論園林建設(shè)對改善小氣候及城市環(huán)境中的作用

　　一、園林的構(gòu)成要素 
　　1、筑山
　　為表現(xiàn)自然，筑山是造園的最主要的因素之一。秦漢的上林苑，用太液池所挖土堆成島，象征東海神山，開創(chuàng)了人為造山的先例。
　　2、理池
　　為表現(xiàn)自然，理池也是造園最主要因素之一。不論哪一種類型的園林，水是最富有生氣的因素，無水不活。
　　3、植物
　　植物是造山理池不可缺少的因素。花木猶如山巒之發(fā)，水景如果離開花木也沒有美感。
　　4、建筑 
　　古典園林都采用古典式建筑。古典建筑斗拱梭柱，飛檐起翹，具有莊嚴(yán)雄偉、舒展大方的特色。它不只以形體美為游人所欣賞，還與山水林木相配合，共同形成古典園林風(fēng)格。
　　5、書畫
　　中國古典園林的特點(diǎn)，是在幽靜典雅當(dāng)中顯出物華文茂。“無文景不意，有景景不情”，書畫墨跡在造園中有潤飾景色，揭示意境的作用。
　　二、氣候的構(gòu)成要素
　　一)　氣候形成的輻射和熱力因素
　　氣候的冷暖變化，是大氣熱力狀況的表現(xiàn)。實(shí)質(zhì)上是大氣中熱量收支和多少的反映。空氣中熱量多少和變化，又是太陽輻射、地面輻射、大氣輻射及其熱量交換、轉(zhuǎn)化的結(jié)果。大氣的熱能主要來自地球表面、地球接受太陽輻射能的同時(shí)，本身有放射熱輻射，影響地面和大氣的溫度。
　　二)　氣候形成的環(huán)流因素
地球上各種規(guī)模和形式的空氣運(yùn)動綜合情況就是大氣的環(huán)流。大氣環(huán)流的原動力是太陽輻射能，大氣環(huán)流把熱量從一個(gè)地方輸送到另一個(gè)地方，從而使高低緯度之間，海陸之間的熱量和水分得到交換，調(diào)整了全球性的熱量、水分的分布，是各地天氣、氣候形成和變化的重要因素。
　　三）氣候形成的下墊面因素
　　下墊面是大氣的主要熱源和水源，有是空氣運(yùn)動的邊界面，它對氣候形成的影響是十分顯著的。就下墊面的差異性及其對氣候形成的作用來說，海陸間的差異是最顯著的。海陸間通過熱力和動力作用影響大氣，改變大氣中的水、熱狀況，影響環(huán)流的性質(zhì)、強(qiáng)弱，形成海陸間的氣候差異。
　　三、水與氣候的相互關(guān)系
　　一）　水與太陽輻射和熱力
　　1、水汽對太陽輻射的作用                         
　　太陽輻射通過大氣時(shí)，分別受到大氣中的水汽、二氧化碳、微塵、氧和臭氧以及云滴、霧、冰晶、空氣分子的吸收、散射、反射等作用，而使投射到大氣上界的太陽輻射不能完全到達(dá)地面。 
　　太陽輻射穿過大氣層時(shí)，大氣中某些成分具有選擇吸收一定波長輻射性能的特性。大氣中吸收太陽輻射的成分主要有水汽、氧、臭氧、二氧化碳及固體雜質(zhì)等。太陽輻射被大氣吸收后變成熱能，因而使太陽輻射減弱。
　　因此，可以說水汽對減少太陽輻射保護(hù)地球生命的功作中起到了重要的作用。
　　水在大氣的保溫效應(yīng)中的作用
　　大氣中的水汽和二氧化碳等，可以透過太陽輻射，又能強(qiáng)烈吸收地面輻射，使絕大部分的地面輻射的能量保存在大氣中，并通過大氣輻射向上傳遞。大氣輻射向下指向地面的部分，方向與地面輻射相反，就是大氣逆輻射。大氣逆輻射也幾乎全部為地名所吸收，這就使地面因輻射所損耗的能量得到了補(bǔ)償，因而大氣對地面有保溫作用。可見大氣對太陽短波輻射吸收很少，能讓大量太陽短波輻射通過大氣到達(dá)地面，但大氣能強(qiáng)烈吸收長波輻射而增熱，并又以長波逆輻射的形式返回給地面一部分，使地面不致因輻射失熱過多，大氣的這種對對地面的保溫作用就是保溫效應(yīng)。由于這種作用的存在才使地面平均溫度提高了38℃。
　　2、水陸熱力性質(zhì)差異
　　⑴吸收太陽輻射的能力不同
　　⑵透射太陽輻射不同   
　　⑶傳遞能量的方式不同 
　　⑷比熱不同
　　⑸水分蒸發(fā)耗熱狀況不同
　　水與人們的生活環(huán)境
