基于遥感数据的银川市城市公园对城市热环境降温效应分析

[目的] 研究宁夏回族自治区银川市城市公园对城市热环境降温效应的影响,为改善城市热环境措施的制定提供科学依据。[方法] 基于Landsat 8数据反演了银川市城区17个公园的地表温度,利用景观格局和缓冲区分析方法,探讨城市公园斑块特征和景观空间结构特征对城市内部热环境的响应规律,定量分析城市公园对周边环境降温效应的辐射范围和变化幅度,研究典型公园水域景观的热环境效应。[结果] ①银川市公园景观斑块特征差异较为显著且对其内部温度影响明显,其内部温度与面积、周长呈显著负相关,而与周长面积比呈显著正相关。②公园内部温度与公园景观构成、斑块形态特征和景观空间分布特征关系密切,降温效应与绿地和水体面积显著负相关,与公园景观形状指数、绿地景观形状指数、不透水面形状指数以及水体聚集度指数显著负相关。③17个公园景观对周边热环境降温效果较为显著,拟合结果显示最大降温影响距离主要分布在200—300 m之间,总体上对100 m区域范围内降温效果最为明显。④面状水域能够有效降低水域周边地表温度,比线状水域对城市热岛效应具有更好的降温效果。[结论] 在城市公园规划和设计时,应综合权衡公园斑块和景观空间结构特征对其降温效果的影响,适当增加公园和绿地斑块边界形状的复杂度,进而更好地改善城市热环境。     

城市不同植物群落在小尺度范围内降温增湿效应的时空变化

城市中植物群落的降温增湿作用是缓解城市热岛效应的有效途径。选择江西财经大学麦庐园校区的乔木林、灌木丛和草坪为研究对象,对3者在小尺度范围内调节城市小气候的效应进行了定量化研究。结果表明:(1)乔木林的降温效应最明显出现在20:00(-4.00℃),最弱是在10:00(-1.68℃);灌木丛降温效应最明显出现在8:00(-2.95℃),最弱是在12:00(-0.27℃);草坪影响下的降温效应最明显出现在20:00(-2.31℃),最弱是在10:00(0.38℃);(2)上午时段灌木丛的降温效应明显,灌木丛和草坪增湿效应明显;下午时段草坪降温效应变化幅度大,乔木林在下午时段增湿效应的变化幅度大;(3)乔木林、灌木丛和草坪的降温效应和增湿效应都随距离的增大而减少,温度差值和相对湿度差值在水平和垂直方向上的变化趋势基本一致。     

城市绿地对周边建设用地的降温效应分析

城市绿地对缓解城市热岛效应起着极其重要的作用。以北京市2013年7月31日的Landsat8 TIRS影像为基础数据,反演亮度温度来表达城市热岛效应,结合GIS技术,分析城区30块绿地对周边建筑用地的降温效应。结果表明:1)Landsat8 TIRS影像反演的亮度温度可以有效表达城市热岛效应;2)绿地对4个方向上建设用地的降温幅度从高到低的顺序是西>南>北>东;3)绿地和建设用地的面积比与绿地降温作用之间存在明显的正相关关系,面积比的变化对处在绿地北向建设用地的降温幅度影响最大;4)绿地的降温作用与建设用地的容积率存在明显的负相关关系,处在绿地北向的建设用地的容积率变化对降温幅度影响最大。     

焦作市绿地系统景观格局分析

焦作市作为一个资源枯竭型城市,已进入经济转型期,其绿地系统的建设对于其经济转型具有重要影响。该文利用焦作市遥感影像图,结合实地勘察,利用MapInfo软件,提取斑块面积和周长等基本信息,对焦作市绿地景观格局进行分析评价。根据焦作市绿地景观的特点,选择了景观多样性指数、优势度指数、破碎度等指标,对焦作市绿地格局进行分区分析。结果显示,焦作市各区绿地发展不均衡。老城区绿地类型最为丰富,但是绿地破碎度最高,主要是中小型绿地,绿地生态功能不能充分发挥。通过综合比较,目前高新区绿地建设上最为合理,绿地破碎化程度低,景观类型丰富。马村区和中站区绿地建设程度相当,景观类型单调、破碎度较高。     

