在雨涝灾害威胁日益凸显的背景下,基于生态系统水文调节服务供需匹配分析的规划防涝优先干预区识别,为高效降低城市雨涝风险、利用规划措施防涝提供了新的研究思路与科学支撑.运用数据叠置、水文模拟及公式计算法,将城市原生雨涝供给能力与雨涝需求水平统一至同一评估体系中.结合降雨量、下垫面类型,运用径流曲线模型对街区地表径流调节率进行计算,生成供给能力评估结果;以GIS水文模拟结果计算得出的危险性、暴露性和脆弱性指数生成需求水平评估结果.根据石家庄中心四区3a一遇、50a一遇情景供需匹配结果,划定城市街区尺度的规划干预等级,并分类提出相应规划策略.研究结果表明:石家庄市中心四区低供给高需求街区在3a一遇降雨情景下以点状聚集分布;50a一遇降雨情景下,在京广铁路线沿线呈现纵向聚集形态.同时,在两种降雨情景下,规划干预高等级街区均集中出现于桥西区苑东街道、彭后街道、东华街道,长安区长丰街道、建北街道,裕华区裕翔街道、建华南街道.根据规划干预等级、供需相对关系及供需失衡原因,分别提出3a一遇、50a一遇降雨情景下的九类规划干预策略,为城市雨涝灾害的规划应对提供优化思路.

在雨洪灾害频发和存量规划的背景下,阐明不同尺度下城市绿地景观格局与雨洪滞蓄效能间的关系与机制,成为实现有限城市绿地的最大雨洪滞蓄效能并提高城市防洪能力的关键科学问题.本文系统归纳了城市和街区尺度下绿地景观格局对雨洪滞蓄效能的影响要素、作用机制和尺度差异.并基于研究结论差异致因和研究不足,指出未来应增加流域尺度研究、拓展三维绿地景观格局的研究,还应分别聚焦城市和城郊区域,针对不同雨洪敏感区和街区结构,建立具有雨洪过程指示意义的研究指数集合,以定量揭示城市和街区尺度的绿地景观格局对雨洪过程作用机理,为城市规划及城市雨洪安全格局构建提供理论指导.

研究探讨大面积屋顶绿化如何改善城市冠层内部三维空间的热环境,改善效果与城市形态结构之间存在的关系.基于三维小气候模型ENVI-met 4.2,开展街区尺度屋顶绿化热效应研究.在南京市选择具有不同形态结构特征的8个典型样区,每个样区设置2种朝向(街道与主导风向平行或相交)、3种屋顶绿化情景(传统光屋顶、简易型绿化、复合型绿化),共对48种情景进行了微气候模拟与分析.结果表明,街区尺度屋顶绿化产生的“冷岛”可从屋面扩散到地面空间,缓解城市冠层热岛效应.白天14:00时,8个样区屋顶1.5 m高处的降温强度最高可达0.64℃,样区平均降温强度最大值为0.44℃;地面1.5 m高处的降温最大值为0.55℃,样区平均降温强度最大值为0.25℃.建筑高度、高宽比、容积率与屋面、地面降温强度之间均存在显著负相关关系;建筑密度与屋面降温强度显著正相关,但与地面降温强度之间无显著相关性.总的来说,紧凑低层建筑区和开敞低层建筑区实施屋顶绿化后产生的降温效应明显高于紧凑和开敞高层建筑区;建筑高度和密度相同时,街道走向与主导风向呈45°夹角比与主导风向平行具有更高的降温强度.研究结果能够促进对亚热带城市地区建筑-植被-大气相互关系的深入认识,并为屋顶绿化实践提供指导.

