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綠地格局對(duì)城市地表熱環(huán)境的調(diào)節(jié)功能

2013-12-21 04:59:48陳愛蓮孫然好陳利頂
生態(tài)學(xué)報(bào) 2013年8期
關(guān)鍵詞:冷島緩沖區(qū)格局

陳愛蓮,孫然好,陳利頂,*

(1.中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100085;2.中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049)

在快速城市化背景下,全球城鎮(zhèn)人口的比例由1900的不到10%上升到超過50%[1],劇增的城鎮(zhèn)人口的生產(chǎn)和生活活動(dòng)帶來城市環(huán)境,尤其是城市熱環(huán)境的日益惡化,在不同的季節(jié)產(chǎn)生不同程度的城市熱島、城市干濁島、城市濕濁島、極端降雨天氣等惡化效應(yīng)[1-3]。城市熱島效應(yīng)是絕大多城市共有的微氣候特征,它直接或間接影響著城市人口的身體健康[4-5]。它主要反映在城郊大氣溫度和地表溫度的差別上[6],其中,地表溫度(LST)是遙感反演的地表瞬時(shí)熱輻射能量特征,可以反映該瞬時(shí)熱環(huán)境下地表產(chǎn)生熱島效應(yīng)的潛在能力。地表溫度還可以和遙感反演的其他地表景觀參數(shù)相聯(lián)系,進(jìn)行景觀格局與城市熱島效應(yīng)相互關(guān)系研究[7]。因此,國內(nèi)外學(xué)者運(yùn)用地表溫度,開展了許多緩解城市熱島、改善城市熱環(huán)境的研究[6,8],其中,不同城市綠地在降溫、增濕、緩解熱島效應(yīng)中的積極作用不斷被肯定而成為城市規(guī)劃的和景觀設(shè)計(jì)需要考慮的重要部分[9-13]。城市綠地在城市規(guī)劃中一般是指城市的公共綠地、居住區(qū)綠地、單位附屬綠地、防護(hù)綠地、生產(chǎn)綠地以及風(fēng)景林地等六類,但隨著“綠色”概念的不斷深化,許多保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源的設(shè)計(jì)都被納入城市綠地的內(nèi)涵中,因此廣義的城市綠地可包括水體、綠化屋頂?shù)染坝^。城市綠地是城市中維持自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的景觀,能夠調(diào)節(jié)城市小氣候、提供休息娛樂教育場所以及其他服務(wù)功能,然而城市內(nèi)部土地資源有限而珍貴,城市綠地并不能無限擴(kuò)張,因此需要合理地配置綠地格局,將綠地的生態(tài)功能最優(yōu)化。本文分析了北京局部城區(qū)不同格局的綠地產(chǎn)生冷島效應(yīng)的潛在能力,揭示城市綠地格局在調(diào)節(jié)熱島效應(yīng)中的作用,從而為城市規(guī)劃和綠地管理和景觀格局分析提供一些參考。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)

以北京城區(qū)東南部分為實(shí)驗(yàn)區(qū)開展研究(圖1),從南二環(huán)內(nèi)至南五環(huán)外依次是古城區(qū)、較新城區(qū)和在建城鎮(zhèn),包含了不同的城市化階段。北京屬于季風(fēng)性大陸氣候,夏季受東亞季風(fēng)影響而潮濕炎熱,冬季主要受西伯利亞反氣旋控制而寒冷干燥。1951年以來的氣象記錄的最高溫達(dá)42℃,最低-27℃。其中2002年的7月創(chuàng)下了1951年以來的次高溫,達(dá)41.1℃。2001年7月北京申奧成功之后,北京城針對(duì)奧運(yùn)的各項(xiàng)規(guī)劃逐步制定并展開實(shí)施,2002年是北京新一輪快速城市化伊始:南五環(huán)路是北京五環(huán)快速路的最后一段工程,正在加緊建設(shè),亦莊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)及配套設(shè)施也在加緊建設(shè)??焖俚某鞘薪ㄔO(shè)中人為排放的熱量及頻繁的交通運(yùn)輸對(duì)城市景觀的熱交換和熱輻射特性都可能有顯著的影響,即便是土地利用和覆蓋穩(wěn)定的區(qū)域,其熱輻射特性也可能受到影響。此階段的研究區(qū)域可以很好地分析快速城市化背景下綠地格局對(duì)地表熱環(huán)境的調(diào)節(jié)作用。