侵蚀红壤恢复区植被垂直结构对土壤恢复特征的影响

通过获取典型的侵蚀红壤恢复区植被垂直结构参数及林下土壤属性值,构建归一化土壤恢复指数,研究了植被垂直结构对林下侵蚀土壤恢复特征的影响。结果显示:研究区植被垂直结构与土壤属性特征较侵蚀期均有所恢复,植被垂直结构对侵蚀土壤的恢复影响显著,土壤重组有机碳、全氮和黏粒含量的恢复水平均呈现出纯林林草林灌草的趋势,体积质量顺序相应为林灌草林草纯林。植被投影叶面积指数与归一化土壤恢复指数呈显著正相关(r=0.332*,P0.05)。在投影叶面积指数大于0.2的情形下,土壤恢复特征随植被垂直层次的增多呈正向演变,不同植被结构投影叶面积指数的增大有利于侵蚀区退化土壤质量的恢复,灌草层是侵蚀红壤恢复的重要影响因素。     

郑州绿地雨水资源有效利用途径研究

城市绿地对雨水的流失有显著的缓解作用,城市绿地的合理规划与建设对雨水资源的有效利用有巨大的影响。以郑州市为研究对象,基于2011年8月份TM影像,分析不同高程区间内郑州市区绿地面积、绿地斑块数量与汇水面面积的相关关系,同时结合气象观测资料,道路、公园、防护绿地分布资料等,对城市绿地对雨水资源有效利用提出合理的途径。结果表明:绿地面积、绿地斑块个数与汇水面均呈极显著正相关。因此,建议郑州市在增加绿地面积的基础上提高绿地斑块数量,在城市绿地设计多目标中实现雨水资源利用多目标,最终达到改善郑州水环境和减轻城市内涝灾害的目的。     

自贡市不同林地类型温湿效应初步研究

采用实地抽样测定的方法,对自贡市不同结构类型的林地温湿效应进行调查,并运用Excel统计分析,结果显示:(1)自贡市林地在不同季节表现出不同的温湿效应,夏季为降温增湿,冬季为增温减湿;(2)夏季不同干扰程度的林地中自然林降温最为明显,而增湿作用最大的是人工林;(3)阔叶混交林的降温增湿效应明显大于其他结构林地,而针叶林表现最不明显;(4)林地的郁闭程度和立体结构都能影响其温湿效应,随着郁闭度的增加,林地平均降温效应和平均增湿效应不断上升,但不同的结构呈现不同的趋势。     

不同氮营养冬小麦冠层光谱红边特征分析

利用FieldSpec FR2500光谱仪测定了不同氮素处理冬小麦冠层光谱,分析其红边特征变化规律及与农学成分的相关关系。结果表明,波长550 nm、680 nm、980 nm、1100 nm与350～680 nm和750～1100 nm可作为氮素营养诊断的敏感特征点与波段范围。随着施氮量的提高,拔节期、抽穗期以及灌浆期的红边位置（REP）、红谷位置（Lo）与光谱反射率一阶微分极大值（FD_Max）均增大,红边宽度（Lwidth）则有减小的趋势。总体上看,施氮与无氮处理在整个生育期均存在较大差异,施氮处理之间差异较小。冠层反射光谱的红边位置、红谷位置、随生育期向长波方向移动,呈现红移现象;从抽穗期开始逐渐减小,呈现蓝移现象。冬小麦红边参数中红边位置与农学组分之间的相关性优于其他参数,除与地上部生物量正相关显著外,与叶面积指数、叶含水率、叶绿素含量、叶可溶性蛋白含量、叶鲜重、叶含氮量均呈正相关且达到极显著水平。红谷位置则与叶面积指数、叶含水率、叶绿素含量、叶鲜重以及SPAD值呈极显著正相关;与可溶性蛋白呈显著正相关。红边宽度与叶面积指数、叶含水率、叶氮含量、叶绿素含量以及叶鲜重均呈极显著正相关;与可溶性蛋白含量呈显著正相关。反射率一阶导数极大值与叶面积指数、叶含水率、叶鲜重呈极显著正相关,与叶含氮量极显著负相关。通过红边参数与农学组分稳定良好的数学关系,可以对农学组分进行预测估算。     

