面积与植物群落结构对城市公园气温的影响

城市公园对城市热岛的缓解作用广为人知,但是对公园面积和结构如何影响其降温作用却缺乏足够的了解.选择上海市15个公园,研究公园面积和植物群落结构对秋季公园气温和公园冷岛强度的影响,结果表明:秋季城市公园的温度比周边商住区的温度低,公园有明显的冷岛效应,公园的位置影响公园的降温效果,市区公园的气温和冷岛强度与公园面积之间存在显著的定量关系,市区公园的气温随公园面积的增加而增加,冷岛强度则随公园面积增加而降低.公园内不同植物群落类型的降温效果存在差异,其中乔-灌-草类型降温效果最好.     

基于Landsat-8影像的沿海城市公园冷岛效应——以厦门为例

城市公园主要由水体和绿色植被等景观构成,其形成的公园冷岛(Park cool island,PCI)已成为减缓城市热岛效应的重要途径之一。采用景感生态学中的景感营造理念规划设计城市公园或优化公园空间结构有助于增强公园冷岛效应,进一步改善局地城市热环境。选择沿海城市——厦门市为研究对象,基于2013年8月的Landsat-8 OLI/TIRS遥感影像和Google Earth高分影像数据,首先提取了研究区15个公园的土地利用信息,采用改进的地表温度单通道算法,获取了城市公园地表温度数据,并采用缓冲区分析、景观格局指数和多元统计等方法定量分析公园内部平均地表温度、城市公园冷岛强度(即降温幅度)、公园冷岛影响距离(即对周边区域的降温范围)三者的主要影响因子,并利用景感生态学原理初步剖析了城市公园景感营造的原则。结果显示:(1)公园面积和公园建设用地面积是影响公园平均温度的关键因子(R²=0.915),这两个因子与公园平均温度均呈显著非线性相关;公园面积存在阈值55 hm²左右;(2)公园冷岛PCI强度由公园绿地面积、公园建筑面积和面积-周长形状指数...     

广州市城区公园对周边环境的降温效应

城市化的快速发展使得大量的人造建筑物取代了自然地表,极大的改变了城市的热环境,加速了城市的"热岛效应",给人类的身体健康、生活环境带来许多危害。以公园为主体的城市绿地通过植被的光合作用、蒸腾以及蒸散作用降低温度、增加湿度,是缓解城市热岛效应的有效途径之一。选取广州市城区17个公园作为研究对象,使用TM遥感影像反演公园周边温度,分析了公园周边温度的分布情况。研究表明,在一定范围内,公园周边温度与公园边界点温度的温差随着其远离公园边界距离的增大而增加,且增长趋势逐渐减缓,近似于一条过原点的三次多项式;公园的平均降温范围与公园绿地面积存在显著的正相关关系,拟合曲线近似于一种对数形式增加;水体面积比例较大的公园,比同等条件下水体面积较小的公园降温效果好;而长宽比较大(≥2)的公园,即使公园面积较小,降温效果也较明显。首次对广州市城区公园周边温度分布规律进行了定量研究,研究结果对像广州这样的大城市生态规划尤其是公园规划设计具有实质性的指导意义,也可为世界其他类似地区、城市进行公园规划设计提供重要的理论依据和参考价值。     

重庆主城区不同类型公园对周边环境的降温效应

研究选取重庆主城区5 种不同类型的10 个公园为研究对象, 使用Landsat8 遥感影像,采用TIRS 10 单窗算法反演公园周边温度, 并运用三次模型的方法拟合分析不同类型的公园周边温度的分布情况, 以探究基于不同类型公园下对周边环境的降温差异研究。结果表明: ①一定范围内不同类型的公园周边温度随其距公园的距离增大而呈现不同的变化趋势, 但均近似于三次多项式函数; ②当公园面积和形状一定时, 研究区降温作用由强到弱依次为社区公园、生态公园、综合公园、文化遗址公园、游乐公园。面积介于50557.77-52687.74 m² 之间时, 降温效应明显的为社区公园; ③当面积介于124236.62-126916.89 m² 时, 以生态公园的降温效应最为显著; ④整体上, 公园对周边的降温效应在特定范围内随面积增大而增加, 在不同的面积范围内, 不同类型公园的降温效应呈现差异化。首次研究公园类型对公园降温效应的影响, 研究结果不仅对重庆市公园规划设计具有实际指导意义还为其他公园类型多样、气温高的城市进行公园规划涉及提供重要的理论依据。     