　　環(huán)境建設(shè)涉及的方面較多，本文只述說水在環(huán)境建設(shè)中的兩個(gè)作用：利用水分子的分解，產(chǎn)生負(fù)離子，增加空氣中負(fù)離子含量，營造健康的生活環(huán)境；利用水的造景作用，營造優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境。
     如樹木生長時(shí)，會散發(fā)出具有殺菌作用的有機(jī)物質(zhì)，還有空氣負(fù)離子，能促進(jìn)人體內(nèi)合成和儲存維生素，被譽(yù)為空氣維生素。國內(nèi)很多研究證實(shí)，它具有降塵、滅菌、防病、治病等功能。    　　                
　　空氣負(fù)離子產(chǎn)生的主要原因有：1、植物光合作用過程的光電效應(yīng)會產(chǎn)生負(fù)離子。2、瀑布、噴泉、暴雨、湍急的溪流、海浪的推卷，由于水高速運(yùn)動，促使其分子分解，也會產(chǎn)生負(fù)離子。后者是負(fù)離子產(chǎn)生的重要渠道。據(jù)測定，在城市噴泉開放與關(guān)閉的不同時(shí)候，周圍空氣中的負(fù)離子濃度可相差90～200倍。當(dāng)大噴泉開放時(shí)，在相距3米處測得每立方厘米空氣中含有負(fù)離子48120個(gè)，在15米處仍有11550個(gè)，而且噴泉周圍空氣中細(xì)菌的含量也明顯減少（引自徐文端《噴泉空氣維生素加工廠》海南聲屏報(bào)2000年1月19日）。在山林中的大瀑布，其附近空氣中負(fù)離子含量每立方厘米也在幾萬個(gè)這一數(shù)量級，由此可見，在城市中建造噴泉，對環(huán)境起到極其有益的生態(tài)效應(yīng)作用。 
　　二）　水、植物與下墊面
　　局地地面特性與氣候
　　在同一緯度帶，相同的天氣條件下，到達(dá)地面的總輻射不僅因局部地形、方位、坡向而異，還因組成物質(zhì)、濕潤狀況、地面粗糙度、色澤、植物郁閉讀等表面性質(zhì)的不同熱具有不同的反射率，有效輻射不同，因而凈輻射各異。而且明顯的日變化。小氣候現(xiàn)象主要決定于下墊面的性質(zhì)、風(fēng)、湍流強(qiáng)弱。因此，下墊面熱量平衡是決定近地氣層和土壤上層氣候特征的基本因素，也是直接影響動植物生活、人類活動以及無機(jī)界狀況的主要?dú)夂蛞蛩亍，F(xiàn)今任何改變局地氣候的措施，都立足于改變下墊面的條件，以達(dá)到熱量平衡個(gè)分量朝著有利于生產(chǎn)和生活的方向發(fā)展。例如：強(qiáng)冷空氣襲來時(shí)，可以利用灌水辦法，提高田間溫度；炎熱的夏天，街道灑水，可降低城市氣溫；綠化可以改善城市小氣候；防護(hù)林帶可以改善農(nóng)田小氣候。
　　四、植物與氣候的相互關(guān)系
　　一）　植物與太陽輻射和熱力
　　1、植物對太陽輻射的反射
　　到達(dá)地面的總輻射只有一部分被地面吸收，另一部分被地面反射，地面反射的這部分太陽總輻射就是地面輻射。陸地表面的反射率約為10﹪～30﹪，隨太陽隨太陽高度的減小而增大，其中深色土比淺色土小，粗糙土比平滑土小，潮濕土比干燥土小，雪面反射率最大，平均約60﹪。下墊面的性質(zhì)不同直接導(dǎo)致對太陽輻射的獲得量。
　　植物在大氣保溫效應(yīng)中的作用
　　大氣中的水汽可二氧化碳等，可以透過太陽輻射，又能強(qiáng)烈吸收地面輻射，使絕大部分的地面輻射的能量保存在大氣中，并通過大氣輻射向上傳遞。大氣輻射向下指向地面的部分，方向與地面輻射相反，就是大氣逆輻射。大氣逆輻射也幾乎全部為地名所吸收，這就使地面因輻射所損耗的能量得到了補(bǔ)償，因而大氣對地面有保溫作用。本來是協(xié)調(diào)的關(guān)系，但是由于人類進(jìn)入工業(yè)社會快速發(fā)展使的自然的鏈條關(guān)系發(fā)生了斷裂，進(jìn)而導(dǎo)致了當(dāng)今社會的溫室效應(yīng)，就是由于溫室氣體排放量過大而吸收溫室氣體的植物在一天天的減少這一對矛盾出現(xiàn)而導(dǎo)致的。所以園林建設(shè)中的植物是我們所必須的，也是社會乃至整個(gè)人類社會都期盼的，植物不僅可以改善溫室效應(yīng)帶來的全球變暖問題，而且還可以改善局部地區(qū)的小環(huán)境。
