不同植被类型生态效应的研究

不同植被类型生态效应的研究园林0901 姜文娟090480111摘要：通过对城市生态效应的研究，结果表明不同的植被类型对生态效应有不同的影响。

一般认为乔灌草相结合的三元复合结构绿地，其生态效应明显优于单一结构绿地。

在特定的人工环境条件下，城市绿地生态效应的有效发挥具有一定的局限性和特殊性，不仅取决于绿色植物的植被类型，而且与其空间结构等各方面密切相关[1]。

由于乔、灌、草结合建造的复层结构的绿地生态效应明显大于双层或单层结构的绿地，因此通过改善绿地种植结构和配置方式，可提高单位绿地的生态效应。

在城市用地紧张，扩大绿地规模难度较大的情况下，因地制宜，植物种植以乔木为主，结合灌木和草坪，以增加复层种植的垂直高度和单位绿地上的叶面积，可有效提高园林绿地的生态效应[2]。

本研究采用试验方法研究了邯郸市不同植被类型对相对湿度、光照强度、地表温度的影响，并对城市绿地系统植被类型的规划和设计提出合理化建议。

关键词：植被类型、生态效应、相对湿度、光照强度、地表温度前言：随着城市不断地发展，园林绿化成为城市发展的重要任务之一。

对于哪种植被类型更能提高园林绿地的生态效应，从而应用到城市绿地系统的规划和设计中去，这个研究就显得尤为重要。

1、试验材料与方法1.1试验地点的选择及植被现状邯郸市为大陆性季风气候，年平均气温约为摄氏13度，最低温度在1月，极限约为摄氏20度，最高温度在7月，可达摄氏38度。

年降雨量627毫米，主要集中在7—8月，无霜期为235天。

春季多干旱，夏季多雨。

春秋季节较短，夏季较长，并且气温较高。

邯郸境内自然植被类型可分为针叶林、阔叶林、灌丛和灌草丛、草甸、沼泽植被、水生植被六种类型。

邯郸市的森林植被主要分布在西部山区；草丛植被主要分布在山地丘陵区的沟谷和荒坡，草甸植被则遍布全境；沼泽植被和水生植被主要分布在东部滞水洼地。

亚热带树种漆树在西部山区有着广泛分布。

本实验在邯郸市丛台公园内进行。

丛台公园位于邯郸市内中华大街中段西侧，占地360亩，是以武灵丛台为中心建成的一座大型园林，为邯郸人民休息娱乐的重要场所。

公园内茂林修竹，植被覆盖率达到90﹪以上，植被分布的空间类型多样。

结合邯郸市丛台公园的绿地现状选择植被类型处理一、处理二、处理三、处理四、处理五，处理一代表乔灌草结构，处理二代表乔灌结构，处理三代表乔木结构，处理四代表灌草结构，处理五代表裸地。

各种结构所选树种及林分状况如下。

表1 典型植被结构配置模式及林分状况植被类型植物种类树高/m 胸径/cm 冠幅/m 面积/m2乔灌草悬铃木（Platanus acerifolia）榆叶梅（Prunus triloba）黄杨球（Euonymus japonicus）混合草坪252.51.243----1031.31354834乔灌垂柳（Salix babylonica）黄杨球6120 41.256241.2试验方法试验于4月中旬至5月上旬进行，每旬选1-2天晴朗无风或微风天气进行指标测定，从早8：00—下午6：00每两小时观测一次，五个观测点同时进行。

采用阿斯曼通风干湿表、地面温度表、国产ZF-77型照度计对各绿地结构的相对湿度、地表温度、光照强度、空气温度等指标进行测定，目测日盘状况和云量。

采用平行观测的原则，在测定地中央设观测点，并在公园里设一个非绿地观测点，在距地面1.5m 处记录各观测点稳定的相对湿度、温度、光照强度。

草灌在距地1m 处观测[3]。

非绿地对照点为为公园内一空旷裸地，四周不受建筑物和植物的影响。

2 结果与分析2.1不同植被类型对相对湿度的影响由图1可知，在观测时间段内空气湿度变化曲线是“U ”型，最小值出现在14：00，最大值出现在8：00，对照点的空气湿度在四个观测点之下，白天空气湿度的平均值是28.9%，测点乔灌草、乔灌、乔木林、灌草的白天平均空气湿度分别是34.5%、31.5%、28.6%、26.7%，四个观测点的空气湿度平均值均比裸地对照点要高。

