《园林》学刊·专栏导读（2023.08）丨南京主城区蓝绿空间格局对降温效益的影响及其协同作用研究

南京主城区蓝绿空间格局对降温效益的影响及其协同作用研究

Cooling Effect and syngenetic effect of Urban Blue-Green Spaces in central area of Nanjing, China

袁旸洋*  张佳琦  郭蔚  汤思琪  李英男*

袁旸洋

东南大学建筑学院副教授，硕士生导师，主要研究方向为风景园林规划设计及理论、数字景观技术、景观建筑设计

张佳琦

东南大学建筑学院景观学系在读硕士研究生，研究方向为园林设计与理论

李英男

江苏大学艺术学院副教授，硕士生导师，主要研究方向为城市热环境评价与优化、城市绿地规划设计

• 全文刊登于《园林》2023-08期P57-64.

• 全文引文格式：袁旸洋, 张佳琦, 郭蔚, 等. 南京主城区蓝绿空间格局对降温效益的影响及其协同作用研究[J].园林,2023,40(08):57-64.

• 摘要：高密度城市中的绿色与蓝色空间具有降低地表温度、缓解热岛效应的功能，两者有着相互促进的协同作用。城市蓝绿空间的格局是影响其降温效益的主要因素之一。以南京主城区为例，选取17个空间格局指标，分别从面积—边缘、形状、核心、聚散度4类表征城市绿色空间、蓝色空间与蓝绿空间格局特征，对比分析三者与地表温度的关联性，探讨绿色与蓝色空间对降温的协同促进作用。结果表明：（1）城市蓝绿空间格局对其降温效益的影响不具有季节性差异；（2）蓝绿空间格局整体性指标相较于单一绿色空间与蓝色空间格局指标，对地表温度产生的影响更加显著；（3）增加斑块面积、提升形状复杂度、减小空间破碎度均可促进城市蓝绿空间的降温效益。从整体性与协同性的角度探索了城市蓝绿空间格局对降温效应的影响，阐明了城市蓝绿空间统筹调控的必要性，有助于实现高密度城市规划实践中蓝绿空间格局的系统性优化与精细化调控，推动城市蓝绿空间融合发展。

• 关键词：城市蓝绿空间；空间格局；城市热环境；降温效益；协同作用

   1 研究背景   

城市扩张过程中，由于不透水面比例增加、建筑密度变高，地表接收的太阳辐射更多，空气流通速度慢^[1]，加剧了城市热岛现象^[2]。高密度城市建设时间较早，在早期规划过程中忽视了对生态环境的保护^[3]，热岛现象在高密度城市中心区尤为突出^[2]。蓝色和绿色空间是城市生态系统的重要组成部分，在降低城市温度、缓解热岛效应等方面发挥着重要的作用^[4-5]。且城市蓝绿空间具有相似的自然生态属性，在生态功能和物质交换、能量流动等自然过程中相互影响、相互依存，具有强关联性和整体性，在降温方面具有协同效益。随着中国城市全面进入“存量”发展时代，解析蓝绿空间协同机制、优化调控蓝绿空间格局，能够集约利用城市土地资源，并提升其生态系统服务功能^[6]，是改善城市热环境的重要现实途径^[7]。当下，城市蓝绿空间的整体性格局对降温效益影响程度是否高于单一城市绿色或蓝色空间、城市蓝绿空间格局如何影响地表温度等问题仍有待深入探讨。

   2 研究区及数据   

南京市位于长江下游，属于亚热带季风气候，主城区占地面积为788.33km²。研究采用Landsat-8遥感影像数据集为基础数据，在土地监督分类、空间格局计算、地表温度反演、相关性计算的基础上，分析并比较城市蓝绿空间、蓝色与绿色空间格局与地表温度的相关关系（图1）。

图1  技术路线图

   3 结果与分析   

3.1 南京主城区蓝绿空间分布

根据土地分类结果（图2），2021年南京城市蓝绿空间总面积为388.74km²，占主城区面积的49.1%。

图2  南京主城区蓝绿空间分布

3.2  南京主城区地表温度

由地表温度反演数据可知（图3），2021年3月26日南京主城区的地表温度在19.6℃至43.9℃之间，2021年8月1日南京主城区地表温度在25.5℃至61.1℃之间，2021年10月4日南京主城区的地表温度在26.2℃至50.3℃之间。

