热岛效应下济南中心城绿地格局优化研究

摘要：城市热岛效应在城市化和工业化迅速发展的今天不断演变加剧，成为对现代城市环境产生显著影响的生态问题之一。城市绿地在缓解城市热岛效应方面具有持久性作用。本文以济南中心城为例，分析济南中心城绿化覆盖率、绿地面积和绿地布局形式对城区热岛效应的影响，并提出提高城区绿化覆盖率、完善城区绿色基础设施、改善城区绿道系统及优化绿地布局等绿地格局优化策略，以期为济南中心城的热岛效应研究及城区绿地布局规划提供参考。

关键词：城市热岛效应;城市绿地格局;济南中心城

中图分类号：TU985.1                     文献标识码：A                  文章编号：1004-9436（2021）17-0-03

城市热岛效应在城市化和工业化迅速发展的今天不断演变加剧，成为对现代城市环境产生显著影响的生态问题之一。城市绿地具有调节城市气候、缓解城市热岛效应的能力，在降低城市热岛强度方面具有持久性作用，对维持城市生态平衡具有重要意义。

目前，济南市城市化发展已进入成熟阶段，其热岛效应在近50年尤为显著，且热岛强度不断提高。济南市作为山东省的省会城市，周边路网密集，人口流动频繁，经济和社会发展具有带动作用，其城市内热环境的减弱也会对鲁西局部城市的热环境缓解产生积极影响。因此，优化济南市的绿地格局，缓解城市热岛效应，成为济南绿地规划建设亟待解决的问题。

1 相关概念

1.1 城市热岛效应

城市热岛效应是指城市因构筑物和人类活动等累积与释放的热量使大气温度或地表温度高于郊区环境的现象。在人口分布密集、受人类活动影响程度高的中小尺度区域（如城市中心区等）升温现象更为突出。

1.2 城市绿地格局

城市绿地格局是指在城市所有绿地区域内，由不同面积、形状及构成的绿地斑块组合而成的一种稳定的绿地空间。

2 研究对象

本文以济南中心城为研究对象。研究范围西至南大沙河以东（归德镇界），东至东巨野河，北至黄河及济青高速公路，南至南部双尖山、兴隆一带山体及济莱高速公路，面积约为1 022 km?[1]。

3 城市绿地格局对城市热岛效应的影响

城市绿地的绿化覆盖率、绿地面积和绿地布局形式对城市热岛效应有显著的影响。

3.1 绿化覆盖率对热岛效应的影响

城市绿化覆盖率是指城市中的植物（个体或群体）在地上垂直投影的面积总和占城市总用地面积的比率。提高城市中的绿化覆盖率对于缓解城市热岛效应具有明显作用。研究表明，城市热岛效应在区域绿化覆盖率达40%以上时能被有效缓解，在绿化覆盖率达50%以上时能够被显著削弱[2-3]。济南中心城2020年绿化覆盖率为42%[1]，进一步提高城区中的绿化覆盖率对于缓解济南中心城的热岛效应具有重要作用。

3.2 绿地面积对热岛效应的影响

城市绿地面积是指城市中各类用于绿化的土地总面积，不包含立体绿化以及覆土少于2 m的土地。绿地面积对其降温强度的影响显著，其与绿地内部和周边的地表温度呈非线性负相关，与降温范围和降温幅度呈非线性正相关[4]。济南中心城2020年规划城区绿地面积为6 060 km?，占城区建设用地的14.8%[1]。

3.3 城市绿地布局形式对热岛效应的影响

城市绿地系统有多种布局形式，常见的绿地基本布局形式有环状、楔状、条带状、点状、放射状等，按照降温力度的大小排序为楔状>放射状>条带状>点状>环状[5]。楔状绿地布局形式连通性更佳，降温作用最明显;放射状和条带状绿地布局形式在与盛行风向平行的条件下可较好地发挥通风散热的作用;点状绿地布局形式分布较零散且面积较小，大范围内气候调节作用不明显;环状绿地布局形式連通性弱，对周边环境的降温作用不明显[5]。各个城市往往因地制宜，结合多种绿地基本布局形式构成新的组合方式，如放射环状、棋盘状等。

济南中心城的绿地布局结构为“三环三横四纵、多楔多点多线”，城市绿地呈楔形渗入、棋盘状分布，绿色通道串联成点—线—面、环—廊—带结合的城区绿地布局[1]。组合式的城市绿地布局形式往往具有均匀分布、团聚状分布的特点，故而在总体上呈现出点-线-面结合的网络布局形式。