地面三维激光扫描方法研究红壤侵蚀恢复区植被垂直结构

利用地面三维激光扫描仪HDS 3000对南方红壤侵蚀恢复区植被样方进行扫描,提取了植被的平均树高、胸径,并分层反演了森林冠层及灌草层投影叶面积指数。结果表明:利用地面三维激光扫描仪能够准确获取样方尺度上的植被垂直结构信息,研究区整体投影叶面积指数达0.60,林冠层投影灌草层平均投影叶面积指数分别为0.37和0.41。样方植被整体的变异性较小,而垂直方向上林冠层和灌草层的变异性较大。成土母质是引起植被垂直结构差异的重要原因,不同成土母质红壤上植被垂直结构恢复度由高到低依次为:千枚岩林地红砂岩林地花岗岩林地,垂直结构恢复水平的不同引起了林下土壤侵蚀的差异。     

基于GIS技术规划城市节水型绿地系统的研究

为实践海绵城市理念,充分利用雨水资源,为哈尔滨市松北区核心区规划具节水功能的绿地系统,该文利用GIS技术,结合彭曼公式,计算研究区可收集雨水资源量和绿地植物需水量,并定位节水绿地位置和规划节水绿地系统。研究区降水量在485～671 mm间,6—8月降雨量占全年降水量的66.4%;研究区年可利用雨水量512.68万m3,雨水资源潜力巨大;5—10月研究区绿地植物需水总量639.71万m~3,同期可收集雨水总量456.17万m~3,满足植物需水量的71.31%。建立研究区DEM模型,将坡度3°～15°间的绿地确定为渗透绿地,坡度3°以下的绿地确定为集水绿地,确定了研究区节水绿地分布图,可建节水绿地面积1 664.19 hm~2,占研究区总面积的37.10%;以节水绿地为主体,结合了水利科学和地理信息科学理论知识,优先规划了能利用城市雨水资源的节水绿地系统,使远期绿地率达43%。     

不同类型园林植物群落冠层的截留能力研究

[目的] 对不同类型园林植物群落冠层截留能力进行研究,为选择冠层截留效果最优的植物群落配置提供理论依据。[方法] 选取7种不同结构的植物群落采用实测法分别测定林外降雨量、林下穿透雨量、树干茎流量,再利用水量平衡法求得冠层截留量,进行分析对比。[结果] 单层针阔混交林的冠层截留率达到了49.86%,截留效果最好。单层阔叶灌木截留率为23.66%,截留效果最差。林外降雨量与林下穿透雨量、树干茎流量、冠层截留量呈线性正相关,拟合系数R²均在0.9左右。对冠层特性与冠层截留能力进行相关性分析的结果为,叶面积指数、郁闭度、冠层厚度、绿化覆盖面积和三维绿量与穿透率呈负相关,与截留率呈正相关。[结论] 园林植物群落冠层对雨水有一定的截留能力,且不同类型的群落有一定的差异性,单层阔叶灌木的截留率最低,单层针阔混交林的截留率最高;叶面积指数与郁闭度越高、冠层越厚、绿化覆盖面积与三维绿量越大,园林植物群落的冠层截留能力越好。     

