周和锋邵学新房聪玲吴明孙海菁（浙江省慈溪市林特技术推广中心 35300；中国林科院亚热带林业研究所 浙江富阳 3400）

杭州湾滨海生态绿地小气候效应研究

周和锋1邵学新2房聪玲1吴明2孙海菁2
（1浙江省慈溪市林特技术推广中心 315300；2中国林科院亚热带林业研究所 浙江富阳 311400）

通过对杭州湾滨海生态绿地小气候效应的实地调查和定位观测，结果表明：生态绿地植物生长季节可提高空气湿度，空气相对湿度（平均为 85.25%）明显高于无林荒地（平均为 80.32%）；滨海生态绿地的冠层截留效应明显，林冠层全年截留降水量为226.2 mm，占全年降水量的16.92%；滨海绿地全年月平均大气压的变化呈S形，树木在生长季节内有降低大气压的作用，树木停止生长后林木有增加大气压的作用；滨海生态绿地具有降低风速的作用，绿地内可降低风速约 75.94%，防风能力较强，降低风速的效率为67.42%；滨海绿地对改变风向也有较大的作用。

滨海绿地；温度；湿度；降雨；大气压；风速；风向

盐碱地的绿化造林技术研究一直是我国林业领域重点开展的研究课题，虽然已经取得一些成果，但大面积的推广应用进展缓慢。杭州湾地区经济发达，并拥有大面积已围垦的海涂土壤，新围海涂立地条件差，不利于进行大面积快速的绿化造林，从而影响环杭州湾沿海生态屏障的构建。因而如何对新围海涂进行快速改良和绿化造林成为相关部门和林业科学者关注的问题[1～3]。本研究针对杭州湾新围海涂生态绿地，对大气温度、空气湿度、降雨冠层截留量、大气压及风速风向等小气候变化进行了定位观测分析，为滨海生态绿地建设及生态效应评估提供参考。

1 试验地点概况

慈溪市位于杭州湾南岸，是我国经济最发达的县市之一。平原面积占陆地面积的82%，海岸线长达80公里，滩涂面积60多万亩，而且逐年扩大。试验地位于慈溪市新围海涂地，地理位置为121°30ˊE，30°42ˊN，属北亚热带季风气候，四季分明，年平均气温 16.2℃，极端最高气温40.6 ℃，最低气温-9.3 ℃，平均年降水量1273 mm，日照2038 h，无霜期244 d，海拔高度50 m[7]。

土壤以粉细砂和沙质泥等细颗粒物质为主，地势平坦。试验区内土壤盐碱程度严重(pH值＞8.5，电导值＞2 ms/cm)，极不适合绝大多数园林植物的生长，是典型的海涂地。试验区原有植被多为芦苇、碱蓬。观测区为2003年建设，目前己建为生态绿地试验区，共引进品种132个，其中乔木80个，灌木33个，宿根花卉4个，草本8个，竹类4个，水生植物3个[1]。

2 试验材料与方法

2003年市政府与中国林科院亚林所、上海园林研究所、省林科院等科研院校合作，在杭州湾跨海大桥西侧新围海涂地建设了占地508亩的杭州湾滨海绿地示范区，开展海涂地绿化树种筛选、滨海盐碱土改良和造林模式试验。经过近几年的发展和完善，目前试验区已扩大到1008亩，共引种试种树种138种，成功筛选出50多个盐碱地适生品种，并建立了耐盐碱苗木扩繁基地，为慈溪市59.2公里（7067亩）的海防林工程的顺利实施提供了技术支撑和种质资源的贮备。

为了研究滨海生态绿地对小气候影响情况，从2004年开始，在杭州湾滨海绿地试验区果桑林内和无林荒草地各设置一台 Mornitor移动自动气象站（澳大利亚生产），测量指标主要包括大气温度、空气相对湿度、降雨量、大气压、风速和风向等。选择2004年4月至2005 年3月近一年的观测数据，进行分析。

3 结果与分析

3.1 大气温度

植物最重要的作用是降温增湿，从而改变小气候[8]。如图 1所示，林内年平均气温（16.40℃）与未造林的荒地（16.24℃）相差不大。在4月至11月份，林内外月平均温度几乎完全相同，而12月至3月份，林内温度比对照点高出0.2-0.3 ℃。由于果桑林为2003年造林，2004年上半年还未形成完整的森林系统，郁闭度较小，因此与对照相比温度没有显著差异，但在冬季还是显示出一定的保温能力。

图1 试验林内与无林荒草对照月平均温度变化

图2 试验林内与无林荒草对照月最高温度

尽管果桑林内月平均温度与对照点差异不大，但从月最高温度来看，森林调节大气温度的效应还是非常明显（图2）。5月-10月之间，林内月最高温度低于无林荒草对照0.97-4.18 ℃，其中温度最高的8月份效果最为明显，林内最高温度低于林外4.18 ℃；而11月至次年 4月份林内月最高温度明显高出对照0.76-8.63 ℃，在温度最低的1、2月份效果最为明显，充分说明森林在夏季可以调节降低高温，而在冬季起到保温的作用。这与其他地区的研究结论一致[9]。

