2000—2017年上海市城市热岛效应时空变化分析

以上海市城区为研究对象,利用Landsat遥感数据作为数据源,采用辐射传输方程法进行地表温度遥感反演,并对反演结果进行分级处理,得出上海市2000—2017年夏季地表温度的空间分布特征,结果表明上海市城市热岛效应十分显著,城市热岛有进一步扩张的趋势.     

昆明市主城区热环境效应及影响因素分析

以昆明市主城区为研究对象,根据2000年、2010年和2020年3期Landsat TM/OLI遥感影像,反演3个时期的地表温度,采用标准差椭圆分析热环境效应的时空演变,并使用地理探测器探讨热环境效应的影响因素。结果表明：近20 年来,昆明市主城区热岛区集中分布在城镇建设密集区域,热环境方向主轴由东北—西南走向转为西北—东南走向;前期热环境重心向西北方向偏转了57.5°,偏移2.47 km,后期向西北方向偏转24.25°,偏移0.86 km;有极低温区向低温区、较低温区转变,较高温区与高温区向极高温区转变的态势,其中,官渡区的热环境效应增强趋势最显著;建筑用地和植被覆盖度对地表温度产生的影响力最大,建筑用地与高程交互作用时会增加对地表温度的影响力,水体与建筑用地或不透水面的交互作用减弱了水体对热环境效应的缓解作用。

     

土地利用变化对京津冀热环境时空演变的影响

选取中国三大城市群之一的京津冀城市群作为研究区,利用Getis-Ord Gi*指数、贡献指数等分析方法,探究了2001～2020年不同土地利用类型对京津冀城市群夏季昼夜区域热环境的影响.结果发现,夏季昼夜相对地表温度空间分布差异较大.白天,西北部和东南部的相对地表温度都较高.夜晚,西北部以冷点为主,而热点主要聚集于东南部.京津冀城市群主要以耕地、林地、草地和建设用地为主.耕地、建设用地主要分布于东南部,林地和草地主要位于西北部.其中,耕地面积最大,约占总体面积的45.5%.然而自2001～2020年,随着城市化的发展,耕地面积降低了5.2%,而建设用地面积增加了2.3%.土地利用在夏季昼夜的相对地表温度变化较大.水体在白天的相对地表温度基本低于0℃,对区域热环境具有明显的降温作用,在夜晚水体的相对地表温度则位于3～4℃,具有明显的增温作用.草地在白天对区域的降温作用不明显,而在夜晚的降温作用明显强于林地.本文通过研究不同土地利用类型对区域热环境的昼夜影响,将有助于理解区域热环境分布特征及影响机制,从而为区域层面的热岛缓解策略制定提供理论依据.     

中国城市热岛时空特征及其影响因子的分析

全球气候变暖背景下,城市热岛效应会加重城市地区的热胁迫,对人类健康和生存发展提出严峻挑战.近年来我国雾-霾污染情况严重,但雾-霾对城市热岛影响的认识仍较匮乏.本研究基于MODIS遥感卫星地表温度数据,明确了我国2003~2013年白天、夜间以及四季城市热岛的空间变化,并从生物物理学和生物化学角度定量分析其控制机制.结果表明,影响我国白天城市热岛强度的主要因素为人口、农田灌溉和植被活动.纬度、降水量、反照率以及气溶胶浓度是夜间城市热岛强度的主控因子.从对比城乡粗糙度、反照率等生物物理学属性的角度,揭示了乡村背景环境对城市热岛分析的重要影响.结果表明,雾-霾治理可以缓解我国夜间城市热岛现象和热胁迫,有利于缓解区域甚至全球气候变化.     

