17.1 园林绿地的生态效应

园林绿地的生态效应,主要表现在改善小气候、净化空气和减少噪声等三个方面。

一、改善小气候

1.绿地在夏季有明显的降温作用

我国许多大中城市的观测结果表明,在夏季,园林绿地的气温明显低于非绿化地段。

北京市园林科研所于1979~1981年的8月份,对市内公园、林荫道与相对应的空旷地进行连续24小时的测定,测定结果表明,绿地最高气温普遍低于空旷地,绿地的日平均气温比空旷地低0.6~2.4℃,最高气温平均低1.6℃。其具体情况见表17-1。

表17-1 北京市绿地与对照点最高温度比表(1979-1981年)

引自《改善生态环境》1989

南京市的绿化降温效果也十分明显。该市园林处1976年观测结果表明,绿化地区比无绿化地区的降温效果显著。绿化地区的日平均温度和最高温度均比无绿化地区低。绿化地区比无绿化地区日平均温度低1~3℃,最高气温值相差3~4℃,具体数字见表17-2。

表17-2 南京市各测点的温度比较(1976.7)

引自《改善生态环境》1989

郑州市对各种绿地的观测表明,绿化好的地区与绿化差的地区相比,夏季平均气温和极端高温均有明显下降,并且还增加了空气湿度。其降温增湿情况见表17-3。

表17-3 郑州市各种绿地平均降低温度的情况

引自《改善生态环境》1989

2.绿地减弱城市热岛效应

热岛效应对城市生态系统产生多方面的影响,特别是城市大气污染因热岛效应而更趋严重。由于市区温度明显高于郊区,郊区冷空气就会向市区汇流,结果将郊区工厂的大气污染物带到市区,而原由市区扩散到郊区的污染物也随之重新聚集在城市上空,持久不散。

城市热岛强度和平面结构与绿化程度及其分布有密切的关系。当绿化覆盖率达30%时,气温可下降8%;覆盖率达40%时,气温可下降10%;覆盖率达50%时,气温下降13%。因此,当夏季白天气温为38℃时,50%的绿化覆盖率可使气温降低4.9℃,基本上消除了城市热岛的威胁。另外,城市中绿化覆盖率高的地段,都不是高温中心的所在地。北京市根据1981年的资料分析,该市夏季热岛分布成许多中心型,在市区范围内常形成8~10个高温中心,而这些高温中心都与市区公园交错,或分布在绿化覆盖率较低的地方。

3.绿地增强城市的竖向通风

一般情况下,植物叶面的温度不超过35℃,而水泥路面、建筑物表面的温度则可达到40℃左右。城市中建筑物多的地区是暖点,加上工厂、锅炉等人工热源,形成了一个个高温中心,而公园和多树木的绿地则是“冷区”,这样,绿地附近的较凉空气就会不断地向高温中心输送,产生了微小的竖向通风,这种通风沿着城市的大街小巷穿行,给人们带来了凉爽。

二、净化空气

1.吸收二氧化碳,释放氧气。

二氧化碳(CO2)虽是一种无毒物质,但它属于大气污染物。当空气中CO2浓度达到0.05%时,人的呼吸感到不适,当含量达到0.2~0.60%时,对人体就会产生有害的作用。

绿色植物在进行光合作用中,吸收二氧化碳,放出氧气(O2),不断净化着空气。通常1公倾阔叶林在生长季节一天可以消耗1吨CO2,放出0.73吨O2。北京市园林研究所于1984~1986年夏季,对市区内不同绿化覆盖率的6个点进行CO2瞬时浓度测定,发现绿化覆盖率在30%以上的和平里小区和空军大院2个测点,空气中的CO2浓度平均在398~430ppm之间,而绿化覆盖率不到10%的南线阁,平均值则在600ppm以上。后者的CO2浓度较前者增加了1/3左右。绿化好的地区植物吸收的CO2要比绿化差的地区多。

2.吸收有害气体

有害气体主要指二氧化硫(SO2)、氟化氢(HF)、氯(Cl)、一氧化碳(CO)等一类气体状态物质。

(1)吸收二氧化硫。SO2是我国城市大气污染面广而数量大的物质。植物净化SO2主要包括三个方面:一是硫附着在叶表面,二是硫在叶内积累,三是通过代谢作用将硫转化为氨基酸等有机物。其中以叶内积累硫的数量最多。在生长季节,植物的每一片叶都是一个吸收SO的作用面,所以有植物的绿地对SO的吸收量,要比无植物的地方平均大8倍。尤其是乔木更为突出,一株胸径15英寸的山毛榉(Fagus sp.),就有11万枚叶,总面积为3000平方英尺;一株成龄冷杉,有4000万枚针叶,总面积达20000平方英尺。这样大的表面积所吸收积累的SO2,往往是无树区的2~25倍。一公顷落叶乔木大约每年可吸收SO272千克,而松柏类每年可吸收120千克。

生长在SO2污染区的植物,其叶含硫量比正常环境的叶含硫量常高出几倍到几十倍,但只要不超过一定限度,植物并不出现伤害症状,见表7-4。

表17-4 污染区与非污染区叶片中的硫积累(1975年)