乔灌草比对照点增大11%，乔灌比对照点增大8%，乔木林比对照点增大5.1%，灌草比对照点增大3.2%。

四个观测点中，乔灌草的空气湿度值最大、乔灌较大、乔木林次之、灌草最小。

表明植被类型不同，对空气湿度效应的影响也存在差异，而植被类型的多层次性和多物种性的影响效果最明显。

植被群落具有强大的蒸腾作用，不断向空气中输送水蒸气，具有向空气中增加水分的作用，故可以提高空气湿度[4]。

植被类型的多物种性和多层次性不同，植物群落向空气中增加水分的效应也就不同。

以上分析表明，植物类型是影响绿地增湿效应的重要因素，归根结底取决于植株蒸腾作用和绿量的综合效应。

树冠能阻挡阳光而减少热辐射从而增加空气湿度，乔灌草结合建造的复合结构的绿地生态效应明显大于双层或单层结构绿地。

乔木林 元宝枫（Acer truncatum ）10 25 5 57 灌草丁香（Syringa oblata ）混合草坪 3 -- -- 4 123在四个测点中，乔灌草调节空气湿度的效果最为明显。

因此，构建复层植被结构，提高单位绿地面积的植物物种的多样性，选择适宜的耐阴小乔木、灌木和地被植物，改变单一物种密植的做法，充分利用林下空间，通过乔灌草植物在空间的合理配置，增加植物种类，能保持生态系统的稳定性。

2.2 不同植被类型对光照强度的影响由图2可知在观测时段内包括对照点在内的五条光照强度曲线都是倒“U”型的，光照强度最小值都出现在18：00，最大值都出现在12：00。

对照点的平均光照强度为18661.7lx，测点乔灌草、乔灌、乔木林、灌草的平均光照强度值分别为2975lx、3438.3lx、4460lx、5476.7lx，四个测点的平均光照强度值都比对照点要低。

乔灌草的平均光照强度值比对照点减少15686.7lx，乔灌比对照点减少15223.4lx，乔木林比对照点减少14201.7lx，灌草比对照点减少13585lx。

四个测点中乔灌草遮光率最大、乔灌较大、乔木林次之、灌草最小，分别为36.4%、28.3%、21.7%、15.1%。

这是由于植物群落灌层对太阳辐射的反射和吸收造成的。

植物灌层即绿量，也就是说光照效应的大小取决于植物的绿量，绿量的大小则取决于植物的总叶面积的大小[5]。

乔木、灌木和草坪所具有的总叶面积的大小是不相同的，通常乔木的叶面积可以达到它树冠正投影的20倍左右，灌木则只有5-10倍，草坪更少。

另外影响植物遮光效应的因素还有植物种类、生长状态及空间配置方式。

植物种类和生长状态的不同决定了其树冠大小、叶片疏密及质地的不同，故不同结构不同树种的遮光能力不同[5]。

对图2进一步分析表明乔灌草、乔灌、乔木林的遮光效应都高于灌草型绿地，这表明乔木是产生较好遮光效应的主要因子，因此，要提高绿地的遮光效应，就应选用树冠较大及枝叶浓密的乔木树种，并在空间上合理配置、科学管理，在不影响植株生长的情况下提高林地的郁闭度。

