城市綠化面積與城市年平均氣溫的回歸分析

杜敏晴 王晨　吳世祥 劉守江

摘 要：該文對(duì)2000—2015年四川省的18個(gè)地級(jí)市區(qū)的城市綠化面積與城市年平均氣溫之間進(jìn)行了回歸分析，建立了回歸模型，并對(duì)模型進(jìn)行了檢驗(yàn)。模型顯示，18個(gè)地級(jí)市區(qū)城市綠化面積與城市年平均氣溫之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，即隨著城市綠化面積的增加城市年平均氣溫會(huì)相應(yīng)的降低。該研究對(duì)于未來(lái)全球氣候不斷變化、全球不斷變暖的情況下，進(jìn)行城市化的發(fā)展規(guī)劃設(shè)計(jì)、環(huán)境保護(hù)、改善區(qū)域氣候等提供較為科學(xué)的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：城市綠化面積；城市年平均氣溫；回歸分析；回歸模型；四川省

中圖分類號(hào) P468.021 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）05-0071-04

Regression Analysis of Urban Green Area and Average Air Temperature

Du Minqing1 et al.

（1School of Land and Resources，China West Normal University，Nanchong 637009，China）

Abstract：In this paper，the regression analysis between the urban green area and the city average temperature in 18 prefecture level cities of Sichuan province in 2000—2015 is carried out，and the regression model is established and tested. The model shows that there is a negative correlation between urban green area and urban average temperature in 18 prefecture level cities，that is，with the increase of urban green area，the annual average temperature of city will decrease correspondingly. The research for the future global climate change，global warming，urbanization development planning and design，environmental protection，improve the regional climate，such as the provision of a scientific guidance.

Key words：Urban green area； Annual average temperature of city； Regression analysis； Regression model； Sichuan Province

1 引言

隨著人類對(duì)自然環(huán)境的活動(dòng)強(qiáng)度增大，自然環(huán)境不斷發(fā)生著變化，其中城市氣溫的不斷攀升就是一個(gè)變化現(xiàn)象。由于環(huán)境的不斷發(fā)展，氣溫也相應(yīng)的不斷變化著，出現(xiàn)了許多學(xué)者對(duì)城市氣溫的研究，在20世紀(jì)90年代，國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于城市氣溫的研究很多。但涉及較多的是城市化對(duì)于城市氣溫的影響，以及城市熱島的分析研究[1-20]。而在研究中國(guó)城市化對(duì)城市氣溫的研究主要集中在中國(guó)華東[2-4]、華北[6]、東北[7-10]等城市；西北地區(qū)[13]的城市化對(duì)城市氣溫影響的研究，主要集中在西安[14]、蘭州、西寧和烏魯木齊[15]等地；對(duì)于西南地區(qū)[16]的城市化對(duì)城市氣候研究多集中在昆明、貴州、楚雄[17-20]等地；對(duì)于西南的四川、重慶等地區(qū)的研究較少，而對(duì)于城市綠化情況與城市氣溫的相關(guān)研究就更加稀少。根據(jù)張景哲等[21]對(duì)氣溫和下墊面之間的關(guān)系研究，發(fā)現(xiàn)水體和綠地對(duì)降溫有十分明顯的作用，可以有效調(diào)節(jié)溫度，特別是在夏季。本文在前人研究的基礎(chǔ)上展開(kāi)了有關(guān)城市綠化面積與城市年平均氣溫的回歸性分析研究。

2 研究目的與意義

本文采用城市綠化面積與城市年平均氣溫之間的回歸性分析法，研究四川省18個(gè)地級(jí)市區(qū)城市綠化面積對(duì)城市年平均氣溫的影響程度。該研究在未來(lái)不斷的城市化過(guò)程中對(duì)未來(lái)城市氣候變化可能產(chǎn)生的影響，采取相應(yīng)的措施，為城市的發(fā)展規(guī)劃設(shè)計(jì)、環(huán)境保護(hù)、改善區(qū)域氣候等提供較為科學(xué)的指導(dǎo)，有利于改善隨著全球氣溫的不斷攀升，全球不斷變暖所帶來(lái)的城市氣溫的不斷升高狀況，使城市生活更加舒適，人與環(huán)境關(guān)系更加和諧。

