聶 芹,阮華敏,滿 旺,李宗梅,欒海軍,孫鳳琴,李 暉

(廈門理工學(xué)院計算機(jī)與信息工程學(xué)院,福建 廈門 361024)

0 引言

世界范圍內(nèi)的快速城市化進(jìn)程,在給世界帶來繁榮和進(jìn)步的同時,也從根本上影響著生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能及區(qū)域氣候變化[1],產(chǎn)生了一系列的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[2]. 其中,城市化的熱環(huán)境效應(yīng),已經(jīng)成為眾多城市生態(tài)環(huán)境問題的重要代表之一,備受社會各界的廣泛關(guān)注. 尤其是隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,各類熱紅外遙感影像和熱遙感產(chǎn)品的可獲取性大大提高,城市化的熱環(huán)境效應(yīng)已經(jīng)成為國內(nèi)外學(xué)者研究的焦點之一[3-6].

從景觀生態(tài)學(xué)的視角,借助景觀指數(shù)研究城市熱環(huán)境時空演變特征,剖析城市化進(jìn)程下地表溫度景觀格局演變趨勢,已經(jīng)成為城市熱環(huán)境問題研究的一個重要方向. 唐澤等[7]基于3期ETM+影像數(shù)據(jù),分析2006—2014年長春市熱力景觀格局的時空變化特征； 陳云浩等[8]利用遙感圖像對上海市城市熱力景觀格局進(jìn)行了定量研究； 郭冠華等[9]借助遙感影像反演城市地表溫度,探討了珠江三角洲地區(qū)斑塊類型水平和景觀水平上熱力景觀指數(shù)的尺度效應(yīng)； 陽文銳等[10]基于2003—2011 年夏季同時期的TM 遙感衛(wèi)星影像,運用RS、GIS 以及景觀分析工具,對北京城市六環(huán)內(nèi)的熱景觀變化特征進(jìn)行了分析. 類似的研究[11-13]為城市化的熱環(huán)境景觀格局研究提供了豐富的案例,推動了人們對城市熱環(huán)境景觀格局的認(rèn)識.

海灣型城市是從空間形態(tài)上對城市的一種定位,也是引導(dǎo)城市發(fā)展的一種目標(biāo)導(dǎo)向[14]. 自2002年廈門市提出海灣型城市發(fā)展戰(zhàn)略以來,海灣型城市正逐漸成為濱海城市的一個城市發(fā)展目標(biāo),許多濱海城市都在尋求向海灣型城市轉(zhuǎn)變. 從生態(tài)學(xué)的視角研究海灣型城市地表溫度景觀格局時空變化規(guī)律,不僅可以為海灣型城市規(guī)劃、城市生態(tài)環(huán)境改善提供科學(xué)依據(jù),而且對于解決海灣型城市空間優(yōu)化、提高城市環(huán)境競爭力具有重要的作用. 海灣型城市化的特點不同于內(nèi)陸城市,尤其是自2002年以來,受社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市規(guī)劃等多方面的驅(qū)動,廈門市城市擴(kuò)張加劇,城市土地利用/覆蓋變化劇烈. 快速城市化背景下,長時間序列的廈門市地表溫度景觀格局研究具有較好的代表性,可以為其他海灣型城市規(guī)劃提供借鑒.

本研究以廈門市為研究區(qū)域,以1994—2015年間4景Landsat TM/OLI影像為數(shù)據(jù)源,遙感反演城市地表溫度、估算城市不透水面,借助景觀指數(shù)剖析21 a來地表溫度景觀格局的演化特征,基于轉(zhuǎn)移矩陣揭示海灣型城市地表溫度景觀在空間上的轉(zhuǎn)移過程,探討城市不透水面與地表溫度的關(guān)系,以期為海灣型城市規(guī)劃、緩解城市熱島效應(yīng)提供科學(xué)依據(jù).

