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基于ENVI-met微气候模拟的城市森林游憩活动策划研究

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城市建筑 2025年第1期22卷 211-217页

作者：曹则煜王振坤马超北京林业大学园林学院

随着我国城市化进程的不断推进,城市居民对户外游憩活动的要求不断提高。而微气候则是影响居民游憩舒适度的重要影响因素。本研究重点关注城市森林中微气候和环境行为的关系,通过网络文本分析法提取了场地气候类型相同的城市森林的环境... 详细信息

随着我国城市化进程的不断推进,城市居民对户外游憩活动的要求不断提高。而微气候则是影响居民游憩舒适度的重要影响因素。本研究重点关注城市森林中微气候和环境行为的关系,通过网络文本分析法提取了场地气候类型相同的城市森林的环境行为,运用ENVI-met对城市森林微气候条件进行模拟,并依据不同环境行为对应的代谢当量对研究区域热舒适度进行模拟。旨在为城市森林的游憩活动策划提供理论指引和方法参考。

关键词：微气候环境行为 ENVI-met 热舒适度城市森林

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城市森林降温效应影响因素研究进展

林业科学 2019年第4期55卷 144-151页

作者：刘海轩许丽娟吴鞠徐程扬北京林业大学林学院北京100083

城市森林是缓解城市热岛效应的重要绿色基础设施。本文探讨影响城市森林降温效应的内、外因素及作用机制,为优化城市森林结构、缓解城市热岛效应提供参考。影响城市森林降温效应的内部因素从单木尺度上主要有树种、树冠结构和树冠形状,... 详细信息

城市森林是缓解城市热岛效应的重要绿色基础设施。本文探讨影响城市森林降温效应的内、外因素及作用机制,为优化城市森林结构、缓解城市热岛效应提供参考。影响城市森林降温效应的内部因素从单木尺度上主要有树种、树冠结构和树冠形状,从林分尺度上主要有林分类型、林分结构、绿量、林分面积和形状,城区尺度主要应用遥感方法对城市森林降温效应进行研究,主要指标有归一化植被指数、叶面积指数和景观格局指数;影响城市森林降温效应的外部因素有气候、地面类型和经营措施等;内部因素及外部因素通过影响林内外能量的流动和交换,共同影响城市森林降温效应。缓解城市热岛效应,一方面要加强理论研究,重视温度场理论,结合地面观测与遥感解译,充分研究林分结构与城市森林能量传输的关系,另一方面需加强城市森林的经营管理,从促进热量交换的角度优化林分结构,合理布局城市建筑、森林和水体等基础设施,实现降温效应最大化。

关键词：热岛效应城市森林降温效应冠层结构蒸腾效应人为干扰叶面积指数

城市森林林木斑块特征与降温效应的关系——以北京市城区为例

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林业科学 2021年第4期57卷 32-42页

作者：李晓婷李彤仇宽彪姜莎莎贾宝全中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局林木培育重点实验室国家林业和草原局城市森林研究中心北京100091 生态环境部南京环境科学研究所南京210042

【目的】城市绿地对城市热岛有显著的缓解作用,但是城市生态用地空间不断被挤压,可用于增加绿地的土地面积非常有限,如何通过合理的景观和群落结构配置来缓解城市热岛效应成为重中之重。本研究在更精细的影像分辨率尺度上探究林木斑块... 详细信息

