园林植物对气温的调节作用

发布时间:2023-04-22 16:04:55浏览次数:75
第六节园林植物对气温的调节作用一、植物的热量平衡植物可以直接接收太阳辐射而使自身温度升高,又能将它们吸收的热能散发出一部分,从而调节其自身的温度,避免因温度过高而死亡,通过植物体热辐射散发掉的热量可占到植物吸收的全部热量的近一半。蒸腾也可散失很大一部分热量,因为液态水变成气态时会消耗一定的热能,从而使叶面温度下降;此外,在无风时贴近叶表面的空气薄层(小环境内)有对流作用,这种对流作用也可将叶面的热量传到温度较低的空气中去,而当叶面温度低于气温时,空气中的热量就通过对流传导到叶内。通过这些机制以及其他适应性能的交互作用,植物和环境之间保持着一定的热量平衡,从而使植物体保持适当的温度,当气温低时,可使叶温高于气温,当气温高时,又可使叶温低于气温。白天树木受到热辐射后,温度升高,晚上树冠表面大量散热,而使:树体变凉。在树冠内部和下部 ,白天接受的热辐射较弱,晚上树冠亦会阻碍热量的散发。植物叶片接受热辐射后,反射一部分,传导一部分,仅有极小一部分被叶片吸收。叶片吸热温度升高,通过蒸腾作用降温,蒸腾速度愈快,所散失的热量愈多,在气温高、湿度低的情况下,叶片通过蒸腾作用的降温效果最佳。在生产实践中,有的地方使用抗蒸腾剂,以减少水分的损耗,但会使叶片温度增高。二、园林植物的降温作用夏季在树荫下会感觉到凉爽宜人,这是由于树冠能遮挡阳光、减少日光直接辐射所致。一般来说,太阳辐射直接对气温升高的作用是很小的,每小时仅升高 0.02℃,而太阳辐射到地面后,地面辐射才是气温升高的主要热源,植物遮阴可明显减缓小环境温度升高。一般植物叶片对太阳光的反射率为 20%左右,对热辐射的红外光的反射率可高达%,而城市铺地材料沥青的反射率仅为 4%,鹅卵石为 3%。据萨哈夫测定,只有 5.2%的太阳辐射透过冷杉的树冠,6.5%的太阳辐射透过楝树的树冠。树木通过遮挡阳光,减少太阳光的直接辐射量,从而产生明显的降温效果。吴翼在合肥市的测定结果就证明了这点,而且不同树种的降温效果差异较大,这与树冠的大小、枝叶的密度和叶片的质地有关。在附近有建筑物的地方,树冠不仅阻挡了太阳直接辐射,而且也阻挡了建筑物墙面的反射,正午时树木郁闭度为 1 的庭院所获得的总辐射量(光和热)一般只有空旷庭院的 1/10。当然,如庭院完全被覆盖后又对空气流通、采光和接收紫外光不利。但树冠投影度为 1/10 时庭院接受到的辐射总量可减少一半左右,且能适量采光,利于通风,又可降低一定的温度。植 物一方 面可阻挡 太阳 的 热 辐 射 , 另 一方 面又 可 通 过 蒸 腾 作用 消 耗 大 量热 量, 达到 降温 的 效 果 。Baumgartner 测定,一片云杉林每天通过蒸腾作用可消耗掉 66%的太阳辐射能。Ruge 计算汉堡市的年平均降水量为 771mm,其中 1/3 没有经过蒸发而流入城市下水道排走,也就是流走 257mm,即2570m3/hm2。他认为,一棵行道树每年蒸腾消耗的水分为 5m3,那么每公顷 500 棵行道树将能蒸腾掉相同面积内流走的同样数量的水分,它的凉爽效应为 6.28X109kJ/(hm2·a)。显然,在夏李植物通过蒸腾作用所消耗的热量对改善城市热岛效应有巨大的作用。由于植物对热辐射的遮挡和蒸腾消耗热量,植物覆盖的表面接受到的长波辐射比建筑材料铺装表面低得多,温度也低得多。上海园林科研所1987 年对用爬山虎垂直绿化的普通砖混结构的四层楼房的降温效果进行调查。