福州主城區(qū)綠色空間不同演化模式對地表溫度擾動的影響

陳燕紅，蔡芫鑌，仝 川

1.福建師范大學(xué),濕潤亞熱帶生態(tài)-地理過程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350007 2.福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350007 3.福州大學(xué)至誠學(xué)院，福建 福州 350002 4.福州大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，福建 福州 350108

“綠水青山就是金山銀山”理論是習(xí)近平生態(tài)文明建設(shè)思想的重要組成部分.城市綠色空間作為“山水林田湖草”的重要組成部分，是“生態(tài)文明”和“美麗中國”建設(shè)的綠色載體，主要由城市綠地、水體和濕地等生態(tài)景觀共同構(gòu)成[1-2].我國作為世界上最大的發(fā)展中國家，到21世紀(jì)初，城市化規(guī)模已達(dá)到人類有史以來的最大程度[3].隨著城市化進(jìn)程的加快，城市綠色空間受到前所未有的壓力和脅迫.其中，除了土地面積的大量減少以外，更有空間格局上的改變以及地勢地形的變化等.復(fù)雜的演化模式給城市熱環(huán)境帶來了不容忽視的影響[4]，亦顯著影響了區(qū)域景觀結(jié)構(gòu)與生態(tài)服務(wù)[5-8]，加劇了城市熱島效應(yīng)，繼而引發(fā)一系列生態(tài)環(huán)境問題[9-13].城市綠色空間一直以來被認(rèn)為是緩解城市熱島效應(yīng)的“生力軍”[14-15].許多學(xué)者[16-19]利用實(shí)地觀測、遙感反演等方法開展了相關(guān)研究.然而以往的研究或傾向于闡釋城市綠色空間面積變化帶來的溫度影響，或聚焦在其內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)；而深入探究城市綠色空間演化的特征規(guī)律，系統(tǒng)總結(jié)其對地表溫度擾動影響的研究卻較為匱乏.為了科學(xué)認(rèn)識并掌握城市熱環(huán)境變化情況及其規(guī)律，迫切需要開展城市綠色空間演化對地表溫度擾動的影響研究.

當(dāng)前，城市綠色空間演化及其與地表溫度之間的關(guān)系作為環(huán)境領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)問題，引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注.Nichol[20]利用Landsat遙感影像反演得到樹木冠層的平均溫度比建設(shè)用地和草地分別低7.8和5.1 K，實(shí)地測量表明，樹木冠層下方溫度較周邊地區(qū)低1.5～2 K.Estoque等[21]以東南亞大城市為對象，研究地表溫度與綠地密度之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)二者呈顯著負(fù)相關(guān)，而地表溫度與不透水面密度呈顯著正相關(guān).此外，歸一化水汽指數(shù)(NDMI)[22]、歸一化建筑指數(shù)(NDBI)[23]和歸一化植被指數(shù)(NDVI)[24]等也是影響溫度變化的相關(guān)指標(biāo).邱海玲等[25]對城市綠地降溫效應(yīng)進(jìn)行研究，進(jìn)而比較其在不同方向上的降溫幅度.CHEN等[26]定量分析了福州主城區(qū)綠色空間演化的冷島效應(yīng).YU等[27-28]討論了亞熱帶地區(qū)城市綠色空間冷島效率及其對地表溫度的影響變化.PENG等[29]以北京為研究對象，開展了城市熱環(huán)境動態(tài)變化與相關(guān)景觀格局指數(shù)之間的關(guān)系.ZHENG等[30]分析了城市化背景下閩江河口濕地土地利用/覆蓋變化對熱環(huán)境的影響.顯然，國內(nèi)外的相關(guān)研究主要集中在城市綠色空間結(jié)構(gòu)或面積變化及其產(chǎn)生的溫度效應(yīng)方面[26,30].然而，城市下墊面地表溫度的變化不僅與當(dāng)前土地利用/覆蓋類型有關(guān)，而且還與土地利用/覆蓋轉(zhuǎn)移格局及其動態(tài)變化密切相關(guān)[26,31-32].

