石家庄市公园绿地春季环境湿度效应研究

摘要

城市公园绿地是城市园林建设的重要组成部分，不仅有利于改善城市生态环境，保持城市生态平衡，丰富城市的生物多样性，而且还可以满足人们更高层次的文化、娱乐、游憩等活动的需要。
　　然而，随着我国城市化进程的不断加快，在许多城市建设过程中，城市生态环境建设大多落后于各类基础设施建设，且城市园林建设中绿地结构尚欠合理的问题突出，严重影响了城市居民的生活和工作环境。因此，研究城市绿地景观结构及其环境效应，合理规划和设计城市绿地布局，提高城市绿地调节城市气候的能力等问题，是当前面临的重要课题。虽然国内外学者对此类问题给予了广泛关注，但目前对城市绿地生态环境效应的研究主要集中在夏季和秋季。而春季作为一年当中万物复苏的季节，又是北方城市气候相对干燥的季节，研究这一时期不同类型植被在新芽萌发前后直到枝叶茂盛时的温湿效应变化，无疑具有极为重要的理论和实践意义。
　　本文在前人研究的基础上，于2015年和2016年两个年度的2月下旬～5月上旬，选择石家庄市5个代表性公园，以垂柳生长期作为参照，分植物发芽前、发芽期和枝繁叶茂期三个阶段，对公园绿地的大气湿度环境进行了系统监测，研究了春季植物不同生长阶段各类公园绿地的湿度效应差异及其在时间和空间上的变化规律，分析了影响公园绿地湿度效应的主要因素。主要研究结论如下:
　　(1)在春季植物生长过程中，公园绿地的大气湿度呈现出随枝叶日益繁盛而升高的趋势，且大气湿度的日变化与气温日变化呈负相关关系。
　　(2)在各公园当中，所有绿地的大气湿度均具有垂向分层特征，地表大气湿度远高于0.2 m～1.8 m高度内的大气湿度，且随着植物新叶的萌发生长，这种垂向分层性更加显著。说明地被植物蒸腾和土壤水分蒸发对大气湿度的垂向变化具有较大影响。
　　(3)从植被类型和植物组合结构特征来看，在植物发芽前，常绿灌丛的大气湿度较高，进入植物发芽期和枝繁叶茂期后，复合型结构绿地大气湿度高于其他绿地。说明植物自身特性、植物组合结构以及植物密度、高度、郁闭度等因素对大气湿度也有较大程度的影响。
　　(4)公园绿地对大气湿度环境的影响具有一定的外延性，且随着植物的生长发育，其影响范围不断扩大。在春季植物发芽前，公园绿地对周围大气环境湿度的影响范围在24 m以内;到植物发芽期，其影响范围扩大到30m左右;而枝繁叶茂期可外延到35m。
　　(5)有水域公园的日均大气湿度明显高于无水域公园，表明水体蒸发对周围大气湿度环境有较大影响，但其影响的相对强度在各监测阶段有所不同。在植物发芽前和发芽期，水体的蒸发作用对周围大气湿度环境影响显著，而在枝繁叶茂期，它对大气湿度整体变化的影响弱于植被的蒸腾作用。
　　(6)春季公园各类绿地的增湿效应从植物发芽前、发芽期到枝繁叶茂期逐渐增强;白天增湿效应最强的时段在14:00时左右，最弱时段为早8:00时。植物发芽前常绿灌丛增湿效应最显著，其后是乔草林＞草坪＞乔灌草＞乔木林。随着植物的逐步生长和枝叶的日益繁茂，复合型结构绿地的大气湿度环境效应优势越来越明显，在植物发芽期，各类绿地的增湿效应由强而弱依次为乔草林＞草坪＞灌丛＞乔灌草＞乔木林;到枝繁叶茂期则是乔草林＞乔灌草＞灌丛＞草坪＞乔木林。
　　(7)在整个春季，有水域公园的绿地增湿效应均强于无水域公园。但随着植物的不断生长，两类公园的绿地湿度效应的差异度逐渐减小，表明在植物日益繁茂的生长过程中，公园水域蒸发作用对大气环境湿度的影响地位在逐渐弱化，而植物蒸腾作用的影响在逐渐增强。
　　(8)植物发芽前，温度、植被类型和土壤水分、公园人工水体是影响公园绿地湿度效应的主要因素，本研究揭示:在春季白天平均气温达到或超过4℃时，绿地才有大气环境增湿效应;地被植物和土壤水分对绿地湿度效应的空间变化特征具有重要影响;公园人工水体的蒸发作用能够强化周围一定距离范围内的绿地增湿效应。在植物发芽期，除上述因素之外，绿地的空间组合结构开始逐渐显现其对绿地增湿效应的影响，复合型绿地的增湿效应占据优势，单层结构的绿地增湿效应较弱。到春末枝繁叶茂时节，绿地的植株密度、郁闭度、枝叶遮阴程度等因素对湿度效应的影响也极为突出。
　　(9)公园水域面积和绿地面积、植被覆盖率、绿地形状是影响公园绿地增湿效应的基本因素。在植物发芽前，各公园绿地增湿效应都十分微弱，难以确定各基本因素的作用;到植物发芽期和枝繁叶茂期，水域面积和绿地面积在公园总面积中的占比对公园绿地的增湿效应的影响非常明显，当水域或绿地(无论何者)面积的占比达到0.7以上时，便能够成为影响公园绿地增湿效应的重要因素。此外，植被覆盖率和绿地形状指数对公园绿地的湿度效应也有一定影响，但二者的影响程度均受控于所在公园的绿地和水域结构布局条件。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景

1．2 研究历史及现状

1．3 研究内容

1．4 研究思路、方法及技术路线

1．5 完成的基础工作量

2 研究区概况

2．1 区域环境

2．1．1 自然地理环境

2．1．2 社会经济状况

2．2 监测区基本特征

2．2．1 太平河湿地公园

2．2．2 水上公园

2．2．3 裕西公园

2．2．4 东环公园

2．2．5 龙卡公园

3 大气湿度监测与数据处理

3．1 监测点布设

3．1．1 太平河湿地公园

3．1．2 水上公园

3．1．3 裕西公园

3．1．4 东环公园

3．1．5 龙卡公园

3．2 监测过程

3．3 数据处理

4 大气湿度监测结果与分析

4．1 植物发芽前(2月下旬)

4．2 植物发芽期(3月下旬)

4．3 枝繁叶茂期(4月下旬～5月上旬)

4．4 裸地各相应时段的监测结果

4．5 小结

5 公园绿地的环境湿度效应

5．1 公园不同类型绿地的环境湿度效应差异

5．2 不同类型公园的绿地湿度效应差异

5．3 两类公园绿地湿度效应差异的显著性分析

5．4 小结

6 公园绿地湿度效应的影响因素

6．1 植物不同生长阶段绿地湿度效应的主要影响因素

6．1．1 植物发芽前绿地湿度效应的主要影响因素

6．1．2 植物发芽期绿地湿度效应的主要影响因素

6．1．3 枝繁叶茂期绿地湿度效应的主要影响因素

6．2 公园绿地湿度效应的基本影响因素

6．2．1 公园水域与绿地占比

6．2．2 植被覆盖率

6．2．3 绿地形状指数

6．3 小结

7 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间科研成果