城市綠色空間演化及其冷島強度遙感分析.pdf

1、城市不斷擴張的同時，也伴隨著其下墊面性質(zhì)由自然地表向不透水地表不斷轉(zhuǎn)變的趨勢，由此所產(chǎn)生的最主要的生態(tài)環(huán)境問題之一就是城市熱島效應(yīng)的加劇，而城市中的綠色空間則在改善城市熱環(huán)境中發(fā)揮著積極作用。因此深入研究城市綠色空間的空間布局與熱環(huán)境之間的耦合關(guān)系，將對合理規(guī)劃和布局城市綠色空間進(jìn)而改善城市熱環(huán)境具有重要的意義。因此，本文選擇我國北方特大城市—天津作為實證研究對象，基于遙感和地理信息系統(tǒng)軟件平臺及相關(guān)統(tǒng)計分析等數(shù)學(xué)方法，從城市綠色空間布

2、局與演化特征入手，在分析城市冷島格局演化特征的基礎(chǔ)上，重點探討了綠色空間與冷島強度的耦合關(guān)系，進(jìn)而構(gòu)建天津城市環(huán)境氣候圖，并針對綠色空間規(guī)劃布局等提出相應(yīng)的建議與對策。
　　首先，論文對天津城市綠色空間及其景觀格局演化特征進(jìn)行了分析，通過對1992、1999、2006和2013年四個時段的遙感影像進(jìn)行解譯、動態(tài)分析和統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)：近二十余年來天津市主城區(qū)綠色空間的總面積下降較為明顯，其中農(nóng)田面積降幅最大，多以向綠地和建設(shè)用地類型轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

3、主，共計縮減近20km2。綠色空間變化速率在2006年后開始迅速增加。景觀斑塊數(shù)量上呈逐年遞增趨勢，其中以1999-2006年增速最快。邊緣城區(qū)的斑塊密度在1999年后快速增加，綠色空間斑塊的形狀越來越復(fù)雜且呈現(xiàn)出不規(guī)則的趨勢，2006年以后聚合度指數(shù)出現(xiàn)大幅下降趨勢，景觀破碎化現(xiàn)象加劇。
　　其次，城市綠色空間與冷島強度的耦合關(guān)系分析，同時也是本研究的主要目標(biāo)和重點內(nèi)容。分別從景觀格局特征、植被覆蓋度和形態(tài)特征等視角進(jìn)行了研究：

4、景觀格局角度來看，三種綠色空間類型所產(chǎn)生冷島強度的能力主要受其臨近斑塊數(shù)量的影響較大，綠色空間類型及所處區(qū)位對地表溫度變化具有顯著影響。綠色空間類型空間分布越集中，則冷島強度越顯著，聚集度每增加10％可降溫0.33℃。最大斑塊指數(shù)與地表平均溫度存在顯著負(fù)相關(guān)，每增加10%可降溫0.34℃。破碎度指數(shù)每增加10%，則地表溫度平均增加0.72℃；植被覆蓋角度來看，植被覆蓋度相關(guān)指標(biāo)均與冷島強度呈較為顯著的線性正相關(guān)，植被覆蓋度每提升10%，

5、則可降溫約0.33℃；從形態(tài)來看，通過分析七種不同形態(tài)的綠色空間冷島強度特征，進(jìn)而總結(jié)冷島強度強度較為理想和不太理想的綠色空間分布特征，并構(gòu)建了各形態(tài)類型的冷島影響模型；公園景觀的冷島強度特征上，面積及植被覆蓋度是影響公園地表溫度的最重要的影響因子，另外公園內(nèi)水體比例也在很大程度上影響著地表溫度，水體比例高于30%且植被覆蓋度高于10的公園降溫強度較顯著。
　　再次，關(guān)于城市冷島格局演化特征的分析，本文分別從年際演化、季節(jié)演化、冷

6、島剖面和影響因素等四個方面進(jìn)行了深入探討。年際演化方面，次高溫斑塊對整個研究區(qū)的地表溫度演化起主導(dǎo)作用，其最大斑塊指數(shù)自2006年以后出現(xiàn)分割化趨勢。高等級溫度斑塊的平均面積不斷擴大，蔓延度指數(shù)和破碎度指數(shù)在2006-2013年開始大幅增加。各類型的溫度斑塊在空間上呈漸趨均勻分布的趨勢，2006年以后城市的冷島強度開始小幅增加；季節(jié)演化方面，進(jìn)入冬季后斑塊面積快速增加，春季到夏季斑塊數(shù)量上由較低溫斑塊向較高溫斑塊轉(zhuǎn)移，夏季到秋季，中溫及

7、以上斑塊向較低溫斑塊轉(zhuǎn)移，春季到夏季，中溫斑塊的最大斑塊指數(shù)下降最嚴(yán)重，進(jìn)入冬季低溫斑塊指數(shù)開始增加。地表溫度斑塊在夏季蔓延度最大。冬季的城市冷島強度最高；冷島剖面特征方面，研究區(qū)地溫在變化上呈峰值與谷值交相出現(xiàn)，公園綠地的溫度不如水體高，但其降溫距離相對較遠(yuǎn)，各種不同類型的公園綠地降溫效果均不同；影響冷島格局的影響因素上，主要包括植被覆蓋度大小、下墊面類型特征、城市規(guī)劃布局與調(diào)整等。此外，風(fēng)速、云量和相對濕度等自然因素及建成區(qū)面積、街

8、道走向、人口密度等人為因素均在一定程度上影響城市冷島格局分布。
　　最后，基于城市綠色空間及冷熱島分布特征進(jìn)行綠色空間規(guī)劃。通過建立天津城市環(huán)境氣候圖，進(jìn)而劃分5個城市環(huán)境氣候規(guī)劃分區(qū)，具體從宏觀和中觀層面針對每個規(guī)劃分區(qū)制定相應(yīng)的分區(qū)規(guī)劃建議。同時明確天津市主城區(qū)內(nèi)熱負(fù)荷分布狀況及城市氣候敏感區(qū)域，并基于此提出相關(guān)緩解與優(yōu)化措施。最后結(jié)合主城區(qū)的綠色空間分布規(guī)劃出城市降溫通道，同時分別針對主城區(qū)和中心城區(qū)的綠色空間提出規(guī)劃引導(dǎo)。