　　2、水陸熱力性質(zhì)差異
　　⑴吸收太陽輻射的能力不同
　　⑵透射太陽輻射不同   
　　⑶傳遞能量的方式不同 
　　⑷比熱不同
　　⑸水分蒸發(fā)耗熱狀況不同
　　植物與人們生活的關(guān)系
　　植物在進(jìn)行光合作用時(shí)是要吸收可以吸收來自太陽的光然后轉(zhuǎn)化為自己所須的養(yǎng)料和氧氣，因而植物減少了太陽輻射能量對地面壓力，不會使地表溫度太高，氣溫在白天不會急劇上升，夜晚也不會降低太快，有樹木的地方還可以增加空氣濕度，增加降水，減低噪音，減緩風(fēng)速等。
　　二）　水、植物與城市問題
　　1、城市熱島效應(yīng)
　　城市熱島效應(yīng)，通俗地講就是城市化的發(fā)展，導(dǎo)致城市中的氣溫高于外圍郊區(qū)的這種現(xiàn)象。
　　首先，是城市下墊面（大氣底部與地表的接觸面）特性的影響。
　　第二個(gè)主要原因是城市大氣污染。城市中的機(jī)動車輛、工業(yè)生產(chǎn)以及大量的人群活動，產(chǎn)生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉塵等，這些物質(zhì)可以大量地吸收環(huán)境中熱輻射的能量，產(chǎn)生眾所周知的溫室效應(yīng)，引起大氣的進(jìn)一步升溫。
　　第三個(gè)主要原因是人工熱源的影響。工廠、機(jī)動車、居民生活等，燃燒各種燃料、消耗大量能源，無數(shù)個(gè)火爐在燃燒，都在排放熱量！
　　第四個(gè)原因是，城市里的自然下墊面減少了。城市的建筑、廣場、道路等等大量增加，綠地、水體等自然因素相應(yīng)減少，放熱的多了，吸熱的少了，緩解熱島效應(yīng)的能力就被削弱了。
　　城市綠地是城市中的主要自然因素，因此大力發(fā)展城市綠化，是減輕熱島影響的關(guān)鍵措施。綠地能吸收太陽輻射，而所吸收的輻射能量又有大部分用于植物蒸騰耗熱和在光合作用中轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，用于增加環(huán)境溫度的熱量大大減少。綠地中的園林植物，通過蒸騰作用，不斷地從環(huán)境中吸收熱量，降低環(huán)境空氣的溫度。
　　2、城市干島和濕島效應(yīng)
　　既有下墊面因素又與天氣條件密切相關(guān)。在白天太陽照射下，下墊面通過蒸散(含蒸發(fā)和植物蒸騰)過程而進(jìn)入低層空氣中的水汽量，城區(qū)卻小于郊區(qū)，特別是在盛夏季節(jié)，郊區(qū)農(nóng)作物生長茂密，城、郊之間自然蒸散量的差值更大。城區(qū)由于下墊面粗糙度大(建筑群密集、高低不齊)，又有熱島效應(yīng)，其機(jī)械湍流和熱力湍流都比郊區(qū)強(qiáng)。通過湍流的垂直交換，城區(qū)低層水汽向上層空氣的輸送量又比郊區(qū)多，這兩者都導(dǎo)致城區(qū)近地面的水汽壓小于郊區(qū)，形成“城市干島”。到了夜晚，風(fēng)速減小，空氣層結(jié)穩(wěn)定，郊區(qū)氣溫下降快，飽和水汽壓減低，有大量水汽在地表凝結(jié)成露水，存留于低層空氣中的水汽量少，水汽壓迅速降低，城區(qū)因有熱島效應(yīng)，其凝露量遠(yuǎn)比郊區(qū)少，夜晚湍流弱，與上層空氣間的水汽交換量小，城區(qū)近地面的水汽壓乃高于郊區(qū)，出現(xiàn)“城市濕島”。這種由于城郊凝露量不同而形成的城市濕島稱為凝露濕島。它大都在日落后1—4小時(shí)內(nèi)形成，在日出后因郊區(qū)氣溫升高，露水蒸發(fā)，很快又轉(zhuǎn)變成“城市干島”，在城市干島和濕島出現(xiàn)時(shí)必伴有城市熱島。
　　綜上所述，園林對局部地區(qū)的小氣候的形成起到了積極的作用，對改善城市氣候系統(tǒng)，提高城市人們生活質(zhì)量，調(diào)節(jié)水起循環(huán)，以及改善大環(huán)境都有著重要的作用。

　　參考文獻(xiàn)：
　　中國古典園林史（清華大學(xué)出版社） 
　　自然地理學(xué)（科學(xué)出版社） 
　　中國自然地理網(wǎng)