朱思媛 晏海 邵鋒 方夢(mèng)靜 吳海堂

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市人口數(shù)量持續(xù)增加，導(dǎo)致大量環(huán)境問(wèn)題產(chǎn)生，其中最嚴(yán)重的是城市熱環(huán)境問(wèn)題，引起了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[1-4]。城市是人類最為密集的居住地和活動(dòng)場(chǎng)所[5-6]，而生活于城市中的人們面臨各種各樣的問(wèn)題，使得人們壓力不斷增大，尤其是精神壓力，而且大部分人都缺乏必要的體育鍛煉，導(dǎo)致身體狀況急劇下降。體育公園不僅能夠滿足人們對(duì)運(yùn)動(dòng)的需求，還為人們提供了一種積極向上的生活方式。

城市公園綠地自身存在一定的降溫增濕作用，也對(duì)城市的周邊環(huán)境產(chǎn)生一定影響。Chen等研究發(fā)現(xiàn)，隨著相對(duì)公園距離的不斷增加，空氣溫度具有一定的變化趨勢(shì)[7]。Hamada等研究表明，公園綠地和周邊環(huán)境的空氣溫度與相對(duì)濕度具有一定的差異性，夏季大、冬季小，夜晚其影響范圍可延伸200～300m，在一定情況下，范圍可超過(guò)0.5km左右[8]。閆明等對(duì)重慶縉云山林緣附近的小氣候進(jìn)行研究，指出林外—林緣—林內(nèi)最高溫度基本呈減小的趨勢(shì)[9]。晏海等發(fā)現(xiàn)空氣溫度隨著相對(duì)公園的距離增加而逐步升高，從所得數(shù)據(jù)分析可知其降溫范圍是1.0km左右[10]。Shashua-Bar等對(duì)城市綠地的影響范圍進(jìn)行了研究，分析得出公園綠地以外1.0km左右的范圍仍然存在降溫作用的影響[11]。其他類似的研究都表明了公園綠地對(duì)周邊環(huán)境具有一定的積極影響，并存在相應(yīng)的范圍[12-14]。

城市公園綠地對(duì)周邊環(huán)境的影響范圍至今沒(méi)有確切定論，且中國(guó)關(guān)于城市體育公園對(duì)周邊環(huán)境影響范圍及影響因素的研究鮮有報(bào)道。城北體育公園目前是杭州最大的體育專類公園，建成時(shí)間3年有余，植被覆蓋率高，各項(xiàng)基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施完善，人流量大，其中運(yùn)動(dòng)、活動(dòng)人群最多。對(duì)該公園的溫濕度效應(yīng)開(kāi)展研究，并結(jié)合實(shí)際加以改進(jìn)，有助于提升公園及其周邊環(huán)境質(zhì)量，改善人體舒適度（尤其是運(yùn)動(dòng)人群）。以杭州城北體育公園為對(duì)象，對(duì)公園內(nèi)外不同時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測(cè)與分析，研究不同時(shí)刻的溫濕度差異，探究體育公園對(duì)周邊環(huán)境的影響范圍，為今后體育公園的規(guī)劃與后期管理提供參考意見(jiàn)。

1 研究地概況與研究方法

1.1 研究地概況

杭州（E120°12'，N30°16'）位于杭州灣西端，錢塘江下游，京杭大運(yùn)河南端，是浙江省重要的政治、經(jīng)濟(jì)、文化和金融中心。杭州屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年溫適中，冬寒夏熱，春溫秋爽，四季分明，光照充足，空氣濕潤(rùn)，雨量充沛，植被以亞熱帶常綠闊葉林為主。年平均氣溫15.9～17.0°C，呈南高北低分布。極端最高氣溫42.9°C，極端最低氣溫-15.0°C，年平均相對(duì)濕度76.0～81.0%。

杭州城北體育公園位于杭州市下城區(qū)紹興路以北、上塘河以東、規(guī)劃白石路以西、規(guī)劃重工路以南。公園周邊4條道路分別為紹興路、白石巷、沈半路和再行路，公園周邊大部分是居住區(qū)，部分為機(jī)械廠、服裝廠等廠區(qū)，水體分布在公園的西南部，呈半包圍式。公園按照植物景觀特色可分為7個(gè)區(qū)塊，分別為春花秋葉區(qū)、自然花境區(qū)、體育場(chǎng)館區(qū)、湖區(qū)植物區(qū)、歷史建筑保護(hù)區(qū)、竹林幽靜區(qū)、生態(tài)保健植物區(qū)?？傉嫉孛娣e44.8hm2，其中籃球場(chǎng)、羽毛球場(chǎng)、游泳館等體育設(shè)施共占4.6hm2，水體占3.8hm2，綠地面積為30.2hm2，綠地率為67.4%。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地選擇

