叶片尺寸对植被降温效应的影响研究——以南京市为例

　　 摘要:

在全球气候变化与城市化进程加剧的背景下，城市热岛已成为居民健康与城市可持续发展必须要面对的问题。植被虽然作为缓解城市热岛的重要生态因子，但其降温效应受到气象条件、植被生理、人为干扰等诸多因素的共同影响。植被叶片的尺寸是影响植被与大气能量交换的重要因子之一，然而目前关于其对植被降温效应的定量研究仍然较少，尤其是在叶片尺寸存在明显差异的湿润城市。本文以南京市为研究区，通过耦合冠层能量平衡模型和本地化的气孔导度模型，定量评估了近似叶面积指数、不同气象条件下针叶、小型阔叶和大型阔叶三种乔木植被在典型夏季的感热通量差异。结果表明，模型模拟冠层温度与卫星观测地表温度全年都表现出较好的一致性（R2>0.89）；叶片尺寸显著影响了植被在感热通量和潜热通量上的分配。与大阔叶植被相比，小阔叶植被在较小的边界层阻力下产生更低的冠层温度和感热通量，因此表现出单位叶面积上更强的降温效应；尽管针叶植被具有最小的边界层阻力，但其受到低气孔导度的限制，感热通量在三种植被中最高，降温效应最弱。感热通量和降温差异同时受到气象条件的影响，在湿润多云条件下差异较大，而在高辐射、高饱和水汽压等条件下差异减弱。其它气象条件接近时，风速提高能够增大不同类型植被的感热通量差异。因此，在通风良好的街区中选用小阔叶树种有望显著改善街区的热环境。本文研究结果可为我国湿润城市老城区热环境改造和新城区建设中的绿地优化配置提供一定的理论支撑。