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范文一：城市景观格局的空间尺度效应
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城市景观格局的空间尺度效应
作者:陈命男 郑磊夫
来源:《绿色科技》 2013年第 08期
摘要:以上海市陆域范围为研究区域,采用 2004年 Landsat TM图像解译的景观图为主要 信息源,从空间粒度方面探讨了 20种景观生态指标对粒度的敏感性及其随粒度变化的规律; 利用 Moran's I指数对不同粒度下景观生态格局的空间自相关性进行分析。在此基础上,利用 半变异函数探讨景观生态指标的空间异质性与幅度的效应关系。研究表明:① 在斑块类型层 次,除相对丰度(PLAND )、最大斑块指数(LPI )和景观分离度指数(DIVISION )粒度效 应不明显外,其他均表现出较明显的粒度效应;部分指数或某些斑块类型的指数出现明显的尺 度转折点,研究区域内农田和建筑用地等优势斑块,其平均斑块面积(MPS )和面积加权平均 形状指数(AWMSI )大致分别在 180m 和 120m 附近出现尺度转折点;② 在景观层次,各景观 生态指数都表现出明显的粒度效应,部分指标在 150m , 120m 至 180m 出现尺度拐点;③ 上海 市陆域范围的景观格局存在显著空间正自相关性, 150 m的粒度水平为景观空间自相关性对尺 度响应的一个敏感点;④ 随着幅度的增加, Shannon 多样性指数(SHDI )和面积加权平均分维 数(AWMFD )的块金效应逐渐增强,空间自相关性引起的空间差异对总体变异的贡献逐渐减 小;对于景观聚集度指数(CONT )和分离度指数(SPILT ),其块金效应的尺度变化较为复 杂,分别在 1km 和 2km 幅度下,块金效应最强;⑤ 随着幅度的增加,对于 SHDI 和 CONT ,空 间自相关的存在范围增大,而对于 AWMFD ,则略有减小;对于 SPILT ,空间依赖性的存在范 围在幅度为 2km 时最大;⑥ 半变异函数模型的拟合结果表明,对于 SHDI , CONT 和 SPILT , 2km 对于研究上海市陆域范围景观格局的空间变化是一个比较合适的尺度。
关键词:景观格局;景观生态指数;粒度效应;幅度效应; Moran's I指数;半变异函数; 上海
中图分类号:TU986文献标识码:A 文章编号:16749944(2013) 08000109
1引言
近 20年来,城市景观格局及其变化已逐渐成为城市生态学研究的热点 [1~3],而景观格局 的尺度和尺度效应已经成为其研究的核心问题之一 [4, 5]。邬建国 [6]和 Lam[7]等认为,尺度主 要是指空间和时间上的粒度和幅度。空间粒度指空间最小可辨单元所代表的特征长度、面积或 体积;时间粒度指某一现象或事件发生的(或取样的)频率或时间间隔。幅度是指研究对象在 空间和时间上的持续范围 [8, 9]。
可见,空间尺度包括粒度和幅度两个方面。客观存在的景观空间异质性依赖于空间尺度, 当景观空间尺度发生变化时,所量测到的空间异质性也随之变化,因此尺度对景观空间异质性 的测量与理解有着重要影响。空间异质性因粒度而异可称为粒度效应,因幅度而异可称为幅度 效应。
范文二：景观尺度效应研究进展
景观尺度效应研究进展
摘要:景观格局的尺度效应研究是景观生态学研究中的热点问题之一。本文在概括景观尺 度效应概念的基础上, 对于景观格局尺度效应的研究进展和研究方法做了总结, 认为景观尺 度效应的主要研究内容有:景观指数随幅度变化的规律; 景观指数随幅度变化的规律和适宜 景观格局分析尺度的确定。 在未来的研究中, 尚需要加强面向生态过程的景观格局演变与尺 度效应研究和尺度效应与尺度转换的方法与技术研究等工作。
关键词:景观格局 尺度效应 空间粒度 空间幅度
Abstract: The scale effect of landscape pattern is a hot issue in the field of landscape ecology research. On the basis of summarizing the concept of the scale effect of landscape pattern, this paper summarized its research progress and research method. The main contents of research are: landscape index with spatial extent change law; landscape index with spatial grain change rules and determination of suitable analysis scale of landscape pattern. In the future study, we still need to strengthen the ecological process for the landscape pattern evolution and scale effect and scale effect and scale conversion method and technology research, etc.
Key words: Landscape pattern; Scale effect; spatial grain; spatial extent
1. 引言
许多生态学问题的界定都与分析时所涉及的时间和空间尺度 (scale)有关。在生态学中, 尺度通常是指空间或时间幅度 (extent)或粒度 (grain)[1]。空间粒度指空间最小可辨识单元所代 表的特征长度、面积或体积 (如样方、像元 ) ;时间粒度指某一现象或事件发生的 (或取样的 ) 频率或时间间隔 [2,3]。
2. 景观尺度效应的概念
尺度是生态学中的一个基本概念, 不同的学者对尺度的解释因研究的出发点和角度不同 而有所不同,尺度问题没有明确清晰的论述和充分量化 [4]。通常意义上的尺度是研究对象或 现象在空间上或时间上的度量, 即空间尺度和时间尺度 [5],尺度还可以指研究对象或过程的 时间或空间维、 用于信息收集和处理的时间或空间单位 [6]、由时间或空间范围决定的一种格 局变化 [7]等。尺度具有多维性、层次复杂性、变异性等特征,尺度研究的目的在于通过适宜 的空间和时间尺度来揭示和把握复杂的生态学规律 [4]。 地球表层系统不仅具有显著的区域差 异和地域分异规律, 同时也是一个多层等级系统, 尺度的存在就是根源于地球表层自然界的 等级组织和复杂性。 景观格局、 生态过程及其相互关系的研究都依赖于一定的研究尺度, 不 同尺度下的景观格局、生态过程会发生较大的变化。
Jelinski D和邬建国于 1996年首先提出景观尺度效应,他们认为:景观尺度效应是空间 数据因聚合而改变其粒度或栅格像元大小时,分析结果也随之改变的现象 [8,9]。之后的研究 也基本上沿袭了这一概念, 申卫军认为:景观的尺度效应是景观的空间异质性因尺度而异的 现象, 具体体现在两个方面,即在不同尺度上,空间异质性表现出不同的格局,因而从不同 尺度上观测或分析空间异质性时结果是不同的 [10]。傅伯杰和赵文武认为景观尺度效应表现 在 “ 尺度 — 结构 — 过程 ” 的相互作用方面, 这是地理 — 生态过程研究的核心理念, 结构影响过 程,过程改变结构,尺度不同,结构与过程的关系也将有很大的差异 [11]。
3. 景观尺度效应的研究进展
3.1景观尺度效应的研究方法
目前研究尺度效应对景观格局分析的影响主要通过改变粒度的大小; 改变幅度的大小或 同时改变粒度和幅度的大小三种途径, 研究方法主要采用空间统计学和景观格局指数两种方 法 [9]。国内外学者主要是采用改变粒度的大小,计算不同粒度下的景观格局指数,进而分析 景观格局指数随粒度变化的规律。 上述方法需要通过 “3S” 技术和地统计学原理来实现。 2011年在北京召开的第八届国际景观生态学大会提出的一个重要专题便是利用 RS 和 GIS 技术进 行景观尺度效应的研究。 RS 技术为获取地表景观格局现状提供了有效的空间信息源; GIS 具有强大的空间信息处理和分析功能, 能够快速、 精确和综合地对复杂的湿地系统进行空间 定位和过程动态分析 [12]。地统计学的引人则为定量分析湿地景观的空间异质性提供了强有 力的工具, 这都极大地推进了该领域的发展, 促进了景观生态学和地理学、 环境科学、 信息 科学等学科的交叉融合。
3.2景观指数随粒度变化的规律
空间粒度指空间最小可辨识单元所代表的特征长度、面积或体积 (如样方、像元 ) 。为了 描述景观指数随粒度变化的规律, 通常采用如下手段来进行表达:把景观指数随空间尺度变 化的曲线称之为尺度效应曲线;以横轴代表尺度、纵轴表示景观指数值的图称之为尺度图; 景观指数随尺度变化的函数关系则称之为尺度效应关系 [13]。
