昆明市域熱島效應變化與景觀格局的關系研究

摘要：本文在分析空間數據站下載的城市熱島效應歷史影像基礎上，得到昆明市地溫地表景觀格局圖像，分析得到在不同城市景觀下所對應的不同溫度，以此得到熱島效應在不同景觀下的強弱，分析得到人造土地下熱島效應最強，而植被和水體則對熱島有極大地緩解作用。

關鍵詞：景觀格局;城市熱島;不透水面率;NDVI;MNDWI;昆明

中圖分類號：X16;S731??????????????????????????????????文獻標識碼：A

收稿日期：2020-04-06

作者簡介：石若利（1997-），男，碩士研究生，研究方向：建筑結構。

1 研究目的和意義

城市建設規劃中熱島效應是一個重要參考指標，其變化與城市景觀格局的相關關系研究是影響城市格局的核心課題。這類研究通常采用定量分析的方法，通過理論規則的驗證，對學科體系的完善起到積極的作用。市域熱島效應變化與景觀格局的關系研究也是建設生態文明城市的有效方向，為在城市改造過程中優化景觀格局，適當考慮城市的建筑與綠化比，有利于緩解城市熱島效應，進而有利于改善城市自我調節能力。

2 實證研究

2.1 研究區域

研究區域主要包括昆明市老城區和新城區在內的所有市域。研究區占地面積約為2739.5平方公里，海拔1606 ～ 2763米。

2.2 數據來源和預處理

landsat8遙感影像來自地理空間數據云官方網站[1]。用ERDAS9.2對圖像進行預處理。圖像形成時間分別為2015年2月21日和2015年5月28日，圖像質量相對較高，圖像由11個波段組成，成像時天氣良好，云量小于0.5%。預處理是選取的顯示區域范圍的指標篩選過程，需要設定輻射定標和大氣校正，然后按照要求裁剪。數據分析用到的是SPSS 25.0，提取指標用ERDAS9.2和ArcGIS 10.2 軟件選定所需分析的三個變量，本文分析的指標是地表覆蓋類型、指數和地表溫度。

3 結果與分析

3.1 溫度反演

地表溫度指的是地表和空氣交界處的溫度，具有很強的參考價值，該溫度取決于太陽輻射強度，同時也與土壤中水分含量和地表植被覆蓋率有著比較密切聯系。

3.2 對熱島的橫向分析

圖像結果顯示，地表覆蓋類型、指數和地表溫度之間存在互相相關的關系，而且不同季節其相關程度不同。春夏兩季植被覆蓋和湖泊水域起主要降溫作用，Spss25.0回歸系數具有顯著性差異[2]，對比市域溫度變化，植被覆蓋會通過光合作用影響地表溫度，翠湖公園等城市綠地公園地表溫度較低;而水的比熱容高，盤龍江和滇池附近水域附近地表溫度也較低。

3.3 對熱島的縱向分析

在昆明市近些年的城市擴建過程中，由新建的呈貢新區所在方位可以看出，整體是以滇池為中心，向南部發展擴建的 ，四大老城區變為五大城區，昆明市的城市面積不斷擴大大，市中心也呈現出多次中心化，城市溫度自然隨之不斷上升;在前文中已經分析過了不同景觀對于城市溫度變化的影響，而在城市發展過程中，越來越高的人口集聚和城市集群的發展，改變了昆明市域下墊面的構成，建設用地所占的比例越來越大，而植被和水體則是被占用而逐漸減少，換言之也就是增溫因素比例在上升，降溫因素比例在下降，這就是導致了昆明市氣溫升高的主要因素[3]。

3.4 建設用地景觀變化分析

城市景觀格局中的各要素在城市市域中的分布隨城市規劃建設逐步分散，整體上來說，呈現碎片化、多樣化和不規則化的趨勢，碎片區域間的信息、能量及物質的交換減少，內部面積減少，作為信息、物質和能量甚至是物種交流的通道被阻隔，碎片區域之間被孤立，致使物種的多樣性降低。

3.5 城市熱島強度變化與城市景觀變化相關性分析

因此，在未來的城市規劃中，昆明市在建設文明城市的同時也要結合生態城市的建設，貫徹落實好2019 年中央下發的國土空間規劃意見[4]，為統籌劃定落實意見從過程到實施到監管等方面進行城市規劃，合理布局城市的生活、生產和生態空間，讓城市和生態協同發展。正如總書記所說：綠水青山就是金山銀山。

