缓解城市热岛效应的方法

[精品]缓解城市热岛效应的方法Part1关键词城市热岛缓解效应|冷却网络|局部等值线树法|地表温度|冷岛|广佛都市区Part2摘要a.

背景城市一体化加剧了城市热岛在城市间的蔓延。嵌入城市地区的蓝/绿景观，表现为凉爽的岛屿，由于其有效的冷却效果而受到高度关注。以往对蓝/绿景观降温效果的研究主要集中在孤立的岛屿斑块上，与连接的岛屿相比，它们无法提供稳定的冷却服务。因此，基于“源地-廊道-网络”范式，提出了一种通过改善岛屿的连通性来减轻跨区域城市热岛影响的新方法。b.方法以中国人口最密集的地区之一广佛都市区（GFMA）为案例研究背景，结合局部等值线树法、最小累积阻力模型和复杂网络对源地进行识别和评价，连接冷却网络的廊道。c.结果整个广佛都市区确定了35个冷却源地和78个岛屿连接廊道。公园等建成区的岛屿具有较高的冷却强度，从而阻碍了城市热岛的传播，而山区的岛屿提供了更大的冷却覆盖范围。广佛都市区东北部的岛屿连接廊道密集而短，而两市交界处的岛屿连接廊道疏而长，高度集中。冷却网络由分层构建的岛屿源地和廊道组成，分别为缓解城市热岛效应提供了动力和稳定性。d.结论本研究中提出的景观连通性方法可以作为大都市地区的冷却网络战略，揭示对具有潜在跨区域城市热岛威胁的城市的重要政策影响。Part3研究内容在本研究中，提出了一种新的景观连通性方法来减轻基于源地-廊道-网络范式的城市热岛效应。更具体地说，本研究的目的是：(1)使用局部等高线树法将冷岛识别为冷源区；（2）综合考虑绿地、水体、地形、建筑四个因素，考虑热交换难度和土地利用变化，构建岛屿连接阻力面；(3)应用最小累积阻力模型识别岛屿连接廊道和冷却网络；(4)根据通风、冷却强度和景观连通性，优先考虑岛屿源区域和连接廊道。Part4研究方法a.

研究框架冷却网络的建设过程如图1所示。图1：构建岛屿连通网络的框架Part5案例研究a.

研究区域广佛都市区位于珠三角城市群的中心（图2）。自2000年提出加强广佛联系战略以来，近20年来，广佛融合成效显著。两座城市之间的人员流动和产业联系正在增加。受城市化影响，形成了大型热岛，尤其是在广佛交界处。同时，随着两市联系的加强，交界处的土地覆被类型也发生了巨大变化，建设用地面积不断增加，直接导致城市热岛强度增加。因此，随着区域一体化程度的加强，城市热岛效应的压力进一步加剧，有必要将广佛都市区作为一个整体，优化大都市区岛屿的连通性，以促进城市热岛效应的缓解。图2：广佛都市区的地理位置和土地利用b.研究结果a）冷源区域图

3显示了广佛都市区中热岛和冷岛的识别结果。2000年至2018年，在广佛一体化城镇化背景下，两市连片热岛现象越来越明显。2018年跨区域主要热岛面积占热岛总面积的83.44%以上，主要分布在城市化程度高、人口密集的广佛都市区中部地区。相应地，岛屿斑块主要分布在东北部山区和西南郊区，大都市区核心区的岛屿逐渐消失。这种分布进一步突出了促进岛屿连接以防止连续热岛的紧迫性。图3：广佛都市区冷热岛变化2018年，35个面积大于5平方千米的岛屿被选为冷源地。其冷却强度和连通性的评价结果如图4所示。35个冷源区总面积为2894.29平方千米，面积中位数为32.37平方千米，说明大部分冷源区面积较小。大型源地主要分布在东北部的白云山和西南郊的森林公园。冷源区内平均热岛强度为30.09℃，比郊区低1.21℃，表明已确定的冷源区降温效果良好。图4：广佛都市区冷源区供冷强度及连通性b）岛屿连接廊道图