随着空间粒度的增加,不同景观指数对尺度的响应特征 (即尺度效应 ) 不同,景观格局具 有明显的尺度依赖性。曾辉等利用珠江三角洲东部一块 324km 2区域的 6个时段的景观遥感 类型图,进行机助景观格局空间分辨率效应的实验研究,区分了分辨率强弱敏感指数 [14]; 布仁仓等采用优势规则和随机规则为基础的两种尺度分析方法, 对分类的 TM 数据进行了尺 度变换分析,结果表明,随着粒度的增加,优势规则处理法使景观中优势类型的面积增加, 非优势类型的面积减少,随机规则处理法使各景观类型的面积基本上保持不变 [15];马胜男 等以新疆维吾尔自治区阜康市为案例区, 运用 7个生态多样性模型对景观元多样性进行了模 拟, 比较分析不同模型对空间尺度变化的响应, 得到了随着空间分辨率的粗化, 景观元均匀 性方面的多样性变化幅度大于丰富性等结论, 为开展多尺度生态多样性模拟和评估奠定了一 定的基础 [16];周兴东等以 TM 遥感图像为数据源,选择徐州地区一块 441Km 2的研究区,选 取 10个景观水平的景观格局指数在 16个不同粒度的景观类型图下, 分析了不同粒度对景观 格局指数计算结果的影响,结果表明,随着粒度值由 30m 到 480m 的逐渐增加,除丰富度 外的景观指数均具有明显的粒度效应 [17]; 曹银贵等对三峡库区 30年间土地利用景观特征的 粒度效应进行了研究, 很好地反映了景观格局指数在不同粒度上的变化规律, 得到了不同的 景观指数随粒度也表现出不同的敏感程度, 较敏感的是斑块密度、 有效网格大小、 正归化形 状指数、聚合指数等结论 [18];赵磊从不同遥感数据的空间分辨率角度进行空间粒度放大试 验,探讨景观格局的尺度效应 [19];赵文武等以延河流域的 1:250000和 1:500000土地利用 图为对象,探讨了不同比例尺条件下景观指数随粒度增加的变化特征 [20];岳文泽、徐丽华 等以上海市城市景观为研究对象,从幅度和粒度两方面对景观指数的尺度效应进行了研究 [21];朱明、濮励杰等从分辨率和粒度两个方面,基于 2000年和 2002年分别由 ETM+和 IRS-PAN 影像解译得到的土地利用图, 从景观和类型两个层次分析了不同粒度下上海市一城 市化样带的景观格局, 结果表明:城市景观有明显的尺度效应, 空间分辨率和粒度变化都会 影响城市景观格局,而道路等线性廊道对尺度变化的敏感则是造成这一影响的主要原因 [22]。 对以上研究中的景观指数随着粒度变化的规律进行总结。其中,部分指数会随着空间粒 度的增大单调减小,具有比较明确的尺度效应关系 (幂函数下降 ) ,如斑块结合度等,部分指 数也会随着空间粒度的增大呈现出总体下降的趋势, 但并不是单调下降的, 可表现为幂函数 下降、 直线下降或阶梯形下降等不同特征,如斑块密度等;此外, 也有一些指数随着空间粒 度的增大而增大,如景观碎裂化指数等。
在景观格局指数随粒度变化的分析研究中, 空间粒度变化方法对最终景观格局指数的变 化特征有显著影响, 如采用优势规则和随机规则为基础的两种尺度分析方法会导致景观指数 变化规律的差异。 相应地不同学者在分析景观格局指数随着粒度增加时的变化趋势并不尽一 致。此外, 由于同类景观格局指数有不同的计算模型与方法, 如景观多样性计算, 景观格局 指数的计算结果也会表现出同类景观格局指数随空间粒度增加的变化规律和模拟效果却并 不相同 [23]。
3.3景观指数随幅度变化的规律
空间幅度通常是指研究所涉及的空间范围 (长度或面积 ) ,时间幅度是指研究持续的时间 长短 [24]。空间幅度变化的尺度效应是指随着研究空间范围的增加或减少,景观格局特征的 变化情况 [25]。由于景观指数具有幅度效应,在某一幅度下景观指数间的相关性并不一定能 推广到其他的幅度 [26]。
随着空间幅度从中心向四周或者在不同方向上 (如东北到西南,东南到西北等 ) 变化时, 景观格局的变化特征差异明显, 不仅具有幅度变化的依赖性, 而且具有各向同性和各向异性。 朱明等从 2002年上海市土地利用图出发,利用梯度分析方法,探讨了空间幅度变化对城市 景观格局分析的影响 [27]; 申卫军等以 2种真实景观和 27种模拟景观为分析对象, 考查了 16种常用的景观水平格局指数随空间幅度变化行为 [26];张景华等运用梯度分析与景观格局定 量分析相结合的方法, 通过改变样带宽度与研究步长, 对城乡样带景观梯度分析的幅度效应 进行了研究 [28];唐玲等利用 2006年 Quickbird 卫星影像数据解译的沈阳城市绿地分布图, 结合梯度分析方法定量分析了沈阳城市绿地景观格局,并探讨了其幅度效应 [29];王艳芳等 以 TM 遥感图像为数据源,选取景观水平上 4种类型的 32个景观指数进行计算,分析了 不同幅度对景观指数间相关关系的影响 [30]。
对以上研究中的景观指数随着幅度变化的规律进行总结。 关于空间幅度变化的尺度效应 研究通常选择土地利用变化明显的过渡地带为研究对象, 划分不同梯度, 分析景观指数沿样 带的变化。 如在城市景观格局随幅度变化过程中, 多样性从市中心向外呈现高低起伏的环状 模式扩展, 随着幅度增加, 多样性指数的高值区离景观类型变化最剧烈的城乡过渡地带转移。 景观指数因幅度变化行为的可预测性则可以分为两类:随幅度变化可预测性强, 指数与幅度 之间的关系可用简单的函数关系来表达; 随幅度变化的可预测性较差, 指数随幅度的变化存 在多种可能 (不同形式的增加、减小或保持不变 ) ,难以用一种或多种简单的函数关系来描述 所有的情况 [31]。
对于景观格局模型而言, 小尺度的模型信息对区域景观模型的模拟结果会产生选择性的 影响。如在 LANDIS 模型中,种子传播、建群,死亡和火干扰能够使像元尺度上的年龄组 信息的不确定性随模拟时间增加而增加; 但是在景观尺度上, 物种分布面积百分比和由聚集 度指数所定量化的空间格局并未受像元尺度上不确定性增加的影响 [32]。
3.4适宜景观格局分析尺度的确定
对于每一种景观格局类型,都有与其对应的最适宜景观格局分析尺度。最适宜景观分析 尺度问题可以归结为尺度域和特征尺度问题。 尺度域指的是具有过程, 特征相似性的尺度范 围 [4,34]。特征尺度则是在分析尺度域内的系统现象和过程时所确定的具有代表性的、易观察 的尺度 [35]。
国内学者在划分尺度域和选择特征尺度过程中, 往往是在分析空间粒度变化对景观格局 影响的基础上,针对空间粒度来确定尺度域和特征尺度。在甄别尺度域和特征尺度过程中, 由于所选择的景观指数或敏感指数拥有不同的内涵, 不同指数的尺度域变化特征和最佳分析 尺度并不一致, 对此, 则需要综合分析不同景观指数的分析结果确定整个研究区域的尺度域 和特征尺度。 吕志强等以广州市为研究对象, 在 14个不同粒度下对 34个景观指数进行运算, 确定出 120m 是广州市较为适宜的景观格局分析尺度 [36]; 赵文武等以延河流域的不同比例尺
土地利用图为对象, 探讨了不同比例尺条件下景观指数随粒度增加的变化特征, 并确定了不 同比例尺下进行景观指数计算的适宜粒度范围 [20];孟陈等利用上海市 1∶ 50 000彩红外航空 遥感影像解译的土地利用数据, 系统分析了粒度变化对中心城区、 郊区和城郊结合部 3类景 观格局分析的影响,确定上海城市景观格局分析的合适尺度为 10-20 m[37]。
尺度域的划分是根据景观指数变化过程中的尺度转折点来划定, 一般而言第一尺度域是 选择适宜粒度 (特征尺度 ) 的较好取值范围。另外,对于所最终确定的特征尺度,其特征尺度 大小与所分析的数据比例尺或精度密切相关。 一般而言, 数据比例尺越小、 精度越高, 其特 征尺度越小,反之则越大。
4. 景观格局尺度效应的研究趋势
近年来,景观格局演变的尺度效应研究在国内在取得了快速进展,但是目前的相关研究 重视了空间尺度而忽略了过程尺度, 强调了不同尺度间的数量关系但忽略了不同尺度间的生 态规律研究; 在尺度效应分析和尺度转换的研究方法中, 尽管有不同的研究方法, 但是在实 际应用过程中, 景观指数的应用案例相对较多, 空间统计和数学建模研究成果相对较少, 在 景观格局演变驱动机制的尺度效应分析中, 单一尺度景观格局演变的驱动机制研究较多, 但 是多尺度的综合研究也相对不足。 在未来景现格局演变尺度效应研究中, 尚有待于加强以下 几个方面的研究:
4.1 面向生态过程的景观格局演变与尺度效应
景观格局和生态过程的关系研究是景观生态学中的核心命题。傅伯杰 [11]将 “ 尺度一结构 一过程 ” 的主要研究内容归纳为以下几个方面 :(1)针对单一尺度分析结构与过程的作用机理; (2)探讨不同尺度之间结构或过程变化的规律和特征,并分析其尺度效应; (3)基于不同尺度 结构与过程的作用关系和尺度效应分析结果,进行多尺度综合研究和尺度转换研究; (4)探 讨不同尺度划分体系 (如时间尺度、空间尺度、过程尺度、观测尺度、模型尺度等 ) 对结构、 过程、结构与过程作用关系的影响效应; (5)其他研究,如多尺度模型研究、尺度转换不确 定性分析研究等。 面向特定生态过程探讨景观格局的演变规律和特征有助于清晰阐释景观格 局变化的生态学意义。 针对特定生态过程研究景观格局, 不仅需要进一步发展景观生态学研 究中的基本理论, 也有待于发展具有生态学意义的景观格局指数, 如国内学者近年提出的 “ 源 一汇 ” 景观理论 [38]和 “ 景观空间负荷对比指数 ” ,国际学者提出的水域景观生态学、景观遗传 学 [39,40]等。
4.2尺度效应与尺度转换的方法与技术
尺度转换可以分为尺度上推与尺度下推、 空间尺度转换和时间尺度转换、 隐式尺度转换 和显式尺度转换,相邻尺度转换和跨尺度转换等不同类型 [41]。有关的尺度分析方法包括分 形、谱分析、自相关分析、半变异函数、回归分析、半方差和尺度方差等多种技术 [34,43,44]。 针对这些不同的尺度转换类型和技术,国内学者提出了 “ 基于模式识别的景观格局分析与尺 度转换研究框架 ” 、涵盖不同尺度的 “ 景观格局与生态过程耦合研究的基本框架 ” [46]等不同研 究思路, 但是与这些研究思路相匹配的案例研究尚不多见。 同时, 尝试不同的尺度分析方法 进行尺度效应分析也是国内景观生态学研究中的薄弱环节。 因而, 针对不同的尺度转换类型, 发展相应的尺度效应与尺度转换的研究思路和研究方法, 并积极开展案例研究, 应当成为今 后景观生态学及相关学科研究的重要方向。
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范文三：基于景观尺度的城市冷岛效应综述
应用生态学报 ２０１５年２月 第２６卷 第２期 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｃｏｌｏｇｙ，Ｆｅｂ．２０１５，２６（２）：６３６－６４２
基于景观尺度的城市冷岛效应研究综述?
