秋季北方城市植物群落对温湿度的影响.doc

秋季北方城市植物群落对温湿度的影响摘要：研究了沈阳市城市植物群落的特点，对沈阳市的城市植物群落（样地1-P1、样地2-P2、样地3-P3、样地4-P4）的温度、相对湿度进行了测定，分析了城市绿地对周围小气候的影响。在秋季，气温的日变化呈单峰型，在14:00 达到最高，相对湿度的变化和气温的日变化相反，早晨最高，14:00 最低。城市植物群落对周围环境具有一定的降温增湿作用，温度随着与植物群落距离的增大逐渐升高，相对湿度的变化也与温度的变化相反，随着与植物群落距离的增大逐渐降低。在城市植物群落面积相差很大的情况下（P1 和P2），面积大的植物群落具有较好的降温增湿作用，尤其在12:00 和14:00，P1 的降温增湿作用均极显著地强于P2（P0.01）；植物群落面积大致的相等条件下（P3 和P4），水体面积越大对小气候的调控能力越强， 12:00 和14:00，由于水分蒸发加速，水体面积大的水分蒸发量大，因此P4 的降温增湿作用均极显著的强于P3（P0.01）。但植物群落与调控小气候之间的定量关系还有待进一步研究。同时，植物群落的这种调控能力又受到城市交通的严重影响。1 材料与方法1.1 研究区域概况沈阳市地处辽宁省中部， 东经1222591234824，北纬411153430213；地势平坦，东部属于低山丘陵区，海拔70200 m；西部和中部为浑河和辽河冲积平原，海拔2040 m，暖温带季风气候，年均温7.9 ，7月份最高，平均24.6 ；1月份最低，平均-12.0 ，年均降水量727.4 mm，主要集中在夏季。1.2 样地选择本试验根据环境的相似性选择具有代表性的4个样地：样地1（P1）北陵公园西侧：面积330hm2 ， 该植物群落的主要植物种有腺叶稠李（Laurocerasus phaeosticta）、黄檗（Phellodendronamurense Rupr.）、榆树（Ulmus pumila L.）等。样地2（P2）劳动公园西侧：面积34 hm2，该植物群落的主要植物种有国槐（Sophora japonicaLinn.）、油松（Pinus tabulaeformis Carr.）、小叶杨（Poplar. simonii）等。样地3（P3）劳动公园东侧：同样地2。样地4（P4）青年公园东侧：面积29 hm2，主要植物种与样地2 相似。样地1 和样地2 的面积差异较大，且均毗邻主要交通道路，可以分析植物群落面积对周围温度和湿度的影响；样地3 和样地4 的植物群落面积较为接近，两者的水体面积存在较大差异（样地3 水面为5 hm2；样地4 水面为14 hm2），可以分析城市植物群落内部水体面积对周围温度和湿度的影响。1.3 研究方法本试验采用DHM2 型通风干湿表（0.2 ），选择秋季无风或微风条件下，在4 个样地上分别进行观测，每个方向上均设置3 条平行观测线作为重复，每条样线以植物群落边缘为第一个点，每隔5 m设一个观测点，共5 个点，另外在附近选择无遮挡空地作为对照点。每天观测6 次（8:0018:00，每隔2 h 观测1 次），测定高度距地面1.5 m。2 结果与分析2.1 城市植物群落的面积对温湿度的影响2.1.1 对温度的影响从图1 和图2 可以看出，在观测时间内，样地1、2 中各观测点温度随时间呈单峰型变化，14:00达到最高。14:00 以前，随着与植物群落距离的增加温度逐渐升高。从图3（相同时间段，前者表示样地1，后者表示样地2，下同）的温差变化（与对照比，下同）可以看出，除16:00 和18:00，样地1 和样地2 均表现出一定的降温效应。从降温效果上看，样地1 的降温效果强于样地2，尤其在12:00，样地1 各观测点的降温差值均极显著地高于样地2（P0.01），这与中午12:00 气温较高、植被蒸腾加大、样地1 的植物群落面积远远大于样地2 有较大关系；在14:00，温度达到最高，此时样地1 前两个观测点的降温差值极显著地高于样地2（P0.01），其余观测点均不显著，说明温度升高会在一定程度上减弱植物群落对周围温度的调节能力。