以太原市为例谈公园斑块特征的降温效应

王 斐 　 李 鑫

(山西农业大学，山西 太谷　030801)



以太原市为例谈公园斑块特征的降温效应

王 斐 李 鑫

(山西农业大学，山西 太谷030801)

通过提取太原市12个公园的基本数据，分析了公园特征与内部温度的关系，探讨了公园绿地的降温能力和最大降温范围，得出了一些结论，为类似问题的研究奠定了基础。

公园，降温效应，平均温度，绿地

0　引言

公园绿地是城市绿地系统中重要的组成部分，研究表明公园绿地能够产生冷岛效应，即公园中的温度低于周围的温度。公园的斑块特征影响着公园的冷效应。研究表明公园的面积、周长、形状指数等影响着温度的变化。但是受周围地表、当地气候的影响，不同地区、不同气候区都有不一样的表现。我们有必要对不同的地区进行研究验证。

1　数据源及数据处理

1.1数据源

本研究选取能满足本实验要求的2014年Landsat8影像数据和太原市的矢量边框、绿地植被信息。

1.2数据处理方法

遥感影像数据主要用于研究地表温度反演和地表类型的提取。利用ENVI软件对遥感影像进行数据预处理，主要有几何校正与配准君、大气校正、研究区域影像数据提取。

1.3研究区域数据提取

结合谷歌卫星和遥感影像，提取12个公园绿地的矢量数据图层，并将其与本文得到的2014年地表温度反演数据在GIS中进行叠加分析，统计公园内部的温度平均值、面积、周长和边界复杂性。

2　公园特征与内部温度的关系

统计各个公园的内部平均温度发现，公园的面积增加，公园内部的平均温度降低。二者的相关系数为-0.862 4，为0.743 8，在0.001置信水平上是显著的。对公园面积与公园内部的平均温度进行对数拟合。

衡量边界形态的主要指标有边界的宽度、长度、连续性和曲折性。利用周长作为公园的边界指标，统计公园周长与内部平均温度相互关系，发现公园内部的平均温度与周长呈负相关性，相关系数为-0.765 4，为0.585 6，在0.001置信水平上是显著的。利用指数模型拟合。公园内部的温度与公园的周长有关系，公园周长增加，内部温度降低。

通电差错主要表现在两个方面：在进行保护试验时，相关工作人员应该对继电保护设备进行仔细的检查，退出相关的功能和出口压板；在保护传动的过程中，应该将外部回路断开，以免出现反充电现象。比如低压解列装置，加电流过程中需要将装置设置为短接状态，以免造成所接回路产生过负荷解列以及零序解列，造成装置误动[1]。

Wiens等研究表明斑块形状可以利用周长与面积比作为主要指标，形状越复杂，周长面积比就越大。剔除后的10个公园绿地中，迎泽公园的形状指数为0.007 3，最小，地表温度为27.33。龙潭公园、学府公园、星河湾公园形状指数也较小，对应的内部温度与其他公园相比温度也低。西海子公园、饮马河公园的形状指数较大，对应的温度值较高。两者之间的相关系数为0.882 1，为0.778 1，通过T检验和F检验，在0.001的置信水平上是显著的。

3　公园特征的降温效应

3.1公园绿地降温能力分析

为分析城市公园的降温作用，用GIS缓冲区分析工具就研究的公园进行分析。选择缓冲区距离180 m，分为30 m的间隔共6条缓冲带。为了得到121个公园绿地外部180 m范围内所有的缓冲环，将12个公园矢量图和缓冲矢量图进行叠加分析，有部分缓冲区延伸到水里，删除这些范围的缓冲区，最后得到10个主要公园的缓冲区。最后叠置10个公园的缓冲区和地表温度栅格数据，统计各个缓冲区内的平均温度值，并计算公园内部平均温度与缓冲区内平均温度的差值。用缓冲区内平均温度和公园内部平均温度的差值来定量研究公园绿地对局部环境的冷源效应。

不同的公园内部地表温度存在差异，但10个公园内部的平均温度低于缓冲区内的温度值。10个公园绿地缓冲区的地面温度平均值均低于建成区的平均温度，由此可见公园绿地和缓冲区内的范围共同构成相对低温的城市环境，更好的缓解了城市热岛效应。

公园绿地外部的缓冲区内，降温最明显的是迎泽公园，温差达4.54 ℃。降温效果最差的是星河湾公园，温差为1.03 ℃。剩余几个公园温差都在2 ℃。

为量化分析公园绿地对周边地区的降温作用，对10个公园绿地的面积，周长及形状指数和平均温差建立模型，进行定量的回归分析。

10个公园绿地面积、周长与平均温差呈明显的正相关性，相关系数为0.562 2,0.673 2，公园绿地的复杂性与平均温差呈负相关性，相关系数为-0.413 5，在0.01水平上是显著的。可见，公园的面积越大，周长越长，斑块形状越简单，对局部地区热环境的缓解能力也就越大。