選取2002年7月份無云的QuickBird(QB)數(shù)據(jù)用于綠地提取。如圖2,區(qū)域內(nèi)包含城市主干道、林地、河流、湖泊、草地和當(dāng)時(shí)還算城郊的耕地等土地利用/覆蓋類型,總面積約為18330hm2,再收集最近的LANDSAT7ETM+數(shù)據(jù)用于反演地表溫度,數(shù)據(jù)的具體參數(shù)見表1。

圖2 研究區(qū)域QB融合影像圖Fig.2 Fution QB image of study area

表1 研究數(shù)據(jù)傳感器及時(shí)相Table 1 Sensor and acquisition date of study area

2 研究方法

依據(jù)研究目的,需要提取綠地信息和反演地表溫度。綠地信息包括不同種類的綠地和不同的格局參數(shù)。首先,對(duì)收集的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、綠地界定和解譯、地表溫度反演,在這些數(shù)據(jù)準(zhǔn)備基礎(chǔ)上,計(jì)算綠地格局指數(shù)并與地表溫度及相關(guān)的熱環(huán)境信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)預(yù)處理是為使兩種數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析得以更精確進(jìn)行,因此包括QB多光譜對(duì)全色數(shù)據(jù)的圖像配準(zhǔn)和融合,ETM+數(shù)據(jù)的輻射定標(biāo)和QB和ETM+數(shù)據(jù)之間的圖像配準(zhǔn)。所有數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)換到UTM 50N的投影下。

2.1 景觀分類

以《土地利用現(xiàn)狀分類》為依據(jù),并參考國際上有關(guān)綠地與城市熱島效應(yīng)的文章中的景觀分類[14-15],將綠地分成喬木林地、灌木林地、草地、耕地、水體Ⅰ(河流)和水體Ⅱ(湖泊)等6類。通過目視解譯首先在2.52m分辨率的QB 342的波段組合影像上,遵循自然景觀的形態(tài)勾畫綠地邊界,土地利用和覆被類型分為6大類,12小類,如表2。在解譯過程中,人工草坪的邊界盡量正交,水渠用平行線表示,而樹冠、湖泊水體等則保持圓滑的邊界。矢量化結(jié)束后,采用QB342波段組合影像與全色波段融合圖像(0.63m)對(duì)矢量化圖斑進(jìn)行邊界修正與核實(shí)。

2.2 溫度反演

目前國外的Jiménez-Mu?oz[16]和國內(nèi)的覃志豪提出的普適性單通道算法[17]在國內(nèi)外被廣泛采用。本研究采用 Jiménez-Mu?oz等提出的普適性單通道算法 ,該算法對(duì)TM的反演誤差低于1.5K[16,18]。算法輸入?yún)?shù)包括:熱紅外波段DN值、大氣水汽含量和地表比輻射率。大氣水汽含量用來消除大氣影響,從歷史氣候資料中查詢或一些衛(wèi)星數(shù)據(jù)反演得到,比輻射率用NDVI值估算。算法具體流程為:(1)對(duì)ETM+熱紅外波段的DN值(60m分辨率)進(jìn)行輻射定標(biāo),轉(zhuǎn)換成星上輻射量,并用立方卷積法重采樣成30m分辨率數(shù)據(jù);(2)根據(jù)普朗克輻射定律將星上輻射量轉(zhuǎn)為星上溫度;(3)用NDVI(30m)估算比輻射率Emissivity;用大氣水汽含量(本研究用(1.50 g/cm2))估算大氣參數(shù);(4)用比輻射率和大氣參數(shù)訂正星上亮溫,得到30m分辨率的地表溫度。

