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摘要：在我國新型城市化建設進程快速推進的背景下，出現大量建設用地急劇膨脹、綠地面積大幅減少現象，最終對城市地表熱環境造成負面影響。以重慶市快速發展地區為例，探討重慶市不同于其他平原地區的山地高密度城市化建設特點，分析城市熱島效應、NDVI平均數值和城市建成區面積三者間的關系。研究表明，重慶中部發達地區相對郊區熱島效應具有廣泛性分布和斑塊化特點，NDVI數值和地表亮溫呈反比關系。結果表明，城鎮化建設所引發的綠地減少、向周邊郊區擴張現象，是導致重慶市地表熱環境變化的重要因素。
關鍵詞：城鎮化建設；熱島效應；地表熱環境；影響因素；重慶市
一、引言
城市地表熱環境是現階段城市環境、氣候研究領域的熱點性話題。對于重慶市山多水多的特點而言，城市化建設進程中存在局部土地開發利用率過高、土地資源緊缺、地塊容積率較高等特點，其地表熱環境被此類高強度開發影響，其地表溫度普遍高于郊區地區，熱效應也更為明顯。
二、重慶市山地高密度城市化建設地表熱環境研究綜述
（一）重慶市山地高密度城市化建設特點
不同城市根據其差異性的建設規模、建筑密度可分為低密度城市與高密度城市。重慶是我國新型城市化建設的過程中的標志性地區，無疑屬于高密度城市。同時，重慶市以其山多河多，地勢連綿起伏的特點又被歸納于山地城市中。山地城市與其他平原城市差異較大，類屬特殊城市形態，用地結構、空間結構、道路結構以及街道尺寸、建筑形式、綠地格局均和平原城市具有明顯區別。重慶市受其地貌地形和外部自然條件限制，呈現出建筑高密度聚集的中心緊湊式城市形態。此類人口、建筑密度極高的區域正為重慶市經濟、文化、商業等活動行為的核心地區，與其相類似的我國城市還有香港。此外，此類高密度地區還具有地塊容積率高、開發力度大等特點。
（二）重慶山地高密度城市化熱環境概述
受地理環境制約，重慶城市化建設進程中存在局部土地開發利用率過高、土地資源緊缺、地塊容積率較高等特點，其地表熱環境被此類高強度開發影響，其地表溫度普遍高于郊區地區，熱效應也更為明顯。一方面，重慶市與平原城市存在顯著差異，起伏連綿的山地地形和大面積的河流導致重慶市形成了與其相符合的特殊性氣候。復雜的地理條件成為城市建設的一道道屏障，城市格局被自然性的劃分為多個部分，進而衍生出一種以山水環境為根本的城市化建設總體格局。并且，微氣候環境隨著重慶市這種山水環境格局展現出地區差異。另一方面，重慶市在城市化建設過程中的大規模突擊開發，造成城市空間承載過大，交通、娛樂、教育、經濟、居住、辦公等各種城市功能的混合，吸入了更多的人口。進而出現大規模、高強度的社會生活活動、生產活動等，導致城市空間產出相對平原城市更多的熱量，且不容易擴散，形成嚴重的熱島效應，這也是重慶長期以來被稱為中國火爐的原因之一。
三、城鎮化建設對地表熱環境的影響因素分析
（一）城鎮化建設對地表熱環境的影響因素分析
城市地表熱環境的主要原因是由于下墊面和人為熱量釋放所致，同時還受到不同地區、氣候、季節和天氣的影響，本文針對下墊面情況展開分析。下墊面作為城市地表熱環境產生的關鍵因素，人類活動的影響最先是通過對下墊面性質的轉化而實現的。重慶市由于人口密度高、人口集中現象明顯、生產過度密集等特點，在城市化建設的過程中，必然涉及到大量的擴建建筑物、改建街道、新建樓宇等工作，進而導致城市建設持續從中心向郊區、地下、半空擴散。過去是森林、草場、牧場、農場、水池的生態環境，被瀝青、磚頭、鋼筋和混凝土等非透水地貌代替。這種不透水的地貌組織與過去空曠荒地、水域或者被植被覆蓋的稀松土地相比，非透水組織全方位、多角度改變了城市區下墊面的動力學和熱力學特點，其表象在于城市對太陽熱量輻射的返回率相對郊區大幅降低，熱容總量、熱量傳導率等方面均比郊區更高，并且儲熱能力也遠遠超出郊區地區。