城市2D/3D景观格局对微气候影响效应研究

刘仪 闫菲泽 代静怡 何瑞珍

摘要：为研究城市景观格局变化对微气候的影响机制，研究采用移动观测、景观格局分析、数理统计等方法，定量分析郑州市景观格局在不同季节下对微气候的影响机制并构建相应的回归模型。结果表明：在冬夏季节下2D指标建筑形状指数（SMW）、建筑分形维数指数（FMW）与温度，湿度呈显著负相关，与风速呈显著负相关，其中冬季1000m内SMW与风速的相关性最高（R2=0.733）。3D指标建筑客积密度（BVD）、建筑高度密度（BHD）与温度呈显著正相关，与湿度和风速呈显著负相关。其中夏季500 m内BVD与湿度的相关性最高（R2=0.644）。说明SMIN、FMN、BVD、BHD是2D/3D景观格局中影响微气候的重要指标。研究通过比较2D/3D景观格局的异同，得出三维景观格局对微气候的影响效应更大的结论。

关键词：城市；二维景观格局；三维景观格局；微气候；尺度效应

中图分类号：X16 文献标志码：A

前言

城市化的过程代表着城市在水平与垂直方向上不断扩张的过程，也是人类利用自然、改造自然从而改变人居环境的过程，随着当今社会经济快速发展，城市化进程逐渐加快，引起了一系列的生态环境问题。城市景观格局是自然因素和社会因素共同作用形成的产物，它是景观异质性的体现，也是各种生态过程在不同尺度上作用的结果，是景观生态学中广泛使用的一种定量研究方法。目前，基于二维平面信息的景观格局指数已被广泛应用，但是，此类景观格局指数仅考虑了景观的二维结构，忽略了具有生态学意义的三维空间格局，并且针对3D建筑格局的研究较少。基于以上现状，文章针对性地从景观中的2D/3D建筑空间对微气候的影响规律展开研究。相关研究表明建筑景观会对城市的微气候产生效应，在此基础上，文章利用数字高程模型（DEM）对郑州市地形结构进行定量分析，提取斑块表面面积和表面周长等信息对基于平面信息的二维景观格局指数进行修正，形成能够反映地形特征的三维景观格局指数，并分析郑州市景观格局的变化。研究借鉴景观生态学中的尺度效应概念，比较传统二维景观格局指数和三维景观格局指数对微气候影响的异同，旨在改善城市微气候，提高居民品质，促进城市可持续发展。