表2 景觀類型及含義Table 2 Landscape types and its implications

2.3 綠地格局

景觀格局包含景觀組成和景觀配置。為了與定量化的生態(tài)環(huán)境參數(shù)更好地結(jié)合,McGarigal[19]等用平面幾何和分形幾何法將景觀格局定量化,并將各定量化指數(shù)集成于FRAGSTATS軟件或ArcGIS的Patch/PatchGridAnalysis模塊中,其中 FRAGSTATS或 PatchGridAnalysis都是基于柵格數(shù)據(jù)計(jì)算格局指數(shù),PatchAnalysis則是基于矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行格局指數(shù)計(jì)算。在計(jì)算的格局指數(shù)中,景觀組成主要體現(xiàn)在斑塊和類型水平上,包括斑塊水平的斑塊大小、形狀、邊界等指數(shù)和類型水平上各類型的斑塊大小、形狀、邊界的統(tǒng)計(jì)值,景觀配置則主要體現(xiàn)在景觀水平上各類型的鄰接關(guān)系、斑塊類型的多樣性等。本研究所提取的綠地為矢量數(shù)據(jù),其邊界按照綠地的自然形態(tài)勾畫,若轉(zhuǎn)化成柵格數(shù)據(jù)則會(huì)損失或改變邊界信息,因此選擇直接基于矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行格局指數(shù)計(jì)算和分析。

基于矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行景觀配置尤其是鄰接關(guān)系分析的文獻(xiàn)并不多,目前可見的研究主要用緩沖區(qū)分析法[15,20],本文嘗試用綠地鄰接個(gè)數(shù)情況及緩沖分析法——鄰接綠地的面積百分比表示鄰接關(guān)系。鄰接斑塊個(gè)數(shù)情況用 NeighborhoodMean——N_MN 表示,用 PatchAnalysis 的 NeighborhoodMean 工具計(jì)算[21]。NeighborhoodMean按某個(gè)斑塊在指定搜索半徑范圍內(nèi)其鄰接斑塊的屬性予以賦值。解譯結(jié)果中城區(qū)綠地平均半徑約為220m,因此取500m為搜索半徑,保證絕大多數(shù)綠地斑塊都落在搜索范圍內(nèi)參與計(jì)算。將所有綠地賦值為1,非綠地斑塊賦值為0,則綠地斑塊的N_MN的值在0—1范圍內(nèi),越接近1表示其500范圍內(nèi)綠地斑塊個(gè)數(shù)越多,否則越少。

鄰接綠地的面積百分比用15—90m的緩沖區(qū)進(jìn)行分析。由于緩沖區(qū)分析計(jì)算量大,只以所占比例較大的喬木林地為例,從中抽取相隔90m以上的喬木林地進(jìn)行緩沖區(qū)生成,統(tǒng)計(jì)其15,30,45,60,75,90m緩沖區(qū)的平均溫度和綠地百分比,再計(jì)算各緩沖區(qū)評(píng)價(jià)溫度與該林地的平均溫度差,作為林地對(duì)該緩沖區(qū)的冷島強(qiáng)度CII。不同的緩沖區(qū)分別有CII_15,CII_30,CII_45,CII_60,CII_75,CII_90。冷島強(qiáng)度反映綠地對(duì)周圍地表溫度的調(diào)節(jié)作用,冷島強(qiáng)度CII低,說明該區(qū)熱環(huán)境異質(zhì)性低,且接近綠地溫度,表明綠地對(duì)周圍熱環(huán)境的調(diào)節(jié)作用大,反之則小。

此外,還分析綠地斑塊大小和形狀兩個(gè)格局參數(shù)。綠地大小以面積Area表示,形狀用斑塊形狀指數(shù)SI表示:

式中,P為斑塊周長,A為斑塊面積,表示景觀組成特征。SI接近1表示斑塊形狀越接近圓形;SI接近1.13,表示斑塊近似正方形;SI越大,表示周長越大、形狀越復(fù)雜。

