公園濱水區近水活動場地生態效益研究

李 娜

（1.又石大學校，造景工程學院，全羅北道 完州郡55338；2.河北工程大學，園林與生態工程學院，河北 邯鄲056038）

近年來，隨著城市化進程的加快轉變、人口的迅速增加、車輛的增多、工業結構的升級以及能源消耗方式的改變等，污染物排放量持續增加，導致霧霾、灰霾日數增加，空氣能見度降低，空氣質量日益惡化，對人類健康和可持續發展構成嚴重威脅[1]。邯鄲市礦產資源豐富，主要有煤礦、鐵礦和水泥用石灰巖礦。礦產資源的豐富使得經濟對能源需求嚴重依賴，并給環境的保護產生巨大的壓力[2]。城市內空氣的懸浮顆粒物濃度指標超標情況時有發生，主要為PM2.5和PM10[2]，2014年全年重度污染達74 天。空氣動力學直徑小于或等于10 μm的可吸入顆粒物，作為首要顆粒污染物，其粒徑很小，表面凸凹不平，面積大，有很強吸附能力，能使空氣中的多環芳烴、細菌、病毒及重金屬等多種有害物質附著在其表面，經呼吸道進入人體后直接危及人類健康[3]。空氣質量變差的同時也加劇了熱島效應，城區內夏季高溫極端天氣加劇。研究表明，水體對城市小氣候具有調節作用，大到湖泊、河流、濕地，小到池塘噴泉等都對小氣候有不同程度的影響[4]。本研究針對公園內湖體對周邊活動場地產生的生態效益進行研究，給設計者在湖體周邊設置活動場地提供一定依據，同時也為游覽者更好的利用公園提供游覽思路。

1 研究方法

1.1 樣點選取

選取邯鄲市具有代表性的城市公園—龍湖公園，將湖體周邊的活動場地作為測量點。觀察人在水邊的活動軌跡，無欄桿或者低矮欄桿的賞景平臺，人在距水邊1.5 m 到2.5 m處停留較多，濱水道路大多為保障安全設置在距水邊2 m 以外，2 m 是水邊活動的最小距離。選取距離水邊2 m，周邊條件近似的嵌草磚、草坪草、廣場磚、水泥磚、水泥整體5個不同下墊面的活動場地作為測量點。其中廣場選取2 m處的中心位置作為測量點。

1.2 測試方法

在測量點進行連續3次測量，3次測量取平均值作為該點測量值。測試儀器選用鑫思特HT-9600粉塵顆粒度檢測儀，操作程序和注意事項遵照儀器使用說明。溫度測量范圍-40℃～+125℃，精度±0.5℃，濕度測量范圍0-100%RH，精度±2%RH，PM2.5和PM10 量程0-1000 ug/m2,監測靈敏度1 ug。測量時間選取一年中最熱的中伏進行，2019年7月20日—8月10日中選取3 天無風或微風天氣進行，8-20點游人利用集中時間段進行測量，每兩小時測量一次，測量高度為人的呼吸高度1.5 m。多點測量同步進行，3 天測量數據平均值作為該點測量值。

1.3 數據分析

數據使用Microsoft Excel和SPSS 進行數據統計。

1.4 選樣點基本信息

表1 選樣點基本信息

2 結果與分析

2.1 水體對不同下墊面場地降溫效果的影響

對各點測量所得空氣溫度數據在Excel 中進行整理，水體對距離水邊2 m處不同下墊面的場地溫度影響效果如圖1所示，與對照相比，水體對各種下墊面的場地在監測時間段內均有降溫作用。各點溫度變化呈現先升高后降低的趨勢，在12-14點到達峰值。從降溫幅度看，早晚氣溫低時降溫強度大，中午最高溫時降溫強度低。降溫強度最低值出現在12點的C3點，水泥磚下墊面，為0.1℃，最高值出現在18點的B1點，草坪草下墊面7.88℃。各點在18點達到最大降溫強度。全天平均溫度B1（39.63℃）＜B2（40.49℃）＜B5（40.51℃）＜B4（40.83℃）＜B3（41.35℃），B1點草坪草下墊面最低，B3點廣場磚下墊面最高。將全天平均溫度在SPSS 中進行單因素方差分析，結果顯示差異不顯著，因為12-14點兩個時間段，降溫強度低，拉低了全天平均水平。將12-14點兩個時間段溫度去除，方差分析結果在P＜0.05 水平上差異顯著。進行兩兩多重比較結果如表2所示，對各種下墊面都有降溫作用，效果最好的是草坪草下墊面。

