重庆市主城区生态用地对城市热环境影响研究

论文摘要

城市热岛效应是城市化过程中城市微气候最显著的特征之一,城市热环境状况的良好与否是当前衡量城市生态环境状况的重要指标之一,直接关系到城市人居环境质量和居民健康状况。随着我国经济发展和城市化水平不断提高,城市生态系统面临着越来越大的压力,城市生态用地大量减少,取而代之的是由钢筋混凝土和沥青等组成的城市建设用地,加上大量的人为热量进入城市空气,造成了城市热量累积,使城市热环境状况越来越恶化,影响了城市居民的生理和心理健康,严重降低了人们的生活质量。重庆市作为“四大火炉”之一,是我国最年轻的直辖市,同时又处在“一带一路”和长江经济带的战略节点上,快速城市化所导致的城市热岛效应愈发显著。准确把握重庆市主城区城市热岛效应发展和特征,深入探讨城市生态用地的降温机制,对于改善重庆市主城区热环境具有重要意义。本文以重庆市绕城高速范围内的主城区为研究区域,基于2000、2008和2016年夏季Landsat系列遥感影像进行土地利用分类和地表温度反演,进一步利用高分遥感影像进行典型水域、林地和城市公园提取。综合运用叠加分析、空间分析和统计回归分析探讨研究区土地利用/覆被、城市热岛效应的时空变化和生态用地的热环境特性以及对周边热环境的影响。主要研究结论如下:（1）2000-2016年研究区土地利用/覆被变化剧烈,城市热岛效应越发显著。研究区建设用地和其他土地面积显著增加,分别增加422.86 km2和126.96 km2,耕地和林地面积大量减少,分别减少517.95 km2和54.45 km2,草地和水域面积略有增加。研究区最低地表温度从2000年的17.33℃上升为2016年的23.21℃;平均地表温度则从33.87℃上升为38.41℃;最高温度从59.69℃上升为65.59℃;热岛分布区面积从184.20km2增加至368.39km2。热岛分布区与建设用地集中分布区具有高度一致性,冷岛分布区则与林地和水域的集中分布区相吻合,说明建设用地的增加是导致城市热岛效应的主要原因之一,林地和水域具有良好的降温效果。（2）林地和水域具有明显的降温效果,但具有不同的降温机制,水域的降温效果优于林地。随着城市热岛效应的加剧,林地的降温效果越来越明显,水域则具有相对稳定的降温效果。林地和水域的有效降温距离均在200m以内,其中林地的最优降温距离在150m以内,而水域的最优降温距离在50m以内,在50m以内河流的降温率优于人工湖。林地自身温度易收到距热岛距离这一外界因素影响,其降温效果主要与面积有关,面积越大降温效果越好。而水域自身温度则相对稳定,主要受其面积影响,降温效果主要与距热岛距离有关,距离热岛距离越近降温效果越好。（3）水域与林地组合需要达到合理的比例才能发挥最优降温效果。当水域与林地面积比例在0.67-2.33时能带来最佳的降温效果,是因为当水域面积比例超过70%时林地的降温效果将会被掩盖,当林地面积超过60%时水域的降温作用将会转为保温作用。典型城市公园在面积大致相同的情况下,水域与林地比例越高地表温度越低,降温效果越好,水域与林地面积比例大于0.67的城市公园拥有更低的地表温度和更好的降温效果。

论文目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 国外研究进展

1.2.2 国内研究进展

1.2.3 研究评述

2 研究内容与技术路线

2.1 研究目标

2.2 研究内容

2.3 研究方法

2.3.1 土地利用分类

2.3.2 地表温度反演

2.3.3 移动窗口法

2.3.4 偏相关分析

2.3.5 主成分回归

2.3.6 随机森林回归

2.3.7 地理探测器

2.3.8 地表因子信息提取

2.4 技术路线

3 研究区概况与数据处理

3.1 研究区概况

3.1.1 地理位置

3.1.2 自然环境概况

3.1.3 社会经济概况

3.2 数据来源与数据处理

3.2.1 Landsat系列遥感影像

3.2.2 其他数据

3.2.3 数据处理

4 土地覆被与热岛效应时空演变分析

4.1 城市土地覆被时空变化分析

4.2 城市热岛效应时空变化分析

4.2.1 地表温度反演精度的验证

4.2.2 地表温度的反演结果

4.2.3 城市热岛分布的时空变化

4.2.4 城市热岛效应的驱动力分析

4.3 城市热环境对土地覆被变化的响应分析

4.3.1 土地覆被类型的地表温度分析

4.3.2 土地覆被类型面积比例与地表温度的相关性分析

4.4 本章小结

5 单一类型生态用地对城市热环境的影响

5.1 水域与林地的降温范围

5.1.1 水域的降温范围

5.1.2 林地的降温范围

5.2 水域与林地温度的影响因素分析

5.2.1 水域温度的影响因素分析

5.2.2 林地温度的影响因素分析

5.3 水域与林地冷岛强度的影响因素分析

5.3.1 水域的冷岛强度影响因素分析

5.3.2 林地的冷岛强度影响因素分析

5.4 本章小结

6 组合生态用地对城市热环境的影响

6.1 水域与林地面积比例对地表温度相关性分析

6.2 水域与林地面积比例与城市公园地表温度相关性分析

6.3 本章小结

7 结论与展望

7.1 主要结论

7.2 对策建议

7.3 创新点

7.4 研究展望

参考文献

致谢

在校期间的科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 房力川

导师: 潘洪义

关键词: 生态用地,土地利用,覆被变化,移动窗口法,城市热环境

来源: 四川师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,经济与管理科学

专业: 气象学,环境科学与资源利用,宏观经济管理与可持续发展

单位: 四川师范大学

分类号: X16;F299.23

DOI: 10.27347/d.cnki.gssdu.2019.000954

总页数: 70

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