2.4 統(tǒng)計(jì)分析

格局參數(shù)和綠地自身溫度及其冷島強(qiáng)度的關(guān)系運(yùn)用SPSS軟件進(jìn)行相關(guān)分析。參與相關(guān)分析的綠地面積均大于900m2,以保證至少包含一個(gè)溫度像元。綠地自身溫度則用完全包含于綠地斑塊內(nèi)的溫度像元平均值——LST_MN表示,以表征綠地產(chǎn)生冷島效應(yīng)的潛力。

3 研究結(jié)果

研究結(jié)果包括城市綠地解譯結(jié)果、地表溫度(LST)反演結(jié)果、綠地格局特征及其對(duì)綠地溫度的調(diào)節(jié)作用的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。

3.1 綠地和城市冷熱島的分布特征

解譯結(jié)果顯示,區(qū)域內(nèi)共有綠地面積為6450 hm2,占研究區(qū)總面積的35%。如圖3,在研究區(qū)的四環(huán)路(為東南四環(huán),文中簡稱四環(huán),下同)外圍多為耕地,三環(huán)路與四環(huán)路之間的區(qū)域綠地特別少,三環(huán)路以內(nèi),尤其是二環(huán)路內(nèi)綠地分布較均勻。該綠地格局產(chǎn)生如圖4所示的地表冷熱島特征。

圖3 研究區(qū)綠地分布圖Fig.3 Urban green Distribution in the study area

圖4 研究區(qū)地表冷熱島分布圖Fig.4 Surface Heat and Cool Island in the study area

圖4是對(duì)反演的地表溫度進(jìn)行了中值濾波(濾波窗口為21×21)的結(jié)果,其中冷熱島之間的溫度差達(dá)15K。冷島主要由幾個(gè)公園、大片的耕地和林地形成,最大的熱島存在于三環(huán)與四環(huán)之間的新城區(qū)。等溫線特征顯示,陶然亭公園、龍?zhí)逗珗@雖然面積小于天壇公園,但其最低溫較天壇公園小,體現(xiàn)了湖泊在這個(gè)季節(jié)很強(qiáng)的冷島效應(yīng)。

3.2 綠地格局與綠地表面溫度的相關(guān)關(guān)系

綠地表面溫度的高低能反映其產(chǎn)生冷島效應(yīng)的潛力。如表3,從綠地溫度角度看,除了灌木林地以外,各種綠地的溫度與其自身面積都呈反比;各種綠地的其他格局參數(shù)與溫度的相關(guān)關(guān)系相差較大,表現(xiàn)在:喬木林地的溫度與其面積、形狀指數(shù)呈反比而與其周圍綠地個(gè)數(shù)呈正相關(guān);兩種水體的溫度皆與其面積和形狀呈負(fù)相關(guān),且相關(guān)關(guān)系較強(qiáng),說明其產(chǎn)生冷島效應(yīng)的能力受其面積和形狀的影響較顯著,在不能加大面積的情況下,也可以將邊界復(fù)雜化來增強(qiáng)其冷島效應(yīng);草地和耕地的溫度則只受面積的顯著影響,但相關(guān)關(guān)系不強(qiáng);灌木林地的大小、形狀、鄰接關(guān)系對(duì)其溫度的影響皆不顯著。

表3 綠地格局參數(shù)與LST相關(guān)關(guān)系表Table 3 Correlations between different pattern of urban green and LST

3.3 林地格局與冷島強(qiáng)度

城區(qū)喬木林地最多,取相隔90m以上、面積大于900m2的喬木林地進(jìn)行15—90m的緩沖區(qū)分析,保證所選的林地至少包含一個(gè)純溫度像元(30m×30m),且進(jìn)行90m緩沖區(qū)分析時(shí)保證緩沖區(qū)互不重疊。計(jì)算各個(gè)緩沖區(qū)內(nèi)所有綠地所占的面積百分比以及緩沖區(qū)的平均溫度與中心綠地的平均溫度差,作為冷島強(qiáng)度(Coolislandintensity——CII),用以反映綠地對(duì)其周圍熱環(huán)境的調(diào)節(jié)作用,冷島強(qiáng)度越大,說明林地與周圍溫度相差大,林地周圍的熱環(huán)境異質(zhì)性仍然很高,說明其對(duì)周圍溫度的潛在調(diào)節(jié)作用越小。所選取的典型林地及緩沖區(qū)內(nèi)的情況如圖5。各個(gè)緩沖區(qū)內(nèi)鄰接的所有綠地面積百分比分別為:GP_15,GP_30,GP_45,GP_60,GP_75,GP_90,林地在各個(gè)緩沖區(qū)的冷島強(qiáng)度分布為:CII_15,CII_30,CII_45,CII_60,CII_75,CII_90,它們與林地的大小、形狀及與林地溫度的相關(guān)關(guān)系如表4。