丹江上游土地利用/景观指数与水质关系初探

借助地理信息和景观分析技术,结合长系列水质数据,采用相关分析法、冗余分析法（RDA）,研究了丹江上游土地利用/景观指数与水质的关系,重点探讨了景观指数与水质参数的关系。结果表明:（1）2000—2013年,耕地面积减少,林地、建筑用地面积不断增加,耕地是最不稳定的土地利用类型,大部分转为林地和草地。流域内景观多样性和聚集度逐渐增加,流域景观格局趋于规则化、高连通和高度聚集的方向发展。（2）耕地面积比与NO₃^--N呈极显著正相关,与DO呈现显著负相关,表明耕地强烈的影响着水质变化;林地面积比与BOD₅,COD_Mn呈显著负相关,林地对水质有显著的正效应。（3）从景观指数与水质参数的相关性可以得出,香农多样性指数（SHDI）、最大斑块指数（LPI）、景观形状指数（LSI）、斑块结合度（COHESION）可以作为景观尺度上来预测水质变化的关键因子,具体表现为SHDI与COD_Mn呈显著负相关,与BOD₅呈负相关;LPI与BOD₅,COD_Mn呈显著正相关;LSI与DO呈极显著负相关,与NO₃^--N呈显著正相关;COHESION与BOD₅,COD_Mn呈显著正相关。斑块密度（PD）和蔓延度指数（CONTAG）与水质的关系无法得到合理的解释。     

基于养分平衡的北京市人口-土地-环境问题探讨

人口集聚于城市,大量食物输入的同时,代谢物也不断产生,消纳不充分或不及时就会累积并产生环境污染的隐患。该文以北京市平原区为例,利用遥感技术分析2004—2014年间研究区土地利用结构变化;基于养分平衡原理,估算、比较人口与耕地变化对城市养分排放和吸纳能力的影响;使用景观形状指数度量城市建设用地与外界环境的接触面变化情况。结果表明:1)研究期内因人口增加、食物输入导致人类排泄物及其氮(N)、磷(P)、钾(K)养分增加约0.34×10~5 t,经污水处理后所得污泥中氮磷钾养分增加约282.17 t;2)耕地数量的减少使城市对养分吸纳能力下降约1.17×10~5 t;3)建设用地形状指数由1.48下降至1.37,接触界面的减小使城市代谢物疏散效率下降。研究认为:人口增长-食物消费提高-人类粪尿增加与耕地减少-建设用地界面减小-养分消纳能力降低的"此消彼长"态势无形中造成城市养分富集,增加了对区域水环境污染的风险,而城市结构无法重构,应积极谋求养分的内部消纳。基于北京市农田化肥依赖性强、林地增加的现状,该文建议北京市积极推广粪便处理残渣还田、再生水城市绿化灌溉利用,通过耕地与林地植被消纳新增的养分。     

城市不同功能区绿地土壤理化性质及微生物生物量的分布特征

为提高城市绿地生态系统服务功能和促进城市可持续发展，本文研究了南京市不同功能区绿地表层土壤养分和微生物量的分布特征。结果显示，土壤pH整体呈碱性且容重偏大；公园绿地土壤全氮、速效磷和速效钾含量显著高于道路绿地；不同功能区绿地土壤有机质含量无显著差异，但公园绿地土壤微生物量碳含量和微生物熵显著高于居住区和道路绿地；公园绿地土壤结构和养分均优于道路绿地。土壤微生物量碳含量与有机质、全氮和速效钾含量呈极显著正相关，与速效磷含量呈显著正相关，与容重呈极显著负相关；土壤有机质与全氮和速效钾含量呈极显著正相关，与速效磷含量和pH无显著相关性，与容重呈显著负相关。因此，勤松土，合理施肥，增加枯枝落叶等凋落物覆盖，提高土壤养护管理水平对修复城市土壤生态和建设生态城市具有重要意义。     

城市生产绿地规划和建设若干问题探析

在阐述生产绿地相关概念的基础上,从城市绿地规划和经营管理两个层面对城市生产绿地规划和建设的现状、存在问题等进行分析,并结合重庆市荣昌县县城绿地系统规划案例,试图提出较为科学的生产绿地布置原则与对策。     

