全 文 ：　 　 收稿日期 ：２００５唱１２唱２５ 　 改回日期 ：２００６唱０３唱０８
校园内不同树种行道树生态效应研究
刘振威 　孙 　丽 　沈 　军
（河南科技学院 　 新乡 　 ４５３００３）
Ecological effect of growing different street tree species in institutional campuses ．LIU Zhen唱Wei ， SUN Li ，SHEN Jun
（Henan Institu te of Science and Technology ，Xinxiang ４５３００３ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５（４） ：２０８ ～ ２１０
（Received Dec ．２５ ，２００５ ；revised March ８ ， ２００６）
绿化植树可美化环境给人以舒适和美的感受 。 炎夏季节树木还具有较强的降温 、调节空气湿度和杀菌
等多种功能 。 目前国内许多专家学者研究了森林和农田小气候的变化特征 ，但对校园行道树小气候的研究
报道较少 。 校园是个比较特殊的场所 ，该场所中不仅有许多建筑 、硬化的水泥地和密集的活动人群 ，而且有
充满绿色的草坪 、鲜花争奇斗艳的花园和高大挺拔 、浓郁的行道树［１ ～ ８］ 。 所有这些特征必然决定了校园具
有独特的小气候 。 为此本试验于 ２００３ 年 ８ 月对河南科技学院校园行道树的小气候效应进行了初步观测和
研究 。
1 　 研究方法
试验测点设置根据“典型性 、代表性和一致性”的原则 ，在河南科技学院校区内选 ４ 个测点 。 第一测点
（C１）位于 ０ 号教学楼（１４ 层）与 １ 号教学楼（５ 层）之间东西向略偏南的行道树下 。 该双行行道树为 １５ 年生
的垂柳 ，树高 ７m ，胸径 ２８cm ，冠幅 ４m × ６m ，下枝高 ２m 。 靠近综合楼的一侧距离建筑 ８m ，其间栽植有小叶
黄杨且其生长状态较好 。 靠近 １ 号教学楼的一侧距离建筑物 ７m ，中间生长有草坪和高 １m 左右的刺柏 ，树
下为硬化路面 。 第二侧点（C２）位于 １ 号学生公寓和报栏之间的行道树下 。 该行道树双行东西向 ，主栽 １４
年生的悬铃木 ，树高 ９m ，胸径 ２５cm ，冠幅 ５m × ６m ，枝下高 ２ ．５m ，树下为硬化路面 。 第三侧点（C３）位于 １
号 、２ 号学生公寓中间东西向略偏南的行道树下 。 该行道树为双行配置的 １５ 年生的黄山栾树 ，树高 ７m ，胸
径 ２０cm ，冠幅 ５m × ４m ，枝下高 ２ ．０m ，树下为硬化路面 。 第四侧点（CK）为对照点 ，位于 ０ 号教学楼 、一号教
学楼 、１ 号学生公寓 、２ 号学生公寓之间的空旷水泥路面 ，距离周围植被均 ５ ～ ６m 。
试验于 ２００３ 年 ８ 月每旬选两个晴天进行 。 观测日在 ８ ：００ ～ １８ ：００ 间 ，每 ２h 观测 １ 次 。 采用往返读数 ，
即整点前在测点的两边同时将所有观测项目各进行一次 ，整点后再进行一次 ，整点前后的观测顺序相反 。
校正整理后取各要素的平均值 ，消除时间差 ，作为整点的气象要素值 。 测点设在行道树两边对称位置树冠
阴影的中心 ，观测前 ２５ ～ ３０min 把仪器放在观测点上 。 温度 、湿度用阿斯曼通风干湿表在 １５０cm 垂直高度
　 　 　
图 1 　 各点气温日变化
Fig ．１ 　 The daily change of temperature in
different sites
观测 ，光照度和紫外辐射辐照度在 １５０cm 垂直高度分别采
用 ZDS唱１０ 型数字式照度计和 ZDZ唱１ 紫外辐射照度计观测 ，
另外用空盒气压表测定大气压 ，目测天气状况 。 数据应用
EXCEL 绘图分析 。
2 　 结果与分析
2 ．1 　 行道树的降温效应
由图 １ 可知 ，８ ：００ ～ １８ ：００ 间 ４ 条气温变化曲线均呈倒
“U”字型 ，且最大值都出现在 １４ ：００ 。 １４ ：００ 前各点的温度随
时间的推移都在升高 ，测点 C１ 、C２ 、C３ 温度分别升高 ６ ．０ ℃ 、
５ ．８ ℃ 、６ ．０ ℃ 、各测点平均升温约 １ ．０ ℃ ／h ；而对照点温度升
高９ ．１ ℃ ，平均升温约１ ．５ ℃ ／h 。１４ ：００后 ，各点都在降温 ，测