相關(guān)分析顯示,林地外圍15—90m范圍內(nèi)其他綠地的多與少對(duì)該林地的溫度影響都很顯著,而林地對(duì)周圍的冷島強(qiáng)度與其自身面積和形狀基本不相關(guān),而與外圍緩沖區(qū)內(nèi)的綠地百分比相關(guān)性較顯著,但某個(gè)緩沖區(qū)的冷島強(qiáng)度主要受其左右15—30m緩沖區(qū)內(nèi)綠地百分比的影響,如表4:遠(yuǎn)距離的CII_75,CII_90與GP_60,GP_75,GP_90相關(guān)性強(qiáng),負(fù)相關(guān)系數(shù)高,而與GP_15至60的相關(guān)系數(shù)相對(duì)弱一些,而CII_45,CII_60也與GP_45,CII_60相關(guān)性最強(qiáng)。而近距離的CII_15,CII_30(尤其是CII_15)除了與GP_15,GP_30顯著負(fù)相關(guān)外,也與GP_75,GP_90等顯著相關(guān),可能原因是15m的距離內(nèi),CII_15與綠地自身的溫度差別不大,仍然體現(xiàn)的是綠地自身溫度的特征。

4 討論

本研究采用的是地表溫度,與分析綠地群落[22-23]或公園綠地采用實(shí)測氣溫的研究不同[24-25],也沒有將地表溫度所反映的熱環(huán)境與人的體感溫度相結(jié)合[25],而且地表溫度較綠地內(nèi)實(shí)測氣溫分辨率粗,誤差源多,這是本研究的不足之處,也是本研究今后研究的改進(jìn)方向。但是綠地自身的表面溫度和綠地冷島強(qiáng)度在較宏觀的尺度上反映了綠地對(duì)周圍熱環(huán)境調(diào)節(jié)的潛在能力,而且極易與綠地格局相聯(lián)系,研究結(jié)果仍有可取之處。

圖5 緩沖區(qū)分析的喬木林地分布Fig.5 Distribution of woodlands in buffer analysis

表4 林地格局參數(shù)與林地溫度、冷島強(qiáng)度相關(guān)關(guān)系表Table 4 Correlations between pattern parameters of urban green and LST、CII

4.1 綠地溫度受景觀格局的影響

目前,從格局參數(shù)分析綠地表面溫度的研究并不多,一般是不分綠地類型,從整個(gè)公園角度進(jìn)行分析[15,25],或者在分析整個(gè)城市的各類景觀與地表溫度的關(guān)系中,將所有植被統(tǒng)一對(duì)待[23]。然而,不管是區(qū)域尺度[26]還是微(住宅)尺度[27]的研究都表明:不同植被對(duì)熱環(huán)境的調(diào)節(jié)作用相差較大,因此本研究將不同植被區(qū)別對(duì)待。從所分析的大小、形狀、鄰接個(gè)數(shù)及鄰接面積比與林地相關(guān)關(guān)系看,城區(qū)主要綠地類型——喬木林地、灌木林地、草地、水體的溫度與自身面積、形狀及鄰接綠地的面積百分比顯著負(fù)相關(guān)。水體、尤其是河流的溫度與其面積和形狀指數(shù)顯著負(fù)相關(guān),因此在城區(qū)水體規(guī)劃中,可以加大面積或者增加周長來提高其降溫潛力。從林地緩沖區(qū)分析角度看,面積、形狀與林地溫度的相關(guān)性較鄰接綠地面積百分比弱。綠地的冷島強(qiáng)度與綠地格局參數(shù)的相關(guān)關(guān)系也表明綠地鄰接面積百分比對(duì)其影響更大。因此,增大林地面積或者邊界,對(duì)于一個(gè)公園來說,能起到一定作用,但對(duì)其周圍的熱環(huán)境異質(zhì)性沒有調(diào)節(jié)作用,而分散地布置綠地有利于減少區(qū)域熱環(huán)境異質(zhì)性。