3.2 空气湿度

森林生态系统通过植物蒸腾和冠层遮荫等方式改变系统内部的温湿条件，水分的蒸腾散发可吸收大量的热，从而使系统内部环境的温度下降，湿度增加[8]。从图3看出，果桑林内空气相对湿度与对照点变化趋势基本相同，各月份间波动都比较小（在75%-91.38%之间）。2004年4-10月，果桑林内空气相对湿度（平均为 85.25%）明显高于对照点（平均为80.32%），经方差分析发现两者之间存在显著差异（p＜0.05），表明果桑林在落叶前能明显增加林内空气湿度；而11月份果桑林落叶后至次年长叶前，则无林荒草对照月平均空气相对湿度大于果桑林，这可能是因为冬季海涂风较大，且以西北风为主，将海中大量的水汽带入实验区，而林地内由于树木的阻挡作用降低了风速，也阻挡了部分水汽的进入。

图3 果桑林内与对照空气相对湿度

3.3 降雨量

森林植被对降水的截留作用主要包括林冠截留、树干截留和枯落物截留[10]。森林冠层叶片和枝条可以有效地截留降水，从而改变降水在森林生态系统内的分配。由于未涉及到树干茎流，因此在本研究中将林外降水量和林内降水量的差值定义为冠层截留量。

表1 果桑林内与对照点降雨量

图4 降雨量与冠层截留量的关系

图5 果桑林内与对照大气压动态

从表1可以看出，无林荒草对照点的年降水量为1336.5 mm，而林内降水量为1110.3 mm，林冠层全年截留降水量为226.2 mm，占全年降水量的16.92%，冠层截留效应明显。各月份内降水量也存在较大差异，11月至次年4月份是降水量较少的月份，降水量均在100 mm以下；5月-10月各月份降水量都较大，基本上都在120 mm以上，占全年总降水来量的62.82%。

从冠层截留量来看（图4），全年的冠层截留量均比较大（均在10 mm以上），这可能与本研究中未考虑树干茎流有关。截留量随着降雨量的增加呈现先增加后降低的过程，即在降雨量较小时，截留量与降雨量成正比，当降雨量超过一定的阈值（约120 mm）后，截留量与降雨量成反比。同时还发现5-10月份（19.73）比11月-4月份（17.95）略大，但差异不显著。而从冠层截留率来看，5月份截留率小于10%，这是因为5月份的降水量最大（187.2 mm），较其他月份均在10%以上；5-10月份由于降水量大，导致其冠层截留率明显低于11-4月份。

3.4 大气压

有关森林对林内大气压力的影响作用鲜见报道。从研究中可以看出（图5），林内外的大气压力存在着一定的差异。全年月平均大气压的变化虽也呈S形，但变化趋势与大气温度的变化规律完全相反，即气温越高对应着越低的气压。通过线性拟合发现无论是林内还是对照点大气温度与大气压间存在显著的负相关，拟合方程分别为y = -1.0485x + 1036.7（R2= 0.8392）、y = -0.7595x + 1032.7（R2= 0.735）。

同时还可以发现，3、4月份林内月平均大气压（1027.39、1020.45 hPa）与对照点（1026.03、1019.42 hPa）基本相同，5-10月则明显低于对照2.98 hPa，11月两者之间又基本相同，之后3个月内则是高出对照1.91 hPa。这表明树木在生长季节内有降低大气压的作用，树木停止生长后林木有增加大气压的作用。

3.5 风速风向

森林，尤其是防护林具有显著的降低风速和保持沙土的作用[11, 12]。由图6可以看出，果桑林内风速（全年平均为1.54 km·s-1）仅为无林荒草对照风速的24.06%，即可以降低风速75.94%，经方差分析发现两者存在显著差异（p ＜0.01）。从整年的数据来看，林内84.29%的天数内日平均风速在 3 km·s-1以下，而对照点85.57%的天数内日平均风速都在3 km·s-1以上（如图中横线所示），充分表明防护林具有很强的防风减灾的作用。

图6 果桑林内与对照点风速

图7 林内风速与对照风速的线性相关

林内风速与对照风速间存在着显著正相关（p＜0.01）（图7），将林内风速与对照点风速的比值看作为森林生态系统的降低风速的效率，则本研究果桑林降低风速的效率为1-32.58%=67.42%，可见滨海生态绿地防风能力较强。同时由图8还可以看出，12月至次年的4月森林降低风速的效率较低，而5-11月份降低风速的能力明显加强（平均 77.32%），这主要是因为5-10月份林内枝叶繁茂，极大的增强了森林生态系统降低风速的能力，而在冬季，植物叶片凋落，降低风速的能力也大大降低。