4 結論與熱島緩解規劃措施

4.1 ?結論

昆明市的城市熱島效應的分布會隨著時空變化而變化。分析在2 月和 5月的數據，不難發現日氣溫升高以后，市域中心也就是而熱島效應強的區域受季節影響較大，熱島效應強烈的區域由較分散變得更為集中;無熱島區域和熱島較弱區域的面積不會隨著溫度升高變化

4.2 熱島環節規劃措施

科學合理規劃城市。從城市的基本生態環境條件出發，科學合理布局市政工程管線，同時，可以創新設計城市綠色景觀，例如用環保型材料蓋的屋頂，倡導建設屋頂花園，促進城市上空中心與遠郊的空氣置換循環。

采取高反射率地表材料。淺色對于太陽光有較好的反射作用，利用顏色優勢經濟材料，結合種植樹木等方式，可以有效增加城市建筑的反射率，在一定程度上是城市規劃中最容易改善的一點，既節省經濟開支，有省去大面積的規劃調整。城市反射率的提高也可以降低市中心溫度，達到緩解城市熱島效應的目的。

增加城市綠地和水體。城市綠地、水體具有“冷島效應”。保護大型斑塊城市是人與自然共同的棲息地。構建生態廊道在城市綠地系統中不僅要維護綠色斑塊之間的聯系。

項目建設方面。建設開發項目的影響較大，需要綜合專家學者的相關專業經驗，采用風洞試驗，數值模擬等手段提前規劃設計。

5 展望和預測

5.1展望

提升城鄉規劃水平。充分發揮城市規劃引領管控作用，以城市市域可以容納的要素能力為參考意見，輔助規劃市域的綜合適應能力，以構建“兩核一極兩區六廊”的新型格局為目標，遵循傳統規劃前提下、繼承發展城市規劃，引進國外綠色城市理念，保持水域環境基本凈化調節功能的同時，以生態環境來優化昆明市的城市空間布局，努力形成橫向錯位發展、縱向分工協作的城市新格局。

建設繽紛多彩的花園城市。構建天藍地綠水清的人居環境。

5.2預測

根據昆明2017-2030實施綱要預測景觀格局、溫度及熱島變化如下：

因此，根據歷史數據，2010-2017年平均氣溫有下降的趨勢，伴隨著昆明城市化的加快、城市空間持續擴張的和國土空間規劃的推出態勢下，綜合考慮，基于上述規劃措施和相應的規劃優化;在未來五年和十年，預測昆明市的景觀中，城市景觀會持續擴大，但是利于緩解熱島效應的景觀會得到相應的更好地保護。預測在更為科學的規劃下城市溫度將會持續降低;熱島效會持續得到緩解。昆明市的城市定位是要建設成為民族團結進步示范區，生態文明建設排頭兵，面向東南亞輻射中心，帶動周邊的經濟以及特色小鎮的發展。因此外來人員還會涌入昆明市，作為西南第一省的省會居民用地面積會增長。但是昆明市未來城市規劃一個顯著性變化是城市重心南移，滇池以東，斗南潛力巨大，原生態城市山海和濕地資源與市域中心的融合重疊定會緩解熱島效應，同時兩性循環又會促成更加合理的規劃，最終城市的熱島效應會得到一個整體水平的降低。

6?結語

伴隨著國土空間規劃編制的逐漸完善和景觀生態學在人類生活中起到越來越大作用，同時在2017-2030的規劃實施綱要下的指示，未來昆明會保護現有的城市綠地和斑塊，水體亦會得到更好的保護，這些對于緩解城市熱島具有重要意義，因此未來的十年內，人類城市和城市生態環境的共生發展將會使得現在大城市病下的城市熱島得到極大緩解。

參考文獻：

[1]Wu J.An inevitable goal of landscape research[J].Landscape Ecology，2012（1）：1-4.

[2]陳昌篤，鮑世行.中國的城市化及其發展趨勢[J].生態學報，1994（1）：84-89.

[3]Wu J.Urban sustainability：an inevitable goal of land-scape research[J].Landscape ecology，2010（1）：1-4.

[4]肖榮波，歐陽志云，李偉峰，等.城市熱島的生態環境效應[J].生態學報，2005（8）：2055-2060.

Abstract： In?this paper， we download Landsat 8 from geospatial data cloud Remote sensing image， after software processing， can get the ground temperature and surface landscape pattern of Kunming City， analyze the corresponding different temperatures under different urban landscapes， so as to get the strength of heat island effect under different landscapes， and analyze the heat island effect under man-made land is the strongest， while vegetation and water have a great role in alleviating the heat island.

keywords：Landscape pattern; Urban heat island; Impervious surface rate; NDVI; MNDWI; Kunming