基于LCZ的城市热环境及其驱动机制研究——以北京城区为例

作     者：宋加颖 胡非凡 孟丹 刘勇洪 李小娟 SONG Jia-ying;HU Fei-fan;MENG Dan;LIU Yong-hong;LI Xiao-juan

作者机构：首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 北京市城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 

出 版 物：《环境生态学》 (Environmental Ecology)

年 卷 期：2025年第7卷第2期

页      面：49-59页

学科分类：07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42271487) 国家自然科学基金重点项目(41930109)资助 

主　　题：城市热岛 城市空间形态 北京 局地气候分区 

摘      要：城市空间形态与城市热环境的空间分异研究是城市生态环境、城市规划领域重要的研究议题。本研究以北京城区为例,基于Landsat数据,选取二、三维空间形态变量,探讨了局地气候分区(LCZ)视角下研究区四季的地表温度及城市热岛强度(UHII)变化与时空差异,并进一步分析城市空间形态变量对地表热环境的驱动机制。结果表明:1)研究区内建筑LCZ类型以密集中层LCZ 2和密集低层LCZ 3为主,自然LCZ类型以树林LCZ A/B为主,高密度建筑具有较高的热岛强度,且随着建筑高度增加地表温度降低,绿地和水体覆盖较多的区域热岛效应相对较弱,不同LCZ类型的热岛效应强度存在显著差异,夏季最为显著;2)从不同季节热环境空间分布来看,研究区在春夏两季表现为以热岛区为主,且夏季热岛强度和广度最高,UHII在5℃UHII≤7℃的面积占比最大(26.34%),秋冬两季表现为以中温区为主;3)北京城区大部分街区整体的景观异质性和破碎度较低,景观形状较规则,中心城区容积率、建筑体积与建筑高度普遍较高,天空开阔度较小。通过对典型LCZ类型的热环境归因分析,结果表明,不同LCZ需要采用不同的优化策略,如LCZ 9(零散建筑)的关键影响因子只有BSF,LCZ 2(密集中层建筑)存在多个关键影响因子,需要协同多因子来优化城市热环境。研究结果能够为城市规划设计提供参考,助力于城市的可持续健康发展。