马鞍山市城市森林碳储量及分布格局研究

应用遥感技术结合样地调查的方法,估算马鞍山市城市森林斑块的储碳及其分布的格局,研究区面积为340 km2。结果表明,城市森林生物量与从LandSAT5 TM(2010年7月)图像中提取归一化植被指数(NDVI)之间有很好的相关性,可用回归方程y=123.02x1.076 1来描述,同时分别建立了不同类型城市森林生物量与NDVI的关系,应用这些方程计算得出研究区中11 477.07 hm2的城市森林斑块的生物量计5.748×105t,碳储量2.874×105t;其中郊区水源涵养林和建成区市郊风景林总储碳1.496×105t,占全部储碳的52.0%;城市公园的树林储碳2.567×103t,占0.9%;行道树储碳3.530×103t,占1.2%;其他类储碳量1.317×105t,占45.8%。另外,从马鞍山市的NDVI分布推导出生物量的分布特点。     

基于GIS的合肥市热环境动态变化研究

伴随城市化进程的不断加快,环境问题日益凸显,其中城市热岛效应尤为明显.利用遥感影像和GIS技术定量反演了2003年和2007年地面亮温以及植被指数NDVI,研究城市热场分布的空间格局以及时空变化规律.研究表明,2003年与2007年合肥市建成区均存在着显著的热岛效应,2个时相的热岛分布特征相似, 2007年建成区热岛现象有减缓趋势,其中高温区与次高温区的面积都分别减少1.8和52.1 km2,较低温区面积增加了142.61 km2;2007年植被覆盖显著增加,高植被区面积(NDVI>0.4)比2003年增加了35.56 km2,无植被覆盖的面积较2003年减少了116.57 km2,地面亮温与植被覆盖存在着负相关.城市扩张,工业区建设是热岛效应的主要驱动力,加大绿化力度,增加植被覆盖是缓解热岛效应的最有效措施.     

基于GIS技术的城市森林生态效益比较——以合肥、蚌埠、马鞍山市为例

为科学合理地规划与经营城市森林,开展城市森林功能的评估,基于GIS技术,运用Citygreen模型对安徽省合肥市、蚌埠市、马鞍山市城市森林斑块景观格局进行了解读,并对其生态效益作了货币化定量比较。结果表明:这3个市城市森林斑块的土地占有率按其地理位置从北到南呈递增的趋势;马鞍山市较好地利用了市区山体建设城市森林,合肥市环城公园城市森林特点显著,蚌埠市建成区城市森林的可用地小,影响城市森林发展。在建成区尺度,城市森林生态效益与城市森林覆盖率关系最为密切。马鞍山市城市森林斑块面积总量高、分布相对均匀,获得的效益最高,达6.08亿元;其次为合肥市,为5.69亿元,蚌埠市最低,为3.12亿元。另外,在城市森林的生态效益中削减暴雨形成的径流及推迟径流出现时间产生的效益最高,可占总效益的77%～83%。Citygreen模型可为城市森林生态效益的评价提供平台。     

基于RS和GIS的马鞍山市分区城市森林景观格局综合评价

该文在RS与GIS技术支持下,运用景观生态学的原理和方法,基于2003年QuickBird遥感影像资料,研究了马鞍山市建成区63.08 km2的城市森林景观格局特征。通过选取该市的3个行政区域,对其城市森林景观格局进行分析比较,并在此基础上选取城市森林覆盖率、斑块密度指数、分离度指数、景观多样性指数以及斑块形状指数,分别采用标准离差法、熵权法和CRITIC法3种客观赋权的方法,对3个区域的城市森林景观展开综合评价,为城市森林景观生态综合评价提供参考。3种评价方法结果均表明,雨山区的城市森林景观格局最优,其次为花山区和金家庄区。      

下垫面覆盖类型变化对城市热岛的影响

目的快速发展的城市化进程改变了下垫面的性质和结构,从而影响了城市的热量平衡,导致城市热岛效应蔓延。研究城市下垫面变化及其对城市热岛的影响,对缓解城市热环境、减少社会经济损失有重要意义。方法本文利用2002—2017年北京市朝阳区Landsat系列遥感影像计算研究区域归一化植被指数（NDVI）变化,并基于大气校正法利用Landsat热红外波段进行地表温度（LST）反演,进一步对所获地表温度进行归一化处理;同时利用2002—2017年北京市朝阳区谷歌全色卫星影像,基于DeepLabv3 + 网络利用深度学习对朝阳区下垫面分类并分析其动态变化。结果（1）朝阳区15年间平均地表温度呈上升趋势,城市热岛逐年加剧;至2017年,区内不再存在单一热岛中心,而转为复杂的镶嵌式结构、多中心分布。（2）15年间不透水面面积共减少71.02 km2,降幅20.98%;水域面积共减少2.53 km2,降幅24.12%;植被面积共增加73.54 km2,增幅56.57%。（3）对地表温度与下垫面类型动态变化相关性进行分析表明,地表温度与不透水面面积呈正相关,与植被面积呈负相关关系。（4）从总量来看,2012—2017年朝阳区与城市热岛效应成负相关关系的植被与水域面积总量增加明显,但城市热岛效应不降反增。结论植被和水域对城市热岛效应的缓解作用在用地强度、建筑密度和人类活动不断增长的前提下逐渐变得有限。在现有城市发展模式下,朝阳区地表温度将继续上升,城市热岛进一步加剧。      

