公园滨水区近水活动场地生态效益研究

李 娜

（1.又石大学校，造景工程学院，全罗北道 完州郡55338；2.河北工程大学，园林与生态工程学院，河北 邯郸056038）

近年来，随着城市化进程的加快转变、人口的迅速增加、车辆的增多、工业结构的升级以及能源消耗方式的改变等，污染物排放量持续增加，导致雾霾、灰霾日数增加，空气能见度降低，空气质量日益恶化，对人类健康和可持续发展构成严重威胁[1]。邯郸市矿产资源丰富，主要有煤矿、铁矿和水泥用石灰岩矿。矿产资源的丰富使得经济对能源需求严重依赖，并给环境的保护产生巨大的压力[2]。城市内空气的悬浮颗粒物浓度指标超标情况时有发生，主要为PM2.5和PM10[2]，2014年全年重度污染达74 天。空气动力学直径小于或等于10 μm的可吸入颗粒物，作为首要颗粒污染物，其粒径很小，表面凸凹不平，面积大，有很强吸附能力，能使空气中的多环芳烃、细菌、病毒及重金属等多种有害物质附着在其表面，经呼吸道进入人体后直接危及人类健康[3]。空气质量变差的同时也加剧了热岛效应，城区内夏季高温极端天气加剧。研究表明，水体对城市小气候具有调节作用，大到湖泊、河流、湿地，小到池塘喷泉等都对小气候有不同程度的影响[4]。本研究针对公园内湖体对周边活动场地产生的生态效益进行研究，给设计者在湖体周边设置活动场地提供一定依据，同时也为游览者更好的利用公园提供游览思路。

1 研究方法

1.1 样点选取

选取邯郸市具有代表性的城市公园—龙湖公园，将湖体周边的活动场地作为测量点。观察人在水边的活动轨迹，无栏杆或者低矮栏杆的赏景平台，人在距水边1.5 m 到2.5 m处停留较多，滨水道路大多为保障安全设置在距水边2 m 以外，2 m 是水边活动的最小距离。选取距离水边2 m，周边条件近似的嵌草砖、草坪草、广场砖、水泥砖、水泥整体5个不同下垫面的活动场地作为测量点。其中广场选取2 m处的中心位置作为测量点。

1.2 测试方法

在测量点进行连续3次测量，3次测量取平均值作为该点测量值。测试仪器选用鑫思特HT-9600粉尘颗粒度检测仪，操作程序和注意事项遵照仪器使用说明。温度测量范围-40℃～+125℃，精度±0.5℃，湿度测量范围0-100%RH，精度±2%RH，PM2.5和PM10 量程0-1000 ug/m2,监测灵敏度1 ug。测量时间选取一年中最热的中伏进行，2019年7月20日—8月10日中选取3 天无风或微风天气进行，8-20点游人利用集中时间段进行测量，每两小时测量一次，测量高度为人的呼吸高度1.5 m。多点测量同步进行，3 天测量数据平均值作为该点测量值。

1.3 数据分析

数据使用Microsoft Excel和SPSS 进行数据统计。

1.4 选样点基本信息

表1 选样点基本信息

2 结果与分析

2.1 水体对不同下垫面场地降温效果的影响

对各点测量所得空气温度数据在Excel 中进行整理，水体对距离水边2 m处不同下垫面的场地温度影响效果如图1所示，与对照相比，水体对各种下垫面的场地在监测时间段内均有降温作用。各点温度变化呈现先升高后降低的趋势，在12-14点到达峰值。从降温幅度看，早晚气温低时降温强度大，中午最高温时降温强度低。降温强度最低值出现在12点的C3点，水泥砖下垫面，为0.1℃，最高值出现在18点的B1点，草坪草下垫面7.88℃。各点在18点达到最大降温强度。全天平均温度B1（39.63℃）＜B2（40.49℃）＜B5（40.51℃）＜B4（40.83℃）＜B3（41.35℃），B1点草坪草下垫面最低，B3点广场砖下垫面最高。将全天平均温度在SPSS 中进行单因素方差分析，结果显示差异不显著，因为12-14点两个时间段，降温强度低，拉低了全天平均水平。将12-14点两个时间段温度去除，方差分析结果在P＜0.05 水平上差异显著。进行两两多重比较结果如表2所示，对各种下垫面都有降温作用，效果最好的是草坪草下垫面。