第 １５卷第 ４ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 　 No ．４
２ ０ ０ ７ 年 ７ 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture July ，　 ２００７
点 C１ 、C２ 、C３温度分别降低 １ ．３ ℃ 、１ ．２ ℃ 、１ ．４ ℃ ，各测点平均降温不到 ０ ．５ ℃ ／h ；而对照点温度降低 ４ ．５ ℃ ，平均
降温约 １ ．１ ℃ ／h 。 由此可知 ，行道树下气温升高或降低的速率减小 ，气温变化幅度降低 。 ８ ：００ ～ １８ ：００ 间行道树
下平均气温较对照点下降 １ ．７ ～ １ ．９ ℃ ，证明行道树具有一定的降温能力 。绿化树木的降温效应为人们所熟知 ，
但不同树种的降温能力不同 。为了解不同树种行道树降温能力的大小 ，引入平均降温率［５］ ，其公式为 ：
T ＝ １６ ∑
６
i ＝ １
Ti － Ti２
Ti × １００ ％ （１）
式中 ，T 为平均降温率 ，Ti 为各时间整点对照点气温 ，Ti２为行道树下各时间整点气温 。 就平均气温而言 ，无
论哪种行道树都有降温效应 ，只是降温幅度不同 。 ８ ：００ ～ １８ ：００ 间垂柳的平均降温率为 ５ ．７ ％ ，悬铃木的平
均降温率为 ６ ．４ ％ ，栾树的平均降温率为 ４ ．６ ％ 。 降温效应排序为悬铃木 ＞ 垂柳 ＞ 栾树 。
图 2 　 各点湿度日变化
Fig ．２ 　 The daily change of humidity in different sites
2 ．2 　 行道树的增加空气湿度效应
由图 ２ 可知 ，８ ：００ ～ １８ ：００ 间空气相对湿度的变化与温度
相反 ，曲线呈“U”字型 。 ４ 条相对湿度曲线的最小值都出现在
１４ ：００ 。 １４ ：００ 前各点相对湿度都在降低 ，测点 C１ 、C２ 、C３ 相
对湿度在 ６h 内分别降低 ２５ ％ 、２４ ％ 、２７ ％ ，最低相对湿度分别
为 ６５ ％ 、６７ ％ 、６２ ％ ；而 CK 降低了 ２９ ％ ，最低相对湿度达到
５８ ％ 。 １４ ：００ 后各点相对湿度都在升高 ，１８ ：００ 测点 C１ 、C２ 、
C３ 和 CK 相对湿度分别达到 ７４ ％ 、７６ ％ 、７６ ％ 和 ７３ ％ ，行道树
增加空气湿度 １ ％ ～ ３ ％ ，故行道树一定程度上能增加空气的
相对湿度 。 不同树种行道树的增湿效应不同 ，现引入平均增湿
效应［６］ ，其公式为 ：
F ＝ １６ ∑
６
i ＝ １
Fi２ － Fi
Fi × １００ ％ （２）
式中 ，F 为平均增湿效应 ，Fi 为各时间整点对照点空气湿度 ，Fi２为行道树下各时间整点的空气湿度 。 垂柳 、
悬铃木 、栾树等行道树均有不同程度的增湿效应 ，垂柳的平均增湿率为 ６ ．１ ％ ，悬铃木的平均增湿率为
８ ．６ ％ ，栾树的平均增湿率为 ４ ．３ ％ 。 增湿效应排序为悬铃木 ＞ 垂柳 ＞ 栾树 。
图 3 　 各点光照度日变化
Fig ．３ 　 The daily change of illuminance in
different sites
2 ．3 　 行道树的遮光效应
由图 ３ 可知 ，８ ：００ ～ １８ ：００ 间测点 C１ 、C２ 、C３ 和对照点的
光照度变化曲线都呈倒“U”字型 ，在一天中 １２ ：００ 都出现最大
值 。 ８ ：００ ～ １８ ：００ 间测点 C１ 、C２ 、C３ 光照度的变化幅度比对照
点小 ，３ 个测点的平均变化幅度为 ５ ．６４klx ，对照点为４１ ．８３klx ；
且测点 C１ 、C２ 、C３ 的全天平均光照度比对照点小 ，３ 个测点的
平均光照度为 ４ ．６２klx ，对照点为 ２７ ．７４klx 。 行道树具有非常
明显的遮光效应 。 为比较不同树种行道树的遮光效应 ，现引入
遮光率［６］ ，其公式为 ：
I ＝ １６ ∑
６
i ＝ １
Ii － Ii２
Ii × １００ ％ （３）
式中 ，I为遮光率 ，Ii 为对照点各时间整点光照度 ，Ii２为行道树
下各时间整点的光照度 。 垂柳 、悬铃木 、栾树 ３ 种行道树都具有明显的遮光效应 ，其中垂柳的遮光率为
