【摘 要】
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城市景观格局变化是人类活动塑造城市地表形态的重要表现形式之一,而城市景观异质性又是城市热环境格局呈现空间差异性的重要根源。公园景观作为城市景观生态系统中的重要组成部分,不仅为城市居民提供了休闲和娱乐场所,而且公园中的植被和水体等景观还能调节城市内部局地气候,甚至还会对城市生态系统服务功能产生重要影响。因此,探讨以植被和水体为主体的城市公园及其内部景观结构差异对城市热环境效应的影响,对于城市公园规划
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城市景观格局变化是人类活动塑造城市地表形态的重要表现形式之一,而城市景观异质性又是城市热环境格局呈现空间差异性的重要根源。公园景观作为城市景观生态系统中的重要组成部分,不仅为城市居民提供了休闲和娱乐场所,而且公园中的植被和水体等景观还能调节城市内部局地气候,甚至还会对城市生态系统服务功能产生重要影响。因此,探讨以植被和水体为主体的城市公园及其内部景观结构差异对城市热环境效应的影响,对于城市公园规划选址、公园内部景观结构设计和提升城市生态系统服务价值都有着重要意义。本文基于2016年7月Landsat-8 OLI遥感影像,采用基于影像的温度反演(IB)算法对武汉市主城区地表温度进行反演;其次采用多尺度分割算法对研究区高分2号遥感影像进行分割;然后基于GoogleNet模型,借助迁移学习方法构建出公园景观分类模型,实现了对研究区公园景观的自动分类提取;最后从公园内部景观构成、斑块形态及空间布局等3个方面,运用定性和定量分析相结合的方法,揭示了公园及其内部景观格局对其周边热环境的影响。主要研究结论如下:(1)武汉市主城区地表温度分布格局存在明显的空间差异性,高温区主要集中在多以建设用地为主的江岸区、江汉区和青山区等城市核心区附近,而低温区则主要集中分布在以水体和绿色植被为主的洪山区东南部和主城区外围,同时在长江、汉江及大型湖泊水体上空,形成了明显的“冷岛”集聚区。(2)从城市公园内部景观构成上来看,不同类型景观的热环境效应存在明显差异。公园内部不透水层地表平均温度最高,达到了36.19℃;而林地、草地和水体等景观平均温度相对较低,均在30℃以下;其中水体的平均温度最低,仅有27.57℃。这表明公园植被和水体能够一定程度上缓解城市内部的热岛效应。(3)公园平均温度和公园内部不同景观类型面积大小之间存在一定的相关性。林地、草地及水体面积大小与公园平均温度之间存在明显的负相关性,而不透水层面积大小和公园平均温度之间存在显著的正相关性。即在一定阈值范围内,公园内部林草地和水体面积越大、不透水层面积越小,公园平均温度就越低,反之公园内部平均温度也就越高。由此可见,在公园内部林地、草地和水体上空容易形成低温集聚区,而不透水层地表上空则易形成高温集聚区。(4)在距离公园外边界一定缓冲区范围内,公园内部景观能够对其周边热环境产生调节作用。通过建立公园缓冲区内平均温度和缓冲区距公园边界距离的关系模型可知,距离公园外边界越近,公园周边环境温度相对越低,当距离增加达到一定阈值时,公园周边环境温度变化幅度也逐渐趋向平稳。公园因面积差异和内部景观异质性对周边环境温度的影响范围和降温幅度也存在明显差异,其中,月湖公园对周边环境的降温影响范围最广、降温幅度最大,分别为1106.25m和4.80℃,而青山公园的降温范围最小,大小为287.5m,王家墩公园的降温幅度最小,仅为1.50℃。(5)公园对周边环境的影响范围和降温幅度与公园内部景观结构及斑块形态之间存在一定的相关性。公园降温影响范围和降温幅度与公园中林草地面积、林草地景观聚集度呈现明显的正相关性,而与不透水层面积和景观聚集度之间呈现明显的负相关性。即公园内部的林草地和水体面积越大,对周边环境的降温影响范围越广。同时,公园内部林草地斑块越复杂,不透水层面积越小且斑块越分散,公园对周边环境的影响范围和降温幅度也越大。现有基于城市公园景观和城市热环境关系研究多以定性分析为主,而从景观生态学的角度对公园景观结构与其周边热环境的关系开展定量监测和分析研究尚不多见,本研究能弥补该类缺口。本文研究结果能为城市公园规划选址、公园内部景观规划设计以及有效缓解城市内部热岛效应提供决策和参考。
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