通過(guò)Google Earth衛(wèi)星圖片結(jié)合前期對(duì)城北體育公園的實(shí)地考察，排除下墊面對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的影響，選擇公園內(nèi)部的主干道為主線。道路周圍視線開(kāi)闊，沒(méi)有樹(shù)木和建筑遮擋，總長(zhǎng)1.4km。選定8個(gè)樣點(diǎn)，位于道路中心，每個(gè)樣點(diǎn)之間距離為200m，從公園的南部向北依次標(biāo)注為A1～A8。從公園的南北2個(gè)方向與主干道相連分別延伸約0.9km的2條直線范圍，分別選定6個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)相距150m，位于道路中央，其中南部的一條直線范圍為重復(fù)組樣地，從公園邊界向東依次標(biāo)注為B1～B6（圖 1）。

1.2.2 測(cè)試時(shí)間、內(nèi)容及方法

在夏季晴朗無(wú)風(fēng)（風(fēng)速小于2m/s）的條件下，于2017年7月17—19日進(jìn)行監(jiān)測(cè)，時(shí)間為3d，每天8‥00—18‥00，每2h記錄一次，對(duì)6個(gè)時(shí)間點(diǎn)中公園內(nèi)外共20個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行同步測(cè)量。通過(guò)分析杭州歷年夏季空氣溫濕度變化等氣象基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)14‥00與18‥00是一天中最具代表性的時(shí)間點(diǎn)。在距離地面1.5m處（即人呼吸的高度），使用華誼MS6252B數(shù)字風(fēng)速儀測(cè)定每個(gè)時(shí)間點(diǎn)中各個(gè)樣地的空氣溫度與相對(duì)濕度，將樣地內(nèi)3d的所有數(shù)據(jù)加以算術(shù)平均，得到每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的空氣溫度與相對(duì)濕度。

樣地中的數(shù)據(jù)以算術(shù)平均值作為樣地空氣溫度與相對(duì)濕度值，其計(jì)算公式為：

1 研究區(qū)域及樣地Study area and sample spots

式中：dTair（°C）為降溫強(qiáng)度，Tairsh（°C）為樣點(diǎn)內(nèi)的空氣溫度，Tairsun（°C）為對(duì)照點(diǎn)的空氣溫度；dTair（%）為降溫率；RHsh為樣點(diǎn)內(nèi)的空氣濕度（相對(duì)濕度），RHsun為對(duì)照點(diǎn)的空氣濕度；dRH（%）為增濕率。

為減少誤差，用Excel2010軟件對(duì)3d各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均，計(jì)算所得數(shù)據(jù)代表不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫濕度狀況。即：對(duì)A1～A8進(jìn)行算術(shù)平均，所得值代表公園的內(nèi)部，而B(niǎo)1～B6的算術(shù)平均，所得值代表公園的外部。運(yùn)用Origin8.0與Spss20.0對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，運(yùn)用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)公園內(nèi)外不同時(shí)間點(diǎn)的顯著性差異，并采用線性回歸分析方法比較不同距離與溫濕度的顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 8‥00—18‥00城北體育公園內(nèi)外溫濕度格局

8‥00—18‥00公園內(nèi)外平均溫濕度分布格局變化趨勢(shì)明顯（圖2）。公園內(nèi)外空氣溫度均呈先上升后下降的趨勢(shì)。公園內(nèi)12‥00空氣溫度達(dá)到最大值，均為40.3°C，園外相比相差0.7°C，降溫率為1.7%；公園外最高空氣溫度出現(xiàn)在14‥00，為40.6°C。公園內(nèi)空氣溫度最高的是A3，為41.2°C，由于A3位于工作區(qū)域與體育中心之間，下墊面鋪裝面積大，是人們出入必經(jīng)之地，且遠(yuǎn)離水域，因此空氣溫度較高。公園內(nèi)8‥00與18‥00空氣溫度最低，其中A6的空氣溫度最低，為34.0°C。

