園林夜景照明研究現(xiàn)狀

段 然，楊春宇，熊一興，趙 雯

（1.重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院，重慶400045；2.重慶聚華科技發(fā)展有限公司，重慶400045）

園林夜景照明研究現(xiàn)狀

段 然1，楊春宇1，熊一興2，趙 雯1

（1.重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院，重慶400045；2.重慶聚華科技發(fā)展有限公司，重慶400045）

我國缺乏園林夜景照明技術(shù)規(guī)范，濫用光源的現(xiàn)象較為普遍。隨著園林夜景照明的廣泛發(fā)展，不科學(xué)的人工光源照明不能展現(xiàn)園林景觀的夜間效果，更干擾了園林植物的生物節(jié)律，造成植物生長形態(tài)發(fā)生變化，影響了園林植物藝術(shù)效果。文章對(duì)國內(nèi)外園林照明實(shí)踐進(jìn)行分析，并結(jié)合人工光源光譜、光照強(qiáng)度及光照周期對(duì)植物生物節(jié)律影響進(jìn)行理論研究，為園林照明技術(shù)研究提供了理論依據(jù)。

園林夜景；植物照明；植物生長；人工光源

0 引 言

我國城市夜景照明建設(shè)的廣泛開展，對(duì)夜間經(jīng)濟(jì)起到促進(jìn)作用，同時(shí)也美化了夜間環(huán)境。但人為增加對(duì)環(huán)境的光照量，對(duì)夜間生態(tài)環(huán)境造成多種影響。紐約提出“在春秋兩季，關(guān)閉戶外的非必要照明，以免干擾候鳥遷徙”，人工照明對(duì)生態(tài)影響的重要性引起廣泛關(guān)注。人工光源不但會(huì)對(duì)動(dòng)物的生命活動(dòng)造成干擾，也會(huì)對(duì)園林植物的生物節(jié)律造成影響。對(duì)植物進(jìn)行特定人工光源光譜供給，勢(shì)必影響園林植物在長期生長進(jìn)化過程中已形成的“晝—夜”生物節(jié)律。因此，科學(xué)使用人工光源，研究人工照明對(duì)園林生態(tài)環(huán)境的影響具有重要意義。

1 國際國內(nèi)園林夜景照明實(shí)踐性研究

1.1 國外園林夜景照明實(shí)踐研究

從20世紀(jì)90年代開始，在法國里昂燈光節(jié)的巨大影響下，全法國近百個(gè)城市進(jìn)行了城市夜景規(guī)劃設(shè)計(jì)。世界上其他國家或城市也爭(zhēng)相效仿，如日本、韓國、鹽湖城、墨爾本等也對(duì)景觀照明進(jìn)行了研究和實(shí)踐應(yīng)用，直至目前不少發(fā)達(dá)國家的夜景設(shè)計(jì)已相對(duì)成熟。國際照明委員會(huì)（CIE）也根據(jù)各國照明專家對(duì)城市夜景照明的研究，總結(jié)各國的夜景照明實(shí)踐，為城市夜景照明提供技術(shù)性指導(dǎo)文件，為各國城市夜景照明提供了重要的指導(dǎo)作用。

日本大阪在園林夜景照明方面，根據(jù)城市地理位置和環(huán)境特征、城市天際線和街區(qū)網(wǎng)架的研究，在夜景照明中提出采用統(tǒng)一燈光，重點(diǎn)突出燈光與個(gè)性特征燈光的方法，確定照明光色、亮度等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)JIS lighting standards（日本照明標(biāo)準(zhǔn)）提供了大阪夜景照明建設(shè)工程的指南。韓國首爾夜景照明，分析首爾城市的道路、橋梁、文化遺產(chǎn)、公園、城市園林景觀，以及高層建筑的特征和城市歷史文化背景，提出了安全、美觀、個(gè)性、經(jīng)濟(jì)四個(gè)目標(biāo)和夜景的統(tǒng)一性、多樣性、識(shí)別性建設(shè)要求。韓國城市夜景照明規(guī)劃劃分了城市路網(wǎng)、山體、河流、景視線廊道等和城市夜景觀元素橋梁、建筑、園林景觀等，明確了建（構(gòu)）筑物、山川、河流、園林綠化、廣場(chǎng)、街區(qū)等不同的夜景觀要素，以此確定照明主題、照明光色、照明亮度等技術(shù)要求。

