基于混合用地模式识别的济南市老城区典型片区绿色空间降温效应分析

城市绿色空间可以通过生态系统服务调节功能有效缓解城市热岛效应,降低高温健康胁迫风险。城市中心城区特别是老城区建成环境具有高度异质性,复杂建成环境中绿色空间的降温效应,特别是混合用地模式中绿色空间的降温强度、阈值、形状等还需进一步明晰。在厘清城市热环境影响因素和绿色空间降温机制基础上,构建了“冷热岛分析提取-混合用地模式聚类识别-混合用地模式热效应分析-典型绿色空间降温效应分析”的研究框架。针对当前城市绿地指标失实、结构失衡、功能失调等现实问题,选择济南市老城区典型片区进行实证研究,重点分析了中层建筑混合用地模式中绿色空间的降温强度、降温面积阈值、形状及植被覆盖度等,总结了具有高降温效能的绿色空间模式,为促进城市健康人居环境发展提供借鉴。

重庆市绿色空间景观格局与PM_(2.5)浓度时空相关性

空气中的细颗粒物对人民群众身体健康产生严重威胁,探究绿色空间景观格局对PM_(2.5)浓度的影响,有助于通过调整绿色空间格局降低PM_(2.5)浓度。以重庆市1980~2020年土地利用遥感监测数据和PM_(2.5)浓度数据作为基础数据,通过景观格局指数法、空间自相关分析研究绿色空间景观格局及PM_(2.5)浓度变化特征,再通过时空地理加权回归(GTWR)模型研究绿色空间景观格局指数变化对PM_(2.5)浓度的影响及其时空异质性。结果表明:①重庆市PM_(2.5)浓度从1980年至2010年逐渐上升,2010年至今逐渐降低;同时,其空间分布具有显著聚集特征,主要显示为东部低-低聚集、西部高-高聚集的特征。②林地、草地和耕地的面积指数(TA)、斑块密度指数(PD)和斑块连接度指数(COHESION)与PM_(2.5)浓度具有显著的相关性。其中,林地面积指数呈负影响,耕地、草地面积指数呈正影响;林地、草地斑块密度指数呈正影响,耕地斑块密度指数呈负影响;林地、草地和耕地斑块连接度指数均呈负影响。③主城都市区内,草地面积指数和耕地斑块密度指数对PM_(2.5)浓度的负影响较强。渝东北三峡库区城镇群和渝东南武陵山区城镇群内,林地聚合度指数(AI)、斑块密度指数和斑块连接度指数以及耕地面积指数对PM_(2.5)浓度的影响较强。

多维协同的城市蓝绿空间降温效应情景模拟——以上海市中心城为例

高温热浪叠加热岛效应导致城市夏季温度日益升高,布局蓝绿空间是有效应对途径。蓝绿空间降温效应受多重因素影响,认知不同建筑环境中其面积、配置、构形维度如何协同降温,是提升降温能力的关键。在厘清上述影响因素的基础上,基于情景模拟统筹分析多维度指标对蓝绿空间降温效应的影响,并采用广义相加模型其的交互作用。以上海市中心城为例开展实践,结果显示,单一维度提升情境中,面积提升带来的降温幅度最大,其次为配置优化,但小斑块优化配置、构形效果不佳。协同多维度更能提升蓝绿空间降温效应,尤其在建设强度低的社区。

