全 文 ：第 34 卷第 17 期
2014年 9月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.17
Sep.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家科技重大专项(2011ZX05043鄄005)
收稿日期:2013鄄07鄄07; 摇 摇 网络出版日期:2014鄄03鄄05
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: hhf@ mail.hebtu.edu.cn
DOI: 10.5846 / stxb201307071852
王红娟,黄华芳,王健,张聪聪,左晓明.石家庄市滨河湿地公园秋季增湿效应.生态学报,2014,34(17):5077鄄5086.
Wang H J, Huang H F,Wang J, Zhang C C, Zuo X M.The humidifying effect of riparian wetland park during autumn in Shijiazhuang City.Acta Ecologica
Sinica,2014,34(17):5077鄄5086.
石家庄市滨河湿地公园秋季增湿效应
王红娟1,黄华芳1,2,*,王摇 健1,2,张聪聪1,左晓明1
(1. 河北师范大学资源与环境科学学院, 石家庄摇 050024; 2. 河北省环境演变与生态建设实验室, 石家庄摇 050024)
摘要:滨河湿地公园拥有良好的生态环境和多样化的景观资源。 作为城市绿地系统的重要组成部分,它在调节气候、美化环境、
维护区域生态平衡等方面具有不可替代的作用。 于 2012年 10月 10—12日和 2013年 9月 27—29日、10月 2、3、6日晴朗无风
(或风速小于 0.2 m / s)的天气条件下,在石家庄市太平河滨河湿地公园,选择不同结构的下垫面———水泥路面(宽约 14 m)、乔鄄
草绿地(宽约 58 m)、灌木林(宽约 22 m),对距地面 1.5 m高度内的大气湿度变化情况进行了系统监测,并选择了面积相近、无
植被和水体等环境因素影响的裸地进行了比测,研究了不同植被类型在秋季白天各时段增湿效应的垂向和横向变化规律,分析
了各类下垫面增湿效应的差异性。 结果表明:淤植被覆盖区的增湿效应随环境温度升高而增强,其相关系数可达 0.8以上。 白
天以 10:00—14:00气温较高时段增湿效应最明显,平均较 8:00高 4%左右,较 18:00高 8%左右;于植被的增湿效应在近地面
处较强,而自 0.2 m高度向上各监测高度段以公差为 1%—2%的数列递减;盂秋季白天,不同下垫面的增湿效应由强到弱依次
为灌木林、乔鄄草林、河流、水泥路面,其中灌木林较乔鄄草林的增湿效应强约 5%—7%;榆同一绿地,当结构和郁闭度无明显变化
时,其增湿效应在相同季节基本稳定;虞虽然秋季绿地增湿效应与夏季相比明显减弱,但绿地增湿效应与环境温度的关系、增湿
效应的垂向变化特征以及不同结构绿地的增湿效应差异等在不同季节仍具有一致的规律。 滨河湿地公园不同结构类型区域的
合理配置,可以更有效地改善大气环境。
关键词:滨河湿地公园;乔鄄草林;灌木林;增湿效应
The humidifying effect of riparian wetland park during autumn in Shijiazhuang
City
WANG Hongjuan1, HUANG Huafang1,2,*,WANG Jian1,2, ZHANG Congcong1, ZUO Xiaoming1
1 College of Resources and Environment Science, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050024, China
2 Key Laboratory of Environmental Change and Ecological Construction, Shijiazhuang 050024, China
Abstract: As one of the important part of urban green lands, the riparian wetland park has good ecological environment and
various landscape resources, and plays an irreplaceable role in adjusting the climate, beautifying the environment and
maintaining regional ecological balance. So, study on the ecological effects of urban riparian wetland park not only have
theoretical significance, but also have practical significance to improve living environment. In order to study the humidifying
effect of different underlying surfaces from horizontal and vertical directions, the authors monitored the air humidity below
the height of 1.5 m above the ground of various underlying surfaces, including a cement pavement (14 m wide), arbor鄄
grass lands (58 m wide), and shrub lands (22 m wide), during 10—12 th October, 2012, 27—29 th September and 2nd, 3rd
and 6 thOctober, 2013, when it was sunny day without wind ( or the wind speed less than 0.2 m / s), in Taiping riparian
wetland park of Shijiazhuang, Hebei Province. And compared the results with the monitoring data of bare land, which has
the similar size to the monitoring area and free from plants and water. The research results could be summarized as follows:
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First, the humidifying effect of vegetation can strengthen with the increase of air temperature and the correlation coefficient
surpasses 0.8. The humidifying effect is the strongest at 10:00—14:00 when the temperature is the highest on the midday.