图8 果桑林降低风速效率季节变化

图9 果桑林内与对照点风向变化图

森林对改变风向也有较大的作用。如图9所示，无林荒草对照点的风向在全年内变化多端，但60%的集中在180-360°之间，也就是说西南风和西北风为主风向。而林内风向在2004年7月份之前的变化与对照点相差不大，也是各种风向并存，而7月份之后风向逐渐集中在80-130°之间（图中两曲线之间），与林外对照存在明显差异。这主要是因为2003年造林，2004年7月份前果桑林较矮，高度还未超过自动气象站的风向传感器高度，进而对风向的影响不大，而随着树木高度在生长季节的快速增加，传感器被完全包围在森林内部并开始影响风向，其风向主要受防护林种植行方向的影响，尽而集中在一定范围内，这与果桑林的种植方向是完全吻合的。

3 小结与讨论

本研究表明，杭州湾滨海生态绿地建设小气候效应显著。生态绿地对大气温湿度具有一定的调节作用，相比无林荒地，森林在夏季可以调节降低高温，而在冬季起到保温的作用；生态绿地植物生长季节可提高空气湿度，空气相对湿度（平均为85.25%）明显高于无林荒地（平均为80.32%）。

滨海生态绿地的冠层截留效应明显，无林荒地对照点的年降水量为1336.5 mm，而林内降水量为1110.3 mm，林冠层全年截留降水量为226.2 mm，占全年降水量的16.92%。滨海绿地全年月平均大气压的变化呈S形，树木在生长季节内有降低大气压的作用，树木停止生长后林木有增加大气压的作用。

滨海生态绿地具有降低风速的作用，绿地内可降低风速约75.94%，将林内风速与对照点风速的比值看作为森林生态系统的降低风速的效率，则本研究果桑林降低风速的效率为67.42%，可见滨海生态绿地防风能力较强。此外，滨海绿地对改变风向也有较大的作用。

[1] 周和锋, 黄一青, 范林洁. 慈溪杭州湾滨海生态绿地建设试验初探[J]. 华东森林经理, 2005, 19(4): 6-8.

[2] 何贵平, 陈益泰, 黄一青等. 杭州湾海涂造林后土壤盐分和水分动态变化[J]. 林业科学研究, 2006, 19(2): 257-26.

[3] 陈旭君, 周和锋, 娄厚岳, 等. 杭州湾南岸地区盐碱地绿化造林技术初探[J]. 华东森林经理, 2006, 20(1): 4-9.

[4] 王妹, 温作民. 森林生态效益价值核算研究[J].世界林业研究, 2006, 19(3): 6-11.

[5] 王兵, 马向前, 郭浩等. 中国杉木林的生态系统服务价值评估[J]. 林业科学, 2009, 45(4): 124-130.

[6] 郑锟, 叶功富, 徐俊森等. 福建东山木麻黄农田防护林的小气候效应[J]. 海峡科学, 2008, 10: 96-97.

[7] 范林洁, 邵学新, 吴 周等. 不同地被覆盖对新围海涂土壤性质的影响[J]. 华东森林经理, 2008, 22(1): 24-27, 32.

[8] 莫健彬, 王丽勉, 秦俊等. 上海地区常见园林植物蒸腾降温增湿能力的研究[J]. 安徽农业科学, 2007, 35(30): 9506-9510.

[9] 冯海霞, 侯元兆, 冯仲科. 山东省森林调节温度的生态服务功能[J]. 林业科学, 2010, 46(5): 20-26

[10] 鲍文, 何丙辉, 包维楷等. 森林植被对降水的截留效应研究[J]. 水土保持研究, 2004, 11(1): 193-197.

[11] 刘章勇, 邱春鹏. 江汉平原湖区农田防护林小气候效应研究[J]. 湖北农学院学报, 2002, 22(3): 219-221.

[12] 余坤勇, 刘健, 施聪智等. 基于RS技术的沿海防护林防风固沙效益研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2010, 34(1): 81-84.

Research on Micro-climate Effects of Hangzhou Bay Coastal Ecological Greenland

ZHOU He-feng1, SHAO Xue-xin2, FANG Cong-ling1, WU Ming2, SUN Hai-jin2
（Forestry Technology Promotion Center of Cixi, Cixi 314300, Zhejiang China; Research Institute of Subtropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Fuyang 311400, Zhejiang, China）

The micro-climate effects of Hangzhou Bay coastal ecological greenland were researched. The results indicated that ecological greenland has a role in regulating the temperature and humidity. Compared to non-forest land, the forests in the summer can adjust to reduce the temperature, and play an opposite role in the winter. The ecological greenland can increase the air humidity during the growing season of plants and have a significantly higher air relative humidity (average 85.25%) than non-forest land (an average of 80.32%). The retention effect of canopy is significant in ecological greenland, which can trap precipitation of 226.2 mm throughout the year, accounting for 16.92% of the annual precipitation. The Annual monthly average atmospheric pressure changes with S-shaped trend. The trees can lower atmospheric pressure in the growing season and increase atmospheric pressure when stop growing. The ecological greenland can lower 75.94% of the wind speed with the reduce efficiency of about 67.42%. It also plays a role in change the wind direction. Overall, the micro-climate effects of Hangzhou Bay coastal ecological greenland are significant.

Ecological Greenland; Temperature; Humidity; Precipitation; Wind

S716.3

A

1004-7743（2012）01-0034-05

2012-01-22