北京奥林匹克公园夏季绿地小气候及人体环境舒适度效应分析

评价城市绿地的小气候调节功能对于应对城市热岛效应与优化公园绿地设计有重要参考意义。该研究于2016年7—9 月在北京奥林匹克公园内开展了灌溉草地与荒草地、孤植树与群植树、水体与空旷地3 种绿化配置模式下共12 个样地的微气象要素观测, 分析了公园草地、公园林地和公园水体的小气候状况, 并评估了公园绿地夏季降温增湿和人体环境舒适度的特征。结果表明: (1)与空旷地相比, 公园草地夏季平均可降温1.75%以及增湿5.06%, 且定期灌溉草地的小气候调节功能明显优于荒草地; (2)公园林地平均可降温3.25%和增加湿度3.91%, 孤植树的小气候效应明显低于群植树; (3)公园水体夏季平均降温1.56%与增湿8.10%, 而且大面积水体的小气候调节效果更好; (4)综上, 北京奥林匹克公园夏季绿地平均可降温2.41%、增湿5.25%以及改善环境舒适度1.75%, 公园林地的小气候调节功能明显优于公园草地和水体。因此, 在城市公园绿地规划设计中, 建议优先布局群植树木与大面积水体, 并加强公园草地的灌溉养护, 以优化提升其公园小气候调节功能。     

基于历史参照系的三江源区径流调节功能及变化评估

以20世纪70年代植被类型图作为参照生态系统,采用径流量和径流系数作为径流调节功能的表征指标,建立了基于历史参照系的三江源区径流调节功能评估模型,以参照系径流系数与实际径流系数的比值作为径流系数质量指数,分析了2000-2017年三江源区生态系统径流调节功能参照值、现状值及变化量的时空变化规律。结果表明：2000-2017年,三江源区多年平均径流量为495.15亿m³,地表径流量为96.64亿m³,参照系条件下多年平均径流量为468.37亿m³,地表径流量为68.60亿m³。相比参照系,三江源区生态系统的径流蓄纳能力降低,总径流量和地表径流量均明显增加。空间上,基于参照系和实际生态系统的多年平均径流量表现为东南高西北低的空间分布特征,地表径流量则呈西部高东部低的空间分布特征。从时间变化看,实际径流和参照系径流的差别率在4%-9%之间,实际地表径流和参照系地表径流的差别率在22%-58%之间。径流系数质量指数得分显示,2000-2017年,三江源区径流系数质量指数平均得分为98.63,地表径流系数质量指数平均得分为96.98,两者均呈现先降低后增加的趋势,地表径流系数质量指数变化更为明显。2000-2017年,各县（镇）径流系数和地表径流系数质量指数得分具有较大差别,但各县（镇）得分变化均不明显,变化率分别在-1.95%-0.71%和-0.35%-1.90%之间。通过建立基于历史生态系统的评估参照系,定量评估了三江源区参照系和实际条件下的径流变化过程,实现了不同时间、不同区域生态系统径流调节功能的可比较,可对量化生态系统恢复进程提供支撑。     