表2 降温效果多重比较表

2.2 水体对不同下垫面场地增湿效果的影响

将各点测量所得空气相对湿度数值在Excel 中进行整理，得到图2空气相对湿度日变化图。从图2中可以看出，相对湿度与温度呈现负相关，在观测时间段内呈现先下降后升高的走势，各点在12-14点间抵达全天湿度最低值。与对照相比，水体对各种不同下垫面的活动场地增湿强度不同，各点在不同时间出现多次波动，总体趋势升高，14-18点增湿强度较大，在18点达到峰值，最高值出现在18点的B1点草坪草下垫面，相对湿度49%，比对照高12.06%。18点之后各点出现增湿强度的快速降低，最低值出现在20点的B4点水泥整体路面，比对照低4.3%。因为18点之后，空气温度降低，水面蒸发能力减弱，各点湿度与空气湿度趋于一致，受水体影响减弱。全天平均湿度B1（44.5%）＞B2（44.29%）＞B3（42.36%）＞B5（41.1%）＞B4（40.63%），草坪的下垫面场地湿度最大，水泥整体路面的下垫面场地湿度最低。将各点相对湿度平均值带入SPSS 中进行方差分析，在P＜0.05 水平上结果显示不显著，说明水体对周边不同下垫面的活动场地在增湿效果上具有一定的增湿趋势，但效果不显著。

2.3 水体对不同下垫面场地舒适度的影响

将各点测量所得空气温度和相对湿度的数值带入王远飞温湿度计算公式[5]THI=T-0.55(1-RH)(T-14.5)中（THI 指温湿指数，代表不舒适指数，T为实测空气温度，RH为相对湿度),得到各点不舒适指数，在Excel 中整理得到表3。可以看出各点不舒适指数呈现先升高再降低的总体趋势，8点不舒适性较低，B2点嵌草砖下垫面和B1点草坪草下垫面明显低于其他下垫面，比对照分别降低2.68和2.71，水体对这两种下垫面的降温和增湿效果好于其他下垫面，所以降低了不舒适指数。10-14点，各点不舒适指数处于较高值的波动，B2点草坪砖下垫面在12点出现全天最高值33.77，比对照仅仅低0.05，14点以后随着空气温度的降低和相对湿度的增大，不舒适指数开始下降，18点时，各点除对照点，都出现了全天不舒适度最低值，B1点草坪草下垫面出现全天最低值30.57，比对照低3.67，之后各点不舒适值再次上升，但上升幅度较小。将表3中的值与表4[6]对照，各点舒适度处于酷热水平，无降温措施不能正常工作。全天平均不舒适指数B1（30.03）＜B5（30.07）＜B4（30.12）＜B2（30.36）＜B3（30.68），草坪草下垫面最低，广场砖下垫面最高。将全天各点的不舒适指数平均值带入SPSS 进行单因素方差分析，在P＜0.05 水平上，差异性显著，进行两两比较结果如表5，各点与对照相比均有显著性差异，各不同下垫面之间差异不显著。可以看出在夏季最热的中伏阶段，公园水体对周边不同下垫面活动场地具有显著的降低不舒适指数的能力，但各点仍处于酷热的水平。

