昆明市域熱島效應(yīng)變化與景觀(guān)格局的關(guān)系研究

摘要：本文在分析空間數(shù)據(jù)站下載的城市熱島效應(yīng)歷史影像基礎(chǔ)上，得到昆明市地溫地表景觀(guān)格局圖像，分析得到在不同城市景觀(guān)下所對(duì)應(yīng)的不同溫度，以此得到熱島效應(yīng)在不同景觀(guān)下的強(qiáng)弱，分析得到人造土地下熱島效應(yīng)最強(qiáng)，而植被和水體則對(duì)熱島有極大地緩解作用。

關(guān)鍵詞：景觀(guān)格局;城市熱島;不透水面率;NDVI;MNDWI;昆明

中圖分類(lèi)號(hào)：X16;S731??????????????????????????????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

收稿日期：2020-04-06

作者簡(jiǎn)介：石若利（1997-），男，碩士研究生，研究方向：建筑結(jié)構(gòu)。

1 研究目的和意義

城市建設(shè)規(guī)劃中熱島效應(yīng)是一個(gè)重要參考指標(biāo)，其變化與城市景觀(guān)格局的相關(guān)關(guān)系研究是影響城市格局的核心課題。這類(lèi)研究通常采用定量分析的方法，通過(guò)理論規(guī)則的驗(yàn)證，對(duì)學(xué)科體系的完善起到積極的作用。市域熱島效應(yīng)變化與景觀(guān)格局的關(guān)系研究也是建設(shè)生態(tài)文明城市的有效方向，為在城市改造過(guò)程中優(yōu)化景觀(guān)格局，適當(dāng)考慮城市的建筑與綠化比，有利于緩解城市熱島效應(yīng)，進(jìn)而有利于改善城市自我調(diào)節(jié)能力。

2 實(shí)證研究

2.1 研究區(qū)域

研究區(qū)域主要包括昆明市老城區(qū)和新城區(qū)在內(nèi)的所有市域。研究區(qū)占地面積約為2739.5平方公里，海拔1606 ～ 2763米。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源和預(yù)處理

landsat8遙感影像來(lái)自地理空間數(shù)據(jù)云官方網(wǎng)站[1]。用ERDAS9.2對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理。圖像形成時(shí)間分別為2015年2月21日和2015年5月28日，圖像質(zhì)量相對(duì)較高，圖像由11個(gè)波段組成，成像時(shí)天氣良好，云量小于0.5%。預(yù)處理是選取的顯示區(qū)域范圍的指標(biāo)篩選過(guò)程，需要設(shè)定輻射定標(biāo)和大氣校正，然后按照要求裁剪。數(shù)據(jù)分析用到的是SPSS 25.0，提取指標(biāo)用ERDAS9.2和ArcGIS 10.2 軟件選定所需分析的三個(gè)變量，本文分析的指標(biāo)是地表覆蓋類(lèi)型、指數(shù)和地表溫度。

3 結(jié)果與分析

3.1 溫度反演

地表溫度指的是地表和空氣交界處的溫度，具有很強(qiáng)的參考價(jià)值，該溫度取決于太陽(yáng)輻射強(qiáng)度，同時(shí)也與土壤中水分含量和地表植被覆蓋率有著比較密切聯(lián)系。

3.2 對(duì)熱島的橫向分析

圖像結(jié)果顯示，地表覆蓋類(lèi)型、指數(shù)和地表溫度之間存在互相相關(guān)的關(guān)系，而且不同季節(jié)其相關(guān)程度不同。春夏兩季植被覆蓋和湖泊水域起主要降溫作用，Spss25.0回歸系數(shù)具有顯著性差異[2]，對(duì)比市域溫度變化，植被覆蓋會(huì)通過(guò)光合作用影響地表溫度，翠湖公園等城市綠地公園地表溫度較低;而水的比熱容高，盤(pán)龍江和滇池附近水域附近地表溫度也較低。