表2 降溫效果多重比較表

2.2 水體對不同下墊面場地增濕效果的影響

將各點測量所得空氣相對濕度數值在Excel 中進行整理，得到圖2空氣相對濕度日變化圖。從圖2中可以看出，相對濕度與溫度呈現負相關，在觀測時間段內呈現先下降后升高的走勢，各點在12-14點間抵達全天濕度最低值。與對照相比，水體對各種不同下墊面的活動場地增濕強度不同，各點在不同時間出現多次波動，總體趨勢升高，14-18點增濕強度較大，在18點達到峰值，最高值出現在18點的B1點草坪草下墊面，相對濕度49%，比對照高12.06%。18點之后各點出現增濕強度的快速降低，最低值出現在20點的B4點水泥整體路面，比對照低4.3%。因為18點之后，空氣溫度降低，水面蒸發能力減弱，各點濕度與空氣濕度趨于一致，受水體影響減弱。全天平均濕度B1（44.5%）＞B2（44.29%）＞B3（42.36%）＞B5（41.1%）＞B4（40.63%），草坪的下墊面場地濕度最大，水泥整體路面的下墊面場地濕度最低。將各點相對濕度平均值帶入SPSS 中進行方差分析，在P＜0.05 水平上結果顯示不顯著，說明水體對周邊不同下墊面的活動場地在增濕效果上具有一定的增濕趨勢，但效果不顯著。

2.3 水體對不同下墊面場地舒適度的影響

將各點測量所得空氣溫度和相對濕度的數值帶入王遠飛溫濕度計算公式[5]THI=T-0.55(1-RH)(T-14.5)中（THI 指溫濕指數，代表不舒適指數，T為實測空氣溫度，RH為相對濕度),得到各點不舒適指數，在Excel 中整理得到表3。可以看出各點不舒適指數呈現先升高再降低的總體趨勢，8點不舒適性較低，B2點嵌草磚下墊面和B1點草坪草下墊面明顯低于其他下墊面，比對照分別降低2.68和2.71，水體對這兩種下墊面的降溫和增濕效果好于其他下墊面，所以降低了不舒適指數。10-14點，各點不舒適指數處于較高值的波動，B2點草坪磚下墊面在12點出現全天最高值33.77，比對照僅僅低0.05，14點以后隨著空氣溫度的降低和相對濕度的增大，不舒適指數開始下降，18點時，各點除對照點，都出現了全天不舒適度最低值，B1點草坪草下墊面出現全天最低值30.57，比對照低3.67，之后各點不舒適值再次上升，但上升幅度較小。將表3中的值與表4[6]對照，各點舒適度處于酷熱水平，無降溫措施不能正常工作。全天平均不舒適指數B1（30.03）＜B5（30.07）＜B4（30.12）＜B2（30.36）＜B3（30.68），草坪草下墊面最低，廣場磚下墊面最高。將全天各點的不舒適指數平均值帶入SPSS 進行單因素方差分析，在P＜0.05 水平上，差異性顯著，進行兩兩比較結果如表5，各點與對照相比均有顯著性差異，各不同下墊面之間差異不顯著。可以看出在夏季最熱的中伏階段，公園水體對周邊不同下墊面活動場地具有顯著的降低不舒適指數的能力，但各點仍處于酷熱的水平。