绿地空间降温效应综述:景观调控视角

在全球变暖和极端热事件加剧的背景下,绿地空间优化已经成为一种有效调控热环境的基于自然的解决方案,明晰绿地空间的降温过程、效应特征和景观调控作用对区域绿地空间结构和格局优化至关重要。梳理当前景观调控视角下绿地空间降温效应相关的理论、方法与案例,回顾了植被降温过程。植被通过遮荫、蒸散、固碳、湍流等过程直接或间接地实现降温效果,但同时受到了大气和土壤含水量、环境温度、风系统等背景气候的影响。从内部视角(绿地景观变化对本地温度的影响)和外部视角(绿地景观对外部区域温度的影响)总结了降温范围、强度、梯度、效率等特点,分析不同度量指标的空间差异与关键阈值。内部视角厘定降温效应主要模拟区域内土地覆被变化(如造林、植被类型转换等)和植被覆盖度变化的影响;外部视角强调以绿地景观为中心的距离变化及其温度序列关联的特征曲线。进一步归纳了景观视角下绿地空间对温度的调控途径,梳理绿地景观组分(景观的类型、结构和规模特征)和空间配置(景观的空间形态和关系特征)对降温效应的影响差异。已有研究表明,绿地空间的景观组分与温度的关联性结论较为一致,但关键调控阈值在不同气候和发展水平的区域存在差异;规则或复杂绿地景观、集聚或离散绿地景观对区域热环境的影响则并未统一,但空间配置对降温效应的影响通常弱于景观组分。最后,围绕“机理-阈值-优化”提出未来景观调控视角下绿地空间降温效应研究需要关注绿地空间降温的非线性过程、多目标协同的绿地景观调控机制、面向降温效应提升的绿地空间网络等重点方向。

城市公园绿地降温效应分析——以太原市为例

为了量化公园绿地的降温效应、探究关键因子对实现降温效益最大化的影响程度,以太原市38个公园数据为样本,选取降温面积、降温效率、降温强度和降温梯度4个指标,利用公园周长、面积、形状、植被覆盖率、水体面积占比和环境路网等数据,多角度探究了公园绿地对城市热岛的降温效应。研究结果表明:(1)研究区内公园区与地表温度(Land Surface Temperature,LST)冷点区的空间重叠率在60.82%~66.90%之间波动;(2)太原市公园的降温范围为50~300 m,平均降温范围为152 m;(3)公园周长、面积、水体面积占比与公园降温面积均呈显著正相关,植被覆盖率与公园降温面积呈显著负相关,公园周长与公园降温效率呈显著负相关;(4)聚类分析表明城市公园可划分为以降温面积为主、以降温效率为主、以降温综合为主、以降温强度和降温梯度为主4类,以降温综合为主、以降温强度和降温梯度为主的公园数占研究区城市公园总数的89.5%。

热环境内不同类型水体降温效应的时空变化及景观影响

探索不同类型水体降温效应的时空变化特征,可为缓解城市热环境问题提供理论支持。基于Landsat遥感数据,以福州市2002-2020年典型湖泊、河流为例,利用缓冲分析法定量描述不同类型水体降温效应的时空变化;对湖泊采用网格分析法、河流采用等距离分段分析法,探讨了水体周边景观特征对不同类型水体降温效应的影响。结果表明:(1)福州市中心城区热环境问题加剧,水体成为环境内部的主要“冷源”;(2)城市河流比城市湖泊更具备“冷岛”潜力;(3)湖泊的降温效应受周边植被占比、建设用地占比影响较大,在湖泊周边120 m内,当绿地面积占比>34%时,建设用地面积占比<48%,湖泊与绿地的综合降温效果最好;(4)河流的降温效应受周边植被占比、建设用地占比及裸地占比影响较大,在河流周边180 m内,当绿地面积占比>44%时,建议建设用地面积占比<31%,河流可产生最大的降温效应。在未来城市规划中,水体周边景观的合理布设将有助于水体发挥最佳降温效果。

城市蓝绿空间对热岛的温度影响分析

为研究蓝绿空间与城市热环境之间的相互关系,文章以哈尔滨主城区为研究区,以城市热岛作为研究对象,从降温幅度及降温范围两个方面探究蓝绿空间对周围环境温度的影响,构建了蓝绿空间热环境拟合模型。研究结果表明:(1)城市蓝绿空间对四周温度的影响可通过六次多项式进行表示;(2)蓝绿空间的下垫面类型、面积、景观指数等指标会在不同程度影响温度。

