构建“城市景观气候界面层”

　　随着城市化进程的加快，城市生态环境遭到了严重的破坏，引发了一系列的城市环境问题，产生了城市热岛、空气污染等现象，形成了区别于大气候的城市微气候效应。 自然生态的严重破坏削弱了生态系统对城市微气候的调节功能，使其对城市环境所带来的污染不可消解. 这也促使在城市景观策划过程中重新思考关于城市发展与生态环境保护之间的问题。 作为跨学科研究，气象学、环境学在城市环境气象建模及数据动态研究方面已做了深入的探索，从城市规划设计和建筑单体设计角度探讨与城市微气候关系的研究也已取得一定成果。 这些研究中虽已明确了城市景观与城市微气候存在密不可分的关系，但如何从景观生态学角度来审视城市景观与微气候环境之间的关系，构建“城市景观气候界面层”,实现对城市微气候环境不同尺度的改善是本文主要探讨的核心。

　　1 “景观气候界面层”的内涵

　　根据气候学观点，大气层与之接触的水陆表面为其下界，称为大气层的下垫面. 而城市冠层和下垫面是影响城市微气候环境的主要因素。 对于城市景观而言，则需要建立“城市景观气候界面层”,来更有针对性地研究城市景观与微气候的关系。 与具体城市景观界面不同，“城市景观气候界面层” 具有更广泛的内涵，它包括与城市微气候环境产生互动作用的所有景观要素，是具有气候学意义上的“复合下垫面”,是主导城市微气候变化的主要因素。 城市景观气候界面层的建构是基于景观生态系统的角度，将抽象、概括的微气候策略落实到不同层次、不同尺度的城市景观空间要素中，建立起从宏观到中观的层级关系（图 1），关注不同尺度城市景观形态要素“微气候作用”的关联性,并合理组织，形成有利于操作的研究框架。 既要反映城市景观对地域自然气候的选择与适应，又要体现对城市微气候环境的改善与优化，还要实现城市景观生态系统的整体恢复。

　　2 宏观尺度的调节途径

　　宏观尺度层面研究重点是如何合理的配置以城市为基质的“斑-廊-网-体”的空间格局，形成景观空间格局与促进碳氧循环、污染扩散、温湿度调节等生态过程的耦合关系（表 1），从而实现对微气候环境的能动调节。

　　2.1 气候调节点选址

　　在兼顾特定地域气候特点的基础上，关注对城市微气候环境改善有战略意义的“源”“汇”景观（物质的迁出地为源，接纳迁移物质的聚集场所为汇）。 “源”“汇”景观的确立要建立在相应的景观生态过程之上。

　　首先协调好“源”景观与“汇”景观的面积比例，通过建立的景观空间负荷比指数来指示不同“源”“汇”景观面积对城市微气候的调节作用。 如当针对城市热岛、大气污染等现象时，需控制热岛、污染“源”区，增设热岛、污染“汇”区。 可结合景观周边的地域气候特色资源，如高质量的森林和沼泽斑块，海湾、河湾斑块，伴水的野生动物栖息地等构建“汇”景观，发挥改善空气质量、维持城市碳氧平衡的作用。 其次，可以通过水平风过程来改善城市微气候。 在城市盛行风入口处增设“氧源地”,提高城市入风质量 ,增强城市排污及净化的能力。 最后关注对微气候调节过程起关键作用的战略点，如鞍部战略点、交汇处战略点、中央战略点、边缘战略点和角落战略点等.

　　2.2 通风廊道的设置

　　城市景观通风廊道为城市空气、物质流动、能量传播提供有效通道。 一方面，可传输新鲜空气，扩散污染物，调节城市空气温度和湿度，是影响“城市通风效率”的核心要素。 另一方面还具有切割城市热场、消除热岛的规模效应和叠加效应、过滤污染物、防止水土流失、防风固沙等生态功能。 城市景观策划中通风廊道可分为绿带廊道、道路景观廊道和河流景观廊道 3 种。 不同的城市景观通风廊道，其内部空气的“流动路径”有所不同， 合理的城市景观通风廊道是城市内部大气质量得以保证的途径。 通风廊道在主导方向上的长度至少应达到 500 m, 宽度为周围遮挡物的 2 ~ 4 倍为宜，不应小于 30 m,通道中障碍物宽度小于总宽度的 10%.

