城市綠化樹群的溫度效應評估方法及其應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種植物樹群群落的溫度與熱量生態(tài)效應的評估方法，尤其涉及利用 城市有限的土地空間、有利于發(fā)揮更高綠化生態(tài)作用，而采用群落型樹群設計建設的綠地 類型一一節(jié)約型樹群群落。
【背景技術】
[0002] 城市綠化對城市環(huán)境發(fā)揮著極其重要的生態(tài)效應，植物樹群群落(尤其是節(jié)約型 植物樹群)也是城市綠化的主要基本形式。對樹群群落發(fā)揮的生態(tài)效應，怎樣進行客觀科學 地量化評估？目前，我國還沒有對植物樹群發(fā)揮生態(tài)效應的評估方法。由于缺少這類量化 評估方法，導致"生態(tài)型城市"建設基本停滯在定性研究的層面上，無法對城市綠化建設從 定性和定量兩方面進行科學合理的評估。本發(fā)明僅針對城市綠化樹群生態(tài)效應中的溫度熱 量效應折換算成電量經(jīng)濟效應的量化評估方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對目前城市綠化建設效應評估存在的不足，以綠化樹群生態(tài)效應中的溫 度熱量效應折換算成電量為手段，提供一種客觀、專業(yè)地量化計算植物樹群溫度熱量效應 的評估方法，應用于對城市綠化的熱量生態(tài)效應評估。
[0004] 本發(fā)明提供的綠化樹群的溫度效應評估方法包括以下技術方案： 1、單個綠化樹群的溫度效應評估方法，以單個樹群樣本在某一評估月份產(chǎn)生的熱量折 換成電量，進行綠化樹群溫度效應評估，包括如下步驟： (1) 測量單個樹群樣本的體積V，體積單位為m3; (2) 統(tǒng)計所在城市評估月份的平均月日照小時數(shù)H ; (3) 測量評估月份樣本樹群內(nèi)部和樹群外部的溫度，計算它們的溫度差值△ t，溫度單 位為。C ; (4) 按式 Dl=VX P XCpX AtX 1/859. 804XH， 計算得到單個評估樣本綠化樹群評估月份熱量折換成的電量數(shù)Dl KW · h，即為該單個 綠化樹群的溫度效應評估結果；其中，P為空氣密度，P = 1.29kg/m3, Cp為空氣定壓比熱 容，Cp=O. 24大卡/kg°C，1/859. 804為I KW · h折換熱量系數(shù)，H為所在城市評估月份的 平均月日照小時數(shù)。
[0005] 2、多個綠化樹群的溫度效應評估方法，以多個樹群樣本在某一評估月份的熱量折 換成的電量，進行綠化樹群的溫度效應評估，包括如下步驟： (1) 分別測量各評估樹群樣本的體積V k，體積單位為m3; (2) 統(tǒng)計所在城市評估月份的平均月日照小時數(shù)H ; (3 )分別測量評估月份中各樹群樣本的樹群內(nèi)部和樹群外部的溫度，計算它們的溫度 差值At，溫度單位為°(：;
計算得到評估月份中多個評估綠化樹群熱量折換成的電量數(shù)D2 KW*h，即為多個 綠化樹群的溫度效應評估結果；其中，Σ為評估樹群樣本之和，k為評估樣本的樹群數(shù)， k=l, 2, 3. .. η，Vk為評估樣本樹群1~η的體積數(shù)，體積單位為m3，Δ tk為評估樣本樹群 1~η各樹群樣本的樹群內(nèi)部和樹群外部的溫度差，溫度單位為°C，P為空氣密度，P = I. 29kg/m3, Cp為空氣定壓比熱容，Cp=O. 24大卡/kg°C，1/859. 804為I KW · h折換熱量系 數(shù)，H為所在城市評估月份的平均月日照小時數(shù)。
[0006] 3、多個綠化樹群的溫度效應評估方法，以多個樹群樣本的平均單位面積在某一評 估月份的熱量折換成電量，進行綠化樹群的溫度效應評估，包括如下步驟： (1) 分別測量各評估樹群樣本的體積V k和面積Mk，體積單位為m3,面積單位為m2; (2) 統(tǒng)計所在城市評估月份的平均月日照小時數(shù)H ; (3 )分別測量評估月份中各樹群樣本的樹群內(nèi)部和樹群外部的溫度，計算它們的溫度 差值At，溫度單位為°(：;
計算得到多個綠化樹群樣本的平均單位面積在某一評估月份的熱量折換成的電量數(shù) D3 KW *h/ m2,即為多個綠化樹群的溫度效應評估結果；其中，Σ為評估樹群樣本之和，k 為評估樣本的樹群數(shù)，k=l, 2, 3. .. η，Vk為評估樣本樹群1~η的體積數(shù)，體積單位為m3， Atk為評估樣本樹群1~η各樹群內(nèi)部和樹群外部的溫度差，溫度單位為°C，P為空氣密 度，P = L 29kg/m3, Cp 為空氣定壓比熱容，Cp=O. 24 大卡 /kg°C，1/859. 804 為 I KW · h 折 換熱量系數(shù)，H為所在城市評估月份的平均月日照小時數(shù)，Mk為評估樣本樹群1~η的面積 數(shù)，面積單位為m2, η為評估樣本樹群總數(shù)。
[0007] 本發(fā)明所述的多個樹群中同時包括以落葉樹種為主、常綠樹種為主和鄉(xiāng)土樹種為 主的城市綠化樹群。
