随着我国经济飞速发展以及城市建设进程加快,我国建设取得了举世瞩目的成就,但与此同时经济社会发展对城市自然环境以及人类生存空间造成了严重威胁,其中城市热岛以及大气污染两大突出问题引起了人类高度关注。本文根据天津市2008-2017年时间段内MODIS温度产品数据分析其长时间序列内热力空间变化特征,从景观生态学角度出发,利用景观格局指数分别从数量、形态和结构角度分析天津城市热岛时空变化规律,并利用转移矩阵分析不同热力等级强度之间相互转化规律。利用地理国情监测数据、环境监测数据、污染企业数据利用相关性分析、最佳子集回归筛选最佳的PM2.5、PM10建模因子,得到2013、2015、2017天津市三期PM2.5、PM10浓度空间分布以及制图,揭示天津地区PM2.5、PM10时空变化特征,并最终将PM2.5、PM10浓度、人文等其他影响因素与热岛强度数据进行相关性分析及空间格局分析。研究结果如下:(1)天津市各区全年PM2.5、PM10浓度空间分布特点基本一致,总体呈现持续下降的趋势,高浓度区面积减小,空气质量得到明显改善。(2)2008-2017年研究区内温度呈上升趋势,表明城市热岛进一步加强,在不同时间段内呈现不同的变化规律。从景观生态学角度分析,天津各个热力等级主要聚集在中温区以及较高温区,且近十年来两个热力等级呈现持续加强的趋势,城市温度持续上升;形态方面,白天由于受到较强人为因素影响城市各个热力等级斑块形态较夜晚更为复杂;结构方面,采用景观聚合度指数进行分析其变化规律与形态方面变化规律类似,近十年研究区内各个热力等级聚合度指数增加,白天较夜间聚合度相对较强。(3)城市热岛与PM2.5浓度关系显著,在2015年、2017年两期相关性达到0.648和0.654,PM10浓度与地表温度相关系数有所波动,相关性相对较弱。不同用地类型对城市温度影响程度不同,其中耕地、草地、林地和水域用地类型对城市温度升高起缓解作用,而人工表面和裸土对城市温度升高起加强作用。