09第五章 风景园林的环境要素

第五章风景园林的环境要素风景园林要素分为：风景园林的环境要素风景园林的构成要素第一节风景园林的环境要素环境是针对某一主体而言的，在风景园林中，一般以人类为主体，指影响人类活动的各种自然的或人工的外部条件的总和。环境要素主要包括自然环境要素人文环境要素第一节自然环境要素风景园林自然环境是一个复杂而又多彩的生态系统，构成其要素主要包括：气候、土壤、地质、地形、水文、植被、野生动物以及部分区域可能存在的污染物等。一、气候气候是一个地区在一段时期内各种气象要素特征的总和，它包括极端气候和平均天气。在理解气候的前提下进行风景园林规划设计，不仅有助于对公众健康和人身安全的保护，而且也有助于经济发展和资源保护。（一）区域气候区域气候（或称大气候）是一个大面积区域的气象条件和天气模式。大气候受山脉、洋流、盛行风向以及纬度等自然条件的影响。对于区域气候来说，易得到记录的天气变量如气温、降雨量、风、太阳辐射和湿度等要素，对大的在风景园林设计场地有着重要的影响。在城市地区，热是一个最重要的气候因素之一。从热量平衡上考虑，尽管吸收的太阳热辐射较少，但总体上收入仍是大于支出的，从而导致城区的气温高于乡村。这种现象往往在城市的中心区更为明显，产生了一种在景观学中称为“热岛”的效应。黑色的沥青、混凝土以及屋顶都吸收太阳辐射，释放热量，使城市的大气温度升高。通常，大城市在风和日丽的天气条件下，热岛效应会更为突出。英国伦敦冬季城市热岛效应轮廓图（二）地形气候一般来讲，地形气候是以地形起伏为基础的小气候向大气圈较高气层和地表景观的扩展和延伸，是介于大气候和小气候之间的中间尺度气候类型。地面的地形起伏对基地的日照、温度、气流等小气候因素有影响，从而使基地的气候条件有所改变。引起这些变化的主要因素为地形的凹凸程度、坡度和坡向。对规模较大、有一定地形起伏的基地应考虑地形小气候，而规模较小、地形平坦的基地则可以忽略地形小气候的影响。在分析地形气候之前应首先了解基地的地形和地区性气候条件。在地形气候中人们可以感受到空气湿度和温度的巨大差异。地形主要影响太阳辐射和空气流动。在地形分析的基础上先作出地形坡向和坡级分布图(图3–2），然后分析不同坡向和坡级的日照状况，通常选冬夏两季进行分析（图3–3）。地形对温度的影响也主要与日辐射和气流条件有关，日辐射小、通风良好的坡面夏季较凉爽，日辐射大、通风差的坡面冬季较暖。最后应将地形对日照、通风和温度的影响综合起来分析，在地形图中标出某个主导风向下的背风区及其位置、基地小气流方向、易积留冷空气和霜冻地段、阴坡和阳坡等与地形有关的内容。地形坡向及坡级分布图某地冬季的地形气候（三）微气候由于基底构造特征如小地形、小水面和小植被等的不同使热量和水分收支不一致，从而形成了近地面大气层中局部地段特殊的气候即微气候，在很小的尺度内，各种气象要素就可以在垂直方向和水平方向上发生显著的变化。这种小尺度上的变化由以下因素的变化引起：地表的坡度和坡向、土壤类型和土壤湿度、岩石性质、植被类型和高度，以及人为因素。在每一区域内有许多微气候，每一种微气候可以用相同的气候测量来描述，但是限制于相对较小的区域内。它与基地所在地区或城市的气候条件既有联系又有区别。微气候能很大程度上影响人们在景观中的体温舒适，这也是城市户外区域设计首先考虑的。小气候影响到来往于人体的能量流动。当地微气候可以很大程度地影响到用来加热和冷却景观中建筑物的能量。较准确的基地小气候数据要通过多年的观测积累才能获得。通常在了解了当地气候条件之后，随同有关专家进行实地观察，合理地评价和分析基地地形起伏、坡向、植被、地表状况、人工设施等对基地日照、温度、风和湿度条件的影响。对小气候的分析对大规模园林用地规划和小规模的设计都很有价值（图3–4）。某庭院小气候条件分析（四）气候因素综上所述，对于某一地区的“气候”来说，无论其区域规模大小，几乎都可以从光、气温与湿度、风、降水量等气候因素来说明。