城市动态度反应城市土地利用/土地覆盖动态变化的剧烈程度,对其进行量化是理解城市景观变化和进行城市生态空间监管的基础.现有研究主要聚焦城市扩张引起的特定地类(如人工表面、植被等)的动态变化,缺乏对城市内部精细尺度上(如街区尺度)景观动态的研究.以深圳市为例,首先利用多等级道路数据划分街区,进而基于高分辨率卫星影像解译的土地覆盖数据,利用土地利用动态度和土地利用强度指数量化街区尺度城市内部动态度.研究结果表明:(1)深圳市城市内部动态度较高,2017-2018年期间,14.93％的街区发生了不同程度的变化,热点区域主要分布在南山区、宝安区、盐田区等.(2)街区的变化包括多种地类的转变,其中,林地转变为裸土最为常见,占比为12.59％.由城市更新引起的地类变化也较普遍,如其他不透水地表向裸土的转移和建筑到裸地的转变分别为6.20％、5.59％.此外,深圳市街区的土地利用强度也存在较大差异,表现为土地利用强度增加的街区多分布在城市外围,而土地利用强度降低的街区则多分布在城市内部.(3)街区动态度与街区大小之间呈现非线性关系,街区动态度随着街区面积的增大,先急剧下降,后趋于平缓.本研究揭示了深圳市城市内部街区尺度上土地覆盖的动态变化特征,可为城市规划和生态空间管理提供科学支撑.

蓝绿基础设施对于调节城市气候、应对未来气候变化和增强城市韧性极为重要.采用文献分析法系统梳理城市蓝绿基础设施降温效应研究特点,结合气候区特征从景观、类型和群落斑块尺度上分析蓝绿基础设施降温效应及其关键影响因素,并尝试运用Meta分析统计城市蓝绿基础设施降温效应的定量指标,最终面向规划设计实践需求提出未来城市蓝绿基础设施降温效应研究的三大挑战:(1)衔接城市和街区尺度上蓝绿基础设施降温效应研究,筛选关键的蓝绿基础设施热缓解参数,指导城市绿地系统规划定量指标的设定;(2)整合水平与垂直的多维度蓝绿基础设施降温效应研究,结合街区特征确定降温阈值,以指导控制性详细规划中的蓝绿基础设施布局;(3)探究影响不同单体植物降温效率的核心要素,筛选最优降温植物群落配置,指导场地尺度上植物降温的种植设计.

全球气候变化和局地城市热岛加剧了城市热胁迫问题,但针对城市街区的研究仍不多见.湿球温度指示气温和湿度的综合效应,能更准确地反映人体热舒适度.本研究以南京市江北新区为对象,在不同时段、季节和天空状况下,基于移动观测方法获取气温、相对湿度和地理信息等数据,分析了街区尺度湿球温度的时空分布特征;结合天空状况、地表覆盖和城市形态指标(天穹可见度),探究了城市街区湿球温度的影响机制.结果 表明:1)南京城市街区湿球温度的时空特征与气温较为一致;与水汽压相比,气温对湿球温度的变化起主导作用;该地区湿球温度的极端高值主要是由于气温和水汽压协同增长所致.2)天穹可见度在白天与湿球温度呈显著正相关,夜间为负相关关系.植被覆盖比率的增加能够降低湿球温度,不透水面则呈现相反的作用.阴天条件下,湿球温度明显降低并且空间分布更均匀.3)植被和不透水面对湿球温度的水平尺度效应存在昼夜和季节差异,并且在夜间这一效应对天空状况更敏感;与植被相比,冬季夜间不透水面的影响范围比夏、秋季更大;两者对湿球温度的水平尺度效应与气温一致.研究结果可为改善和优化城市街区热环境、缓解城市热胁迫提供有效的科学支持和理论依据.

在全球气候变化和城市化背景下,城市内涝灾害频发,严重危及城市居民的人身安全、财产安全及公共安全.如何精准施策,针对关键区域进行城市内涝调节治理已成为社会各界关注并亟需解决的重要问题.基于生态系统服务供需视角,以径流调节率表征城市内涝调节的供给水平,以胁迫性、暴露性和脆弱性指标表征城市内涝调节的需求水平,构建了完整的技术路线和指标体系,从而识别城市内涝调节供需失衡的关键区,并确定规划干预的优先级.基于此,以岛屿型城市厦门岛为例,使用遥感数据和人口、社会、经济数据,运用ArcMapl0.8、ENVI5.3和GeoDA平台,模拟评估了城市街区尺度下城市内涝调节服务的供需水平及空间分布特征.通过供需匹配将研究单元划分为:高供-高需,低供-高需,低供-低需和高供-低需4种类型,并识别出114个供需严重失衡的关键区,该类关键区面临城市内涝调节服务供给短缺的严峻挑战,是未来城市规划过程中需要重点优化的对象.在此基础上,使用优先级指数将关键区划分为5个规划干预优先级,明确了城市内涝治理的优先次序.研究结果为开展具有针对性的城市内涝调节治理实践提供了新的科学依据,同时在解决城市内涝灾害问题,推进以人为核心的新型城镇化方面具有重要理论与现实意义.

