城市绿地对周边热环境影响遥感研究——以北京为例

城市绿地是缓解城市热环境效应问题的主要因素之一,它不仅在宏观上影响城市区域尺度气候条件,而且在小区尺度直接影响到周边的热环境条件。本文从绿地景观格局的角度出发,利用遥感技术和地理信息技术,以北京市主城区的城市绿地作为研究对象,以绿地周边建筑物作为热环境影响承载体中介,分析了影响建筑热环境的绿地的主要景观因子,开展了城市绿地对周边热环境的影响范围、降温幅度以及绿地景观参数与降温幅度的相关关系研究。首先,从TM遥感影像上人工数字化选取了26个城市绿地斑块,同时提取了其周边建筑物像元;然后,基于定量遥感理论反演了绿地和建筑物的温度,并利用GIS工具统计了绿地和建筑的景观格局信息;最后,基于空间统计分析方法和等温线周长-温度曲线变点方法确定了城市绿地对周围建筑物热环境的影响范围,通过相关性分析探讨了城市绿地景观参数与其降温幅度之间的相关性。研究结果显示:(1)在100 m空间分辨率的尺度下,北京大部分城市绿地斑块对周边100 m范围内的建筑具有降温效应;面积在0.5 km2以上的绿地斑块,对周边100 m范围内建筑物具有明显降温效应,降温幅度在0.46~0.83℃之间,平均降温幅度为0.72℃;面积在0.5 km2以下的,具有较高植被覆盖度的绿地斑块有一定的降温效应,不具有较高植被覆盖度的绿地斑块降温效应不明显;(2)绿地斑块的周长、面积、形状指数和植被覆盖度与其周边建筑物的降温幅度没有显著的相关性。该结果表明,绿地的面积无论多大,其对周边环境的降温效应都限制在一定空间范围内;在布设城市绿地时分散型绿地比集中式大绿地对周边环境的总体降温效应更好。研究结果揭示了城市绿地对周边热环境影响的空间范围、降温幅度以及绿地景观参数与降温幅度的相关关系,可为城市规划建设及环境评价等提供科学参考。     

城市绿地对周边热环境影响遥感研究--以北京为例

城市绿地是缓解城市热环境效应问题的主要因素之一,它不仅在宏观上影响城市区域尺度气候条件,而且在小区尺度直接影响到周边的热环境条件。本文从绿地景观格局的角度出发,利用遥感技术和地理信息技术,以北京市主城区的城市绿地作为研究对象,以绿地周边建筑物作为热环境影响承载体中介,分析了影响建筑热环境的绿地的主要景观因子,开展了城市绿地对周边热环境的影响范围、降温幅度以及绿地景观参数与降温幅度的相关关系研究。首先,从TM遥感影像上人工数字化选取了26个城市绿地斑块,同时提取了其周边建筑物像元;然后,基于定量遥感理论反演了绿地和建筑物的温度,并利用GIS工具统计了绿地和建筑的景观格局信息;最后,基于空间统计分析方法和等温线周长-温度曲线变点方法确定了城市绿地对周围建筑物热环境的影响范围,通过相关性分析探讨了城市绿地景观参数与其降温幅度之间的相关性。研究结果显示：（1）在100 m空间分辨率的尺度下,北京大部分城市绿地斑块对周边100 m范围内的建筑具有降温效应;面积在0.5 km2以上的绿地斑块,对周边100 m范围内建筑物具有明显降温效应,降温幅度在0.46~0.83℃之间,平均降温幅度为0.72℃;面积在0.5 km2以下的,具有较高植被覆盖度的绿地斑块有一定的降温效应,不具有较高植被覆盖度的绿地斑块降温效应不明显;（2）绿地斑块的周长、面积、形状指数和植被覆盖度与其周边建筑物的降温幅度没有显著的相关性。该结果表明,绿地的面积无论多大,其对周边环境的降温效应都限制在一定空间范围内;在布设城市绿地时分散型绿地比集中式大绿地对周边环境的总体降温效应更好。研究结果揭示了城市绿地对周边热环境影响的空间范围、降温幅度以及绿地景观参数与降温幅度的相关关系,可为城市规划建设及环境评价等提供科学参考。     

