Page 32 - 《华中农业大学学报》2026年第1期

26 华 中 农 业 大 学 学 报 第 45 卷

［11，17，37］
常成熟，本研究采用单窗算法计算像元的辐射亮温、 用最远可达 1 000 m ，且大多数景观指数在
地表比辐射率并最终得到像元地表温度 ［31-32］ 。在统 1 000 m×1 000 m 尺度下对 LST 变化的解释效果更
计研究范围的平均地表温度及其标准差的基础上， 好 ［25］ 。本研究将研究区按照 1 000 m×1 000 m 进行
采用密度分割法将武汉市主城区、都市发展区和市 格网划分，为减少局地小气候特征的影响，将含有长
域分别划分为高温区、次高温区、中温区、次低温区 江、汉江的格网和其他景观类型明显不完整的格网
和低温区 5 个温度等级 ［33］ ，其中高温和次高温区域 剔除，最终主城区、都市发展区和市域范围有效格网
被定义为“热岛”范围，低温和次低温区域为“冷 数分别为343、2 317和7 053个。
岛”范围。参考热岛强度的定义 ［34］ ，将蓝绿要素比 采用 Fragstas4.2 软件计算格网内的各景观格
周围环境地表温度更低的现象称为蓝绿空间“冷岛 局指数值，在 SPSS 26 软件中构建格网内平均 LST
［20，35］
效应” ，冷岛强度界定为一个区域内蓝绿空间 与各景观指数的数量关系，进行皮尔逊相关性分
平 均 地 表 温 度 与 建 设 用 地 平 均 地 表 温 度 的 析；利用逐步回归法剔除存在共线性、强交互性的
差值 ［12］ 。 景观格局指标，对相关景观格局指数进行主成分回
1.4 景观格局指数选取 归分析，探究影响地表温度空间分异和蓝绿基础设
热场空间分布与地表覆盖类型和下垫面特征密 施 降 温 效 应 的 主 导 因 子 ，明 确 贡 献 程 度 及 影 响
切相关 ［6，36］ ，地表温度空间分异受人工或自然地表覆 机制。
盖特征影响较大。本研究参考前人相关研究 ［2，6，37］ ， 2 结果与分析
结合武汉市用地特征及下垫面性质，在 ENVI5.3 软
件中利用最大似然法和人机交互解译法对研究区展 2.1 武汉热环境空间特征
开监督分类，将地表覆盖划分为建设用地、绿地、水 1） 武汉热场空间分布特征。图 2 为 2022 年 9 月
体和耕地 4 个类型，针对每种类型随机选取 300 个样 18 日武汉市地表温度和地表覆盖类型空间分布图。
点、采用混淆矩阵对监督分类结果进行精度验证，总 如图 2A 所示，LST 高值区主要分布在武汉钢铁工业
体分类精度和 Kappa 系数分别为 98.4% 和 0.94。考 基地、武汉经济技术开发区工业园区和天兴洲裸露
虑到各地表覆盖类型的降温机制及未来蓝绿空间布 滩涂等区域，呈现明显的多点“热岛效应”，其中地表
局优化的可行性，本研究中蓝绿空间主要包括河流、 最高温为 55.89 ℃，出现在武汉钢铁（集团）公司炼钢
湖泊、池塘等水体空间，以及城市绿地（公园、附属绿 区；LST 低值区则集中分布在长江、汉江、东湖、沙
地、防护绿地、街头绿地等）、郊野林草地等绿色植被 湖、梁子湖、汤逊湖、北部水库等大型水体及黄陂区
覆盖空间，不包括直接用于农牧生产的旱地和水田 连片山体或林地，呈现出“冷廊效应”和多片“冷岛效
等农用地。 应”，其中地表最低温为 22.34 ℃，出现在黄陂郊区大
为了避免景观指数选取的主观性导致其他重要 型水库。结合图 2B 地表覆盖空间结构和表 1面积统
影响因素被忽略，本研究基于斑块水平、斑块类型水 计 值 可 知 ，研 究 区 建 设 用 地 面 积 2 354.0 km 2
平和景观水平选取表征景观组成和空间构形特征的 （27.4%），主要集中分布于长江两岸的平原区域；绿
2
所有常用景观指数，预实验结果表明，斑块水平景观 地覆盖面积为 538.5 km（6.3%），主要集中于北部和
指数与 LST 相关系数的绝对值均小于 0.1，对研究区 南部低山林地或零散分布在城区公园；耕地覆盖面
地表温度的解释能力有限 ［37-38］ 。故本研究主要选取 积为 4 516.3 km ，占总面积的 52.6%，与其他覆盖类
2
斑块类型水平和景观水平相关指数，包括面积类、密 型犬牙交错、相互渗透，是研究区地表覆盖的主导景
度类、形状类、边缘度类、核心斑块类、邻近度类、聚 观类型。
散性类和多样性类指标共 70 个，构建地表温度空间 将图 2A 和图 2B 进行掩膜叠加，发现地表温度
分异和蓝绿空间降温效应的潜在影响因子指标体 分布与地表覆盖类型景观格局呈现出良好的空间耦
系，在Fragstats 4.2 软件中进行格网统计。 合规律，总体上，LST 高值区与建设用地覆盖范围较
1.5 数据分析 为一致，LST 低值覆盖区与大型水体和山体林地范
景观格局特征与热岛效应的关系及景观指数对 围高度吻合。为进一步理解两者的对应关系，对不
LST 的解释程度明显受到统计尺度的影响 ［2，36］ 。相 同地表覆盖类型的LST进行分类统计（表1），水体和
关研究表明，公园绿地和水体对环境温度的调节作 绿地平均 LST 均低于研究区平均值，其中水体平均