【目的】城市绿地对城市热岛有显著的缓解作用,但是城市生态用地空间不断被挤压,可用于增加绿地的土地面积非常有限,如何通过合理的景观和群落结构配置来缓解城市热岛效应成为重中之重。本研究在更精细的影像分辨率尺度上探究林木斑块的斑块水平特征、景观配置特征以及群落组成特征对斑块降温效应的影响,以期为城市绿地的规划和管理提供依据。【方法】以北京市六环外1 km以内的城区为研究区,利用2013年9月Landsat-8 TIRS遥感影像的第10波段反演地表亮温,利用2013年8—9月0.5 m分辨率的World-view-2遥感影像提取城市森林斑块信息,基于城市森林斑块地表亮温与城区整体地表亮温的温差量化研究区域内城市森林的降温效应。然后,选取斑块面积、周长、周长面积比和形状指数4个斑块水平的景观指数,以及树冠覆盖度、平均斑块面积、斑块密度和聚集度4个景观水平的指标,探究城市森林斑块个体特征与空间配置对其降温效应的影响。同时还采取分层随机抽样法抽取398个林木斑块,进行城市森林结构抽样调查,分析城市森林群落结构与降温效应之间的关系。【结果】北京城区地表亮温平均值为29.86℃,不透水地表区域的地表亮温平均值为30.64℃,树冠覆盖面积超过1000 m2的林木斑块地表亮温平均值为28.68℃,比城区低1.18℃,比不透水地表低1.98℃。在斑块水平的4个指数中,斑块面积和周长与斑块内部地表亮温最低值显著负相关(R2值分别为0.43和0.33),斑块周长面积比以及形状指数与斑块内部地表亮温的相关性较弱,且分别为正相关(R2=0.25)和负相关(R2=0.10)。在景观水平的4个指数中,作用最强的为树冠覆盖度(R2=0.312),其次为平均斑块面积(R2=0.309),二者与林木斑块的降温效应均为正相关;斑块密度与降温效应呈非线性关系,一开始地表亮温最低值随着斑块密度的增加而升高,当斑块密度的对数值达到-4.85时,地表亮温最低值随着斑块密度的增加开始下降;聚集度与降温效应呈正相关(R2=0.15);群落结构指标与林木斑块内部地表亮温相关性整体较弱,树高与乔木株数占比与斑块内部地表亮温负相关(P城市热岛效应,树冠覆盖度和斑块面积是影响林木斑块降温效应强弱的核心因素,未来城市森林建设除直接规划大尺度城市森林外,还可优先在紧靠现有绿地区域的潜在绿地区种植树木,以此来增加现有林木斑块面积,同时建议优先选择生物量较大的植物,合理进行树种配置,全力提高城市绿地降温能力。

关键词：林木斑块降温能力城市森林热岛效应北京

基于光谱特征的北京市冬季城市森林滞尘分布反演研究

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光谱学与光谱分析 2020年第6期40卷 1696-1702页

作者：苏凯于强胡雅慧刘智丽王朋冲张启斌朱济友牛腾裴燕如岳德鹏北京林业大学精准林业北京市重点实验室北京100083

城市森林影响空气中颗粒物的过滤和吸附,可以最大限度地减少空气中颗粒物污染对人体健康的有害影响。特别是在冬季,城市森林中的常绿植物在吸收灰尘和净化空气方面起着重要作用。本研究以北京市区冬季主要的常绿植被大叶黄杨(Euonymus j... 详细信息

城市森林影响空气中颗粒物的过滤和吸附,可以最大限度地减少空气中颗粒物污染对人体健康的有害影响。特别是在冬季,城市森林中的常绿植物在吸收灰尘和净化空气方面起着重要作用。本研究以北京市区冬季主要的常绿植被大叶黄杨(Euonymus japonicus)为研究对象,设置3类的采样空间,采集1410个叶片,测定叶片除尘前后的高光谱数据以及叶片表面的滞尘量。通过分析不同滞尘程度影响下的叶面光谱响应特性确定敏感波段,建立滞尘前后植被指数比值与滞尘量之间的回归模型,利用Sentinel-2遥感影像反演常绿植被的滞尘分布,并对反演结果进行验证。结果表明,在510~700和758~1480 nm范围内,除尘前叶片的平均光谱反射比小于洁净叶片。封闭区域叶片除尘前后平均光谱反射率的变化小于半封闭区域,开放区域叶片除尘前后的平均光谱反射率变化最大。研究发现红波段和近红外波段对灰尘影响最敏感,与滞尘量具有较高的相关性,利用归一化差异物候指数(NDPI)建立的反演模型:x=0.93969y-0.14504(x为RNDPI的数值,y为滞尘量),决定系数R2达到0.879。反演结果表明,封闭区域的平均滞尘量小于半封闭区域和开放区域,北京城区植被高滞尘量的区域分布在南部较多,植被滞尘量从市中心到周边地区有逐渐降低的趋势。研究叶片滞尘的空间分布,为快速监测城市区域灰尘污染强度与分布提供参考,为进一步探索常绿灌木的滞尘效果,科学指导城市森林建设,改善冬季城市生活环境具有重要意义。

