气候韧性树木作为基于自然的解决方案对城市花园使用者热舒适度与心理舒适度的协同优化研究

【字体: 时间:2025年06月20日 来源:Journal of Environmental Management 8.0

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  针对城市热岛效应加剧背景下热舒适与心理舒适协同提升的难题,伊朗Tabriz大学团队通过ENVI-met和RayMan软件模拟结合384份问卷调查,发现榆树(Pinus eldarica)与松树(Ulmus minor)组合可将生理等效温度(PET)降至35.44°C,心理舒适相关系数达0.515,首次在波斯文化遗产花园中验证了基于自然的解决方案(NBS)的双重效益,为气候适应性景观设计提供了物种配置新范式。

  

随着全球气候变化与城市化进程加速,城市热岛效应(Urban Heat Island, UHI)已成为威胁城市宜居性的核心问题。传统硬质化城市空间不仅导致气温异常升高,更对居民身心健康造成双重压力。在这一背景下,基于自然的解决方案(Nature-Based Solutions, NBS)因其生态可持续性备受关注,但现有研究多聚焦单一维度——或局限于热舒适度的物理指标分析,或仅探讨绿色空间的心理效益,尤其在中东地区文化遗产景观中,两者交互作用的研究近乎空白。

位于伊朗Tabriz的El-Goli花园作为波斯园林的典型代表,其独特的矩形布局、水系网络与乔木配置体系,蕴含着应对干旱气候的传统智慧。然而当代研究对其认知呈现割裂状态:建筑学者执着于形式美学的文化解码,环境学者则专注ENVI-met软件模拟的微气候数据,这种"温度与情感分离"的研究范式难以满足现代城市对复合型舒适空间的迫切需求。正是洞察到这一研究断层,Tabriz大学景观建筑团队Arman Rastkhadiv等人在《Journal of Environmental Management》发表研究,首次将生理等效温度(Physiological Equivalent Temperature, PET)与Kaplan注意力恢复理论(Attention Restoration Theory, ART)相结合,构建了文化遗产景观中NBS效益的整合评估框架。

研究团队采用设计研究法(Research Through Design, RTD),在前期ENVI-met微气候模拟基础上,引入RayMan软件计算PET指数,同时通过视觉问卷与384份实地调查(含在线形式)采集心理舒适度数据。特别采用影像蒙太奇技术呈现6种乔木配置场景,包括单一种植的梧桐(Platanus orientalis)、榆树(Ulmus minor)、松树(Pinus eldarica)及其组合模式,通过SPSS进行相关性分析与方差检验。

PET指数在不同种植场景中的变化
数据显示,单一树种中Pinus eldarica(圆锥形树冠)表现出最佳遮荫效果,但组合种植产生协同效应:Ulmus minor(圆形树冠)与Pinus eldarica混交时,PET值降至35.44°C,较无植被区域降低6.2°C。这种形态互补的配置既优化了辐射遮挡效率,又通过叶片蒸腾作用增强降温效果,印证了Castelo等学者关于形态多样性提升微气候稳定性的理论。

心理舒适度的场景差异
基于ART理论的评估揭示,混交林场景获得最高心理舒适评分(相关系数0.515),其丰富的垂直结构与季相变化符合"软 Fascination"特征——即自然元素能自发吸引注意力而不造成认知负担。值得注意的是,单一种植的Platanus orientalis虽在热舒适指标上表现中等,却因树冠形态单一导致心理评分最低,凸显美学多样性在NBS设计中的关键地位。

人口统计学因素的影响
年龄与性别显著影响偏好:18-35岁群体对混交场景的接受度高出中老年群体47%,女性对复杂植物配置的偏好强度是男性的1.8倍。这一发现挑战了传统波斯园林均质化设计的惯性思维,提示当代景观设计需纳入社会人口维度。

该研究突破性地证实:在文化遗产语境下,NBS的热调节功能与心理恢复效益存在显著正相关(p<0.01),其中树冠形态互补的混交模式能同步优化PET指数与ART评分。这为干旱地区城市更新提供了重要启示:首先,验证了传统波斯园林"水系-乔木"协同系统的科学合理性;其次,提出"形态生态位"设计原则——通过搭配圆锥形与圆形树冠物种,可在有限空间最大化生态与人文效益;最后,建立首个适用于中东地区的NBS双效评估模型,弥补了IPCC气候适应策略中文化遗产维度的缺失。

正如研究者强调,未来城市韧性建设需超越"降温即舒适"的简化思维,将文化审美、代际差异等社会参数纳入气候适应性设计。该成果不仅为Tabriz等干旱城市提供实操方案,更开创了"温度-情感"耦合研究新范式,对全球文化遗产地的气候适应性改造具有普适参考价值。

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