余兆武 郭青海 孙然好
１，２
１
３??
（１中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室，福建厦门３６１０２１；２中国科学院大学，北京１０００４９；３中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室，北京１０００８５）
摘 要 城市冷岛效应相对于热岛效应而提出，强调景观规划对于优化城市热环境的功能和途径．本文从景观斑块面积、指数、阈值以及景观格局及其相关性等方面分析了水域、绿地与公园冷岛效应研究进展．分析发现：基于景观尺度的城市冷岛效应在面积与形状指数二者谁具有更为显著的冷岛效应方面存在较大争议，对阈值的辨识还不够深入，并且过多关注景观组成而缺乏关于不同景观配置对冷岛效应的影响研究．水域景观的冷岛效应应该多关注形状、宽度以及位置等的影响，而绿地景观的冷岛效应多关注绿地类型、面积、配置和管理方式等，城市公园的冷岛效应还会受到海拔、人类活动等影响．基于此提出几点建议：以阈值研究为主导，对争议问题进一步探求其形成的原因；强化对时间序列的研究；辨识不同景观格局和景观配置对“冷岛”效应的影响；注重尺度和粒度对冷岛效应的影响研究；加强多学科的交叉耦合．
关键词 水域景观；绿地景观；公园；城市冷岛；阈值
文章编号 １００１－９３３２（２０１５）０２－０６３６－０７ 中图分类号 Ｑ１４ 文献标识码 Ａ
Ｉｍｐａｃｔｓｏｆｕｒｂａｎｃｏｏｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｂａｓｅｄｏｎｌａｎｄｓｃａｐｅｓｃａｌｅ：Ａｒｅｖｉｅｗ．ＹＵＺｈａｏ?ｗｕ１，２，ＧＵＯＱｉｎｇ?ｈａｉ１，ＳＵＮＲａｎ?ｈａｏ３（１ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＵｒｂａｎＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＨｅａｌｔｈ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＵｒｂａｎＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｘｉａｍｅｎ３６１０２１，Ｆｕｊｉａｎ，Ｃｈｉｎａ；２ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ；３ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＵｒｂａｎａｎｄＲｅｇｉｏｎａｌＥｃｏｌｏ?ｇｙ，ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＥｃｏ?ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８５，Ｃｈｉｎａ）．?Ｃｈｉｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｅｃｏｌ．，２０１５，２６（２）：６３６－６４２．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｕｒｂａｎｃｏｏｌｉｎｇｉｓｌａｎｄ（ＵＣＩ）ｅｆｆｅｃｔｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｉｎｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｔｈｅｕｒｂａｎｈｅａｔｉｓｌａｎｄｅｆｆｅｃｔ，ａｎｄｅｍｐｈａｓｉｚｅｓｏｎｌａｎｄｓｃａｐｅｐｌａｎｎｉｎｇｆｏｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｗａｙｏｆｕｒｂａｎｔｈｅｒｍａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅＵＣＩｅｆｆｅｃｔｓｏｆｗａｔｅｒｓ，ｇｒｅｅｎｓｐａｃｅ，ａｎｄｕｒｂａｎｐａｒｋｆｒｏｍｔｈｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｐａｔｃｈａｒｅａ，ｌａｎｄｓｃａｐｅｉｎｄｅｘ，ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｖａｌｕｅ，ｌａｎｄｓｃａｐｅｐａｔｔｅｒｎａｎｄｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｅｓ．Ｇｒｅａｔｃｏｎｔｒｏｖｅｒｓｙｗａｓｆｏｕｎｄｏｎｗｈｉｃｈｏｆｔｈｅｔｗｏｆａｃｔｏｒｓｐａｔｃｈａｒｅａａｎｄｓｈａｐｅｉｎｄｅｘｈａｓａｍｏｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｍｐａｃｔ，ｔｈｅｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＵＣＩｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｓｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｌａｃｋｉｎｇ，ａｎｄａｔｔｅｎｔｉｏｎｗａｓｐａｉｄｔｏｏｍｕｃｈｏｎｔｈｅＵＣＩｅｆｆｅｃｔｏｆｌａｎｄｓｃａｐｅｐｏｓｉｔｉｏｎｂｕｔｌｉｔｔｌｅｏｎｔｈａｔｏｆｌａｎｄｓｃａｐｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ．Ｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｓｈｏｕｌｄｂｅｐａｉｄｏｎｓｈａｐｅ，ｗｉｄｔｈａｎｄｌｏｃａｔｉｏｎｆｏｒｗａｔｅｒｌａｎｄｓｃａｐｅ，ａｎｄｏｎｔｈｅｔｙｐｅｏｆｇｒｅｅｎｓｐａｃｅ，ｇｒｅｅｎａｒｅａ，ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｆｏｒｇｒｅｅｎｓｐａｃｅｌａｎｄｓｃａｐｅ．ＴｈｅａｌｔｉｔｕｄｅｏｆｕｒｂａｎｐａｒｋａｎｄｈｕｍａｎａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｃｏｕｌｄａｌｓｏｉｎｆｌｕｅｎｃｅＵＣＩｅｆｆｅｃｔ．Ｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ，ｔｈｅｔｈｒｅｓｈｏｌｄｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｓｈｏｕｌｄｄｏｍｉｎａｔｅｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆＵＣＩｅｆｆｅｃｔ，ｔｈｅｒｅａｓｏｎｓｏｆｃｏｎｔｒｏｖｅｒｓｙｓｈｏｕｌｄｂｅｆｕｒｔｈｅｒｅｘｐｌｏｒｅｄ，ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｉｍｅｓｅｑｕｅｎｃｅｓｈｏｕｌｄｂｅｓｔｒｅｎｇｔｈ?ｅｎｅｄ，ｔｈｅＵＣＩｅｆｆｅｃｔｓｆｒｏｍｌａｎｄｓｃａｐｅｐａｔｔｅｒｎａｎｄｌａｎｄｓｃａｐｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｈｏｕｌｄｂｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ，ａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｓｈｏｕｌｄｂｅｐａｉｄｔｏｓｐａｔｉａｌｓｃａｌｅａｎｄｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅＵＣＩｒｅｓｕｌｔｓ．Ａｌｓｏ，ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇｔｈｅｍｕｌｔｉｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｕｌｄｂｅｔａｋｅｎｉｎｔｏｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒｌａｎｄｓｃａｐｅ；ｇｒｅｅｎｌａｎｄｓｃａｐｅ；ｕｒｂａｎｐａｒｋ；ｕｒｂａｎｃｏｏｌｉｎｇｉｓｌａｎｄ；ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ．
