佛山小区景观要素对小气候的影响——以佛山市倚翠园为例

王子越，刘开颜，梁祖榆，梁彩桦，任敬民

（佛山科学技术学院交通与土木建筑学院，广东佛山 528200）

随着佛山人口的增长与经济发展，城市人居密度逐步提升，居住区日益拥挤，这对小区景观设计提出了更高的要求，景观要素配置既要保证足够的观赏性，又要具备改善小气候的实用性，为小区居民提供更优越的居住条件。本研究通过对比佛山小区3 种类型的植物配置地、纯硬质地与带水体的硬质地对小气候的影响，说明增加绿化面积与合理设置水体的景观要素配置对改善小区小气候意义重大。

佛山地处广东省中部、珠三角腹地。位于东经113°06′，北纬23°02′，属南亚热带季风性湿润气候，年平均气温23.2℃，冬季盛行偏北风，夏季盛行偏南风。年平均气温22.1℃，降雨量1600～2000mm，具有春季低温多阴雨、气温变化大，汛期（4-6 月）多雨、雨量较集中，夏秋常有台风（7-9 月台风盛期），秋季有寒露风，秋末偶有低温，冬季霜冻较轻等特点[2]。佛山地处珠江三角洲平原，其地势总体有北高南低、西高东低的特征，大部分地区较为低平，地势起伏较小，以平原为主，植被类型为常绿阔叶林。

2.1 小气候指标研究

选择佛山市禅城区DNA 购物中心、倚翠园小区内共4 处地点为测量点，测点1：硬质地——DNA 购物中心广场；
测点2：灌木丛——小区内灌木种植区；
测点3：硬质地（近水）——小区内池塘边的硬质地；
测点4：乔木林——小区内乔木密植的林荫步道。

各测点都具备其特有影响小气候因素的环境条件，控制相互之间只有一个变量，分为2 个对照组，分别是测点1、2、4 组成的对照组1，用于分析植物不同植物配置所带来的影响；
测点1、3 所组成的对照组2，用来分析水体所带来的影响。

2.2 测量统计方法

采用美国kestrel 5400 手持黑球气象站，在同一时间不同测点距离地面1.5m 处开启仪器进行测量，等到数据趋于稳定时记录数据，分别测量风速、空气温度、空气湿度，于2022 年4 月30 日-5 月4 日，连续测量5d，从早晨8：00 开始，每隔2h 测定1 次，重复3 次，取其平均值，制作柱状图及折线图进行数据分析，探讨影响数据的因素与舒适阈值。

3.1 不同景观要素对小区空气温度的影响

不同植被配置和有无水体配置的城市小区景观节点在夏季的温度状况明显不同。从日均温度和日最高温度来看，乔木林均显著低于灌木林，硬化地（近水）均显著低于硬化地（图1）。

由图1 可知，绿化覆盖率达到一定要求的乔木林和灌木林的降温作用十分明显，其中，乔木林的降温作用大于灌木林。乔木林和灌木林的日均温度对比硬化地可降低2.2℃左右，在14:00 的日最高温点，降温作用更为明显。主要是达到一定规模的乔木林和灌木林可形成林分，具有一定的降温效应。这种降温效应是通过树冠的遮蔽即减少了太阳直接辐射和植物的蒸腾散发冷却作用来实现的。在炎热的夏季里，城市绿化地区树木枝叶下形成了浓郁的腹地，不仅遮挡了来自太阳的直接辐射热，而且也阻挡了来自地面、墙面和其相邻物体的反射热能，从而有效降低温度[3]。冠幅大且叶阔的树种具有强大的蒸腾能力，能更好地将根吸收的液态水通过叶面蒸腾作用转化为水蒸气到空气中。水在蒸腾作用下，伴随着能量的消耗和转化，叶面变得冷却，从而从环境中吸热，使得周围环境温度降低。

图1 不同景观要素对小区空气温度的影响

配置水体的硬化地比无配置水体的硬化地降温作用更明显。其中，硬化地（近水）日均温度比硬化地降低了近2℃，而在14:00 的日最高温点，硬化地（近水）日最高温比硬化地降低了2.6℃。是因为水体在高温环境下发生蒸腾作用，从液态变成气态吸收热量，降低温度，从而起到调节局部小气候的作用。

3.2 不同景观要素对小区湿度的影响

相对湿度指的是大气中实有水汽压与同温度同压强下水的饱和气压的比值。据报道，人体最舒适的相对湿度为45%～65%[4]，过高或过低的相对湿度都会引起人体的不适，甚至影响健康。由图2 可知，由于乔灌木等植被的蒸腾作用，地下的水分被植物吸收后通过叶面蒸发缓慢地散发到大气当中，又因乔灌木枝叶对风的阻滞和对太阳光的散射，植被通过蒸腾作用蒸发出的水汽既不易向外流散也不易被太阳蒸发[5-6]，故而乔木林和灌木林中的相对湿度比林外空旷的硬质铺装地高出6%和2.3%。而水体的增湿作用最为明显，其空气湿度比硬化地高出了7.2%。

