【摘要】：城市化導(dǎo)致城市人口和建筑的迅速增加,城市自然地表逐漸被城市不透水地表如水泥、柏油路面及混凝土等所代替,地表覆蓋性質(zhì)的改變使得地表與大氣間的水分、物質(zhì)和能量交換發(fā)生變化,形成城市地區(qū)氣溫或者地表溫度明顯高出城市周圍的特殊小氣候特征——城市熱島效應(yīng)。城市熱島引起的城市地表溫度的升高將產(chǎn)生一系列的生態(tài)環(huán)境效應(yīng),調(diào)節(jié)和控制著城市生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,研究城市化過程中的城市熱島時空演變特征及其主要影響因素是城市熱島的核心,將為改善城市人居環(huán)境、城市規(guī)劃、環(huán)境管理及城市的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。 本文以武漢市為例,以1987-2007年約20年間的遙感衛(wèi)星影像Landsat TM數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)來源,結(jié)合氣象站點的統(tǒng)計資料和城市土地利用信息,以遙感定量反演和GIS空間分析為技術(shù)支撐,以景觀生態(tài)學(xué)理論為指導(dǎo),全面系統(tǒng)的分析了城市化地表覆蓋類型變化、不透水面分布、城市熱島時空演變特征及其主要影響因素分析,并得出以下結(jié)論： (1)從入口城市化、經(jīng)濟城市化、空間城市化和生活方式的城市化四個層次選取15項代表城市化特征指標(biāo),并分析武漢市1987-2007年的城市化發(fā)展與武漢市氣溫變化趨勢的影響,結(jié)果表明城市化對武漢市20年的氣溫具有明顯的貢獻。 (2)對武漢市地表溫度的時空分布特征的分析結(jié)果表明武漢市地表溫度的分布與城市發(fā)展有著較好的一致性,高溫集中分布于建設(shè)密度大、人口集中的城市中心區(qū)和城鎮(zhèn)的建成區(qū),而低溫則分布于大型水體及武漢市的近郊和郊區(qū)的植被覆蓋區(qū)：隨著城市化的發(fā)展對城市熱環(huán)境特征的影響,武漢市高溫區(qū)面積有著明顯的增加趨勢,熱島范圍也明顯擴張。 (3)1987-2007年各土地利用/覆蓋類型變化明顯,其中變化最大的是建設(shè)用地的面積,20年間增加了303.14%,不同的土地利用／覆蓋類型的熱環(huán)境特征表現(xiàn)出明顯的差異：建設(shè)用地和裸地表現(xiàn)出類似的高溫,成為熱島最容易發(fā)生的區(qū)域,而有植被覆蓋的耕地、林地和草地則表現(xiàn)出較低的溫度,最低溫度則主要集中在水體類型；超過90%的建設(shè)用地區(qū)域和超過80%的裸地區(qū)域被次高溫和高溫占據(jù),說明這兩種類型的地表覆蓋更容易成為熱島中心,只有0.01%到1.6%的水體面積被確定為熱島。 (4)20年間中密度發(fā)展區(qū)域(45%ISA80%)和高密度發(fā)展區(qū)域(ISA80%)面積分別增加了424.34%和221.00%,說明城市化的發(fā)展導(dǎo)致城市新增道路和建設(shè)面積的增加,從而使城市不透水面率不斷增加；城市熱島范圍的擴張與城市不透水面的增加趨勢表現(xiàn)出良好的一致性,這就說明不透水面率能很好的詮釋城市熱島的變化；利用1%和0.01的增量分別統(tǒng)計ISA和LST平均地表溫度并進行分析,結(jié)果表明平均NDVI與地表溫度之間具有更強的線性相關(guān)性,并且對地表溫度的影響也更大。 (5)對武漢市不同尺度范圍內(nèi)城市熱島的主要影響因素進行分析,并對各影響因子進行主成分回歸分析,結(jié)果表明,各影響因子對地表溫度的影響具有明顯的尺度性。本文所選與人類活動有關(guān)的影響因子對市域5000m×5000m尺度的地表溫度影響并不明顯,對中心城區(qū)2000m×2000m和建成區(qū)1000m×1000m尺度地表溫度有較大的影響,且各影響因子的影響程度各不相同�？偟膩碚f,與硬化地表有關(guān)的指數(shù)如歸一化建筑指數(shù)和不透水面率對地表溫度的升高貢獻最大,水體面積比例對地表溫度有降低的作用,植被覆蓋相關(guān)的因子對地表溫度的影響隨尺度變化最大。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：X16

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 袁旭;低空航拍近地溫度研究[D];華南理工大學(xué);2013年

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本文編號：2638907