　　此外，要分析城市地形，内部空间结构的几何特性，以及与当地盛行风、地形风、水陆风等外部气候条件的影响与关系，合理布置城市景观通风廊道，增加城市孔隙率。 一方面要加强城市景观通风廊道的相互连通性，因地制宜，沿盛行风向布置，与城市“氧源地”连通，形成完整的城市呼吸网络系统，改善生态过程被切断（通风不利），形成孤岛的现状。 另一方面要便于大气的流通，使通风廊道达到有效的开敞度。

　　2.3 景观网络的建构

　　与独立的景观斑块和廊道的布局不同，城市景观网络格局的建构是在基质整体分析之上进行的，研究对象是多种斑块和廊道的组织关系。 首先要对城市微气候背景环境进行分析，结合当地大气环流、地形风等外部气候条件，以及城市建成环境空间结构的几何特性，距建成区的距离、位置关系等进行详细策划。 其次保留、 增设具有核心气候调节作用的大型景观斑块，来充分发挥其生态功能（如引风绿地斑块、绿地公园斑块等），用以扩散稀释污染、降温、增湿。 再次增强景观网络的连通性，以满足风、能源的高效流动，并分散渗入小的景观斑块和廊道，形成大集中小分散的空间格局以保证城市景观整体生态效益。 最后在建构的过程中忌出现单独的绿地斑块、水源斑块，应加强斑块相互间的联系，形成集聚间有离析的网络式景观格局模式，促进微气候调节与自净循环体系建构，使得城市整体生态环境效益最大化。

　　2.4 时空的动态适应
　　
　　在城市景观策划的过程中，不仅关注斑块、廊道、网络等平面格局， 还应考虑景观体对城市微环境的重要贡献。 城市景观体是研究景观的三维立体格局，如城市景观的空间形态、建筑景观的空间配置、城市天际线的波浪结构等，这些因素对垂直温度再分异过程、垂直湿度再分异过程、 垂直湍流过程等生态过程都有着显著的影响。 此外，城市景观体中蕴涵着时间变迁，体现出景观在四维时空中的动态变化。 一种是城市景观空间动态变化，另一种是景观过程动态变化. 为增强城市景观对微气候的适应能力，需要对与微气候相关的核心因子（如景观系统中斑块、廊道，景观要素的数量、结构、物种）的变化进行定时监测，以确保能够及时地对周期性和突发性的变化进行反馈，并与最初设定的适宜性目标值（如风环境、温度、湿度等标准）进行比较、调整，进而实现景观对微气候环境的动态调节。 此外在城市景观策划过程中还应考虑短期、中期、长期的阶段式的、分期建设模式，有针对性地促进城市景观应对微气候的变化和景观的自我演替。

　　3 中观尺度的调节途径

　　中观尺度的城市景观气候界面层的建构， 主要包含城市景观形态、边界以及景观下垫面。 与宏观尺度的关注点不同，中观尺度的“景观气候界面层”除了需要承载引风排污、温度调节、空气净化等生态功能，还需关注城市中人的气候舒适性。 与人体舒适性相关的自然气候因素包括温度、湿度、平均辐射温度、风速、太阳辐射强度及蒸发散热等，其中温度、平均辐射温度和太阳辐射强度直接与日照有关，而湿度又受风的影响很大，因而可以认为影响人体舒适性最为重要的两个气候因素是“风”与“日照”. 可以根据所在城市的自然地理位置、 气候环境和季节变化等因素的影响，合理组织景观空间中的热环境和风环境等气候要素的分布（表 2），优化城市微气候，积极创造出适宜人活动、鼓励人们交往的小气候环境，实现对“宏观”微气候状况的局部“修正”.

　　3.1 景观形态层---构型适宜

　　中观尺度层面，与城市微气候相关的“景观形态层”的构建不仅包含三维景观体的空间形态，还包含一定区域内特定时段景观要素的镶嵌格局与空间配置（组合）的形态,以及形态周期变化等方面的内容。

　　城市三维景观体的空间形态主要包括场地形态、建筑景观体形态、景观构筑物形态等，这些空间形态的尺寸、肌理、方位等对微气候中的风速大小、风向和日照时数等因素有较为显著的影响。 如哈尔滨群力新区体育公园景观设计策划中（图 2），通过调整景观形态和方位，以及地形坡度，有目的地改变、缩小冬季景观空间中阴影区的面积，获得充足的阳光照射。 有效地组织场地空气流通，增加夏季风和来自湖面的水陆微风，为景观活动空间创造良好的风环境； 并考虑合理设置风障,在冬季主导风的方向上设置建筑物、围墙或密集的绿带等，减弱冬季风对活动空间的影响。

　　城市景观空间组合形态在城市景观策划中体现为对城市公园、街道景观、广场等开放空间中景观要素平面格局的配置，如中心配置、对称配置、辐射配置、点轴配置、网络配置等。 具体可以根据地域气候特点，建立有利于形成良好风环境、热环境的空间组合形态， 在街区基质内改善建筑景观斑块的破碎化，强化通风廊道和开敞空间斑块在小区域景观中的位置与走向。