下垫面覆盖类型变化对城市热岛的影响——以北京市朝阳区为例

【目的】快速发展的城市化进程改变了下垫面的性质和结构,从而影响了城市的热量平衡,导致城市热岛效应蔓延。研究城市下垫面变化及其对城市热岛的影响,对缓解城市热环境、减少社会经济损失有重要意义。【方法】本文利用2002—2017年北京市朝阳区Landsat系列遥感影像计算研究区域归一化植被指数(NDVI)变化,并基于大气校正法利用Landsat热红外波段进行地表温度(LST)反演,进一步对所获地表温度进行归一化处理;同时利用2002—2017年北京市朝阳区谷歌全色卫星影像,基于DeepLabv3+网络利用深度学习对朝阳区下垫面分类并分析其动态变化。【结果】(1)朝阳区15年间平均地表温度呈上升趋势,城市热岛逐年加剧;至2017年,区内不再存在单一热岛中心,而转为复杂的镶嵌式结构、多中心分布。(2)15年间不透水面面积共减少71.02 km2,降幅20.98%;水域面积共减少2.53 km2,降幅24.12%;植被面积共增加73.54 km2,增幅56.57%。(3)对地表温度与下垫面类型动态变化相关性进行分析表明,地表温度与不透水面面积呈正相关,与植被面积呈负相关关系。(4)从总量来看,2012—2017年朝阳区与城市热岛效应成负相关关系的植被与水域面积总量增加明显,但城市热岛效应不降反增。【结论】植被和水域对城市热岛效应的缓解作用在用地强度、建筑密度和人类活动不断增长的前提下逐渐变得有限。在现有城市发展模式下,朝阳区地表温度将继续上升,城市热岛进一步加剧。     

基于QuickBird卫星影像的沈阳城市森林景观格局

运用景观生态学原理、GIS技术和景观格局分析软件Fragstats,选取斑块数、斑块面积、斑块密度、Shannon多样性指数、分维数、聚集度等指标,对沈阳城市森林景观格局进行了分析.结果表明:沈阳三环内城市森林斑块数为42 703个,森林面积101.24 km2;斑块数以附属林为主,占总数的65%,斑块面积以生态公益林最大,占总面积的47%;城市森林总体呈现斑块分布不均衡,结构不合理.附属林和道路林的破碎化程度高,分布分散,形状最为复杂;风景游憩林破碎化程度低,自然连接性和聚集度较好.沈阳城市森林整体景观多样性高,均匀度接近于1,优势度较小,表明斑块类型丰富,景观中优势类型不明显,异质性高.     

黔中喀斯特山地城市森林景观格局分析——以贵阳市为例

以黔中喀斯特山地城市贵阳市为研究对象,选取2005年度、2017年度两期林地数据,结合ArcGIS和Fragstats软件,依据景观生态学原理分析森林景观在不同城市开发强度下景观格局指数动态变化情况。结果表明,贵阳市林地基本由森林斑块构成,且近12年来面积处于扩张趋势,森林斑块逐渐集中连片,斑块间连通性不断增强,形状趋于复杂,景观破碎度下降;从城市外围区、城市规划区、中心城区到建成区,随城市开发强度的加大,区域森林景观连通性不断变差,说明森林景观格局的变化与城市开发强度关系紧密。     

城乡交错带城市森林的景观格局研究——以上海市奉贤区为例

根据2006年上海市奉贤区航空彩红外遥感影像数据,利用GIS技术和景观格局分析软件Fragstats 3.3,分别从斑块组成、类型水平与景观水平分析了奉贤区城市森林的空间景观格局。结果表明：研究区域内城市森林斑块53 286个,面积10 135.6 hm2;按斑块数目来分以小型斑块为主,占总数的64.0%,按面积分以大型斑块为主,占总面积的57.6%。城市森林总体呈现绿地斑块分布不均衡,绿地结构不合理的现状。经济林所占面积最大,斑块聚集程度最高;绿地与林带的破碎化程度高,分布分散;整体景观多样性指数较适中,为7.25,斑块类型丰富;均匀度较高,达0.97;蔓延度指数为46.46,存在着由小斑块控制整个景观的现象。建议调整城市森林的空间布局与结构,提高大中型城市森林斑块,如绿地在城市森林中的比重。     