中国代表性滑雪场网络关注度时空演变及影响因素

基于百度指数数据,运用指数测度、空间地理分析、回归模型和地理探测器,对2011—2019年中国大陆26个代表性滑雪场网络关注度的时空演变特征及影响因素进行分析。结果表明:(1)时间演化上,网络关注度呈先增后减且逐渐平稳的规律。2015年、2016年为峰值年份,季节性差异明显,共两个波动峰值且为“南北为单,中东为双”的分布格局。(2)空间特性上,全国和地区均为先增后减特征,地区差异显著;变异程度先降后增并趋于稳定,全国分布相对稳定平衡,地区分布呈不稳定集聚特性。省区冷热区域分布总体呈“东北热—西南冷”格局,层级变化以稳定型为主。(3)滑雪场层面上,滑雪场总体偏好层级变动较大,高偏好保持稳定领先,其余层级以下降变动为主。滑雪场冷热点分级呈“北热南冷”的格局,东北、华北两个热点集聚区域演变较为稳定。(4)影响因素上,需求侧影响因素排序为滑雪消费吸引力>受教育程度>经济发展水平>信息化水平>滑雪场建设水平。供给侧的滑雪人次占比、滑雪经济贡献、客运承载力、冰雪旅游资源丰度、官方媒体建设水平解释力较强,其他因素影响并不显著。     

中国县域肉类生产的时空演变及影响因素

随着人均收入的增加和城镇化的推进,促进了居民肉类消费增加。厘清肉类生产格局的变化对肉类可持续供给具有重要意义。基于中国县域视角,以2000—2016年的肉类产量数据为基础,运用标准差椭圆、空间自相关、地理探测器等方法,揭示我国肉类生产的时空演变规律及其影响因素。结果表明:（1）2000—2016年的全国肉类产量呈增加态势,增幅为43.5%,不同区域肉类产量差异较大。（2）全国肉类高产县数量增加显著,范围扩大,空间上呈条带状集聚特点,重心整体北移;其生产的集聚特征显著且相对稳定,但局部表现出一定差异。（3）自然资源禀赋、社会经济及农业技术在不同阶段都影响肉类生产空间格局的演变。粮食产量和第一产业增加值是主要因素,农业机械总动力影响逐年增大,不同因子间的交互作用会强化肉类生产空间分异的效果。     

基于SEM模型的热环境时空特征及影响因素分析:以西安都市圈为例

城市热环境是评价城市生态环境的重要指标之一,直接关系到居民健康及城市经济可持续发展,但目前研究缺乏自然和人文多维因子对热环境的影响路径分析.基于西安都市圈2020年MODIS MYD11A2地表温度数据,辅以气象、地表因子和人类活动等数据,综合利用ArcGIS空间地统计分析、冗余分析（RDA）和结构方程模型（SEM）,研究城市热环境在不同季节的时空分布特征,揭示城市热环境的主要影响因素并量化其直接和间接效应.结果表明:①西安都市圈的地表温度呈现北高南低,自城市中心向四周递减的空间格局,夏季热环境污染最严重.②冗余分析表明影响热环境的主要因素为:气温、不透水地表、植被和降水.③SEM结果显示,气象、地表和人类活动因子对城市热环境的直接影响显著并占主导地位,气温、不透水面和兴趣点密度对热环境有显著的直接正效应（0.10~0.33）,水体、降水和植被对热环境有显著的直接负效应（-0.29~-0.25）.人类活动对夜晚地表温度的直接影响力高于地表因子和气象因子,提高经济效益有利于缓解城市热环境效应.以上结果可为城市热岛局地气候变化研究和绿色生态宜居城市环境建设提供科学参考.     

西南地区不同类型植被NPP时空演变及影响因素探究

研究植被净初级生产力(NPP)时空变化规律并探明其驱动影响因素,对于深入了解植被时空变化,指导因地制宜的生态恢复与管理工程具有重要的现实意义.以MODIS NPP数据为基础,结合基于站点的气象数据、土地利用数据和植被类型数据,通过Theil-Sen Median斜率估计和Mann-Kendall显著性检验探究西南地区不同类型植被NPP时空演变特征,并结合稳定性分析和地理探测器揭示不同类型植被NPP空间分异的影响因素及影响因素间的交互作用.结果表明：(1)时间上,2000～2021年西南地区植被NPP、 NPP_Pre(仅气候变化影响下植被NPP)和NPP_Res(仅人类活动影响下植被NPP)均呈波动上升趋势.在不同类型植被中,除乔木类植被NPP_Res以-0.183 g·(m²·a)^-1的速率呈微弱下降趋势外,其余类型植被NPP、 NPP_Pre和NPP_Res均呈上升趋势,其中,经济类植被NPP、 NPP_Pre和NPP<...     