1.2 國內(nèi)園林夜景照明實(shí)踐研究

JGJ/T 163—2008《城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范》中未對(duì)園林夜景照明做出相應(yīng)技術(shù)指導(dǎo)。天津大學(xué)馬劍教授在對(duì)頤和園夜景照明技術(shù)研究中，將研究對(duì)象分為古建筑、動(dòng)物和植物。在園林照明方面，針對(duì)頤和園現(xiàn)有的園林植物進(jìn)行了分類調(diào)研，并分析了不同園林植物的生物類型，及相關(guān)樹種對(duì)光的生態(tài)反應(yīng)。在理論上確定了不同植物能承受的照明光源，為后期園林夜景照明工程的實(shí)施提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。與此同時(shí)，又將此種研究評(píng)價(jià)方法應(yīng)用于天壇公園的夜景照明工程中，開拓了園林夜景照明在環(huán)境保護(hù)方面的科學(xué)意義。

隨著旅游業(yè)發(fā)展，不少自然風(fēng)景區(qū)為了吸引游客也在進(jìn)行夜間園林形象的打造。園林照明載體類型不斷擴(kuò)大，包括古建（仿古建筑）、園林道路、水體、植物、功能性標(biāo)志等，園林夜景照明已日趨多元化。園林夜景照明手段也不斷豐富，由于照明技術(shù)的突飛猛進(jìn)。從最初單一白熾燈輪廓照明，發(fā)展到內(nèi)投泛光照明、全息投影技術(shù)、發(fā)光二極管等高科技照明技術(shù)手段共存的時(shí)代。重慶大學(xué)楊春宇教授指出：“我國城市景觀照明發(fā)展到一個(gè)特殊的歷史階段，即不斷發(fā)展的城市景觀照明和沒有國家標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范這種建設(shè)之間的矛盾?！币蚨?，在園林夜景規(guī)劃過程中，亟需科學(xué)性的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)。隨著國內(nèi)園林照明工程技術(shù)的開展及理論研究的深入，我國的園林夜景照明也走向“亮化—藝術(shù)化—生態(tài)化”的道路。

1.3 園林夜景照明對(duì)植物影響理論研究

園林夜景照明滿足了城市居民夜間舒適性和安全性要求，提高了居民的城市自豪感。但生物與光輻射關(guān)系密切，光輻射量的增大和延長，對(duì)生物影響不可忽視，幾乎所有的人工光源都對(duì)生物有不同程度的危害和影響。園林夜景照明是基于人眼視看的夜間照明，在照明的同時(shí)更需考慮到光源對(duì)植物生物節(jié)律的影響。植物夜間效果由光源色與園林植物色決定。園林植物表面材質(zhì)差異，受照面角度不同，以及不恰當(dāng)?shù)娜斯ふ彰鳎紩?huì)造成園林植物夜間形象無法表達(dá)，呈現(xiàn)效果差，無法營造夜間氣氛和展現(xiàn)園林植物特點(diǎn)。園林照明也會(huì)擾亂植物的生物節(jié)律，從而影響植物葉片色彩協(xié)調(diào)。人工光源照射使園林植物萌發(fā)大量新生葉片，新生葉片色彩與老葉差距過大，影響園林植物藝術(shù)性。人工光源會(huì)引發(fā)周圍植物枝葉老化，葉片革質(zhì)，破壞植物整體色彩，如黃楊（Buxus sinica）、木樨。在彩葉植物照明中，彩葉植物葉片色彩隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)由綠變紅又變綠，如石楠、南天竹。同時(shí)，人工光源周圍植物葉片適光變態(tài)，改變植物葉片色彩等。

2 園林照明與園林植物關(guān)系的研究

2.1 園林夜景照明燈具類型

園林照明要求營造具有藝術(shù)性的園林夜間環(huán)境，其中需要重點(diǎn)考慮的是園林的生態(tài)性與美觀性，光源照度需根據(jù)具體環(huán)境要求而定。園林燈具對(duì)園林藝術(shù)效果表達(dá)的影響極為重要，目前園林夜景照明中的燈具類型豐富，如庭院燈、景觀燈、草坪燈、地埋燈及泛光燈等。在園林夜景照明實(shí)踐過程中以草坪燈、泛光燈的應(yīng)用最為廣泛。