The humidifying effect is 4% more than that at 8:00, and 8% more than that at 18:00. Second, the humidifying effect is
the strongest close to the ground surface, then it reduces toward up progressively from the height of 0.2 m, and the lapse
rate is 1%—2%. Third, the humidifying effect of ground surface with different land covers from strong to weak are: shrub
lands, arbor鄄grass lands, river and cement pavement, the shrub lands is 5%—7% more than that of arbor鄄grass lands.
Four, the humidifying effect keeps a stable state in the same season where the structure and canopy density of the green
lands have no obvious change. Last, the humidifying effect of green lands in autumn is weaker significantly than in summer,
but the relationship between humidifying effect of green lands and air temperature has the same tendency in different
seasons. In addition, the vertical variation of humidifying effect and the difference of various green lands with different
structures also have the same tendency in different seasons. All of above present the general rules of humidifying effect of
green lands. Thus it can be seen that the rational allocation on various types of green lands in wetland parks can improve the
atmosphere environment more effectively.
Key Words: riparian wetland park; arbor鄄grass lands; shrub lands; humidifying effect
摇 摇 滨河湿地公园拥有良好的生态环境和多样化的
景观资源。 作为城市绿地系统的重要组成部分,它
在调节气候、美化环境、维护区域生态平衡等方面具
有不可替代的作用[1]。 布局合理、达到一定面积的
绿地通过蒸腾作用能够产生大量水蒸气,使其周围
的空气湿度提高 5%—20%[2]。 滨河湿地公园以其
特有的生态功能,维系着城市水、生命、文化、环境等
多方面的关系,在人类历史的发展进程中扮演着不
可或缺的重要角色[3]。
国外对于城市湿地公园的研究,多予关注的是
植物物种组成及其丰富度的生态景观效应、生态景
观遭受破坏引起的环境劣化、生态景观退化的影响
因素和景观修复、生态景观资源的优化管理和生态
旅游业的可持续发展等问题[4鄄12];国内有关城市湿
地公园的研究起步较晚,而且大多是出于为城市建
设、发展服务的目的,集中在城市湿地公园植物景
观[13鄄16]、园区规划与建设[17鄄21]等方面。 总体来看,
迄今在国内外涉及城市湿地公园增湿效应类的研究
较为缺乏。
于 2012年 10月 10—12日和 2013 年 9 月 27—
29日、10 月 2、3、6 日晴朗无风(或风速小于 0.2 m /