1 研究區(qū)與數(shù)據(jù)源

1.1 研究區(qū)概況

圖1 研究區(qū)示意圖Fig.1 Map of study area

廈門市(見圖1)地處福建省東南沿海,是我國最早建立的經(jīng)濟(jì)特區(qū)之一. 地處東經(jīng)118°04′04″,北緯24°26′46″,屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)域,溫和多雨. 年平均氣溫在21 ℃左右,年平均降雨量在1 200 mm左右. 2003年5月起,廈門市由一個核心島廈門島(思明區(qū)、湖里區(qū))及島外四區(qū)(集美區(qū)、海滄區(qū)、同安區(qū)和翔安區(qū))組成. 自改革開放以來,廈門市城市化迅速,城市空間擴(kuò)張迅猛,與其他的亞熱帶城市發(fā)展類似,廈門市夏季也遭受到不同程度的熱不舒適性. 研究廈門市城市地表溫度景觀格局時空演變,對海灣型城市熱環(huán)境研究具有一定的代表性和示范意義.

1.2 數(shù)據(jù)源及預(yù)處理

以廈門市1994—2015年的4景Landsat TM/OLI影像(軌道號： 117/43)為數(shù)據(jù)源. Landsat TM影像獲取時間為1994年5月12日、2004年5月23日和2010年5月24日,Landsat OLI影像為2015年5月19日獲取. 所選用影像數(shù)據(jù)成像質(zhì)量較好,研究區(qū)內(nèi)沒有云層覆蓋,大氣可見度高. 基于Erdas 2010平臺對獲取的遙感影像進(jìn)行預(yù)處理,包括影像的輻射校正、幾何精校正、研究區(qū)提取等操作. 利用2007年的SPOT影像(空間分辨率為2.5 m)做參考影像對各期影像進(jìn)行幾何精校正,將數(shù)據(jù)精糾正到UTM投影坐標(biāo)系(N50帶),使用二次多項式方法采點,控制點選擇均在16個以上且分布均勻,精度誤差控制在0.5個像元內(nèi).

2 研究方法

2.1 地表溫度遙感反演

采用Artis等提出的普適性單通道算法[15]反演廈門市城市地表溫度. 首先將經(jīng)過預(yù)處理后的TM/OLI熱紅外波段影像的DN值轉(zhuǎn)化為輻射亮度,轉(zhuǎn)化公式為：

Lλ=Gain×DN+offset

(1)

式中：Lλ為輻射亮度； Gain為增益系數(shù),offset為偏移系數(shù),這兩個系數(shù)可以在原始影像的頭文件中獲取. 通過下式將Lλ轉(zhuǎn)化為輻射亮溫：

(2)

式中：Tg為輻射亮溫(K),K1、K2為標(biāo)定常數(shù).

由于輻射亮度溫度是假定地球為黑體的條件下計算所得,地面上不同覆蓋狀況的差異不能得到很好的反映,因此進(jìn)一步利用不同地物的不同地表比輻射率ε,將輻射亮溫反演為地表溫度. 地表比輻射率ε可參考Van經(jīng)驗法[16]確定：

ε=1.009 4+0.047 ln NDVI

(3)

NDVI(normalized difference vegetation index)為歸一化植被指數(shù),其取值范圍為0～1. 當(dāng)NDVI值處于0.157～1之間時,使用式(3)計算城市自然表面的輻射率； NDVI小于0時,地物主要是水體,地表比輻射率設(shè)為0.992 5； 而NDVI位于0～0.157的像元,其對應(yīng)地物類型主要為城市水泥、瀝青路面或屋頂?shù)?將此范圍的地表比輻射率設(shè)為0.923 0.

將以上計算獲得的輻射亮溫Tg和地表比輻射率ε代入到地表溫度計算模型,得到城市地表溫度,反演公式如下：

(4)

式中：Ts為地表溫度(K)；λ為波長,一般取熱紅外波段的平均值λ=11.5 μm；α=1.438×10-2mK；Tg為式(2)得到的輻射亮溫；ε為地表比輻射率.

2.2 景觀指數(shù)計算

基于采用景觀格局指數(shù)定量分析地表溫度景觀格局的演變特征. 參照相關(guān)研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,從斑塊類型水平和景觀水平兩方面選取具有代表性的景觀指數(shù),分別從數(shù)量特征、形狀特征和結(jié)構(gòu)特征3個方面來表征廈門市城市地表溫度景觀格局變化特征.

2.3 不透水面遙感估算

基于VIS (vegetation-impervious surface-soil) 模型,采用線性混合光譜分解技術(shù)估算城市不透水面. 為排除水體對不透水面估算的影響,采用改進(jìn)的歸一化差異水體指數(shù)MNDWI(modified NDWI)進(jìn)行水體掩膜. 對水體掩膜后的影像進(jìn)行最小噪聲分離變換(minimum noise fraction transform, MNF),選取植被、低反照率、高反照率和土壤4種端元,進(jìn)行全約束線性混合光譜模型分解,使分類結(jié)果滿足總體均方差(RMS)平均值小于0.02的條件. 最后將低反照度和高反照度影像相加,得到不透水面蓋度圖像.

