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     摘要：我國(guó)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(zhǎng)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(guó)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)。

     0 引 言

     我國(guó)城市夜景照明建設(shè)的廣泛開(kāi)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(niǎo)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(zhǎng)期生長(zhǎng)進(jìn)化過(guò)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(guó)際國(guó)內(nèi)園林夜景照明實(shí)踐性研究

     1.1 國(guó)外園林夜景照明實(shí)踐研究

     從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，在法國(guó)里昂燈光節(jié)的巨大影響下，全法國(guó)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(guó)家或城市也爭(zhēng)相效仿，如日本、韓國(guó)、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(guó)家的夜景設(shè)計(jì)已相對(duì)成熟。國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)也根據(jù)各國(guó)照明專家對(duì)城市夜景照明的研究，總結(jié)各國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(shù)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(kāi)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(guó)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(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范這種建設(shè)之間的矛盾。”因而，在園林夜景規(guī)劃過(guò)程中，亟需科學(xué)性的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)。隨著國(guó)內(nèi)園林照明工程技術(shù)的開(kāi)展及理論研究的深入，我國(guó)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(zhǎng)，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?，都?huì)造成園林植物夜間形象無(wú)法表達(dá)，呈現(xiàn)效果差，無(wú)法營(yíng)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(guò)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(yíng)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(guò)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(pán)、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(yáng)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(guò)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(guò)量光能的耗散，因此，強(qiáng)光環(huán)境會(huì)影響植物的生長(zhǎng)和發(fā)育。當(dāng)光強(qiáng)過(guò)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(zhǎng)的影響作用有明顯差異，如紅光能促進(jìn)植物枝葉生長(zhǎng)，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(kāi)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4 地埋燈園林照明效果

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(zhǎng)并無(wú)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(guò)，很少被利用。

圖6 不同光譜對(duì)植物生長(zhǎng)的影響

     2.4 光照時(shí)間與園林植物關(guān)系

     黑夜的長(zhǎng)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(kāi)花與冬眠。植物對(duì)晝夜周期長(zhǎng)短的反應(yīng)有所不同，植物可劃分為長(zhǎng)日照植物、短日照植物、中日照植物及中間日照植物。長(zhǎng)日照植物需要光照時(shí)數(shù)大于14小時(shí)才能開(kāi)花且光照時(shí)間越長(zhǎng)開(kāi)花越早，如果光照時(shí)間小于14小時(shí)，植物即處于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段。短日照植物與長(zhǎng)日照植物相反，當(dāng)光照時(shí)數(shù)小于12小時(shí)即可開(kāi)花，且光照時(shí)間越短植物開(kāi)花越早。中日照植物，是晝夜長(zhǎng)短時(shí)數(shù)必須相等才能開(kāi)花的植物。中間日照植物開(kāi)花對(duì)光照時(shí)間與黑暗時(shí)間長(zhǎng)短沒(méi)有嚴(yán)格的要求，沒(méi)有固定的光照周期，只要植物體發(fā)育成熟就會(huì)開(kāi)花。園林照明光照時(shí)間延長(zhǎng)，植物進(jìn)行光合作用的時(shí)間也會(huì)延長(zhǎng)，長(zhǎng)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(zhǎng)，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)或延長(zhǎng)生長(zhǎng)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(lái)控制植物開(kāi)花。

     3 小 結(jié)

     目前，光照影響植物生長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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。