s)的天气条件下,在石家庄市太平河滨河湿地公园,
选择不同结构的下垫面和不同植被类型覆盖的地
段,对距地面 1.5 m高度内的大气湿度变化情况进行
了系统监测,从定量的角度研究了不同植被类型在
秋季白天各时段增湿效应的垂向和横向变化规律,
探讨了不同植被类型的增湿效应差异及滨河湿地公
园的综合增湿功能。 其结果不仅对拓展城市湿地生
态效应研究具有理论意义,对改善人居环境也具有
实践意义。
1摇 研究区概况
太平河滨河湿地公园位于石家庄市北部,沿太
平河呈北东东向展布,长约 18 km。 研究监测区位于
公园东部、太平河北岸的雅临园(图 1a),面积 1.68
km2,其南侧的太平河为人工引水,河宽 240 m;北侧
的滹沱河几近干涸。 监测区内地形平坦,植被覆盖
度较高,植被类型主要为桃树(Prunus persica)、加杨
(Populus canadensis)、垂柳( Salix babylonica)、金银
木(Lonicera maackii)、野牛草(Buchloe dactyloides)及
早熟禾(Poa pratensis)等,周围空间开阔,临近 20 m
范围内无其他绿地。
研究区属于暖温带大陆性季风气候。 年均气温
11.8—13.2 益;年均降水量为 450—550 mm,干湿期
明显。 夏冬季长,春秋季短:春季长约 55 d,夏季长
约 105 d,秋季长约 60 d,冬季长约 145 d。 秋季,晴
朗少雨,气候宜人[22]。
2摇 大气湿度监测及数据处理
大气湿度监测使用衡欣科技公司生产的数字温
湿测量仪(型号 8716),测定范围为 0—100% RH,分
辨率 0.1% RH;用测尺对测点进行水平距离和垂直
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高度定位。
图 1摇 太平河滨河湿地公园测点分布图
Fig.1摇 Distribution of measure points in Taiping Riparian Wetland Park
2.1摇 大气湿度监测
监测点位布设垂直于太平河岸,以河岸为起点,
向北至翠屏东路为终点。 下垫面分别为滨河水泥硬
质路面(宽约 14 m)、乔鄄草绿地(宽约 58 m)、灌木林
(宽约 22 m)(图 1a,表 1)。
表 1摇 测区下垫面结构类型及特征
Table 1摇 Characteristics of underlying surfaces along the measure line
位置
Location
下垫面性质
Underlying
surface properties
植物构成
Plant composition
密度
Density /
(株 / m2)
郁闭度
canopy density
太平河北岸
North side of Taiping river 水泥路面 无 / /
距河岸 14—61m
14—61m from the river bank 乔鄄草林
杨树、桃树、柳树、
早熟禾、野牛草 0.06 0.7—0.85
距河岸 61—63m
61—63m from the river bank 石质路面 无 / /
距河岸 63—74m
63—74m from the river bank 乔鄄草林
杨树、桃树、柳树、
早熟禾、野牛草 0.06 0.7—0.85
距河岸 74—76m
74—76m from the river bank 石质路面 无 / /
距河岸 76—99m
76—99m from the river bank 灌木林 金银木 1 1
摇 摇 为确保各监测点数据能够系统反映不同绿地大
气湿度的变化规律,在晴天静风或风速<0.2 m / s 的
条件下,选择植被分布均匀的样方进行相对湿度监
测,并尽量避免人流的影响。 监测时间为 8: 00、
10:00、12:00、14:00、16:00 和 18:00 六个时段。 考
虑到河流蒸发和植被蒸腾对滨河水泥路面上空大气
湿度有一定影响,而乔鄄草林、灌木林内部环境均一,
在太平河北岸滨河水泥路面监测点较密,水平间距
为 2 m,在乔鄄草林、灌木林内监测点较疏,水平间距
约为 11 m;在近地面 1.5 m及以下高度布设监测点,