近年來，隨著城市化發(fā)展，福州主城區(qū)綠色空間不斷受到蠶食，退化嚴(yán)重；從2007年起，福州城區(qū)夏熱時段的平均地表溫度高達(dá)35～40 ℃，成為媒體評出的中國新三大“火爐”之首，城市熱島現(xiàn)象嚴(yán)重[33].鑒于福州市在國家自由貿(mào)易區(qū)和海峽經(jīng)濟(jì)區(qū)的特殊地位，迫切需要開展綠色空間演化和地表溫度擾動的關(guān)系研究，探究不同綠色空間演化對地表溫度擾動的影響，以期為福州市及其他相似地區(qū)有效改善城市熱島效應(yīng)、科學(xué)規(guī)劃綠色空間布局、促進(jìn)城市可持續(xù)健康發(fā)展，提供有益幫助.因此，該研究運(yùn)用遙感反演、空間分析、地統(tǒng)計學(xué)分析等方法，開展城市綠色空間演化與地表溫度擾動的關(guān)系研究，預(yù)期取得兩方面的研究成果：一方面，科學(xué)量化不同綠色空間演化類型、模式(填充式、邊緣式和飛地式)和地形引起的地表溫度擾動，橫向擴(kuò)展城市綠色空間動態(tài)演化的研究內(nèi)容；另一方面，聚焦不同的城市綠色空間類型，在不同網(wǎng)格空間占比情況下的溫度擾動差異對比，縱向深化綠色空間動態(tài)演化帶來的溫度擾動影響研究.

1 研究區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 區(qū)域概況

福州市簡稱“榕”，轄6個區(qū)(鼓樓區(qū)、臺江區(qū)、倉山區(qū)、晉安區(qū)、馬尾區(qū)、長樂區(qū))、6個縣(閩侯縣、連江縣、羅源縣、閩清縣、永泰縣、平潭縣)和1個縣級市(福清市)，總面積 11 968 km2.福州市轄43個街道、99個鎮(zhèn)、45個鄉(xiāng)(含連江縣馬祖鄉(xiāng))、2個民族鄉(xiāng)，490個社區(qū)居委會、2 383 個村民委員會.福州市位于我國東南沿海，地理位置25°15′N～26°39′N、118°08′E～120°31′E.福州市屬亞熱帶季風(fēng)氣候，四季常青，陽光充足，雨量充沛，霜少無雪，夏長冬短，無霜期達(dá)326 d.2017年平均氣溫20.9 ℃，平均年降雨量 1 508.2 mm，平均年日照時數(shù) 1 756.7 h.該研究以福州主城區(qū)為研究對象，主要包含鼓樓區(qū)、臺江區(qū)、晉安區(qū)和倉山區(qū)建成區(qū)部分，總面積約為257.80 km2.

1.2 遙感數(shù)據(jù)

所需衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)來自地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn)，具體時相和參數(shù)信息如表1所示.為了減小誤差，在數(shù)據(jù)選取時，盡可能選用同一季節(jié)(夏季)且云量相對較小的數(shù)據(jù)影像為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源.

圖1 研究區(qū)土地利用類型分布Fig.1 Land use types maps of the study area

表1 研究區(qū)各年份遙感影像參數(shù)信息
Table 1 Remote sensing images information in Fuzhou of the ten years

日期衛(wèi)星∕傳感器多光譜波段分辨率∕m熱紅外波段分辨率∕m1993-06-26Landsat5∕TM530120(30)1996-08-21Landsat5∕TM530120(30)2000-06-29Landsat5∕TM530120(30)2002-07-05Landsat5∕TM530120(30)2006-06-22Landsat5∕TM530120(30)2008-07-05Landsat5∕TM530120(30)2009-06-06Landsat5∕TM530120(30)2010-08-04Landsat5∕TM530120(30)2011-07-30Landsat5∕TM530120(30)2013-08-04Landsat8∕OLI30100(30)

注：表內(nèi)括號中的“30”表示Landsat 5熱紅外波段數(shù)據(jù)經(jīng)3次卷積重采樣為30 m分辨率[34].