1、光光是地球上所有生物得以生存和繁衍的最基本的能量源泉，地球上几乎所有生命活动所必需的能量都直接或间接地来源于太阳光。一个明智的景观规划者在进行规划时，必定会将光作为环境分析的一部分，并同水的供应、暴雨、地形坡度及土壤稳定性等环境因子加以同等重要的考虑。（1）光照时间（日照长度）是指白昼的持续时数或太阳的可照时数。随着纬度、时间及空间的不同其光照时间存在着很大的差异。其直接影响到植物的生长发育状况、动物的活动时间以及场所给人类的舒适感等。（2）光照强度是指单位面积上所接受可见光的能量。无论哪种类型的植物，其光合作用强度与光照强度之间存在着密切的联系。光照强度的差异决定了植物的垂直分布状况以及动物的活动区域。（3）太阳高度角太阳高度角是指阳光入射面与地球表面之问的夹角。不同纬度地区的太阳高度角不同，在同一地区，一年中夏至的太阳高度角和日照时数最大，冬至的最小。太阳高度角是影响地球表面温度的重要因素。了解太阳高度角与地形以及季节变化之间的相互关系，这样做能够帮助我们理解景观中太阳能量的分布状况。一旦知道了一个地区的太阳高度角，我们就可以将其代入具体的场地尺度，根据太阳高度角和方位角分析日照状况、确定阴坡和永久无日照区，并进一步检验太阳高度角对景观的影响，如对基地中的建筑物、构筑物植被、动物等的影响。北纬50°某地区的太阳高度角的年度变化2、温度与湿度一般情况下，空气湿度和温度在环境气候因素中比较重要，人体的舒适感觉与湿度的减少成正比，而与温度则随季节和人的差异而变化，且在风景园林要素中往往都是不易改变的因素。如单独的场地因为太小而不能对其场地或城市的气温起到太大的作用，例如，城市中心区一个小小的绿色公园，它对于气候的调节效应是完全会被四周的高楼大厦产生的热量给掩盖的，而大公园或则可能就完全不同。大公园对某市温度的影响3、风风常指空气的水平运动分量,包括方向和大小,即风向和风速。（1）风向与风向玫瑰图气象上把风吹来的方向确定为风的方向。为了表示某个方向的风出现的频率，通常用风向频率这个量，它是指一年(月)内某方向风出现的次数和各方向风出现的总次数的百分比。风向玫瑰图是将一地在一年中各种风向出现的频率绘制出的极坐标图。它表示一个给定地点一段时间内的风向分布图。通过它可以得知当地的主导风向。最常见的风向玫瑰图是一个圆，圆上引出8条或16条放射线，它们代表16个不同的方向，每条直线的长度与这个方向的风的频度成正比。静风的频度放在中间。有些风向玫瑰图上还指示出了各风向的风速范围。风向玫瑰图可直观地表示年、季、月等的风向，为风景园林研究场地气候所常用。两种形式的风玫瑰图（2）风速图风速图是将一地在一年中各种风速出现的频率绘制出的极坐标图。通过它可以得知当地的不同季节的风速情况。通常情况下，城市与乡村的同一高度的风速存在很大的差异（图3–8），且同一地区小面积范围内也存在很大的差别，主要随建筑物的大小、形状及排列方式的变化而变化。城市与乡村风速比较图中国盛行季风，因此可以通过了解季节性的主导风向及风速强度来因地制宜的营建宜人风景园林环境。如当在凉爽季节里设计使用的区域时，首要提供防风，营造防风林，设置风障等更是有效的防风方法（图3–9）；当在温暖季节里设计使用的区域时，提供让风吹入的风道。用针叶树来防冬季风4、雨、雪、霜雨、雪、霜在某些地区或场所是比较正常的自然现象，其产生与持续时间，特别是年最大降雨、雪、霜量，年最小降雨、雪、霜量，年平均降雨、雪、霜量对风景园林环境的影响巨大，如它们对这些地区的植物、动物的分布、数量、种类以及生长状况就有着很大的影响。对于场地的使用时间、材料的选择以及场地的舒适度有很大的影响。一般情况下，城市地区的降雨通常要比乡村多，而雪、霜的出现频率则明显少于乡村地区。二、土壤土壤是联系生物环境和非生物环境的一个过渡带，相对于其他的自然要素，土壤往往能揭示一个地区更多的信息。一般来说，土壤的质地、组成和酸碱度是最具意义的三项属性。