高密度城区绿地景观格局对PM_(2.5)/O_(3)的多尺度影响

为探究高密度城区绿地景观格局对于PM_(2.5)浓度与O_(3)浓度的尺度效应,分析西安市高密度城区范围,选取边界密度(ED)、景观形状指数(LSI)、面积加权形状指数(SHAPE_AM)和平均形状指数(SHAPE_MN)共4个景观格局指数衡量绿地景观格局,爬取2020—2021年国家空气质量监测站点的大气监测数据,运用皮尔逊相关性分析和线性回归分析方法,探究多尺度下高密度城区绿地景观格局对PM_(2.5)和O_(3)的时空分布特征、绿地景观格局特征和PM_(2.5)浓度、O_(3)浓度与景观格局指数的多尺度影响关系.结果表明,景观格局在夏季对于PM_(2.5)浓度、在春季对于O_(3)浓度的影响更为显著;在高密度城区内较小尺度的绿地上优化景观格局对PM_(2.5)与O_(3)浓度影响更有效.由此提出的绿地优化策略可为城市高密度城区多尺度绿地规划设计提供参考依据.

城市公园绿地植被群落郁闭度与三维绿量对夏季降温增湿效应的影响

为充分利用城市公园绿地的降温增湿效应缓解城市热岛,文章基于苏州市典型城市公园绿地植被群落样方的实测,分析植被群落郁闭度和三维绿量等结构指标对夏季降温增湿效应的影响,得到植被群落结构配置的最优阈值。研究表明:不同群落结构的降温效应为乔-草型>乔-灌型或乔-灌-草型>灌-草型>草地型,增湿效应为乔-草型>乔-灌-草>乔-灌型>灌-草型>草地型;郁闭度和三维绿量对降温增湿效应均有明显影响,但郁闭度影响高于三维绿量。建议优先选择乔-草型绿地并合理控制植被群落的郁闭度和三维绿量在一定区间内,即郁闭度为0.4~0.77,三维绿量大于9 m^(3)·m^(-2)。

北京城市副中心及周边区域蓝绿空间景观格局及降温效应评估

科学评估北京城市副中心及周边区域建设不同阶段景观格局和热环境,对其今后的发展规划和相关政策制定具有重要意义。以北京城市副中心外围规划为基准稍作调整作为研究区,选取2016年、2018年、2020年和2022年共4期资源三号遥感影像数据,以及Google Earth Engine(GEE)中4年6月1日-9月30日的Landsat 8遥感影像数据,通过面向对象分类、地表温度反演、相关性分析方法定量分析不同时期的蓝绿空间景观格局以及蓝绿空间的降温效应。结果表明:(1)2016-2022年,研究区蓝空间的面积占比在保持稳定的同时逐渐增加,绿空间的面积占比先减少后增加;(2)2016-2022年,北京城市副中心及周边区域蓝绿空间景观格局中各斑块类型在景观中的分布越来越均衡;(3)2016-2022年间,地表温度均值呈“上升—下降—上升”的波动变化,蓝空间的地表温度最低,其次是绿空间,蓝空间和绿空间在一定程度上起到降温的作用;(4)提高聚集度、减少人类活动的割裂程度、减小空间破碎度均可提升蓝绿空间的降温效应。总体而言,北京城市副中心及周边区域建设使得蓝绿空间面积增加,景观格局分布更加均衡,蓝绿空间的降温效果较为明显。

How to Calculate Stormwater Management and Storage Capacity for Urban Green Space: Multidisciplinary Methods Used in Shanghai City

In order to relieve urban environmental problems due to stormwater runoff,approaches involving the planning of green space for sponge city construction were previously proposed.In this study,water retention characteristics of 168 green spaces are surveyed to develop estimates of stormwater retention in Shanghai City’s center,suburbs and outskirts.Multidisciplinary methods of community investigation,soil tests,artificial rainfall simulation experiments,and simulations in Autodesk storm and sanitary analysis(SSA)and storm water management model(SWMM)are used.The factors affecting the capacity of stormwater management are identified and used to calculate storage estimates.The relationships among rainfall interception capacity(RIC),runoff,soil water storage properties,and vegetative cover are analyzed,which can provide the theoretical foundation for the assessment of the water-holding capacity in urban green spaces.A criterion for the selection of low impact development(LID)techniques for the Shanghai area is developed on the basis of the data from this study.