2 研究方法

2.1 遙感影像分類

在對遙感影像進(jìn)行輻射校正、幾何糾正、圖像配準(zhǔn)和投影變換等預(yù)處理后，根據(jù)中國土地資源分類系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，基于最大似然法，將研究區(qū)土地利用類型劃分為綠色空間和非綠色空間兩大類，林/草地、水體、濕地、農(nóng)田、建設(shè)用地和裸地六小類(見圖1)，影像總體分類精度均大于70%，分類結(jié)果良好.根據(jù)研究區(qū)域特點(diǎn)，選取下墊面中典型的林/草地、水體和濕地作為綠色空間類型.

該研究引入速度指數(shù)(annual increase，AI)、相對變化速度指數(shù)(relative annual increase，RAI)和年均變化率指數(shù)(annual growth rate，AGR)[35-37]作為量化綠色空間演化強(qiáng)度的指標(biāo)，分析不同時期綠色空間演化的空間分布差異.

AI=(Aend-Astar)/d

(1)

(2)

(3)

式中：Astar為某一階段初期綠色空間面積，km2；Aend為某一階段末期綠色空間面積，km2；d為時間步長間隔，a；Tstar、Tend分別為研究期初期、末期的綠色空間面積，km2；D為研究期總時間間隔，a.

2.2 地表溫度反演

當(dāng)前，國內(nèi)外普遍采用單窗算法、劈窗算法、單通道算法和熱輻射傳輸方法反演區(qū)域地表溫度，大量研究[34,38-40]已證明了上述方法的科學(xué)性和可行性.該研究參考覃志豪等使用的單窗算法，對Landsat 5與Landsat 8的熱紅外波段進(jìn)行地表溫度反演[38]，其中，Landsat 8 選擇熱紅外波段10進(jìn)行反演[41]，具體方法主要包括灰度(DN)值轉(zhuǎn)化、亮度溫度計算和地表溫度計算.

灰度(DN)值轉(zhuǎn)化：

Lλ=O+G×DN

(4)

式中：Lλ為熱輻射亮度，W/(m2·sr·μm)；DN為單個像元的灰度值；O為熱紅外波段偏置；G為熱紅外波段增益.

亮度溫度計算：

(5)

式中：Tb為亮度溫度，K；K1和K2是常量.對于Landsat 5衛(wèi)星，K1=607.76 W/(m2·sr·μm)，K2=1 260.56 K；對于Landsat 8衛(wèi)星，K1=774.89 W/(m2·sr·μm)，K2=1 321.08 K.

地表溫度計算：

(6)

C=τ×ε

(7)

D=(1-τ)×[1+τ(1-ε)]

(8)

式中：Ts為實(shí)際地表溫度，K；a、b是常量，a=-67.355 351，b=0.458 606；Ta為大氣平均作用溫度，K；ε為比輻射率；τ為大氣透射率.

圖2 城市綠色空間演化模式示意Fig.2 The evolution model diagram of UGS

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，可運(yùn)用式(9)近似推算Ta[42]：

Ta=0.917 15T0+17.976 9

(9)

式中，T0為近地面氣溫，K.

通過NASA官網(wǎng)(https://atmcorr.gsfc.nasa.gov)的大氣校正參數(shù)計算器獲取大氣透射率.

利用歸一化植被指數(shù)閾值法估算地表比輻射率(ε)[43]：

(10)

(11)

dε=(1-εu)(1-Pv)Fεv

(12)

式中：εv為植被比輻射率，取0.99；εu為地表比輻射率，取0.92；dε為自然表面的幾何分布和內(nèi)部反射的影響；F為形狀因子，取0.55；Pv為植被覆蓋度；NDVImin=0.2，NDVImax=0.5.

2.3 相對地表溫度的估算

該研究引入相對地表溫度指數(shù)(relative land surface temperature,RLST)來考察研究區(qū)不同時期綠色空間對地表溫度的影響效果，計算方法見式(13).