垂向测点间距 0.2 m。
此外为研究不同下垫面大气增湿效应的差异
性,还选择了面积相近、无植被和水体等环境因素影
响的裸地进行了比测研究(图 1b)。
9705摇 17期 摇 摇 摇 王红娟摇 等:石家庄市滨河湿地公园秋季增湿效应 摇
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2.2摇 数据处理
使用 Microsoft Excel 软件对监测区按灌木林、
乔鄄草林及水泥路面等下垫面类型分别建立相应的
数据文件,对各时段监测数据进行横向和垂向多重
比较,并与裸地 5个测点的监测数据相对照,分析各
类下垫面增湿效应的差异性、同类下垫面在不同时
段增湿效应的变化规律。
3摇 监测结果
将太平河滨河湿地公园各测点不同时间、不同
高度的大气相对湿度监测结果绘制成图(图 2)。
图 2摇 太平河滨河湿地公园各测点不同时段相对湿度
Fig.2摇 Relative humidity of measure points at different times in Taiping riparian wetland park
摇 摇 由图 2 可以看出,大气湿度呈现由水泥(或石
质)路面向绿地中央升高的趋势。 虽然不同类型绿
地的大气湿度值在不同时段、不同高度有所差异,但
由于 1.5 m 高度以下灌木林种植密度大,植被盖度
大,蒸腾作用强,其增湿效应强于乔鄄草林(1.5 m 以
下为裸干)。 因此,总体上大气湿度由高到低依次为
灌木林、乔鄄草林、园内石质小路、水泥路面。
3.1摇 滨河水泥路面
由于河边有高 1.2 m的护栏,水泥路面上的测点
淤在 10:00—16:00内处于阴影下,与测点于—舆背
景不同,故在数据分析时进行了合理取舍。
8:00,垂向上,大气湿度值在 1.5 m 高度范围内
由下往上呈升高趋势,平均幅度约 2%,表明在 8:00
前水泥地面受河流及植被影响较弱,其上方空气仍
保留了夜间大气的垂向湿度变化特征。 水平方向
上,各高度的空气湿度值均变化较小,平均幅度不足
2%,说明早 8:00前温度较低,蒸发、蒸腾作用较弱,
河流及植被的影响都比较小。
10:00,在 14 m 宽的水泥路面上,从垂向上看,
由于大气的混合作用使湿度值变化不大,平均幅度
小于 1%,但也呈现出近地面湿度值较低的规律;与
8:00相比较,10:00的大气湿度显著降低,平均幅度
0805 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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21%左右,且近地面 0. 8 m 降低较为明显。 说明,
8:00—10:00内随太阳辐射强度的增加,水泥路面的
热烘烤作用在增强。 水平方向上,在距河岸 2—6 m
范围内,随距河岸距离的增加,湿度逐渐降低,由
28郾 5%降低到 26%;在植被覆盖区边缘 8 m 范围以
内,湿度值基本稳定在 25%左右。 说明此时河流水
面蒸发作用对附近大气湿度的影响强于植被。
12:00—14:00,大气湿度无论在垂向上,还是在
水平方向上,均较 10:00之前有较大幅度降低,平均
湿度值由 10: 00 的 25%—29% 减小到 14:00 的
23%—24%,其中距河岸 2—6 m 左右范围内降低幅
度最大,约 5%,而远离河岸接近植被覆盖区湿度值
降低较少,不足 2%。 说明,一方面水泥路面辐射散
热作用增强;另一方面,与植被蒸腾作用相比较,此
时河流蒸发作用对相邻地带大气湿度的影响明显
减弱。
16:00,大气湿度值较 14:00 有所回升,河岸北
侧 2—4 m范围内湿度平均回升约 5%,且近地面 0郾 4
m高度以下湿度回升值显著大于 0郾 4 m 以上;河岸
北侧 4—6 m范围内湿度回升约 4%;在植被覆盖区
边缘 6 m范围内,近地面 0郾 2 m 高度内湿度回升幅
度较大,平均约 5%左右,0郾 2 m 以上湿度回升不足
3%。 说明,水面蒸发和植被蒸腾作用对近地面空气
湿度影响较大,而河流的水平影响范围虽小于植被,
但其影响下的大气湿度回升速度却大于植被。
18:00和 16:00 之前相比,大气湿度回升加快,
平均增幅约 12郾 5%。 水平方向上,自河岸至植被覆