植被覆盖度对夏季降温效应的影响——以内蒙古为例

随着全球变暖的加剧,区域热环境问题日益凸显,植被的降温作用逐渐得到广泛关注。目前已有的研究多从样地尺度分析不同类型植被的降温效应。而区域尺度的研究多从定性的角度揭示地表温度与植被覆盖的关系,对评估植被的实际降温效应具有一定的局限性。以内蒙古为研究区,以MODIS地表温度数据为基础,采用近邻分析法,将森林、灌丛和草地的MODIS地表温度与相邻5km范围内的低覆盖地表作为对照,分析植被的降温效应以及植被覆盖度对降温效应的影响。从2015年7月地表温度平均值的结果来看,降温度数在蒙东、蒙中和蒙甘区均呈现森林>灌丛>草地。森林的降温范围在0.67-1.03℃,灌丛为0.60-0.95℃,草地为0.47-0.86℃。植被降温度数与植被覆盖度的回归拟合为对数分布,均呈显著正相关（P<0.01）。且在不同的植被覆盖度范围内植被降温效应具有显著差异,植被覆盖度水平较低时（<40%）,植被覆盖度的增加能更显著地降低地表温度。从整体来看,植被覆盖度每增加10%,森林降温0.12-0.39℃;灌丛降温0.1-0.2℃;草地降温0.049-0.075℃。综上,内蒙古作为全球气候变化最为敏感的区域之一,研究植被的夏季降温效应能够为内蒙古的气候调节服务评估提供重要的理论支撑及案例参考。     

城市公园景观空间结构对其热环境效应的影响

热岛效应是快速城市化进程中最具代表性的生态环境问题之一。以绿地和水体为主体的城市公园所形成的"城市冷岛"是缓解城市热岛效应和改善城市热环境的有效途径。研究选取北京市城区24个公园为研究对象,利用landsat-5 TM遥感影像反演城市地表温度,探讨城市公园内部景观构成、斑块形态和空间布局这3个方面的空间结构特征与其内部温度(Ta)、对周边环境降温的影响范围(Lmax)及降温幅度(ΔTmax)的关系。研究表明:从景观构成来看,Ta、Lmax、ΔTmax与水体面积均呈现显著相关性,是影响公园内外热环境的关键因子;Ta及ΔTmax与公园内绿地面积无显著相关性,而主要受三维绿量和硬质地表比例的影响;与此相反,Lmax与绿量相关性并不显著,但与林地面积呈显著正相关。因此,综合考虑公园内外整体降温效应,应在保证绿地面积达到一定规模的同时,尽量丰富绿地内部空间结构,增大三维绿量;从斑块形态来看,绿地斑块形状越复杂,公园内部温度越低,影响范围越远,而公园外围边界形状与内部温度呈较显著正相关,但对周边热环境的影响并不明显;从空间布局来看,硬质地表分布与Ta、Lmax、ΔTmax均显著相关,其布局越分散,内部温度越低,对周边的影响范围及降温幅度越大;此外,公园林地布局越分散,内部温度越低,影响范围越大,但对ΔTmax影响不明显。在城市公园规划设计中,从缓解城市热岛效应出发,应将公园景观内部的空间结构特征作为重要的考虑因素之一。     

北京公园绿地夏季温湿效应

选取北京典型的城市园林绿地--元大都城垣遗址公园北段不同覆盖率的乔-灌-草、乔-草型复层结构的公园绿地作为研究对象,以草坪型绿地作为对照,从水平和立体空间两个角度进行测试,研究局部绿地的覆盖率、复层结构对环境的温湿效应.结果表明:在夏季高温时段,绿地的温度随覆盖率的增加而降低,当覆盖率达到或高于60%时,其绿地才具有明显的降温增湿效果;覆盖率较高的乔-灌-草复合型绿地给环境带来的温湿度的空间影响范围较大,乔-灌-草复合型绿地的降温增湿效应好于草坪.合理的绿化结构及植物配置能使城市园林绿地较好地发挥其夏季的降温增湿效应,有利于改善城市热环境、减缓城市热岛效应.     

城市热岛“源-汇”景观识别及降温效率

快速城市化背景下,不同景观降温效率的差异是深入理解景观格局对城市热岛效应影响机理的基础。现有城市热岛研究多以土地利用或土地覆被替代热岛效应的源与汇,往往忽略景观的热特征与相邻景观的热关系,造成信息偏差。需要从景观热特征的视角,探讨面向城市热岛效应的景观分类方法,并分析不同特征景观的降温效率差异。基于"源-汇"景观理论,以深圳市西部为研究区,构建面向城市热岛的景观分类方法,通过2010年TM遥感影像提取NDVI、NDMI及ISA等地表特征及地表温度特性,叠加划分16类城市景观,分析不同地表特征的景观等距离梯度下的温度变化关系,识别城市热岛的"源-汇"景观。在此基础上,分析"源-汇"景观的结构特征,构建以面积和温度为影响因素的景观降温效率指数,结合景观格局指数,分析不同面积与形状的"汇"景观降温效率。结果表明,在16类景观中,5类景观被识别为城市热岛汇景观,面积约533 km²,占研究区总面积的45.5%。降温效率结果表明,"汇"景观的降温效率为1.54,其中绿色空间及阴影景观的降温效率贡献率较高。通过面积与形状的景观格局分析发现,降温效果随两个指数的增加,均呈先升后...     

