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标题：Effects of diverse vegetation assemblages on the thermal behavior of extensive vegetated roofs
期刊：《Sustainable Cities and Society》(中科院1区Top, IF=10.5)
作者：Federico O. Robbiati, et al.
doi：https://doi.org/10.1016/j.scs.2024.105952
随着城市化进程的加快，城市热岛效应（UHI）问题日益严重，城市中的建筑表面温度远高于周边地区，导致能源消耗增加、空气质量下降以及居民生活质量降低。为了缓解这一问题，研究者们开始关注绿色屋顶（EVRs）作为一种自然解决方案，它们通过模拟自然过程和功能，提供诸如温度调节、雨水管理和污染减少等生态系统服务。绿色屋顶的设计可以与当地生态、建筑结构、生长介质和植被组成相结合，以适应气候变化和城市化带来的挑战。在气候变化的背景下，EVRs被视为减少建筑能耗和温室气体排放的有吸引力的选择。然而，绿色屋顶的热性能受到多种因素的影响，包括植物种类、生长形态、植被覆盖度以及与城市热岛效应的关系。本研究旨在评估不同植物组合对绿色屋顶热性能的影响，以及如何通过植物选择和设计优化EVRs的热效益。本研究在阿根廷科尔多瓦市的城市中心（UHI核心区域）和城市边缘（UHI边缘区域）建立了两个实验性的绿色屋顶，对比了五种不同的植物组合处理（T1至T6）。研究采用了随机森林模型（RF）来分析不同因素对热性能的贡献。实验期间，通过气象站记录了室外气温、风速和太阳辐射等数据。同时，使用热电偶传感器测量了土壤温度，以评估EVRs的热性能。研究还测量了植物性能的三个变量：绿色覆盖率（GC）、存活率（SR）和社区加权平均植物高度（PH）。数据收集自2021年12月至2023年4月的17个月期间。使用方差分析（ANOVA）和Tukey HSD测试来比较不同处理之间的差异。 实验期间，核心区（Core）和边缘区（Fringe）的气温和降水量显示出显著的季节性变化。夏季（2022年12月）最高气温达到34℃，冬季（2022年6月）最低气温为5℃，降水量主要集中在夏季（2023年1月达186毫米），而冬季降水量极少（仅21毫米）。核心区的日间温度幅度较小，但太阳辐射高于边缘区，后者因地理开阔性，气温和太阳辐射的日变化更加明显。
2. 植物存活率和绿化覆盖率
所有处理的植物存活率均超过60%，其中T3、T4和T5表现最优，绿化覆盖率在试验开始后的三个月内达到80%以上，并维持稳定。相较而言，T2和T6在部分阶段出现覆盖率下降的情况，但后期恢复较快；尤其在边缘区，T2覆盖率在第二个生长季初期因冬季多肉植物的较低生存率而下降。 T3、T4和T6的植物高度在实验结束时达到或超过25厘米。T4在边缘区的冬季植物高度低于核心区，可能受到环境中蒸腾速率差异的影响。总体上，不同处理的植物高度随时间的变化趋势一致，但T2的植物在核心区的高度相对较低。 在冬季，T3在核心区和边缘区均有效提高了基质最低温度（TSmin），表现优于裸露基质（T1），而T4在边缘区的隔热效果尤为显著。夏季核心区的T2显著降低了基质最高温度（TSmax），从裸露基质的28.6℃降至23.9℃；边缘区的所有处理均低于裸露基质，其中T4、T5和T6的降温效果最佳。 随机森林模型显示，绿化覆盖率（GC）是影响基质温度（TSmax和TSmin）的主要因素，贡献率在30.8%-59%之间，其次是季节和植物高度。基质热幅度（TSA）的主要影响因素为空气热幅度（TAA），其次为绿化覆盖率（GC）和植物高度（PH）。微气候位置（核心区与边缘区）的影响相对较小，但在某些处理中仍表现出一定的差异性。本研究表明，在具有明显季节性气候的半干旱地区，如科尔多瓦，EVRs的最佳热调节取决于植物选择、季节和地点的微气候条件。绿色覆盖度是影响EVRs热性能的最重要因素，其次是植物高度和季节变化。研究建议，为了最大化半干旱城市EVRs的热效益，精心选择植物至关重要。此外，研究结果强调了将EVRs纳入城市规划策略的重要性，作为增强城市绿色基础设施的有价值组成部分，为居民带来更可持续、更有弹性和更宜居的城市环境。文章来源 ：
Robbiati, F. O., Cáceres, N., Ovando, G., Suárez, M., Hick, E., Barea, G., ... & Imhof, L. (2024). Effects of diverse vegetation assemblages on the thermal behavior of extensive vegetated roofs. Sustainable Cities and Society, 105952.
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