3 研究地區(qū)概況

四川省簡(jiǎn)稱川或蜀，于我國(guó)西南地區(qū)，面積約48萬(wàn)km2。全省地形西高東低，可分為川西高原和四川盆地兩大部分。四川盆地中亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，即四川盆地及周圍山地。該區(qū)全年濕潤(rùn)溫暖，年均溫16～18℃，日溫≥10℃的持續(xù)期240～280d，氣溫日較差小，年較差大，呈現(xiàn)冬暖夏熱的狀態(tài)。由于受地理緯度和地貌的影響，氣候的地帶性和垂直方向變化十分明顯，東部和西部的差異很大，高原山地氣候和亞熱帶季風(fēng)氣候并存。本文研究的18個(gè)地級(jí)市大部分便處于四川東中部氣候區(qū)，全年濕潤(rùn)溫暖，而其中攀枝花屬于川西南山地亞熱帶半濕潤(rùn)氣候區(qū)，年均溫12～20℃，年較差小，日較差大，早寒午暖，四季不明顯，但干濕季明顯，降雨集中在每年的6—8月這3個(gè)月。

4 資料來(lái)源及處理

4.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 選取四川省18個(gè)地級(jí)市區(qū)作為研究對(duì)象，詳細(xì)數(shù)據(jù)分別為：（1）氣象資料：來(lái)源于四川統(tǒng)計(jì)年鑒和各地級(jí)市氣象站多年連續(xù)觀測(cè)資料。本文選用2000—2015年的年平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫?cái)?shù)據(jù)等氣象數(shù)據(jù)。（2）統(tǒng)計(jì)資料：本文統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)自四川省統(tǒng)計(jì)年鑒及各地級(jí)市統(tǒng)計(jì)年鑒[22]，選用了2000—2015年四川省18個(gè)地級(jí)市區(qū)的綠化覆蓋面積。

4.2 數(shù)據(jù)處理 利用Excel2010和SPSS17軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和相關(guān)回歸性分析，得出相應(yīng)的回歸模型。

5 結(jié)果分析

5.1 綠化覆蓋面積逐年變化情況及城市內(nèi)部差異

5.1.1 綠化覆蓋面積逐年變化情況 用Excel軟件對(duì)2000—2015年18個(gè)市區(qū)的綠化覆蓋面積進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，從圖1可以看出，從2000—2015年各市區(qū)的綠化覆蓋面積呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的狀態(tài)。其中2004年、2005年、2006年3年的綠化覆蓋面積增長(zhǎng)較慢，2015年的綠化覆蓋面積增長(zhǎng)量是2000年的4.6倍。

5.1.2 城市內(nèi)部差異 從圖2可以看出，各市區(qū)的16年綠化覆蓋面積屬成都市區(qū)最高，其綠化覆蓋面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他地級(jí)市區(qū)。成都市區(qū)16年的綠化覆蓋面積達(dá)到了249044hm2，而巴中市區(qū)最低只有10900hm2。其他地級(jí)市區(qū)的綠化覆蓋面積均小于60000hm2。

5.2 年均溫逐年變化情況及城市內(nèi)部差異

5.2.1 年均溫逐年變化情況 用Excel軟件對(duì)2000—2015年18個(gè)市區(qū)的年均氣溫進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，從圖3可以看出，從2000年到2015年各市區(qū)的年均氣溫整體呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，在18～17℃波動(dòng)降低。而2006、2007年和2013年3年的年均氣溫比其他年份年均溫高，年均溫超過(guò)了18℃，這與這3年的綠化覆蓋面積增長(zhǎng)和日照時(shí)數(shù)有一定的關(guān)系；另外2014年和2015年的年均溫高于2012年及其前面幾年，這與全球氣溫變暖和日照時(shí)數(shù)有關(guān)。根據(jù)圖1中的綠化覆蓋面積逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)可以看出2006、2007年和2013年這3年的增長(zhǎng)速度較慢，相對(duì)應(yīng)的年均溫也較高，可以看出綠化覆蓋面積與年均溫存在一定的關(guān)系。

