【摘 要】
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城市化建设是推进社会综合治理和人们生活质量提升的重要基础,但所引发的热岛效应成为城市热环境中一个不容忽视的全球性生态环境问题,也成了当前城市化建设的制约要素。而城市中的绿地、水体在改善城市热环境中发挥着积极的作用。因此,优化城市空间结构与绿地、水体的空间布局对于改善城市热环境具有重要意义。福州是一个典型的滨海城市,在福州的“3820”战略推进下,城市建筑物的建设与建筑区的扩张,极大地改变了城市空间
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城市化建设是推进社会综合治理和人们生活质量提升的重要基础,但所引发的热岛效应成为城市热环境中一个不容忽视的全球性生态环境问题,也成了当前城市化建设的制约要素。而城市中的绿地、水体在改善城市热环境中发挥着积极的作用。因此,优化城市空间结构与绿地、水体的空间布局对于改善城市热环境具有重要意义。福州是一个典型的滨海城市,在福州的“3820”战略推进下,城市建筑物的建设与建筑区的扩张,极大地改变了城市空间结构,城市绿地在夏季副热带高压的相互影响下,使得福州城市的“热环境”成为了我国新的“火炉城市”。论文以福州市主城区为研究对象,基于Landsat反演地表温度,结合多源数据提取影响热环境的城市垂直结构与水平结构重要影响要素,并分析城市空间结构对热环境的影响机制,构建缓解热环境效应的复合廊道;揭示城市公园绿地、水体对热环境的缓解规律,确定出缓解热环境的公园绿地、水体空间需求布设点;以街区划分空间结构的热环境特征分区。综合廊道的线、公园绿地和水体空间布设需求的点、区域空间结构影响热环境的面,提出研究区的空间结构优化思路,以期为缓解福州市热环境效应提供指导意见,研究主要结论如下:(1)福州市地表温度空间分布呈显著自相关,全局自相关Moran’s I达到0.620,地表温度存在显著聚类。福州市高温热环境占主城区面积55.23%,其中次中温占比为31.23%、中温为15.75%、次高温为6.39%、高温占1.52%、超高温占0.34%。超高温区和高温区主要分布在仓山区和晋安区,这两个城区占研究区总高温热环境面积的92.01%。(2)提取建筑高度、高建筑率、平均建筑高度标准差、天空可视率、迎风面积密度和绿视率占比作为福州市热环境主要垂直空间结构影响指标,城区内各个垂直空间结构要素分布规律较为一致,整体呈城区中心聚集、向周边扩张的趋势,鼓楼区和台江区建筑高度、密度等数值较一致。相比之下,仓山区和晋安区建筑分布相对较少,但由于晋安区具有较为密集的工业产业园区,所以绿视率为4个城区最低。建筑高度、高建筑率、平均建筑高度标准差、天空可视率、迎风面积密度、绿视率与地表温度呈负相关。(3)提取不透水面、归一化水体指数、归一化植被指数、地表反照率、地形高程和土地利用类型为福州市热环境主要水平空间结构影响指标,不透水面和地表反照率与城市地表温度呈正相关,归一化植被指数、归一化水体指数、高程与地表温度呈负相关。土地利用类型中,林地、建筑用地、水体、耕地和草地与福州市地表温度均有明显相关性。(4)研究以空间滞后回归模型为最优模型,模型拟合结果R~2达到0.76。结果表明,建筑高度、平均建筑高度标准差、迎风面积密度、归一化植被指数、林地占比、水体占比和地形为降低地表温度的重要变量。天空可视率、不透水面、建筑占比与地表温度呈正相关性,其中建筑占比是导致温度升高的重要影响要素。(5)以形态学空间格局分析方法,识别生态源点,提取了20个降温核心区;以熵权法对影响热环境空间结构重要指标进行权重赋值,构建阻力面;以最小累积阻力模型及重力模型提取廊道48条,构成主要的优化复合廊道。(6)福州主城区56个公园绿地的降温效益中,公园面积和公园周长对提高公园降温距离效果较好,拟合度R~2分别为0.556和0.526;降温效应距离最大的为乌山公园,降温幅度和降温梯度最大的公园为高盖山公园;城市公园的最优降温面积是1.14hm~2;水体的降温距离、降温幅度和降温梯度具有显著正相关,水体面积和形状对降低周边环境的温度有一定效果。水体最优降温面积为0.88hm~2。以聚类分析方法选出了10个城市公园、水体的降温需求点。(7)根据热环境与空间结构影响要素的内在关系,基于聚类特征划分为7类空间特征区:第1至第7特征区数量分别为508个、475个、377个、350个141个、110个、和第7特征区21个,第1和第4特征区明显高于研究区地表温度平均值,占整个特征区总数的44.25%,第6第7特征区为福州市主要核心区。(8)研究确定主要热环境影响要素,构建降温重要复合廊道9条、一般复合廊道7条。结合公园绿地、水体的降温效益新增降温需求点,其中鼓楼区1个、台江区1个、晋安区3个和仓山区5个。最后以主要热环境影响要素划分特征区,结合各城区不同特征提出综合优化建议。
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