快速城镇化会导致城市景观类型和格局发生改变,进而影响城市地表热量平衡和热环境变化。城市景观生态规划作为一种基于自然的解决方案,在提高城市应对气候变化能力方面受到关注,但是格局-过程-尺度的复杂关系仍需要深入剖析。景观规划与动态模拟组围绕城市景观格局演变、热量源-汇过程转换机制、不同尺度主控因素等方面开展了系统研究,并取得了重要进展,研究成果在Applied Energy, Journal of Cleaner Production, Remote Sensing等杂志上发表。
城市热岛效应的根源在于热源和热汇失衡,定量识别不同尺度下景观格局贡献是热岛效应机理解析和模型构建的基础。在宏观尺度,系统分析了我国245个典型城市热岛效应变化规律,研究发现绿地降温贡献受到气候背景的影响,存在显著的季节和昼夜变化(Journal of Cleaner Production, 2019)。在城市尺度,城市功能区(Urban Functional Zone,UFZ)是融合了不同景观类型的城市生态空间,在城市功能、人类活动、能源消耗等方面具有显著差异,是城市热岛效应和人为热研究的基本单元,研究组提出了基于遥感影像数据、地理大数据的UFZ智能识别技术,并将其在北京市进行了案例应用,辨识了不同城市功能区对热岛效应的贡献差异 (Remote Sensing, 2020)。在局地尺度,为了从机理解释上述现象,研究组使用红外热像仪和气象监测仪器,系统分析了典型UFZ不同景观类型的显热通量变化模式。研究发现,建筑和道路的不透水表面在各个季节均是热源,林地和水体是热汇,草地较多时间为热源,降温功能不显著;城市不同景观的热量源-汇强度差异明显,尤其在夏季12:00-14:00之间最显著,是绿地和水体发挥降温效应的最佳时段;通过揭示城市热量源-汇转换规律,有助于深入理解城市绿地和水体景观的降温范围、降温强度、降温效率等,将有助于热岛效应模型参数的率定,提高预测精度 (Applied Energy, 2020)。
论文链接1:https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.10.178
论文链接2:https://doi.org/10.3390/rs13020251
论文链接3:https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114724