4.2 格局參數(shù)反映綠地的冷島效應(yīng)的能力

在景觀格局與城市熱島效應(yīng)的分析中,以矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行鄰接關(guān)系分析的研究不多,主要以基于Fragstats軟件分析柵格數(shù)據(jù)的研究為主。從矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的優(yōu)點(diǎn)是能夠保持景觀斑塊解譯的最初特征,且極易將格局分析結(jié)果空間化。從所分析的3種格局指數(shù)角度看,面積能夠較好地反映城區(qū)幾種主要綠地類型的溫度,包括喬木林地、水體、草地,結(jié)果與不分植被類型從柵格數(shù)據(jù)分析格局的結(jié)果相同[26],但不能反映挨著道路的灌木林地的溫度。原因可能是灌木主要在道路兩盤,多為窄長條形,面積小且形狀指數(shù)單一,很大程度上受道路的影響。形狀指數(shù)SI對(duì)城市的水體和喬木林地的溫度反映較好,而表示鄰接綠地個(gè)數(shù)情況的N_MN只反映喬木林地和城郊的耕地,其原因是喬木林地與耕地斑塊個(gè)數(shù)較多且較集中,對(duì)于斑塊個(gè)數(shù)少的水體、灌木、草地不能反映,可見總體的溫度反映能力不太穩(wěn)定。鄰接綠地的面積百分比能較好地反映綠地溫度及綠地冷島強(qiáng)度,表征一定范圍內(nèi)的熱環(huán)境異質(zhì)性。這說明不考慮面積——景觀基質(zhì),只考慮個(gè)數(shù)及幾何形狀等特征的景觀格局分析,較難解釋景觀過程。

4.3 對(duì)城市綠地規(guī)劃與管理的啟示

城市景觀中各個(gè)斑塊都與其周圍的斑塊相互緊密聯(lián)系。對(duì)于城市冠層(城市屋頂以下,地面以上)的微氣候而言,斑塊之間互相影響的特點(diǎn)是:近的斑塊的作用強(qiáng)于遠(yuǎn)的斑塊,符合Tobler提出的地理學(xué)第一定律[29]。形狀指數(shù)表征的是斑塊之間相互作用的范圍。若一個(gè)湖與一個(gè)居民地相連接,那么曲折環(huán)繞居民地的湖邊界會(huì)增加湖與居民地的作用范圍。但是,集中面積與增加邊界是兩難全的對(duì)立面。增加面積對(duì)綠地自身溫度有顯著影響,但是,在面積固定的情況下,增加形狀指數(shù),增加了該斑塊與相鄰斑塊的接觸空間,也就減少了面積集中的可能。本研究的結(jié)果顯示,喬木林地、河流和湖泊是研究區(qū)最強(qiáng)的冷島區(qū)域,其面積和形狀對(duì)綠地自身溫度的影響作用相當(dāng),因此,無論是在公園或小區(qū)等綠地的規(guī)劃中,在條件允許的情況下,可以優(yōu)先適當(dāng)增加水體面積,其次是喬木林地。但公園與小區(qū)的綠地規(guī)劃又有所區(qū)別,公園綠化強(qiáng)調(diào)在公園內(nèi)部人所能得到的生態(tài)服務(wù),因此強(qiáng)調(diào)集中分布綠地,這樣可以增強(qiáng)公園自身的冷島強(qiáng)度和效應(yīng),而對(duì)于小區(qū)綠地規(guī)劃來說,若要改善小區(qū)熱環(huán)境,降低其熱異質(zhì)性,則在可規(guī)劃的面積固定下,宜分散、均勻地分配綠地,不宜將小區(qū)綠地集中規(guī)劃于小區(qū)一角。

