寶雞金渭湖濕地小氣候效應初探

霍軒琳 王毅勇 唐甜甜

摘要： ?以寶雞市金渭湖濕地為研究對象，在金渭湖攔河閘橋附近進行氣象及大氣顆粒物觀測，將攔河閘橋看作濕區，公路旁看作干區，對比分析濕地小氣候特征的結果表明：寶雞市金渭湖濕地具有明顯的降溫增濕作用，距離濕區越遠，溫度越高，相對濕度越低;冬季的相對濕度大于夏季，冬夏季的濕區溫度始終低于干區，干濕兩區的溫度和相對濕度的日變化規律基本一致;濕區的PM2.5質量濃度小于干區，最多可小47%，表明金渭湖濕地對局地大氣環境中的細顆粒物質量濃度具有顯著削減作用。

關鍵詞： ?金渭湖濕地; ?小氣候; ?PM2.5質量濃度

中圖分類號： ? S 161. 3 + 2 ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： ? A ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1001 - 9499（2020）02 - 0055 - 04

濕地作為獨特的生態系統，在涵養水源、保持生物多樣性、調節區域小氣候及控制碳循環等方面具有重要的意義[ 1 ]。城市濕地在調節城市小氣候、緩解城市熱島效應、降低大氣顆粒物濃度方面的作用尤為顯著[ 2 - 3 ]。

寶雞市位于關中平原的西部，是關天經濟區副中心城市。地勢南高北低，中間是渭河谷地，地質構造復雜，東、南、西、北、中的地貌差異很大，因而氣候的垂直差異明顯，氣象災害頻繁。寶雞市屬于中緯度暖溫帶半濕潤氣候，全年氣候變化受東亞季風影響，干濕交替，四季分明。春季溫暖多雨、夏季炎熱多雨、秋季降溫迅速，冬季寒冷干燥[ 4 ]。區域主導風向為東風，山谷風特征明顯[ 5 ]。據全國第二次濕地調查資料顯示，寶雞市濕地面積達3.6萬hm2，其中位于中心城區的金渭湖濕地是由渭河攔河閘工程下閘蓄水所形成的人工淺水濕地。蓄水后正常景觀水位為583.5 m，回水長度1.65 km、面積140萬m2。金渭湖濕地屬于河流型人工濕地水面，蓄水情況受到攔河閘運行方式的影響[ 7 ]，攔河閘雍高水位之后，河流流速緩慢，滯留時間較長。金渭湖濕地具有重要的研究價值，主要功能是配合城市生態環境建設，營造城市水域景觀。本文通過對金渭湖濕地攔河閘橋與周圍道路冬夏季的溫度、相對濕度和大氣顆粒物觀測對比，并分析其降溫增濕和削減大氣顆粒物的作用[ 8 - 9 ]，為深入探討該濕地生態功能以及評價人工濕地改善小氣候能力提供研究案例。

1 觀測采樣地點及時間

本研究觀測地點位于寶雞市金渭湖濕地攔河閘橋上（圖1），觀測試驗在攔河閘橋上從中心位置到城區道路方向，間距160 m布點，A觀測點是金渭湖橫截面攔河閘橋中心位置，B觀測點是攔河閘橋中心位置到攔河閘橋邊1/2位置，C觀測點為攔河閘橋邊的觀測點，D為公路旁的觀測點。觀測點A、B、C位于人工濕地中，可視為濕區，觀測點D位于公路邊可視為干區。冬、夏季分別于2018年12月30日和2019年7月6日開始觀測;觀測時間：冬季為11～18時，夏季為11～19時;觀測間隔時間為1 h，連續觀測2 天時間。

2 觀測采樣項目及儀器與方法

2. 1 風速、氣溫和相對濕度要素觀測

采用FYTH-1便攜式數字溫濕度儀測量氣溫和相對濕度，測量范圍為-30 ℃～+50 ℃、（0～100）%，測量精度為±0.5 ℃，尺寸為190 mm×73 mm×30 mm，重量為0.55 kg;風速采用FYF-1便攜式測風儀測量，測量范圍為0～30 m/s，起動風速為0.8 m/s，測量精度為±（0.3 + 0.03 v）m/s（v為實際風速）。