然而，由于城市化建設所導致的植被面積大幅下降、植被覆蓋率低、不透水規模大等因素，儲存水體能力相對郊區明顯不足，水分蒸發幅度相對郊區更低，下墊面粗糙程度也比郊區更大，受市區大量中高層建筑影響，其風速也更小，對地表熱量的散發極其不利。重慶市高層建筑極多，甚至部分可以用高聳入天來形容，其藍天可見度低，導致地表長波輻射熱損損失明顯降低，進而在水分平衡方面和能量平衡方面，城市與郊區相比具有顯著差異。通過下墊面和城市上空底層大氣壓的輻射、傳導、亂流以及對流等物理環節進行物質交換、能量交換，對城市濕度、溫度以及氣流產生影響，最終導致形成與周圍郊區環境不同的城市化地表熱環境。通過對三個時間段的熱島效應分布圖對比發現，研究區域熱島效應在2010年1月份最明顯，2000年10月份相對較少，2002年12月份熱島效應對地表熱環境的影響十分輕微。重慶南部地區的地表熱環境情況和其地形特征之間具有緊密關系，通過對衛星圖像的分析得出，由南向北，以東環立交橋、黃角灣立交橋、茶園路、海峽路、華村立交橋、大慶村立交橋、北環立交橋再到東環立交橋的環形連線為分界線，主城區和郊區的地表熱環境具有較為明顯的差異。城市內部為集生活、生產、經濟與一體的高度城市化區域，交通網密集、建筑和人口密度極高，導致內部熱島效應廣泛分布，熱島斑塊具有強度高和碎片化特點，呈現出雜亂無序的大致格局。通過深入分析不難發現，熱島效應明顯的地區均為建筑密集和人口密集的區域。內部地區以其強大的經濟實力將大部分街區建設成具有一定規模的城市化區域，這也就是導致內部熱島效應極為強烈的最終原因和根本因素。
（二）城市綠地系統對地表熱環境的影響分析
綠地系統在城市化建設中扮演著重要角色，是城市人口居住環境的關鍵組成部分，既可以為城市提供綠色自然的空間，也能對城市的美觀產生正面影響，優化城市空氣質量，大幅降低城市地表溫度，是極多種功能于一體的生態環境改善工具。與此同時，植被覆蓋面積和覆蓋率的減小，是造成重慶市熱島效應變化和具體分布的影響因素，利用隨機采樣的分析方式和線性回歸的分析方式對地表亮溫和NDVI值之間的關系進行定量。根據劉焱序，彭建，王仰麟等人在其發表的學術論文《城市熱島效應與景觀格局的關聯》中指出，以2015年數據為例，對研究區域進行隨機采樣（不包括水體區域），得到500個樣點，分析和樣點坐標位置相應的NDVI數值和地表亮溫。上述采樣地區的地表亮溫數值范圍是12.33攝氏度到18.75攝氏度，與其相對應的NDVI數值范圍在-0.299到0.577之間。通過劉焱序，彭建，王仰麟等人的對樣本的線性分析可知，亮溫（x）與NDVI數值（y）基本符合下列關系，即x=-13.22y+17.16。公式中二者顯現出明顯的反比關系，所以NDVI數值越小，那么溫度就越高。根據易佳，田永中，高陽華，朱莉芬，鐘燕林等人在對重慶市熱島效應進行分析時，收集2010年3月到2018年3月平均NDVI數值和平均熱島效應面積數值，并采取對比，導出研究區域熱島面積平均數值、NDVI平均數值和城市建成區面積三者之間的具體變化關系。
四、結語
綜上所述，城市熱環境除人為因素外，對其影響最深的應是下墊面。然而，下墊面雖然相對復雜性較高，但是其決定性因素取決于城市化建設程度。城市化建成區域、綠地系統占比對城市熱島效應的分布構成直接影響。重慶中部地區由于其山地城市化建設特征，中部熱島效應更加明顯，斑塊化熱島效應明顯，城鎮化建設所引發的綠地減少、向周邊郊區擴張現象，是導致重慶市地表熱環境變化的重要因素。因此，為改善重慶市現有居住環境，建議加大綠地系統開發力度，致力于可持續發展、生態發展的城市化建設。
【參考文獻】
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[4]易佳,田永中,高陽華,朱莉芬,鐘燕林.基于RS的山地城市熱島效應及其與土地覆被變化關系研究——以重慶市主城區為例[J].云南師范大學學報(自然科學版),2018(6):62-69.
作者:劉娜娜 周洋 王雪琴 單位:重慶房地產職業學院