3.3 對(duì)熱島的縱向分析

在昆明市近些年的城市擴(kuò)建過(guò)程中，由新建的呈貢新區(qū)所在方位可以看出，整體是以滇池為中心，向南部發(fā)展擴(kuò)建的 ，四大老城區(qū)變?yōu)槲宕蟪菂^(qū)，昆明市的城市面積不斷擴(kuò)大大，市中心也呈現(xiàn)出多次中心化，城市溫度自然隨之不斷上升;在前文中已經(jīng)分析過(guò)了不同景觀(guān)對(duì)于城市溫度變化的影響，而在城市發(fā)展過(guò)程中，越來(lái)越高的人口集聚和城市集群的發(fā)展，改變了昆明市域下墊面的構(gòu)成，建設(shè)用地所占的比例越來(lái)越大，而植被和水體則是被占用而逐漸減少，換言之也就是增溫因素比例在上升，降溫因素比例在下降，這就是導(dǎo)致了昆明市氣溫升高的主要因素[3]。

3.4 建設(shè)用地景觀(guān)變化分析

城市景觀(guān)格局中的各要素在城市市域中的分布隨城市規(guī)劃建設(shè)逐步分散，整體上來(lái)說(shuō)，呈現(xiàn)碎片化、多樣化和不規(guī)則化的趨勢(shì)，碎片區(qū)域間的信息、能量及物質(zhì)的交換減少，內(nèi)部面積減少，作為信息、物質(zhì)和能量甚至是物種交流的通道被阻隔，碎片區(qū)域之間被孤立，致使物種的多樣性降低。

3.5 城市熱島強(qiáng)度變化與城市景觀(guān)變化相關(guān)性分析

因此，在未來(lái)的城市規(guī)劃中，昆明市在建設(shè)文明城市的同時(shí)也要結(jié)合生態(tài)城市的建設(shè)，貫徹落實(shí)好2019 年中央下發(fā)的國(guó)土空間規(guī)劃意見(jiàn)[4]，為統(tǒng)籌劃定落實(shí)意見(jiàn)從過(guò)程到實(shí)施到監(jiān)管等方面進(jìn)行城市規(guī)劃，合理布局城市的生活、生產(chǎn)和生態(tài)空間，讓城市和生態(tài)協(xié)同發(fā)展。正如總書(shū)記所說(shuō)：綠水青山就是金山銀山。

4 結(jié)論與熱島緩解規(guī)劃措施

4.1 ?結(jié)論

昆明市的城市熱島效應(yīng)的分布會(huì)隨著時(shí)空變化而變化。分析在2 月和 5月的數(shù)據(jù)，不難發(fā)現(xiàn)日氣溫升高以后，市域中心也就是而熱島效應(yīng)強(qiáng)的區(qū)域受季節(jié)影響較大，熱島效應(yīng)強(qiáng)烈的區(qū)域由較分散變得更為集中;無(wú)熱島區(qū)域和熱島較弱區(qū)域的面積不會(huì)隨著溫度升高變化

4.2 熱島環(huán)節(jié)規(guī)劃措施

科學(xué)合理規(guī)劃城市。從城市的基本生態(tài)環(huán)境條件出發(fā)，科學(xué)合理布局市政工程管線(xiàn)，同時(shí)，可以創(chuàng)新設(shè)計(jì)城市綠色景觀(guān)，例如用環(huán)保型材料蓋的屋頂，倡導(dǎo)建設(shè)屋頂花園，促進(jìn)城市上空中心與遠(yuǎn)郊的空氣置換循環(huán)。

采取高反射率地表材料。淺色對(duì)于太陽(yáng)光有較好的反射作用，利用顏色優(yōu)勢(shì)經(jīng)濟(jì)材料，結(jié)合種植樹(shù)木等方式，可以有效增加城市建筑的反射率，在一定程度上是城市規(guī)劃中最容易改善的一點(diǎn)，既節(jié)省經(jīng)濟(jì)開(kāi)支，有省去大面積的規(guī)劃調(diào)整。城市反射率的提高也可以降低市中心溫度，達(dá)到緩解城市熱島效應(yīng)的目的。

增加城市綠地和水體。城市綠地、水體具有“冷島效應(yīng)”。保護(hù)大型斑塊城市是人與自然共同的棲息地。構(gòu)建生態(tài)廊道在城市綠地系統(tǒng)中不僅要維護(hù)綠色斑塊之間的聯(lián)系。

項(xiàng)目建設(shè)方面。建設(shè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的影響較大，需要綜合專(zhuān)家學(xué)者的相關(guān)專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)，采用風(fēng)洞試驗(yàn)，數(shù)值模擬等手段提前規(guī)劃設(shè)計(jì)。