城市公园对夏季热环境的影响——以上海市中心城区为例

上海是我国城市化程度最高的城市之一,快速城市化导致了城市热岛效应显著增强,影响着城市生态环境。了解城市公园对热环境的影响,对指导本市绿地公园的规划与建设,缓解城市热岛效益具有实用价值和参考意义,对国内其他城市的相关研究也有一定参考价值。基于Landsat遥感影像和航空遥感影像,采用RS和GIS技术,定量分析了上海市建成区内的绿地公园对热环境的影响。结果表明:(1)研究区域内高温区域分布广泛,同时有低温区域分散分布,中环和内环的低温区域主要零星分布在河流及绿地公园等地,形成明显的热岛空洞,显示出绿地公园对城市热环境的降温效应;(2)绿地公园对周围区域降温作用明显,平均降温幅度为1.55 K,但降温作用存在明显差异,降温作用随距离增加而减弱,对周围200m区域范围内降温效果较为明显;(3)绿地公园对周围环境的降温作用与其本身结构特征等因素息息相关,降温幅度与公园内人工表面比重、水域比重、公园形状和面积存在较强的相关性,与景观聚集程度和植被分布的相关性相对较弱。     

城市绿地对空气负离子的影响

在南昌市选择有典型特征的城市绿地,对其在不同环境状况下的空气正、负离子浓度进行监测。研究结果表明:(1)城市绿地能有效提高空气负离子数量;(2)乔、灌、草3种不同类型的绿地中,以乔木林对提高空气负离子浓度和改善空气质量的作用最为显著;(3)在城市环境下,不同林分结构类型的乔木片林对空气负离子水平以及空气质量指数(CI)的影响差异不显著;(4)天气条件对绿地的空气负离子水平存在显著影响;(5)喷泉对空气负离子有显著影响。喷泉周围空气负离子浓度节律性振荡周期与喷泉的喷水变化周期相吻合。喷泉对空气负离子浓度以及CI的影响随着距离的增加而迅速减小。     

城市不同绿地生境小气候的时空变异规律分析

根据城市景观异质性、植被类型及遮荫水平等生态学特征在南宁市4种功能区的不同绿地,于2002年7~9月期间,用定点平行观测法进行了小气候生态因子的测定与数理统计分析。结果表明在绿地生长热季期间,南宁城市绿地的温度、湿度和光照强度等气象因子在晴稳天气下具有明显的微时空分布差异性和稳定的降温、增湿、遮阳效应,而雨天时具有一定的保温防湿效应,如在文教区绿地,林荫的温度和光照强度<林隙≤林缘≤近旁裸地或草地,湿度则与此趋势大体相反,而风速风向微空间差异性不明显。用经验的体感舒适度指数计算表明文教区与花园住宅区绿地为舒适,商业街区绿地虽也是舒适,但常略感炎热,交通干道绿地则为炎热不舒适。因此,研究还揭示了城市绿地具有明显改善城市小气候的生态效应。     

城市绿地的经济效益与开发模式

城市环境日益恶化,生活在城市中的居民渴望拥有绿色开敞空间,渴望生活在一个人与自然和谐相处的城市生态环境中。但城市绿地在建设过程中存在资金不足,与商业竞争用地等重重困难。通过对绿地的经济效益及绿地的不同开发模式的分析研究,提出进一步加快城市绿地建设的途径和方法。     

