近25年兰州市热岛效应时空变化及其影响因素

摘要

近年来，随着城市化进程的推进，城市生态问题越来越严峻，其中最凸显和最严重的是城市热岛效应。如何缓解城市热岛效应是当前学术界和政府亟待回答的难题，而这一问题解决的前提是充分认知城市热岛的变化特征及其影响因素。兰州市作为西部地区重要的城市之一，近年来城市化进程不断加快；同时作为一个典型的河谷型城市，其特殊的地形特征也对热岛效应产生一定的影响。鉴于此，本文在分析热岛效应时空变化特征和热力景观格局的基础上，探讨热岛效应的影响因子，并对其关系进行定量分析；另外探讨了热岛效应在不同空间尺度上的格局变化，并主要从地形因子方面对其原因进行分析，以期为未来城市规划提供有益的建议，为热岛效应的原因分析寻找新的思路。初步研究结论如下：　　（1）近25年兰州市城市建设用地面积不断增加。2003年以前，城市建设用地增加较慢，城市扩张强度较弱且呈下降趋势；之后，城市建设用地扩张迅速，增长面积较多。城市建设用地面积最大的区域是城关区，其次为西固区和七里河区，而安宁区城市建设用地面积最小。但城市建设用地增加最快的是安宁区，其次为城关区。安宁区的城市化虽然起步较晚，但其城市化过程最快。　　（2）1991-2015年间兰州市热岛效应的空间格局发生了较大变化。1991、1994和1999年以非热岛区分布为主；而2003年的非热岛区与热岛区的分布面积相差不大。2007年和2015年则以热岛区为主。总的来说，热岛区域不断增加，非热岛区域不断减少；增加最迅速的是安宁区，其次为城关区，西固区和七里河区变化幅度较小。　　（3）由景观指数分析可知，从类型水平来看，强热岛区的破碎程度先升后降，斑块形状却并不复杂且变化不大；中间区面积则不断萎缩，聚集度较高，其形状也更为简单；强绿岛区的斑块数量最少，斑块密度最低，但其平均斑块面积却不是最小，聚集度较高，形状复杂度较低，且变化不大。从景观水平来看，研究时段内兰州市热力景观的破碎度先增后减，斑块的形状复杂度呈波状变化，但整体斑块形状并不复杂，聚集程度较高，而各类型热力景观的均衡度降低。　　（4）由热力场的剖面分析可知，地表温度与下垫面特征密切相关，七里河区的仓储用地及物流量大的区域温度最高，其次是西固区的石化区及城关区的西关等商业区；温度最低的是黄河等水域，其次为公园、植物园等植被覆盖度较高的区域。　　（5）从植被覆盖来看，兰州市高植被覆盖度区域面积不断减少；植被覆盖与地表温度呈负相关，且相关性呈下降趋势。从不透水面来看，不透水面的分布面积基本呈增加趋势；不透水面与地表温度呈正相关，且相关性较高。从水体来看，水体指数高值区分布呈先升后降趋势；水体和地表温度呈负相关，其相关系数低于植被覆盖和不透水面与地表温度的相关性。　　（6）采用兰州市第三和第四版规划图两个边界，分析不同空间尺度内，城市热岛分布的不同特征：城区存在热岛现象且范围较广（第三版规划图范围），河谷地段的地表温度却低于周围山区（第四版规划图范围）。从地形因子对其进行分析，发现高温主要分布在1633.01-1928.67m的海拔范围内，坡向多为南向、东南向和东向；低温主要分布在中心城区等河谷地区和海拔在1928.67m以上的区域；坡向多为西向、西北向和北向。主要的影响因素为植被覆盖与太阳辐射时间和接收量。

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第一章 绪论

1.1选题背景和研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容与技术路线

第二章 研究区概况

2.1地理位置

2.2自然地理概况

2.3社会经济概况

第三章 数据处理与研究方法

3.1数据源及预处理

3.2 研究方法

第四章 近25年的兰州市城市建设用地情况分析

4 .1 1 991-20 15年间兰州市城市建设用地变化

4 .2 1 991-20 15年间兰州市各区城市建设用地变化情况

本章小结

第五章 兰州市热岛效应及热力景观格局时空变化分析

5 .1 1 991-20 15年间兰州市热岛强度时空变化规律分析

5 .2 1 991-20 15年间兰州市热力景观格局变化分析

5 .3 1 991-20 15年间兰州市热力场剖面分析

本章小结

第六章 兰州市城市热岛效应的影响因子

6.1城市热岛效应与城市绿地的关系分析

6.2 城市热岛效应与不透水面关系分析

6.3城市热岛效应与水体关系分析

6.4 下垫面生态因子对地表温度的综合影响分析

本章小结

第七章 不同空间尺度下兰州市城市热岛效应分析

7.1 不同空间尺度下兰州市城市热岛分布特征

7.2 原因分析

7.3 讨论

本章小结

第八章 结论与展望

8.1主要结论

8.2研究不足与展望

参考文献

在学期间的研究成果

致谢