5 結(jié)論

本研究采用QuickBird(QB)數(shù)據(jù)提取了北京局部城區(qū)的6種城市綠地,并用LANDSAT的ETM+數(shù)據(jù)反演地表溫度,分析了綠地和地表冷熱島的分布特征以及不同綠地的不同格局參數(shù)對(duì)綠地潛在降溫能力的影響。可以得出兩點(diǎn)結(jié)論:(1)不同的綠地,其溫度及冷島強(qiáng)度對(duì)相同的格局參數(shù)的響應(yīng)不同,在分析綠地的冷島效應(yīng)時(shí)要區(qū)別綠地類型;(2)不同的格局參數(shù)對(duì)同一種綠地的溫度及其冷島強(qiáng)度的影響不同,分析格局與冷島相互響應(yīng)時(shí)要根據(jù)綠地類型選取適當(dāng)?shù)母窬謪?shù)。綜合地說:面積和形狀指數(shù)對(duì)水體和喬木林地的溫度的響應(yīng)相當(dāng),可作為其評(píng)價(jià)參數(shù),但草地和耕地的溫度主要受面積影響,而Neighborhood Mean對(duì)綠地溫度的影響較難解釋,不能作為評(píng)價(jià)綠地格局對(duì)溫度影響的參數(shù)。研究中所用的數(shù)據(jù)和方法能夠從較宏觀的角度反映綠地格局對(duì)綠地溫度及其冷島強(qiáng)度的影響,從不同綠地角度進(jìn)行討論,可為綠地規(guī)劃和管理提供參考意見;從不同格局參數(shù)分析,可為綠地格局及景觀格局分析提供一些借鑒,但對(duì)于鄰接關(guān)系的相關(guān)格局指數(shù)需要今后進(jìn)一步探討。

[1]Grimm N B,F(xiàn)aeth SH,Golubiewski N E,Redman C L,Wu J,Bai X,Briggs JM.Global change and the ecology of cities.Science,2008,319(5864):756.

[2]Xiao R B,Ouyang Z Y,Li W F,Zhang Z M,Gregory T J,Wang X K,Miao H.A review of the eco-env ironmental consequences of urban heat islands.Acta Ecologica Sinica,2005,25(8):2055-2060.

[3]Shem W,Shepherd M.On the impact of urbanization on summertime thunderstorms in Atlanta:Two numerical model case studies.Atmospheric Research,2009,92(2):172-189.

[4]Frumkin H,Mcmichael A.Climate Change and Public Health Thinking,Communicating,Acting.American Journal of Preventive Medicine,2008,35(5):403-410.

[5]Mcgeehin M,Mirabelli M.The potential impacts of climate variability and change on temperature-related morbidity and mortality in the United States.Environmental Health Perspectives,2001,109(S2):185.

[6]Rizwan A M,Dennis L Y C,Liu C.A review on the generation,determination and mitigation of Urban Heat Island.Journal of Environmental Sciences,2008,20(1):120-128.

[7]Weng Q.Thermal infrared remote sensing for urban climate and environmental studies:Methods,applications,and trends.ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing,2009,64(4):335-344.

[8]Epa.Urban Heat Island Mitigation.2009[cited 2010 March11];Available from:http://www.epa.gov/hiri/mitigation/index.htm.

[9]Hamada S,Ohta T.Seasonal variations in the cooling effect of urban green areas on surrounding urban areas.Urban Forestry& Urban Greening,2010,9(1):15-24.

[10]Zoulia I,Santamouris M,Dimoudi A.Monitoring the effect of urban green areas on the heat island in Athens.Environmental Monitoring and Assessment,2009,156(1/4):275-292.

[11]Chen J.Discussion on the Influence of Landscape Structure on the Urban Heat Island Effect of Hefei City.,Journal of Anhui Agricultural Science 2010,38(28):15838-15841.

[12]Cheng H H,Yeng H,Wang ZS,Jian X.Relationships Between Types,Pattern Urban Green Space And Land Surface Temperature-A Case Study In Shenzhen Special Economic Zone,Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis.2009,45(3):495-501.