?国家自然科学基金项目（４１４７１１５０，４０６３３）、厦门市科技计划项目（３５０２Ｚ２０１２２００１）和国家科技支撑计划项目（２０１２ＢＡＣ０７Ｂ０４）资助．??通讯作者．Ｅ?ｍａｉｌ：ｒｈｓｕｎ＠ｒｃｅｅｓ．ａｃ．２０１４?０４?１８收稿，２０１４?１０?２５接受．
期 余兆武等：基于景观尺度的城市冷岛效应研究综述 ６３７
快速的城市化显著改变了城市景观过程和格局
演化［１－２］，尤其是导致城市地表不透水面积增大［３－４］，改变了城市地表的热力性质，导致城市地区近地层大气结构发生改变，产生了诸如城市“雨岛效应”、“干岛效应”、“雷暴岛效应”、“混浊岛效应”以及“热岛效应”等生态环境后果［５］．城市热岛效应是城市中的气温明显高于外围郊区的现象，是城市气候中最显著的特征［６］．城市“冷岛效应”是随着城调如何通过更加有效的景观规划措施减缓这一热岛效应．“冷岛效应”最早出现在对沙漠绿洲与湖泊观测时发现的气象现象，相对于热岛效应称之为“冷岛效应”［７］．而随着城市化的发展，在城市大尺度上也逐渐认识到城市冬季白天“冷岛效应”的存在［８］．市“热岛效应”研究的不断深化而逐渐发展起来，强
效应为正面作用．本文着重综述不同水域、绿地和公园冷岛效应的正面作用，以期为城市环境优化与规划实践提供理论和实践支持．１ 常用的研究方法与存在问题
现有的基于景观尺度的城市“冷岛”研究方法与城市热岛的研究方法基本相同．数据获取上主要采用实地测量、气象监测资料、卫星遥感等方法［１５－１７］．传统的实地监测与气象资料难以很好地反映城市热环境空间状况［１８］，也难以有效地反映城市“冷岛”情况．热红外遥感技术通过对大范围、大尺度遥感数据分析可以很好地解决上述问题［１７，１９－２０］．国内学者主要利用遥感和ＧＩＳ相结合的方法建立冷岛分布和强度特征，并探讨其中的相关关系［９，２１－２３］．但这一方法也有缺陷，遥感技术方法只能反映出地表温度（ＬＳＴ）却不能反映真实的气温，无法反映因水域、绿地冷岛效应所降低的温度［２４］，也无法反映垂直结构的影响．数学模型和计算机模拟技术运用于预测绿地对热岛的缓解作用［２５－２６］，但该方法也存在模拟结果难以检验等问题．目前，常用的研究流程主要为：对实地测量、气象监测以及卫星遥感数据获取后进行参数设定和数据校正，其中，遥感数据主要通过ＬａｎｄｓａｔＴＭ、ＳＰＯＴ、ＡＳＴＥＲ、ＱｕｉｃｋＢｉｒｄ、ＩＫＯＮＯＳ、Ｗｏｒｌｄｖｉｅｗ等卫星遥感手段获取，并进行辐射校正、几何校正与配准，然后对ＬＳＴ进行反演，随后将校正后的信息在ＡｒｃＧＩＳ上进行缓冲、叠置、邻域等分析，最后通过确定的景观指数与参数设定进行相关的统计分析（图１）．基于景观尺度的冷岛效应研究最终目的就是通过对水体、绿地、
公园等景观斑块进
现有大多数城市热岛效应的研究是在整个城市尺度，对城市内部不同景观斑块的微观气候条件缺乏城市热岛的研究逐渐得到学者关注，随之也开始了对城市“冷岛效应”的研究．
被称为“绿”系统［１０］．水体景观与绿地景观都具有冷岛效应［１１－１３］．公园通常具有绿地与水域，城市中公园又是必不可少并且具有明显冷岛效应的景观类型，因此公园可以作为一种独立景观斑块进行研究．冷岛效应不仅具有正效应，也具有负效应，夏季为正效应，冬季一般表现为负面效应，比较不同景观类型地表温度的变异特征则可以发现其正负效应规律［１４］．水域、绿地和公园的夏季降温效应明显、强度大，而冬季降温效应不明显、强度小，总体来看，降温
城市景观中水体常被称为“蓝”系统，而绿地则研究［６，９］．随着景观生态学的发展，景观尺度对缓解
图１ 城市“冷岛效应”研究技术与方法
Ｆｉｇ．１ Ｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｕｒｂａｎｃｏｏｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓ．
６３８ 应 用 生 态 学 报 ２６卷
行研究以期为缓解城市热岛服务，因此城市“冷岛”研究最显著的特征就是如何构建最优的方法以明确景观尺度对城市“冷岛效应”的最佳阈值．２ 城市水域的“冷岛”效应
城市水域景观包括河流、湖泊和水库湿地等，是城市最重要的生态空间之一，是城市中自然要素最密集、自然过程最复杂的地域，对城市景观生态系统的形成发展具有重要影响［２１］，具有明显的“恒温效视水体和绿地的规划建设则会导致城市生态系统失衡，产生诸如城市热岛等一系列不利影响，只有通过阈值研究才能兼顾环境与发展的平衡，为城市规划提供最优决策．由于研究区域、研究方法（地表温度反演方法不同）、时间与数据处理手段等的差异，有关水域与绿地冷岛效应的很多研究经常出现完全相反的结论，所以建议未来研究应该借鉴水文学中“配对流域实验”的理念方法进行更加深入系统的城市“冷岛效应”配对实验研究，找出真正的关键因应”［３］导与热辐射率．水具有较大的热容量与热惯性，有效降低了显热交换能力、较低的热传，改变了热量传输方式［２７－２９］市生态系统的平衡．因此、缓解热岛效应，城市水域景观对于维持城、改善局部小气候
以及对于城市“冷岛效应”的研究都具有重要意义［２１，３０］城市水域景观具有．
“冷岛效应”是学界共识［１３］李东海等［３１］研究发现，水面比例与地表温度呈显著．的负相关，相关系数达到－０．７２，岳文泽等［２１］研究发现，上海外环的水域景观温度比整个外环平均地表温度低２．７６℃，具有明显的冷岛效应．从水域形状指数上看，岳文泽等［２１］认为，面状水域比线状水域有更高的冷岛效率，并且随着距水域距离的增加呈非线性降低，线状河流的景观宽度与流经区域共同决定冷岛效率强弱．Ｓｕｎ等［２２］研究认为，水体位置与周围建筑用地对城市冷岛效应具有重要作用，并且水体位置和景观形状指数（ＬＳＩ）与城市冷岛强度存在相关关系．虽然城市水域景观具有“冷岛效应”，但城市中的水体或绿地面积不可能无限大，因此相关研究逐渐从定量研究水域能够达到多大的冷岛效率（形状以及面积大小能够达到最大的冷岛强度即能够降温多少或者占比多少）到定量分析哪种，即阈值，城市水域冷岛强度只有在阈值范围内才能达到最高效率［３］在２００ｍ左右．有研究指出，并且河流越宽，河流水体的冷岛有效范围，效率越高［３１］１等［３２］也发现，３５ｍ宽的河能够使其周围温度下降
；Ａｄａｍｓ
研究发现～１．５℃，，有绿地存在时效果更强随着水体面积的增大，冷岛强度增大．Ｓｕｎ等［９］在北京，但冷岛效率明显降低，５９％的水体冷岛范围在１００ｍ以内，冷岛平均强度为０．５４℃·ｈｍ－２平均为１．７６℃·（１００ｍ）－１，“冷岛”效率体的冷岛效率变异很大，表明水体冷岛效率存在面·ｈｍ－２，且面积较小水积阈值和其他控制因子．城市水体冷岛效率阈值研究非常重要，原因在于一方面城市化过程不可能无限制增加水体或者绿地面积，另一方面如果完全忽子，更好地认识其内在机理．３ 城市绿地的“冷岛”效应
城市绿地斑块包括草地、林地、乔灌草混交地，是维持城市生态系统平衡的重要景观类型．绿地植物通过植物蒸腾作用和光合作用能够有效吸收到达地表的太阳能辐射［３３］截太阳辐射以及通过改变空气运动和气流交换来降，并且植物遮蔽效应还通过拦低地表温度［２５，３４］的基础．许多研究都指出，这是城市绿地景观产生冷岛效应，城市绿地能够减缓热岛效应，具有“冷岛效应”［１１－１２，３５］应”．这一效应受到绿地大小和类型，也有人称为、植物结构特征“绿岛效、
格局特征、时间尺度的影响［１２，１９］发现，温度与归一化植被指数（ＮＤＶＩ）．Ｔｉａｎｇｃｏ呈显著负相等［３６］研究关；Ｈａｒｄｉｎ等［３７］发现，叶面积指数（ＬＡＩ）与温度呈１．２负相关关系，且ＬＡＩ每增加１个单位，温度会降低