建筑因子对城市湖泊温度效应的模拟研究——以湖南烈士公园湖泊为例

伴随着城市化进程加快,城市快速扩展、人类活动加剧引发了诸多生态环境问题,其中城市热环境问题尤为突出,而城市湖泊在改善城市小气候方面有着重要的影响。选取湖南烈士公园湖泊作为研究对象,采用定点实测与CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟相结合的方法,重点讨论了建筑后退湖岸距离、建筑高度以及建筑间距对湖泊温度效应的影响程度。结果表明:(1)湖泊周边建筑是影响夏季湖泊降温效应的因素之一,主要原因是建筑会降低来流风速,且建筑表面对太阳辐射的吸收和反射会抵消湖泊带来的降温作用;(2)仅改变建筑后退湖岸距离,而不改变建筑高度及布局,无法扩大湖泊降温效应的影响范围;(3)随建筑高度增大,湖泊周边温度效应的消极作用越大,削弱了湖泊的降温效应,当湖南烈士公园周边400m内建筑增加1倍时,区域温度升高0.82℃;(4)湖泊周边不同的建筑布局方式会影响城市湖泊温度效应,表现为行列式周边式点状式,仅增大建筑间距会增大建筑群对周边区域的辐射影响范围,使得受建筑影响的高温区面积增大。综上,若要削弱建筑因子对城市湖泊温度效应的负面影响,需综合考虑湖区周边建筑据湖岸距离、高度、布局多个因素,才能将湖泊的降温效应发挥到最大。该研究结果对于加深湖泊在改善城市小气候方面的认识以及城市湖泊区域的规划建设具有重要参考价值。     

不同地被类型对城市热环境的影响研究

近些年来我国城市热环境急速恶化,特别是2013年我国南方多地出现突破历史极值的极端高温天气,严重影响了居民正常生活。本研究以深圳为例,运用气象站定点观测方法并首次引入运动样带观测方法对深圳市典型地被类型的气温进行监测、分析,探讨不同地被类型对城市热环境的影响。气象站定点监测实验从2011年6月至今,持续样带监测实验开始于2011年6月结束于2013年7月。本研究详细纪录了深圳市西丽大学城及其周边有典型地被类型的气温、太阳辐射、风向、风速等气象数据。根据不同城市景观分选出5种不同的典型城市地被类型：城市景观水、城中村、商业区、城市绿地、郊区。利用观测获得的具有高空间分辨度和高时间分辨度的实验数据对5种不同的地被类型进行分析比较,结果表明：5种不同城市景观的温度差异明显,商业区温度＞城中村温度＞城市景观水区域温度＞城市绿地温度＞郊区温度。城市绿化和景观水对城市热岛有明显的缓解作用,城市景观水可缓解城市热岛强度0.9℃,城市绿地可缓解城市热岛强度1.57℃。城市绿地的降温效果比城市景观水好,比城市温度的缓解效果强0.67℃。人类的周期性活动对区域城市热岛强度有明显的影响。一周时间内,商业区、城中村、城市景观水、城市绿地的城市热岛强度均呈“U”字形。周末四种地被类型的热岛强度比工作日要高,分别高出0.65℃、0.57℃、0.26℃、0.21℃。     

北京市三种典型城市绿地类型的保健功能分析

随着城市化进程的加快,越来越多的城市居民的健康受到城市污染的影响,因而城市绿地对人体的保健作用日益受到重视。通过实地监测的方法,选择北京3种典型类型的绿地、在不同空间以及不同的季相条件组合下,对形成绿地保健功能的空气负离子浓度、空气温度、湿度、二氧化碳浓度、噪音等因子进行了研究。结果表明：（1）不同绿地类型的保健功能有较大的差距,以同一时段空气中的负离子浓度为例,其最大值发生在郊野公园（1810cm^-3）,高于单位绿地（980cm^-3）,远高于作为对照的商业中心（110cm^-3）;（2）在同一绿地的不同空间位置也存在明显差异,以道路绿化防护林带为例,林带中心空气中的负离子浓度高达1900cm-^-3,高于林缘（591cm^-3）和林外（120cm^-3）;（3）同一绿地保健功能随季相变化发生明显改变,在有叶期的道路绿化防护林带中心的空气负离子浓度（1900cm^-3）是落叶期相同位置空气中负离子浓度（750cm-^-3）的两倍多。空气温湿度、噪音、CO2浓度的空间和时间上的变化类似于空气负离子。本研究获得的数据支持了城市绿地保健功能理论,可为合理设计城市绿地增强其保健功能提供依据。     

