城市生态系统露水凝结研究方法

城市生态系统露水凝结研究方法

陈雪叶钟赐陆明羽王鑫壹

1.吉林建筑大学市政与环境工程学院吉林长春130118;2.苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009;3.辽宁大学环境学院辽宁沈阳110036

摘要：露水在城市生态系统中凝结次数频繁，但由于其凝结量较少，因此还未有统一的方法。本文总结了在城市生态系统中，监测露水凝结量的具体材料和步骤。

关键词：城市生态系统;凝结水汽;监测方法;不同下垫面

1、露水监测材料

在任一生态系统中，均有露水凝结现象，但由于其凝结量小，目前，尚无对城市生态系统露水监测的统一标准方法。露水监测器根据下垫面的差异种类多样，如聚四氟乙烯塑料片、玻璃纤维、micro-lysimeters、布片、铝板、不锈钢板、胶合板、人造天鹅绒、葵花杆、滤纸等[1-4]。收集器的材质不同，表面结构不同，吸湿性也不同，因此收集器的选择对计算露水凝结量存在一定影响。本文主要探讨城市市郊绿地区植物和路面的露水凝结强度，因此选用如图1所示的杨木棒[和沥青块作为收集器，二者可较真实反映不同下垫面露水凝结情况，且形状规则，易于计算表面积，露水不易撒落，便于携带。

将杨木抛光打磨成18×3.5×4.0cm（长×宽×高）的杨木棒作为绿地植物区监测器，取大小为7.3×4.5cm（长×宽）的沥青块作为硬化路面区监测器。观测架为不锈钢材质，由于监测地区生长的植物为小叶黄杨，紫叶小檗，小叶女贞等绿化矮小灌木，将观测架设为如图1所示的三个高度：植物底层（地面上约5cm）；植物冠层（地面上约25cm）；植物冠层上（地面上约50cm），每层设有监测臂。见表1列举了实验所需的主要仪器设备及其型号和生产厂家。

2、露水强度监测方法

本实验采用露水原位直接监测法，于2015年和2016年植物生长期（4月中旬至11月中旬）在实验绿地植物区设立观测架，在晴朗夜间对绿地植物区和硬化路面区进行监测。当室外最高温度低至零摄氏度以下（霜点）时，露水会凝结成霜，则此情况下不进行露水数据收集。由于长春地区温度和气候影响，4月中下旬当温度回升至零度以上时开始对露水进行监测，11月中上旬温度降至零度以下时停止监测。实验于日落后30min内将准确称量的监测绿地植物区的监测器（杨木棒）分别放置于观测架不同高度的观测臂上，为避免实验的偶然性，每个高度放置三个监测器；并于日出前30min内将监测器取下，将监测器放入密封良好的洁净塑料盒内，即刻送往实验室称量（天平精确到0.0001g）。此外，将三片监测硬化路面区的监测器（沥青块）放置于硬化路面上，并于日出前30分钟将其放入密封良好的洁净塑料盒内，即刻称量。若监测器有所增重，说明当日有露水凝结事件，记为一个露日，增加重量即为露水凝结量，否则认为该日未发生露水凝结事件，记为无露日。

为了表示露水凝结能力，用露水强度（I）来定义陆地上（对象包括植物和土壤）某日露水凝结量，可按下式计算：

(1)

式（1）中I为露水强度（mm）；Wr为收集器收集露水后重量（g）；Ws为收集器初始重量（g）；S为收集器的比表面积（cm2）；10为换算系数。

为了确定露水凝结现象出现和消失的时间，于2015年7月15~16日和9月3~4日，在日落半个小时后在第三层观测架植物冠层上（地面上约50cm）摆放已经称量的监测器（杨木棒），7月15日从晚上19:00至次日7:00每小时取走一个监测器进行称量；9月3日由于日落时间提前从晚上18:00至次日7:00每小时取走一个监测器进行称量，其每小时的重量差即为每时凝结露水量，从而可推测出露水出现和消散的时间。

参考文献：

1KidronGJ.Analysisofdewprecipitationinthreehabitatswithinasmallariddrainagebasin,NegevHighlands,Israel[J].AtmosphericResearch,2000,55:257-270.

2KidronGJ,HerrnstadtI,BarzilayE.TheroleofdewasamoisturesourceforsandmicrobioticcrustsintheNegevDesert,Israel[J].JournalofAridEnvironments,2002,52:517-533.

3XuNX,ZhaoLY,DingCH,etal.Laboratoryobservationofdewformationatanearlystageofatmosphericcorrosionofmetals[J].CorrosoinScience,2002,44:163-170.

4阎百兴,徐莹莹,王莉霞.三江平原农业生态系统露水凝结规律[J].生态学报,2010,30(20):5577-5584.