但这种情况并不是绝对的℃．一般认为，绿地面积越大［２２，２５］．，如冷岛效应越显著Ｍｉｋａｍｉ等［３８］对，日本不同大小城市森林冷岛强度的研究发现，如果面积超过２０ｈｍ２形状指数所产生的冷岛效应也有所不同，冷岛强度就不会增加．另外，朱春阳，不同等［２０］研究表明，城市带状绿地可以发挥温湿效应的阈值宽度为３４ｍ，并且还受周边环境的影响．不同类型绿地的冷岛效应也存在差异，研究发现，人工绿地类型的冷岛效应明显弱于自然绿地类型［１９］等［３９］研究表明，植被的冷岛作用大于水体，但徐涵．曹璐秋［１３］研究发现，水体的冷岛作用大于植被，白杨等［４０］研究发现，绿地与水体的冷岛作用随着不同月份而出现不同，５月绿地降温效率大于水体，而１１月水体降温效率大于绿地，说明时间是影响冷岛作用的重要因素［４０－４２］没有很好区分不同的草地．过去对城市绿地冷岛的研究并、林地等绿地类型，由于不同的参数设置对不同类型绿地的研究结果有很大影响，因此今后应针对不同绿地类型选取适当的参数［４３］．此外，不同树种具有不同的郁闭度，因而针对
期 余兆武等：基于景观尺度的城市冷岛效应研究综述 ６３９
不同树种的冷岛效应也是研究热点之一［２５，４４］．
不同的阈值率与绿地配置结构是研究城市绿地
性指数（ＬＳＩ）与公园冷岛效率呈负相关关系［２４］．冯晓刚等［１７］对西安的研究发现，当公园长宽比接近１公园内部垂直与水平结构的探讨也存在很多观点．如Ｓｐｒｏｎｋｅｎ?Ｓｍｉｔｈ等［５４］在加利福尼亚的研究发现，具有灌溉绿地和高大乔木的公园的降温效应较强；苏泳娴等［２３］和冯晓刚等［１７］认为，公园冷岛效应与绿地、水体面积呈正相关关系，并且公园平均降温范围与绿地面积的拟合曲线近似于对数关系，但水体时，城市公园冷岛影响距离是最远的．此外，对城市
冷岛效应的重要方向．李延明等［４５］研究发现，绿化３０％时，绿地对热岛有明显的削弱作用，超过５０％覆盖度与冷岛强度呈正相关关系，绿化覆盖大于时，得到明显缓解，规模大于３ｈｍ２且绿化覆盖率达到６０％以上的集中绿地能够形成“冷岛效应”，后来的研究也验证了这一阈值率［４６］．还有研究认为，绿地面积５ｈｍ２是地表温度是否受覆盖率或者面积影响的一个关键阈值［４７］和垂直结构不同，其冷岛强度都是不一样的．不同的绿地由于其内部结构，何介南等［１５］和刘娇妹等［４６］研究发现，乔木对城市冷岛效应的影响最显著，其次是乔灌木，最后是草地．Ｒｅｎ等［４８］发现，城市森林绿地景观格局配置对缓解城市热岛、达到最大的“冷岛”效率具有重要作用．蔺银鼎等［４９］在分析绿地结构、形状、面积等因子的基础上，认为城市绿地效应呈现出以绿地为中心向周边扩散的规律．城市绿地与水域一样，是城市重要且稀缺的景观类型，如何在面积、植被特征、形状指数以及景观格局基础上找出关键阈值是未来相关研究必须加强之一．
４ 城市公园的“冷岛”效应
城市“冷岛效应”研究除了对城市水域（“蓝”系统）与城市绿地（“绿”系统）斑块研究之外，城市公园也是学者研究的一个重要方面Ｍｅｔａ．Ｂｏｗｌｅｒ等［２５］通过温（ＵＣＩ）０．分析发现９４称为公园冷岛℃．一，些公园具有明显的冷岛效应学者，平均降（也ＰＣＩ）将公园类型的城市冷岛［１６］草地、森林、河流以及湖泊等景观要素．城市公园通常包括
，因此公园位置、面积、形状指数、关键因子、水体或绿地面积所占比例是学者研究的重点．
通常情况下，城市公园面积越大，其“冷岛效应”越明显，但两者关系是非线性的．有研究发现，城市公园面积大小存在一个阈值，超过这个阈值，其冷岛效率就出现下降［６，１６，５０］果表明，公园面积超过１４，ｈｍ如对山城重庆的研究结２即出现明显的冷岛效应［２４］表现在公园内部．城市公园冷岛作用对公园小气候的影响不仅，对周边地区也具有显著影响，如瑞典夏季公园与建筑区域最大温差可达５．９℃，公园冷岛范围可达１．１ｋｍ，墨西哥城的公园冷岛影响距离可达２ｋｍ以上［１１，５１－５２］应具有显著影响．有学者发现，说明不同经纬对冷岛效；但也有学者认为，形状越复杂的公园具有越强的冷岛效应［６，５３］，景观多样的降温幅度大于绿地，长宽比较大（≥２）的公园，即使公园面积较小，降温效果也较明显，当水体面积比例≥３０％时，平均降温的影响范围和降温幅度均高于水体面积比例低于３０％的公园；还有研究指出，公园面积是影响地表温度的最重要指标，绿地和水体面积是２个次要因素［１７］；Ｃａｏ等［１６］提出，公园绿地和形状可以作为预测公园冷岛效率的２个重要指标．Ｎｉｃｈｏｌ［５５］对香港城市公园昼夜观测以及Ｒｅｎ等［４８］对长春不同季节的研究都表明，不同时间尺度对公园冷岛的影响非常大．目前，对公园冷岛效应研究在关键因子、阈值识别等方面存在诸多不确定性，还有很大争议；另外，海拔、人类活动类型对公园冷岛效应的影响程度存在差别．５ 研究展望
随着全球气候变化、城市热环境效应以及景观生态学研究的发展，基于景观尺度的城市“冷岛”研究越来越得到学者的关注．从最初仅在研究城市热环境效应中提到水体、绿地以及公园等景观类型对缓解城市热岛的作用“现象冷岛［６，９，１６，２２］”以及城市“冷岛效应，逐渐转变到正式运用城市”这些词语来研究这一要性以及对这一现象认识的加深，这一转变说明城市冷岛效应研究的重．今后，尚需从以下几方面进行深入研究阈值为导向１）基于景观尺度的城市冷岛研究应该以确定：
．虽然城市冷岛开始于城市热岛研究，但其阈值导向是区别于城市热岛研究最显著的特征．水域、绿地与公园属于城市稀缺景观，随着城市扩张，这些景观类型将逐渐减少，为了维持城市生态系统健康，必须保证这些景观类型占有一定比例和格局配置．对于这些阈值的研究已经取得了一定成果［１７，２２，３１，４３，５３］在很多争议，这些争议源于不同城市的独有特点，但很多研究还属于起步阶段，仍然存、数据采集处理、参数设定、时间变化以及城市多维结构特征等一系列因素．冷岛效应定量指标研究是开展
６４０ 应 用 生 态 学 报 ２６卷
比较研究的前提，未来应该借鉴水文学中“配对流域实验”的相关理念方法，加强因子识别并找出真正阈值，使之能够在城市规划建设、缓解城市热岛中发挥现实作用．
２）未来研究应该加强对时间序列的考量．以往
［４］
研究中涉及最多的是不同景观类型所具有的冷岛或者热岛的定性与相关性描述，虽然对于阈值研究取
［５］
得了一些成果，但目前研究主要探讨其空间变化，然而时间变化也是必须考虑的重要因素［２２，５６］．景观格局包括景观组成和景观配置
［４３］
，目前研究主要考虑
［６］
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，在未来研究中需要加强［５７］题［５８］３）．
发生频率是不同的．城市冷岛效应在时间和空间上所涉及范围和尺度和粒度问题是景观生态学的核心问
［８］ ，研究中也会采取不同的时空尺［９］ 度．如同一尺度上观测的冷岛性质、规律在另一尺度上不一定有效，需要进步一检验和验证．以遥感数据［１０］ 获取的信息来说，不同空间分辨率所获得的结果不相同，不同精度大小会对结果产生很大影响，这些都［１１］ 要求在研究中注意尺度转换问题［５９］［１２］冷岛效应研究应该在景观生态学基础上结合自然科
４）进行跨学科交叉研究．基于景观尺度的城市
．
学与社会科学相关理念方法进行跨学科研究．有研究指出，城市森林能够有效地缓解城市热岛，并在这［１３］
一基础上降低能源消耗，最终有利于空气质量的改善［６０］树会产生明显的降温效应；美国模拟试验发现，，在一座房子旁边种一棵每年可以减少５３％空调［１４］ 用电量，用电量减少可进一步减少排放出的有害气体从而净化空气［６１］［１５］
康均会产生不同程度的影响，对全球气候变化以及对人体健．多科学交叉研究已经越来越受到人们的重视与认可，基于景观尺度的城市冷岛研究也应该加强跨学科的交叉耦合．
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期 余兆武等：基于景观尺度的城市冷岛效应研究综述 ［１９］
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６４２ 应 用 生 态 学 报 ２６卷
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ｓｍｏｇｍｕ?ｒｅ?作者简介 余兆武，男，１９９０年生，硕士研究生．主要从事景观生态学ｙｚｗ９００５０１＠、城镇化过程的生态环境效应等研究．Ｅ?ｍａｉｌ：责任编辑 杨ｏｕｔｌｏｏｋ． 弘
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范文四：基于景观尺度的城市冷岛效应综述
基于景观尺度的城市冷岛效应综述
应用生态学报 ,,,,年,月 第,,卷 第,期
,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,，,,,(,,,,，,,(,):,,,,,,,
基于景观尺度的城市冷岛效应研究综述?
余兆武 郭青海 孙然好,，,,,??
