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近几十年来,我国城市化进程迅猛,导致了一系列严重的城市环境恶化问题,城市热岛效应正是其中之一。随着科学技术的发展,卫星遥感技术能有效、方便的监测城市热环境的宏观变化趋势,这种背景下有关城市热环境的遥感研究逐渐成为各国学者关注的焦点。深圳市近十年来正处于快速城市化进程中,进行热环境时空变化特征及其影响因子的研究无疑对改进深圳市热环境现状、提高人居环境质量具有重要的现实意义。
本文选取深圳特区为例,利用多时相的LandsatTM/ETM+影像和GIS强大的空间分析功能,在较大尺度上对城市热环境和不同用地的空间分布进行了定量分析,并深入探讨了不同用地类型及景观格局特征与城市热环境之间的关系,提出了相应的建议和对策。主要研究成果及结论如下:
1)城市热环境时空变化特征:在空间分布上,2005年研究区内地表温度空间差异较大。主要的低温区分布在植被覆盖较好的山区、水库及滨海湿地周边,建成区内大型生态组团和森林公园的地表温度也较低,高温区主要分布在工业区、道路沿线和码头港口等地。2000年时城市建成区热岛效应更为显著,而1995年地表温度高温区分布呈分散分布状况,低温区能够形成有效的阻隔;在时间变化上,1995年至2000年,伴随城市发展和建设用地的扩张,地表温度迅速提升,城市热岛逐步形成;2000年至2005年,受到城市建设中对绿化的重视和城市用地功能的转化等因素影响,城市地表温度略有下降,深圳特区内热环境状况区域好转。
2)城市绿地类型、格局与热环境的关系研究:城市绿地不同类型的地表温度差异较大,各类人工绿地的地表温度普遍高于自然绿地类型。样区平均NDVI和聚集度指数与热岛强度指数之间呈显著的正相关关系,而均匀度和碎裂化指数则与热岛强度指数之间呈显著的负相关关系。研究结果表明,城市绿地的类型、结构及其格局特征均对城市热环境空间分异具有显著影响。
3)建设用地类型、格局与热环境的关系研究:研究区建设用地不同类型的地表温度差异较大,分布在建成区内部的各类建设用地地表平均温度普遍高于分布在绿地、水体周边的建设用地类型。建设用地覆盖率越高,其地表温度也越高,且建设用地类型在空间布局上越复杂,多样性越高,产生的热环境效应也越明显。
4)地形因子与热环境的关系研究:地形对气候的影响是多方面的,也是错综复杂的。基于分样区的相关性分析结果表明,高程分级指数、坡度分级指数均与热岛强度间存在显著负相关关系。
基于以上分析,在面向缓解城市热环境现状的城市建设工作中,应充分重视绿地景观、建设用地的热环境效应特征的指导意义,建设结构合理、布局科学、功能高效的土地利用系统,对于实现城市乃至区域的可持续发展具有重要意义。