城市典型水域景观的热环境效应

城市热岛效应是当前快速城市化进程中最具代表性的生态环境问题之一.热岛效应进一步影响着城市气候变化与城市可持续发展.现存大量研究证明了土地覆被改变导致的热辐射变化及人为热释放共同作用产生了城市热岛.然而,当前对缓解城市热岛效应要素的研究并不多见.以上海市中心城区为例,首先基于SPOT5影像的分类,提取了城市水域景观,再利用Landsat7的ETM+的热红外波段,定量反演了城市地表热环境温度,然后利用GIS的空间分析功能,探讨了城市水域景观对热环境的影响.研究揭示水域景观在城市热环境中表现出明显的低温效应,而面状水域景观的热环境效应要强于线状河流景观.面状水域景观对热环境影响随着与热岛中心距离的增加而明显降低,此外还受到周围土地覆被的影响.线状河流景观的宽度与流经区域共同决定了其对城市热环境的影响能力.因此,在城市规划设计中,从缓解城市热岛效应出发,水域生态功能区的形态与空间设置可作为考虑因素之一.     

海口市热力景观时空格局与分异特征

  目的  了解海口市热力景观的时空演变特征,缓解快速城市化引起的城市热环境问题。  方法  以2000、2005、2010、2015和2019年共5期Landsat遥感影像为数据源,采用单窗算法反演地表温度研究热环境时空演变;基于地理信息系统(GIS)平台,结合地统计学和景观格局指数法定量分析城市热岛时空分异特征。  结果  热岛强度等级面积曲线符合正态分布特征,其中较弱冷岛、弱冷岛和弱热岛斑块始终占主导格局;热岛等级中心集中区由西海岸分别向江东新区和西南老城方向扩散转移。温度剖面分析可知:中心城区始终是“高原”区,工业区、美兰机场区域多“高峰”值,大面积水域、林地处通常出现“谷”值。2000?2010年高温区扩张快,热岛斑块不断缩小,大型斑块逐渐分解,斑块形状愈加复杂,热岛效应不断增强;2010?2019年扩张慢,热岛斑块不断扩张,小版块逐渐连接成片,斑块形状变化趋于平稳,热岛效应不断减弱。研究期间,同类别热力斑块连通性始终较高。  结论  海口热力景观演变与城市不同发展阶段相对应,基于等级理论的热力景观格局指数分析,有助理解热力景观的时空演变趋势,为生态可持续城市发展规划提供理论依据。图7表3参20     

热岛效应与地表参数的相关性分析及水体对热岛的影响研究

利用2002年7月11日的ETM+数据,经辐射定标、6S大气校正、比辐射率的估算,用单窗算法对合肥市进行了地表温度的反演,并进行土地分类。在此基础上对合肥市进行了热岛研究,分析了地表温度和地表特征参数的相关性,同时探讨了城市河流对城市热岛的影响。结果表明,植被指数对地温的解释程度最好,并表明河流水体对城市热岛有一定的减缓效应。     

基于亲和度分析法测度延安城市森林组成格局多样性和景观复杂性

在延安城市森林区域内,空间相对均布地设置60个20 m×20 m的样地（20种森林斑块类型,3个重复）,通过样地调查、土壤化学性质分析及亲和度分析,获得各类森林斑块的物种丰富度（S）、Shannon-Wiener多样性指数（H’）、土壤养分及镶嵌多样性（m）。结果表明:1）延安城市森林的20种森林斑块乔木层物种丰富度低,而灌木层和草本层较高,多数类型的森林斑块物种丰富。2）该区域物种多样性不同程度地受海拔、坡位数、郁闭度、表层土壤全N、全P和全K等环境因子共同作用。3）20类森林斑块间植物物种镶嵌多样性>3（m=5.543 57）,表明延安城市森林景观植被格局较复杂,不存在明显的生态梯度。4）白桦山杨混交林、白桦纯林、油松纯林和三角枫山杨混交林这4种类型森林斑块为中心点,拥有该区大多数普遍种,代表了该区大多数环境类型。山杏纯林、沙棘灌木林、苹果林和辽东栎侧柏混交林在景观中属于外点。其余12类森林普遍分布在该区的森林景观中,占据了大多数生境空间。得出植被组成格局及其空间分布状况,可以用于指导延安城市森林经营管理上的森林斑块功能类型区划和重要生境的识别与保护。     