從各個(gè)樣點(diǎn)監(jiān)測(cè)的相對(duì)濕度數(shù)據(jù)來(lái)看，與空氣溫度呈相反的變化趨勢(shì)。12‥00相對(duì)濕度最低，均為38.6%，其次14‥00，均為40.1%，與公園外相比園內(nèi)增濕強(qiáng)度為5.3%，增濕率為15.2%；8:00公園內(nèi)相對(duì)濕度最高，為52.7%，與公園外相對(duì)濕度相差9.6%；而A5的相對(duì)濕度最高，為56.2%，由于A5處于水域邊，因此相對(duì)濕度較高；公園外相對(duì)濕度最低出現(xiàn)在14:00，為30.0%，公園內(nèi)外最高相對(duì)濕度相比，增濕強(qiáng)度為11.3%，增濕率為25.2%，且公園內(nèi)外8‥00與18‥00的相對(duì)濕度較高。隨著時(shí)間的推移，空氣溫度與相對(duì)濕度均不相同，且存在一定的趨勢(shì)，即空氣溫度先上升后下降，相對(duì)濕度先下降后上升。

2 8∶00—18∶00公園內(nèi)部、外部的平均溫濕度格局The Pattern of the average temperature and humidity inside and outside the park at 8:00—18:00

2.2 14‥00與18‥00城北體育公園內(nèi)外溫濕度格局

14‥00公園內(nèi)外各個(gè)樣點(diǎn)的平均溫濕度分布格局有著明顯的變化趨勢(shì)（圖3）。由圖可知，公園內(nèi)部與外部的空氣溫度差異明顯，公園內(nèi)部的空氣溫度均低于公園外部的空氣溫度，公園外B4～B6位于機(jī)械廠旁，人為活動(dòng)頻繁、車流量多、不透水表面占地率大，為22.4～69.7%，而植被占地率小，最小占地率為4.9%，且植物群落多為疏林型，單層結(jié)構(gòu)為主，因此空氣溫度相對(duì)較高。14‥00時(shí)公園內(nèi)的降溫強(qiáng)度為0.7～1.3°C，均降溫強(qiáng)度值為1.0%，降溫率為1.7～3.3%，平均值為2.5%。公園內(nèi)最低的空氣溫度位于A6，為38.7°C，是較接近公園邊緣的區(qū)域，且植被茂密，為喬—灌—草復(fù)層結(jié)構(gòu)，植被占地率相比不透水表面要大，為48.4%，受周圍植被占地率影響大，因此空氣溫度低。A3處于水體與綠地交界處，所以相對(duì)濕度較高（41.6%）。公園外的溫度隨著與公園距離的增加溫度也逐漸上升；公園內(nèi)的相對(duì)濕度明顯高于公園外的相對(duì)濕度，且距離公園越遠(yuǎn)相對(duì)濕度就越低，增濕率為7.5～20.7%，平均值為14.1%。因此，城北體育公園相較于周邊環(huán)境的溫濕度具有一定的差異。

18‥00公園內(nèi)外的溫濕度格局也有明顯的變化趨勢(shì)。由圖4可看出，公園內(nèi)的空氣溫度明顯低于園外的空氣溫度，趨勢(shì)顯著，18‥00的降溫強(qiáng)度為1.3～2.6°C，均降溫強(qiáng)度值為1.9°C，降溫率為3.5～6.9%，平均值為5.2%，最低空氣溫度位于樣點(diǎn)A7的位置，氣溫為34.9°C，處于公園邊界，且植被占地率較大（40.8%），為喬—灌—草復(fù)層植物群落結(jié)構(gòu)，不透水表面占地率低；最高氣溫位于A4體育活動(dòng)場(chǎng)附近，為36.2°C，A4是重要的交通樞紐，此處運(yùn)動(dòng)人群多、車流量大，不透水表面占地率高，在一定程度上增加了周邊環(huán)境溫度。城北體育公園內(nèi)外的相對(duì)濕度與空氣溫度呈相反的趨勢(shì)，公園內(nèi)的相對(duì)濕度明顯高于公園外的相對(duì)濕度，公園內(nèi)的增濕率為8.6～28.8%，均值為18.7%。公園外的相對(duì)濕度會(huì)隨著與公園距離的增大而下降，達(dá)到一定的距離范圍（0.9～1.0km）后，空氣溫度與相對(duì)濕度都趨于穩(wěn)定。