苏州市河流水质时空分布特征及影响因素分析

河流生态系统是动态、开放和连续的系统,为人类提供了丰富的物质资源和重要的生存环境. 开展城市河流水质时空变化趋势和影响因素分析对于采取针对性措施改善水环境质量,缓解水资源短缺具有重要意义. 为探究城市河流水质变化特征,以位于太湖流域腹地的苏州为研究区,基于2008~2021年的水质监测数据,采用综合水质指数（WQI）和地理探测器开展河流长时间系列时空变化趋势及影响因素研究. 结果表明,2008~2021年苏州河流水质年均WQI值中位数从2008年的51.16升高到2021年的71.17,河流水质呈逐渐好转趋势,水质质量从2016年开始明显提升,苏州开展的一系列水质治理工程和政策是水质提升的主要原因. 从季节差异看,WQI在丰水期、平水期和枯水期的中位数值分别为57.89、61.58和63.68,丰水期河流水质主要受面源污染影响. 2008~2021年苏州各区（市）水质都有较大提升,其中张家港水质最优,各点位水质均为良好,姑苏区由于建设用地占比高且人口密度大,水质点位中良好等级占比最低. 2008年气温和GDP是河流水质的主要影响因素,2021年气温和GDP对河流水质的影响有所减小,人口密度与土地利用对水质的影响增强. 任意两种影响因子的交互作用对苏州河流水质的解释率均大于单个因子,苏州河流水质受多种自然和人类活动因素共同影响,且人为因素的影响逐渐大于自然因素. 此外,自然与人为因素对水质的影响在枯水期强于丰水期. 研究可为苏州及其他类似区域准确识别水质影响因素及精准提出地表水体污染防控措施提供科学参考.     

近30年辽河三角洲生态系统服务价值时空演变及影响因素分析

深入研究辽河三角洲生态系统服务价值(ESV)的时空演变特征及影响因素,对其生态环境治理和保护具有重要意义.基于1990～2020年辽河三角洲7期土地利用数据,利用当量因子系数修正法建立估算模型评估ESV,综合分析研究区ESV时空演变特征,并探究ESV驱动影响因素与机制.结果表明:①1990～2020年辽河三角洲地区土地利用方式大部分为耕地,30年间林地、湿地和未利用土地面积呈现下降趋势,草地、水域和建设用地呈上升趋势,耕地面积基本无变化.②辽河三角洲ESV呈现先减少后增加再减少的趋势,生态系统服务总价值整体呈现出西南部价值高,东北部价值低的空间分异规律.③辽河三角洲地区的所有土地利用类型敏感性指数均小于1,表明ESV缺乏弹性.④辽河三角洲ESV具有空间正相关性,整体而言,辽河三角洲以HH和LL聚类为主,HL聚类多分布在LL聚类边界处,LH聚类分布在HH聚类周围,少量分布在LL聚类周围.⑤辽河三角洲生态系统服务价值演变的影响因子中,DEM对ESV的影响最小,HAI对ESV影响最大,其次是GDP,所有影响因子的交互结果对ESV空间分布的影响均具有增强作用,其中HAI和降水量的交互作用最强,达到了 95.58％.     

定量遥感技术在城市热岛效应研究及其治理中的应用

以长春市为例,基于LandSat7 ETM 影像数据定量反演晴空状态下城市地表温度、地表反照率和NDVI(归一化植被指数),通过分析地表温度空间分布状况及其与地表反照率、NDVI的关系,研究城市热岛效应并提出治理对策.研究表明:长春市城区热岛效应显著,热岛中心主要分布在铁北工业园区、二道区北部和绿园区西南部;城区的地表反照率和NDVI始终小于郊区;城区地表温度随着地表反照率和NDVI的增加而降低.因此,在提高工业热源和能源的利用率,减少热量散失和排放的同时,提高城区植被覆盖率和地表反照率可以有效缓解城市热岛效应给城市生态环境带来的不良影响.     

