论文部分内容阅读
随着城市化的不断发展，以热岛效应为代表的城市环境变化及城市问题受到广泛关注。如何缓解城市热岛效应，改善生态系统及人居环境是国内外学者关心的热点问题。但不同城市区域以及不同人为热环境背景下城市景观温度调节功能的强度变化、季节动态以及关键因子尚不明确。深入探究景观格局及其生态功能的关系，有助于准确理解“格局-过程-功能”的理论框架，更好地实践“生态融入城市”的理念，为城市热环境优化提供科学依据和理论支撑。 论文针对城市人为热和景观格局对热环境的影响机理，选择北京市城区和近郊区为研究区域，基于热红外影像定量评价了日间和夜间地表热环境的区域差异及季节动态，通过构建多元回归模型，揭示了景观组分、景观格局和人为热强度对热岛效应的贡献。研究得到如下结论: (1)北京市城市区域白天年平均地表温度高出郊区6.05℃，夜间年平均地表温度高出郊区2.95℃，城市热岛效应显著。北京市地表热环境呈现一主多副中心的布局;日间热岛效应强度南部高于北部，东部高于西部，季节差异较大;夜间热岛效应高强度区域较日间在空间上更为集中，热岛效应强度季节差异小。 (2)北京市从城区到郊区景观组分梯度变化明显，体现了典型的单中心扩散城市发展模式。从建筑类型来看，高层建筑主要分布在城区核心区和中心城区，近城区和近郊区主要为单层建筑。北京市城区地表覆被以高不透水面比例及多高层建筑为主，伴随以林地为主的少量植被覆被。 (3)景观组分变化对热岛效应强度有重要影响。非单层建筑温度调节作用与单层建筑存在明显差异。非单层建筑比例是影响夜间热岛效应的景观组分关键因子;建筑和林地比例是影响城区日间热岛效应强度的景观组分关键因子;林地比例是影响近城区及近郊区日间热岛效应强度的景观组分关键因子。 (4)景观格局影响着自然地表的温度调节效益。景观格局对热岛效应强度的影响中，斑块形状复杂度、空间分布聚散度等影响较为明显。在所有格局指数中，单层建筑欧氏距离均值(ENNMN)、单层建筑分散并列指数(IJI)是影响城区日间热岛的关键因子;非单层建筑边缘密度(ED)是影响城区夜间热岛的关键因子。 (5)人为热排放量对夜间热岛效应强度影响力较大，对日间热岛影响力较小。人为热排放量与热岛效应强度为对数关系。人为热排放主要集中在高层建筑区域。在高人为热排放背景下，植被发挥了更强的降温作用;低人为热排放背景下，不透水面发挥了更强的升温作用，水体发挥了更强的降温作用。 (6)尽管城市热岛效应的成因和影响因素十分复杂，但使用三个因子（一个组分关键因子，一个格局关键因子，一个人为热因子），即可很好地对城市热岛效应的规律进行模拟。研究构建的城市热岛综合影响模型在测试数据上的R2达到0.5及以上。