二楼西墙外侧爬山虎叶层厚度 10~20cra,三楼未绿化西外墙为对照。在夏季高温期间测定墙内外的温度变化:三楼外墙最低温度为 26.3℃,最高温度为 44.7℃,昼夜温差为 18.4℃;而二楼外墙最高温度为 3.5.1℃,最低温度为 27.6℃,昼夜温差为 7.5℃。垂直绿化的降温魁双果十分显著。由于外墙温度低,减少于热能向内墙的传递,二楼内墙温度比三楼低 0.8—1.7℃,室内温度二楼也比三楼低 1~1.3℃。植物覆盖降低了被覆盖物的温度,被覆盖物对周围环境的热辐射也随之减少。上海园林科研所调查了植物覆盖墙面与地面的反射辐射热变化,绿化墙面或地面的反射辐射热明显低于未绿化的,从而会使周围环境温度较低。张景哲等对天安门广场夏季小气候进行观测,得出广场石面、草坪和树荫的气温有明显的差别。有植物覆盖的地面,热辐射小,植物蒸腾作用又消耗部分热量,所以树荫与草坪的气温明显低于石面,其中树冠的叶面积指数大于草坪,其降温效果比草坪明显。城市地区大面积园林绿地还可形成局部微风。在夏季,建筑物和水泥沥青地面气温高,热空气上升,而绿地(主要是大片森林)内气温低,空气密度大,冷空气下沉,并向周围地区流动,从而使得热空气流向园林绿地,经植物过滤后凉爽的空气流向周围,使周围地区的温度下降。而在冬季,森林树冠阻挡地面的辐射热向高空扩散,空旷地空气易流动,散热快,因此在树木较多的小环境中,其气温要比空旷处高,这时树林内热空气会向周围空旷地流动,提高周围地区温度。总之,大片的园林绿地能使城区环境趋于冬暖夏凉,而且由于这些绿地的存在改变了城区的下垫面,有利于空气的流动和大气污染物的稀释。夏季城市园林绿地的降温效果十分明显,绿地面积越大,降温效果越显著,城市绿地在降低热岛效应方面具有重要意义。据刘梦飞等调查,北京市的城市热岛并不是标准的同心圆,即非市中心温度最高, 离市中心越远温度越低,而是多中心型的,具有若干个高温区,这些高温区的分布与地面上植被的多少密切相关,凡有大块绿地和水面或绿化程度较高的地方,温度普遍较低,城市热岛被分割,从而出现多个热岛的现象。刘梦飞等人对绿化覆盖率与降温效应进行了分析,将北京市规划区以每 500mX500m 为一块分成网格,调查每个网格内的覆盖率,并分成不同的等级,再将网格内的 200 多个观测点的温度进行对比,发现覆盖率与气温呈负相关关系,即覆盖率越高,气温越低。并对实测数据进行回归分析,建立了绿化覆盖率与气温的回归方程,绿化覆盖率与气温下降的相关性显著。白天覆盖率每增加 10%,气温下降约 2.6%;夜间植物的降温作用表现得更强烈,绿化覆盖率每增加 10%,可使气温下降约 2.8%。当绿化覆盖率增加到 50%时,可使气温下降 13%左右,也就是说,当北京市气温达 32℃时,如果绿化覆盖率达 50%时,使气温下降约 4℃,北京的城市热岛效应可基本消除。虽然这是以北京市为例分析研究的结果,但 50%的理想绿化覆盖率与国外一些城市的研究结果一致。为了控制城市热岛效应,除在市区内提高绿化覆盖率外,还应重视郊区的大环境绿化。在郊区建植面积较大的森林公园或隔离带,可促进空气流动,进一步降低城市的热岛效应,改善城市大气质量。
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  • 贡献者:黄老师
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