还可以看出，构建乔灌草相结合的复层结构绿地，其生态效应明显大于双层或单层结构绿地[6]。

因此，要尽量提高园林绿地的利用率，改善植物配置和空间结构，以乔木为主，灌木、草坪相结合，提高绿地空间利用率，使有限的园林绿地发挥最大的生态效应和景观效应。

由图3可知，在观测时段内，最大值出现在14：00，最小值出现在8：00，对照点的白天平均地表温度为30.03℃，测点乔灌草、乔灌、乔木林、灌草的白天平均地表温度分别为24.3℃、25.9℃、27.3℃、28.8℃，四种植被类型的平均地表温度都比对照点低，乔灌草的白天平均温度比对照点低5.73℃，乔灌比对照点低4.13℃，乔木林比对照点低2.73℃，灌草比对照点低1.23℃。

乔灌草的平均降温率最大、乔灌次之、乔木林较小、灌草最小，分别为23.5%、15.9%、10%、4.3%。

结果表明植物群落内的地表温度变化较为缓和。

四种植被类型中，乔灌草的地表温度最低、乔灌较低、乔木林次之、灌草最高。

表明了植物群落具有能够降低地表温度的生态效应，而以植物群落的多样性，多层次性对地表温度的作用最明显。

3 讨论植物群落的主要环境因子光照强度、相对湿度、地表温度的变化曲线类型与裸地相似，但日变化幅度不同；相对湿度的变化曲线类型与其他因子都不同，为“U”型变化；各植物类型在光照强度、地表温度和相对湿度3个环境因子上的值均比裸地对照点要小，要稳定，具有遮光、降温的作用，有利于生态系统的稳定，但相对湿度要比裸地对照点要大，表明各植被类型均具有增加空气湿度的作用[7]。

3.1 不同植被类型的增湿效应植被类型依然是影响园林绿地增湿效应的重要因素：一方面是植株蒸腾作用能力的和绿量的综合作用，另一方面则是由植株的树行、树冠大小等结构特征所决定的。

在本试验中，通常所认为具有较好遮光效应的绿地配置模式其增湿效应也较好的结论得到证实。

遮光率相差不大的绿地配置模式，增湿效应主要由植物类型决定；遮光率相差较大的绿地配置模式，植物类型起到一定作用，但遮光的影响力更强。

树冠能阻挡阳光而减少热辐射，在园林绿地的树种遮光效应相同的情况下，复层林配置模式的植被类型其降温效应明显优于双层或单层配置模式的植被类型[8]。

不同植被类型的遮光效应的大小主要是由绿地植物种类、生长状态及空间配置方式等综合决定的。

植物类型和生长状态的不同决定了其树冠大小、叶片疏密和质地的不同，故不同树种、不同生长状态的植株的遮光能力不同。

空间配置方式决定了园林绿地树种栽植的密度，同样对绿地的遮光效应有一定的影响。

对种植结构类型的比较可分为有乔木和无乔木两类，前者的遮光效应明显优于后者，但对有乔木类树种的乔灌草、乔灌、乔木林的结构类型的比较发现，遮光效应更多是由绿地树种类型、生长状态及空间配置方式决定的，而与单层或复层结构的关系不大[9]。

3.3不同植被类型的降温效应树木的遮光作用使其具有一定的降温效果，同时植物蒸腾作用所产生的降温效果也不容忽视。

蒸腾作用强且绿量大的植物所构成的配置模式优于其他模式，并非复层林分的降温效果一定优于单层林分；在绿地植物种类相同的情况下，绿地植物种类的构成决定其降温效果，复层林配置模式的降温效果优于单层林[10]。

从城市生态学的角度来看，城市绿地具有维护城市二氧化碳与氧的平衡，减少城市大气污染和改善城市小气候三大功能。

因此，每一个城市都要有一定的绿地面积才能维护城市生态系统平衡和稳定。

但是，一个城市需要多少绿地定额，却是一个复杂而有争议的问题。

如上所述，城市绿地蒸腾耗热使周围大气降温的数值，因其所影响的范围大小和树木种类不同而异。

对于一个特定的城市来说，规划面积已定，即影响范围大小已经确定。

则对城市气候的反馈调节能力便视绿地面积大小和所选择的树种而异。

4 建议由结论得出，植物群落的多样性在城市生态建设中的作用是非常明显的。