[13]Susca T,Gaffin S,Dell'osso G.Positive effects of vegetation:Urban heat island and green roofs.Environmental Pollution,2011.

[14]Weng Q,Liu H,Lu D.Assessing the effects of land use and land cover patterns on thermal conditions using landscape metrics in city of Indianapolis,United States.Urban Ecosystems,2007,10(2):203-219.

[15]Cao X,Onishi A,Chen J,Imura H.Quantifying the cool island intensity of urban parks using ASTER and IKONOSdata.Landscape and Urban Planning,2010,96(4):224-231.

[16]Jiménez-Mu?oz J C,Sobrino J.A generalized single-channel method for retrieving land surface temperature from remote sensing data.Journal of Geophysical Research,2003,108(D22):4688-4695.

[17]Qin Z,Karnieli A,Berliner P.A mono-window algorithm for retrieving land surface temperature from Landsat TM data and its application to the Israel-Egypt border region.International Journal of Remote Sensing,2001,22(18):3719-3746.

[18]Sobrino J,Jimenez-Munoz J,Paolini L.Land surface temperature retrieval from LANDSAT TM 5.Remote Sensing of Environment,2004,90(4):434-440.

[19]Mcgarigal K,Marks B.FRAGSTATS.Spatial pattern analysis program for quantifying landscape structure.Version 2.0.Oregon State University,Corvallis,1994.

[20]Sun R,Chen A,Chen L,Lü Y.Cooling effects of wetlands in an urban region:The case of Beijing.Ecological Indicators,2012,20(0):57-64.

[21]Rempel R S,Kaukinen D,Carr A P.Patch Analyst and Patch Grid.2012[cited 2012 April 1];Available from:http://www.cnfer.on.ca/SEP/patchanalyst/.

[22]Wenting W,Yi R,Hengyu Z.Investigation on Temperature dropping effect of Urban Green Space in summer in Hangzhou.Energy Procedia,2012,14(0):217-222.

[23]He J N,Xiao Y F,Wu Y X,Wu L C,Kang W X.Four Types of Green Space in Urban on the Reduction of Heat Island Effect.Chinese Agricultural Science Bulletin,2011,27(16):70-74.

[24]Cohen P,Potchter O,Matzarakis A.Daily and seasonal climatic conditions of green urban open spaces in the Mediterranean climate and their impact on human comfort.Building and Environment,2012,51(0):285-295.

[25]Oliveira S,Andrade H,Vaz T.The cooling effect of green spaces as a contribution to the mitigation of urban heat:A case study in Lisbon.Building and Environment,2011,46(11):2186-2194.

[26]Zhou W,Huang G,Cadenasso M L.Does spatial configuration matter?Understanding the effects of land cover pattern on land surface temperature in urban landscapes.Landscape and Urban Planning,2011,102(1):54-63.

[27]Shashua-Bar L,Pearlmutter D,Erell E.The cooling efficiency of urban landscape strategies in a hot dry climate.Landscape and Urban Planning,2009,92(3/4):179-186.

[28]Li J,Song C,Cao L,Zhu F,Meng X,Wu J.Impacts of landscape structure on surface urban heat islands:A case study of Shanghai,China.Remote Sensing of Environment,2011:3249.

[29]Tobler W.On the First Law of Geography:A Reply.Annals of the Association of American Geographers,2004,94(2):304-310.

參考文獻(xiàn):

[4]肖榮波,歐陽志云,李偉峰,張兆明,Gregory T J,王效科,苗鴻.城市熱島的生態(tài)環(huán)境效應(yīng).生態(tài)學(xué)報(bào),2005,25(8):2055-2060.

[11]陳健.探討合肥市綠地景觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其降溫效應(yīng).安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(28):15838-15841.

[12]程好好,曾輝,汪自書,簡霞.城市綠地類型及格局特征與地表溫度的關(guān)系——以深圳特區(qū)為例.北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,45(3):495-501.

[23]何介南,肖毅峰,吳耀興,吳立潮,康文星.4種城市綠地類型緩解熱島效應(yīng)比較.中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2011,27(16):70-74.

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