（一）土壤组成土壤组成，指构成土壤的所有物质。基本上包括以下四种组成要素：矿物质、有机质、水和空气。矿物质颗粒占土壤体积的50％一80％，是构成土壤骨骼的重要物质。通常砂粒和砾石能提供最大的稳定性，并且当它们相互排列得十分紧密时，还会产生相当高的承载力。承载能力指的是土壤对插入其内部的重物的抵抗能力。总体上看，砂土、砾石具有较强的承载能力，而黏土则较低。有机质是构成土壤的另一大组成要素，通常不同土壤的有机质含量会有很多不同。对土壤的肥力和水文是极其重要的。含有有机质的表层土以及湿地中的有机沉积物都具有重要的水分存储功能，因此有机质在陆地水的平衡中起着十分重要的作用。表土通过吸收绝大部分的降水，从而减少地表径流的流量。（二）土壤质地土壤是由固体、液体和气体组成的三相系统。组成土壤固相的颗粒主要是矿物颗粒，其中最为常见的颗粒有砂粒（1～0.05mm）、粉粒(0.05～0.001mm)和黏土粒(＜0.001mm)。1、沙土类土壤质地较粗，含沙粒多、黏粒少，土壤疏松，大空隙多，通气透水性强，但蓄水能力差，较适合耐贫瘠植物生长。2、壤土类土壤质地较均匀，不同大小的土粒大多等量混合，物理性质良好，通气透水水肥协调能力较强，多数植物能在此生长良好。3、黏土类土壤质地较细，以黏粒和粉沙居多，结构致密，湿时黏，干时硬，保水保肥能力强，透水性差。土壤的质地对风景园林环境中的动植物生长、建筑物或构筑物的布置位置与方式及工程造价有着一定的影响。（三）土壤酸碱度土壤酸碱度是土壤许多化学性质特别是盐基状况的综合反映，而呈酸性、中性、碱性。在我国，一般将土壤酸碱度分为五级：强酸性（pH＜5.0）、酸性（pH5.0～6.5）、中性（pH6.5～7.5）、碱性（pH7.5～8.5）、强碱性（pH＞8.5）。土壤酸碱度的不同直接影响到植物的生长及分布。三、地质地质学是一门研究地球的科学，其研究内容既包括过去发生的事情（地质历史），也包括当前地球上发生的事情。地质在景观中有评价一个地方建筑用地的适宜性和传达一个地区地质历史的信息。对保护居民的健康和安全、道路桥梁、房屋的修建以及其他发展建设都很有用。而在某些时候场地的地质情况往往为设计人员所忽视，由此而带来一系列问题。因此，在规划之初对一个地方的地质调查则需要对该地区的地质历史和过程有一定的了解，而这一过程可以从一份地质图（图3–10）开始。地质图以图形的方式描绘了出露于地球表层的岩石地层单位和地质特征。美国某地区的地质图四、水文水是生命之源，对人类及其他生物的生存与健康亦是不可或缺的，它在激发灵感和吸引注意力方面也能起到独特的作用，是风景园林设计中非常重要的因素。水文学是一门关于地表水和地下水运动的学科。地表水指地表流动的水分，其对存在地形变化的场所有很大的影响。而地下水指地表以下沉积物的孔隙中所含有的水分。地下水的水位深度、水质、含水层的出水量、水的运动方向、水井的位置都是地下水的重要因子。水量是景观规划中需要考虑的重要因素，因为我们需要充足的水资源来维持我们的景观环境，但太多的则会带来灾害。因此有必要掌握该环境的水文资料图。基地中水面的存在使之更具趣味性、亲和力以及视觉冲击力，与此同时它对景观的异质性、生物的多样性也有很大的贡献，且对温度、湿度有一定的稳定作用，处于水面夏季主导风向下的地段因湿度较大、相对凉爽应加以利用。地表水及其对坡面影响的分析水文分析图五、植被植被是指各种植物——乔木，灌木，仙人掌，草木植物，禾本科植物等。由于植物无处不在，植被的范围、与主导风向的位置关系、遮荫条件等对小气候要素(日照、温度、风)影响较大。植被对保持生态平衡、温度的调节、防风保水、减噪、净化空气或水体，引导视线等方面意义重大。另外对植物进行研究，还有许多重要原因，如它们可能具有经济价值和药用价值、能为野生动物提供栖息地、影响一些自然事件如火灾和洪水、减轻灾害对人类造成的损失，还可以提高景观的观赏视觉质量和提供人类赖以生存