濟南市百花公園春季微氣候特征研究

張 潔，尹德潔，夏甜甜，楊文靜，蒙 飛，徐曉蕾*

(1.山東建筑大學建筑城規學院,山東濟南 250101；2.濟南易通城市建設股份有限公司,山東濟南 250101)

隨著城市化進程的加快，全球變暖、城市熱島、霧霾、降水時空格局改變等極端事件頻發，且強度及空間范圍不斷擴大，均以直接或間接的方式威脅著人類的生命與健康。與此同時，伴隨生活和工作節奏的不斷加快和壓力的增大等因素，亞健康狀態人群逐漸增多。如何在城市環境問題和健康問題凸顯的大背景下，在有限的空間內營造適宜的戶外環境，促進人群戶外運動，進而改善亞健康狀態顯得尤為重要。

已有研究表明，作為城市戶外活動的重要承載體，園林空間的生態調節作用可以有效改善城市氣候微環境，研究范圍涉及不同的風景園林要素、類型場地和季節，且研究區域多集中在東北、華北、華東地區。而有關山東省風景園林空間微氣候研究鮮見報道。為此，筆者以山東省濟南市百花公園作為研究對象，研究其春季不同空間的微氣候特征及其舒適度變化，以期為濟南地區風景園林空間微氣候的營造提供理論基礎。

1 研究內容與方法

百花公園位于山東省濟南市歷城區二環內，交通便利，周邊分布著大量辦公區、商業區以及眾多的居住區，人口密度大，公園使用者人數眾多(圖1)。公園鬧中取靜，是一座集休閑、健身、植物觀賞為一體的免費開放性公園。不僅空間類型豐富，而且具有較高知名度與代表性。

圖1 百花公園區位Fig.1 Location of Baihua Park

測點選擇。通過對公園進行實地踏查，選取園內6個高聚集休閑體育活動場地進行觀測(圖 2)，觀測點特征見表 1，其中以西門廣場(S)作為對照(CK)。

小氣候因子測定。測定時間為春季，選擇天氣晴朗、伴有微風的天氣進行測定。試驗采用可移動風向儀kestre5500和數字光強照度計TES-1339，在距離地面1.5 m的位置對各觀測點同步測定溫度、濕度、風速、光照強度，觀測持續4 d。觀測時間為每日8：00—17：00，每1 h 1次。每個樣地區域采用對角線法選擇3～5個點進行觀測，每個測點3 min，設置20 s讀取1次數據。

圖2 測點布局Fig.2 Measure distribution

表1 測定樣地概況

人體舒適度計算。雖然目前關于人體舒適度指數的計算公式及方法略有不同，但均認為空氣溫度、空氣相對濕度、風速是影響人體舒適度的重要因子。該研究采用山東省氣象局計算人體舒適度指數公式獲取實際人體舒適度指數。

采用Excel計算各測點不同時刻微氣候因子平均值及人體舒適度指數。利用SPSS 25.0進行單因素方差分析、Duncan多重比較、檢驗及相關性分析，比較分析各測點間的微氣候因子差異、日均降溫增濕效果及各因子間的相關性。

2 結果與分析

溫度。春季公園內所有測點的氣溫均呈先升后降的趨勢(圖3)。與CK相比，各場地氣溫均不同程度低于CK，溫差在1.3～2.3 ℃，具有明顯的降溫效應，且這種降溫效果一直持續到17:00。方差分析結果顯示，各場地(除S)與CK間氣溫存在顯著差異(<0.05)，說明一定面積的植物群落、水體及建筑對場地環境具有明顯的降溫效果(表2)。與CK相比，其他場地的日均降溫率為5.3%～9.4%。從圖3可見，以S整體氣溫最低，在16:00時場地氣溫與CK差值最大。無遮陰的開場空間(CK和S)在測試期間氣溫均高于半開敞空間和覆蓋(封閉)空間，這是由于場地內沒有園林要素的遮擋，光照充足，因此氣溫較高。

圖3 不同場地氣溫日變化特征Fig.3 The daily change characteristics of temperature in different sites

表2 不同場地微氣候因子單因素方差分析

相對濕度。由圖4可知，各場地空氣相對濕度日間動態均呈現“U”形變化趨勢，以晨間相對濕度最高，13：00—14：00降至最低。由表 2可知，S、S的相對濕度與CK存在顯著差異，增濕率分別為10.5%、9.4%，說明場地內的植物群落對場地環境具有明顯的增濕功能。覆蓋(封閉)空間(S)和半開敞空間(S和S)的空氣相對濕度較其他空間更高，這可能是由于光照相對較少，空氣流通速度相對較慢，限制了水汽蒸發速度，進而空氣相對濕度較大。而同為覆蓋(封閉)空間S的空氣相對濕度較低，主要是由于其是建筑空間所致。

