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未夯实土壤中树木的雨水量及率控制效益

这个博客的很大一部分致力于讨论树木,土壤和雨水在城市环境中。今天,我们想通过三个过程,让树木在未夯实的土壤中提供雨水数量和率控制效益:

  • 土壤存储
  • 拦截
  • 土壤水分蒸发蒸腾损失总量

土壤存储

土壤在风暴期间和之后储存雨水,使其可用于植物生长。附近不透水表面的雨水径流可以通过许多不同的技术引导到悬浮路面下的土壤中,例如,通过安装在单元上的透水路面,或通过沟渠排水或人孔的穿孔管道。

悬挂路面上的一棵典型的树可以承受2.54厘米(1英寸)的风暴事件,不透水表面的面积明显大于树冠下的面积。

例如,一棵28.3米的树3.(1000立方英尺)未压实的土壤,具有20%的土壤蓄水能力(保守估计,因为一些生物滞留土壤可以容纳40%的水),可以在223米的高度容纳2.54厘米(1英寸)的24小时风暴事件2(2400平方英尺)的不透水表面。

用于树木生物滞留的雨水计算通常只考虑土壤储存,而不考虑截留和蒸散。

拦截

截留量是指暂时停留在树叶和树干表面的降雨量。然后,这些雨水从叶片表面滴下,沿茎面流向地面或蒸发。

截留通常不包括在雨水计算中,但仍然可以提供额外的雨水效益,而不仅仅是在土壤中储存雨水。

截雨量取决于降雨事件的持续时间和速度、树木的结构(例如叶和茎的表面积、粗糙度、树冠的可见密度、树的大小和叶理期),以及其他气象因素。

由于较大的树木有更多的叶子来拦截雨水,它们拦截的雨水明显多于小树,而且拦截的速度比树龄增长得更快。例如,中西部一棵黑莓树的模型估计,随着树龄的增长,拦截量将增加如下:

  • 一个5岁的杨梅能截0.5米3.(133 GAL)年降雨量
  • 一个20岁的杨梅能截到5.3米3.(1394 GAL)年降雨量
  • 一颗40岁的杨梅能拦截20.4米3.(5,387 GAL)年降雨量

杨梅树对雨水的截留与树龄的关系(改编自McPherson et al, 2006)

土壤水分蒸发蒸腾损失总量

蒸散作用(ET)是土壤和植物表面蒸发的水分和蒸腾作用损失的水分的总和。蒸腾作用是树木通过根部吸收水分并将其转移到树叶上,树叶通过叶片孔隙蒸腾作用蒸发到环境中。在降雨事件结束后很长一段时间内,蒸散作用继续减少储存在土壤中的雨水量。

蒸腾速率受树种、大小、土壤湿度、日照时间和强度增加、气温、风速和相对湿度降低等因素的影响。

在美国大部分地区,潜在蒸散量(PET)超过了生长季节的降水量。甚至树木的蒸腾作用也可以超过灌溉所维持的降水量(Grimmond和Oke 1999)。Sinclair et al(2005)的研究表明:

“蒸腾作用不受土壤干燥的影响,直到初步估计的可蒸腾土壤水分分数下降到田间容量的0.23至0.32之间。超过这一点,蒸腾速率随土壤有效水分分数线性下降,直到达到在浇水充足的植物中观察到的速率的五分之一。随着土壤进一步干燥,相对蒸腾速率保持在水分充足的植物观察到的10%到20%之间。”

蒸腾作用利用空气中的热量将植被中的水分转化为水蒸气,因此除了提供雨水的好处外,蒸腾作用还降低了环境空气温度,降低了城市热岛效应。例如,加州戴维斯停车场的树木使沥青温度降低了20°C(36°F),汽车内部温度降低了26°C(47°F) (Scott et al 1999)。

设计师的责任是创造有利于树木的条件,并使其在建筑环境中发生可持续的过程。希望这些令人难以置信的好处的概述将帮助专业人员确保他们设计的网站继续支持这些生态原则。168博金宝

3评论

  1. 阿比盖尔·德比·刘易斯

    是否有有效的信息来计算生态系统服务的权衡,例如,基于土壤体积、冠层直径和树木胸径等变量的雨水效益?

    • 艾伦梳妆台

      丽达,你回答阿比盖尔的问题了吗?

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