城市景观公园对城市热岛调控效应分析——以哈尔滨市为例.doc

城市景观公园对城市热岛调控效应分析
——以哈尔滨市为例
周东颖,张丽娟,张利,范怀欣,刘栋
(黑龙江省普通高等学校地理环境遥感监测重点实验室,哈尔滨 150025)
摘要:采用哈尔滨市2007年9月30日Landsat TM数据,基于哈尔滨市地表温度反演结果,对城市公园对热岛效应的影响进行了分析。研究结果表明:哈尔滨市主城区热岛效应明显,高温区呈现集中分布,市区内的公园在高温区域内形成明显的热岛空洞;公园对周围区域降温作用明显,降温效应随距离增加呈递减趋势;在公园周围120m范围内,不同面积的公园对周围环境温度影响存在明显差异,不同缓冲带的降温幅度存在极显著差异;公园面积和内部平均温度呈显著负相关,即公园面积越大,内部平均温度越低,反之亦然,二者存在显著的回归关系,因此可以通过设计不同面积公园,以实现城市高温区降温效应。研究表明一个大的景观公园的降温效应要强于总面积相等的多个小公园的降温效应。
美键词:热岛效应:城市公园;降瘟效应;哈尔滨市
城市热岛效应是指当城市发展到一定规模的时候,由于城市下垫面的改变、大气污染以及人工废热的排放等使城市温度明显高于郊区的温度,形成类似高温孤岛的现象,是城市气候最显著的特征之一[1]。国内外学者基于遥感技术对城市热岛效应进行了广泛的研究,主要包括四个方面:一是城市热岛效应分布与土地利用类型的关系,如周红妹[2]、丁金才[3]等;二是城市热岛效应分布与植被覆被关系,如周红妹[4]、李延明[5]、张景哲[6]、郭红[7]等;三是城市热岛效应分布与人为热关系,如Mitchell[8]、Streutker[9]等;四是城市热岛效应演变机制的研究,如陈云浩[10]、史培军[11]、林志垒[12]等。对热岛效应与土地利用类型和植被覆被关系的研究中,主要分析了不同土地利用类型对城市热岛贡献的大小以及植被指数与城市热岛效应强度。城市景观公园作为城市土地利用的一种类型,关于它本身的温度特征以及对周围热环境的影响,最近几年的研究成果较多。城市中的景观公园一般是指由政府修建并经营的作为自然观赏区和供公众休息游玩的公共区域,具有着改善城市生态、防火和避难等作用。我国学者陈方敏[13]等通过定位观测、流动观测对比分析了公园内部与周围区域的热环境差异;陈方敏[13]、苏泳娴[14]、任学慧[15]。等根据遥感数据反演及相关分析方法,对景观公园结构和周围热环境的关系进行了定量的研究;马琳[16]、孟丹等[17]运用景观格局分析方法探讨了城市内部景观公园的热环境效应。本研究在前人研究的基础上,以哈尔滨市2007年9月30日的Landsat TM影像的第六波段数据,反演出哈尔滨市地表温度场,并与哈尔滨市2007年地形图叠加,基于Arc GIS的空间分析功能,采用空问分析中的缓冲区分析方法,重点分析了城市景观公园对周围环境温度的调控效应,并建立了公园温度与面积的定量关系模型,提出了未来在不同面积公园规划情况下对哈尔滨市温度场所产生的调控效应。
1 数据来源与研究方法
数据来源
哈尔滨市2007年9月30日的Landsat TM+遥感影像资料,来源于中国科学院遥感地面观测站;温度反演所需要的当日地表温度、相对温度等气象资料来源于黑龙江省气象台;2007年哈尔滨市地形图来自黑龙江省测绘局。哈尔滨市市区主要有l4个公园我国城市公园分为综合公园、专类公园(动物园、植物园、儿童公园)和花园3种类型。
,其位置、面积
及内部景观见表1。
研究方法
地表温度反演。目前,基于TM6波段反演地表温度大体有3种算法,即大气校正法、单窗算法和单通道算法。本研究选用覃志豪教授[18]提出的适合于TM6数据反演地表温度的单窗算法。
统计分析方法。方差分析是检验两个及两个以
上样本均数显著性差异的分析方法,通过分析不同来源的变异对总变异贡献大小,从而确定可控因素对变异影响力的大小;相关分析是研究变量之间密切关系程度的统计方法。目前,各种相关系数中Pearson相关系数是最常用的,通常用r表示。其取值范围是-1≤r≤1;回归分析是研究因变量和自变量之间是否具有某种数量关系\确定因变量与自变量之间的数学模型的统计方法[19]。
缓冲区分析。缓冲区分析是空间信息系统中的空间分析基本功能之一,是为了识别某地理实体或空间物体对其周围的邻近性或影响度而在其周围建立的一定宽度的带状区。本研究的缓冲区分析是利用ArcGIS
软件的空间分析模块来实现[20]。
2 结果与分析
哈尔滨市地面温度反演
使用单窗算法,利用哈尔滨2007年9月30日的Landsat TM第六波段数据反演哈尔滨市地表温度(图1)。
从图1可以看出,哈尔滨市市区