(,中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室，福建厦门,,,,,,;,中国科学院大学，北京,,,,,,;,中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室，北京,,,,,,)
摘 要 城市冷岛效应相对于热岛效应而提出，强调景观规划对于优化城市热环境的功能和
途径(本文从景观斑块面积、指数、阈值以及景观格局及其相关性等方面分析了水域、绿地与
公园冷岛效应研究进展(分析发现:基于景观尺度的城市冷岛效应在面积与形状指数二者谁
具有更为显著的冷岛效应方面存在较大争议，对阈值的辨识还不够深入，并且过多关注景观
组成而缺乏关于不同景观配置对冷岛效应的影响研究(水域景观的冷岛效应应该多关注形
状、宽度以及位置等的影响，而绿地景观的冷岛效应多关注绿地———————————————————————————————————————————————
类型、面积、配置和管理方式
等，城市公园的冷岛效应还会受到海拔、人类活动等影响(基于此提出几点建议:以阈值研究
为主导，对争议问题进一步探求其形成的原因;强化对时间序列的研究;辨识不同景观格局和
景观配置对“冷岛”效应的影响;注重尺度和粒度对冷岛效应的影响研究;加强多学科的交叉
耦合(
关键词 水域景观;绿地景观;公园;城市冷岛;阈值
文章编号 ,,,,,,,,,(,,,,),,,,,,,,,, 中图分类号 ,,, 文献标识码 ,
，,,,;,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,;,,,,;,,,:,,,,,,,(,,,,,,?,,,，,，,,,,,,,?,,,,，,,,,,,?,,,,(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,，，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,;,,,,,,,,;,,,;,,，,,,,,,,,,,,,，,,,,,,，,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,;,,,;,,，,,,,,,,,,,,,,，,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,?,,，,,,,,,———————————————————————————————————————————————
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?国家自然科学基金项目(,,,,,,,,，,,,,,,,,)、厦门市科技计划项目(,,,,,,,,,,,,,)和国家科技支撑计划项目(,,,,,,,,,,,,)资助(??通讯作者(,?,,,,:,,,,,,,;,,,(,;(;,,,,,?,,?,,收稿，,,,,?,,?,,接受(
期
余兆武等:基于景观尺度的城市冷岛效应研究综述
,,,
快速的城市化显著改变了城市景观过程和格局
演化,,,,,，尤其是导致城市地表不透水面积增大,,,,,，改变了城市地表的热力性质，导致城市地区近地层大气结构发生改变，产生了诸如城市“雨岛效应”、“干岛效应”、“雷暴岛效应”、“混浊岛效应”以及“热岛效应”等生态环境后果,,,(城市热岛效应是城市中的气温明显高于外围郊区的现象，是城市气候中最显著的特征,,,(城市“冷岛效应”是随着城调如何通过更加有效的景观规划措施减缓这一热岛效应(“冷岛效应”最早出现在对沙漠绿洲与湖泊观测时发现的气象现象，相对于热岛效应称之为“冷岛效应”,,,(而———————————————————————————————————————————————
随着城市化的发展，在城市大尺度上也逐渐认识到城市冬季白天“冷岛效应”的存在,,,(市“热岛效应”研究的不断深化而逐渐发展起来，强
效应为正面作用(本文着重综述不同水域、绿地和公园冷岛效应的正面作用，以期为城市环境优化与规划实践提供理论和实践支持(, 常用的研究方法与存在问题
现有的基于景观尺度的城市“冷岛”研究方法与城市热岛的研究方法基本相同(数据获取上主要采用实地测量、气象监测资料、卫星遥感等方法,,,,,,,(传统的实地监测与气象资料难以很好地反映城市热环境空间状况,,,,，也难以有效地反映城市“冷岛”情况(热红外遥感技术通过对大范围、大尺度遥感数据分析可以很好地解决上述问题,,,，,,,,,,(国内学者主要利用遥感和,，,相结合的方法建立冷岛分布和强度特征，并探讨其中的相关关系,,，,,,,,,(但这一方法也有缺陷，遥感技术方法只能反映出地表温度(,,,)却不能反映真实的气温，无法反映因水域、绿地冷岛效应所降低的温度,,,,，也无法反映垂直结构的影响(数学模型和计算机模拟技术运用于预测绿地对热岛的缓解作用,,,,,,,，但该方法也存在模拟结果难以检验等问题(目前，常用的研究流程主要为:对实地测量、气象监测以及卫星遥感数据获取后进行参数设定和数据校正，其中，遥感数据主要通过,,,,,,,,,、,,,,、,,,,,、,,,;,,,,,、，,,,,,、,,,,,,,,,等卫星遥感手段获取，并进行辐射校正、几何校正与———————————————————————————————————————————————
配准，然后对,,,进行反演，随后将校正后的信息在,,;,，,上进行缓冲、叠置、邻域等分析，最后通过确定的景观指数与参数设定进行相关的统计分析(图,)(基于景观尺度的冷岛效应研究最终目的就是通过对水体、绿地、
公园等景观斑块进
现有大多数城市热岛效应的研究是在整个城市尺度，对城市内部不同景观斑块的微观气候条件缺乏城市热岛的研究逐渐得到学者关注，随之也开始了对城市“冷岛效应”的研究(
被称为“绿”系统,,,,(水体景观与绿地景观都具有冷岛效应,,,,,,,(公园通常具有绿地与水域，城市中公园又是必不可少并且具有明显冷岛效应的景观类型，因此公园可以作为一种独立景观斑块进行研究(冷岛效应不仅具有正效应，也具有负效应，夏季为正效应，冬季一般表现为负面效应，比较不同景观类型地表温度的变异特征则可以发现其正负效应规律,,,,(水域、绿地和公园的夏季降温效应明显、强度大，而冬季降温效应不明显、强度小，总体来看，降温
城市景观中水体常被称为“蓝”系统，而绿地则研究,,，,,(随着景观生态学的发展，景观尺度对缓解
图, 城市“冷岛效应”研究技术与方法
,,,(, ,,,,,,,,,,,,;,,,？,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,;,,,,,,,,,,;,,(
———————————————————————————————————————————————
,,,
应 用 生 态 学 报
,,卷
行研究以期为缓解城市热岛服务，因此城市“冷岛”研究最显著的特征就是如何构建最优的方法以明确景观尺度对城市“冷岛效应”的最佳阈值(, 城市水域的“冷岛”效应
城市水域景观包括河流、湖泊和水库湿地等，是城市最重要的生态空间之一，是城市中自然要素最密集、自然过程最复杂的地域，对城市景观生态系统的形成发展具有重要影响,,,,，具有明显的“恒温效视水体和绿地的规划建设则会导致城市生态系统失衡，产生诸如城市热岛等一系列不利影响，只有通过阈值研究才能兼顾环境与发展的平衡，为城市规划提供最优决策(由于研究区域、研究方法(地表温度反演方法不同)、时间与数据处理手段等的差异，有关水域与绿地冷岛效应的很多研究经常出现完全相反的结论，所以建议未来研究应该借鉴水文学中“配对流域实验”的理念方法进行更加深入系统的城市“冷岛效应”配对实验研究，找出真正的关键因应”,,,导与热辐射率(水具有较大的热容量与热惯性，有效降低了显热交换能力、较低的热传，改变了热量传输方式,,,,,,,市生态系统的平衡(因此、缓解热岛效应，城市水域景观对于维持城、改善局部小气候
以及对于城市“冷岛效应”的研究都具有重要意义,,,，,,,城市水域景观具有(
———————————————————————————————————————————————
“冷岛效应”是学界共识,,,,李东海等,,,,研究发现，水面比例与地表温度呈显著(的负相关，相关系数达到,,(,,，岳文泽等,,,,研究发现，上海外环的水域景观温度比整个外环平均地表温度低,(,,?，具有明显的冷岛效应(从水域形状指数上看，岳文泽等,,,,认为，面状水域比线状水域有更高的冷岛效率，并且随着距水域距离的增加呈非线性降低，线状河流的景观宽度与流经区域共同决定冷岛效率强弱(,,,等,,,,研究认为，水体位置与周围建筑用地对城市冷岛效应具有重要作用，并且水体位置和景观形状指数(,,，)与城市冷岛强度存在相关关系(虽然城市水域景观具有“冷岛效应”，但城市中的水体或绿地面积不可能无限大，因此相关研究逐渐从定量研究水域能够达到多大的冷岛效率(形状以及面积大小能够达到最大的冷岛强度即能够降温多少或者占比多少)到定量分析哪种，即阈值，城市水域冷岛强度只有在阈值范围内才能达到最高效率,,,在,,,,左右(有研究指出，并且河流越宽，河流水体的冷岛有效范围，效率越高,,,,,等,,,,也发现，,,,宽的河能够使其周围温度下降
;,,,,,
研究发现,,(,?，，有绿地存在时效果更强随着水体面积的增大，冷岛强度增大(,,,等,,,在北京，但冷岛效率明显降低，,,,的水体冷岛范围在,,,,以内，冷岛平均强度为,(,,??,,,,平均为,(,,??(,,,,),,，“冷岛”效率体的冷岛效率变异很大，表明水体冷岛效率存在面?,,,,，且面———————————————————————————————————————————————
积较小水积阈值和其他控制因子(城市水体冷岛效率阈值研究非常重要，原因在于一方面城市化过程不可能无限制增加水体或者绿地面积，另一方面如果完全忽子，更好地认识其内在机理(, 城市绿地的“冷岛”效应