关键词：遥感高光谱滞尘量城市森林大叶黄杨冬季

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城市森林冠层对小气候调节作用

生态学杂志 2015年第6期34卷 1532-1539页

作者：邵永昌庄家尧李二焕李娟娟南京林业大学水土保持与生态修复实验室南京210037 迪士尼中国研究上海200021

为了客观反映城市森林冠层的温湿效应,发挥城市森林冠层调节小气候的作用,使用Decagon微气象监测系统对南京城市森林冠层光照、温度、相对湿度等微气候因子进行长期监测,以林外的实验观测作为对照,分析了城市森林冠层内部小气候特征和... 详细信息

为了客观反映城市森林冠层的温湿效应,发挥城市森林冠层调节小气候的作用,使用Decagon微气象监测系统对南京城市森林冠层光照、温度、相对湿度等微气候因子进行长期监测,以林外的实验观测作为对照,分析了城市森林冠层内部小气候特征和对小气候的调节作用。结果表明:生长期冠层内部太阳辐射呈双峰或多峰曲线变化,林外与冠层内部太阳辐射差由大到小为夏季、秋季、春季、冬季;冠层内部与林外的气温和相对湿度日变化规律均呈抛物线变化,夏、秋季冠层降温作用高于春、冬季,春、夏、秋季白天冠层与林外温差大,夜间温差小,春、夏、秋季冠层相对湿度在任意时段均高于林外,冬季午后冠层相对湿度低于林外,城市森林冠层在夏、秋季的保湿效果优于春、冬季,城市森林冠层气温日最高值出现时刻比林外约晚30 min;除冠层内部太阳辐射与林外气温相关性不显著外,其他气象因子之间均呈极显著的相关性(P城市森林冠层在削减太阳辐射、降温增湿、缓和冠层内部温湿度变化和对高温的滞后效果等调节小气候和改善气候舒适度方面具有显著的作用。

关键词：城市森林小气候气温相对湿度太阳辐射

城市森林大气PM_(2.5)中水溶性无机离子沉降特征

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环境化学 2021年第3期40卷 746-753页

作者：莫莉郑文革李仁娜李丹邸林栓李小勇伦小秀马伟芳北京林业大学水土保持学院北京100083 北京市水土保持工作总站北京100036 北京林业大学环境科学与工程学院北京100083 北京林业大学经济管理学院北京100083 生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012

森林被誉为"地球之肺",在防霾治污方面有其独特不可替代的作用,不同树种沉降PM_(2.5)的功能有很大差别.本文选取代表性城市森林——奥林匹克森林公园为研究对象,设置垂直监测塔观测大气PM_(2.5)的浓度垂直分布,以考察不同季节城市森林对... 详细信息