绿地格局对城市地表热环境的调节功能

城市绿地作为一种稀缺资源,为城市可持续发展提供多种生态服务功能保障。探讨如何在有限的土地资源内合理配置城市绿地,使其发挥最大的生态服务功能非常重要。研究基于北京市2002年7月的QuickBird数据和Landsat 7 ETM+数据分别提取城市绿地格局和地表温度,分析城市绿地格局(绿地面积、形状指数、邻接关系)与绿地地表温度及冷岛强度的相关关系。邻接关系包括邻接绿地斑块个数百分比和邻接绿地斑块面积百分比。邻接绿地斑块面积百分比采用缓冲区分析法,主要以乔木林地对地表热环境的调节作用为例。结果表明绿地格局参数对地表温度的影响相差较大:①城区主要的绿地类型(乔木林地、水体、草地)的温度都与其面积呈显著负相关,其中水体的相关系数最高;②只有乔木林地、水体的温度与其形状指数呈显著负相关,而灌木林地的温度与各个格局参数不相关;③乔木林地的缓冲区分析显示温度与其大小、形状、邻接绿地面积百分比关系都呈负相关,其中与邻接绿地面积百分比的相关关系最强,其冷岛强度也主要受邻接绿地面积百分比的影响。基于遥感识别的城市绿地微气候调节功能研究,有助于提高有限的城市绿地的生态服务功能,并可为城市绿地的规划管理和景观分析提供依据。

城市绿地系统多功能协同布局模式研究

城市绿地是构成城市空间形态的重要元素,在城市综合效益的发挥中起到越来越重要的作用。绿地分布应符合市民游憩和防灾避险要求、改善城市生态环境、创造城市景观特色。基于绿地在游憩、避灾、生态和景观等各方面的功能协同作用机理,以多功能协同为目标,探讨了城市绿地节点与廊道在空间上的均衡合理配置,提出了一种能综合发挥城市绿地各方面功能、网络化的绿地系统布局模式。

基于城市气候环境特征的绿地景观格局优化研究

城市绿地景观格局的规划不仅与城市的气候环境相适应,同时也通过自身合理有效的空间格局来调节城市生态环境问题。本文从城市气候环境的特征、绿地景观格局与城市气候环境之间的相互影响等方面展开论述,以沈阳市夏季为例,综合利用RS-GIS-CFD数值模拟法,从水平方向及垂直方向对城市风速、污染物、地表温度的空间扩散进行数值模拟分析,总结了气象要素及污染物扩散规律,并提出基于气候环境特征的城市绿地景观格局优化的相关规划策略,从而为城市绿地系统规划提供了新思路。

厦门市城市绿地雨洪减排效应评价

城市绿地在对雨水的渗透、滞留和调蓄方面具有非常显著的作用,能够有效削减城市的雨洪流量,缓解内涝压力.以海绵城市试点——厦门市为典型区,在日降雨数据、土地利用数据、土壤类型数据、城市绿地空间分布数据和城市建成区空间范围数据等多源数据的支撑下,系统评价了厦门市建成区城市绿地的雨洪减排效应.其中,雨洪减排效应的实物量通过SCS(Soil Conservation Service)模型进行评估,价值量则利用替代市场法进行估算.结果表明:2010年厦门市单位城市绿地削减的雨洪径流深为262. 28 mm,削减的雨洪径流总量为4 385. 40×10~4m^3,减排服务价值为2. 75×108元;2015年单位城市绿地削减的雨洪径流深为335. 77 mm,削减的雨洪径流总量为7 634. 37×10~4m^3,减排服务价值为5. 49×108元.城市绿地面积、降水量及其时程分配是影响城市绿地雨洪减排效应的关键因子,在其共同驱动下,2015年厦门市城市绿地的雨洪减排效应较2010年显著增加.研究显示,SCS模型在数据输入和参数率定等方面具有显著优势,能够在地理空间上连续模拟厦门市整个建成区的产流量,进而实现行政区单元和城市绿地类型单元雨洪减排效应的双重评价,3种城市绿地类型(乔木、灌木和草本)单位面积的雨洪减排效应并无明显差异,受绿地面积支配,厦门市80%的城市绿地雨洪减排效应由乔木绿地产生.