2. 2 大氣顆粒物質量濃度采樣觀測

采用武漢智能中流量空氣總懸浮微粒采樣器TH-150AⅡ型測量大氣顆粒物質量濃度，流量范圍為80～130 L/min，流量準確度為±2.5%，流量穩定性為±3%，采樣流量為100 L/min[ 10 ]。所有樣品均采用石英纖維濾膜（WhatmanQM/A）收集，濾膜使用之前于450 ℃馬沸爐中灼燒6 h，以去除可能存在的有機污染物。采樣后濾膜保存于冰箱，要求溫度為-20 ℃。

PM2.5的質量濃度計算[ 11 ]：設采樣氣體體積為Q，終端濾膜增加質量為Δm0，PM2.5沖擊板濾膜增加質量為Δm1，則PM2.5的質量濃度（C（PM2.5））計算公式為

3 結果與分析

3. 1 金渭湖濕地小氣候效應

3. 1. 1 不同觀測點冬夏季的溫度、相對濕度對比

冬季觀測期間有零星小雪，夏季觀測期間天氣狀況良好。冬季得到16組數據，夏季得到18組數據。分別統計冬、夏季各觀測點的平均溫度和平均相對濕度（表1），進行對比分析可知：冬季觀測點B、C、D比觀測點A溫度分別高0.038 ℃、0.101 ℃、0.488 ℃;夏季觀測點B與A的溫度相同，C、D比A的溫度分別高0.122 ℃、0.355 ℃，表明濕區溫度明顯低于干區溫度，距離濕地中心越遠，溫度升高的幅度越大。這是因為水體的比熱容較大，故水體及其上空的溫度上升緩慢。相對濕度的變化與溫度相反，冬季觀測點B、C、D比A的相對濕度分別降低0.737%、0.875%、2.563%;夏季觀測點A、B、C的相對濕度依次降低，C比A下降2.033%;D比C略高，但比A低了1.766%。考慮到公路旁行道樹及灌木等植物正在生長的季節，氣溫較高，其蒸騰作用將大量水分輸送到空中，使得觀測點D點的相對濕度略高于C。總體上，濕區相對濕度高于干區，距離濕地越近，空氣濕度越大。冬夏季各觀測點的溫度、濕度分布反映出金渭湖濕地具有明顯的降溫增濕作用。A、B、C、D 4個觀測點冬季的相對濕度比夏季分別增加9.403%、9.699%、10.561%、8.606 %，這是由于冬季觀測期間有小雪，使得相對濕度較高。夏季觀測當天，風向為東南，冬季觀測當天，風向為西北。各測量點間風速差異較大，干濕區風速沒有明顯規律，因此未做深入分析。

[11] 唐曉明， ?崔麗娟， ?趙欣勝， ?等. ?北京市濕地削減大氣細顆粒物PM2.5功能[J]. ?生態學雜志， ?2015， ?34（10）： ?2 807 - 2 813.

[12] 聶曉， ?王毅勇. ?沼澤濕地局地小氣候“冷濕島”效應[J]. ?生態與農村環境學報， ?2010， ?26（2）： ?189 - 192.

[13] 周林飛， ?高宇龍， ?黨連雙， ?等. ?石佛寺人工濕地對周圍氣候的影響[J]. ?沈陽農業大學學報， ?2014， ?45（5）： ?584 - 591.

第1作者簡介： ?霍軒琳（1998-）， ?女， ?大學本科， ?主要從事濕地變化和環境效應研究。

通訊作者： ?王毅勇（1966-）， ?男， ?博士， ?教授， ?主要從事氣候變化、 ?濕地保護和恢復、 ?環境監測方面的研究。

收稿日期： 2020 - 01 - 11

（責任編輯： ? 李 丹）

Abstract The Jinwei Lake wetland in Baoji City was selected as the research object， and meteorological observation and atmospheric particulate matter observation were conducted near the Jinwei Lake sluice bridge. The sluice bridge was regarded as a wet area， and the roadside was regarded as a dry area. Wetland microclimate characteristics were compared and analyzed. The results show that the Jinwei Lake wetland in Baoji City has a significant cooling and humidifying effect. The farther away from the wet area， the higher the temperature， and the lower the relative humidity; the relative humidity in winter is greater than that in summer， and the temperature in wet areas in winter and summer is always lower than in dry and wet areas. It is basically consistent with the daily variation of temperature and relative humidity in the dry area. Wetlands contribute to the stability of the large temperature and humidity in the area. The PM2.5 mass concentration in the wet area is less than that in the dry area and can be up to 47% lower， indicating that the Jinwei Lake wetland is relatively local. The mass concentration of fine particles in the atmospheric environment has a significant reduction effect.

Key words Jinwei Lake Wetland; ?Microclimate; ?PM2.5 Concentration