森林被誉为"地球之肺",在防霾治污方面有其独特不可替代的作用,不同树种沉降PM_(2.5)的功能有很大差别.本文选取代表性城市森林——奥林匹克森林公园为研究对象,设置垂直监测塔观测大气PM_(2.5)的浓度垂直分布,以考察不同季节城市森林对PM_(2.5)中各组分的影响.在冬季、春季和夏季各采集PM_(2.5)样品,分析并计算PM_(2.5)中Na^(+)、NH_(4)^(+)、K^(+)、Mg2^(+)、Ca2^(+)、Cl^(-)、NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)等典型水溶性无机离子的浓度.结果表明,PM_(2.5)中水溶性无机离子总浓度呈规律性变化特征:冬季((56.90±27.38)μg·m-3)>春季((46.69±12.24)μg·m^(-3))>夏季((23.16±8.75)μg·m^(-3)).其中SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)浓度和占PM_(2.5)主要水溶性无机离子总浓度的50%以上.3个季节中,除冬季外,在春季和夏季,8种离子有明显的垂直方向上的沉降,夏季的沉降速率高于春季,但是春季由于大气颗粒物浓度高,沉降通量高于夏季.NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)垂直方向的沉降量在所有可溶性无机离子中最高.植被密度、叶面积指数、气象条件等因素对于PM_(2.5)的沉降特征有明显影响.

关键词：城市森林 PM_(2.5) 水溶性无机离子沉降森林树冠层

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城市森林林内景观质量定量通用判别技术研究

北京林业大学学报 2020年第12期42卷 9-23页

作者：崔义刘海轩吕娇吴鞠许丽娟韦柳端余玉磊徐程扬森林培育与保护教育部重点实验室、干旱半干旱地区森林培育和生态系统研究国家林业和草原局重点实验室北京林业大学城市林业研究中心北京100083

【目的】针对城市森林林内景观质量评价研究中存在的理论研究多、评价指标体系不通用等问题,构建区域性通用的林内景观质量评价指标体系,并提出林内景观分级标准,为城市森林结构优化、经营管理和生产实践提供技术支撑。【方法】以城市... 详细信息

【目的】针对城市森林林内景观质量评价研究中存在的理论研究多、评价指标体系不通用等问题,构建区域性通用的林内景观质量评价指标体系,并提出林内景观分级标准,为城市森林结构优化、经营管理和生产实践提供技术支撑。【方法】以城市公园风景游憩林、郊野公园风景游憩林、居住区城市森林、城郊山地风景林等为研究对象,在林分尺度上筛选评价指标,以因子分析法构建林分结构质量综合指数,采用Topsis法结合聚类分析对城市森林林内景观质量等级进行划分。【结果】(1)4种类型的城市森林筛选出15个评价指标用于城市森林林内景观评价,将林内景观分为优、高、中、低4个等级。(2)城市森林林内景观质量评价,核心指标包括乔木树种丰富度、林下物种丰富度、林型、林分整洁度、胸径分化度、郁闭度、观赏器官多样性、色彩季相多样性、单位面积胸高断面积、冠径比等。(3)不同类型城市森林最优景观的指标特点不完全相同。城市公园风景游憩林:相对枝下高最小,径高比较小,冠径比较大,林分整洁度高;居住区城市森林:单位面积胸高断面积最大,相对枝下高最小,冠径比较小,季相丰富度高。郊野公园风景游憩林:单位面积胸高断面积、树高分化度和径高比最大,乔木树种种类最多,观赏器官较多样,多为混交林。城郊山地风景林:郁闭度适中、灌木相对高度最低、林分垂直层次和林下物种较丰富、林分整洁度高。【结论】总体上看,树种组成丰富、适度混交、林内整洁、胸径分化度和郁闭度都适宜的林分和观赏器官较多样,季相富于变化的景观更受人们的喜爱,不同类型城市森林的林分密度和冠径比的最优范围不同。在城市森林经营管理中,建议适当丰富林木树种种类,注重彩色植物和多季相树种的配置,适当调整林分密度,及时修枝、割灌,清除林下杂乱的枯落物和生活垃圾,保持林分整洁,并根据城市森林类型适时采取不同的经营管理措施,以提高其景观质量。