图2 不同景观要素对小区空气湿度的影响

从以上测试数据可以看出，在阳光直射下，场地中的水分都在大量地蒸发，无植被覆盖的硬化地表面水分最容易被炎热的阳光蒸发成水汽，并伴随空气的流动而迅速流失；
灌木林由于树形相对矮小，其滞风、降温和蒸腾增湿的作用均不如乔木林明显，虽有一定的增湿作用但效果远不及乔木林；
水体既不能减缓太阳直射，也不能降低风速，但其蒸发补充水汽的能力最强，使得其增湿的能力反而最为显著。

因此，通过植物的配置和水体的营造均能对小区起到一定的增湿作用，但其作用机制有所不同，水体是直接通过水的蒸发增湿，而乔灌木林则通过蒸腾作用降温增湿。从测试结果看，在地面附近，一定面积水体的增湿作用强于乔木林，乔木林强于灌木林。

3.3 不同环境要素对小区风速的影响

倚翠园的园林空间被居民楼建筑围合，且面积不大，各节点布置比较紧密，也较贴合建筑物，风速适中。由于建筑物对风的遮挡，在对风速数据的影响中起到了很大的作用，为了避免无关因素的干扰，尽量选用了离建筑物较远且与建筑物距离相近的点位进行测量。

由图3 可知，树木对风速有非常明显的减弱作用，乔木具有极高的叶面积，在风穿过树林的时候，产生涡流、旋流、环流和峡管效应，给予气流巨大的摩擦力，使得风速有较明显的下降。在同样原理下，灌木对风速也有影响，但对风速的减弱能力不如乔木，可能是灌木的叶面积不如乔木，提供给气流的摩擦力也无法达到前者的水平；
其次，由于乔木高度远比灌木丛要高，可以阻挡更多的气流，从而使乔木林的风速要比灌木丛的低。而硬化地没有任何植物遮挡，气流经过该点位时受到的摩擦力要远比乔木林和灌木丛小得多，因此硬化地的风速在4 个测量点中是最高的。

图3 不同景观要素对小区风速的影响

水体对于风速也有一定的影响作用。硬化地（近水）点位的风速要比硬化地低，说明水体在一定程度上具有降低风速的作用。这是因为当气流由陆上流入水上或由水上流入陆上时，由于下垫面粗糙度和温度改变，其风速就要发生变化。观测点附近的水体与硬化地面相比，符合下垫面温度突然改变的条件，因此风速发生了下降[8]。

因此，植物的搭配与水景的配置，均可以降低小区的风速，但两者的作用原理是不同的，乔木林与灌木丛是气流穿过的场所，它们通过为气流提供摩擦力来使风速下降，并且叶面积越大，其对气流的阻碍效果越强，风速越低。而水体对风速的影响是通过下垫面的突然改变而导致温度变化，使得风速下降。

3.4 小区景观对人体舒适度的影响

人体对大气环境的感受实际上受到了多种气象要素的综合作用影响，影响人体舒适度的主要气象因子有温度、相对湿度、风速，可以通过这3 个因素来定量表述人体舒适程度[9]。

根据温度、相对湿度、风速，采用ssd 公式来计算人体舒适度，计算公式为：

式中：t 为气温，f 为相对湿度，v 为风速。当ssd 的数值在60～70 之间时，人体感受最为舒适[10-11]。

根据计算（图4），乔木林的ssd 平均值为80.8，硬化地（近水）的ssd 平均值为82，灌木丛的ssd 平均值为82.9，而硬化地的ssd 平均值为83.2。

这说明在5 月上旬温度较高且有雨的佛山小区内，乔灌木与水体确实为局部小气候的改善提供了帮助。其中乔木对小气候改善能力最强，而水体的改善能力与灌木丛相近。

图4 每日不同时间段的ssd 平均值

在小区景观中，乔木灌木的配备对小气候的改善起到了很好的效果，在达到一定程度覆盖度的前提下，乔木可平均降温3℃，并带来6%左右相对湿度的提升；
在灌木丛中，温度下降可达1.5℃左右，相对湿度平均提升2.3%。乔木与灌木的配置也对风速的下降有明显的作用。水体对小区小气候改善也具有不容忽视的影响，在5 月份的佛山小区里，一个规模不大的水池就可以让周边环境平均降温2℃，湿度提升7.2%，并且具备在一定程度上降低风速的功能。

结合单体因素配置对小气候改善能力，建议通过乔灌植物合理搭配，再配合水体的降温作用，可以取得更好的效果，为小区游人提供良好的休憩环境。因此，在以人为本的小区景观设计中，要充分发挥绿色植物的生态调节作用，结合水体的降温增湿能力，合理布局景观要素，不仅在外观上适宜游人观赏，还应具有减弱风速、调节温湿度的实用价值，以满足新时代下优质小区对园林景观的发展需求。