城市化进程下地表温度时空变化及其与植被覆盖度的相关性——以北京五环区域为例

摘要

[目的]探究城市地表温度时空变化特征,阐明不同植被覆盖度条件下植被降温差异,为改善城市生态环境、合理规划城市绿地提供参考.[方法]以城市化水平较高的北京五环内区域为研究对象,基于1999—2017年5期Landsat遥感影像反演得到的地表温度和植被覆盖度图像,采用标准差分类法将研究区划分为极低温区、低温区、次低温区、中温区、次高温区、高温区和极高温区,探究研究期地表温度时空变化特征,运用线性回归进一步对300、600、900和1200 m栅格尺度下的植被覆盖度和地表温度进行相关性分析.[结果]1999—2017年,北京五环内热环境的时间变化总体分为2个阶段:1999—2011年高温区和极高温区面积逐渐增加;2011—2017年,热环境状况有所改善,高温区和极高温区面积占比分别下降0.96％和0.71％,极低温区和低温区面积占比分别升高0.45％和1.19％.热环境空间格局随北京城市建设发生显著变化,1999年地表温度较高的区域集中在二环内,1999年后逐渐向外转移,至2011年,高温区和极高温区集聚在三环至五环间的东南部区域(2011年高温区和极高温区在三环至五环间分布比例最高,分别为70.73％和78.92％),2017年五环内区域整体热环境有一定程度改善.研究期内北京五环区域植被覆盖度总体呈先降后升的趋势,2005年植被覆盖度最低(31.84％),且植被覆盖度较高的区域主要分布在四环至五环,四环内区域植被覆盖度相对较低.地表温度与植被覆盖度总体呈线性负相关(P<0.001),且在中植被覆盖度条件下(40％～60％)相关关系更稳定.同一栅格尺度下,植被覆盖度越高,降温效应越强,地表温度越低.[结论]1999—2011年,高温区和极高温区面积逐渐增加,且高温区域由二环内向外转移;2011—2017年,热环境状况有所改善.研究期内植被覆盖度总体呈先降后升的趋势,且植被覆盖度在四环至五环间区域较高.植被覆盖度增加可降低地表温度,且在植被覆盖度达到40％～60％时才表现出稳定的降温效果,适当提高植被覆盖度,可提升城市绿地降温功能,缓解城市热环境.