庭院燈是指6 m以下的戶外道路照明燈具。其主要部件為光源、燈具、燈桿、法蘭盤、基礎(chǔ)預(yù)埋件。庭院燈具有多樣性、美觀性，可起到美化和裝飾環(huán)境的作用，主要應(yīng)用于城市慢車道、居民小區(qū)、旅游景區(qū)、公園、廣場(chǎng)等公共場(chǎng)所的室外照明。在滿足藝術(shù)性的同時(shí)庭院燈也兼具功能性照明作用（圖1）。

景觀燈是具有較高觀賞性、藝術(shù)性的燈具。造型種類豐富，可利用不同的光源形式造景，能與園林的歷史人文環(huán)境相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一。景觀燈主要應(yīng)用于廣場(chǎng)、居住區(qū)、公共綠地等，如圖2所示，白色梅花造型景觀燈應(yīng)用于公共綠地。

草坪燈是指藏匿于灌木中或用于草坪照射的小型燈具。一般利用光源柔和的熒光燈或LED光源提供夜間綠地藝術(shù)性及安全性照明。草坪燈具有安裝方便，裝飾性強(qiáng)等特點(diǎn)，可用于公園、廣場(chǎng)綠地、灌木叢、綠化帶的裝飾性照明，如圖3。

埋地?zé)羰侵咐脡鸿T或不銹鋼等材料制成，具有防腐蝕、耐老化、防滲水等優(yōu)良性能的燈具。其面蓋為高強(qiáng)度鋼化玻璃，表面透光性極強(qiáng)，且光源輻射面寬。但由于其不易清潔并眩光嚴(yán)重，多用于園林小品夜間形象塑造（圖4）。

泛光燈（投光燈）是指向外散射照射的光源，如圖5，光源照射范圍能任意調(diào)整。在園林應(yīng)用中多用于高大喬木的月影造型，以及對(duì)大面積灌木等的夜間形象塑造。泛光燈可以隨意調(diào)整照射角度，且表現(xiàn)效果極佳，是在園林植物夜間照明中應(yīng)用最普遍的照明燈具。

圖1 庭院燈園林夜景效果

圖2 景觀燈園林夜景效果

2.2 光源光照強(qiáng)度與園林植物關(guān)系

根據(jù)植物對(duì)光照強(qiáng)度的攝取量不同，植物劃分為陽性植物、陰性植物及中性植物。在園林植物景觀照明中，光源光照強(qiáng)度過高會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生危害，導(dǎo)致植物體內(nèi)酶活性紊亂，引起植物生物節(jié)律變化。處于強(qiáng)光環(huán)境中，植物為了保護(hù)自身光合結(jié)構(gòu)，會(huì)產(chǎn)生光抑反應(yīng)對(duì)抗過量光能的耗散，因此，強(qiáng)光環(huán)境會(huì)影響植物的生長和發(fā)育。當(dāng)光強(qiáng)過低時(shí)，植物降低對(duì)光能的需求，同時(shí)降低自身能量需求，也對(duì)植物的生物節(jié)律及形態(tài)造成影響。

2.3 光源光譜能量分布與園林植物關(guān)系

在光源光譜能量分布方面，不同光譜能量分布的供給對(duì)植物生長的影響作用有明顯差異，如紅光能促進(jìn)植物枝葉生長，綠光不被植物體吸收等。相同的光譜能量分布對(duì)不同植物的影響也不同，且植物的不同器官也會(huì)根據(jù)植物光譜能量分布不同表現(xiàn)出明顯差異，如圖6。光譜能量分布在400～700 nm之間植物能有效進(jìn)行光合作用，光譜能量分布在550～750 nm之間能有效促進(jìn)植物開花。有研究指出，光譜能量分布在315～400 nm之間影響光周期效應(yīng)，在520～610 nm（綠）之間，葉片對(duì)光線進(jìn)行反射，所以植物葉片呈現(xiàn)綠色。