　　3.2 景观边界层---双向渗透

　　城市景观边界作为不同生境类型的生态过渡带，对微气候的调节具有重要意义。 首先景观边界层可起到过滤器或半透膜的作用,能够有效地控制污染、 抵御恶劣气候条件对城市景观内部人体舒适度的影响。 其次景观边界层能够引导生物迁徙以及营养、信息能量的交换，景观边界的垂直与水平结构、宽度、曲折度，决定了边界能流和物流的活跃程度与方向。 相对复杂、舒展的形态（长宽比很大或边界蜿蜒曲折） 易于促进城市景观元素与周边内外环境的能量、物质之间的交换。 如在葫芦岛海滨景观整体设计策划中， 确立了城市环境与自然环境双向渗透的总体格局（图 3）。 以山、海、河为起点，在城市夏季主导风的上风口处适当保留景观绿地斑块， 建构楔形开敞景观边界，形成自然向城市的渗透；同时通过指状景观边界向城市内部区域渗透， 对城市微气候进行有效调节。

　　3.3 景观下垫面层

　　城市景观下垫面层的特征对城市微气候环境的调节有着重要的影响，主要包含绿色下垫面（绿化）、蓝色下垫面（水体）和灰色下垫面（广场、道路铺装）。

　　3.3.1 绿色下垫面

　　城市绿化具有明显的生态效应，在城市大气候环境和城市通风条件很难改变的情况下，合理配置景观绿地以吸收、附着有害气体和尘埃，是生态上最有效的方法。

　　绿化植物的气候效用取决于绿植面积、位置和植栽的特性（品种、密度、形状、大小、体量、树龄等）。 当绿化作为绿色廊道时，在通风的路径上，要避免种植高大的树木， 道路中间的隔离绿带应为低矮的灌木；当绿化作为遮挡不利气候的风障时，植物群落的结构模式要清晰， 一般情况下由外到内的顺序为地被、灌木、小乔木、乔木，这样的风阻作用会非常有效（图 4）；当绿化通过蒸腾作用发挥降温增湿的生态功能时，要考虑绿化的空间布局，植物的种类、高度、枝叶的疏密程度、季节变化等；一定绿植面积条件下，混合式结构的绿地空间布局，其降温效应大于点状和带状布局.

　　日照区的植栽比日影区的更有利于气候的改善。 当绿化发挥降尘功效时，植物密度配置与树种的选择更为关键，如在污染不易扩散的风影区，应避免植物的密集种植所引发的空气堵塞，尽量选择吸附能力较强的植物，关注立体绿化（屋顶绿化和墙面绿化）对环境的改善。

　　3.3.2 蓝色下垫面

　　城市水体的调节作用主要表现为增湿、降温、调节风速以及由温度差异形成的局地风。 可以根据风向，合理布局水体景观，引导风的走向和调节风速的大小。 水体具有良好的降温作用，而且流动水体（如喷泉、喷雾）的降温效果最佳。 可结合夏季盛行风，在城市景观空间的引风口前增设水域，来改善景观内部空间的温湿度，同时形成局部微风。 据研究当水体面积从 5.85%增加到 11.75%时，其降温效果明显[11],但需要注意控制景观空间内水体蒸发面积，面积过大会导致空气湿度过大，进而不利于整体环境微气候的改善。

　　3.3.3 灰色下垫面

　　灰色下垫面对微气候的调节主要表现在不同的材料、颜色及粗糙程度对气候的不同影响。 需要平衡材料的反射率与热辐射之间的关系，增加城市渗水下垫面的比例，减少地表水的流失，加大水的蒸腾作用对城市降温的作用。 如为缓解城市热岛现象，应尽可能地减少沥青地面、花岗岩地面的比例，多选用水泥路面、植草砖路面来调节缓解城市热岛现象。

　　4 结语

　　城市景观气候界面层作为一个纽带，将城市气候学与景观学的相关研究联系起来，是城市景观策划对微气候调节的有效途径，它将城市气候评估成果与宏观原则转化为可落实的景观要素，为城市景观策划与设计中的气候分析与评价提供依据。 在具体的城市景观策划中应将城市景观视为一个有机体，强调从整体上协调人、景观要素和自然气候要素的关系，降低城市化和传统的城市建设模式给生态环境和气候环境造成的负面影响；适应正在变化和将要形成的微气候环境，以及随之产生地新的生态环境。 此外，还要唤醒公众的生态保护意识与参与性，改变生活模式，减少碳排放，减缓城市微气候的恶化，改善人们生活质量和生物的栖息生境。

　　参考文献：
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　　[2] 柏春。 城市气候设计：城市空间形态气候合理性[M]. 北京：中国建筑工业出版社， 2009:138-148.
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　　[4] 陈利顶， 傅伯杰， 赵文武。 “源”“汇”景观理论及其生态学意义 [J].生态学报， 2006, 26（5）：1444-1448.