校園植被調(diào)節(jié)溫度和濕度的生態(tài)價(jià)值評(píng)估

校園植被調(diào)節(jié)溫度和濕度的生態(tài)價(jià)值評(píng)估［摘要］通過(guò)對(duì)陜西師范大學(xué)長(zhǎng)安校區(qū)校園不同植被覆蓋度的區(qū)域進(jìn)行溫度和濕度測(cè)量，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，并結(jié)合陜西師范大學(xué)氣象站2004年至2012年的觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究了植被對(duì)溫度和濕度的調(diào)節(jié)作用及其所創(chuàng)造的生態(tài)價(jià)值。結(jié)果表明：（1）植被在校園內(nèi)具有調(diào)節(jié)氣候的功能，能夠降溫增濕；（2）植被覆蓋越好，降溫保濕作用越明顯；（3）在氣候變暖條件下，植被生長(zhǎng)期的校園溫度沒(méi)有呈現(xiàn)升高趨勢(shì)；（4）校園植被能夠創(chuàng)造生態(tài)價(jià)值，為該校帶來(lái)約為1539元/年的經(jīng)濟(jì)效益；（5）擴(kuò)大林地面積能有效改善校園氣候條件，增加植被所創(chuàng)造的生態(tài)價(jià)值。［關(guān)鍵詞］校園植被溫度濕度生態(tài)價(jià)值0引言城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)是目前我國(guó)生態(tài)建設(shè)和生態(tài)文明的重要組成部分，它受到強(qiáng)烈的人類活動(dòng)的影響。改善生態(tài)環(huán)境最簡(jiǎn)捷、最有效的方法是通過(guò)植樹(shù)造林增加表面綠化面積。植被在生態(tài)環(huán)境建設(shè)中發(fā)揮著巨大作用，創(chuàng)造出相當(dāng)可觀的生態(tài)價(jià)值，他們能夠利用光能，吸收二氧化碳，制造氧氣，合成有機(jī)物；防風(fēng)固沙，加速降塵；保持水土，涵養(yǎng)水源；調(diào)節(jié)氣候，增加降水；吸收毒物，殺滅病菌；減弱噪音，利人健康。與此同時(shí)，植物也是旅游產(chǎn)業(yè)不可或缺的元素，諸如森林氧吧等郊外環(huán)境能夠?yàn)槿祟悗?lái)精神的愉悅和身心的放松。彭建等人對(duì)深圳市的研究表明，城市生態(tài)系統(tǒng)各生態(tài)服務(wù)功能的重要性，由大到小依次為固碳釋氧功能、調(diào)節(jié)氣候功能、涵養(yǎng)水源功能、保持土壤功能、凈化空氣功能與減弱噪聲功能。如何對(duì)植被的生態(tài)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估是目前生態(tài)學(xué)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)的熱點(diǎn)和前沿，國(guó)內(nèi)外對(duì)此都開(kāi)展了一定研究，我國(guó)自20世紀(jì)80年代開(kāi)始森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)工作，李士美、謝高地等人在對(duì)千煙洲森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流量過(guò)程的研究中，得到了該系統(tǒng)的生物量生產(chǎn)、氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)和土壤保持服務(wù)價(jià)值的范圍；余新曉等人根據(jù)全國(guó)第5次資源清查資料及Costanza等人的計(jì)算方法估算了我國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)八項(xiàng)服務(wù)功能的總價(jià)值；馮海霞等對(duì)山東省森林調(diào)節(jié)溫度的研究中表明，夏季森林溫度比城鎮(zhèn)平均第3°C。