本文是一篇园林学论文，本研究通过文献阅读、理论研究，对热岛效应的研究发展历史、城市温度的测度方法、城市绿量的研究方法及两者关系的研究进行了整合与分析。并以南京市东南大学四牌楼校区及鼓楼区西侧片区作为两个典型的城市街区案例作为研究对象，整合并分析了不同尺度下基于绿量的城市街区绿地的降温效应。
第一章绪论
1.1研究背景
（1）城市化的快速进程引起了城市热岛效应
快速的经济发展和大规模的人口迁移推动了城市化进程。城市化一方面创造了更多的就业机会，提供了更加优质的基础设施，改善了人们的生活条件。但另一方面城市建设取代了具有生态功能的自然和半自然景观，也引起了许多自然现象和生态过程的改变，产生了相关的环境问题。其中二氧化碳的大量排放，使得城市成为温室气体的主要排放源，致使城乡温差进一步扩大，城市热岛效应成为城市环境问题中的极端存在（肖荣波等，2005）[1]。
热岛效应，是十九世纪Lake Howard（1833）[2]在伦敦发现城市气候现象。在此后的一百多年间，城市热岛效应备受关注，研究层出不穷。1958年，英国科学家GordonManley（1895）[3]首次在对英国大城市的气候研究中提出城市热岛（Urban Heat Island,UHI）的概念。所谓城市热岛，是指在城市化的趋势下，由于城市下垫面的改变以及建设发展，造成了城市产热的急剧增加，同时建筑群阻碍了热量向外扩散，引起的城市地表及大气温度高于郊区的一种特殊小气候现象，像是大海中的岛屿，因此被称为“城市热岛效应”，如图1-1所示。
1.2概念界定与研究范围
1.2.1概念界定
（1）城市街区
城市街区是一个地理概念，通常是指城市道路所围合形成的区域。然而在一些郊区或是乡镇之中，道路往往并没有像城市中那样密集，因此在街区的划定上，也会借助一些其他的界线来进行街区的划分与分割，例如行政边界、河流、湖泊、铁路、山脉、悬崖等。可以说城市街区就是城市中由这些具有自然特征或人文特征的界线划分而形成的区域。
城市街区是城市规划、城市设计中的一个重要元素，是城市结构的基本组成单元，因此也是研究城市空间的基本尺度。
本研究选择以城市街区作为研究单元，保持了城市空间肌理的完整性和不同研究单元之间界线的明晰性。同时，单个城市街区的尺度与城市规划编制与管理中的最小空间单元尺度接近，因此，本研究中得出的结论也更有利于与控规编制与管理的对接。
（2）绿量
城市绿地的“绿量”指地面之上植物绿色部分的总和。自20世纪80年代起，我国开始将“绿量”作为一种绿化指标，但此时的绿量并没有明确的含义。
早期的学术界对绿量的研究以绿地面积、绿地率、城市绿化覆盖率等二维平面数据作为评价标准（黄晓鸾，1998）[6]。绿地面积关注的是绿地本身的尺度大小，不强调绿地的占比。而绿地率、绿化覆盖率，以后被认为与生态效益相关程度更高的乔木覆盖率，均讨论的是表征区域内的植被占比。但三者亦有区别，其区别主要体现在绿地率属于经济技术型指标，在城市规划建设中对不同用地类型的绿地率有明确的要求，但并不对绿地中的植被数量或种类进行限制；而绿化覆盖率作为城市各类型绿地绿化垂直投影面积占比，则更偏向于反映绿化实际占比情况；乔木覆盖率则是在绿化覆盖率的基础上，单独强调了对生态效益影响较大的乔木垂直投影面积占比。
第二章相关理论与研究综述
2.1城市热岛效应研究综述
2.1.1城市热岛效应的测度方法
城市热岛效应的测量方法，由于研究方向和目标的不同，研究所采用的方法也有所差异。主流的测温方法主要包括5种，分别是气象站法、定点观测法、运动样带法、遥感测定法以及模拟预测法（米金套，2009）[11]。
（1）气象站法
气象数据观测法，主要是利用地面气象站的定点观测资料及数据来研究城市热环境的状态及动态。气象站数据可以用来描述城市热环境的历史演变过程。例如布拉格自1775年1月就开始有连续的气温测量记录。Rudolf等人（1999）[12]根据气象站的温度数据，发现布拉格克莱门特学院的温度从上世纪到约1940年增加量为0.07-0.08℃/10y，到后来提升到0.1℃/10y。国内的学者，朱家其等（2006）[13]基于上海城郊的气象站数据，对上海的城市热岛和城乡气温变化进行了系统分析。但气象站法获取的温度数据极大程度受到气象站点的数量及设置环境的影响，因此应用范围有限（肖荣波等，2005）[1]。
（2）定点观测法
定点观测法采用的是实地测量的方法，通过人为布置小型气象观测仪来收集研究区域实时的气象数据。这种方法可以用于分析水平和垂直两个方向的温度变化。水平定点观测法一般是选取多个典型研究区域作为观测点进行温度比较（邓莲堂等，2001）[14]，或利用城市横剖线进行分析（何云玲，2003）[15]；垂直定点观测法则是利用探空气球、飞机活铁塔等探究温度的竖向空间分布特征（任晓娟，2022）[16]。