在18:00，由于已经没有阳光照射，样地2 的温差值随着与植物群落距离的增加迅速下降，而样地1 随距离增加温度差值基本保持一致，说明样地1 对温度的调节能力强于样地2（P0.01）。2.1.2 对湿度的影响从图4 和图5 可以看出，在观测时间内，样地1、2 中各观测点相对湿度均随时间呈单峰型变化， 14:00 达到最低。在同一时间内，随着与植物群落距离的增加相对湿度逐渐降低。由于植物群落面积差异较大，样地1 比样地2 对湿度的调节能力更强（图6），增湿效应有所差异，尤其在12:00，样地1 在各观测点上的增湿差值均极显著地高于样地2（P0.01），这与12:00 气温较高、样地1 的植物群落面积大于样地2 有较大关系；在14:00，温度达到最高，此时样地1 的第一个观测点增湿差值极显著的高于样地2（P0.01），其余观测点均不显著，说明温度的升高会在一定程度上减弱绿地对湿度的调节能力。在16:00 和18:00，可能由于样地1 周围的车流量陡增，因此增湿作用效果较差。2.2 城市植物群落及其内部水体对周围温湿度的综合影响2.2.1 对温度的影响从图7 和图8 可以看出，在观测时间内，样地3、4 中各观测点温度随时间呈单峰型变化，14:00达到最高。14:00 以前，随着与植物群落距离的增加温度逐渐升高，在16:00 以后呈现相反趋势。从图9（相同时间段中，前者表示样地3，后者表示样地4，下同）的温差变化可以看出，除个别时段，样地3 和样地4 均表现出一定的降温效应。在8:00，样地4的降温效应不及样地3且高于对照（P0.01），这很有可能是车流量大造成的（因为样地4 面对城市的主干道，一般以上午7:0010:00 交通最繁忙）。而在12:00 至16:00，样地4 的降温效应均显著地强于样地3，其中在12:00，样地4 的前3 个观测点均极显著地高于样地3（P0.01），其余观测点差异不显著，而在14:00，样地4 各观测点的降温差值均极显著地高于样地3，这与该2 个时段气温较高，水分蒸发加速，水体面积大而水分蒸发量大有密切关系。而这些变化现象与样地1 和样地2的变化趋势有所不同，说明水体对温度的调节具有一定的滞后性。而在18:00，样地4 温度骤降，远低于对照，这可能与此时段之前有洒水车经过有较大关系。2.2.2 对湿度的影响从图10 和图11 可以看出，在观测时间内，样地3、4 中各观测点相对湿度均随时间呈单峰型变化，12:00 达到最低。在同一时间内，随着与植物群落距离的增加相对湿度逐渐降低。由图12 可以看出，样地3 和样地4 均表现出一定的增湿效应。在12:00 和14:00，样地4 的增湿效应在各观测点均极显著地强于样地3（P0.01），这与12:00 和14:00气温较高、样地4 的植物群落内水体面积大于样地3 和水分蒸发量大有较大关系。在8:00 和10:00，样地4 的湿度差值变化与温度差值变化呈现负相关（图9），这也再一次说明在这两个时刻，样地4 温度差值的不规律变化可能是车流量干扰而造成的。3 结论（1）研究结果表明：城市植物群落在秋季仍然具有降温增湿效应，并以正午时刻最为明显；在周围外界环境基本相同的情况下，植物群落面积越大，调节温湿度的能力就越强；同时城市中的水体对周围温湿度的综合作用也不容忽视，但二者调节温湿度的定量关系还有待进一步深入研究。（2）通过研究发现，城市交通严重影响城市植物群落对小气候的调控能力，因此，如何结合城市交通状况来建设城市绿地将是一个亟待解决的城市生态问题。参考文献：1 陈佳瀛, 宋永昌, 王爱民. 上海外环林带小气候效应的研究J. 生态环境, 2005, 14(1): 67-74. 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Inautumn, the daily variation of air temperature and the relative humidity indicate a single-peak patte