城市建成环境气候韧性的空间测度

李超骕，彭科，席志杰

0 引言

近年来，气候变化导致的灾害事件作用于城市建成环境带来了一系列负面效应。在城市尺度如何增强城市建成环境对极端气候事件的韧性，已成为包括城乡规划在内众多学科的关注热点[1]。建成环境气候韧性是当前气候变化背景下城乡规划学科重要的新兴概念，其主要表征为城市与社区对气候变化的适应能力，以及对未来极端气候事件的抵御能力。在该领域，现有研究仍聚焦于城市对气候变化带来灾害的潜在脆弱性空间识别等维度来间接衡量气候韧性，缺乏气候灾害实际作用于城市建成环境后，从建成环境自身状态与过程的变化的空间分异来测度韧性的相关研究。大部分研究对气候韧性的测度方法较为重视基于过程或状态视角[2]，但总体而言，气候韧性的定量测度仍处于起步阶段[3-6]。本研究尝试以我国澳门特别行政区为研究地域，构建城市建成环境气候韧性的空间测度方法并将其运用于具体的极端高温事件。

1 研究区域与方法

亚太地区是全球范围内受极端气候影响最严重的地区之一。本研究选取我国澳门特别行政区作为研究地域的主要原因为其是亚太地区典型的高密度城市[7]。近年来，澳门亦频繁受到气候变化引起的极端高温事件影响。本研究将极端高温事件定义为城市白天平均温度超过参考期（2011-2015 年）的85 百分位数的日期。基于现有文献，本研究选择85 百分位作为识别极端高温的分界点，且该百分位识别出的温度通常与炎热导致的死亡相关[8]。

1 气候韧性的空间分布与高韧性城市建成环境示例，来源：研究成果及谷歌街景数据

2 气候韧性的空间分布与低韧性城市建成环境示例，来源：研究成果及谷歌街景数据

本研究从澳门地球物理暨气象局获取了近年来的逐日温度数据识别极端高温事件发生的日期。基于此，我们获取了极端高温事件发生时有少量云覆盖的Landsat 8 遥感图像并最终选择了在高温事件期间云覆盖最少的图像。本研究最终使用的是2016 年9 月18 日极端高温事件发生时遥感图像与夏季平日的遥感图像。其他遥感图像用于稳定性检验，其空间分布与使用的遥感图像一致。然后，研究根据Qin 等人提出的单窗口算法[9]，利用获取的遥感图像反演了地表温度，并基于反演生成的栅格数据计算平日地表温度与极端高温事件的差值作为基于极端高温事件的气候韧性的定量测度，并得到该测度在澳门的空间分布。

2 结果

研究结果如图1、2 所示。从基于极端高温事件的气候韧性的空间分布而言，除港珠澳大桥珠澳口岸人工岛外，路氹填海区的气候韧性值最低，并有大量零散的极端值，其总体气候韧性低于具有极高建成环境密度的澳门半岛。由此可初步推断建成环境的密度并非气候韧性的决定性因素。路环地区的气候韧性值最高，这与其大面积郊野公园的土地利用属性相符。具体而言，具备高气候韧性城市建成环境（图1）通常建筑密度较低且具备大量的绿地，且绿化设计注重乔木与灌木的使用。值得注意的是，低气候韧性城市建成环境（图2）在高密度与较低密度建成环境同时存在：例如下环街（图1）建筑密度极高，且几乎无绿化，导致其低气候韧性。而威尼斯人建筑一侧（图1）虽建筑密度不高，但其大面积草坪的低效绿化在极端高温事件来袭时升温幅度较大，导致其气候韧性低。类似的，莲花圆形地的建成环境为大面积道路铺装，在极端高温事件来袭时易产生较大升温幅度，导致其气候韧性低。

3 结论

本研究聚焦于建成环境气候韧性的空间测度方法，并将其应用于澳门的极端气候事件案例，揭示其空间分异性并对其典型的建成环境特征进行了解析。研究初步发现，建成环境密度并非气候韧性的决定性因素，低气候韧性的城市建成环境在高密度与低密度的建成环境同时存在。低效绿化（如大面积草坪、缺乏乔木形成的树冠）亦可能导致建成环境对极端高温事件的韧性较低。本研究对气候韧性的定量化测度做了初步尝试，有利于深化对城市气候韧性的相关研究，并为规划设计更具气候适应能力的城市提供科学依据。