4 热岛效应下济南中心城绿地格局优化

4.1 优化原则

4.1.1 整体性原则

城市绿地系统是各类城市绿地斑块有机结合与联系的统一整体。城市绿地格局的优化需要统筹兼顾，对绿地进行点—线—面的深度结合，形成大集中、小分散的整体布局，多功能、多层次的提升和绿地网络体系的优化，形成城郊一体化的整体布局。

4.1.2 可持续性原则

城市的绿地格局并非一成不变，而是动态发展的，所以要把握并结合城市的发展进程和城市热岛效应的变化趋势，用长远和发展的眼光进行城市绿地格局优化。运用可持续发展理念进行城市绿地规划布局，能够促进各区功能的优化和城区生态环境的绿色健康发展。

4.1.3 因地制宜原则

基于科学、因地制宜的原则，充分考虑当前各个绿地的现状基础、性质特点，结合城区各部分热岛效应的不同特点，对现有的各类绿地资源进行保护修复和拓展优化，是提高绿地合理性和使用率，以有限的绿地面积最大限度缓解热岛效应的重要举措。

4.1.4 公平性原则

城市中的各个成员均有获得城市绿地资源并享受城市绿地各项服务的权利。基于公平性原则优化城市绿地格局，可兼顾不同社会群体的差异和不同区域对缓解热岛效应的需求，充分发挥城市绿地的社会效益以及缓解热岛效应的能力。

4.2 优化策略

4.2.1 提高济南中心城绿化覆盖率

第一，优化济南中心城植物群落结构。面积相同组成结构不同的城市绿地调节温度的能力存在一定差异，植物群落层次多、郁闭度大、结构丰富的生境比植物种类单一的生境小气候条件更加优越。多数研究表明，在不同植物群落结构中，乔—灌—草结合的植物群落结构降温效果最佳，其中乔木的降温作用尤为突出[6]。因此，要优化济南中心城绿地原有的单层植物群落结构，多采用乔、灌、草、藤相结合的多层复合绿化结构。可针对城区中不同绿地类型提出相应的乔木覆盖率指标，选用冠大荫浓、郁闭度高的树种，提高林冠密度，充分利用植被的蒸腾作用和光合作用发挥其降温增湿、缓解热岛效应的能力。

第二，拓展济南中心城三维绿色空间。在中心城区用地紧张的情况下，充分利用建筑屋顶和墙面、高架和立交桥等构筑物的绿化再生空间，能够在节约城市用地的基础上，优化城区内的软质结构，拓展城市绿色空间，有效增加绿量。还能够减轻水泥建筑和沥青路面等硬质结构比热容较高的不足，通过绿色植物对热量的缓解作用降低城区热岛强度。

4.2.2 完善济南中心城绿色基础设施

城市绿色基础设施是指在城市中为模拟自然过程，由自然系统和工程系统结合形成的各种景观生态工程。绿色基础设施能够通过改善城市风环境、减少城市能耗等方式有效调节城市大气的温度场，在改善城市热环境方面更具环保性和高效性。因此，城区内可通过增加透水性铺装、建设绿色街道、建设雨水花园、完善雨洪管理系统和生物滞留系统等措施进一步完善济南中心城内的绿色基础设施，缓解城区热岛效应。

4.2.3 改善引导绿色出行的济南中心城绿道系统

城市绿道是城市绿地的一种重要构成形式，表现为一种线型绿色开敞空间，多沿城市中自然景观（风景道路、河滨、溪谷等）、人工廊道建立，可满足步行与骑行需要[7]，一般景观环境良好，以通行、休闲和观赏功能为主。城市绿道可将城市外围及郊区的自然气流引入城市内部，从而实现城与郊的气体流通与交换。且绿道内的植物组群对于城区的降温增湿发挥着积极作用，能够有效优化城区的大气状况和气候条件，缓解城市的热岛效应。

济南的城市化发展使居民出行更为便利，但城区内机动车充斥及交通堵塞时排放的大量汽车尾气使热岛效应持续加剧。绿道是城市慢行交通系统的主体，因此，应最大限度地利用济南中心城内的绿道建设慢行系统，以降低城区热量。相关调查显示，济南中心城居民放弃慢行出行的主要原因是中心城内步行和骑行空间得不到保障，慢行通行环境绿化和美化性不足、体验感差[8]。因此，要改善中心城内绿道的生态景观环境，充分保障慢行通行空间，加大绿化力度，提高景观美化度，营造良好的通行体验。此外，步行和自行车通行与其他交通出行方式往往相互结合，因此，做好绿道与其他多种出行方式的衔接对于提高慢行出行率也具有重要意义。