5.2.2 城市內(nèi)部差異 圖4給出了近16年的18個(gè)地級(jí)市區(qū)城市年均溫變化情況，表現(xiàn)為：（1）除了攀枝花市區(qū)，其他城市的年均溫均小于19℃；（2）成都市區(qū)的年均溫是18個(gè)城市中最低的，只有16.1℃，比攀枝花市區(qū)的年均溫低了5.1℃。而成都市的市區(qū)面積最大，年均溫卻最低，這與該市區(qū)的綠化覆蓋面積存在一定的關(guān)系。攀枝花市區(qū)的年均溫最高，與市區(qū)的綠化面積有一定的關(guān)系，也與它所處的地理位置有關(guān)系。

5.3 綠化覆蓋面積與年均溫的回歸分析

5.3.1 相關(guān)分析 運(yùn)用SPSS軟件，對(duì)綠化覆蓋面積與年平均氣溫進(jìn)行相關(guān)性分析。得出綠化覆蓋面積與年平均氣溫的Pearson相關(guān)系數(shù)是-0.489，雙側(cè)顯著性檢驗(yàn)的P值為0，在0.01以下。因此可認(rèn)為綠化覆蓋面積與年平均氣溫之間具有一定的相關(guān)性，且呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。表明隨著城市綠化覆蓋面積的增長(zhǎng)，城市年平均氣溫不斷下降。運(yùn)用Excel軟件繪制2000—2015年城市綠化覆蓋面積與城市平均氣溫之間的散點(diǎn)圖（見(jiàn)圖5）。由圖5可知，四川省18個(gè)地級(jí)市的城市綠化覆蓋面積與城市平均氣溫呈線性關(guān)系。從直線相關(guān)的變化方向來(lái)看，2000～2015年綠化覆蓋面積與年平均氣溫之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，因此可以進(jìn)行一元線性回歸分析。

5.3.2 回歸方程 運(yùn)用SPSS軟件分別對(duì)2000—2015城市綠化覆蓋面積和城市年平均氣溫兩者的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得出以下一元線性經(jīng)驗(yàn)回歸方程：Y=-0.934X+17.700（其中，X：綠化覆蓋面積，Y：年平均氣溫）。根據(jù)方程（模型）的方差分析數(shù)據(jù)，得出方程的F檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量為56.936，相應(yīng)的概率P值均為0，小于0.05。說(shuō)明綠化覆蓋面積與年平均氣溫之間的線性回歸呈顯著性，可以認(rèn)為二者之間存在線性相關(guān)關(guān)系。

5.3.3 回歸系數(shù)分析 經(jīng)過(guò)SPSS軟件分析得出方程的回歸常數(shù)為17.700，置信度為95%的區(qū)間估計(jì)為（17.606，17.795）；回歸系數(shù)為-0.934，置信度為95%的區(qū)間估計(jì)為（0.000，0.000）；回歸系數(shù)檢驗(yàn)的T值為-6.904，相應(yīng)的概率P值為0，小于0.05?？烧J(rèn)為該回歸系數(shù)有顯著性意義。

6 結(jié)論與討論

6.1 結(jié)論 經(jīng)過(guò)以上分析，本文得出了四川省18個(gè)地級(jí)市的城市綠化面積與年平均氣溫之間的回歸方程為：Y=-0.934X+17.700，相關(guān)系數(shù)R2為0.8489。根據(jù)方程可知，城市綠化面積每增加1hm2，城市年平均氣溫降低0.934℃?？梢?jiàn)城市綠化面積對(duì)于降低城市氣溫具有顯著影響。通過(guò)對(duì)2000—2015年的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，各市區(qū)的綠化覆蓋面積逐年增長(zhǎng)情況與年均溫逐年變化情況相一致，隨著綠化覆蓋面積逐年增長(zhǎng)年均溫逐年降低，而綠化覆蓋面積增長(zhǎng)緩慢的年份年均氣溫比其他年份稍高。其中成都市的綠化面積一直呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，年平均氣溫呈現(xiàn)相應(yīng)的降低趨勢(shì)，成都市16年以來(lái)的年平均氣溫一直是18個(gè)地級(jí)市中最低的。