关键词：城市森林林内景观美景度景观质量分级

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城市森林主要树种树冠尺度及生长空间需求

北京林业大学学报 2018年第3期40卷 42-54页

作者：王嘉楠夏媛倩赵德先储显胡马胡隽刘慧安徽农业大学林学与园林学院安徽合肥230036 上海浦东建筑设计研究院安徽分公司安徽合肥230001 中国林业科学研究院林业研究所北京100091

【目的】树冠的大小直接影响树木的生态价值,探明树种合理的生长空间需求对城市森林的规划建设与经营维护有重要意义。【方法】本文以合肥环城公园内优势度靠前的10个城市森林主要树种为研究对象,运用样方调查法,选取公园6个景区57块固... 详细信息

【目的】树冠的大小直接影响树木的生态价值,探明树种合理的生长空间需求对城市森林的规划建设与经营维护有重要意义。【方法】本文以合肥环城公园内优势度靠前的10个城市森林主要树种为研究对象,运用样方调查法,选取公园6个景区57块固定样地,在对冠幅、胸径及树高等数据调查的基础上,运用线性回归法、异速生长法,利用箱型图检验离群值,比较构建冠幅、树高与胸径的最优模型,并对树木最适宜生长空间大小进行预测。【结果】不同树种冠幅与胸径、树高与胸径均存在正相关关系,但对两种模型结果进行比较可以发现,除侧柏和栾树外,异速生长模型的决定系数(R^2)均大于0.3,R^2整体高于一元回归模型;均方根误差(RMSE)分布范围在0.2~0.3之间,整体上小于一元回归;F值除雪松外,均高于一元回归F值。综合比较结果表明,异速生长模型拟合度优于一元回归模型;不是所有树种的冠幅、树高都与胸径高度正相关,在10个树种的研究中,银杏、女贞和椤木石楠的冠幅-胸径模型的拟合度较高,R^2分别为0.793、0.757和0.665;银杏、栾树和雪松的树高-胸径模型拟合度较好,R^2分别为0.772、0.579和0.547;栾树、侧柏的冠幅-胸径模型相关性较低,R^2分别为0.096和0.188;构树、刺槐和桂花的树高-胸径拟合度较差,R^2分别为0.065、0.010和0.112;选择分位数回归对异速生长规律进行研究,构建10种树木的异速生长模型并在95%分位数回归下进行讨论,以树木平均胸径15 cm为例,预测估算出当胸径为15 cm时10种树木在适宜的生长空间中的冠幅和树高大小。【结论】本文构建的最优模型的参数估计值均显著,说明冠幅、树高变量对合肥环城公园内树木胸径的变化有明显影响,其中冠幅-胸径模型拟合精度略高于树高-胸径模型的拟合精度。

关键词：城市森林树冠胸径异速生长生长空间需求

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城市森林景观格局与过程研究进展

生态学报 2009年第1期29卷 389-398页

作者：尹锴赵千钧崔胜辉吝涛石龙宇中国科学院城市环境研究所厦门361021

大规模的城市化进程,改变了城市以及周边区域的景观格局,显著影响着城市森林生态系统的结构、过程与功能。景观尺度上的城市森林景观格局与生态过程研究已经成为当前城市森林学的研究热点。在阐明城市森林及其景观格局与过程概念的基础... 详细信息

大规模的城市化进程,改变了城市以及周边区域的景观格局,显著影响着城市森林生态系统的结构、过程与功能。景观尺度上的城市森林景观格局与生态过程研究已经成为当前城市森林学的研究热点。在阐明城市森林及其景观格局与过程概念的基础上,综述了国内外城市森林景观格局与过程的研究内容、研究方法的进展情况,指出了以下几个方面有望成为今后城市森林景观研究的发展方向:景观尺度上的城市森林系统能流、物质循环等生态学过程研究;城市森林景观格局演变的社会驱动力研究;基于生态服务功能的城市森林规划研究;半都市化地区的森林景观格局与过程研究;基于空间显式景观模型的城市森林景观格局与过程模块开发。

关键词：城市森林景观格局生态过程