盖区边缘湿度值逐渐增大,大体按首项为 38郾 1%、公
差为 1%的数列递增,表明此时植被增湿效应强于河
流。 垂向上,近地面湿度回升幅度较 0郾 2 m 高度以
上小,表现出湿度回升幅度和温度降低幅度有较强
相关性,相关系数为 0郾 8。
以上监测数据的规律性变化揭示出,居于河流
与植被覆盖区之间的水泥路面,秋季白天 8:00—
14:00内温度升高时植被及河流影响下的大气湿度
减小幅度在近地面处(高度约 0郾 2 m)较大,而在
16:00—18:00内温度显著降低时湿度变化幅度则是
近地面处较小。 从水泥路面周边环境影响来看,整
体上是植被的影响范围要大于河流。
3郾 2摇 植被
图 2还揭示了不同植被条件下大气湿度的变化
的基本规律。
乔鄄草林中 8: 00 空气湿度平均值最大,为
59郾 7%;10:00—12:00 内迅速降低至 39郾 8%;14:00
降至 37郾 1%;16:00 湿度略有回升,平均湿度值为
37郾 7%;18:00迅速回升到 49郾 5%。 8:00—18:00 内
各监测时段乔鄄草林边缘湿度值较内部分别低
11郾 9%、10郾 8%、12郾 3%、11郾 6%、10%、5%。 垂向上,
乔鄄草林湿度值在近地面处显著大于 0郾 2 m 以上高
度,且各时段差值不同,分别为 10郾 5%、 14郾 3%、
14郾 5%、13郾 7%、 12郾 9%、 13郾 3%。 此变化规律揭示
出,8:00植物光合作用及蒸腾作用较弱,对湿度影响
较小,夜间地被植物凝聚较多水分,使得近地面处湿
度值较 0郾 2 m 以上高度的湿度值大;10:00—14:00
内温度较高,一方面植物的蒸腾作用、光合作用对上
层空气湿度的变化产生重要影响,另一方面太阳辐
射透过乔鄄草林,近地面植被处于乔木阴影下,储存
在其中的水分不易散失,使得近地面湿度值远远高
于上部空气;16:00—18:00内温度降低,地被植物凝
聚水分能力增强,导致近地面空气湿度回升幅度大
于 0郾 2 m以上高度。
灌木林 8:00 湿度最大,较 18:00 高 14郾 5%;
12:00—16:00 内湿度最低,较 18:00 低约 10郾 8%。
由于灌木林植株密度较大,内部环境稳定,空气湿度
在水平方向上基本一致,在 8:00—18:00段内的各时
段内部湿度值比边缘处分别高 6郾 5%、5郾 2%、4郾 9%、
7郾 7%、3郾 2%、1郾 7%。 垂向上,各时段近地面处的空
气湿度较地面以上 0郾 2—1郾 5 m 内的空气湿度分别
高 11郾 1%、13郾 9%、16郾 3%、15郾 3%、12郾 1%、 11郾 7%。
表明,8:00,夜间凝聚在地面上的水分仍有较多保
留,使近地面湿度值高于上部;12:00 时—14:00内温
度较高,近地面处空气湿度值显著大于高处,阳光照
射下,这种分层现象更明显;16:00—18:00,植物蒸
腾作用较白天正午时段弱,水分也尚无凝聚于地面,
故其垂向湿度分层性减弱。
3郾 3摇 裸地
裸地的大气湿度值在白天各时段自地面向上
1郾 5 m高度内虽有上升趋势,但幅度甚微,平均不足
0郾 5%(表 2)。 从各时段大气湿度变化情况来看,
8:00湿度最大,平均为 46郾 4%左右;至 10:00 前后快
速降低到约 23郾 5%;此后,降低速度减缓,到14:00达
到最低,为 19郾 3%左右;其后开始回升,至 16:00 前
1805摇 17期 摇 摇 摇 王红娟摇 等:石家庄市滨河湿地公园秋季增湿效应 摇
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后达到 27郾 6%,18:00 再升高至 39郾 4%。 裸地各时
段平均湿度值由高到低依次为:8:00、18:00、16:00、
10:00、12:00和 14:00。 裸地的大气湿度监测结果能
够很好地反映温度与湿度呈负相关的变化规律,即在无
植被、河流等环境因素干扰的情况下,大气湿度值随温
度升高而降低,而温度降低则湿度变大。 适宜作为研究
不同植被增湿效应的对比基础。
表 2摇 裸地 5个监测点相对湿度平均值
Table 2摇 The average relative humidity of 5 measure points on bare soil
