生态用地动态演变与热环境的空间自相关分析——以山西中部城市群为例

为探讨城市群尺度下生态用地与热环境的空间相关性,以2010~2022年间Landsat遥感影像为数据源,在分析山西中部城市群生态用地及热环境的动态演变的基础上,从热贡献度、用地均衡度和空间分布及动态演变等方面对二者进行空间自相关性分析.结果表明:(1)城市群生态用地中基础性生态用地与辅助性生态用地相互转化频繁;(2)2010~2022年间研究区热环境变化复杂:高温区面积增加最多,达11.63%,次高温区面积占比减少5.75%,升温区域占19.40%,降温区域占24.16%;(3)城市群生态用地与热环境有着密切的空间自相关关系:基于热贡献指数的各类用地对热环境贡献排序为:辅助性生态用地(0.95)>非生态用地(0.33)>基础性生态用地(-1.29),基础性生态用地起显著降温效应;生态用地均衡度与地表温度呈负相关性,其中2010年最为显著,莫兰指数(Moran'sI)为-0.264且具有显著的空间聚集性;在空间分布上,生态用地类型与温度分区具有较强的空间相关性;重心迁移轨迹表明二者在动态变化过程上具有一致性.本文在城市群尺度视角下探讨生态用地演变与热环境的空间自相关性,为城市群生态用地的热消减理论研究进行了补充,在实践上为城市群热环境的改善提供科学依据.

山西中部城市群景观格局演变对其热环境的影响研究

城市群化使得城市热环境问题变得更为复杂。以2010-2020年4期Landsat影像数据为基础,运用空间分析、景观格局指数与数理统计等方法,分析山西中部城市群景观格局动态演变和热环境分布及变化特征,并定量探究城市群景观格局演变对其热环境的影响作用。研究表明,(1)近10年来山西省中部城市群的建设用地逐年增加,在空间分布上均有向太原市偏移的趋势。(2)研究区地表温度总体呈上升趋势,城市群热岛效应逐渐显现,2013-2016年,高温区重心向东北方移动30.03 km,转移至太原市中轴线偏北方位置,各城市间热环境的连通性加强。(3)城市群的景观格局演变对其热环境有着明显的影响:(1)各景观类型中建设用地、耕地及草地热环境贡献指数较高,林地与水体贡献指数为负,其中林地贡献值为-0.975,贡献指数绝对值最大;(2)从景观格局指数来看,在类型水平上,林地的聚集度指数、平均分布斑块面积、最大斑块所占景观面积比例、景观类型比例与地表温度(LST)呈负相关,斑块密度、边缘密度与LST呈正相关,而在景观水平上,景观形状指数、斑块密度、香浓均匀度指数等与LST呈正相关,2013年各相关系数最大,不同景观类型的结构组分与空间构型越复杂,景观格局对LST的影响越强;(3)反映城市群绿地景观格局的等绿线与对应区域等温线双变量空间自相关呈显著负相关性,空间集聚类型以“低-高”聚集和“高-低”集聚为主,“高-高”聚集区主要分布于建设用地区域,“低-低”聚集区位于绿地景观聚集区域。该研究为城市群发展规划和城市群热环境改善提供了理论参考。

山西中部城市群绿地景观格局对热环境的影响

【目的】为城市群土地利用总体规划、城市绿化工程建设提供参考。【方法】基于2010—2022年5个时期山西中部城市群Landsat系列影像数据,运用ArcGIS、ENVI等软件,通过单窗算法反演地表温度,运用景观格局指数和双变量空间自相关等研究方法,对绿地景观格局和热环境的相关性展开研究。【结果】结果表明:1)2010—2020年,山西省中部城市群热环境各级斑块数量和密度有不同幅度的增加,表示其破碎化程度和空间异质化程度增加,热环境状况得到改善;2)城市群绿地景观格局对热环境有着显著影响,城市群绿地景观面积越大、连通性越强,其降温效果越好;3)提取“太原-榆次城市核”典型区域进行研究,表明在9 km×9 km的网格下,城市群不同绿地景观格局指数对地表温度的缓解作用效果最佳,且在空间上相关性显著。【结论】探明了城市群绿地景观格局与热环境在空间上的相关性,完善了内陆城市群绿地景观格局降温效应理论。