随着城市化进程的加快,城市热岛效应日趋严重,其带来高温灾害、大气状况恶化等一系列负面效应,对人类的生产、生活产生了深远的影响。如何定量化分析城市热岛的演变规律及影响机制是缓解城市热岛效应的基础和前提,一直以来为重要的研究课题。作为重要的沿江对外开放城市,芜湖市自上世纪90年代以来,人口迅速增长、城市建设用地显著扩张,城市化和工业化现象尤为明显。研究芜湖市城市热岛效应演变规律及其对植被生态环境质量的响应关系,一方面可以为芜湖市的城市合理规划、产业布局及城市植被生境状况的改善提供科学的依据,另一方面为其他城市的热岛相关研究提供借鉴。为定量描述城市热岛的演变规律,本文基于TM影像、气象数据和GIS空间分析手段,反演芜湖市的地表温度,综合采用多种量化方法对芜湖市的热岛效应变化进行了系统的分析。同时,针对植被生态环境问题,从气候背景、土地覆盖、地形地貌3个方面选取评价因子,建立栅格尺度的生态环境评价模型,探讨了不同植被生态环境质量区、降温性植被生态环境质量区景观格局、植被生态环境质量指数与地表温度之间的量化关系。研究结果表明:(1)芜湖市存在明显的城市热岛效应,主要分布在中心城区、各辖区中心等人口密度大、工业区集聚的地方。随着城市的扩展,热岛区分布变广,从1995年的171.29km2增加到2007年的182.81 km2,冷岛区面积缩小,从1995年的172.78 km2减少到2007年的152.7 km2。同时,热岛强度增强,由1995年的0.5188增至2007年的0.6626,年均增长率达2.06%。(2)热岛等级变化显著,尤以强热岛变化速率最大,其中鸠江区和弋江区内强热岛的年变化率高达6.46%和7.77%。不同辖区分布范围内,热岛等级动态度存在明显的差异,弋江区和三山区要高于区域整体的变化速率,镜湖区和鸠江区要低于区域整体的变化速率。各热岛等级区之间转化的整体趋势为较低热岛等级向较高热岛等级的转化。(3)区域尺度上,芜湖市热力景观破碎化程度有降低的趋势,优势热力景观的控制力在增强,空间分布上趋向于集聚化。热岛等级尺度上,各热岛等级区景观格局呈现出多向性与差异性,其中强热岛的优势地位提升、破碎化度程降低、稳定性提高,城市热环境一定程度上还有继续恶化的可能。(4)植被生态环境状况越优,地表温度越低。1995~2007年,植被生态环境Ⅴ类区对热环境的影响愈发突出且区内地表温度趋向于均一化,而其余4个植被生态类型区内地表温度有下降的趋势。(5)1995年和2007年各热岛等级区具有相对一致的植被生态环境质量构成,整体为相对高温区内主要分布有植被生态环境劣质区,相对低温区内主要分布有植被生态环境优质区。1995年至2007年各热岛等级区植被生态环境质量构成的变化也具有一定的规律可循,相对高温区中比例上升的为植被生态环境质量劣质区,相对低温区为中质区,而中温区为优质区。(6)Ⅰ~Ⅲ类区具有消减的热环境效应,为降温性植被生态环境质量区,Ⅳ、Ⅴ类区具有增强的热环境效应,为升温性植被生态环境质量区。各类植被生态环境质量区的热环境效应,均具有进一步加强的趋势。降温性生态环境质量区面积比例、多样性指数与地表温度之间呈显著的负相关关系,而集聚度指数则与地表温度之间呈显著的正相关关系。(7)整体上,地表温度与植被生态环境质量指数之间呈明显的负相关作用,1995年至2007年,两者线性相关的显著性程度提高,植被生态环境质量对地表温度的调节作用增强。地表温度与植被生态环境质量指数间的关系还具有分段的特点,在高温部分优越的植被生态环境质量起降温作用,而在低温部分起增温作用。