城市绿地降温效应研究进展
城市热岛效应(urbanheatislandeffect,简称UHI)是一种由于城市建筑及人们活动导致热量在城区空间范围内聚集的现象,是城市气候最显著的特征之一。其对城市气候特征，水文特征，土壤理化特征，城市物质循环，城市能量代谢产生了显著的影像[1]。城市绿地是指用以栽植树木花草、布置配套设施，并由绿色植物所覆盖，且赋以一定功能与用途的场地。城市绿地可以通过植物的蒸腾、蒸散、吸收、吸附、反射等功能，降低温度，增加湿度，固碳释氧，抗污染(吸收粉尘、Cl2、SO2、CO等)，降低噪音，保护生物多样性等[2]。自十九世纪初Howard首次提出城市热岛效应以来,多国科学家就城市热岛效应进行了广泛的研究，本文将从对城市热岛效应的研究方法、城市绿地冷岛效应影响要素等方面进行总结。
1.城市绿地冷岛效应研究方法
1.1基于实地测量的微观研究
数据来源方面，部分研究以实地测量作为主要数据来源，测量要素包括城市与郊区之间的温度差异或城市热岛与冷岛之间的温度差异[3]。张昌顺[4]等在对北京的城市绿地对热岛缓解研究中，通过将北京市分为三个主要部分，通过人工实地使用手持气象站仪器测量来获取数据，通过硬化路面与绿地内部温度的插值来判断绿地的降温效应；蔺银鼎[5]等人同样利用仪器测量，在绿地内部以及边缘设置多个测点，通过温度以及湿度的改变幅度来综合判定绿地的生态场效应。实地测量可以细致精准地获得温度、湿度等数据，但这种数据获取方式主要覆盖绿地周边地带，对于大尺度范围下的研究成本较高。
1.2基于遥感数据的宏观研究
随着遥感技术的发展，可以获得大范围，长时间序列的地表数据，并可以通过数据反演计算出相应的资料获得变化趋势结果。在城市热岛的研究中，很多学者通过遥感数据证实了城市绿地的降温作用，并发现地表温度与植被丰富度或者植被指数(NDVI)存在负相关[6]。在此基础上，众多学者增加了对于地面的景观样式对热岛降温效应的研究，地物类型对热岛降温效应的研究等，并运用多种评定指标来进行分析判断。
在武鹏飞[7]等人对于北京市城市热岛效应的分布特征研究中，将查勇的归一化建筑指数（NDBI）以及反演区的亮度温度进行对比。结果表明，建筑指数与温度呈现明显的正相关关系，即建筑指数越高，温度越高，建筑对温度起积极作用，亮度温度与NDBI相关性的显著程度与下垫面土地结构的复杂程度有关。下垫面土地结构越复杂，剖面上亮度温度与NDBI的相关性越显著，建筑指数对温度的贡献作用越强。在岳文泽[8]等分析土地利用生态环境效应的研究中，分析LST、NDVI在不同土地利用类型之间的差异以及二者之间的定量关系,并引入多样性指数(SHDI),讨论了不同土地利用的空间组合下,LST和NDVI的空间差异及相互关系。其发现在城市生态系统内不同土地利用类型上陆地表面温度和植被指数具有显著性差异，LST和NDVI在大多数土地利用类型之间的差异是显著的，其中工业，仓储，交通用地与工业绿地、农业用地差异最为显著。在孙振如[9]对南京市城市绿地降温效应的研究中，认为采用绿地斑块内外的插值不能很好地表示冷岛效应，所以其采取了归一化冷岛强度（NDCII），该方法是针对遥感数据反演得到地表温度栅格层，充分发挥了遥感数据的空间数据翔实的优点，可深入挖掘冷岛的空间分布特征。
综上所述，在绿地冷岛和城市热岛的研究中可以发挥遥感技术数据获取的优势，选择合适的评价指标，从宏观层面分析冷岛与热岛的空间分布格局及影响因素。