5显示了地形、建筑物、水体和绿地因素叠加得到的岛屿连接阻力面。图5：广佛都市区岛屿连接阻力面基于岛屿连接阻力面，MCR模型用于识别广佛都市区中的岛屿连接廊道。如图6所示，共识别出80条廊道，可以看出，在广佛都市区东西两侧，岛屿连接廊道密集，长度较短，阻力较小。两城交界处的廊道较为稀疏，长度较长，阻力较大，靠近热岛中心，是防止热岛集聚或向外扩展的重要防线。有必要通过增加绿地和水体的面积比例来进一步提高廊道的冷却能力。图6：广佛都市区岛屿连接阻力面c）降温网络经过综合评价，广佛都市区降温网络的评价结果如图7所示。三个一级源地主要位于靠近热岛中心的中心城区，作为主要的区域冷源，为城区提供稳定、持续的降温效果。十六个二级和三级冷源区数量相同，由中部逐渐向边境延伸。一级干线14条，主要集中在北部冷源密集区，二级干线20条，主要分布在东部边界，三级干线9条，分布在中部。研究区。与其他廊道相比，主要的三层走廊数量相对较少。由于城市建筑密集，不透水地表比例高，该区域岛屿连接廊道阻力较大，该廊道分布稀疏，缝隙较大。还确定了13条二级廊道、15条二级二级廊道和7条二级三级廊道。所有都是非盛行风向的廊道。图7：广佛都市区降温网络Part6讨论a.对减缓热岛效应的影响从城市生态廊道规划来看，很少有廊道被规划或设计用于缓解热岛效应。随着城市化背景下热岛效应的加剧，以缓解热岛效应为核心目标的供冷管网建设是通过增强城市对气候变化的适应性来实现区域可持续发展的重要途径。与孤立的冷却单元相比，冷却网络更有利于实现更稳定、更高效的冷却效果。其中，广佛都市区的冷源区在空间上表现出明显的层次特征。1级源地位于内侧，靠近热岛中心区，是热岛效应毗连区重要的城市冷源。图8：广佛都市区降温环区b.对减缓热岛效应的影响城市绿色基础设施和蓝色网络的建设，不仅为居民提供了日常休息的场所，而且提高了城市生态系统的质量。缓解热岛效应是一种重要的以自然为基础的解决方案。在本研究确定的78条岛屿连接廊道中，水体和绿地所占比例均超过71%。因此，可以通过构建城市蓝绿景观降温网络，明确相应的保护和建设重点，进一步优化广佛都市区廊道的整体布局。同一层的廊道往往表现出类似的特征。一级主要廊道主要分布在东部地区和边境地区。他们靠近热岛的边界，并连接周围的独联体和城市的中心独联体。它们是阻止热岛扩张和持续输送冷空气的关键绿色屏障，需要优先保护冷空气。二层主廊道距离市区较远，冷却能力较强，靠近冷却源区域。它们有良好的生态背景，也应该首先得到保护。次要走廊并不在盛行风向，位置在广佛都市区的边缘地区，未来可考虑。主要廊道和次要廊道的土地覆盖类型以林地、农田和水体为主，生态质量较好。3级廊道长度长，累积阻力大，靠近城市中心区域，尤其在两市交界处，土地利用类型以建筑密集覆盖的建设用地为主。因此，由于建设用地的改造成本较高，三级廊道的建设主要集中在剩余但有限的绿地、水体或未利用土地的蓝色和绿色基础设施上。随着热岛效应的扩大，它们是阻止热岛形成集群的第一道屏障。此外，在广州和佛山城市人与自然紧密联系的背景下，两市应加强跨区域岛屿连接廊道的建设，并考虑联合城市规划，以缓解都市圈的热应力。c.不足和启示减轻热岛效应一直是城市生态学的热点问题。该研究为在广佛都市区中构建冷却网络的跨区域热应力缓解策略提供了参考。在构建岛屿连接阻力面时，受数据可用性和准确性的影响很大。岛屿连接的影响因素仅包括地形、建筑物、绿地和水体，考虑到通风和冷却能力。这些因素在一定程度上可以反映岛屿连接的阻力。但城市的风环境和热环境极其复杂，路网、气候、产业布局等诸多因素也可能对岛屿连接电阻产生潜在影响。因此，在确定岛屿连接走廊时，应考虑更多的影响因素。此外，冷却网络还需要在实践中进一步验证，为大规模的散热策略提供依据，可以结合观测和建模结果。此外，本研究采用MCR模型构建连接冷源区域的廊道。但是，仅标识了廊道的位置和方向。而在城市规划中，廊道的宽度和岛屿连接网络中的关键点也很重要。在未来的研究中，两者也应纳入廊道建设。可以与观测和建模结果相结合。Part7结论在快速城市化和区域一体化以及热岛效应加剧的背景下，专注于减轻热岛效应的学术研究，特别关注蓝/绿景观的冷却能力，这是一种基于自然的解决方案，在城市中越来越受到关注。然而，目前大多数研究都集中在孤立的绿地、水体、公园和其他城市低温区域。很少有研究从区域一体化的角度建立冷却网络。本研究将生态网络的理念引入到城市热应激缓解策略中，并通过促进岛屿的景观连通性提出了

热岛效应缓解方法。基于地形、建筑、水体、绿地四大要素，构建了影响岛屿连接的阻力面。使用MCR模型，获得了广佛都市区中的78个岛屿连接廊道。对岛屿连廊的通风、连通性和地表温度特性的评价表明，城市建成区的森林公园等岛屿接近热岛中心，是阻碍连片的第一条线。大