在GIS中将缓冲区矢量图与地表温度相叠加、裁剪，利用栅格计算器功能计算公园各缓冲环的地表平均温度，把公园的距离L作为自变量，不同缓冲环内地表温度平均值与公园内部平均温度值差值T作为因变量进行对数多项式拟合。随着公园距离的增加，各个缓冲环内地表平均温度均随之上升，当上升到一定值后，又趋于平缓,这说明了公园绿地的冷源效应。每个公园拐点不同，说明公园不同降温距离也不同。

4　讨论

4.1公园特征与内部温度

公园面积、周长、形状指数与内部温度关系的研究与冯悦怡等(2014)的研究基本一致[1]。

公园能够降低温度主要是由于公园中水体和植物的蒸腾作用，从而形成气压差使周围温度降低。研究表明，随着公园面积的增加，内部温度会相应的降低。但漪汾公园面积比南海子公园面积大很多，而内部温度相差不大。森林公园面积比迎泽公园的面积大很多，内部温度也相差不大。饮马河公园的边长比南海子公园的小，温度却低。这说明公园内部植物不同的配置也影响着温度。面积扩大，周长也在增大，但形状指数不得而知。三个变量可能存在互相作用的影响，我们应对三个变量之间进行偏相关分析，从而更准确的反映它们与内部温度之间的关系。

公园中不同的配置可能对温度的影响不同，星河湾公园的硬质铺装少，所以降温的强度也不大。然而，森林公园的面积与绿化面积也不算小，可是降温不怎么变化，这表明当绿化到达一定程度后，温度就不会再变化。吴志能等(2014)对重庆市绿地夏季热岛效应的研究表明不同公园，不同的绿地配置形式对温度的影响不同。绿地的配置随着郁闭度的增大而对温度的影响程度增大[3]。陈朱(2011)对上海15个公园的研究表明在秋季公园中不同群落类型对温度的影响也不同，其中乔灌草效果最好[4]。这表明我们应该注意公园中不同的植物群落配置。公园中水体对温度的影响也起着重要作用。冯悦怡等的研究表明水体的面积与温度有显著的相关性[1]。

公园中随着时间的变化，降温的效应也不同。本文只研究了瞬时的温度变化。随着季节、昼夜的变化，影响温度的程度也不同。

4.2公园特征的降温效应

面积越大，周长越长，斑块形状越简单，对应的周围局部地区热环境的缓解能力也就越大。

以上研究表明，不同的公园绿地降温差值也不一样。温度差值在4 ℃的公园是迎泽公园和龙潭公园，降温效果最差的是星河湾公园只有1.03 ℃,该公园植物、水体比例挺高，铺装面积不大，对外部的降温效果不好。迎泽公园的降温大，铺装面积也很高，说明公园内不同的景观配置也影响着公园的降温效应。

公园景观如何配置，对我们公园规划具有重要的作用，这也是我们以后应该研究的内容。

公园的降温距离从58.87 m到153.68 m,学府公园的降温距离最远为153.68 m，最近的是星河湾公园58.87 m。各个缓冲区内温差不一样，星河湾公园每个缓冲区内的温差都很小，而迎泽公园每个缓冲区内的温差都大。这有可能与每个缓冲区内的地物状况也有影响。KieronJ.Doick的研究表明公园的下风向温度低，说明风向也是影响降温效果的因素之一[5]。

4.3本研究的不足

本研究利用的是地表反演温度，没有结合空气温度以及人们的舒适度，并且公园缓冲区内有可能受别的因素的影响。面积、周长、形状指数之间可能也存在互相影响，我们应该进行偏相关分析，消除互相影响的干扰。在未来的研究中应该利用模拟软件来验证研究的正确性。

[1]冯悦怡，胡潭高，张力小.城市公园景观空间结构对其热环境效应的影响[J].生态学报,2014(12):3179-3187.

[2]蔺银鼎，梁锋.城市灌木群落小气候效应的时空分布[J].中国农学通报,2007(3):313-317.

[3]吴志能.重庆市公园绿地夏季的热岛调控效应[J].中国农学通报,2014(22):238-245.

[4]陈朱.面积与植物群落结构对城市公园气温的影响[J].生态学杂志,2011(11):2590-2596.

[5]Doick,K.J.,A.Peace， T.R.Hutchings.The role of one large greenspace in mitigating London’s nocturnal urban heat island[J].Science of The Total Environment,2014(493):662-671.

Discussion on the temperature effect of garden patch characteristics with Taiyuan city as an example

Wang FeiLi Xin

(ShanxiUniversityofAgriculture,Taigu030801,China)

Through extracting basis data of 12 parks in Taiyuan city, the paper analyzes the relationship between garden characteristics and internal temperature, explores garden green land cooling capability and maximum cooling scope, and finally draws some conclusions, which has laid a foundation for studying similar issues.

garden, cooling effect, average temperature, green land

1009-6825(2016)23-0203-02

2016-06-09

王斐(1989- )，男，在读硕士

TU986.5

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