森林公园景观格局变化对区域温度的影响研究
文献综述
- 课题的研究意义
近年来，随着城市化浪潮的高涨和工业化规模的扩大，城市也面临着越来越严峻的生态和环境问题，如全球变暖，热岛效应，大气污染等。这些生态环境危机已经严重地影响高人们的正常生活和工作，成为城市可持续发展的限制因素。城市森林作为城市生态系统的重要组成部分，可以有效地改善城市的下垫面情况，具有良好的调节气温、缓解城市热岛效应的作用。但随着城市化进程的发展，森林景观呈现破碎化趋势，从而影响了森林减缓热岛效应功能的发挥。为了更有效地利用城市森林来缓解城市的热岛效应，在有限的扩大城市森林数量和规模的同时，关键在于如何最大效率地发挥城市森林植被缓解城市热岛效应的作用，提高城市森林的生态效益[1]。所以本论文研究森林景观格局变化对区域温度的影响，可以为森林公园林种、树种规划提供数据支撑，对指导森林可持续经营、优化森林景观空间分布结构以及合理发挥森林生态经济效益也具有重要的理论和实践意义。近年来，随着3S技术（RS、 GIS、 GPS）的快速发展，空间分析方法得以不断发展[2]。可以利用Landsat系列卫星多光谱数据热红外波段地区地表温度，利用GIS空间分析工具分析森林景观格局，利用SPSS等统计软件建立地表温度与森林景观格局指数的关系，从而为城市森林空间规划提供科学参考。
- 国内外研究现状
城市森林景观格局和热岛效应关系的研究尚停留在探索阶段。最近几年，部分学者在景观生态学理论的基础上，运用遥感技术在城市森林景观结构和城市热环境领域进行研究，并取得了一定的成果。从当前的研究发展来看，城市森林景观结构与热环境效应关系的研究内容主要集中在：城市森林特征和热岛效应关系、数值化的景观格局与环热岛效应关系等方面。目前，已有学者从森林斑块、面积、形状、森林结构及森林类型等方面分析了其与热岛效应的关系。严平等分析了合肥草地和森林树木冠层对绿地底层和上层环境的降温作用，且不同树木、不同季节城市绿地的降温效果不同，夏季城市绿地的降温效果最显著[3]。刘艳红等以太原市绿地为研究对象，选取带状格局、点状格局、混合式结构布局的典型绿地，研究不同类型景观格局绿地的植被指数和地表辐射温度差之间的相关性，得到混合式结构布局对于改善周围热环境，缓解城市热岛效应能起到一个很好的促进作用，带状格局次之，点状格局的降温效果最弱[4]。近年来，遥感和GIS技术的发展，为城市森林景观格局和热岛效应的研究提供了更加精确、更高效的研究途径。国内外很多研究者开始从热岛效应的本质入手进行研究，取得明显成果。Weng利用美国印第安纳波利斯城市2002年6月22日的Landsat ETM 图像,研究了植被覆盖和地表温度之间的关系。结果表明对所有空间分辨率的地表覆盖类型,地表温度与植被指数之间存在稍强的负相关(30-960米),在120米处相关性达到最大,这更证实了LST、NDVI和植被覆盖之间关系的可操作性[5]。Tumanov等指出城市中心城区绿地面积小，不透水面积大，消耗在蒸发和蒸腾的热量少，对应的热岛效应就显著[6]。Veredad等选取南北科罗莱纳州不同地点的气象数据，利用统计学方法分析了该地区的热岛效应[7]。经过多年的发展，我国众多学者分别在城市森林景观格局和城市热岛效应的研究领域开展了很多卓有成效的研究，取得重大的研究成果，并呈现出良好的发展势头。徐涵秋等以通过对厦门市城市热岛空间分布特征的研究，提出了不同时相的遥感热红外图像在研究城市热岛变化中的处理方法[8]。陈云浩等利用TM热红外资料计算上海市亮温分布场[9]。赵小艳等以1988年7月(TM) ,2002年8月(ETM ), 2006年5月(TM)三景图像，进行了南京市城市热岛效应时空演变分析[10]。马勇刚利用遥感软件对1987年,1997年2期遥感影像进行监督分类,对乌鲁木齐市的景观分类和景观格局变化进行了分析。结果表明乌鲁木齐城区面积的扩大使城市热岛效应在强度和面积上有加强的趋势,并针对研究区的具体情况,提出改善城市热岛效应的对策[11]。陈辉等对成都城市森林格局对热岛效应的缓解作用进行了综合分析，发现绿化在绿化覆盖率相当的情况下，大面积的绿地降温效果明显高于面积小的绿地[12]。这些研究主要以遥感影响为研究数据源,利用遥感技术和根据热红外遥感的原理获取温度变化表,说明森林的景观格局对城市热岛、土地覆盖利用、不透水面变化等进行综合研究。研究中还要用到社会统计数据,为研究城市热岛效应提供了重要依据。
目前，对于城市热岛效应的研究主要有两种手段，一种是根据气象资料研究城市热岛现状及变化;另一种就是遥感和GIS技术的结合，为城市热岛的动态监测与分析提供了科学而有效的方法。目前对城市热岛形成、演变机制、热岛效应与地表覆被的定量关系研究大多还是从对NDVI、植被盖度的测定入手，缺乏对区域热环境系统、全面的评价与分析[13]。
- 目前研究存在的问题
- 在城市景观格局和热岛效应的研究中,主要应用遥感和地理信息系统技术提取数据源。但地理信息系统技术的强大空间分析和表现能力没有在研究中发挥应有的作用,在阐明景观空间格局及其动态变化的数量化分析方法中应用仍很有限,没有形成一套统一的能够反应城市景观特征,并与景观功能相联系的景观分析指标和分析方法。在城市热岛效应的研究中,遥感和地理信息系统技术也主要用于地形特点和热岛区域的提取,并且很大程度上受到气象条件的影响。
（2）由于影像拍摄的年代问题，导致遥感图像的时空分辨率不同。因此，在进行热岛效应动态分析时，需要选择水体、建筑等受季节影像较少的像元进行温度栅格图层归一化处理，以增强不同时相提取的温度可比性。
参考文献
[1]崔崟崟. 武汉市城市森林空间布局与热岛效应关系研究[D]. 武汉：华中农业大学,2011.
[2]李敏. 基于GIS的黄龙山林区景观格局动态变化研究[D].杨凌：西北农林科技大学,2012.
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