城市公园对城市热岛的影响及三维分析——以广州市主城区为例

随着城市的快速发展,城市热岛(UHI)问题越来越突出,如何缓解城市发展所带来的热岛效应加剧,提高居民健康生活质量,改善人居环境,已成为全民关注的重点生态环境问题。在高度发达的城市区域,绿地对城市热岛具有明显的降温效应,因此对其进行定量研究具有重要意义。文章基于遥感和GIS的方法,通过热环境反演和空间统计分析,以广州市主城区30块主要城市公园为研究对象,分别从城市绿地形态、城市绿地缓冲区和热环境三维分析3个方面研究了城市绿地对城市热岛的影响。结果显示:城市绿地形态(面积,周长,形状指数)与公园的温度具有较强的对数相关性,并且随着三者的增大,绿地内部均温和最低温度均降低,并且呈现"饱和"趋势;通过对城市公园斑块建立3个缓冲区(120、240、360 m),并进行缓冲区内的均温统计发现,30个城市公园的温度变化呈现出3种情形,即自内向外变高、变低和不变;最后,为了更好的解释上述3种情形,引入三维热环境分析,对3种情形分别选取代表性公园进行分析,总结其空间分布规律,结合相关数据对产生的这种结果进行了简要分析。本文的主要创新点,在对城市公园与热环境关系传统分析的基础上,引入三维的分析方法,能够更加清晰的展示二者的关系,为未来的相关研究提供一定的借鉴。     

桂林市典型园林绿地与水体的降温效应研究

随着城市化的快速发展,城市热岛现象也越来越突出。作为城市生态系统中两种重要的地物类型,园林绿地和水体对城市热岛均有明显的降温效应,因此对其进行定量研究具有重要意义。以桂林市建成区为研究对象,利用TM影像数据提取了区域的地表温度(LST)、植被覆盖度(FV)以及改进的归一化差异水体指数(MNDWI)等生物物理信息,同时借助空间统计和缓冲区分析方法,对区域典型园林绿地和水体地表温度的空间特征及其相关性进行了定量研究。结果表明:桂林市5城区的地表温度以低温区和中温区为主。高温区与极高温区也占有较大比例,两者占市区总面积27.8%,较全市平均地表温度高约2~4℃,整体上呈现显著的热岛效应。城市中园林绿地和水体的平均地表温度分别为26.76和24.86℃。相关性分析揭示,城市园林绿地和水体面积与其内部地表温度呈现极显著负相关关系(sig=0.001),园林绿地的FV、水体MNDWI则呈显著负相关关系(sig=0.015和sig=0.038),说明地表温度随着上述参数的增大而降低。除典型水体面积与地表温度的拟合曲线为对数函数之外,其他参数的最佳拟合效果均为线性。缓冲区分析说明,不论是城市园林绿地还是水体,都会对外围一定区域的热环境产生影响。伴随城市园林绿地与水体样区缓冲带距离的增大,外围区域的地表温度呈上升趋势,但这种趋势随距离变化在不断减弱,其有效影响范围在距样区边界120~240 m处。通过对比研究发现,城市中较大面积的公园绿地或水体其降温效应要比面积较小者显著,而水体对于周围热场的影响和敏感度要强于园林绿地。     

城市公园对城市热岛的影响及三维分析--以广州市主城区为例

随着城市的快速发展,城市热岛（UHI）问题越来越突出,如何缓解城市发展所带来的热岛效应加剧,提高居民健康生活质量,改善人居环境,已成为全民关注的重点生态环境问题。在高度发达的城市区域,绿地对城市热岛具有明显的降温效应,因此对其进行定量研究具有重要意义。文章基于遥感和 GIS 的方法,通过热环境反演和空间统计分析,以广州市主城区30块主要城市公园为研究对象,分别从城市绿地形态、城市绿地缓冲区和热环境三维分析3个方面研究了城市绿地对城市热岛的影响。结果显示：城市绿地形态（面积,周长,形状指数）与公园的温度具有较强的对数相关性,并且随着三者的增大,绿地内部均温和最低温度均降低,并且呈现“饱和”趋势;通过对城市公园斑块建立3个缓冲区（120、240、360 m）,并进行缓冲区内的均温统计发现,30个城市公园的温度变化呈现出3种情形,即自内向外变高、变低和不变;最后,为了更好的解释上述3种情形,引入三维热环境分析,对3种情形分别选取代表性公园进行分析,总结其空间分布规律,结合相关数据对产生的这种结果进行了简要分析。本文的主要创新点,在对城市公园与热环境关系传统分析的基础上,引入三维的分析方法,能够更加清晰的展示二者的关系,为未来的相关研究提供一定的借鉴。     