引自《改善生态环境》 1989

(2)吸收氟化氢。“正常叶片含氟量为25ppm以下,但在氟污染地区可高达几倍或几十倍。如菜豆(Phaseolus vulgaris L.)、菠菜(Spinacia oleracea L.)和矮牵牛(Petunia hibridaVilm.)等含氟量达200~500ppm仍不受害,木本植物泡桐[Paulownia tomentosa(Thunb.)Steud.]、大叶黄杨(Euon-ymus japonicus Thunb.)、梧桐和女贞等吸氟和抗氟的能力也都很强。因此,在排出氟化氢的工厂附近种植吸氟植物,可以起到净化空气的效果。

(3)吸收氯。很多植物的叶能吸收和吸附大量氯(Cl)。以每克干叶的含氯量(单位毫克/克)来说,如木槿为27.7,雀儿黄杨(Buxus bodinieri Lévl.)24.8,垂柳(Salix babylonica L.)11.9,银桦(Grevillea robusta A.Cunn.)11.5,樟9.3,兰桉(Eucalyptus globulus Labill.)9.2,龙爪柳[Salix matsud-ana Koidz. var. tortuosa(Vilm.) Rehd.]8.2,夹竹桃(Neriumindicum Mill.)7.7,桃6.3,它们比非污染区高出了几倍到几十倍。

3.吸滞粉尘

各种植物对粉尘有阻挡、过滤和吸附作用,特别是木本植物,作用更为明显。木本植物能够吸滞粉尘的原因,一是能够降低风速使空气中的降尘降落;二是有些木本植物叶面粗糙不平,多绒毛,有的还分泌粘液和油脂,能够吸滞大量飘尘。而蒙尘的植物经雨水冲洗后,又能迅速恢复拦阻粉尘的能力,见表17-5。

表17-5 各种树木叶片单位面积上的滞尘量

引自《生态学与人类生活》 1983

城市绿地中的草坪植物,由于枝叶繁茂,根茎与土表紧密结合,草丛中能沉积各种粉尘,因而在大风天气,不易出现第二次扬尘和第二次污染,有明显的减尘作用。

4.杀菌

许多植物的分泌物能够杀死细菌和病毒。杀菌能力较强的绿化树种有黑胡桃(Juglans sp.)、柠檬(Citrus limonia Osbeck.)、悬铃木[Platanus acerifolia(Ait.)Willd.]、圆柏属(Sabina)、橙[Citrus sinensis(L.) Dsbeck]、茉莉[Jasminum sambac(Soland.) Ait]、 柏木(Cupressus funebris Endl.)、白皮松(Pinus bungeana Zucc.)、柳杉(Cruptomeria fortunei Hoo-ibrenk.)、 雪松[Cedrus deodara(Roxb.) Loud.]等。因此,城市绿化也是减少空气中细菌污染与传播的一项重要措施。

各类林地和草地都有一定的灭菌作用。其中松林中的细菌最少,草地次之,柏树林、樟树林又次之。松林、柏林和樟树林灭菌能力强的原因主要是由于它们的分泌物能杀死细菌;而草地上空细菌数量之所以很低,则是由于草皮覆盖了土壤表面,减少了灰尘飞扬、从而减少了细菌扩散的缘故,见表17-6。

表17-6 各类林地和草地的空气含菌量比较

(江苏省植物研究所等,1975)

三、减噪作用

园林绿地中的木本植物组成行道树、林带或片林,它们通过树冠吸收各种噪声,一般树冠能吸收音量的26%,并将74%的音量反射或消解掉;园林绿地中的草本植物组成草坪,也具有很强的吸收音量作用,能使噪声明显降低。

据北京市园林研究所测定,两行行道树的街道,在绿叶期内能减弱噪声3.2分贝,落叶期减噪1.3分贝。由乔灌绿篱和草坪植物组成的5米宽的分车绿带,减噪量为3.2~5.5分贝;2米宽的乔灌绿篱,减噪量约1.5~2分贝;30米宽的白皮松林,减噪量为3.5~7.5分贝。

据南京市园林处测定,一条宽20米的林带,可减噪4~8分贝。一片宽60米、郁闭度在0.6~0.7之间的杂木林,能减噪15分贝。一片面积为250平方米的草坪,四周是2~3米高的桂花,在声源14.5米以外,与距离相同的石板路相比,噪声衰减量为10分贝。

的街道,在绿叶期内能减弱噪声3.2分贝,落叶期减噪1.3分贝。由乔灌绿篱和草坪植物组成的5米宽的分车绿带,减噪量为3.2~5.5分贝;2米宽的乔灌绿篱,减噪量约1.5~2分贝;30米宽的白皮松林,减噪量为3.5~7.5分贝。

据南京市园林处测定,一条宽20米的林带,可减噪4~8分贝。一片宽60米、郁闭度在0.6~0.7之间的杂木林,能减噪15分贝。一片面积为250平方米的草坪,四周是2~3米高的桂花,在声源14.5米以外,与距离相同的石板路相比,噪声衰减量为10分贝。