王 江，王 穎，趙鐵華，魏忠海，劉奇鵬

(1.吉林省永吉縣林木種子站，吉林 吉林 132200；2.永吉縣林業(yè)局，吉林 吉林 132200；3.吉林市船營(yíng)區(qū)西郊林場(chǎng)，吉林 吉林 132011)

城市化導(dǎo)致 “熱島效應(yīng)”，城市森林具有維持CO2平衡、降低空氣溫度、增加空氣濕度等功能已成共識(shí)[1]。Mark C. Dwyer與 Robert W. Miller等[2]把城市森林中樹木的遮蔭作用喻為空調(diào)系統(tǒng)；已有學(xué)者將樹木調(diào)節(jié)城市氣候的各種關(guān)系編為程序，通過(guò)輸入相關(guān)因子數(shù)值來(lái)計(jì)算人體的熱舒適度指數(shù)。樹木主要是通過(guò)蒸騰作用[3]和遮蔭作用[4～6]降低周圍環(huán)境溫度。目前對(duì)此研究主要集中在林地降溫能力[7]和樹木本身生物學(xué)特性對(duì)降溫能力的影響[8]兩方面，而且多停留在定性階段，應(yīng)用研究很少，定量研究更少，尤其東北地區(qū)更缺乏詳細(xì)、系統(tǒng)、定量的研究。作者以吉林市及周邊地區(qū)的城市森林為對(duì)象，研究不同森林類型的的降溫效果，旨在為城市園林綠化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 研究方法

1.1 樣地及樣點(diǎn)選擇

樣地選擇：選取吉林市及周邊地區(qū)現(xiàn)有的純林和部分混交林為樣地，對(duì)照點(diǎn)為鄰近硬鋪裝的空曠地。主要的觀測(cè)林型為長(zhǎng)白落葉松(LarixolgensisHenry.)林、秋子梨(PyrusussuriensisMaxim.)林、蒙古櫟(QuercusmongolicaFisch.ex Ledeb) 林、長(zhǎng)白落葉松+糠椴(TiliamandsburicaRupr. et. Maxim)+山楊(PopulusdavidianaDode)林等18個(gè)純林和3個(gè)混交林。

樣點(diǎn)設(shè)置：選擇晴朗靜風(fēng)的天氣，以樹高3倍作為樣地最小面積，在長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)良處于樣地中心位置的樹木的正投影下面為觀測(cè)點(diǎn)，同時(shí)選擇大于5倍樹高之外的空地或裸地作為對(duì)照點(diǎn)，觀測(cè)高度均為距地面1.5 m。

1.2 觀測(cè)方法

采用對(duì)比觀測(cè)法[9]在選定的觀測(cè)點(diǎn)采取1 h觀測(cè)1次的方法進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，觀測(cè)可能影響溫度變化的相關(guān)因素，如光照、風(fēng)速、濕度、溫度等氣象因子。試驗(yàn)所用儀器：NK4000手持風(fēng)速計(jì)、TES-1334A數(shù)位式照度計(jì)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用唐守正等研制的ForStat 2.0軟件，以降溫指標(biāo)為因變量、樹種和氣象因子及觀測(cè)時(shí)間為自變量進(jìn)行顯著性分析，當(dāng)顯著性水平Pr<0.01時(shí)，極顯著相關(guān)；Pr<0.05時(shí)，顯著相關(guān)；當(dāng)Pr>0.5時(shí),給結(jié)果帶來(lái)的誤差多由隨機(jī)誤差造成,予以剔除,再重新計(jì)算。

根據(jù)分析結(jié)果確定可比條件，在此前提下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)果分析。

1.4 降溫效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)

以溫差與降溫率為度量指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

溫差：D=B-A

其中：A——觀測(cè)地林下溫度；

B——對(duì)照點(diǎn)溫度；

C——降溫率；

D——溫差。

2 結(jié)果與分析

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

為了合理確定降溫效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)，本次研究先選取吉林市內(nèi)的連翹灌木林，實(shí)地觀測(cè)溫差與降溫率，并對(duì)其進(jìn)行比較，結(jié)果見表1。

