城市樹木：降溫與升溫的綠色謎題

作者：黃湘紅 段躍初

在城市規(guī)劃與環(huán)境科學(xué)的交織領(lǐng)域中，一個(gè)饒有趣味的現(xiàn)象正逐漸浮出水面：樹木，這些城市中的綠色守護(hù)者，在不同情境下對(duì)城市溫度的影響遠(yuǎn)比我們想象的復(fù)雜。

在人們的傳統(tǒng)認(rèn)知里，樹木是城市中的天然空調(diào)，它們?cè)谘籽琢胰障聻槌鞘袔砬鍥觥４_實(shí)，在白天，樹木宛如一臺(tái)臺(tái)綠色的制冷設(shè)備，通過多種巧妙的方式為城市降溫。其一，它們?nèi)缤艺\(chéng)的衛(wèi)士，用茂密的枝葉阻擋太陽(yáng)輻射，使大量陽(yáng)光無(wú)法直接照射到地面，從而削減了熱量的輸入。其二，樹木的葉片上分布著眾多氣孔，這些氣孔就像是一個(gè)個(gè)微小的水分蒸發(fā)器，水分通過氣孔蒸發(fā)的過程中會(huì)吸收熱量，進(jìn)而降低周圍環(huán)境的溫度。其三，樹葉的特殊形狀和排列方式能夠改變氣流的運(yùn)動(dòng)軌跡，促進(jìn)空氣的流通與熱量的擴(kuò)散，就像為城市打開了一把把散熱的風(fēng)扇。憑借這些獨(dú)特的本領(lǐng)，樹木在白天成為了緩解城市高溫的得力助手，讓城市居民在酷暑中獲得一絲愜意與舒爽。

然而，發(fā)表于《通訊·地球與環(huán)境》（Communications earth & environment）的一項(xiàng)新研究，卻為我們揭示了樹木在城市熱效應(yīng)中鮮為人知的另一面。研究表明，在夜間，樹木尤其是樹冠部分，竟然會(huì)吸熱并導(dǎo)致城市升溫。當(dāng)夜幕降臨，由于空氣動(dòng)力阻力的作用以及氣孔的關(guān)閉，樹冠如同一個(gè)熱量收集器，開始捕捉來自地表的長(zhǎng)波輻射，并將這些熱量留存下來，使得城市的夜間溫度不降反升。這一發(fā)現(xiàn)打破了人們對(duì)樹木一貫的降溫認(rèn)知，讓城市樹木與城市熱環(huán)境的關(guān)系變得更加撲朔迷離。

這項(xiàng)研究并非偶然為之，其背后是研究者們對(duì)全球眾多城市樹木降溫情況的深入剖析。他們?nèi)娣治隽?2010 年至 2023 年間發(fā)表的 182 項(xiàng)研究，這些研究廣泛涉及全球 110 個(gè)城市或地區(qū)的 17 種氣候類型，堪稱對(duì)城市樹木降溫作用的首次全面的全球評(píng)估。通過如此大規(guī)模且系統(tǒng)的研究，他們發(fā)現(xiàn)樹木對(duì)城市的降溫能力并非一成不變，而是在世界各地呈現(xiàn)出顯著的差異。這種差異的產(chǎn)生受到多種因素的綜合影響，其中樹種特性、城市布局以及氣候條件尤為關(guān)鍵。

從樹種特性來看，不同的樹種在葉片結(jié)構(gòu)、枝干形態(tài)以及生長(zhǎng)習(xí)性等方面存在差異，這些差異直接決定了它們?cè)谖鼰?、散熱以及調(diào)節(jié)微氣候方面的能力。例如，一些葉片寬大、茂密且氣孔較多的樹種，在白天可能具有較強(qiáng)的降溫效果，但在夜間也可能因大量捕捉輻射熱而導(dǎo)致升溫明顯；而另一些葉片相對(duì)較小、枝干較為稀疏的樹種，其降溫與升溫的幅度可能相對(duì)較小。

城市布局同樣在樹木降溫效應(yīng)中扮演著重要角色。在開放布局和低層建筑為主的城市中，樹木能夠充分發(fā)揮其降溫優(yōu)勢(shì)。開闊的空間有利于空氣的流通，樹木所帶來的降溫效果能夠更好地在城市中擴(kuò)散，從而為更大范圍的區(qū)域帶來涼爽。相反，在高樓林立、布局緊湊的城市中，建筑物對(duì)氣流的阻擋作用限制了樹木降溫效果的傳播，而且在狹窄的街道峽谷中，樹木在夜間捕捉的熱量難以迅速散去，反而容易加劇局部區(qū)域的升溫現(xiàn)象。

氣候條件則是影響樹木降溫能力的宏觀因素。在炎熱干燥的氣候下，樹木的蒸騰作用能夠有效降低空氣溫度，因?yàn)楦稍锏目諝饽軌蚩焖傥諛淠菊舭l(fā)的水分，從而帶走大量熱量。此時(shí)，城市樹木通常能為城市帶來較為顯著的降溫效果。然而，在炎熱潮濕的氣候環(huán)境中，空氣本身含水量較高，接近飽和狀態(tài)，樹木的蒸騰作用受到抑制，其降溫作用也就大打折扣。

面對(duì)這一復(fù)雜的城市樹木與熱環(huán)境關(guān)系，城市規(guī)劃者們又該何去何從呢？研究者們明確指出，樹種的選擇與放置必須與城市形態(tài)相互兼容，才能實(shí)現(xiàn)最佳的降溫效果。在城市規(guī)劃過程中，不能盲目地進(jìn)行樹木種植，而應(yīng)當(dāng)綜合考慮當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)、城市布局以及不同樹種的特性等多方面因素。例如，在炎熱干燥且布局較為開闊的城市區(qū)域，可以優(yōu)先選擇那些降溫效果顯著、夜間吸熱相對(duì)較少的樹種，并合理規(guī)劃種植密度與分布位置，以充分發(fā)揮樹木的降溫優(yōu)勢(shì)；而在炎熱潮濕或者建筑密集的區(qū)域，則需要更加謹(jǐn)慎地挑選樹種，甚至可以考慮采用一些其他的降溫措施與樹木種植相結(jié)合，如增加水體景觀、優(yōu)化建筑材料的隔熱性能等，以應(yīng)對(duì)城市熱應(yīng)力。

城市樹木在城市熱環(huán)境中的角色是多面的，既是白天的降溫功臣，又可能在夜間成為升溫的因素之一。深入理解樹木與城市熱應(yīng)力之間的關(guān)系，對(duì)于城市規(guī)劃者而言意義非凡。通過科學(xué)合理地選擇樹種和規(guī)劃種植地點(diǎn)，城市有望在樹木的助力下更好地應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的熱島效應(yīng)，為居民營(yíng)造更加舒適宜人的城市環(huán)境。這不僅需要我們?cè)诔鞘幸?guī)劃中運(yùn)用科學(xué)的方法與數(shù)據(jù)，更需要我們以一種全新的視角去審視城市中的每一抹綠色，讓樹木真正成為城市氣候調(diào)節(jié)的智慧之選。未來，隨著研究的不斷深入與城市規(guī)劃理念的持續(xù)創(chuàng)新，相信城市樹木將在城市可持續(xù)發(fā)展的舞臺(tái)上發(fā)揮出更加獨(dú)特而重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

Cooling efficacy of trees across cities is determined by background climate, urban morphology, and tree trait｜Communications earth & environment