在小尺度上也有學(xué)者做過(guò)相關(guān)研究，主要側(cè)重植被對(duì)改善城市氣候的作用和價(jià)值，如陳健等通過(guò)在北京城區(qū)進(jìn)行綠地小氣候觀測(cè)，證明綠地能夠改善城市小氣候；李晶等人通過(guò)觀測(cè)盛夏西安市不同植被景觀區(qū)的溫度、濕度日變化，對(duì)各次觀測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，研究了植被對(duì)溫度和濕度的調(diào)節(jié)作用，并計(jì)算出植被對(duì)溫度調(diào)節(jié)作用的生態(tài)效益；張彪等人根據(jù)“影子價(jià)格”對(duì)北京建成區(qū)綠地蒸騰降溫功能的經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估表明，單位綠地降溫價(jià)值約1.05元/m2o大學(xué)校園是城市生態(tài)建設(shè)的典型區(qū)域，優(yōu)美的校園環(huán)境能夠使我們積極向上、保持身心健康，給師生創(chuàng)造良好的生活、工作環(huán)境和學(xué)術(shù)氛圍。陜西師范大學(xué)新校區(qū)位于長(zhǎng)安區(qū)大學(xué)城，自2002年投入使用，現(xiàn)已成為學(xué)校的主校區(qū)。校園在校前區(qū)、教學(xué)區(qū)、生活區(qū)、家屬區(qū)等都有綠化帶存在，植被種植密集，種類繁多，其生態(tài)價(jià)值不可忽視。植被的生態(tài)價(jià)值在校園內(nèi)主要表現(xiàn)為調(diào)節(jié)氣候，即對(duì)溫度和濕度的調(diào)節(jié)作用。研究校園植被生態(tài)價(jià)值，不僅能夠發(fā)掘出植被潛在的和根本的價(jià)值，而且能夠?qū)π@植被生態(tài)價(jià)值形成機(jī)理與強(qiáng)度的認(rèn)知，為校園景觀規(guī)劃提供決策依據(jù)。1數(shù)據(jù)來(lái)源和研究方法1.1實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)陜西師范大學(xué)校園植被規(guī)劃種植類型可分為四種：一是無(wú)植被覆蓋（如噴泉廣場(chǎng)、星座廣場(chǎng)為裸露地面），二是道旁樹(shù)（如積學(xué)路兩旁的鵝掌楸），三是灌叢群落（如文津樓前針闊葉植物混雜的低矮叢林），四是林地（如科技樓前林地、圖書館前林地）。不同的植被覆蓋情況下，氣溫、濕度具有顯著差異。通過(guò)對(duì)四種區(qū)域的溫濕度進(jìn)行測(cè)量和對(duì)比，可以得出不同覆蓋類型、不同高度和不同種類的植被對(duì)溫濕度調(diào)節(jié)的差異。實(shí)驗(yàn)分兩個(gè)小組，分別采用JWS-A3型溫濕計(jì)對(duì)校園不同植物區(qū)域進(jìn)行溫度和濕度測(cè)量，測(cè)量時(shí)將溫濕計(jì)置于距離地面1.5米處的百葉箱內(nèi)，由于實(shí)驗(yàn)條件有限，實(shí)驗(yàn)中以通風(fēng)的紙箱代替百葉箱，能夠保證儀器不會(huì)受到地表溫度和太陽(yáng)直射的影響。每隔一小時(shí)記錄一次溫度和濕度，兩個(gè)小組同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)，選取典型測(cè)量地點(diǎn)見(jiàn)下表：1.2氣象站數(shù)據(jù)陜西師范大學(xué)長(zhǎng)安校區(qū)氣象站能夠?qū)崟r(shí)向數(shù)據(jù)采集中心傳遞氣象信息和數(shù)據(jù)。對(duì)該氣象站2004年至2012年的時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到日平均氣溫和日平均相對(duì)濕度，進(jìn)而得到季節(jié)平均數(shù)據(jù)，可以分析自新區(qū)建成以來(lái)，校園內(nèi)氣候要素的年際變化情況及其與植被生長(zhǎng)的關(guān)系。這能夠從時(shí)間尺度上證明校園植被對(duì)溫度和濕度長(zhǎng)期持續(xù)調(diào)節(jié)帶來(lái)的影響，從而得到植被改善小氣候的生態(tài)價(jià)值。2結(jié)果與分析2.1實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析分別對(duì)連續(xù)五天觀測(cè)的溫度和濕度數(shù)據(jù)求平均值，得到氣溫和濕度的日變化圖。以第一組觀測(cè)數(shù)據(jù)為例，得到不同類型植被覆蓋下的溫度日變化情況（如圖1）和濕度日變化情況（如圖2）。由圖1可以看出，氣溫在一天之內(nèi)呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)，在下午3點(diǎn)至4點(diǎn)氣溫出現(xiàn)最高值，早上的溫度低于傍晚溫度。