4.2.4 优化济南中心城绿地布局

第一，分区调整优化济南中心城的绿地布局。由于济南中心城土地资源稀缺，建设用地的不断扩张限制了城区绿地面积的增加，因此在维持既有城区绿地规模的基础上，根据中心城各部分区域的实际情况，分区优化和改善区内的绿地布局，对于充分发挥中心城绿地的整体生态效益，降低城区热岛强度具有积极作用。

首先，济南中心城的热岛强度整体上呈“主城区最强、东部城区次之、西部城区弱”的特点[9]。而中心城的绿地建设工作往往着眼于新区的绿地开辟，对主城区绿化有所忽视，绿地的空间配置不合理，难以有效实现绿地服务的公平性。中心城的公园绿地布局也存在不公平现象，其绿地布局与人口分布不均，同时公园自身服务能力与周边交通条件参差不齐，导致公园绿地的实际需要與公园布局有所出入。因此，中心城的绿地规划布局应兼顾公平性和可达性原则，使城区各区域绿地协调发展。主城区内人口密集，经济增长相对粗放，生产生活产生的热量多，绿地面积不足，可在主城区内建设口袋公园，打造街区公园和社区绿地网络，优化各类附属绿地建设，提升城区绿地景观品质和服务水平，并充分满足公共绿地的空间可达性。

其次，中心城非核心区的绿地布局分散，缺乏联系性。一般认为，绿地景观连续性越强的区域，其绿地间的相互作用越明显，绿地的生态功能可得到更大程度的发挥。因此，可整合原有绿地资源，将部分公园打造成中大型公园，通过林荫道、滨水绿带等绿道和带状绿地将点状的景观节点和较为分散的游憩绿地串联起来，形成完整且具有韧性的绿地网络。

第二，打造东西向的带状绿地。受区位条件影响，济南中心城的发展是由主城区向东、西部城区扩展，南北方向上的限制对公园选址以及公园服务范围产生了影响，因此城区内应因地制宜，可多规划东西方向的带状绿地，以缓解中心城因“南山北水”地形引起的东西方向的高温带，降低高温带夏季的高热岛强度。

5 结语

城市绿地对于缓解热岛效应发挥着不可忽视的重要力量，优化城市绿地格局对于城市空间降温增湿、降低城市热岛强度、改善城市热环境具有重要作用。在济南中心城用地紧张的情况下，在现有绿地格局基础上提高城区绿化覆盖率、完善城区绿色基础设施、改善城区绿道环境以及优化城区绿化布局，是调节济南中心城区整体温度、缓解城区热岛效应、提高城区生态环境质量以及提高居民生活舒适度的重要途径和手段。

参考文献：

[1] 济南市城市绿地系统规划（2010—2020年）方案公示[Z]. 2015-08-22.

[2] 林冰钰，杨心怡，张颖诗，等.广州市核心区城市绿地降温效应研究[J].生态科学，2021，40（2）：26-34.

[3] 桂昆鹏，徐建刚，张翔.基于供需分析的城市绿地空间布局优化——以南京市为例[J].应用生态学报，2013，24（5）：1215-1223.

[4] 刘本本，周继华，孙清琳，等.城市绿地降温功能研究进展[J].北方园艺，2020（20）：130-136.

[5] 刘艳红，郭晋平.绿地空间分布格局对城市热环境影响的数值模拟分析——以太原市为例[J].中国环境科学，2011，31（8）：1403-1408.

[6] 苏王新，常青，刘筱，等.城市蓝绿基础设施降温效应研究综述[J].生态学报，2021，41（7）：2902-2917.

[7] 涂信，范凛霜.全域旅游视域下南昌城市绿道创新发展研究[J].当代旅游，2019（11）：65-66.

[8] 肖娟，张新兰，许建，等.引导绿色出行的中心城绿道规划关键技术研究——以济南中心城区为例[C]//中国城市规划学会城市交通规划学术委员会. 2016年中国城市交通规划年会论文集.中国城市规划学会城市交通规划学术委员会：中国城市规划设计研究院城市交通专业研究院，2016：9.

[9] 刘勇洪，张硕，程鹏飞，等.面向城市规划的热环境与风环境评估研究与应用——以济南中心城为例[J].生态环境学报，2017，26（11）：1892-1903.

作者简介：伊泽坤（1998—），女，山东济南人，硕士在读，研究方向：风景园林规划设计与理论。