东北地理所在福州市城市热岛与景观格局演变关系研究中取得进展

根据世界银行的数据，中国的城市化率已由1978年的17.9%增长到2019年的60.3%，特别是从1996年以来，年增长率达到1.23%，同时百万人口城市从18个增加到303个。然而,城市化在带来社会经济发展的同时也改变了原有的自然景观。湖泊、林地、耕地等被占用使得城市生态的自我维持和修复功能被削弱，导致环境问题频发，其中城市热岛问题尤为引人关注。城市热岛会对城市空气质量改善、雾霾治理和植物健康生长带来了一系列负面影响。因此，开展快速城市化对城市热岛影响的相关研究对认识城市热环境格局及演化和理解城市热环境要素的内在发展规律与驱动机制等具有重要意义。

近些年来经济不断发展、城市持续扩张，使得城市热岛效应不断增强，福州市已经连续多年成为中国新的“四大火炉”城市之一。根据气象记录，福州市连续日最高温超过35℃的天数从2003年的24天增加到2013年的33天。城市热岛已经成为影响构建健康、舒适、宜居及可持续的福州市人居环境的重要因素。目前城市热岛相关研究很多，例如，湿地的冷岛作用对城市热岛具有一定的缓解效果，但对于城市扩张导致湿地丧失对城市热岛效应时空分布的影响尚待分析。东北地理所水环境遥感团队利用Landsat系列卫星影像数据和单窗算法反演了福州市地表温度，分析了1986-2016年城市热岛强度指数与景观格局演变的关系，研究福州市城市热岛的发展规律和驱动机制，并重点讨论了湿地对其他不同地表类型的降温效果和40年来湿地降温面积变化趋势。研究发现，建设用地对城市热岛效应的贡献率从1986年的24%增加到2016年93%，而城市热岛强度增加主要原因是城市建设用地的扩张。研究利用GIS缓冲区分析方法统计了不同土地利用类型受到湿地影响距离和面积，发现1985至2015年的毗邻区域受到湿地影响范围呈现在波动中降低的趋势，影响范围下降平均速度为4.7km2/年。湿地丧失所导致湿地冷岛效应的减弱，进一步促进了福州市热岛效应增强，而湿地面积减少的主要原因正是湿地转化为建筑用地。研究结果可为城市规划、城市建设及提升人居环境质量等提供理论依据与决策支持。

该研究成果发表在Sustainable Cities and Society国际期刊上，杜嘉博士为第一作者。研究得到长乐市科技发展项目（Y7F1021001）资助。论文信息和链接如下：

Jia Du, Xiaoyun Xiang, Boyu Zhao Haohao Zhou. Impact of urban expansion on land surface temperature in Fuzhou, China using Landsat imagery. Sustainable Cities and Society, 2020, 61:102346.

https://doi.org/10.1016/j.scs.2020.102346

图1福州市各种土地利用类型的城市热岛指数

图2 2016年湿地对周边土地利用类型地表温度的影响范围

图3 1986至2016年的周边地区受到湿地影响范围变化趋势