京津冀地区土地利用/覆被与景观格局变化及驱动力分析

本文利用土地利用转移矩阵和景观破碎化指数、景观多样化指数采用典型样带对京津冀地区1990年、2000 年土地利用数据进行了土地利用/覆被变化(LUCC)和景观格局变化(LPC)的定量及定性分析, 探讨了其影响因素, 为该区域土地资源可持续利用提供依据。结果发现区域内居民地附近LUCC 和LPC 强度最大, 尤其北京、石家庄等地变化明显。利用多年社会经济统计数据, 通过相关分析和主成分分析, 定量地确定社会经济、农业生产条件和交通是京津冀地区LUCC 和LPC 的主要驱动因子。而后,定性分析了地形复杂度和政策对京津冀地区LUCC 和LPC 的影响, 发现西部及北部山区地形较复杂, 人类活动干扰较小, 故LUCC 和LPC在平原地区表现更突出。但生态政策如退耕还林还草和土地开发整理等对西部山区LUCC 和LPC 有不同程度的影响。最后, 综合分析各驱动力在不同地区影响的差异, 发现社会经济发达的大城市的驱动因素主要为社会经济, 而传统农业区主要受农业生产条件的影响。通过以上定量及定性分析京津冀地区LUCC 和LPC 的驱动因子, 尤其是对驱动因素的时空分异规律分析, 为土地管理决策、土地资源保护等提供了科学的依据和指导。     

基于“海绵城市”理念的城市绿地优化途径

[目的]分析城市绿地、汇水区与积水点的关系,需优化绿地与汇水区的关系,以期能够缓解城市雨水径流问题。[方法]融合"海绵城市"与国内外最新的生态雨洪管理理念,以郑州市为例,采用ArcGIS10.0软件将其划分为93个汇水区,通过水量平衡法理论计算需优化绿地面积的参数。[结果]在现状绿地与汇水区面积比值不同和单次降雨分别为50,100,200mm的情况下,得出需优化绿地与汇水区面积的不同比值,并建立相应的回归方程,且得出在绿地率为30%左右时绿地调蓄效果较好。[结论]城市绿地可以从增加城市绿地规模、合理布局城市绿地以及具体实施途径方面进行优化。     

沣河流域土地利用格局与水质变化的关系

以沣河流域为研究对象,综合运用遥感影像解译和相关分析方法分析了沣河流域的土地利用空间格局及主要水质指标[生化需氧量(BOD₅)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、氨氮(NH₃-N)含量及溶解氧(DO)]含量的变化特征,探讨了土地利用状况对沣河水质的影响。结果表明,沣河流域土地利用类型以林地和耕地为主,两者占全流域面积的90%以上;沿河不同宽度的缓冲区(分别向两岸划分100,600,1 500 m)范围内,建设用地、耕地与水质变化呈正相关关系,而林地与水质变化呈负相关关系,表明建设用地及耕地对水质的改善有负效应,而河流沿岸林对改善水质有正效应,并且这种影响在距河岸100 m缓冲区范围内达到最大。随着缓冲距离的增大土地利用变化对水质的影响逐渐减弱,说明沣河流域近岸带的土地利用方式对河道水环境质量的影响最大。     

青藏高原高速公路建设中弃土场土壤流失特性——以青海平阿高速公路为例

随着我国开发建设项目的发展,开发建设过程中引起的土壤流失问题已成为倍受关注的研究热点之一。作者以青藏高原平阿高速公路青沙山隧道南口的两个弃土场为研究对象,进行相关性分析,得出弃土场坡面土壤流失量与降雨量、平均降雨强度和径流深的相关性显著。通过回归分析得到高速公路建设过程中不同植物配置坡面的土壤流失量预测方程。研究结论对该地区高速公路建设过程中土壤流失量的预测和水土保持措施的合理布设具有指导意义。     

上海典型新建绿地的土壤质量评价

本文对上海近年来新建的典型绿地─延中、凯桥、华山、黄兴和公路浦东龙东大道、远东大道沿线的景观绿地进行了土壤现状调查。结果表明:上海典型新建绿地的土壤主要为碱性和强碱性;EC 值基本达标;有机质含量达标率在 60%以上,但含量偏低;土壤容重偏高,通气性差;阳离子代换量总体偏低。使用山泥、泥炭客土的土壤质量较好,可以满足城市绿化造景的需要。建议园林植物要 “适土适栽”、“适地适树”,要充分利用生活垃圾、污泥堆肥等有机质含量高的城市废弃物来改良土壤,对现有的城市绿化土壤质量评价指标需要进一步完善,建议增加 CEC、土壤排水能力等土壤质量评价指标。