RLSTi=LSTi-LSTmean

(13)

式中：RLSTi為某一年份第i種用地類型的相對地表溫度，℃；LSTi為某一年份第i種用地類型的地表溫度，℃；LSTmean為某一年份的平均地表溫度，℃.

2.4 綠色空間演化模式分析

該研究將綠色空間演化模式分為3種，即填充式演化、邊緣式演化、飛地式演化(見圖2).借鑒LIU等[44]的研究方法，采用斑塊變化指數(shù)(patch reduction index，PRI)來表征綠色空間演化模式，其定義如下：

PRI=100×A0/(Ao+Av)

(14)

式中:PRI為綠色空間斑塊變化指數(shù)；Ao為原綠色空間范圍內(nèi)新縮減的綠色空間斑塊面積，km2；Av為縮減后綠色空間斑塊的剩余面積，km2.PRI∈[0,100]，且當(dāng)PRI為0時，表明綠色空間演化為飛地式；PRI∈(0,50]，表明綠色空間演化為邊緣式；PRI∈(50,100]，表明綠色空間演化為填充式.

2.5 綠色空間地形影響分析

利用ArcGIS 10.2軟件中的Reclassify工具將高程和坡度按照數(shù)值分布特征，各自重分類為5個等級，再分別與相對地表溫度專題圖進(jìn)行疊置分析，提取相應(yīng)的平均地表溫度曲線變化結(jié)果，進(jìn)而剖析高程和坡度變化對地表溫度的擾動特征及其影響.

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用/覆蓋演化特征及其影響

根據(jù)研究區(qū)1993—2013年共10景遙感影像的土地利用/覆蓋分類結(jié)果，統(tǒng)計各主要土地利用類型的面積和地表溫度及其變化情況(見表2).由表2可知，1993—2013年，研究區(qū)土地利用/覆蓋發(fā)生了顯著變化.其中，面積變化最大的是建設(shè)用地，從1993年的99.46 km2增至2013年的165.25 km2，凈增加65.79 km2；其次是農(nóng)田和林/草地，面積分別減少28.65和20.88 km2；最后是水體和濕地，面積分別減少12.72和4.01 km2.

表2 1993—2013年土地利用變化與內(nèi)部地表溫度統(tǒng)計Table 2 The land usecover change and inner LST from 1993 to 2013

表2 1993—2013年土地利用變化與內(nèi)部地表溫度統(tǒng)計Table 2 The land usecover change and inner LST from 1993 to 2013

土地利用類型面積∕km21993年1996年2000年2002年2006年2008年2009年2010年2011年2013年面積變化量1)∕km2地表溫度變化量1)∕℃變化幅度∕(℃∕km2)林∕草地40.9937.2136.2330.2829.2624.1323.4322.9521.4520.11-20.888.85-0.42水體40.0438.0135.4634.0233.3227.8627.6527.4527.3327.32-12.729.13-0.72濕地6.025.434.984.782.572.482.432.342.142.02-4.017.90-1.97農(nóng)田70.5567.8962.4756.1450.3542.9042.4542.1242.0941.90-28.65——建設(shè)用地99.46105.65115.49127.89142.14159.61160.14162.32163.08165.2565.79——裸地0.743.613.164.690.160.821.700.621.711.190.45——

注：1) 為1993—2013年變化量.

1993—2013年，福州主城區(qū)綠色空間演化較為顯著(見表3).其中，1993—2000年綠色空間以-1.80% 的年均變化率縮減，速度指數(shù)為-1.48 km2/a，演化進(jìn)程較慢；2000—2008年處于綠色空間的快速演化階段，其面積持續(xù)減少，縮減了22.20 km2，年均變化率最大，速度指數(shù)為-2.78 km2/a，高于研究期演化的平均速度，這一時期福州主城區(qū)的開發(fā)建設(shè)成為綠色空間演化的主要脅迫因素之一；2008—2013年，綠色空間的演化速度有所減緩，相對變化速度和年均變化率分別為0.53和-1.92%.