表1 降溫率與溫差比較

從表1中可以得出，降溫率更客觀、準(zhǔn)確，能夠更多地排除干擾因素，反應(yīng)降溫的真實(shí)效果。因此，本研究應(yīng)用降溫率進(jìn)行降溫效果的評(píng)價(jià)，降溫率越大降溫效果越好。

2.2 降溫率的影響因子分析

以降溫率為因變量，選擇林型、觀測(cè)時(shí)間等為自變量，其中：2個(gè)定性因子為觀測(cè)時(shí)間和林型；4個(gè)定量因子為溫度、風(fēng)速、濕度、光照強(qiáng)度等。各定性因子數(shù)量化值見表2。

將觀測(cè)整理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)方差分析并剔除不良因子得到最后的方差分析結(jié)果。從方差分析結(jié)果來(lái)看：不同樹種的純林對(duì)降溫率的影響一直表現(xiàn)為顯著或極顯著；在不同時(shí)間段，降溫率所受到的各種因子的影響存在差異，其中，以連續(xù)的2 h為一個(gè)時(shí)間段時(shí)，即8：00～10：00、10：00～12：00、12：00～14：00，只有樹種對(duì)降溫率的作用為顯著或極顯著，在此時(shí)間段內(nèi)不同林型降溫效果的比較具有可比性。

2.3 不同樹種純林降溫率的比較

選擇具有可比性的7個(gè)時(shí)間段，進(jìn)行不同純林林型降溫率的由大到小比較排序，并分別標(biāo)以序號(hào)1～18；最后，將所有林型序號(hào)相加見表3。顯然，序號(hào)最小者其降溫效果最好。

表2 定性觀測(cè)因子量化表

表3 各樹種林型降溫效果的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

從表3中可以看出，長(zhǎng)白落葉松林降溫效果最好，且在不同時(shí)間段內(nèi)的同一林型或不同時(shí)間段內(nèi)的不同林型其降溫效果存在差異。與賈智明等[3]通過(guò)樹木蒸騰作用吸收熱量的研究得出闊葉喬木的降溫能力要比針葉喬木的降溫能力強(qiáng)不同，說(shuō)明完全從樹木蒸騰熱量去進(jìn)行樹種降溫比較是不合適的。

2.4 混交林與純林降溫效果的比較

對(duì)3個(gè)混交林進(jìn)行調(diào)查研究，以各自平均降溫率與純林進(jìn)行比較，結(jié)果見表4。

表4 各林型降溫效果的比較

從表4可以看出，就降溫率而言，混交林相對(duì)于部分純林降溫效果較好，但是與長(zhǎng)白落葉松、榆等相比較降溫效果較差，并且，長(zhǎng)白落葉松+糠椴+山楊較另外兩個(gè)闊葉混交林的降溫效果要好。說(shuō)明混交林的降溫效果因樹種組成不同降溫效果不同。

3 結(jié)論與討論

以吉林市及周邊地區(qū)的城市森林為對(duì)象，研究不同森林類型的降溫效果，結(jié)果表明：不同樹種構(gòu)成的森林類型降溫效果存在顯著差異；影響降溫的因子隨著時(shí)間的變化而變化，一般情況下，8:00～10:00、10:00～12:00、12：00～14：00等時(shí)間段，只有不同樹種構(gòu)成的純林對(duì)降溫的影響極顯著，其中：長(zhǎng)白落葉松林的降溫效果最好，北美短葉松林、榆林等降溫效果一般，而毛果繡線菊灌叢、蒙古櫟林、連翹灌叢等的降溫效果較差；混交林降溫效果因樹種組成不同，差異較大，長(zhǎng)白落葉松+糠椴+山楊林好于糠椴+蒙古櫟林與黑樺+蒙古櫟林。

市區(qū)范圍內(nèi)，熱島效應(yīng)明顯，在園林綠化時(shí)，應(yīng)選擇降溫效果好的樹種，如長(zhǎng)白落葉松等，并盡可能地營(yíng)造純林，以最大限度地降低熱島效應(yīng)的影響。

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