5 展望和預(yù)測(cè)

5.1展望

提升城鄉(xiāng)規(guī)劃水平。充分發(fā)揮城市規(guī)劃引領(lǐng)管控作用，以城市市域可以容納的要素能力為參考意見(jiàn)，輔助規(guī)劃市域的綜合適應(yīng)能力，以構(gòu)建“兩核一極兩區(qū)六廊”的新型格局為目標(biāo)，遵循傳統(tǒng)規(guī)劃前提下、繼承發(fā)展城市規(guī)劃，引進(jìn)國(guó)外綠色城市理念，保持水域環(huán)境基本凈化調(diào)節(jié)功能的同時(shí)，以生態(tài)環(huán)境來(lái)優(yōu)化昆明市的城市空間布局，努力形成橫向錯(cuò)位發(fā)展、縱向分工協(xié)作的城市新格局。

建設(shè)繽紛多彩的花園城市。構(gòu)建天藍(lán)地綠水清的人居環(huán)境。

5.2預(yù)測(cè)

根據(jù)昆明2017-2030實(shí)施綱要預(yù)測(cè)景觀(guān)格局、溫度及熱島變化如下：

因此，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，2010-2017年平均氣溫有下降的趨勢(shì)，伴隨著昆明城市化的加快、城市空間持續(xù)擴(kuò)張的和國(guó)土空間規(guī)劃的推出態(tài)勢(shì)下，綜合考慮，基于上述規(guī)劃措施和相應(yīng)的規(guī)劃優(yōu)化;在未來(lái)五年和十年，預(yù)測(cè)昆明市的景觀(guān)中，城市景觀(guān)會(huì)持續(xù)擴(kuò)大，但是利于緩解熱島效應(yīng)的景觀(guān)會(huì)得到相應(yīng)的更好地保護(hù)。預(yù)測(cè)在更為科學(xué)的規(guī)劃下城市溫度將會(huì)持續(xù)降低;熱島效會(huì)持續(xù)得到緩解。昆明市的城市定位是要建設(shè)成為民族團(tuán)結(jié)進(jìn)步示范區(qū)，生態(tài)文明建設(shè)排頭兵，面向東南亞輻射中心，帶動(dòng)周邊的經(jīng)濟(jì)以及特色小鎮(zhèn)的發(fā)展。因此外來(lái)人員還會(huì)涌入昆明市，作為西南第一省的省會(huì)居民用地面積會(huì)增長(zhǎng)。但是昆明市未來(lái)城市規(guī)劃一個(gè)顯著性變化是城市重心南移，滇池以東，斗南潛力巨大，原生態(tài)城市山海和濕地資源與市域中心的融合重疊定會(huì)緩解熱島效應(yīng)，同時(shí)兩性循環(huán)又會(huì)促成更加合理的規(guī)劃，最終城市的熱島效應(yīng)會(huì)得到一個(gè)整體水平的降低。

6?結(jié)語(yǔ)

伴隨著國(guó)土空間規(guī)劃編制的逐漸完善和景觀(guān)生態(tài)學(xué)在人類(lèi)生活中起到越來(lái)越大作用，同時(shí)在2017-2030的規(guī)劃實(shí)施綱要下的指示，未來(lái)昆明會(huì)保護(hù)現(xiàn)有的城市綠地和斑塊，水體亦會(huì)得到更好的保護(hù)，這些對(duì)于緩解城市熱島具有重要意義，因此未來(lái)的十年內(nèi)，人類(lèi)城市和城市生態(tài)環(huán)境的共生發(fā)展將會(huì)使得現(xiàn)在大城市病下的城市熱島得到極大緩解。

參考文獻(xiàn)：

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[4]肖榮波，歐陽(yáng)志云，李偉峰，等.城市熱島的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2005（8）：2055-2060.

Abstract： In?this paper， we download Landsat 8 from geospatial data cloud Remote sensing image， after software processing， can get the ground temperature and surface landscape pattern of Kunming City， analyze the corresponding different temperatures under different urban landscapes， so as to get the strength of heat island effect under different landscapes， and analyze the heat island effect under man-made land is the strongest， while vegetation and water have a great role in alleviating the heat island.

keywords：Landscape pattern; Urban heat island; Impervious surface rate; NDVI; MNDWI; Kunming