3 14∶00公園內(nèi)部、外部的平均溫濕度格局The Pattern of the average temperature and humidity inside and outside the park at 14:00

2.3 14‥00與18‥00城北體育公園的降溫增濕效應(yīng)

通過(guò)獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)與比較公園內(nèi)外14‥00與18‥00平均溫濕度的差異。14‥00公園內(nèi)的空氣溫度明顯低于公園外的空氣溫度，其內(nèi)部空氣溫度均值為39.3°C，外部氣溫均值為40.6°C，降溫強(qiáng)度均值達(dá)1.3°C，且P＜0.05，兩者的差異性極顯著，根據(jù)圖中顯示的標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)看，公園外部環(huán)境的空氣溫度標(biāo)準(zhǔn)差高于公園內(nèi)部的空氣溫度標(biāo)準(zhǔn)差，可以得出公園具有很好的降溫效果，公園內(nèi)部空氣溫度低于公園外部環(huán)境的溫度，且具有一定的穩(wěn)定性。18‥00公園內(nèi)的空氣溫度仍低于公園外環(huán)境的空氣溫度，空氣溫度差異性極顯著，公園內(nèi)外空氣溫度的均值為35.7°C和36.9°C，降溫強(qiáng)度均值達(dá) 1.2°C。

14‥00與18‥00公園內(nèi)部與外部相對(duì)濕度均值比較后顯示2個(gè)不同時(shí)刻平均相對(duì)濕度的差異性。14‥00相對(duì)濕度差異達(dá)到極顯著水平，相對(duì)濕度的均值分別是40.1%和34.8%，比公園外城市環(huán)境的相對(duì)濕度高5.3%，且公園外的標(biāo)準(zhǔn)差波動(dòng)相對(duì)于公園內(nèi)明顯偏大。18‥00公園內(nèi)部的相對(duì)濕度高于公園外部的相對(duì)濕度，公園內(nèi)外的相對(duì)濕度有著明顯的差異，相對(duì)濕度分別是46.7%和41.5%，公園內(nèi)部與外部的標(biāo)準(zhǔn)差波動(dòng)基本都趨于穩(wěn)定（圖5）。

4 18∶00公園內(nèi)部、外部的平均溫濕度格局The pattern of the average temperature and humidity inside and outside the park at 18:00

5 14∶00與18∶00公園內(nèi)外空氣溫度與相對(duì)濕度的均值比較Comparison of the mean value of air temperature and relative humidity inside and outside the park at 14:00 and 18:00

2.4 城北體育公園的降溫增濕影響范圍

從上述具有代表性的時(shí)間點(diǎn)的溫濕度狀況可得出，城北體育公園具有明顯的降溫增濕作用。公園內(nèi)部空氣溫度明顯低于公園外部環(huán)境的空氣溫度，與此同時(shí)公園內(nèi)外具有一定的關(guān)聯(lián)性，會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生積極影響。表1與表2可看出14‥00與18‥00的顯著性P＜0.05，由此可知，6個(gè)距離尺度處的空氣溫度均存在極顯著差異。

圖6可以看出，無(wú)論是14‥00還是18‥00，公園外周邊環(huán)境的空氣溫度趨勢(shì)都會(huì)隨著與公園的相對(duì)距離增加而上升，根據(jù)數(shù)據(jù)分析得出兩者的判定系數(shù)分別為0.970和0.775，相對(duì)距離尺度與公園外的空氣溫度呈正相關(guān)關(guān)系，且14‥00的判定系數(shù)高于18‥00，計(jì)算可得距離城北體育公園邊緣每增加0.1km，空氣溫度可上升0.097°C。根據(jù)圖中線性回歸的斜率來(lái)看，14‥00隨著相對(duì)距離的增加，與18:00相比，14‥00的空氣溫度上升速度較快，到達(dá)41.0°C左右空氣溫度趨于穩(wěn)定，得出降溫范圍可以達(dá)到0.9～1.0km；而18‥00的時(shí)候，從斜率上看，趨勢(shì)緩慢上升，逐步趨于穩(wěn)定，降溫范圍大約在0.9km。由圖可知，14‥00單位距離內(nèi)的降溫強(qiáng)度要高于18‥00單位距離內(nèi)的降溫強(qiáng)度，2個(gè)時(shí)間點(diǎn)公園對(duì)周邊城市環(huán)境單位尺度內(nèi)的降溫強(qiáng)度分別為0.48°C/km和0.43°C/km。

