基于动态释氧效应场的城市绿地空间布局研究

如何实现城市绿地空间布局与生态功能的耦合，充分发挥绿地生态效益是建设低碳城市的核心问题。本课题以沈阳市为依托，开展基于绿地固碳释氧生态功能的城市绿地空间布局研究。将城市规划与景观生态学、流体力学相结合，通过光合实验测定技术计算城市绿地静态固碳释氧能力，利用流体力学FLUNENT模型模拟城市绿地释氧气空间扩散的动态过程，揭示绿地释氧空间变化特征及其分布规律，界定城市风环境下的绿地释氧效应场，构建静态定量分析和动态模拟相结合的城市绿地生态规划技术，优化城市绿地系统的空间布局，提出不同尺度下的绿地空间布局模式和绿地系统生态规划方法。.本课题的研究可以为沈阳市及其他工业城市绿地系统生态规划与建设提供技术支持与方法借鉴。

本研究课题利用“3S”技术，解译沈阳市QuickBird遥感影像；测定主要树种光合固碳释氧能力，结合实地样方调查，计算城市绿地固碳释氧量；利用计算流体力学FLUENT软件对绿地释氧功能进行动态模拟，结合GIS空间分析功能，揭示城市绿地释氧效应场的空间变化特征及其分布规律，构建基于动态释氧效应场的城市绿地空间优化布局；探讨基于动态释氧效应场的绿地系统生态规划方法，通过优化城市绿地空间布局，让有限的绿地空间发挥出最大的生态功能。本研究包括如下主要内容与结论：.1. 城市绿地固碳释氧效应与空间分布.沈阳市三环以内绿地年固碳总量为163.5万吨，释氧总量为120.9万吨；平均每日单位面积固碳、释氧量从大到小依次为：防护绿地（117.01、88.79 g/d.㎡）＞公园绿地（106.49、79.41 g/d.㎡）生产绿地（100.89、73.97 g/d.㎡）＞附属绿地（96.86、70.49 g/d.㎡）＞耕地（37.35、27.17 g/d.㎡）。沈阳市三环以内24个公园年固碳、释氧总量分别为20.9万t和15.5万t。乔灌草覆盖类型及所占比例是决定公园绿地固碳释氧功能大小的重要因素。.2. CFD动态模拟绿地释氧扩散过程与GIS空间分析.大尺度，在不考虑三环以外绿地释氧效应的前提条件下，沈阳三环以内南部、西部和东南部一部分释氧效应低，在春季尤为明显；东部和北部绿地释氧效应较好。中尺度，主导风向上建筑密度和高度越低、道路越宽、道路走向与主导风向方向一致的情况下，绿地释氧效应越好，空间扩散范围越大。小尺度（中海国际社区）模拟结果表明：在高层住区中，高度越低则氧气浓度越高，绿地释氧效应的影响范围就越大；高度越高则反之。在城市风环境的影响下，绿地释氧效应在垂直梯度上为递减趋势，即高度越高，释氧效应场越小。高层住区在60m以上的高度，绿地释氧效应开始减弱，园区地面绿地释氧效应对60m高度以上的空间影响较小。.3. RS-GIS-CFD联合优化城市绿地空间布局.对沈阳市三环以内绿地进行适宜性评价，按照适宜建绿地的程度分为了5个等级：最适宜、很适宜、较适宜、较不适宜、不适宜。评价结果表明：沈阳城市绿地适宜性等级总体分布规律为北高南低，中间低外围高，且城市生态环境敏感、脆弱地区整体上较多。