时间 Time
高度 Height / cm
0 20 40 60 80 100 120 150
8:00 47郾 6 47郾 5 46郾 58 46郾 2 46郾 5 45郾 9 45郾 6 45郾 7
10:00 23 23郾 1 23郾 3 23郾 15 23郾 3 23郾 41 23郾 52 24郾 92
12:00 20郾 96 21郾 35 21郾 38 21郾 43 21郾 2 21郾 54 21郾 65 21郾 8
14:00 19 19郾 12 19郾 32 19郾 45 19郾 43 19郾 41 19郾 52 19郾 53
16:00 27郾 45 27郾 62 27郾 58 27郾 55 27郾 76 27郾 69 27郾 78 27郾 75
18:00 39郾 3 39郾 35 39郾 45 39郾 46 39郾 45 39郾 43 39郾 4 39郾 41
4摇 不同结构下垫面的增湿效应分析
将 2012、2013年两期在同一测点相同时段的相
对湿度监测值进行平均,并与裸地同一时段的相对
湿度平均值进行对比,绘制出差值曲线图(图 3),以
分析不同时段的增湿效应。从不同下垫面的大气增
图 3摇 太平河滨河湿地公园各测点不同时段相对湿度与裸地差值
Fig郾 3摇 The relative humidity gap of underlying surfaces at different times in Taiping riparian wetland park and bare soil
2805 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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湿效应来看,灌木林﹥乔鄄草林﹥园内石质小路﹥水
泥路面;而在时间上又以 10:00—14:00 内增湿效应
最为显著。
4郾 1摇 灌木林不同时段的增湿效应
为便于分析灌木林不同时段、不同高度的增湿
效应,将灌木林与裸地的大气湿度相比较,求取差值
列于表 3。
由表 3 可以看出,垂向上,灌木林 8:00 地面处
的增湿效应约为 30郾 6%,到 0郾 2—0郾 8 m高度内迅速
降低至 21郾 8%,1—1郾 5 m高度内以公差为 1%递减;
10:00 增湿效应较 8:00 有所提高,且以地面处最为
明显,达 36郾 3%,向上逐渐减弱,到 0郾 2—0郾 8 m 高度
降至 23郾 2%左右,在 1—1郾 5 m高度段大体按公差为
2%的数列递减;12:00 增湿效应在各时段中最强,垂
向上也同样体现出自下而上减弱的变化规律,近地
面处约 37郾 6%,到 1郾 5 m 高度上逐渐降低至 17郾 6%
左右;14:00增湿效应较 12:00 有所下降,在近地面
处为 36郾 1%左右,0郾 2 m 以上各高度段逐级降低幅
度在 1%—3%之间;14:00—16:00 是增湿效应急剧
减弱的时段,近地面减弱幅度超过 9%,0郾 2 m到 1郾 5
m高度段减弱幅度也在 5%以上;到 18:00 段,增湿
效应降低速度有所减缓,各高度段平均降低幅度
约 1郾 6%。
表 3摇 灌木林各时段垂向增湿幅度
Table 3摇 Vertical humidity gap of shrubs at different times
时间 Time
高度 Height / cm
0 20 40 60 80 100 120 150
8:00 30郾 57 22郾 78 21郾 76 21郾 93 20郾 8 20郾 69 19郾 77 18郾 6
10:00 36郾 34 24郾 34 24郾 17 22郾 86 21郾 44 22郾 05 20郾 08 18郾 71
12:00 37郾 63 26郾 26 22郾 48 21郾 64 20郾 75 18郾 88 18郾 08 17郾 56
14:00 36郾 08 25郾 69 22郾 87 20郾 85 19郾 41 18郾 62 17郾 98 16郾 96
16:00 26郾 94 19郾 71 15郾 76 15郾 04 14郾 06 13郾 54 12郾 42 11郾 94