[0008] 本發(fā)明提供的上述某一種綠化樹群的溫度效應評估方法，可將得到的評估結果用 于城市綠化的熱量生態(tài)效應評估。
[0009] 本發(fā)明所采用的評估方法包括：植物樹群評估樣本的類型與布局、測量與計算，溫 度熱量效應與電量的換算、節(jié)能正負效應分析、月份日照小時數(shù)據(jù)獲取等的評估樣本樹群 溫度熱量效應折換總電量（KW *h)和評估樣本樹群平均單位面積溫度熱量效應折換電量 (KW · h/ m2)的計算。具體措施包括： 一、評估樣本的類型與布局 (一）評估樣本的樹群類型 以落葉樹種為主、常綠樹種為主、鄉(xiāng)土樹種為主的3種類型植物樹群，該3種評估樣本 樹群為一個評估樣本組。
[0010] (二）評估樣本的樹群布局 評估樣本的樹群布局共需6個樹群(二個評估樣本組)，其中分布均勻的城市公園綠地 中布局3個(一個評估樣本組）；其他城市綠地中（如風景林帶綠地、環(huán)線高架兩側風景林帶 等）布局3個(一個評估樣本組)。
[0011] 二、評估樣本的測試與計算 (一）樹群面積和體積的尺度測量和計算 應用便攜式激光測距儀等工具，測量研究樣本樹群的種植平面圖形數(shù)據(jù)，根據(jù)樹群平 面圖形計算出研究樣本的面積。樹群高度為樹群樹種的算術平均高度。樹群體積（m3)=樹 群面積（m 2) X樹群高度（m)。
[0012] (二）樹群內(nèi)外環(huán)境的溫度測試 應用便攜式溫度測定儀等工具，測量6處植物樹群評估樣本內(nèi)部與其外部的溫度值。 其中植物樹群評估樣本內(nèi)部溫度（°C )=(樹群中心溫度（°C )+樹群邊緣溫度（°C ) ) + 2。樹群 外部是指測試樹群外圍空曠空間。溫度測試時間：如4月~10月期間的樹群內(nèi)外環(huán)境溫度 值測試時間為：8 :00 ~10 :00、10 :00 ~12 :00、12 :00 ~14 :00、14 :00 ~16 :00、16 :00 ~ 18 :00 ; 11月~3月期間的樹群內(nèi)外環(huán)境溫度值測試時間為：9 :00~10 :30、10 :30~12 : 00、12 :00~13 :30、13 :30~15 :00、15 :00~16 :30。每個研究樣本樹群，每月測定1天， 測定當日為晴或多云天氣。
[0013] (三）溫度熱量效應與電量的換算 根據(jù)熱量公式Q (大卡）=VX P XCpX At (V為樹群體積（m3)、P (空氣密度）= 1.29kg/m3、Cp (空氣定壓比熱容）=0. 24大卡/kg°C、At為樹群內(nèi)外的溫度變化值（°C)。1 KW · h=859. 804 大卡。
[0014] (四）節(jié)能正負效應分析 依據(jù)政府機關以及寫字樓等辦公場所的空調(diào)溫度設定要求：夏季室內(nèi)空調(diào)溫度設置不 得低于26°C ;冬季室內(nèi)空調(diào)溫度設置不得高于20°C。樹群內(nèi)部的日測試平均溫度> 26°C， 為節(jié)能正效應，用+E表示；樹群內(nèi)部的日測試平均溫度< 20°C，為節(jié)能負效應，用-E表示； 20°C<樹群內(nèi)部的日測試平均溫度< 26°C，為節(jié)能零效應，用OE表示。
[0015] (五）日照小時數(shù)的確定 從氣象學和天文學角度理解，每年每個月的日照小時數(shù)都應該是不同的，因此月日照 小時數(shù)應該是若干年度統(tǒng)計的平均小時數(shù)。建議以評估城市(地區(qū))1〇年以上時間段的氣象 資料數(shù)據(jù)為依據(jù)。如根據(jù)氣象資料對江南某市1951年~1985年的月平均日照時數(shù)統(tǒng)計， 如表1。
[0016] 表1 1951~1985年的月平均日照時數(shù)

【具體實施方式】
[0017] 下面結合實施例對本發(fā)明技術方案作進一步的闡述。
[0018] 實施例1 : 一、評估樣本的類型與布局 (一）評估樣本的類型與位置 環(huán)高架沿線評估樣本1屬于落葉樹種為主的節(jié)約型植物樹群，該樹群共有喬灌木樹 種 193 株，其中：銀杏（CV. Dafozhi) :7 株、輸樹（ZZ :4 株、楽樹 {Koelreuteria paniculata Laxm. ) ：65 Y. denudata(J)e^r.) D. L. Fu) :1 株、香 ( Cinnamomum camphora (Linn. )Presl) :4 株、桂花（:72 株、雞爪 械'Bloodgood'）：31 株、彳嬰花Lindl):2 株、八角金盤 iFatsia japonica) ·,!株。
[0019] 環(huán)高架沿線研究樣本2屬于常綠樹種為主的節(jié)約型植物樹群，該樹群共有喬 灌木樹種 134 株，其中：雪松（:21 株、龍桕（SaAira cv. Globosa) :1 株、樂昌含笑（ifioAdia Dandy) :6 株、銀杏cv. Dafozhi) ：10