張 潔，尹德潔，夏甜甜，楊文靜，蒙 飛，徐曉蕾*

(1.山東建筑大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院,山東濟(jì)南 250101；2.濟(jì)南易通城市建設(shè)股份有限公司,山東濟(jì)南 250101)

隨著城市化進(jìn)程的加快，全球變暖、城市熱島、霧霾、降水時(shí)空格局改變等極端事件頻發(fā)，且強(qiáng)度及空間范圍不斷擴(kuò)大，均以直接或間接的方式威脅著人類的生命與健康。與此同時(shí)，伴隨生活和工作節(jié)奏的不斷加快和壓力的增大等因素，亞健康狀態(tài)人群逐漸增多。如何在城市環(huán)境問題和健康問題凸顯的大背景下，在有限的空間內(nèi)營造適宜的戶外環(huán)境，促進(jìn)人群戶外運(yùn)動，進(jìn)而改善亞健康狀態(tài)顯得尤為重要。

已有研究表明，作為城市戶外活動的重要承載體，園林空間的生態(tài)調(diào)節(jié)作用可以有效改善城市氣候微環(huán)境，研究范圍涉及不同的風(fēng)景園林要素、類型場地和季節(jié)，且研究區(qū)域多集中在東北、華北、華東地區(qū)。而有關(guān)山東省風(fēng)景園林空間微氣候研究鮮見報(bào)道。為此，筆者以山東省濟(jì)南市百花公園作為研究對象，研究其春季不同空間的微氣候特征及其舒適度變化，以期為濟(jì)南地區(qū)風(fēng)景園林空間微氣候的營造提供理論基礎(chǔ)。

1 研究內(nèi)容與方法

百花公園位于山東省濟(jì)南市歷城區(qū)二環(huán)內(nèi)，交通便利，周邊分布著大量辦公區(qū)、商業(yè)區(qū)以及眾多的居住區(qū)，人口密度大，公園使用者人數(shù)眾多(圖1)。公園鬧中取靜，是一座集休閑、健身、植物觀賞為一體的免費(fèi)開放性公園。不僅空間類型豐富，而且具有較高知名度與代表性。

圖1 百花公園區(qū)位Fig.1 Location of Baihua Park

測點(diǎn)選擇。通過對公園進(jìn)行實(shí)地踏查，選取園內(nèi)6個(gè)高聚集休閑體育活動場地進(jìn)行觀測(圖 2)，觀測點(diǎn)特征見表 1，其中以西門廣場(S)作為對照(CK)。

小氣候因子測定。測定時(shí)間為春季，選擇天氣晴朗、伴有微風(fēng)的天氣進(jìn)行測定。試驗(yàn)采用可移動風(fēng)向儀kestre5500和數(shù)字光強(qiáng)照度計(jì)TES-1339，在距離地面1.5 m的位置對各觀測點(diǎn)同步測定溫度、濕度、風(fēng)速、光照強(qiáng)度，觀測持續(xù)4 d。觀測時(shí)間為每日8：00—17：00，每1 h 1次。每個(gè)樣地區(qū)域采用對角線法選擇3～5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行觀測，每個(gè)測點(diǎn)3 min，設(shè)置20 s讀取1次數(shù)據(jù)。

圖2 測點(diǎn)布局Fig.2 Measure distribution

表1 測定樣地概況

人體舒適度計(jì)算。雖然目前關(guān)于人體舒適度指數(shù)的計(jì)算公式及方法略有不同，但均認(rèn)為空氣溫度、空氣相對濕度、風(fēng)速是影響人體舒適度的重要因子。該研究采用山東省氣象局計(jì)算人體舒適度指數(shù)公式獲取實(shí)際人體舒適度指數(shù)。

采用Excel計(jì)算各測點(diǎn)不同時(shí)刻微氣候因子平均值及人體舒適度指數(shù)。利用SPSS 25.0進(jìn)行單因素方差分析、Duncan多重比較、檢驗(yàn)及相關(guān)性分析，比較分析各測點(diǎn)間的微氣候因子差異、日均降溫增濕效果及各因子間的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

溫度。春季公園內(nèi)所有測點(diǎn)的氣溫均呈先升后降的趨勢(圖3)。與CK相比，各場地氣溫均不同程度低于CK，溫差在1.3～2.3 ℃，具有明顯的降溫效應(yīng)，且這種降溫效果一直持續(xù)到17:00。方差分析結(jié)果顯示，各場地(除S)與CK間氣溫存在顯著差異(<0.05)，說明一定面積的植物群落、水體及建筑對場地環(huán)境具有明顯的降溫效果(表2)。與CK相比，其他場地的日均降溫率為5.3%～9.4%。從圖3可見，以S整體氣溫最低，在16:00時(shí)場地氣溫與CK差值最大。無遮陰的開場空間(CK和S)在測試期間氣溫均高于半開敞空間和覆蓋(封閉)空間，這是由于場地內(nèi)沒有園林要素的遮擋，光照充足，因此氣溫較高。

圖3 不同場地氣溫日變化特征Fig.3 The daily change characteristics of temperature in different sites

表2 不同場地微氣候因子單因素方差分析

相對濕度。由圖4可知，各場地空氣相對濕度日間動態(tài)均呈現(xiàn)“U”形變化趨勢，以晨間相對濕度最高，13：00—14：00降至最低。由表 2可知，S、S的相對濕度與CK存在顯著差異，增濕率分別為10.5%、9.4%，說明場地內(nèi)的植物群落對場地環(huán)境具有明顯的增濕功能。覆蓋(封閉)空間(S)和半開敞空間(S和S)的空氣相對濕度較其他空間更高，這可能是由于光照相對較少，空氣流通速度相對較慢，限制了水汽蒸發(fā)速度，進(jìn)而空氣相對濕度較大。而同為覆蓋(封閉)空間S的空氣相對濕度較低，主要是由于其是建筑空間所致。