基于遥感的夏季西安城市公园"冷效应"研究

城市公园景观作为城市绿洲区对城市生态环境特别是局地热环境的调节和改善起着极其重要的作用.以热红外遥感数据为信息源,以遥感定量反演和地理信息空间分析技术为支撑,对西安市城区7个主要公园对周边区域热环境的降温效应进行了研究.结果表明:降温幅度(△T)与远离公园的距离(L)两者间呈现非线性的关系特征;不同形态参数的公园对其周边区域的热环境影响不同,公园降温范围与公园绿地面积和水体面积呈现较强的正相关关系;公园水体面积比例≥30％时,其平均降温影响范围和降温幅度均高于水体面积比例低于30％的公园.因此,城市公园建设,不仅要考虑公园面积和形状,亦要考虑水体比例,一般说来,水体面积占公园面积30％以上为佳.基于热红外遥感数据对城市公园影响周边区域的范围和强度进行了定量探讨,所得结论对指导城市公园的规划与建设具有实用价值和参考意义.     

城市绿地对热岛效应的调控功能研究——以广州为例

以Landsat 8 为数据源, 基于遥感和GIS 技术研究了植被覆盖度、归一化湿度指数(NDMI)、以及绿地形态结构(包括周长、面积和周长面积比等)对绿地内部及其周边地表温度的影响。结果表明: 植被覆盖度、NDMI 与地表温度之间具有较显著的负相关性; 城市绿地对周边区域具有明显的降温作用, 但距离城市绿地边缘超过400~500 m 之后,地表温度的下降趋势明显减弱; 城市绿地面积、周长均与累计降温幅度间呈现显著的正相关性, 即增加城市绿地面积与周长可以提高绿地对周边地表温度的调控作用; 总体上, 城市绿地对应的地表温度与公园面积、边界长度呈负相关,与周长面积比呈正相关, 具有较好非线性拟合关系, 说明绿地形态结构对地表温度调控功能的影响不容忽视。     

沿海河谷盆地城市热岛时空特征及驱动机制

针对以往热岛研究中缺少自然-人文多维因子组合作用的成因分析,基于landsat TM/OLI遥感影像反演福州市1991、2000及2013年河谷盆地亮温热场,并利用主成分多元回归方法探讨DMSP/OLS夜间灯光、交通密度、地表非渗透面、地面高程、地表植被、水体等多维因素对城市热岛的综合影响及联动关系。研究发现:11991—2013年盆地热岛辐射范围不断蔓延,老城区成为热岛核心区,呈中心向外辐射并沿江扩展态势,盆地"溢出"现象显著;2盆地内平原-山地温差达10—14℃,热岛面积出现两极分化,23年间热岛面积共增加226.9km~2,其中高温区面积增长四倍,年增长率最大(7.50%);3夜间灯光、交通路网密度、地表非渗透面、地表植被、地面高程及水体每变化1个单位,温度将分别变化0.430、0.418、0.103、-0.031、-0.469及-0.096;4人文促进作用大于自然抑制作用,综合作用下盆地升温0.35个单位;5相比地表非渗透面,夜间灯光与交通密度对热岛的增温贡献更为显著;地面高程主导降温作用,其次为水体与地表植被,后两者作用之和仅为地面高程的27%。福州盆地当前的生态环境并不足以缓解城市未来进一步发展而导致的热岛加剧,当保持城市现有发展规模且自然作用进一步增加60%时,降温抑制作用才会明显。     