８７ ．７ ％ ，悬铃木的遮光率为 ９０ ．１ ％ ，栾树的遮光率为 ６１ ．６ ％ 。 遮光效应排序为悬铃木 ＞ 垂柳 ＞ 栾树 。
2 ．4 　 行道树对紫外辐射的减弱效应
紫外辐射指波长小于 ４００nm的辐射 ，紫外辐射区的能量约仅占太阳总辐射能量的 ７ ％ ［３］ ，但其生物学
效应引起了人们的更多关注 。 波长较长的紫外辐射对植物的成形和着色有一定作用 ，而波长较短的紫外辐
射对生物具有杀伤作用［１］ ，且过多的紫外辐射会使人患上皮肤癌 、白内障等疾病［２］ 。 各种树木对紫外辐射
都有一定的阻挡和吸收作用 。
由图 ４ 可知 ，８ ：００ ～ １８ ：００ 内 ４ 条紫外辐射变化曲线也均为倒“ U”字型 ，最大值也都出现在 １２ ：００ 。
８ ：００ ～ １８ ：００ 间 C１ 、C２ 、C３ ３ 个测点平均紫外辐射辐照度仅 ６２ ．１ μW／cm２ ，最大值也只有 １０２ ．４ μW／cm２ ；而
第 ４期 刘振威等 ：校园内不同树种行道树生态效应研究 ２０９　
图 4 　 各点紫外辐射日变化
Fig ．４ 　 The daily change of ult raviolet radiation
in different sites
对照点平均紫外辐射辐照度为 ３５５ ．８ μW／cm２ ，最大值达到
６０７ ．６ μW／cm２ 。 证明行道树能够减弱紫外辐射强度 。 为比较
不同树种行道树对紫外辐射的减弱效应 ，现引入紫外辐射平均
减弱率 ，其公式为 ：
U ＝ １６ ∑
６
i ＝ １
Ui － Ui２
Ui × １００ ％ （４）
式中 ，U 为紫外辐射平均减弱率 ，Ui 为对照点各时间整点的
紫外辐射辐照度 ，Ui２为行道树下各时间整点的紫外辐射辐照
度 。垂柳 、悬铃木 、栾树等 ３ 种行道树对紫外辐射强度都具有
明显减弱效应 。 其中垂柳的紫外辐射平均减弱率为 ７８ ．８ ％ ，
悬铃木的紫外辐射平均减弱率为 ８１ ．４ ％ ，栾树的紫外辐射平
均减弱率为 ７５ ．９ ％ 。 行道树对紫外辐射的平均减弱效应排序
为悬铃木 ＞ 垂柳 ＞ 栾树 。
3 　 小结与讨论
行道树下主要环境因子空气温度 、光照度 、紫外辐射辐照度的变化曲线与裸地相似 ，为倒“ U”字型 ；空气
相对湿度的变化曲线也与裸地相似 ，为“U”字型 。 当环境气温升高或降低时行道树气温升高或降低的速率
减小 ，气温的变化幅度降低 ，白天有一定的降温效应 。 据观测行道树下平均降温率为 ４ ．６ ％ ～ ６ ．４ ％ 。 由于
行道树降温效应及树木的蒸腾作用 ，使行道树能够明显增加空气相对湿度 ，平均增湿效应为 ４ ．３ ％ ～ ８ ．６ ％ 。
行道树冠层对太阳辐射有反射和吸收作用 ，使其具有非常明显的遮光效应 ，同时能够减弱紫外辐射强度 。
据观测行道树平均遮光率为 ６１ ．６ ％ ～ ９０ ．１ ％ ，紫外辐射平均减弱率为 ７５ ．９ ％ ～ ８１ ．４ ％ 。 行道树的降温效
应 、增湿效应 、遮光效应和对紫外辐射减弱效应因树种的不同而有所差异 。 通过对比 ，悬铃木的降温 、增湿 、
遮光及对紫外辐射的减弱效应最大 ，垂柳次之 ，栾树最差 ，这可能是由于树冠的几何形状 、叶面积指数及树
木长势等不同所致 。
参 　 考 　 文 　 献
１ 　 刘 　 江 ，许秀娟 ．气象学 （北方本 ） ．北京 ：中国农业出版社 ，２００２ ．２４１
２ 　 张金屯 ．应用生态学 ．北京 ：科学出版社 ，２００３ ．２５２
３ 　 包云轩 ．气象学 （南方本 ） ．北京 ：中国农业出版社 ，２００２ ．３６８
４ 　 黄寿波 ．农业小气候学 ．杭州 ：浙江大学出版社 ，２００５ ．９５
５ 　 钱妙芬 ，张凤娟 ，张友金 ，等 ．行道绿化夏季小气候效应研究及模糊综合评价 ．南京林业大学学报（自然科学版） ，２０００ ，２４（６） ：５４ ～ ５８
６ 　 祝 　 宁 ，李 　 敏 ，柴一新 ，等 ．哈尔滨市绿地系统生态功能分析 ．应用生态学报 ，２００２ ，１３（９） ：１１１７ ～ １１２０
７ 　 胡秀丽 ，郑海霞 ，毛训甲 ，等 ．绿化对校园小气候影响的初步研究 ．河南林业科技 ，２００２ ，２２（２） ：２１ ～ ２４
８ 　 薛建军 ，田子华 ，谢慧芳 ．环境工程 ．北京 ：中国林业出版社 ，２００２ ．９９
２１０　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