圖4 不同場地空氣相對濕度日變化特征Fig.4 The daily change characteristics of air relative humidity in different sites

光照強(qiáng)度。由圖5可知，隨著時(shí)間的推移，各場地內(nèi)的光照強(qiáng)度總體呈先升后降的趨勢。方差分析顯示，CK和S的光照強(qiáng)度與其他各場地光照強(qiáng)度存在顯著差異(表 2)，說明植物群落及建筑具有明顯的遮陰功能。其中，以CK的光照強(qiáng)度最大，其次為S，可能是由于場地內(nèi)沒有或者僅有少量遮陰所致。而S的光照強(qiáng)度最小，僅16.2 klx。與CK相比，S的遮陰率達(dá)74.4%，初步分析是由于測量一直在亭內(nèi)進(jìn)行，亭子與周邊的植物群落極大地遮擋了太陽光的直射，數(shù)值的變化更多是由于光的漫反射及衍射導(dǎo)致。

風(fēng)速。由圖6可知，各場地風(fēng)速變化雖與時(shí)間無明顯的相關(guān)性，但各場地與CK的風(fēng)速存在顯著差異(表 2)。場地內(nèi)CK由于周邊無任何遮擋物，午后時(shí)分的風(fēng)速明顯高于其他場地。其中，S的風(fēng)速顯著低于其他各場地，初步分析是由于場地內(nèi)五角楓樹陣形成的覆蓋空間在很大程度上削弱了風(fēng)速，呈現(xiàn)風(fēng)速較低。

圖5 不同場地光照強(qiáng)度日變化特征Fig.5 The daily change characteristics of light intensity in different sites

圖6 不同場地風(fēng)速日變化特征Fig.6 The daily change characteristics of wind speed in different sites

已有研究表明，人體舒適度指數(shù)在50～70時(shí)，人體感覺最為舒適。由表 3可知，與CK相比，S～S場地人體舒適度具有一定程度降低，但各場地間差異不顯著。S、S、S場地在午后舒適度指數(shù)高于50，人體感覺涼爽。其中，以CK的舒適度指數(shù)最高，初步分析是由于其為空曠硬質(zhì)鋪裝廣場，日出后太陽輻射增強(qiáng)，光能快速被鋪裝吸收、反射并轉(zhuǎn)換為熱能，引起場地氣溫升高。其他場地由于均存在一定數(shù)量或者一定面積的植物群落、水體及建筑物，在晨間及上午時(shí)間段舒適指數(shù)略低于CK，在午后同樣能達(dá)到相對較為適宜的舒適度。

由表4可知，舒適度與溫度呈極顯著正相關(guān)(=0876，<0.01)，與相對濕度呈極顯著負(fù)相關(guān)(=-0768，<0001)。公園內(nèi)場地的光照強(qiáng)度與溫度、相對濕度間均分別呈顯著正相關(guān)(=0357，<005)和負(fù)相關(guān)(=-0317，<005)；溫度與相對濕度、風(fēng)速分別呈極顯著負(fù)相關(guān)(=-920，<001)和極顯著正相關(guān)(=0415,<001)，與光照強(qiáng)度呈顯著正相關(guān)(=0357，<0.05)。進(jìn)一步證實(shí)了光照強(qiáng)度顯著影響著空氣溫度和相對濕度。

表 3 不同場地在不同時(shí)刻的舒適度指數(shù)變化

表4 舒適度指數(shù)與微氣候因子間的相關(guān)性分析

3 結(jié)論

(1)與CK相比，在植物、水體、建筑等園林要素及其空間布局的共同作用下，對園內(nèi)場地的微氣候均有顯著的調(diào)節(jié)效應(yīng)，氣溫有不同程度的降低，空氣相對濕度有顯著升高。

(2)空氣相對濕度與溫度、風(fēng)速及光照強(qiáng)度呈極顯著或顯著負(fù)相關(guān)。隨著溫度的升高，風(fēng)速和光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，空氣相對濕度降低。各場地的平均相對濕度以8:00最高，13:00前后最低。

(3)無論是植物遮陰還是建筑遮陰均可有效削減太陽輻射，且對測點(diǎn)空間的微氣候環(huán)境有顯著的影響。合理利用植物及建筑遮陰可有效調(diào)節(jié)園林空間的微氣候，而建筑遮陰對于太陽輻射的削減效果優(yōu)于植物。這說明合理創(chuàng)造遮陰，可以調(diào)節(jié)園林空間的微氣候。

(4)園內(nèi)所有測點(diǎn)場地在晨間比較涼，而午間及下午舒適度指數(shù)升高，均呈現(xiàn)較為涼爽、舒適的感覺。雖然各場地間舒適度指數(shù)差異不顯著，但與CK相比，在一定程度上延緩了舒適度指數(shù)的升高。

通過對百花公園春季微氣候的實(shí)測可以發(fā)現(xiàn)，不同園林要素及其組合對所在空間的微氣候有不同程度的調(diào)節(jié)作用。園林設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)場地空間的功能以及預(yù)設(shè)使用者類型，有針對性地進(jìn)行園林要素的搭配，通過營造適宜的遮陰可有效削減太陽輻射以及調(diào)節(jié)局部空間的溫濕度，為使用者提供舒適宜人的活動空間。由于場地開放時(shí)間受限，未對園內(nèi)測點(diǎn)空間的微氣候因子進(jìn)行全天實(shí)地采集。后續(xù)將會把公園作為一個(gè)整體，深入分析其對周邊環(huán)境的調(diào)節(jié)作用。