黄土高原植被恢复引发区域气温下降

黄土高原退耕还林(草)等生态恢复工程促进了地表植被覆盖增加,进而通过影响地表-大气之间热量交换影响区域气候过程。基于黄土高原1998—2000年和2008—2010年SPOT卫星反演的植被覆盖资料、54个地面气象站气温资料及EIN-Interim地表热通量数据,采用空间分析交叉验证及地表热量平衡分析的方法,从站点尺度探讨了退耕还林(草)工程初期和10年后黄土高原植被变化与气温和地表热通量变化之间的关系。研究表明,退耕还林(草)工程开展10年后,黄土高原气温最小值、最大值与平均值均有下降,植被覆盖增加与气温变量降低在空间上呈正相关。同时,植被覆盖增加与潜热通量增加、感热通量与大气下行长波辐射下降在空间上也呈正相关关系。这些结果表明,植被恢复可通过增加地表蒸散发作用对区域气候产生降温效应,会减缓气温升高对黄土高原生态系统的影响。     

城市绿地热效应全年变化特征及其与背景气象因子的关系

城市绿地能够调节热气候,是城市实现高质量可持续发展的重要空间载体。以往研究着重探讨城市绿地夏季降温效应的空间特征,较少分析绿地热效应的全年变化规律与潜在影响因子。在南京城区选择7个代表性城市公园,采用热气候定点观测方法获取公园大气温度全年观测数据,并与城市中心区参照点进行对比,分析公园热效应的全年动态变化规律及背景气象因子的影响。研究发现,由于植被覆盖率、冠层郁闭度及海拔不同,不同公园热效应的季节、昼夜规律存在显著差异,主要表现为3种形式：全年降温型,全年昼升夜降型,以及夏季全天降温、春秋冬季昼升夜降型。与城市中心区相比,公园夏季最高可降低气温7.7℃,冬季最高可增温3℃。大气温度、相对湿度,风速与太阳辐射4个背景气象因子能解释23.5%-77.4%的公园热效应变异。夏冬两季日间热效应主要受太阳辐射和气温的影响,夜间热效应主要受风速影响：太阳辐射每升高100W/m²,夏季日间降温强度减少0.3℃,冬季日间增温强度增加0.2-0.5℃;气温每升高1℃,夏季日间降温强度提高0.1-0.14℃,冬季日间增温强度提高0.05-0.08℃;风速每增加1m/s,夏季夜间降温强度减少0.05-0.78℃,冬季夜间降温强度减少0.4-1.1℃。研究结果有助于深入认识城市绿地热效应的复杂形成机制,并为夏热冬冷地区城市自然空间保护与气候适应性设计提供科学参考。     

郑州市公园绿地景观特征对公园冷岛效应的影响

城市公园有助于缓解城市热岛效应,减少城市降温能耗。选取郑州市中心城区内44个主要公园,利用Landsat8遥感数据和土地利用数据,结合ENVI、ArcGIS、Fragstats、SPSS等软件分析公园冷岛效应的影响因素。冷岛强度的研究从景观特征、景观构成、景观配置3个层面来进行,结果表明:场地条件有限的情况下公园面积控制在20 hm²左右能产生较高冷岛强度;公园边界越简单冷岛效应越强,而植物和不透水表面斑块的边界越复杂公园冷岛效应越强;同等面积下有水体的公园与无水体的公园相比降温效果相差1℃左右;水体占比控制在14%左右公园冷岛强度较为显著;在进行公园景观配置时,公园内植物和水体的组合相比于不透水表面与植物的组合及不透水表面与水体的组合能产生更好的降温效应。利用标准差椭圆工具进一步分析公园冷岛强度的方向性,发现公园的冷岛方向主要与园内水体长轴以及园外高层建筑的分布有关。     

