基于Landsat-8影像的沿海城市公园冷岛效应——以厦门为例
发布时间：2021-11-05 08:51
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...
【文章来源】：生态学报. 2020,40(22)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
研究区位置、公园空间分布及公园土地利用分类图
图2 厦门地表温度空间分布和公园温度分布图3显示了研究区公园面积与温度的关系曲线。随着公园面积的增加,公园平均温度在不断降低,但并非线性降低,两者为非线性的对数关系。所有公园中,思明区的植物园面积最大,为615.06 hm2,其平均温度也最低为28.95 ℃;集美区的敬贤公园面积最小4.76 hm2,其平均温度最高达33.46 ℃。图3显示公园面积从1 hm2增加到55 hm2时,公园温度降低3 ℃左右;但面积从55 hm2增加到100 hm2时,公园温度仅降低0.5 ℃左右。比如狐尾山公园96.01 hm2,其平均温度29.49℃,比植物园的平均温度仅降低0.54 ℃。因此,公园面积可能存在某个临界值,公园面积增加到该值后,若继续增大公园面积,其实对公园热环境的改善不显著。由于城市土地寸土寸金,在规划设计公园时,为了获得较低的土地面积投土、资金投入和较高的公园降温效应的收益,研究区公园面积可控制在55 hm2左右。
3.2 城市公园冷岛PCI强度分析图4显示了研究区公园绿地面积与PCI强度的关系曲线。随着公园绿地面积的增加,公园的PCI强度不断降增加,但并非线性增加,两者为非线性的对数关系。所有公园的PCI强度都大于2.4 ℃,即集美敬贤公园具有最小的PCI强度2.49 ℃;最大PCI强度接近6 ℃,为5.63 ℃的海沧动物园(面积145.42 hm2)。而且图4还表明,当公园绿地面积增加到55 hm2时,公园的PCI强度逐渐减缓,继续增加公园绿地面积,PCI强度增加不明显。公园绿色植被降温的主要原因有:(1)公园绿色植被具有光合作用和蒸腾作用,能够吸收周围环境中的热量,同时向周围环境散发/释放水分,因此降低了周围空气温度[33];(2)绿色植被通过冠层遮荫,阻挡太阳辐射,减少与地面的能量交换,从而降低地面对空气的增温[33- 34];(3)较大的绿地公园,其绿色植被光合作用、蒸腾作用和遮荫作用都比较强烈,能够与周边的热环境两者之间则进行较强的热量和水汽交换,因而其PCI强度较大,但随着公园面积的增加,PCI强度并非一直增大。如植物园的面积是仙岳公园面积的2.5倍,但其PCI强度分别是5.45 ℃和5.57 ℃,两者仅仅相差0.12 ℃。本研究暗示着公园绿地面积存在某个临界值,公园面积达到该值后,若继续增大公园面积,PCI强度趋于稳定,其对公园热环境的改善不显著。因此,从公园所投入的建设面积与其降温效应的收益角度来看,公园绿地面积控制在55 hm2内较为合理。
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市公园夏季冷岛效应及其影响因素研究——以西安市中心城区为例[J]. 石蕾洁,赵牡丹. 干旱区资源与环境. 2020(05)
[2]厦门市绿色植被降温服务功能核算及其时空动态特征[J]. 赵伟,文凤平,张林波,高艳妮,何珏霖. 环境科学研究. 2019(01)
[3]高温天气植被蒸腾与遮荫降温效应的变化特征[J]. 王晓娟,孔繁花,尹海伟,徐海龙,李俊生,蒲英霞. 生态学报. 2018(12)
[4]快速城市化下福州市的热环境变迁[J]. 王琳,徐涵秋. 同济大学学报(自然科学版). 2017(09)
[5]城乡交错带景感生态规划的基本思路与实现[J]. 石龙宇,赵会兵,郑拴宁,于天舒,董仁才. 生态学报. 2017(06)
[6]城市公园对夏季热环境的影响——以上海市中心城区为例[J]. 阮俊杰. 生态环境学报. 2016(10)
[7]城市公园景观秋冬季动态热效应[J]. 庞新坤,孙然好. 生态学报. 2015(12)
[8]新型Landsat8卫星影像的反射率和地表温度反演[J]. 徐涵秋. 地球物理学报. 2015(03)
[9]基于景观尺度的城市冷岛效应研究综述[J]. 余兆武,郭青海,孙然好. 应用生态学报. 2015(02)
[10]城市公园景观空间结构对其热环境效应的影响[J]. 冯悦怡,胡潭高,张力小. 生态学报. 2014(12)
