城市湿地变化及其冷湿效应研究

本项目依托自然地理学、城市生态学和城市气象学等学科的基础理论，运用遥感影像解译、景观指数分析、地表温湿度遥感反演、实地监测、GIS空间分析等方法，以杭州市为例，提炼其10年来城市湿地和城市地表温湿度的时空演化规律，探讨城市湿地的面积、形状、土地覆被状况等核心参数对其冷湿效应的作用机理，分析城市湿地冷湿效应对人体舒适度的直接影响，以深化对城市湿地局地气候调节功能的认识。开展本研究的意义主要包括：一是通过对遥感反演、数值模型模拟和实地监测这三类主要的城市湿地研究方法进行比较、验证和评价，有助于为城市湿地研究提供一套新的技术方法体系；二是深入探讨城市湿地变化及其冷湿效应的内部控制机理，对缓解城市热岛效应，建立城市与湿地之间的协调发展机制有重要意义；三是通过研究城市湿地冷湿效应对人体舒适度的影响，将环境效应与人类感知紧密联系起来，从而进一步深化了城市湿地的生态系统服务功能研究。

在全球气候变化和快速城市化的双重胁迫下，城市热岛效应日益突出，给城市人居环境带来了许多不利影响。作为缓解城市热岛效应的重要对策之一，城市湿地的冷湿效应得到了人们越来越多的关注。本项目综合运用遥感反演、地面气象观测、WRF数值模拟、GIS空间分析等方法，重点探讨了城市湿地变化及其冷湿效应的内部响应机制。主要研究成果包括：（1）以西溪湿地为例，利用遥感和GIS空间分析技术，探讨了长时间序列中湿地区域城市化过程及其局地小气候响应机制。（2）综合运用遥感、地表气象观测、模型模拟等方法，全面探讨了城市湿地局地小气候效应的类型、季节变化规律、日变化规律、影响范围和幅度等重要问题。（3）综合运用遥感、地表气象观测、数理建模等方法，从季节因素、气象条件、湿地个体因素等方面入手，全面探讨了城市湿地局地小气候效应的影响机制。（4）利用耦合城市冠层模式（UCM）的WRF模式进行了杭州城市气候的模拟试验，探讨了湿地城市化对城市昼夜热胁迫的影响。（5）分析了杭州市城市热环境的时空演化格局，探讨了不透水面盖度（NDISI）、植被（NDVI）、水体（MNDWI）等城市地表参数与地表温度的关系，进而提出了城市热岛缓解的策略。.本项目成果的重要意义体现在：（1）在理论上，本项目深入探讨了全球气候变化和快速城市化双重胁迫下城市湿地变化及其冷湿效应的内部响应机理，分析了城市湿地与城市热环境的时空演化过程及其耦合机制，大大拓展了城市湿地生态系统服务研究的思路，也为城市热岛效应的缓解提供了科学依据。（2）在方法上。通过对遥感反演、数值模型模拟和实地监测这三类主要的城市湿地研究方法的比较、验证与有机整合，实现了各类方法的优势互补，为后续研究提供了宝贵的参考依据。（3）现实意义方面，本研究能够为城市湿地空间优化与布局提供科学准则和依据，这对于缓解城市热岛效应，改善城市人居环境具有重要的现实意义。