圖4 不同場地空氣相對濕度日變化特征Fig.4 The daily change characteristics of air relative humidity in different sites

光照強度。由圖5可知，隨著時間的推移，各場地內的光照強度總體呈先升后降的趨勢。方差分析顯示，CK和S的光照強度與其他各場地光照強度存在顯著差異(表 2)，說明植物群落及建筑具有明顯的遮陰功能。其中，以CK的光照強度最大，其次為S，可能是由于場地內沒有或者僅有少量遮陰所致。而S的光照強度最小，僅16.2 klx。與CK相比，S的遮陰率達74.4%，初步分析是由于測量一直在亭內進行，亭子與周邊的植物群落極大地遮擋了太陽光的直射，數值的變化更多是由于光的漫反射及衍射導致。

風速。由圖6可知，各場地風速變化雖與時間無明顯的相關性，但各場地與CK的風速存在顯著差異(表 2)。場地內CK由于周邊無任何遮擋物，午后時分的風速明顯高于其他場地。其中，S的風速顯著低于其他各場地，初步分析是由于場地內五角楓樹陣形成的覆蓋空間在很大程度上削弱了風速，呈現風速較低。

圖5 不同場地光照強度日變化特征Fig.5 The daily change characteristics of light intensity in different sites

圖6 不同場地風速日變化特征Fig.6 The daily change characteristics of wind speed in different sites

已有研究表明，人體舒適度指數在50～70時，人體感覺最為舒適。由表 3可知，與CK相比，S～S場地人體舒適度具有一定程度降低，但各場地間差異不顯著。S、S、S場地在午后舒適度指數高于50，人體感覺涼爽。其中，以CK的舒適度指數最高，初步分析是由于其為空曠硬質鋪裝廣場，日出后太陽輻射增強，光能快速被鋪裝吸收、反射并轉換為熱能，引起場地氣溫升高。其他場地由于均存在一定數量或者一定面積的植物群落、水體及建筑物，在晨間及上午時間段舒適指數略低于CK，在午后同樣能達到相對較為適宜的舒適度。

由表4可知，舒適度與溫度呈極顯著正相關(=0876，<0.01)，與相對濕度呈極顯著負相關(=-0768，<0001)。公園內場地的光照強度與溫度、相對濕度間均分別呈顯著正相關(=0357，<005)和負相關(=-0317，<005)；溫度與相對濕度、風速分別呈極顯著負相關(=-920，<001)和極顯著正相關(=0415,<001)，與光照強度呈顯著正相關(=0357，<0.05)。進一步證實了光照強度顯著影響著空氣溫度和相對濕度。

表 3 不同場地在不同時刻的舒適度指數變化

表4 舒適度指數與微氣候因子間的相關性分析

3 結論

(1)與CK相比，在植物、水體、建筑等園林要素及其空間布局的共同作用下，對園內場地的微氣候均有顯著的調節效應，氣溫有不同程度的降低，空氣相對濕度有顯著升高。

(2)空氣相對濕度與溫度、風速及光照強度呈極顯著或顯著負相關。隨著溫度的升高，風速和光照強度的增強，空氣相對濕度降低。各場地的平均相對濕度以8:00最高，13:00前后最低。

(3)無論是植物遮陰還是建筑遮陰均可有效削減太陽輻射，且對測點空間的微氣候環境有顯著的影響。合理利用植物及建筑遮陰可有效調節園林空間的微氣候，而建筑遮陰對于太陽輻射的削減效果優于植物。這說明合理創造遮陰，可以調節園林空間的微氣候。

(4)園內所有測點場地在晨間比較涼，而午間及下午舒適度指數升高，均呈現較為涼爽、舒適的感覺。雖然各場地間舒適度指數差異不顯著，但與CK相比，在一定程度上延緩了舒適度指數的升高。

通過對百花公園春季微氣候的實測可以發現，不同園林要素及其組合對所在空間的微氣候有不同程度的調節作用。園林設計時，可以根據場地空間的功能以及預設使用者類型，有針對性地進行園林要素的搭配，通過營造適宜的遮陰可有效削減太陽輻射以及調節局部空間的溫濕度，為使用者提供舒適宜人的活動空間。由于場地開放時間受限，未對園內測點空間的微氣候因子進行全天實地采集。后續將會把公園作為一個整體，深入分析其對周邊環境的調節作用。