表3 不舒适指数变化表

表4 THI 与舒适度

表5 不舒适度指数多重比较表

2.4 水体对不同下垫面场地PM10的影响

将各点测量所得PM10 数值在Excel 中进行整理得到图3，PM10的日变化图，PM10 在观测时间内呈现先降低再升高的曲线，早8点各测试点均高于对照，B3点广场砖下垫面场地PM10 浓度达178 ug/m2，比对照高133 ug/m2，为全天PM10 浓度最大值，8-10点各点浓度迅速降低，10点时与对照浓度相近，12点抵达谷值，水体对周边场地的PM10 降低强度达到全天中最大的峰值，B3点广场砖下垫面浓度最低为16 ug/m2，比对照低36 ug/m2，之后PM10 浓度值缓慢回升，14点时降低强度出现谷值，与对照的差值减小，之后差值缓慢加大，18点时降低强度再次出现峰值，降低强度次于12点，全天的降低强度呈现上午急剧上升下午下降上升再下降的波动曲线。全天PM10 浓度最高值和最低值均出现在B3点，波动幅度最大，变幅166 ug/m2。将各点PM10的平均值在SPSS 中进行单因素方差分析，在P＜0.05 水平上差异不显著，将12-20点5个时间段的平均值进行单因素方差分析，差异显著，各点平均值均小于对照点，B2（31.2 ug/m2）＜B3（31.8 ug/m2）＜B5（32 ug/m2）＜B4（33.8 ug/m2）＜B1（36.8 ug/m2），浓度最低值为嵌草砖下垫面，最高为草坪草下垫面，进行多重比较分析，结果如表6，各点与对照存在显著性差异，各测量点之间差异不显著。说明水体在10点以后对周边2 m处场地的PM10 具有显著性降低作用，下垫面不同对这种影响作用很小。8－10点段，浓度最高的为广场砖下垫面，最低的为水泥砖和草坪草下垫面。

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2.5 水体对不同下垫面场地PM2.5的影响

将各点测量所得PM2.5值在Excel 中进行整理得到图4的PM2.5日变化趋势图，8点时各点的PM2.5 浓度均比对照高，B3点广场砖下垫面浓度达70 ug/m2，比对照高38 ug/m2，为全天PM2.5 浓度的最高值，8-10点时间段浓度迅速下降，10点时均低于对照，12点时各点PM2.5 浓度抵达谷值，水体对周边2 m处场地降低PM2.5的强度最大，B2点嵌草砖下垫面和B3点广场砖下垫面浓度为7 ug/m2，比对照低22 ug/m2，之后各测试点浓度缓慢上升，16点时，对照点浓度达到全天最低值，各测试点降低强度趋于一致，之后降低强度稍有起伏，但起伏不大。全天PM10 浓度最高值和最低值均出现在B3点，波动幅度最大，变幅63 ug/m2。将各点平均值带入SPSS 中进行单因素方差分析，结果不显著。将10-20点6个时间段平均值带入进行单因素方差分析，结果显示在P＜0.05 水平上差异显著，进行两两比较结果如表7所示，各点与对照差异显著，各点之间差异不显著，B5点水泥砖下垫面最低，B4 水泥整体下垫面最高。说明水体在8点以后对周边2 m处场地的PM2.5 具有显著性降低作用，下垫面不同对这种影响作用较小。

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3 结论与讨论

3.1 水体对不同下垫面场地降温效果的影响

草坪草下垫面温度最低，广场砖下垫面温度最高。

3.2 水体对不同下垫面场地增湿效果的影响

草坪草下垫面湿度最高，水泥整体路面湿度最低。

3.3 水体对不同下垫面场地舒适度的影响

舒适度最高的是草坪草下垫面，最低的是广场砖下垫面。

3.4 水体对不同下垫面场地PM10的影响

8－10点段，浓度最低的是水泥砖和草坪草下垫面，最高的为广场砖下垫面，12-20点浓度最低值为嵌草砖下垫面，最高为草坪草下垫面，全天比较广场砖波动幅度最大。

3.5 水体对不同下垫面场地PM2.5的影响

8点时B5 水泥砖下垫面最低，广场砖下垫面最高。10－20点水泥砖下垫面最低，水泥整体下垫面最高，全天比较广场砖波动幅度最大。

总体来看，在夏季气温极端的高温时段，水体对距水边2 m 距离的各种不同下垫面场地的小环境具有显著的改善效果，下垫面不同效果会有差异，但各种不同下垫面之间差异不显著。在降温增湿提高舒适度方面草坪草下垫面效果最好，广场砖效果最差。在降低PM10和PM2.5 改善空气质量方面，不同时间段会有差异，水泥砖相对较好，广场砖变动幅度最大。