6.2 討論與展望

6.2.1 討論 針對(duì)這一結(jié)果，再參考俞宗明（2009）、陳飛平（2013）以及張瑜（2015）等學(xué)者的研究，認(rèn)為城市園林綠化不僅有改善環(huán)境、凈化空氣、促進(jìn)城市生態(tài)良性循環(huán)等功能，還具有調(diào)節(jié)溫度的作用。根據(jù)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，盛夏林蔭下氣溫比裸露地氣溫低3～5℃左右；綠色植物在夏季能吸收60%～80%日光和90%輻射能；園林綠地中地面氣溫比空曠地面氣溫低10～17℃，比柏油路低8～20℃。因此，本文建議在城市化規(guī)劃中不可只考慮城市綠化的經(jīng)濟(jì)效益，還要考慮城市綠化的重大生態(tài)環(huán)境效益。城市生態(tài)環(huán)境變好了，人們心身舒暢、心情愉悅，這樣更能創(chuàng)造出較多的經(jīng)濟(jì)效益。

6.2.2 不足與展望 城市化過(guò)程中對(duì)城市氣候會(huì)具有一定的影響，進(jìn)而會(huì)加重一系列的環(huán)境問(wèn)題。因此，對(duì)城市氣候的研究是非常必要的。由于數(shù)據(jù)資料的限制，本文僅對(duì)四川省18個(gè)地級(jí)市區(qū)的城市綠化面積與城市年平均氣溫之間進(jìn)行了回歸分析，判斷其相關(guān)性。其中難免會(huì)存在著一些不足，主要有：（1）數(shù)據(jù)的年份選取上。本文僅選擇了近16年的數(shù)據(jù)資料分析，探討城市綠化面積與城市年平均氣溫之間的關(guān)系，數(shù)據(jù)較少，在某種程度上不能全面真實(shí)的反映城市綠化面積對(duì)城市年平均氣溫的影響。（2）本文對(duì)城市綠化面積和城市氣溫之間的變化規(guī)律還有待進(jìn)一步的深入。例如：對(duì)城市氣溫變化趨勢(shì)產(chǎn)生的具體原因，今后將會(huì)出現(xiàn)的狀況等沒(méi)有進(jìn)行相關(guān)的研究。尤其是城市綠化面積和城市氣溫對(duì)城市發(fā)展關(guān)聯(lián)性的研究，今后還需進(jìn)一步的探討。（3）對(duì)城市綠化的植物選取上。在城市園林建設(shè)規(guī)劃時(shí)，哪些植物具有哪些經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益，這也是值得考慮的問(wèn)題。例如：?jiǎn)棠?、灌木和草本的面積比應(yīng)該多大；哪類喬木、灌木和草本的綠地密度高，對(duì)空氣有哪些凈化作用，同時(shí)是否還能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，是否適合當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境等。（4）城市生態(tài)環(huán)境的改善涉及廣泛，對(duì)城市發(fā)展、城市環(huán)境以及氣候的變化都具有巨大作用。因此，應(yīng)將其應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去。本文只是對(duì)城市綠化面積和城市氣溫之間的相關(guān)性進(jìn)行了分析，并沒(méi)有應(yīng)用到城市規(guī)劃、城市建設(shè)和城市環(huán)境保護(hù)等當(dāng)中去，這在后面的研究中亟需進(jìn)一步深入探討。

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[22]http：//www.sc.stats.gov.cn/tjcbw/tjnj/2000—2015/index.htm（來(lái)源于四川統(tǒng)計(jì)年鑒2000—2015年的數(shù)據(jù)） （責(zé)編：張宏民）