18:00 24郾 92 18郾 31 15郾 14 13郾 3 12郾 24 11郾 24 10郾 97 10郾 51
摇 摇 可见,灌木林不同高度、不同时段的增湿效应差
异较大。 近地面处增湿效应由强到弱的时段依次为
12:00、10:00、14:00、8:00、16:00、18:00;在 0郾 2 m高
度处增湿效应由强到弱的时段依次为 12:00、14:00、
10:00、8:00、16:00、18:00;0郾 4 m高度处的增湿效应
由强到弱的时段依次为 10:00、14:00、12:00、8:00、
16:00、18:00;0郾 6—1郾 5 m高度内的增湿效应由强到
弱的时段依次为 10:00、8:00、12:00、14:00、16:00、
18:00,且距离地面越高,各时段增湿效应差异越小
(表 3)。
4郾 2摇 乔鄄草林不同时段湿度效应
将乔鄄草林与裸地的大气湿度相比较,可以看出
其各时段增湿效应在垂向上的变化规律(表 4)。
表 4摇 乔鄄草林各时段垂向增湿幅度
Table 4摇 Vertical humidity gap of arbor鄄grasses at different times
时间 Time
高度 Height / cm
0 20 40 60 80 100 120 150
8:00 21郾 3 13郾 54 13郾 89 11郾 87 10郾 84 11郾 22 12郾 04 11郾 39
10:00 28郾 28 17郾 15 15郾 38 13郾 6 13郾 24 12郾 64 12郾 48 10郾 69
12:00 31郾 6 20郾 44 18郾 67 16郾 63 15郾 8 14郾 85 14郾 77 14郾 85
14:00 30郾 08 20郾 65 17郾 97 16郾 17 15郾 27 14郾 4 14郾 12 13郾 36
16:00 21郾 49 11郾 37 10郾 08 8郾 33 7郾 63 7郾 66 7郾 09 6郾 6
18:00 21郾 83 12郾 37 10郾 89 8郾 47 7郾 05 6郾 85 6郾 91 6郾 34
摇 摇 8:00,近地面处增湿效应为 21郾 3%,0郾 2—0郾 4 m
高度内增湿效应减弱至 13郾 5%—13郾 9%左右,而 0郾 6
m以上高度的增湿效应在 11郾 5%上下浮动。 10:00
和 8:00相比,增湿效应有所增强,平均增强幅度约
3805摇 17期 摇 摇 摇 王红娟摇 等:石家庄市滨河湿地公园秋季增湿效应 摇
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2郾 2%;在垂向变化上,其效应强弱随高度不同而有
明显差异,呈现自地面向上逐渐减弱的规律,且以
0郾 2 m高度内减弱最为明显,约为 11%。 12:00 的增
湿效应较 10:00 平均提高约 3%,在垂向上同样表现
出增湿效应自下而上降低的趋势,0郾 2 m高度处较地
面处低约 11%,0郾 2—1 m 高度段内以小于 2%的幅
度向上递减, 1—1郾 5 m 高度内增湿幅度稳定在
14郾 8%左右。 14:00较 12:00 增湿效应有所减弱,平
均降低约 0郾 7%;到 16:00—18:00 内增湿效应减弱
迅速,较 14:00 平均降低约 7郾 7%,以近地面处减弱
最明显,达 8郾 5%左右,垂向距地面越高,减弱幅度越
小。 整体上看,增湿效应由强到弱的时段依次为
12:00、14:00、10:00、8:00、16:00—18:00。
上述监测结果揭示,植被中午温度高时增湿效
应强,其原因在于:淤此时太阳辐射较强,能显著改
变叶片内外的水汽梯度-饱和差,叶片内部水汽压急
剧增加,而大气水汽压相对稳定,就会显著地提高植
物蒸腾的速率[23],导致空气中湿度增强;于植被内
部通透性较差,不易受外界环境干扰,植株盖度能有
效阻挡阳光照射,降低温度,使其内部形成湿度相对
较高的环境。
4郾 3摇 滨河水泥路面的湿度效应
水泥路面上空气湿度值变化较平缓,各测点湿
度值同一时段内较稳定,故求取各测点不同时段湿
度平均值,将其与裸地进行对比,求得与对照裸地空
气湿度差值(表 5)。
表 5摇 水泥路面与对照裸地湿度差值
Table 5摇 The relative humidity gap between rigid pavement and bare soil