城市绿地斑块包括草地、林地、乔灌草混交地，是维持城市生态系统平衡的重要景观类型(绿地植物通过植物蒸腾作用和光合作用能够有效吸收到达地表的太阳能辐射,,,,截太阳辐射以及通过改变空气运动和气流交换来降，并且植物遮蔽效应还通过拦低地表温度,,,，,,,的基础(许多研究都指出，这是城市绿地景观产生冷岛效应，城市绿地能够减缓热岛效应，具有“冷岛效应”,,,,,,，,,,应”(这一效应受到绿地大小和类型，也有人称为、植物结构特征“绿岛效、
格局特征、时间尺度的影响,,,，,,,发现，温度与归一化植被指数(,,,，)(,,,,,;,呈显著负相等,,,,研究关;,,,,,,等,,,,发现，叶面积指数(,,，)与温度呈,(,负相关关系，且,,，每增加,个单位，温度会降低
但这种情况并不是绝对的?(一般认为，绿地面积越大,,,，,,,(，如冷岛效应越显著,,,,,,等,,,,对，日本不同大小城市森林冷岛强度的研究发现，如果面积超过,,,,,形状指数所产生的冷岛效应也有所不同，冷岛强度就不会增加(另外，朱春阳，不同等,,,,研究表明，城市带状绿地可以发挥温湿效应的阈值宽度为,,,，并且还受周边环境的影响(不同类型绿地的冷岛效应也———————————————————————————————————————————————
存在差异，研究发现，人工绿地类型的冷岛效应明显弱于自然绿地类型,,,,等,,,,研究表明，植被的冷岛作用大于水体，但徐涵(曹璐秋,,,,研究发现，水体的冷岛作用大于植被，白杨等,,,,研究发现，绿地与水体的冷岛作用随着不同月份而出现不同，,月绿地降温效率大于水体，而,,月水体降温效率大于绿地，说明时间是影响冷岛作用的重要因素,,,,,,,没有很好区分不同的草地(过去对城市绿地冷岛的研究并、林地等绿地类型，由于不同的参数设置对不同类型绿地的研究结果有很大影响，因此今后应针对不同绿地类型选取适当的参数,,,,(此外，不同树种具有不同的郁闭度，因而针对
期
余兆武等:基于景观尺度的城市冷岛效应研究综述
,,,
不同树种的冷岛效应也是研究热点之一,,,，,,,(
不同的阈值率与绿地配置结构是研究城市绿地
性指数(,,，)与公园冷岛效率呈负相关关系,,,,(冯晓刚等,,,,对西安的研究发现，当公园长宽比接近,公园内部垂直与水平结构的探讨也存在很多观点(如,,,,,,,,?,,,,,等,,,,在加利福尼亚的研究发现，具有灌溉绿地和高大乔木的公园的降温效应较强;苏泳娴等,,,,和冯晓刚等,,,,认为，公园冷岛效应与绿地、水体面积呈正相关关系，并且公园平均降温范围与绿地面积的拟合曲线近似于对数关系，但水体时，城市公园冷岛———————————————————————————————————————————————
影响距离是最远的(此外，对城市
冷岛效应的重要方向(李延明等,,,,研究发现，绿化,,,时，绿地对热岛有明显的削弱作用，超过,,,覆盖度与冷岛强度呈正相关关系，绿化覆盖大于时，得到明显缓解，规模大于,,,,且绿化覆盖率达到,,,以上的集中绿地能够形成“冷岛效应”，后来的研究也验证了这一阈值率,,,,(还有研究认为，绿地面积,,,,是地表温度是否受覆盖率或者面积影响的一个关键阈值,,,,和垂直结构不同，其冷岛强度都是不一样的(不同的绿地由于其内部结构，何介南等,,,,和刘娇妹等,,,,研究发现，乔木对城市冷岛效应的影响最显著，其次是乔灌木，最后是草地(,,,等,,,,发现，城市森林绿地景观格局配置对缓解城市热岛、达到最大的“冷岛”效率具有重要作用(蔺银鼎等,,,,在分析绿地结构、形状、面积等因子的基础上，认为城市绿地效应呈现出以绿地为中心向周边扩散的规律(城市绿地与水域一样，是城市重要且稀缺的景观类型，如何在面积、植被特征、形状指数以及景观格局基础上找出关键阈值是未来相关研究必须加强之一(
, 城市公园的“冷岛”效应
城市“冷岛效应”研究除了对城市水域(“蓝”系统)与城市绿地(“绿”系统)斑块研究之外，城市公园也是学者研究的一个重要方面,,,,(,,,,,,等,,,,通过温(,,，),(分析发现,,称为公园冷岛?(一，些公园具有明显的冷岛效应学者，平均降(也,,，)将公园类型的城市冷岛,,,,草地、森林、河流———————————————————————————————————————————————
以及湖泊等景观要素(城市公园通常包括
，因此公园位置、面积、形状指数、关键因子、水体或绿地面积所占比例是学者研究的重点(
通常情况下，城市公园面积越大，其“冷岛效应”越明显，但两者关系是非线性的(有研究发现，城市公园面积大小存在一个阈值，超过这个阈值，其冷岛效率就出现下降,,，,,，,,,果表明，公园面积超过,,，,,如对山城重庆的研究结,即出现明显的冷岛效应,,,,表现在公园内部(城市公园冷岛作用对公园小气候的影响不仅，对周边地区也具有显著影响，如瑞典夏季公园与建筑区域最大温差可达,(,?，公园冷岛范围可达,(,,,，墨西哥城的公园冷岛影响距离可达,,,以上,,,，,,,,,,应具有显著影响(有学者发现，说明不同经纬对冷岛效;但也有学者认为，形状越复杂的公园具有越强的冷岛效应,,，,,,，景观多样的降温幅度大于绿地，长宽比较大(?,)的公园，即使公园面积较小，降温效果也较明显，当水体面积比例?,,,时，平均降温的影响范围和降温幅度均高于水体面积比例低于,,,的公园;还有研究指出，公园面积是影响地表温度的最重要指标，绿地和水体面积是,个次要因素,,,,;,,,等,,,,提出，公园绿地和形状可以作为预测公园冷岛效率的,个重要指标(,,;,,,,,,,对香港城市公园昼夜观测以及,,,等,,,,对长春不同季节的研究都表明，不同时间尺度对公园冷岛的影响非常大(目前，对公园冷岛效应研究在关键因子、阈值识别等方面存在诸多不确定性，还有很大争议;另外，———————————————————————————————————————————————
海拔、人类活动类型对公园冷岛效应的影响程度存在差别(, 研究展望
随着全球气候变化、城市热环境效应以及景观生态学研究的发展，基于景观尺度的城市“冷岛”研究越来越得到学者的关注(从最初仅在研究城市热环境效应中提到水体、绿地以及公园等景观类型对缓解城市热岛的作用“现象冷岛,,，,，,,，,,,”以及城市“冷岛效应，逐渐转变到正式运用城市”这些词语来研究这一要性以及对这一现象认识的加深，这一转变说明城市冷岛效应研究的重(今后，尚需从以下几方面进行深入研究阈值为导向,)基于景观尺度的城市冷岛研究应该以确定:
(虽然城市冷岛开始于城市热岛研究，但其阈值导向是区别于城市热岛研究最显著的特征(水域、绿地与公园属于城市稀缺景观，随着城市扩张，这些景观类型将逐渐减少，为了维持城市生态系统健康，必须保证这些景观类型占有一定比例和格局配置(对于这些阈值的研究已经取得了一定成果,,,，,,，,,，,,，,,,在很多争议，这些争议源于不同城市的独有特点，但很多研究还属于起步阶段，仍然存、数据采集处理、参数设定、时间变化以及城市多维结构特征等一系列因素(冷岛效应定量指标研究是开展
,,,
应 用 生 态 学 报
,,卷
比较研究的前提，未来应该借鉴水文学中“配对流域实验”的相———————————————————————————————————————————————
关理念方法，加强因子识别并找出真正阈值，使之能够在城市规划建设、缓解城市热岛中发挥现实作用(
,)未来研究应该加强对时间序列的考量(以往
,,,
研究中涉及最多的是不同景观类型所具有的冷岛或者热岛的定性与相关性描述，虽然对于阈值研究取
,,,
得了一些成果，但目前研究主要探讨其空间变化，然而时间变化也是必须考虑的重要因素,,,，,,,(景观格局包括景观组成和景观配置
,,,,
，目前研究主要考虑
,,,
,;,,,,,,,,,,;,,,,,,:,,,,,,,,,,，,,,,,,,,，,,,,,,?,,,;,,,,,(,;,,,;,,,,,;,,,,,;,(生态学报)，,,,,，,,(,):,,,,,,,,,(,,,,,,,,,)
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,,,,(史 军)，,,,,,,(梁 萍)，,,,,?,(万齐林)，,,,,(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,;,,,,,,(,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,(热带气象学报)，,,,,，,,(,):,,,,,,,(,,,,,,,,,)
,,,,,,,，,,,,，,,,,,,,，,,,,(,,,,,,,,,,,,水域、绿地、公园对冷岛强度的影响，也提出了一些阈值，但除公园一些斑块考虑了景观组成对冷岛效率的影响之外,,,，,,,,,, 配置对冷岛强度、效率的影响，很少探讨不同景观格局与景观
，在未来研究中需要加强,,,,题,,,,,)(
发生频率是不同的(城市冷岛效应在时间和空间上所涉及范围和尺度和粒度问题是景观生态学的核心问
,,, ，研究中也会采取不同的时空尺,,, 度(如同一尺度上观测的冷岛性质、规律在另一尺度上不一定有效，需要进步一检验和验证(以遥感数据,,,, 获取的信息来说，不同空间分辨率所获得的结果不相同，不同精度大小会对结果产生很大影响，这些都,,,, 要求在研究中注意尺度转换问题,,,,,,,,冷岛效应研究应该在景观生态学基础上结合自然科
,)进行跨学科交叉研究(基于景观尺度的城市
(
———————————————————————————————————————————————
学与社会科学相关理念方法进行跨学科研究(有研究指出，城市森林能够有效地缓解城市热岛，并在这,,,,
一基础上降低能源消耗，最终有利于空气质量的改善,,,,树会产生明显的降温效应;美国模拟试验发现，，在一座房子旁边种一棵每年可以减少,,,空调,,,, 用电量，用电量减少可进一步减少排放出的有害气体从而净化空气,,,,,,,,
康均会产生不同程度的影响，对全球气候变化以及对人体健(多科学交叉研究已经越来越受到人们的重视与认可，基于景观尺度的城市冷岛研究也应该加强跨学科的交叉耦合(
参考文献
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莲)((陈利顶,;,?,,,,,,,,,,,,,)，,,,,?,,,,,;,,(孙然好,,)，,,,,,,,,,,,,?