城市绿地面积与温湿效益之间关系的研究

城市园林绿地由于自然环境条件、天气气候条件、绿地类型、绿化树木种类、树冠郁闭度以及面积大小等的不同,其降温增湿效应是不一样的。本试验选择了北京四环以内绿化覆盖率相当、面积不同的8块园林绿地,进行了绿地面积与温湿效益之间关系的探究。研究表明:当城市绿地面积为1～2hm2时,其具有一定的增湿效应,但降温效果不明显;当绿地面积为3hm2时,其降温增湿效果较明显;当绿地面积为5hm2时,其降温增湿效果极其明显;当绿地面积大于5hm2时,其降温增湿效果极其明显且恒定。因此可以认为:城市园林绿地可以明显发挥温湿效益的最小面积为3hm2(绿化覆盖率80%左右),最佳面积为5hm2(绿化覆盖率80%左右)。

颐和园园林绿地复合系统耗水规律初步研究

针对目前研究中多关注某一单一植被类型的绿地水分利用和管理,较少实地研究植被组成更复杂的园林绿地复合生态系统的耗水规律的情况,该文通过对颐和园降雨、灌溉、土壤含水量和土壤基质势等指标的实地、原位、多点监测,利用分布式水量平衡基本原理,初步研究了乔草、灌草和纯草3种园林绿地系统的水分消耗规律。结果表明:乔草组合和纯草均表现为低耗水、高渗漏,灌草组合表现为高耗水、低渗漏;灌草组合和纯草比乔草组合具有较高的土体补水量。建议雨季应停止灌溉,防止水分渗漏,以临时性补灌为主,同时加强排水措施,尤其对于具有高渗漏特点的乔草和纯草系统;由于灌草具有高耗水性,应在设计节水型园林时减少使用。

上海城市居住区绿化缓解热岛效应研究进展

"热岛效应"作为城市建设大规模扩张而产生的热环境现象,已直接威胁城市居住区人们的正常生活与工作,合理绿化是解决这一问题经济有效及符合可持续发展的方法。居住区植物种类、斑块乔木配置、绿地通风状况和绿量的差异都将导致截然不同的降温效果。研究发现:单株植物中蒸腾降温能力较强的基本都属于纸质叶片结构,绿地斑块乔木盖度大小决定了绿化降温效果,大乔木降温效果比草坪高2.2℃,立体绿化可降低室温达0.5℃～5℃,居住区平均温度与乔木面积比例、绿化覆盖率、绿化最大斑块面积呈正相关,与绿化斑块的破碎度呈负相关。并首次讨论了三维绿量及人均绿量与居住区热岛效应的相关性。

北京集水型公园绿地建设探讨

对北京城市水资源现状和园林绿地灌溉中存在的问题进行了分析。提出发展集水型公园绿地的途径,包括:铺设生态型透水地面、收集道路雨水、收集公园建筑屋顶的降水、收集和利用公园大型广场雨水以及利用山坡绿地、微地形绿地、公园林地进行雨水收集。对雨水收集和利用的方式进行了设计。

基于CFD对沈阳不同绿地景观格局大气环境效应分析

目的数值模拟综合分析城市绿地规划方案与风速、污染物质量浓度和地表温度的三维时空变化关系以及相互影响,提出最优的城市绿地空间结构优化方案.方法结合遥感与地理信息系统空间分析技术,运用计算流体力学(CFD)模型对不同绿地预案影响下的沈阳市夏季城市大气环境效应进行数值模拟对比分析.结果在增加相同公园绿地面积的前提下,城市绿地的空间位置对城市风速、SO_2以及地表温度的空间扩散具有明显的影响;植被类型为针阔乔灌混交林,植被覆盖率为60%的绿地预案三中,城市高风速区域的风速覆盖率达到了42.94%;质量浓度低于0.051 69mg/m^3的SO_2覆盖率达到了79.83%;城市高温区域的地表温度覆盖率相对最低.该预案中的绿地布局能较好地将外围较低的冷空气引入城中,有效地缓解了城市大气环境问题.结论城市绿地的植被类型、植被覆盖率以及空间布局与城市大气环境问题的改善关系密切.利用CFD动态模拟大气环境运行状况,优化绿地空间布局,是城市绿地系统量化规划的新思路.