滇中地表死可燃物平衡含水率和时滞与温湿度的关系研究

为研究温湿度对滇中地表死可燃物平衡含水率和时滞的影响, 2017年4月于昆明西山公园采集云南松和滇青冈两个树种新凋落的枯枝和枯叶, 利用恒温恒湿箱在室内测定了20个温湿度组合下的平衡含水率和时滞, 并通过统计软件分析了平衡含水率和时滞与温湿度的关系, 同时以Simard和Nelson模型为响应模型拟合了4种可燃物的平衡含水率预测模型, 利用均方根误差分析比较两类模型的精准性。结果表明: 滇中地表死可燃物平衡含水率和时滞受温湿度的影响显著, 平衡含水率和时滞均随温度的升高而减小, 随湿度的增加而增大。4种可燃物拟合得出的Simard模型和Nelson模型相比较, Simard模型的拟合效果更好, 更适用于滇中地表死可燃物平衡含水率和时滞的预测。     

三江平原水田景观对局地热环境的影响

水稻是重要粮食作物之一,水稻田灌溉导致其下垫面性质独特,具有"冷湿效应",进而直接影响区域气候。基于Landsat8 TIRS热红外遥感数据反演地表温度,刻画三江平原水田种植核心区的热环境空间格局,以景观生态学格局-过程理论为视角,量化水田景观格局对水田内部地表温度分异的影响,以及对周边区域热环境的影响范围及幅度。结果表明：（1）与水田、旱田空间分布相对应,研究区地表温度具有空间极化特点,水田与旱田平均地表温差为-7.8℃。（2）水田内部的平均地表温度与水田斑块大小、连通性呈负相关,与形状呈正相关。（3）水田对周边降温距离为60-300m,降温幅度为0.05-9.7℃。其中,水田内部温度场对降温距离和幅度的影响最大,呈负相关;水田斑块大小、内部连通性与降温距离及幅度之间为正向相关,而水田形状的影响最弱。研究从水田与周边地表热环境交互影响的角度,强调了物质、能量横向传输的非线性过程在农田灌溉的气候效应研究中的重要作用。     

基于物种落差分析的公园鸟类多样性提升设计——以湖南常德螺湾湿地公园为例

随着城市化发展,许多公园鸟类栖息环境遭受破坏,导致当前的鸟类多样性与历史上的和周边的都存在较大差异,为此,我们从项目区域的当前-周边-历史三者间在鸟类物种及其栖息地上的落差分析入手,以此确定目标物种及其栖息地,并加以归类,从而有针对性地进行相关设计。2016年5月至2017年3月在湖南常德柳叶湖螺湾湿地公园开展的鸟类多样性提升设计中,通过实地调查并结合文献查阅,记录到项目区域16种,周边79种,历史上146种鸟类,运用三者间的物种落差分析法确定主要的21种可恢复目标物种和4种栖息地类型,结合项目区域及周边空间特点,将项目区域划分为4个区域,在各区域内设计并营建相应的栖息地,再配套采用多种鸟类招引措施。至2017年3月,项目区鸟类已可实地观察到39种,并于2017年12月吸引到超过2000只的野鸭群来此越冬。以上实际效果表明,设计有效地提升了湿地公园鸟类多样性且增加了景观要素,可充分发挥生物保护功能。     

北京市五环内主要公园冷岛效应及其主要影响因素

本文利用2013年Landsat 8数据以及土地利用数据,采用缓冲区分析法和逐步回归法,对北京市市区范围内主要公园绿地的地表温度及其园内、园外一定范围内的影响因素进行了分析。结果表明:北京市市区范围内主要公园的园内地表温度28.91℃,低于北京市五环内平均地表温度30.67℃;北京城区西北部和东部地区公园地表温度较低,而南部和西南部公园地表温度则较高;公园地表温度与水体面积比重呈负相关,与不透水面积比重呈幂指数关系,而与植被面积比重无显著关系;外围缓冲区的景观特征中,不透水地表面积比重、水体斑块密度和不透水地表斑块密度对园内地表温度有显著影响,其中,不透水地表面积比重的影响主要在公园外300 m范围内;水体斑块密度的影响范围则可达800 m,在500 m范围内水体斑块密度对公园内地表温度有显著影响(P0.05),而在200 m范围内表现得尤其明显(P0.01);而植被特征则对公园内地表温度没有显著影响(P0.05)。根据逐步回归结果,公园外200、300与400 m范围内的景观组成均对公园内地表温度有显著影响,其中公园外部300 m范围内的景观组成对公园内部地表温度的影响最为显著。