本文编号：3477480
【文章来源】：生态学报. 2020,40(22)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
研究区位置、公园空间分布及公园土地利用分类图
图2 厦门地表温度空间分布和公园温度分布图3显示了研究区公园面积与温度的关系曲线。随着公园面积的增加,公园平均温度在不断降低,但并非线性降低,两者为非线性的对数关系。所有公园中,思明区的植物园面积最大,为615.06 hm2,其平均温度也最低为28.95 ℃;集美区的敬贤公园面积最小4.76 hm2,其平均温度最高达33.46 ℃。图3显示公园面积从1 hm2增加到55 hm2时,公园温度降低3 ℃左右;但面积从55 hm2增加到100 hm2时,公园温度仅降低0.5 ℃左右。比如狐尾山公园96.01 hm2,其平均温度29.49℃,比植物园的平均温度仅降低0.54 ℃。因此,公园面积可能存在某个临界值,公园面积增加到该值后,若继续增大公园面积,其实对公园热环境的改善不显著。由于城市土地寸土寸金,在规划设计公园时,为了获得较低的土地面积投土、资金投入和较高的公园降温效应的收益,研究区公园面积可控制在55 hm2左右。
3.2 城市公园冷岛PCI强度分析图4显示了研究区公园绿地面积与PCI强度的关系曲线。随着公园绿地面积的增加,公园的PCI强度不断降增加,但并非线性增加,两者为非线性的对数关系。所有公园的PCI强度都大于2.4 ℃,即集美敬贤公园具有最小的PCI强度2.49 ℃;最大PCI强度接近6 ℃,为5.63 ℃的海沧动物园(面积145.42 hm2)。而且图4还表明,当公园绿地面积增加到55 hm2时,公园的PCI强度逐渐减缓,继续增加公园绿地面积,PCI强度增加不明显。公园绿色植被降温的主要原因有:(1)公园绿色植被具有光合作用和蒸腾作用,能够吸收周围环境中的热量,同时向周围环境散发/释放水分,因此降低了周围空气温度[33];(2)绿色植被通过冠层遮荫,阻挡太阳辐射,减少与地面的能量交换,从而降低地面对空气的增温[33- 34];(3)较大的绿地公园,其绿色植被光合作用、蒸腾作用和遮荫作用都比较强烈,能够与周边的热环境两者之间则进行较强的热量和水汽交换,因而其PCI强度较大,但随着公园面积的增加,PCI强度并非一直增大。如植物园的面积是仙岳公园面积的2.5倍,但其PCI强度分别是5.45 ℃和5.57 ℃,两者仅仅相差0.12 ℃。本研究暗示着公园绿地面积存在某个临界值,公园面积达到该值后,若继续增大公园面积,PCI强度趋于稳定,其对公园热环境的改善不显著。因此,从公园所投入的建设面积与其降温效应的收益角度来看,公园绿地面积控制在55 hm2内较为合理。
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市公园夏季冷岛效应及其影响因素研究——以西安市中心城区为例[J]. 石蕾洁,赵牡丹. 干旱区资源与环境. 2020(05)
[2]厦门市绿色植被降温服务功能核算及其时空动态特征[J]. 赵伟,文凤平,张林波,高艳妮,何珏霖. 环境科学研究. 2019(01)
[3]高温天气植被蒸腾与遮荫降温效应的变化特征[J]. 王晓娟,孔繁花,尹海伟,徐海龙,李俊生,蒲英霞. 生态学报. 2018(12)
[4]快速城市化下福州市的热环境变迁[J]. 王琳,徐涵秋. 同济大学学报(自然科学版). 2017(09)
[5]城乡交错带景感生态规划的基本思路与实现[J]. 石龙宇,赵会兵,郑拴宁,于天舒,董仁才. 生态学报. 2017(06)
[6]城市公园对夏季热环境的影响——以上海市中心城区为例[J]. 阮俊杰. 生态环境学报. 2016(10)
[7]城市公园景观秋冬季动态热效应[J]. 庞新坤,孙然好. 生态学报. 2015(12)
[8]新型Landsat8卫星影像的反射率和地表温度反演[J]. 徐涵秋. 地球物理学报. 2015(03)
[9]基于景观尺度的城市冷岛效应研究综述[J]. 余兆武,郭青海,孙然好. 应用生态学报. 2015(02)
[10]城市公园景观空间结构对其热环境效应的影响[J]. 冯悦怡,胡潭高,张力小. 生态学报. 2014(12)
本文编号：3477480
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