基于Landsat TM/ETM+的天津城区及滨海新区热岛效应时空变化研究

利用1987年、1998年、2004年和2008年4景Landsat TM/ETM+数据的热红外波段数据反演天津市地表亮温,并对绝对亮温值进行归一化处理得到相对亮温。通过对相对亮温分布图进行时空分析可知,自1987年到2008年,天津市热岛效应主要发生在中心城区、滨海新区以及道路沿线等区域。热岛范围在加大,强度也在增加。中心城区热岛效应不断加剧,滨海新区的热岛效应则从无到有,从弱到强,变化十分明显。并分析了热岛现象产生和异常的原因,有降水变化、农作物收割、公路建设和建成区增加。     

1989~2015年海口城市热环境与景观格局的时空演变及其相互关系

利用1989,1999,2007和2015年的4期Landsat 5TM/8OLI-TIRS遥感数据,综合应用遥感、地理信息系统、景观生态学和统计分析相结合的方法,探讨海口城市热环境与景观格局的时空演变关系.结果显示,1989~2015年间,海口城市陆地表面温度（LST）总体呈逐步上升的趋势.城市热岛面积逐步扩大,空间质心向西南方向转移,且在2007年以后转移速率明显加快;冷岛质心则向东部生态核心区转移.城市LST较高的区域往往与不透水表面分布一致,较低的LST与绿地或水体分布一致.4期绿地的平均LST比不透水表面低4.17℃,其中2015年绿地景观类型百分比（PLAND）每增加10%导致LST下降0.57℃;不透水表面每增加10%,LST则上升0.78℃.不同时期绿地和不透水表面的平均LST与PLAND、最大斑块指数（LPI）、聚集度指数（AI）均表现为一致的极显著相关关系,且相关性逐年增强,其中绿地为负相关,不透水表面为正相关;景观斑块的大小和聚集程度对城市LST有较大影响.研究结果可以拓展对城市热环境与景观格局时空演变关系的认识,为城市规划和决策者提供参考.     

雄安新区城市热岛效应的空间异质性

以雄安新区雄县、容城县、安新县2019年9月Landsat-8卫星遥感影像为依据,采用监督分类法将土地利用类型分为5种,分析雄安新区土地利用结构特征;利用辐射传输法反演地表温度,依据均值-标准差法对地表温度进行分级,分析雄安新区地表温度空间变化及热岛强度分级情况;通过信息点(point of information,POI)对城市进行功能分区,分析高温分布影响因素。结果表明:雄安新区5种土地利用类型中耕地和建筑用地面积较大,占比分别达56.19%和31.81%,5种土地利用类型面积占比在三县的分布差异较大。雄安新区地表温度的分布特征总体是北部温度较高,南部温度较低,温度极差约为21 ℃,且容城县地表温度变异较大。三县的热岛强度等级面积差异较大,中温区面积最大,低温区面积最小,热岛强度等级面积占比较高的城市,其建筑用地面积占比也会较高。热岛强度的不同温区地表温度平均值与POI数量具有显著的线性正相关;不同城市功能区对地表温度具有不同影响,人类活动大的功能区地表温度高,且高温区分布在建筑用地周围,低温区分布在水域周围,中温区分布在耕地和林地。     

基于植被指数和地表反照率影响的北京城市热岛变化

利用TERRA/MODIS遥感反演的地表温度资料,对2000—2006年北京城市热岛季节变化特征进行了研究,结合同期降水量、植被指数和地表反照率变化,分析了该地夏季城市热岛的年际变化成因. 结果表明:北京多年四季热岛分布主要以城区为中心向周边郊区延伸,其中夏季城市热岛最强,春、秋和冬季较弱,这种热岛强度的季节性差异主要与太阳辐射强度、地表植被覆盖状况和城市人为热释放等的季节性变化密切相关. 北京夏季城市热岛的年际变化特征为:2005和2006年最显著,热岛中心强度分别为10.54和9.61 ℃;2002和2004年城市热岛最弱,热岛中心强度分别为6.54和7.39 ℃. 2000—2006年北京市夏季城市热岛具有明显增强趋势,热岛强度增温率为0.326 ℃/a. 北京夏季降水对城区地表温度影响大于郊区,降水主要通过影响城区地表温度来影响城市热岛变化;夏季地表植被和地表反照率变化对地表温度和城市热岛也均有较大影响. 2000年以来,北京郊区夏季地表植被指数增加率远高于城区,受地表植被和地表反照率变化的影响,郊区降温率明显大于城区,致使城郊温差增大,热岛效应加强.      