表3 1993—2013年研究區(qū)不同時段城市綠色空間變化情況Table 3 Change information of UGS in different periods from 1993 to 2013

總體來看，1993—2013年，研究區(qū)綠色空間經(jīng)歷了一個由慢轉(zhuǎn)快、而后保持平穩(wěn)的演化過程.運(yùn)用ArcGIS 10.2平臺的Mask和Raster Calculator工具，提取分析各土地利用/覆蓋類型的地表溫度變化，從結(jié)果(見表2)上看，研究區(qū)內(nèi)水體面積變化產(chǎn)生的內(nèi)部地表溫度擾動影響最大(9.13 ℃)，其次為林/草地(8.85 ℃)和濕地(7.90 ℃).

3.2 綠色空間類型演化特征及其影響

圖3 城市綠色空間面積與地表溫度關(guān)系的回歸分析Fig.3 Linear relationship between UGS and LST

不同綠色空間類型單位面積的變化對其內(nèi)部地表溫度擾動的影響不盡相同(見表2)，變化幅度表現(xiàn)為濕地(-1.97 ℃/km2)>水體(-0.72 ℃/km2)>林/草地(-0.42 ℃/km2).從各年份來看，林/草地和濕地面積比例逐年降低，水體面積比例基本不變(見圖3).為進(jìn)一步分析綠色空間與地表溫度之間的關(guān)系，對不同綠色空間類型所占網(wǎng)格單元比例及其相應(yīng)的地表溫度進(jìn)行回歸分析(見圖3，樣本容量為986個).顯然，各綠色空間所占網(wǎng)格單元比例與地表溫度擾動關(guān)系密切，其中，林/草地、水體所占網(wǎng)格單元比例與地表溫度呈負(fù)相關(guān)(P<0.01)，即大面積的連片綠色空間能顯著降低周邊環(huán)境的地表溫度；從回歸關(guān)系上看，“水體所占網(wǎng)格單元比例-地表溫度”關(guān)系曲線的斜率大于“林/草地所占網(wǎng)格單元比例-地表溫度”曲線，表明大面積的水體相較于林/草地而言能更快地降低所在區(qū)域地表溫度；一定面積(所占網(wǎng)格單元比例超過80%)的濕地在穩(wěn)定區(qū)域地表溫度方面具有重要作用.

3.3 綠色空間模式演化特征及其影響

由表4可見，1993—2000年、2000—2008年和2008—2013年這3個研究階段內(nèi)，福州主城區(qū)綠色空間演化模式均以邊緣式為主，下墊面的斑塊數(shù)量占比分別為48.15%、41.58%和42.31%，面積占比分別為52.73%、50.36%和48.23%，這說明，近20年來福州城市綠色空間減少的途徑主要表現(xiàn)為飛地式和邊緣式.上述3個階段的填充式演化面積占比分別為10.26%、12.61%和10.15%，呈先升后降的態(tài)勢，表明綠色空間內(nèi)部的退化有所緩解；飛地式演化的面積占比分別為37.01%、37.03%和41.62%，數(shù)量占比分別為31.72%、33.17%和34.12%，均表現(xiàn)出上升趨勢，說明城市化進(jìn)程中許多獨(dú)立的綠色空間斑塊被蠶食侵占.

從緩沖區(qū)分析結(jié)果(見圖4)來看，各時期綠色空間面積在3～6 km范圍內(nèi)的縮減面積較大.其中，邊緣式演化的面積相較于飛地式和填充式較多.雖然不同緩沖區(qū)內(nèi)綠色空間的演化模式各異，但1993—2000年、2000—2008年和2008—2013年這3個研究階段的邊緣式和飛地式演化的高值區(qū)都主要集中在距城市中心4～7 km的晉安區(qū)和倉山區(qū)，在福州市政府“跨越式”發(fā)展戰(zhàn)略影響下，倉山區(qū)、晉安區(qū)建設(shè)形成了集中連片開發(fā)的態(tài)勢，使得該區(qū)域綠色空間縮減較為顯著.各時期的填充式演化相對較為均勻，表明近20年來對綠色空間的蠶食以邊緣式和飛地式為主.從對3個研究階段的分析來看，2000—2008年，研究區(qū)內(nèi)綠色空間演化帶來的地表溫度擾動幅度最大，達(dá)4.93 ℃.