重庆市不同类型屋顶绿化的降温增湿效应

屋顶绿化是城市立体绿化的主要方式之一,能有效改善城市生态环境。本文以重庆市主城区办公楼屋顶绿化为研究对象,开展不同类型屋顶绿化的降温、增湿效应研究。研究结果表明：绿化屋顶较未绿化屋顶具有明显的降温、增湿效应,且花园式屋顶绿化降温、增湿效应高于简单式屋顶绿化类型;花园式屋顶绿化降温率（T%）为22.14%,增湿效应（R%）为81.16%,而简单式屋顶绿化降温率（T%）为3.71%,增湿效应（R%）为14.7%。本研究以期为改善城市环境,实现城市的可持续发展提供理论依据。     

基于形态学空间格局分析的城市绿地对热环境的影响研究

城市绿地是改善热环境的重要方式之一,当前研究主要集中于以景观指数衡量的绿地空间形态与热环境之间的关系,较少关注以城市公园为主的绿地内部空间结构对热环境的影响及其规划设计实施的可操作性。基于另一种视角——形态学空间格局分析的7个指标量化绿地空间格局,以武汉主城区的其中25个绿地为研究对象,通过2018年9月15日Landsat 8遥感数据反演地表温度,从绿地的点面、边界、廊道三方面分析绿地空间格局对绿地内部平均温度(T)、降温幅度(ΔT)的影响。结果表明:25个绿地可分为内外降温显著型、内部降温显著型、降温效果一般型、降温能力较弱型4类绿地,它们具有显著差异的空间格局主要集中在核心、孤岛与分支。绿地空间格局对自身温度的影响上,T与核心、孔隙指标显著负相关,与孤岛、分支指标显著正相关,可通过提高绿地核心斑块的集中性、核心斑块内部边界营造、减少破碎化小斑块数量、避免仅一端连接核心斑块的廊道等措施,提高绿地自身的降温效果。环线、桥接以非线性方式影响T,可将二者的比例分别控制在5%、17%以内。绿地空间格局对周围温度的影响上,ΔT与核心指标显著正相关,与孤岛、边缘指标显著负相关。ΔT随边缘、分支指标的增加先快速下降后逐渐趋于平稳,需尽可能避免绿地核心斑块被割裂与出现分支。环线仍以非线性方式影响ΔT,适宜控制其比例在6%。     

基于计算力流体力学的城市近郊湖泊“冷岛效应”及其情景模拟研究——以长沙市同升湖为例

城市湖泊生态效益优越,对周围环境具有明显的"冷岛效应"。中尺度层面上,从环境物理学角度出发,以位于长沙市近郊区的同升湖作为研究对象,采用平行定点实测法获取夏季湖泊周边热环境指标,结合CFD情景模拟,二者交互验证。同时设置湖区周边近地面层典型气候边界条件,通过改变单一影响因子的变化,系统分析了夏季城市近郊湖泊"冷岛效应"的变化规律以及湖区周边建筑对湖泊"冷岛效应"发挥的影响,揭示了湖泊与周围环境之间的温度交互特征。结果表明:(1)夏季城市近郊湖泊对周围环境存在"冷岛效应",研究区域与对照区域的日均温度差值在0.55℃,湖泊"冷岛效应"的发挥与太阳辐射强度相关,在13:00—14:00时间段内较突出;(2)湖泊"冷岛效应"与临湖距离呈显著负相关,湖泊水体的降温作用在0 m处最显著,在距湖岸300 m范围明显,在距湖岸600 m范围存在降温作用,湖泊水体对主导风下风向区域的降温效果最佳,降温强度可达0.96℃;(3)通过改变单一影响因子的CFD情景模拟发现,湖泊"冷岛效应"发挥与建筑高度、建筑后退湖岸距离、建筑间距密切相关,建筑后退湖岸100 m和200 m,下风向区域温度降低0.34—0.56℃,降温范围在650—800m;建筑高度增加10m和20m,下风向区域温度上升0.09—0.39℃,降温范围在350—500m;建筑间距增大2倍,下风向区域温度下降0.27℃左右,降温范围在500—600 m。该研究成果对研究城市湖泊小气候、改善城市局域热环境及指导未来城市近郊湖区建设布局具有重要指导意义。     