基于Landsat影像的西宁市主城区热岛效应分析

利用西宁市主城区1987、2001年和2013年3个时期的Landsat遥感影像反演出了不同时期的地表温度,并对地表温度进行归一化处理后得到相应时期的热岛等级分布图。结果表明,西宁市城区的热岛效应呈先减弱后增强的态势,热岛区分布逐渐集中,主要分布在城市边缘未利用地、主城区中商业区、工业区以及城市交通线路周围;热岛效应的范围在扩展,其分布与建成区的扩展范围在空间上基本相吻合,但是强度有小幅减弱;热岛效应与植被覆盖度呈负相关,植被覆盖度每增加10%,地表温度下降约1.23℃;建设用地及未利用地的均温最高,而水体及有植被覆盖区域均温较低;绿色植被和水体有缓解热岛效应的作用,而因建成区的扩大有大规模的不透水面是热岛效应加剧的主要原因;气候和天气因素也对热岛效应有一定的影响。     

合肥市地表温度反演及热力景观格局动态变化研究

以合肥市为研究区,使用Landsat ETM+、Landsat TM遥感数据以及相关的统计年鉴、气象数据,采用单窗算法对研究区地表温度进行反演,得出合肥市地表温度分布图,并对地表温度数据行标准化处理,划分热力景观类型,得到多年的热力景观类型分布图。结合景观生态学方法对景观分类图进行景观指数计算及分析,研究合肥市热力景观格局动态演变过程。结果表明,合肥市1999年、2002年、2006年和2010年都存在明显的热岛效应现象;从2002年到2010年,热岛区域在1999的基础上逐渐扩张,2010年热岛强度整体上有所降低,高温区域比较分散;在斑块类型水平上,中温区、次高温区和高温区的斑块面积比的比重逐年增加,1999年、2002年和2006年低温区为优势热力景观类型,到了2010年则变为中温区;在景观水平上,最大斑块指数逐年减小,研究区域景观不再由少数热力景观类型所控制,simpson多样性指数和均匀性指数逐年增大,热力景观异质性增加;城市化发展等人为因素是热力景观格局演变的主要驱动力。     

长江经济带中部大都市气候变化与土地利用响应——以武汉市为例

采用单窗算法、监督分类法及Logistic回归模型,以长江经济带典型大都市武汉为研究区,对其1996—2016年热岛效应的时空演变特征及其与土地利用类型和不同建设用地类型间的关系进行了定量研究。结果表明:1)从时间序列看,武汉热岛面积和强度有随时间逐步增加的趋势;从空间分布格局上看,武汉热岛逐渐向中心城区集聚并沿中心城区向四周扩散。2)建设用地分布与热岛分布具有一致性。建设用地扩张可明显导致热岛效应加剧,而绿地和水体对热岛效应具有明显的缓解作用。3)交通运输用地对热岛效应增加贡献最为明显,工矿仓储和公共管理与公共服务用地也可导致热岛效应的增强;住宅、商服用地未表现出明显的增强作用。因此,为缓解城市热岛效应,在宏观上,要保障一定数量比例的城市绿地以减缓温度攀升;在微观上,城市规划要合理布置各类型的建设用地,建设点片状小绿地、口袋公园。     

基于单窗算法的汉中市近20年城市热岛效应时空特征

以1994年、2000年、2004年、2009年和2015年5期Landsat TM遥感影像为主要数据,采用单窗算法反演汉中市地表温度,并对地表温度进行归一化处理得到汉中市热岛强度分级图,分析汉中市近20 a热岛效应时空变化特征及其与土地利用类型、植被覆盖度之间的关系。结果表明:1）近20 a汉中市城市热岛效应随时间变化呈“先升后降”的变化趋势,1994-2004年为热岛效应的加速期,2004-2015年为减缓期。2）不同热岛强度的空间分布特征差异明显。1994-2005年强绿岛区和绿岛区主要分布在汉中市北部的山林地区;强热岛区和热岛区主要分布在西南部的中心城区。3）不同热岛强度对应的不同土地利用类型存在差异。强绿岛区和绿岛区主要分布在汉中市北部山区的林地和耕地。正常区主要集中在汉中市近郊的农用地与草地,同时也包含市区周边的零散村镇居民地。热岛区和强热岛区主要分布在中心城区的建筑用地。4）植被覆盖度与城市地表温度呈显著负相关关系,植被覆盖度每增加10%,地表温度平均下降约1.1℃。可见,增加城市植被覆盖度,合理利用城市裸地和布局城市建筑用地,可以缓解城市热岛效应。