3 結(jié)論與討論

體育公園作為一種專類公園綠地，在不同的時(shí)刻都存在著明顯的降溫增濕作用，這一結(jié)論經(jīng)歷過(guò)不斷的研究與證實(shí)[15-23]。通過(guò)此次對(duì)杭州城北體育公園內(nèi)外溫濕度的研究，發(fā)現(xiàn)8‥00—18‥00公園內(nèi)的空氣溫度均低于公園外部的空氣溫度，進(jìn)一步論證了公園內(nèi)空氣溫度會(huì)低于公園外城市環(huán)境的空氣溫度，且溫濕度的變化還受到植被占地率、不透水表面占地率等不同下墊面的影響。公園內(nèi)外最大空氣溫度相差6.2°C，平均溫度相差1.5°C，但不同的時(shí)刻溫濕度存在差異。筆者對(duì)14‥00與18‥00進(jìn)行了探究，得出14:00公園內(nèi)外降溫強(qiáng)度均為1.3°C，18‥00降溫強(qiáng)度均為1.2°C，2個(gè)時(shí)間點(diǎn)公園內(nèi)外的降溫強(qiáng)度相差0.1°C，對(duì)比后發(fā)現(xiàn)它們的降溫強(qiáng)度差異不明顯，但從整體上來(lái)看城北體育公園對(duì)周邊環(huán)境還是具有積極影響，且存在一定的范圍。隨著距公園邊界距離的不斷增加空氣溫度呈逐漸上升的趨勢(shì)，證明了不同距離尺度與空氣溫度之間存在一定的關(guān)系。14‥00與18‥00作為一天中最具代表性的時(shí)間點(diǎn)，從所測(cè)數(shù)據(jù)分析可得，體育公園降溫效應(yīng)范圍為0.9km左右。Hamada等研究表明距公園邊界越遠(yuǎn)空氣溫度越高，降溫范圍在0.5km左右[7]。Upmanis等研究表明，體育公園降溫效應(yīng)范圍在1.0km左右[24]，與本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。由此可見(jiàn)，城北體育公園在不同時(shí)刻對(duì)周邊環(huán)境的影響存在差異性，再次驗(yàn)證了公園綠地對(duì)周圍環(huán)境能夠產(chǎn)生一定范圍的降溫效應(yīng)，且存在一定的關(guān)系[25-26]。研究發(fā)現(xiàn)城北體育公園內(nèi)的空氣溫度要低于公園外的溫度，空氣溫度與相對(duì)濕度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即公園內(nèi)的相對(duì)濕度會(huì)高于公園外的相對(duì)濕度；公園對(duì)城市周邊環(huán)境的影響范圍為0.9～1.0km，其相對(duì)距離與空氣溫度呈正相關(guān)關(guān)系，即空氣溫度會(huì)隨著相對(duì)距離的不斷增加而逐漸上升，在達(dá)到一定范圍后氣溫會(huì)趨于穩(wěn)定。對(duì)體育公園小氣候的不斷深入研究，可以為體育公園的后期建設(shè)與提升提供有益指導(dǎo)，也能對(duì)其他公園周邊環(huán)境的合理規(guī)劃與布局提供理論依據(jù)，更好地發(fā)揮公園綠地降溫增濕效應(yīng)，進(jìn)一步調(diào)節(jié)城市的微氣候，緩解城市“熱島效應(yīng)”。

表1 14∶00相對(duì)距離與空氣溫度的單因素方差分析表Tab. 1 The one-way variance analysis on the relativedistance and air temperature at 14:00

表2 18∶00相對(duì)距離與空氣溫度的單因素方差分析表Tab. 2 The one-way variance analysis on the relative distance and air temperature at 18:00

6 14‥00與18‥00公園的降溫輻射范圍The cooling radiation range of the park at 14:00 and 18:00

注釋：

文中所有圖片、表格均由作者繪制。