图3  南京主城区地表温度反演结果

3.3 南京主城区地表温度

基于相关性分析的结果（图4，图5），在面积-边缘类指数中，城市蓝绿空间的CA、LPI与PLAND都呈现中度负相关性。在形状类指数中，城市蓝绿空间的PARA-MN与FRAC-MN指数都呈现出了正相关性。对于核心指数而言，城市蓝绿空间的TCA与CPLAND的值与降温效益呈现负相关，NDCA与DCAD的值呈现正相关。在聚散度指数中，城市蓝绿空间、蓝色与绿色空间的CONNECT与地表温度没有呈现相关性。城市蓝绿空间的NP、DIVISION与SPLIT指数与地表温度均呈现正相关性。城市蓝绿空间的AI与COHESION指数与地表温度呈现负相关性。    

图4  空间格局指标与地表温度相关性计算结果

图5空间格局指标与地表温度相关性箱图

3.4 分析与讨论

城市蓝绿空间格局的4类指标与地表温度的相关性均强于城市绿色或蓝色空间，说明城市蓝色和绿色空间在降低温度方面具有协同作用，统筹调控整体城市蓝绿空间格局对地表温度的影响更为显著。并且，蓝绿空间格局对地表温度的影响不具有季节性差异。

城市蓝绿空间面积及其在区域内所占面积比例对于降温效益的影响最大，增加蓝绿空间面积、增大蓝绿空间所占比例可有效增强其降温效益。提升蓝绿空间形状自然度、减小边缘破碎度有助于提升蓝绿空间降温效益。此外，由于蓝绿空间降温效益的影响范围往往超出了其物理上所占的面积，同时叠加蓝绿空间降温的协同效应，使得连通度对降温效益的影响不显著。本研究中关于“蓝绿空间聚集度越高、降温效果越好”的结论也间接证明了这一点。最后，降低蓝绿空间破碎度有助于提升降温效益。

图6  城市蓝绿空间格局指标与地表温度

   4 城市蓝绿空间格局的优化策略   

在高密度城市中，精细统筹蓝绿空间布局、精准调整蓝绿空间形态尤为重要，“蓝绿融合发展”成为探索城市可持续发展新模式的重要课题。由此，以提升降温效益为目标，可以从以下几方面优化城市蓝绿空间格局：（1）重视蓝绿空间修复，提升城市蓝绿空间占比；（2）保护蓝绿空间自然形态，降低蓝绿空间破碎程度；（3）提高蓝绿空间聚集度，充分发挥小微蓝绿斑块作用。

   参考文献   

[1]于晓雨, 许刚, 刘樾, 等. 长江三角洲地区城市建筑三维形态对地表热环境的影响[J]. 中国环境科学, 2021, 41(12): 5806-5816.

[2] CHEN X, XU Y, YANG J, et al. Remote Sensing of Urban Thermal Environments Within Local Climate Zones: A Case Study of Two High-density Subtropical Chinese Cities[J].Urban Climate, 2020, 31: 100568.

[3] PAN T, KUANG W H, PAN R Y, et al. Hierarchical Urban Land Mappings and Their Distribution with Physical Medium Environments Using Time Series of Land Resource Images in Beijing, China (1981-2021)[J]. Remote Sensing, 2022, 14: 580.

[4] 张歆越, 高晓路, 柴琪, 等. 中国地级城市建成区蓝绿空间时空格局及其气候影响因素分析[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(01): 190-207.

[5] 成雅田, 吴昌广. 基于局地气候优化的城市蓝绿空间规划途径研究进展[J]. 应用生态学报, 2020, 31(11): 3935-3945. 

[6] 苏王新, 常青. 城市热缓解的基于自然的解决方案与实施路径——以北京市为例[J]. 风景园林, 2022, 29(06): 26-32.

[7] 袁旸洋, 张佳琦, 汤思琪, 等. 基于文献计量分析的城市蓝绿空间生态效益研究综述与展望[J]. 园林, 2023, 40(04): 59-67.

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编辑校对丨王丽娜              微信排版丨戴嘉旻              文章审核丨钱秀苇   戴嘉旻

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