上海城市地表热环境多时期遥感研究

利用4个时期的上海地区Landsat TM/ETM+影像反演了地表温度.从时间尺度和空间分布两个方面,分析了上海陆域及各区近10年间的热场分布,并采用热岛效应比率进行定量化描述.研究表明,上海的高温区面积在近10年来呈现出逐渐减少的趋势,但在空间分布上具有明显的多中心特征.其中,中心城区、浦东新区、闵行区和宝山区是上海城市热岛的4个主中心,近郊地区则逐渐成为新的城市热中心.随着近10年来上海建成区的迅速拓展,研究区域城市热岛已呈现出明显的多中心化趋势,即多个热中心共同决定了上海的热场分布.因此,为了减缓上海城市热岛的发展,应大力开展这些区域前瞻性的生态建设规划.     

基于TM影像的城市地表湿度对城市热岛效应的调控机理研究

论文以探究城市热岛效应调控机理为研究目的,以徐州地区1985-2010 年夏季四期Landsat TM影像为研究数据,应用单窗算法、K-T变换、空间叠加分析以及缓冲区分析等研究方法,对徐州市城市热岛时空变化特征进行了反演,重点对徐州市城市热岛强度的调控机理进行了分析并提出了通过K-T变换提取表示城市建成区内部植被与水体覆盖程度的城市地表湿度(ULSW)这一新指标.研究结果显示:城市地表湿度显著区对城市热岛效应起到了有效的调控作用,并且随着城市地表湿度值的提高,区域内部以及周围环境的温度都会随之下降.城市地表湿度指标对于城市热岛效应的调控水平具有一定的代表意义.     

近20年来重庆市主城区地表热岛的时空变化

为了揭示快速城市化地区热岛的时空变化特点,以重庆市主城区为例,利用1988─2009年共5个时期的TM/ETM+影像反演地表温度,分析了地表热岛和相对热岛强度的空间格局及其变化趋势. 结果表明:近20年来地表热岛的空间格局经历了集聚→较集聚→集聚的演变过程,热岛逐渐由重庆市老城区向外围城市组团转移;最大的相对热岛强度总体呈先增大后减小的变化趋势;老城区的相对热岛强度明显减弱,外围新兴城市组团相对热岛强度显著增加,沿长江和嘉陵江的开发建设导致滨江带相对热岛强度明显增强;相对热岛强度增强幅度与减弱幅度基本相当,大部分地区的相对热岛强度变化较平缓.相对热岛强度及其时空变化与重庆市扩张十分吻合,具有显著的城市组团式特点.      

上海下垫面温度与城市热岛——气象卫星在城市气候研究中的应用之一

应用美国Tiros-N卫星资料对上海地区下垫面温度分析的结果表明,在晴天城市下垫面温度均高于郊区。城市内部下垫面温度差异则与人口密度,建筑物密度、工厂密集区以及黄浦江、苏州河水域温度特征有关。 通过对接近同步的卫星下垫面温度资料与实测气温资料的对比分析,发现白天城市下垫面增温速率比郊区快,而气温的增温率相差不大。因此白天当下垫面温度热岛十分显著时,气温热岛并不一定显著,甚至完全不存在。但与此同时,白天城市下垫面的增温引起的能量下传和储存却为夜间城市热岛的形成奠定了能量基础。这部分能量在日落以后,以长波辐射湍流热交换等形式提供给城市大气,部分地补偿了由于大气长波辐射而损失的能量,使城市气温下降缓慢,相对于降温较快的郊区来说,便形成了城市热岛。