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(苏从先)，通报,,,)，,,,,,,，,,,,,,,,,,(,,):,,,,(,,,?,,,,,,,,(胡隐樵)(,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,;,(,,,,,,,,,,(科学,,,,?,,,,,,,,,,,,,,(刘万军)(,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,)
(气象,,与,,,,(环境,,,,?学报,,,)，,,,,,,,,,,，,,,,(,):,,,,,,,,(,,,,,,(,,;,,,,,,,,,)
,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,，;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,?,(俞孔坚)，:,,,,,?,,,,
———————————————————————————————————————————————
(李迪华,,,,,(规划师,,,,,,,,,,,,,;,,,,,;,,,,,,,,,,,;,,,,()(,,,,,,,,;,,,,,,,?,,,,，,,,,,,,,,,,,,)，,,(,,,,，,,(,):,,,,(,,,,,,,,,)，,,,,，,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,;,,,，,,,,,,,,，,,,,(,,,
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,,,,,,,,,,,,,,,,,,?,,,,,,,(徐涵秋,,,,,,,,,,,,,,,)(,,,,,,,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,?态学报,,,,,,,,,,,;,,,,,,,(,;,,,;,,,,,;,,,,,,,,,,;,;,,,,?(生,,,,,,,,,，)，,,,,,,,ü,,,,，,,，,,(,):,,,,,,,,,(,,,,,,,,,),,,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,,,,,,,,,(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,?,,,,,,,(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,，,,,,,,,:,,,;,,,,,,,,,,,耀兴,?,,,,,;,,,,)，(,,———————————————————————————————————————————————
何介南,,(,,,,)，,,,,,,,,,,?,,,,,,,,(肖毅峰,,,;,)，,,,,,,,,,,?,,,(,,,吴,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,(中国农学通报,,,,,,,,,,;,()，,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,;,?,,,(,,,,,,，,,(,,):,,,,,,,,，,,,,,,,)
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,,,,;,,,,?,,?作者简介 余兆武，男，,,,,年生，硕士研究生(主要从事景观生态学,,,,,,,,,,、城镇化过程的生态环境效应等研究(,?,,,,:责任编辑 杨,,,,,,,(;,, 弘
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范文五：景观尺度
在园林设计中，尺度是非常重要的掌控手段，也是设计的重要方面之一。那下面让我们一起跟随万漪景观来学习一下尺度概念在园林中的应用。
一、空间的组织中的尺度概念
空间是设计的主要表现方面，也是游人的主要感受场所。能否营造一个合理舒适的空间尺度，决定设计的成败。
1、空间的平面布局
园林空间的平面规划在功能目的及以人为本设计思想的前提下，体现出一定的视觉形式审美特点，诸如比例、对称、均衡、节奏韵律、对比统一等原则的运用，使道路、广场、建筑、设施等与绿地交错分割，充分发挥点、线、面等构成要素的造型作用，勾勒出明确的平面形态轮廓，表现出极具视觉美感的布局形式。
平面中的尺度控制是设计的基本，在设计时要充分了解各种场地、设施、小品等的尺寸控制标准及舒适度。不仅要求平面形式优美可观，更要具有科学性和实用性。例如3~4m的主要行车道路，两侧配置叶木的枝叶在靠近道路0.6~1.5m的范围内应按时修建，用于形成较为适当的行车空间。
2、空间的立体造型
园林空间中的立体造型是空间的主体内容，也是空间中的视觉焦点。其造型多样化从视觉审美及艺术性角度而言，首先要与周围环境的风格相吻合统一，其次要具备自身强烈的视觉冲击力，使其在视觉流程上与周围景观产生先后次序，在比例、形式等构成方面要具有独特的艺术性。空间的不同尺度传达不同的空间体验感。小尺度适和舒适宜人的亲密空间，大尺度空间则气势壮阔、感染力强，令人肃然起敬。
二、植物配置中的尺度概念
1、园林中利用植物而构成的基本空间类型
（1）开敞空间--用小尺度植物形成大尺度空间。仅以低矮灌木及地被植物作为空间的限制因素。
（2）半开敞空间--少量较大尺度植物形成适当空间。它的空间一面或多面受到较高植物的封闭，限制了视线的穿透。其方向性指向封闭较差的开敞面。
（3）覆盖空间--高密度植物形成限定空间。利用具有浓密树冠的遮荫树。构成顶部覆盖而四周开敞的空间。利用覆盖空间的高度，形成垂直尺度的强烈感觉。
（4）完全封闭空间--高密度植物形成封闭空间。此类空间的四周均被植物所封闭，具有极强的隐密性和隔离感，比如配电室、采光井等周围被植物遮蔽，增加隐蔽性和安全性等。
2、植物配置中的尺度，应从配置方式上体现园林中的植物组合方式，体现出植物造景的视觉艺术性。
根据植物自身的观赏特征，采用多样化的组合方式，体现出整体的节奏与韵律感。
孤植、丛植、群植、花坛等植物造景方式都体现出构成艺术性。孤植树一般设在空旷的草地上，与周围植物形成强烈的视觉对比，适合的视线距离为树高的3~4倍；丛植运用的是自由式构成，一般由5~20株乔木组成，通过植物高低，疏密层次关系体现出自然的层次美；群植是指大量的乔木或灌木混合栽植，主要表现植物的群体之美。种植占地的长宽比例一般不大于3:1,树种不宜多选。此外，还有树木高度上的尺寸控制问题，或者纵横有致，或者高低有致，前后错落，形成优美的天际线。
三、铺装设计中的尺度概念
铺装的尺度包括铺装图案尺寸和铺装材料尺寸两方面，两者都能对外部空间产生一定的影响，产生不同的尺度感。
图案尺寸是通过材料尺寸反映的，铺装材料尺寸是重点。室外空间常用的材料有：鹅卵石、混凝土、石材、木材等。混凝土、石材等大空间的材料易于创造宽广、壮观的景象，而鹅卵石、青砖等易于体现小空间的材料则易形成肌理效果或拼缝图案的形式趣味。 鹅卵石的尺度较小，适合于小范围的地面铺设或者宽度较小的游步道，施工方法多样，可组成图形也较多，观赏性较强。混凝土的一个重要用处就是水泥印花地面，是一种造价较低，但形式活泼的地面处理形式。适合于大范围的广场，可塑造多元化的地形。石材主要是指花岗岩。花岗岩的主要尺寸有300mm×300ram 、600mm×600ram 等，没有500mm×500ram 、900mm×900mm 等尺寸。处理方式多种多样，应用相当广泛，各种主要出入口或者重要景观节点都采用花岗岩。木材的尺寸随需要自行处理的，在廊架、座椅、平台中使用最多，风格休闲，易加工成形，与其他景观可以很好的结合。
铺装材料粗糙的质感产生前进感，使空间显得比实际小，铺装材料细腻的质感则产生后退感，使空间显得比实际大。人对空间透视的基本感受是近大远小，因此在设计中把质感粗糙的铺装材料作为前景，把质感细腻的铺装材料作为背景，相当于夸张了透视效果，产生视觉错觉，从而扩大空间尺度感。总的来说，综合运用各种材料，选择合适尺度，足以营造个性、亲切、愉悦的环境特征，使之成为城市的象征并具人性化，提高人们日常生活的空间质量。
小结：园林设计的任务是表达人平视时视力所及范围和所包含的空间场景，这就要始终模拟人的视点去观查和设计眼前的场景，并用接近人视高度的效果图和局部立面或剖面图体现成果，尺度概念的重要性就显而易见了。
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