2.城市绿地冷岛效应影响因素
现有研究表明，城市绿地的降温效应不仅在城区与市郊的大尺度空间上存在差异，而且在小尺度空间上(不同下垫面)也存在显著差异;不仅在大尺度时间(季节，月份)上存在差异，而且在小尺度时间(日、时、刻)上也存在较大差异；进一步总结，太阳辐照量、空气湿度、绿地面积、绿地形状、叶面积指数、生物量等是影响城区绿地降温效应的主要因素[2]。以下将从城市绿地斑块特征、城市绿地斑块研究尺度因素，城市绿地斑块研究区位因素等三个方面进行总结。
2.1城市绿地斑块特征
许多学者从绿地的形状，大小，地物类型，景物类型等绿地斑块自身特征进行了分析，得到了相应的绿地要素与冷岛效应之间的关联结果。
吴菲等人[10]对于北京市不同绿量的园林绿地对温湿度变化影像的研究中即发现：绿地中乔灌的绿量越大，对温湿度的改善作用越大，降温增湿效果越明显；在绿地绿量相同时，乔灌绿量占整个绿地的绿量比例较大时，绿地降温作用明显。在赵芮[11]等人对郑州市公园绿地的“冷岛效应”研究中，其从景观特征，景观构成，景观配置三个方面进行“冷岛效应”的强度研究：发现公园边界越简单，冷岛效应越强；而植物和不透水表面斑块的边界越复杂，公园冷岛效应越强;同等面积下有水体的公园与无水体的公园相比降温效果相差1℃左右;水体占比控制在14%左右公园冷岛强度较为显著;在进行公园景观配置时，公园内植物和水体的组合相比于不透水表面与植物的组合及不透水表面与水体的组合能产生更好的降温效应。在对厦门[12]这一滨海城市的公园冷岛效应的研究中发现：(1)公园面积和公园建设用地面积是影响公园平均温度的关键因子，这两个因子与公园平均温度均呈显著非线性相关,公园面积存在阈值55hm2左右;(2)公园冷岛效应PCI强度由公园绿地面积、公园建筑面积和面积－周长形状指数(P/A)三个因子决定;公园冷岛PCI强度与公园绿地面积呈显著非线性正相关，与公园建筑面积呈显著非线性负相关，与面积-周长形状指数(P/A)呈显著线性负相关;在确保公园绿地面积达到一定阈值时，应该尽量降低公园建筑面积，增加公园形状复杂度，有利于其PCI强度的增加，缓解城市热岛效应;(3)公园冷岛影响距离由公园面积和公园水体面积比例决定，公园冷岛影响距离与两者呈显著正相关;绿地公园中提高公园水体的面积比例，有助于增大公园冷岛的影响距离。刘娇妹[13]对于北京公园夏季降温效应的研究中发现：在夏季高温时段,绿地的温度随覆盖率的增加而降低,当覆盖率达到或高于60%时,其绿地才有明显的降温增湿效果；覆盖率较高的乔-灌-草复合型绿地给环境带来的温湿度的空间影响范围较大,乔-灌-草复合型绿地的降温增湿效应好于草坪。合理的绿化结构及植物配置能使城市园林绿地较好地发挥其夏季的降温增湿效应,有利于改善城市热环境，减缓城市热岛效应。WeiqiZhou[14]等人的研究中发现，地表覆盖特征的组成比其配置更能决定地表温度，对地表温度影响最大的地表覆盖特征是建筑物的覆盖率。木本植被的覆盖率是最重要的减轻热岛效应的因素；建筑物和铺装表面形状复杂性和变异性的增加导致地表温度的增加。FanhuaKong[15]等人在对于南京的研究中发现，更高的森林覆盖度的绿地有更高的降温效果，并且相对于固定数量的森林植被绿地，破碎的绿地同样可以提供一定的降温效应。
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