表4 不同城市綠色空間演化模式的斑塊數(shù)量和面積比例統(tǒng)計Table 4 Statistic of patch number and area proportion of different UGS evolution pattern

3.4 綠色空間地形演化特征及其影響

就整個研究區(qū)域來說，不同的高程與坡度變化對相對地表溫度的擾動有顯著影響(見圖5).1993—2013年，高程為0～10 m和坡度為0～2°地形的相對地表溫度變化曲線較為平緩，主要集中在0 ℃附近；高程為10～30 m和坡度為2°～5°地形的相對地表溫度變化曲線表現(xiàn)較為一致，均為正值，溫差保持在0.90～1.95 ℃之間；高程為30～50 m和坡度為5°～10°地形的相對地表溫度變化基本接近，變化幅度在-3～0 ℃之間；高程為50～100 m和坡度為10°～15°地形的相對地表溫度變化趨勢也基本一致，2000年前相對地表溫度高于-3 ℃，2000年以后變化區(qū)間主要集中在-5～-3 ℃之間；而高程大于100 m和坡度大于15°地形的相對地表溫度均為負(fù)值，最大絕對值高達(dá)7.97 ℃.

圖4 基于緩沖區(qū)分析的不同演化模式對地表溫度的擾動影響Fig.4 The effects of different evolution pattern based on buffer zones analysis

圖5 不同高程與坡度對相對地表溫度的影響Fig.5 Land surface temperature deviations grouped according to different elevation and slope ranges

對于整個研究區(qū)域內(nèi)的綠色空間而言，不同的高程與坡度對相對地表溫度的擾動(見圖5)結(jié)果顯示，不同地形背景條件下，綠色空間內(nèi)部的相對地表溫度均是負(fù)值，1993—2013年其絕對值呈增加趨勢.其中，高程為0～10 m和坡度為0～2°地形引起的相對地表溫度趨勢較為一致，也最為強(qiáng)烈(-10.67～-5.03 ℃)；其次是高程大于100 m和坡度大于15°的地形(-8.65～-1.95 ℃)與高程為50～100 m和坡度為10～15°的地形(-7.04～-0.92 ℃)；最后是分布在高程為30～50 m和坡度為5～10°地形的綠色空間(-6.61～0.41 ℃)以及高程為10～30 m和坡度為2°～5°地形的綠色空間(-6.14～-0.41 ℃).結(jié)合研究區(qū)土地利用/覆蓋類型分布發(fā)現(xiàn)，高程為0～30 m和坡度為0～5°地形內(nèi)分布的綠色空間數(shù)量較少，這主要是由于該區(qū)域范圍內(nèi)人類活動干擾較多、其他用地類型迅速擴(kuò)張造成的，最終導(dǎo)致地表溫度升高.因此，在城市規(guī)劃建設(shè)過程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注高程在0～30 m和坡度0～5°地形下的土地利用/覆蓋類型的配置.

4 討論

研究以福州主城區(qū)綠色空間為對象，從土地利用、演化類型、演化模式和地形的角度，科學(xué)總結(jié)城市化進(jìn)程中綠色空間動態(tài)演變的特征規(guī)律，量化分析不同空間占比情境下的地表溫度變化閾值.已有研究表明，城市綠色空間的動態(tài)演變將帶來區(qū)域地表溫度的擾動變化[26,30,45]，大面積的綠色空間對城市具有顯著的降溫作用[46-47]；長期城市化進(jìn)程中，綠色空間受到人類活動的影響和脅迫[18]，其面積的退化縮減，帶來了城市區(qū)域地表溫度的升高[28,31-32]；為緩解不斷涌現(xiàn)的“城市熱島”，迫切需要科學(xué)規(guī)劃和合理保護(hù)城市綠色空間[47-48]，保障其可持續(xù)健康發(fā)展；該研究亦得出與上述一致的結(jié)論.