长春城市绿地植物群落生态脆弱度分析

以北方寒地城市长春市为例,提出城市绿地植物群落生态脆弱度计算方法,对长春城市各类绿地进行了详细的植物群落生态脆弱度分析,分别论述了景观效果、绿地结构、绿地养护及人工干扰与生态脆弱度的关系,指出建立科学合理的复合群落绿地是从根本上降低城市绿地生态脆弱度的唯一出路。     

城市绿地滞尘作用机理和规律的研究进展

城市绿地的滞尘作用是城市绿地重要的生态功能之一。综述了城市绿地的滞尘机理、变化规律。城市绿地的滞尘机理主要分为3种方式：滞留、附着和粘附;城市绿地滞尘能力与滞尘时间、城市环境、植物种、植物群落结构等因素存在密切的联系。不同植物滞尘能力的差异很大,总体规律表现为乔木植物〉灌木植物〉草本植物;但就单位叶面积来说,滞尘能力均以草本植物〉灌木植物〉乔木植物〉藤本植物;主要原因是垂直高度不同,灌草能有效截留地面的扬尘（城市中灰尘的主要来源）。研究表明,同种类植物种在封闭式环境条件下叶片滞尘量明显低于开敞式环境条件下的滞尘量,因此,在城市不同环境中的植物滞尘能力表现为工业区〉商业交通区〉居住区〉清洁区。随着季节和滞尘时间的变化,每种植物都存在一个滞尘限度,如果无雨水或人为干扰,最终达到一个动态平衡。从城市绿地群落的垂直结构看,乔—灌—草型的绿地具有相对较好的滞尘作用,是目前较为理想的绿地类型;另外,在城市绿地面积明显不足的情况下,以藤本植物为主的垂直绿化将成为城市绿化发展的新方向。同时,在城市绿地滞尘机理、规律以及植物滞尘能力评价等方面仍需要进一步深入研究。     

模糊综合法在城市绿地系统景观生态综合评价中的应用——以 …

绿地是城市人工景观中最重要的自然要素,以往对绿地景观生态的研究主要集中在能量流动和空间结构等方面,很少涉及城市绿地景观生态的综合评价。本文利用融模糊综合评判和模糊聚类分析于一体的模糊综合法对城市绿地系统景观生态进行了综合评价。     

模糊综合法在城市绿地系统景观生态综合评价中的应用——以上海市为例

绿地是城市人工景观中最重要的自然要素,以往对绿地景观生态的研究主要集中在能量流动和空间结构等方面,很少涉及城市绿地景观生态的综合评价。本文利用融模糊综合评判和模糊聚类分析于一体的模糊综合法对城市绿地系统景观生态进行了综合评价。     

合肥城市主要绿地类型小气候调节作用初析

城市植被作为城市生态系统的主要组成部分之一,能有效缓解城市热岛效应,改善环境。为探讨不同绿化类型生态效应的差异,以合肥市公共绿地中的林地和草地为研究对象,于2009年3~5月间利用电子温湿度计和电子照度计分别测定不同面积的森林和草地内温度、湿度、光照强度的变化。结果表明:不同规模的林地和草地降温增湿的效果随着林地和草地绿化面积的增大而增强,不同面积的林地和草地内湿度之间存在显著的差异性(p<0.05);相同面积的林地降温增湿效果随林分郁闭度的增大而增强,郁闭度分别为0.5、0.64、0.73的林地降温效果比非绿地高1.9%、2.2%和3.9%,增湿效果高12.3%、12.6%和14.7%;以非绿地为对照,相同面积的林地改善城市气候的效果明显高于草地;一天早、中、晚3个测定时段内林地的降温率比草地高2.34%、2.75%和5.03%,增湿率比草地高1.18%、2.41%、4.42%。