时间 Time
高度 Height / cm
0 20 40 60 80 100 120 150
8:00 0郾 12 0郾 16 1郾 81 1郾 91 1郾 9 2郾 24 2郾 75 3郾 34
10:00 3郾 76 3郾 68 4 4郾 25 3郾 85 3郾 96 3郾 95 2郾 66
12:00 2郾 69 2郾 01 1郾 87 1郾 99 2郾 14 1郾 73 1郾 73 1郾 74
14:00 3郾 88 4郾 01 3郾 86 3郾 75 3郾 71 3郾 64 3郾 71 3郾 75
16:00 0郾 69 0郾 5 0郾 14 0郾 07 -0郾 06 0郾 18 -0郾 06 0郾 28
18:00 0郾 98 0郾 56 0郾 35 0郾 1 0郾 01 0郾 15 -0郾 05 -0郾 12
摇 摇 植被覆盖区的土壤水分保持能力最强,其次是
植被稀少或无植被生长的裸地,而水泥地面保水性
最差[24]。 因此,在无任何环境因素影响的情况下,
水泥路面和裸地的湿度差值应为负值,然而监测结
果却是 14 m宽的滨河水泥路面的平均湿度值高于
裸地约 2%,很显然是受到了道路两侧植被及河流蒸
腾、蒸发作用的影响。 这也进一步表明了,分居于水
泥路面两侧的河流与植被,其综合增湿效应水平影
响范围在 14 m以上。
5摇 结论与讨论
5郾 1摇 结论
依据石家庄太平河滨河湿地公园不同结构下垫
面的大气湿度监测结果和增湿效应变化规律的分
析,可以得出如下结论:淤植被覆盖区在上午时段,
随着时间的推移,增湿效应逐渐增强,10:00—14:00
内增湿效应最强,午后增湿效应逐渐减弱,且减弱幅
度越来越小;于植被的增湿效应在近地面处较强,而
自 0郾 2 m 高度向上逐渐减弱,说明地被植物和土壤
水分作用明显;盂增湿效应由强到弱依次为灌木林、
乔鄄草林、河流、水泥路面;榆两个秋季的监测结果表
明,同一绿地,当结构和郁闭度无明显变化时,其增
湿效应在相同季节基本稳定。 可见,滨河湿地公园
不同结构类型区域的合理配置,可以更有效地改善
大气环境。
5郾 2摇 讨论
从已有的相关研究来看,人们较多关注的是一
年当中的夏季,而对其他季节的研究较为概略,因此
本文的工作可以说是在前人基础上的延伸。 本研究
揭示,虽然秋季绿地增湿效应与夏季相比有所减弱,
但在增湿效应与环境温度的关系、增湿效应的垂向
变化特征以及不同结构绿地的增湿效应差异等方面
具有一致性[25鄄30],体现了绿地增湿效应的一般规律。
前人通过对带状绿地夏季增湿效应的研究后总结
出,宽度大于 40 m的带状绿地,郁闭度超过 67%时,
增湿效应显著且趋于稳定;不同结构绿地的增湿效
4805 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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应依次为乔鄄灌鄄草>乔鄄草>灌鄄草>草坪[31鄄32]。 本次研
究的滨河带状绿地宽约 80 m,郁闭度大于 70%,两个
秋季的监测结果表明,绿地结构和郁闭度无明显变
化时,其增湿效应在相同季节基本一致,但不同结构
绿地的增湿效应与夏季[31鄄32]有所不同,表现为灌木
林(灌鄄草)>乔鄄草。 这反映出,不同结构的绿地随季
节变化,其增湿效应也有一定差异。
本研究侧重的是人体对外部环境舒适度最为敏
感的 1郾 5 m 高度范围,在此范围内,乔木为裸干,因
此它对乔鄄草林增湿效应的贡献主要体现在遮阳作
用上,而其高于 1郾 5 m 的冠层对上部大气的增湿效
应尚有待进一步研究。 此外,研究区内的河流宽度
为 240 m、植被绿化带宽度约 80 m,其间为宽 14 m
的滨河水泥路面,从监测结果来看,虽然植被绿化带
边缘较内部的大气增湿效应明显减弱,但整个绿化
带增湿效应的水平影响范围尚难确定,因此尽管说
由于绿化带与河流两者综合增湿效应的横向交叠,
才使得整个水泥路面上的空气湿度增大,可是其各
自水平影响范围的大小以及它们与河流、绿化带宽
度之间的关系如何,还需要深入观测。
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