()、黄葛树()、秋枫()、人面子()、凤凰木()、小叶榕()共 种场景 分别讨论不同树种对开敞无遮荫()、树木包围无遮荫()、孤植遮荫()、群植半遮荫()、群植全遮荫()这 种空间微气候参数和 的影响 此外 本研究以无植被的场景为对照组()并取各监测点人行高度 处微气候参数及 的平均值与 进行比较分析 结果与分析 模型精度由图 可知:各测点空气温度和相对湿度 分别介于 、分别介于 、分别介于 、结果说明误差均在允许范围内 所建立的 模型是可靠的 可用于本次研究图 研究区域各测点空气温度()、相对湿度()实测值与模拟值的线性拟合 不同树种对不同空间空气温度的影响由图 可知:不同树种对 空间空气温度影响不大 在 不同树种可以降低空气温度 降温梯度为 在 可 降 低 的空气温度 降温梯度为 在 可降低 空气温度 降温梯度为 在 可降低空气温度 降温梯度为 不同树种对不同空间平均辐射温度的影响由图 可知:各树种对 的平均辐射温度影响不明显在 与 相比于其他树种降低平均辐射温度的效果更明显平均可降低 和 而其余树种最多仅能降低平均辐射温度 在 不同树种可降低平均辐射温度 梯度为 在 不同树种可降低平均辐射温度 梯度为 对于 不同树种可降低平均辐射温度 梯度为第 期骆心仪 赵 阳 郭曈烨 等:基于热舒适的湿热地区露营地树木种植配置模式图 不同树种对不同空间空气温度的影响图 不同树种对不同空间平均辐射温度的影响 不同树种对不同空间相对湿度的影响由图 可知:不同树种对 和 空间的相对湿度影 响 不 大 平 均 相 对 湿 度 增 加 对其余 个空间的相对湿度影响明显其中在 与 相比 不同树种可增加相对湿度 递增梯度为 在 不同树种可增加相对湿度 递增梯度为 在 不同树种可增加相对湿度 递增梯度为 图 不同树种对不同空间相对湿度的影响 不同树种对不同空间风速的影响由图 可知 种空间内的风速均出现不同程度的降低但总体的幅度并不大 在 不同树种降低风速的能力无明显差异在 中不同树种平均风速为 其中 风速最低对于、和 这 个空间不同树种的平均风速分别为 、和 其中 风速最低 对风速几乎没有影响图 不同树种对不同空间风速的影响 不同树种对不同空间热舒适度的影响及其相关性分析 由图 可知:不同树种的差异对 的 影响不大 与 能较好地改善 的热环境 平均可降低 和 但其余树种对改善此空间热舒适度的效果不明显 仅能降低 在 不同树种可降低 降低梯度为 在 不同树种可降低 降低梯度为 对于 不同树种可降低 降低梯度为 通过比较 种不同空间热舒适梯度为 中 国 城 市 林 业第 卷图 不同树种对不同空间热舒适度的影响 种树种与 的相关性分析如表 所示:与 相比 各树种都能极显著()降低 值 树种之间降低 的平均差异为 对于其余树种 与 对 的影响差异达到极显著()水平、与、差异达到显著水平()与、差异达到显著水平()其余树种之间对 的影响无显著差异 种树木的不同布局空间与 的相关性分析如表 所示:、与、对 的影响均有极显著(群植半遮荫()孤植遮荫()树木包围无遮荫()开敞无遮荫()高 且大冠幅的树木能更好地改善孤植遮荫、群植半遮荫和群植全遮荫空间的热舒适在群植全遮荫空间中 不同树种对其热舒适度的影响无明显差异 对于树木包围无遮荫空间 高树干且大冠幅的树木可在上午和下午提供短暂的遮荫环境 可相对地提高舒适度 建议对于开敞无遮荫空间 由于其热舒适性差在露营地中应相对集中不宜分散 以便提供与露营相关的活动场地 如放风筝等 对于提供舒适空间有限的孤植遮荫这类空间也不宜过多布置在群植半遮荫空间 应种植高、大冠幅的树中 国 城 市 林 业第 卷木 在群植全遮荫空间 由于此类空间枝叶交叉可提供充足的遮荫环境 因此可考虑种植稍低 但较高枝下高、具备花香或特定形态的树木以利于露营地通风并营造丰富的景观 在树木包围无遮荫这类较私密的特定需求空间 应充分考虑树木遮阳的动态定位 选择种植高树干且大冠幅、较高枝下高的树木参考文献 .():.:.:.杨建欣黄秋燕.改善热舒适性的园林树木遮荫效果研究.林业科技():.:.():.:.:.():.:.:.:.():.李英男韩依纹.基于 的城市绿地微气候模拟研究进展.中国城市林业():.():.王婷陈小芮章家恩等.不同绿化改造方案对小区微气候环境影响的 模拟研究.华南农业大学学报():.黄海静魏林颖.湿热地区老年人公园热舒适的环境因素.中国城市林业():.:.:.():.:.章莉詹庆明蓝玉良.基于微气候模拟的武汉居住小区植被降温通风效应研究.中国园林():.:.().:.谭兴廖建军王志远等.住区不同绿化组合比率的绿地热环境模拟.中国城市林业():.():.:.:.:.