区位因素对绿地缓解热岛效应的影响研究与实证分析

发布时间：2017-12-25 09:39

  本文关键词：区位因素对绿地缓解热岛效应的影响研究与实证分析　出处：《北京林业大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：我国是世界上最大的发展中国家,经济的发展速度迅猛,人口的膨胀使城市化建设与生态环境保护之间产生了一定的矛盾,“人多地少”的国情限制了城市绿地总量,如何在城市绿地的规划和建设中最大程度的发挥绿地的功效成了亟待解决的问题。城市中不同地区的绿化状况并非均质的,绿地所处位置的区位条件有差异较大,而这种差异性会影响城市绿地调节热环境的效果,在不同区位条件下采取差异性的绿地建设措施,可以提高绿地的降温效率。现有对城市绿地降温作用的研究中,少有研究从区位条件差异角度进行。本研究基于地理信息系统技术和遥感技术等技术手段,在生态区位理论和景观生态学理论的基础上,采用单窗算法获取地表温度信息,以北京市为研究区,首先对北京近十余年的城市热岛分布动态变化进行了研究,继而从绿地需求的角度出发,研究基于绿地需求的生态区位划分方法,最后,以海淀区为例,进行生态区位划分实证分析,对不同区位中城市绿地降温效应的差异展开研究,并提出了不同区位绿地的建设措施建议。主要研究结论如下：(1)北京市城市热岛效应明显,热岛在2003年到2014年间从城市西部逐渐向东部转移,极高温区在近十年中均所占比例均较小,热岛强度变化从高温区为主降低为常温区为主又升为次高温区为主。以不同的方位和主体功能区划进行热岛强度等级统计,发现极高热岛强度区在各方位与主体功能区中比例均较小,热岛强度整体变化呈先下降又缓慢回升的变化趋势,并且基本与城市发展重心的变化一致。(2)综合考虑城市绿地现状、热环境现状以及人类活动产生的热贡献因素,建市绿地需求度评价指标,构建绿地需求度综合指数,并以此为依据进行生态区位划分,表示城市绿地区位环境上的差异,将研究区划分为了高、中、低三个绿地需求区。该方法从绿地需求的角度出发,综合了多种影响因素,拟补了常见分区方法的不全面。(3)城市绿地斑块的周长和面积与斑块自身温度呈负相关,斑块形状与自身温度呈正相关,其中绿地斑块的形状比大小的影响程度更强,通过改变绿地的形状,达到降低绿地自身内部温度的目的更好。城市绿地斑块的周长和面积与影响区域范围呈正相关,斑块形状与影响区域范围呈负相关,斑块大小的影响程度在高绿地需求区较强,随着对绿地需求的降低,斑块形状的影响程度逐渐超过斑块的大小。根据绿地斑块特性与影响范围的关系模型,计算得到了不同生态区位中的最佳绿地面积取值范围,可为不同生态区位的绿地规划调整提供参考。(4)高绿地需求区绿地斑块的最大降温距离集中在150m以内,中绿地需求区绿地斑块的最大降温距离集中在200m以内,而低绿地需求区绿地斑块的最大降温距离可达到300m,在150-300m的区间范围内比较集中。对绿地需求度越高的地区,绿地斑块的最大降温距离越近,对绿地需求度较低的地区,绿地斑块的最大降温距离也较远。三个生态区位城市绿地的降温幅度均随距离的增加而减小,并且减小的速度是逐渐变缓的。在100m范围内绿地的降温幅度均为高绿地需求区最低,低绿地的需求区最高。在与绿地斑块较近的距离范围内,对绿地需求度越高的区域,降温的幅度越小,对绿地的需求度越低的区域,降温的幅度越高。而当与绿地距离超过100m时,绿地的降温幅度变得不规律。对不同生态区位中的绿地斑块特性与最大降温距离和降温幅度的关系进行了分析,发现各生态区位中的绿地斑块的周长、面积和形状指数与最大降温距离和降温的幅度关系的散点图分布并没有明显的规律,绿地斑块特性与最大降温距离和降温幅度之间没有明显的相关性,绿地斑块的最大降温距离和各梯度的降温幅度的差异是由区位条件的不同而产生的。(5)城市绿地规模与温度呈明显的负相关关系,但在各生态区位中的降温效果并没有明显的规律。绿地景观的空间格局对降温效果影响更大,其中斑块密度、景观形状指数和景观破碎度在各生态区位中与温度呈正相关,减小绿地斑块密度、绿地景观形状指数和景观破碎度也可以有效降低温度,降温效果随着绿地需求度的降低逐渐增大。景观连接度和景观聚集度与温度呈负相关,增加城市绿地的规模、绿地景观连接度与聚集度可以有效降低温度,随着绿地需求度的降低,降温幅度逐渐增大。绿地斑块密度与绿地景观形状对温度的影响最强,温度的变化幅度在高绿地需求区达到1-2.5℃,随着对绿地需求度的降低,温度的变化幅度也逐渐增大,最高可超过5℃,其他景观格局指标对温度变化幅度的影响均在1℃左右。在进行绿地景观优化工作中,可优先调整斑块密度和景观形状指数,以达到更好的降温效果。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X16;S731
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本文编号：1332329