城市绿蓝基础设施在解决城市热环境、提升热舒适性以适应气候变化等方面具有重要作用.本研究基于北京市三山五园地区高分辨率影像,通过形态学空间格局分析(MSPA)量化城市蓝绿基础设施(GBI)格局特征,统计分析街区GBI组成结构与街区地表温度的相关关系,并探究GBI热缓解能力与影响因素.结果表明:三山五园地区GBI面积占比为60.61％,地表平均温度(Tm)与GBI面积比呈显著负相关,且与树木占比的相关性大于水体和草地,与核心区占比的相关性依次大于孔隙区、边缘区、环路区、桥接区、支线区;GBI空间形态格局显著影响其热缓解特征;在GBI核心区面积占比大于10％的街区,Tm与核心区和孔隙区面积占比呈显著负相关,而与树木、草地和水体等类型面积占比无相关性;在核心区占比介于1％～10％的街区,Tm与树木以及环路区、桥接区和支线区面积占比均呈显著负相关;核心区占比小于1％的街区,Tm仅与边缘区面积占比呈显著负相关;未来街区GBI规划设计除考虑绿地覆被类型外,应紧密结合街区GBI布局形态特征,可采用扩大规模(围绕现有GBI斑块增加外围边缘区宽度)、提升连通性(连接现有GBI斑块构建蓝绿廊道)、优化活动场地配比(适度增加核心区内部活动场地)等适应性方法,形成街区基于自然的热缓解解决方案.研究结果可以增进对城市街区蓝绿基础设施格局与热缓解特征关系的理解,为街区尺度缓解热岛效应、提高热舒适度提供参考.

在中国洪涝灾害频发的背景下,海绵城市等雨洪管理实践有助于灾害的缓解,提高城市应对雨洪的"韧性".韧性城市作为应对灾害风险的城市规划理念,已被应用于一些国家的雨洪风险管理中.本文基于韧性理念,运用科学计量分析工具CiteSpace梳理中国雨洪研究现状,从生态、工程、社会雨洪韧性3方面分析了雨洪管理热点与相关技术,发现在跨领域的雨洪系统管理、区域到街区间不同空间尺度用地调蓄管理方面存在不足,提出未来应构建以"生态-工程-社会"为核心,涵盖"区域-城市-街区"尺度,多技术集成为支撑的自适应韧性雨洪管理体系.

城市绿色基础设施(UGI)作为一种多尺度、多类型和多功能的绿色网络,对缓解城市升温和提升城市气候韧性具有重要作用.尽管如此,当前仍缺乏关于UGI降温作用研究方法、降温机制、尺度效应和影响因素等方面的系统性综述.为此,从尺度、方法、降温机制、影响因素等多个方面详尽回顾了UGI降温作用研究进展,并讨论了其局限性、挑战和未来研究方向.研究发现:(1)UGI降温作用的研究尺度可归纳为站点、建筑、街道、绿地、街区和城市 6 类,其中站点、绿地和街区等微尺度和局部尺度研究较多,而城市尺度关注则较少.(2)研究方法可分为温度数据获取、降温作用测度和影响因素分析三部分.其中,温度数据获取主要采用实地观测、遥感观测和模型模拟三类方法;降温作用测度可分为基于空间参考、基于时间或情景参考和基于统计关系三类;影响因素分析多采用相关分析与多重线性回归等传统统计方法,此外,可探究非线性影响的机器学习方法也逐渐得到应用.(3)UGI降温作用主要依赖于遮荫、蒸散发与冷空气团平流三类机制;UGI植被物种构成与形态、UGI空间配置和外部环境是影响降温作用的三类主要因素;不同尺度降温作用的主控影响因素存在差异,随着尺度扩大UGI空间配置因素的重要性逐渐增加.最后,研究从时空尺度、降温机制、综合影响因素、生态系统服务视角等方面讨论了当前研究的局限和未来挑战,并强调了新型数据获取技术、组合降温策略以及城市尺度UGI系统降温作用等未来研究方向.