2.2基于绿量的城市绿地降温效应的研究综述
2.2.1绿量的测度方法
根据研究和实践需求的不同，三维绿量的测量方法主要包括以下几种：
（1）实测值反演立体量：通过实地调研植被的基础数据进行统计分析，建立不同树种的冠径－冠高关系公式作为后续计算的依据，并将由该树种所在的遥感影像计算得出冠径数据，代入到符合树种形态特征的回归方程中，从而估算实际的三维绿量值（周坚华，1995）[32]。或利用遥感影像计算出相关的植被指数，与实测数据进行拟合回归，利用模型反演区域的三维绿量（李露，2015）[33]。
（2）平面量模拟立体量：利用遥感影像推测植被高度和植被覆盖面积，其中植被高度由相邻两影像的左右视差来计算，绿地面积由计算得出的植被高度测出。识别判断植被类型后，代入不同树种的计算公式估算三维绿量。
（3）立体量推算立体量：根据遥感影像及GPS确定样方，并通过实地调研直接测出样地的三维绿量值，结合遥感影像解译结果推算出区域的三维绿量（刘常富，2006）[34]。或利用激光雷达技术，获取区域的叶面积指标、点云数据等，通过反演计算或建立三维模型实现对三维绿量的估算（王佩佩，2018；雷蕾，2019）[35-36]。但目前还未有针对不同层级三维绿量的测量标准和规程，三维绿量的量化过程还有待标准化和规范化。
第三章 基于绿量的东南大学四牌楼校区绿地降温效应研究 ............ 23
3.1 研究区概况 ............................... 23
3.2 数据收集与预处理 ..................... 23
第四章 基于绿量的鼓楼区西侧街区绿地降温效应研究 .................... 39
4.1 研究区概况 ............................... 39
4.2 数据采集与预处理 .............................. 39
第五章 总结与展望 .............................. 91
5.1 研究总结 .................................. 91
5.2 创新与不足 ........................... 92
第四章基于绿量的鼓楼区西侧街区绿地降温效应研究
4.1研究区概况
鼓楼区西侧片区的研究区是由草场门大街、虎踞北路以及长江围合出的一块楔形区域，总面积约11.46平方公里，其中绿化覆盖面积约4.49平方公里，绿化覆盖率约39.2%。其中用地类型多样，以居住用地为主，兼具不同层次的居住区。另有丰富的商业和公共服务区域以及狮子山、绣球公园、小桃园、宝船遗址公园等多处公园绿地。
该研究区内的绿地结构多样、植物空间类型丰富，具有很好的典型性，所得出的研究结论对城市街区绿地规划设计有一定的参考价值，也将为以改善城市气候为导向的绿地规划设计实践及研究提供借鉴。
在数据采集方面，考虑到该研究区域的尺度相对较大，以无人机的续航能力及飞行速度不足以支持其在短时间内完成对整个研究区域的正射影像拍摄。为尽可能减小拍摄时间变化造成的温度差异，在对该区域的研究中，将研究区域划分成七个部分，并将整个数据采集的工作安排在了气温相对接近的连续三天中，在相近的时间段进行拍摄。
第五章总结与展望
5.1研究总结
城市热环境问题困扰着当今绝大部分大城市，减缓的方法有很多，其中最简单也最具有可持续性的方法是增加城市绿地。在当下我国城市建设关注存量空间与城市更新的阶段，通过优化绿地结构、适度增加绿量密度，达到城市绿地最优降温效果不失为一种改善高密度建成区城市热环境问题的经济有效的手段。
本研究通过文献阅读、理论研究，对热岛效应的研究发展历史、城市温度的测度方法、城市绿量的研究方法及两者关系的研究进行了整合与分析。并以南京市东南大学四牌楼校区及鼓楼区西侧片区作为两个典型的城市街区案例作为研究对象，整合并分析了不同尺度下基于绿量的城市街区绿地的降温效应。
本文的主要研究成果包括——
（1）提出了应对不同尺度的绿量计算方法。针对单个街区尺度的研究区域，本研究通过调研确定植被的冠幅高度，以不同树形植被的绿量体积公式计算绿地绿量；针对多个街区单元组成的片区，本研究依据不同高度层的典型植被建立理想的植被层次模型确定绿量系数，再根据地物高度分层估算绿地绿量。
（2）揭示了多个城市绿量指标与地表温度之间的关系。其中绿量指标包括与二维绿量相关的绿地面积、绿化覆盖面积、绿化覆盖率；与三维绿量相关的植被层次、三维绿量、绿量密度，以及反映建筑量的指标，包括建筑高度、密度及容积率。
（3）提出了改善城市热岛效应的调控策略。分别以两个研究区域为例，从聚焦绿地本身的种植设计和关注城市空间的规划设计两个层面，提出实现城市街区绿地最优降温效果的调控手段。
参考文献（略）