無(wú)植被覆蓋的噴泉廣場(chǎng)的溫度在一天之內(nèi)最高，日最高氣溫為40.4°C；行道樹(shù)為鵝掌楸的積學(xué)路的溫度低于噴泉廣場(chǎng)，日最高溫度為40.2C；在上林道的灌叢中測(cè)得的溫度要更低一些，日最高溫度為39.8C；而以喬木為主、下墊面為草地的科技樓前林地中的溫度在一天之內(nèi)最低，日最高溫度為38.8C。因此可以明顯看出，隨著植被覆蓋度的增大（裸地-道旁樹(shù)-群落-林地），溫度呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，即植被具有降溫作用。由圖2可以看出，一天之內(nèi)的相對(duì)濕度變化趨勢(shì)與溫度變化趨勢(shì)相反，在早上相對(duì)濕度最大，然后逐漸減小，到下午3點(diǎn)至4點(diǎn)達(dá)到最低，隨著時(shí)間推移，又呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。四個(gè)觀測(cè)地點(diǎn)的相對(duì)濕度大小與溫度高低情況相反，裸地的濕度最低，林地的濕度最高，可以看出植被具有增濕作用，植被覆蓋較好的林地平均增高濕度10%。2.2氣象數(shù)據(jù)分析利用校園氣象站提供的2004年至2012年的氣象數(shù)據(jù)，以冬季數(shù)據(jù)作為對(duì)比，分析在植被生長(zhǎng)旺盛的夏季，日平均溫度和濕度變化情況。圖3為校園溫度年際變化圖，夏季日平均溫度呈現(xiàn)平穩(wěn)變化趨勢(shì)；冬季溫度年際變化呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，平均每年升高0.28°C，回歸方程為：y=0.2783x+2.2861y為冬季日平均氣溫，x為時(shí)間（2004-2012），R2=0.85。圖3表明在全球氣候變暖情況下，校園溫度在無(wú)植被生長(zhǎng)情況（冬季）下呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在植被生長(zhǎng)旺盛的夏季呈現(xiàn)平穩(wěn)變化趨勢(shì)，植被對(duì)于溫度的增長(zhǎng)起到了抑制作用，即植被具有降溫的作用。圖4為2004年至2012年校園濕度變化圖，冬季無(wú)植被生長(zhǎng)時(shí)的濕度呈現(xiàn)年際減小趨勢(shì)，說(shuō)明氣候是呈現(xiàn)暖干的趨勢(shì)，而夏季濕度雖然也呈現(xiàn)減小趨勢(shì)，但是變化幅度僅為0.62%，減小趨勢(shì)明顯小于冬季的4.57%，這說(shuō)明植被具有增濕作用。2.3生態(tài)價(jià)值估算根據(jù)李晶等人對(duì)西安市的估算，每年每公頃的綠地使年平均溫度降低1C，該地區(qū)的純經(jīng)濟(jì)收入增加5.70元。G=5.70xdTxAxNdT是降低的溫度（C）；A是綠地面積（公頃）；N是年數(shù)（年）。陜西師范大學(xué)占地面積180公頃，由實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得出校園植被平均降低溫度為1.5C，因此由校園植被降低溫度帶來(lái)的年生態(tài)價(jià)值為1539元。3結(jié)論通過(guò)對(duì)陜西師范大學(xué)校園不同植被覆蓋度區(qū)域的溫度和濕度進(jìn)行觀測(cè)，并結(jié)合2004年至2012年的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得出：（1）校園植被具有調(diào)節(jié)氣候的功能，能夠降溫增濕;（2）植被覆蓋越好，降溫增濕作用越明顯;（3） 在氣候變暖條件下，無(wú)植被生長(zhǎng)的冬季，校園溫度濕度的年際變化呈現(xiàn)溫度增加、濕度減小的趨勢(shì)，而夏季校園溫度濕度的年際變化情況表明，植被生長(zhǎng)期的校園溫度沒(méi)有呈現(xiàn)升高趨勢(shì)，濕度的減小趨勢(shì)明顯小于冬季。（4） 校園植被的降溫作用能夠創(chuàng)造生態(tài)價(jià)值，陜西師范大學(xué)校園植被在調(diào)節(jié)溫度方面，每年可以為該校創(chuàng)造約1539元經(jīng)濟(jì)價(jià)值；（5） 林地和灌叢群落具有較好的降溫增濕作用，擴(kuò)大林地面積能有效改善校園氣候條件，適當(dāng)增加林地面積可為師生創(chuàng)造更加舒適的學(xué)習(xí)和工作環(huán)境，同時(shí)科學(xué)的植被種植規(guī)劃能夠增加校園植被生態(tài)價(jià)值。參考文獻(xiàn)彭建，王仰麟等.城市生態(tài)系