表3 不舒適指數變化表

表4 THI 與舒適度

表5 不舒適度指數多重比較表

2.4 水體對不同下墊面場地PM10的影響

將各點測量所得PM10 數值在Excel 中進行整理得到圖3，PM10的日變化圖，PM10 在觀測時間內呈現先降低再升高的曲線，早8點各測試點均高于對照，B3點廣場磚下墊面場地PM10 濃度達178 ug/m2，比對照高133 ug/m2，為全天PM10 濃度最大值，8-10點各點濃度迅速降低，10點時與對照濃度相近，12點抵達谷值，水體對周邊場地的PM10 降低強度達到全天中最大的峰值，B3點廣場磚下墊面濃度最低為16 ug/m2，比對照低36 ug/m2，之后PM10 濃度值緩慢回升，14點時降低強度出現谷值，與對照的差值減小，之后差值緩慢加大，18點時降低強度再次出現峰值，降低強度次于12點，全天的降低強度呈現上午急劇上升下午下降上升再下降的波動曲線。全天PM10 濃度最高值和最低值均出現在B3點，波動幅度最大，變幅166 ug/m2。將各點PM10的平均值在SPSS 中進行單因素方差分析，在P＜0.05 水平上差異不顯著，將12-20點5個時間段的平均值進行單因素方差分析，差異顯著，各點平均值均小于對照點，B2（31.2 ug/m2）＜B3（31.8 ug/m2）＜B5（32 ug/m2）＜B4（33.8 ug/m2）＜B1（36.8 ug/m2），濃度最低值為嵌草磚下墊面，最高為草坪草下墊面，進行多重比較分析，結果如表6，各點與對照存在顯著性差異，各測量點之間差異不顯著。說明水體在10點以后對周邊2 m處場地的PM10 具有顯著性降低作用，下墊面不同對這種影響作用很小。8－10點段，濃度最高的為廣場磚下墊面，最低的為水泥磚和草坪草下墊面。

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2.5 水體對不同下墊面場地PM2.5的影響

將各點測量所得PM2.5值在Excel 中進行整理得到圖4的PM2.5日變化趨勢圖，8點時各點的PM2.5 濃度均比對照高，B3點廣場磚下墊面濃度達70 ug/m2，比對照高38 ug/m2，為全天PM2.5 濃度的最高值，8-10點時間段濃度迅速下降，10點時均低于對照，12點時各點PM2.5 濃度抵達谷值，水體對周邊2 m處場地降低PM2.5的強度最大，B2點嵌草磚下墊面和B3點廣場磚下墊面濃度為7 ug/m2，比對照低22 ug/m2，之后各測試點濃度緩慢上升，16點時，對照點濃度達到全天最低值，各測試點降低強度趨于一致，之后降低強度稍有起伏，但起伏不大。全天PM10 濃度最高值和最低值均出現在B3點，波動幅度最大，變幅63 ug/m2。將各點平均值帶入SPSS 中進行單因素方差分析，結果不顯著。將10-20點6個時間段平均值帶入進行單因素方差分析，結果顯示在P＜0.05 水平上差異顯著，進行兩兩比較結果如表7所示，各點與對照差異顯著，各點之間差異不顯著，B5點水泥磚下墊面最低，B4 水泥整體下墊面最高。說明水體在8點以后對周邊2 m處場地的PM2.5 具有顯著性降低作用，下墊面不同對這種影響作用較小。

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3 結論與討論

3.1 水體對不同下墊面場地降溫效果的影響

草坪草下墊面溫度最低，廣場磚下墊面溫度最高。

3.2 水體對不同下墊面場地增濕效果的影響

草坪草下墊面濕度最高，水泥整體路面濕度最低。

3.3 水體對不同下墊面場地舒適度的影響

舒適度最高的是草坪草下墊面，最低的是廣場磚下墊面。

3.4 水體對不同下墊面場地PM10的影響

8－10點段，濃度最低的是水泥磚和草坪草下墊面，最高的為廣場磚下墊面，12-20點濃度最低值為嵌草磚下墊面，最高為草坪草下墊面，全天比較廣場磚波動幅度最大。

3.5 水體對不同下墊面場地PM2.5的影響

8點時B5 水泥磚下墊面最低，廣場磚下墊面最高。10－20點水泥磚下墊面最低，水泥整體下墊面最高，全天比較廣場磚波動幅度最大。

總體來看，在夏季氣溫極端的高溫時段，水體對距水邊2 m 距離的各種不同下墊面場地的小環境具有顯著的改善效果，下墊面不同效果會有差異，但各種不同下墊面之間差異不顯著。在降溫增濕提高舒適度方面草坪草下墊面效果最好，廣場磚效果最差。在降低PM10和PM2.5 改善空氣質量方面，不同時間段會有差異，水泥磚相對較好，廣場磚變動幅度最大。