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《中山大学》 2019年
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珠三角城市群绿地分布格局对热环境的影响

林怡  
【摘要】:城市热环境是当前城市生态环境研究中最重要的内容之一。珠三角城市群是粤港澳大湾区的重要组成部分,快速城市化与全球增温使该区域城市热环境问题备受关注。城市绿地能够通过光合、蒸发蒸腾、荫蔽等作用调节城市热环境,是改善城市热环境问题、提高城市宜居性的重要手段。绿地的植被组成及空间结构对绿地降温效应有着重要影响。目前,热环境研究多以单一城市为对象,缺少对城市群中不同城市绿地景观格局及热环境时空动态演化规律的分析与对比。此外,绿地降温效应的研究更多关注绿地自身,缺乏对其内外部降温效应的综合分析。因此,对比分析城市群中多个城市绿地分布格局与热环境状况、分析影响绿地内外部降温效应的因素、深入探究城市热环境对绿地分布格局的响应,有助于细化城市绿地空间形态布局,对改善城市热环境、促进城市土地资源合理配置具有双重指导意义。本研究以珠三角城市群为研究区域,基于Landsat遥感影像提取珠三角城市群土地覆被信息,分析2000-2015年各城市绿地分布特点及其景观格局演化。利用MODIS地表温度数据,分析各城市热环境时空动态变化。结合珠三角城市群的人口、经济、生态环境参数,从尺度效应与地表温度对人口、经济、生态参数的响应的角度,深入研究城市绿地分布格局对热环境的影响,并以广州市为例,分析绿地内外部降温效应及其影响因素。主要研究结果如下:(1)珠三角各城市绿地分布不均衡且各具特点。2015年珠三角九个城市绿地面积占比排序为,肇庆(75.35%)惠州(64.55%)江门(52.33%)广州(45.72%)深圳(34.98%)珠海(33.18%)佛山(22.66%)中山(21.11%)东莞(18.76%)。2000-2015年,东莞、中山绿地面积占比变化明显,分别减少了 24.81%和20.95%。东莞、佛山、中山三市绿地分布零碎且不均匀。人口密度越高的城市,其绿地面积占比越低、绿地平均斑块面积越小、斑块形状越简单、空间分布越分散,其平均地表温度越高。(2)珠三角城市群地表温度空间分异明显,地表温度高值区自2000至2015年呈现扩散-转移-聚集的趋势。地表温度高值区由原来东南片区向内陆逐渐扩散,并在中部及东翼沿江区域增强与聚集,其中佛山、广州、东莞、深圳地表温度高值聚集最为明显。地表温度高低值分布热点在各年份存在聚集、迁移或盘踞等动态变化。(3)城市热环境对绿地组成的响应存在尺度效应。分析尺度上升,乔木占比、灌草占比与地表温度负相关性增强,绿地组成占比与地表温度多元回归方程拟合度升高。(4)绿地降温效应受植被蒸散发(Evapotranspiration,ET)、叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)、光合有效辐射分量(Fraction of Photosynthetically Active Radiation,FPAR)的影响。蒸散发和叶面积指数与地表温度呈现非线性相关关系。当日均ET1.6 kg/m2时,地表温度随着蒸散发的增加显著下降(P0.001);当日均ET1.6 kg/m2时,继续增加蒸散发降温效应不明显。当LAI1.7,每增加0.1 LAI能产生0.24℃的降温效应;当1.7LAI4.1,每增加0.1 LAI能产生0.08℃的降温效应。光合有效辐射分量与地表温度显著负相关(P0.001),提高植被的光合有效辐射分量有利于绿地降温。(5)绿地斑块内外部降温效应影响机制存在明显差异。增大绿地斑块面积,有利于内部均温降低以及外部降温范围扩大,但外部降温幅度降低。绿地斑块组分均匀度与内部均温、外部降温效率、辐射效率均成显著负相关(P0.001),提高植被组分均匀度有利于绿地斑块内部均温降低而不利于外部降温效率、辐射效率的提升。乔木、灌木紧凑度与外部降温效率和辐射效率均成显著正相关(P0.001),乔木、灌木紧凑度均增加0.1可以使降温效率提高20%。珠三角各城市绿地分布格局各具特点,其地表温度空间分异明显。绿地内外部降温效应影响机制不同,合理规划绿地布局有助于在有限条件下最大化绿地降温效益。在珠三角城市绿地规划中,应当注重提升各城市绿地分布的均匀度以及完整性,对地表温度高值热点进行资源优先配置,并依据不同城市的人口特点、原有的绿地景观格局和热环境状况确定绿地建设与规划方案。同时,在绿地建设过程中,要关注绿地在局域环境中的使用目的与规划定位,针对性地布局绿地的植被组成(均匀度)及各组分的空间结构(紧凑度),以有效权衡绿地内外部降温效应。
【学位授予单位】:中山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TU985.12;X16

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