不同于以往的是，該研究結(jié)合綠色空間的演化類型、演化模式和地形因素發(fā)現(xiàn)，1993—2013年福州主城區(qū)綠色空間的縮減主要通過邊緣式和飛地式演化來實(shí)現(xiàn).從類型演化過程上看，濕地面積變化帶來的地表溫度變化幅度最明顯，水體相較于林草地而言更具降溫效果.在地形影響方面，綠色空間分布區(qū)的地形與坡度變化對地表溫度的擾動有顯著影響.通過對不同綠色空間類型與地表溫度關(guān)系的進(jìn)一步回歸分析，明確了不同“綠色空間所占網(wǎng)格單元比例”情況下地表溫度擾動變化的閾值范圍，進(jìn)一步量化了單位面積的不同綠色空間類型變化帶來的溫度擾動情況.該研究結(jié)果可為深入了解綠色空間演變產(chǎn)生的溫度擾動機(jī)制，科學(xué)劃定生態(tài)紅線，有效緩解城市熱島效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)綠色空間可持續(xù)健康發(fā)展提供幫助和借鑒.

由于Landsat衛(wèi)星遙感影像的空間分辨率有限，后續(xù)研究亦可采用更新時相的高分辨率遙感影像為數(shù)據(jù)源，進(jìn)而減少數(shù)據(jù)分析提取過程中的誤差，提高研究結(jié)果的準(zhǔn)確性；此外，該研究聚焦于綠色空間演化帶來的溫度擾動影響，而研究區(qū)域內(nèi)風(fēng)速、風(fēng)向、蒸散發(fā)和地表潛熱等環(huán)境參數(shù)亦對地表溫度產(chǎn)生影響，需要更加系統(tǒng)的長期氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)的支撐，以為今后深入掌握地表溫度與各影響要素間的復(fù)雜耦合關(guān)系提供幫助.

5 結(jié)論

b) 從綠色空間的演化模式上看，福州主城區(qū)綠色空間的縮減主要表現(xiàn)為邊緣式和飛地式，且其演化的高值區(qū)均主要集中在距城市中心4～7 km范圍內(nèi).2000—2008年，研究區(qū)內(nèi)綠色空間演化帶來的地表溫度擾動幅度最大.從地形因素分析，由于人類活動的影響，分布在高程為0～30 m和坡度為0～5°區(qū)域內(nèi)的綠色空間面積明顯低于其他地區(qū)，該區(qū)域的地表溫度亦相對較高.因此，應(yīng)特別重視保護(hù)該區(qū)域內(nèi)綠色空間的數(shù)量和質(zhì)量.

c) 根據(jù)研究結(jié)果對福州主城區(qū)未來可持續(xù)發(fā)展提出如下建議：①關(guān)注綠色空間的邊緣式縮減和退化.邊緣綠色空間的縮減和退化是城市化進(jìn)程中人類活動主導(dǎo)影響的演化模式，此類演化模式對自然下墊面有著強(qiáng)烈的干擾，致使區(qū)域地表溫度發(fā)生劇烈擾動，因此，對已有的綠色空間應(yīng)加強(qiáng)邊緣地帶的管護(hù)，降低附近建設(shè)用地密度，以減緩地表升溫效應(yīng).②增加城市綠色空間的覆蓋面積與覆蓋度.水域、濕地和林草地等綠色空間類型可通過遮蔽、蒸散作用降低所在區(qū)域地表溫度；同時，連片而緊湊的綠色空間能更好地緩解區(qū)域高溫.

d) 研究結(jié)果可為有效緩解城市發(fā)展過程中的熱島效應(yīng)，開展本地區(qū)與其他相似地區(qū)的橫向及縱向比較提供依據(jù)，并為推進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展建設(shè)提供參考.后續(xù)研究可在進(jìn)一步提高基礎(chǔ)影像數(shù)據(jù)分辨率的基礎(chǔ)上，深入剖析地表溫度擾動的復(fù)雜影響機(jī)制，構(gòu)建科學(xué)、全面的指標(biāo)體系以量化評價城市應(yīng)對極端高溫的適應(yīng)能力.