圖3 草坪燈園林夜景效果

圖5 泛光燈園林照明效果

植物對(duì)400～700 nm光譜能量的需求是具有一定比例的，單純的補(bǔ)充單色光對(duì)植物生長并無益處。根據(jù)植物光合有效輻射，植物體內(nèi)葉綠素a吸收光譜峰值為藍(lán)光及紅光，葉綠素b吸收光譜的峰值為470 nm和650 nm，葉綠素c吸收光譜最高峰值為460 nm和640 nm。夜間照明根據(jù)植物需求適量提供即可，其中紅光影響葉綠素形成的作用最大，促進(jìn)二氧化碳的分解與碳水化合物的合成，藍(lán)紫光影響蛋白質(zhì)等的合成，綠光及黃光則大多被植物葉片所反射或透過，很少被利用。

圖6 不同光譜對(duì)植物生長的影響

2.4 光照時(shí)間與園林植物關(guān)系

黑夜的長短能被植物體細(xì)胞感知，植物據(jù)感知信號(hào)掌握相應(yīng)季節(jié)的變化，控制落葉、開花與冬眠。植物對(duì)晝夜周期長短的反應(yīng)有所不同，植物可劃分為長日照植物、短日照植物、中日照植物及中間日照植物。長日照植物需要光照時(shí)數(shù)大于14小時(shí)才能開花且光照時(shí)間越長開花越早，如果光照時(shí)間小于14小時(shí)，植物即處于營養(yǎng)生長階段。短日照植物與長日照植物相反，當(dāng)光照時(shí)數(shù)小于12小時(shí)即可開花，且光照時(shí)間越短植物開花越早。中日照植物，是晝夜長短時(shí)數(shù)必須相等才能開花的植物。中間日照植物開花對(duì)光照時(shí)間與黑暗時(shí)間長短沒有嚴(yán)格的要求，沒有固定的光照周期，只要植物體發(fā)育成熟就會(huì)開花。園林照明光照時(shí)間延長，植物進(jìn)行光合作用的時(shí)間也會(huì)延長，長時(shí)間的光線照射刺激光敏色素傳導(dǎo)信號(hào)，誘導(dǎo)相關(guān)基因的表達(dá)，也會(huì)影響植物的生長，促進(jìn)植物的生長或延長生長期，影響植物的生理生化指標(biāo)，擾亂其生物節(jié)律。在目前的研究中，多由光周期來控制植物開花。

3 小 結(jié)

目前，光照影響植物生長方面的研究主要集中在農(nóng)林及生物學(xué)方面。隨著植物工廠的發(fā)展，人工光源與植物生長之間的關(guān)系被廣泛關(guān)注。在藍(lán)光、紅光、藍(lán)紫光等人工光源光譜能量對(duì)植物生理生化影響方面的研究中，得出了農(nóng)業(yè)植物在不同光譜能量下的生物節(jié)律特征，為園林照明與植物生長的相關(guān)性研究提供了理論及實(shí)驗(yàn)依據(jù)。但對(duì)在人工光源下園林植物微觀結(jié)構(gòu)的觀測(cè)、植物酶活性及植物葉片色素含量等研究尚少，對(duì)人工光源不同光譜能量下植物機(jī)理的研究，如葉綠體運(yùn)動(dòng)及其光合特性，以及光合速率等研究基本上還是空白。

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The Study of Status Garden Night Lighting

DUAN Ran1，YANG Chunyu1，XIONG Yixing2，ZHAO W en1
（1.Institute of Architecture and Urban Planning，Chongqing University；2.Chongqing Juhua Technology Co.，LTD，Chongqing 400045，P.R.China）

China lacks garden landscape lighting-Technical specification Abuse ismore common source.With a wide range development of the garden landscape lighting，unscientific artificial illumination at night can not show the effect of the landscape.More interfere with the biological rhythm of garden plants，causing plant growth morphology changes，affecting the artistic effect of garden plants.The article Garden lighting practice at home and abroad for analysis，combined with artificial light spectrum，light intensity and photoperiod plant biological rhythms on theoretical research.Parameter Study garden lighting technology is further based on the protection of garden plants provide a theoretical basis.

garden night；plant lighting；plant growth；artificial light

2015-12-20

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51478060）

段然（1986－），女，重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院博士研究生，主要從事建筑光環(huán)境研究。