3 結(jié)果與分析

3.1 地表溫度景觀時空分布特征分析

為了使4景不同時相的數(shù)據(jù)具有更好的可比性,將遙感反演得到的地表溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理：

(5)

其中：T*s表示地表溫度歸一化后的值；T表示遙感反演得到的地表溫度；Tmax、Tmin分別代表研究區(qū)中每景影像地表溫度的最大值與最小值.

圖2 1994—2015年廈門市地表溫度分布圖Fig.2 Spatial distribution of LST in Xiamen City from 1994 to 2015

基于ArcGIS軟件采用自然裂點法,將歸一化處理后的地表溫度景觀劃分為5級： 低溫區(qū)(1級)、次低溫區(qū)(2級)、常溫區(qū)(3級)、次高溫區(qū)(4級)、高溫區(qū)(5級). 1994—2015年地表溫度景觀空間分布如圖2所示. 1994年常溫區(qū)的面積在整個研究區(qū)中占了絕對優(yōu)勢,占整個研究區(qū)的31%,其次是次低溫區(qū)和次高溫區(qū),在空間分布上,高溫區(qū)主要分布在建成區(qū),且分布比較分散,沒有連接成片,熱島效應(yīng)不明顯； 2004年常溫區(qū)景觀仍占主要優(yōu)勢(32.7%),高溫區(qū)主要分布在杏林火車站附近、廈門島內(nèi)、同安區(qū)等； 2010年高溫區(qū)在2004年的基礎(chǔ)上向外擴(kuò)展,次高溫區(qū)和高溫區(qū)面積增加,且在空間分布上出現(xiàn)聚集成片現(xiàn)象； 2015年整個研究區(qū)被常溫區(qū)、次高溫區(qū)和高溫區(qū)包圍,高溫區(qū)和次高溫區(qū)景觀在2010年內(nèi)的基礎(chǔ)上繼續(xù)擴(kuò)展,次高溫的面積占絕對優(yōu)勢,增長率為2010年的58%,高溫區(qū)的面積也急劇增加,且在3種景觀類型空間上成片分布.

對1994—2015年地表溫度分布的標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行計算,歷年來標(biāo)準(zhǔn)差分別為： 2.93、3.66、4.43和5.13,呈逐年遞增的趨勢,隨著廈門市城市化進(jìn)程的加快,地表溫度波動越來越大. 21 a 來低溫區(qū)景觀面積處于持續(xù)減低趨勢,次低溫和常溫區(qū)景觀的面積呈現(xiàn)波動降低趨勢,次高溫和高溫區(qū)景觀類型的面積總體表現(xiàn)為增大,尤其是2010年以后,增長速度變快.

3.2 地表溫度景觀格局分析

1994—2015年間5種類型的地表溫度景觀的演變趨勢如圖3所示.

圖3 斑塊類型水平景觀指數(shù)變化圖Fig.3 Landscape metrics comparison at class level

除低溫區(qū)(1級)類型的斑塊數(shù)量(NP)基本不變外,其他景觀類型的斑塊數(shù)量整體呈波動下降趨勢,高溫和次高溫景觀類型的斑塊數(shù)量持續(xù)降低； 次高溫和高溫類型的最大斑塊指數(shù)(LPI)呈波動上升趨勢,其他3種景觀類型的LPI波動下降； 所有景觀類型的平均斑塊面積(AREA_MN)整體呈上升趨勢,尤其是次高溫和高溫類型的上升幅度最大. 1和2級類型的加權(quán)平均形狀指數(shù)(SHAPE_AM)歷年來基本不變,3級類型的SHAPE_AM呈下降趨勢,4和5級類型的SHAPE_AM均呈上升趨勢,即常溫類型的斑塊形狀復(fù)雜性降低,而次高溫和高溫類型的斑塊形狀越來越復(fù)雜. 所有類型的散布并列指數(shù)(IJI)均呈波動降低趨勢,尤其是高溫類型的IJI降低最劇烈,說明各類型的斑塊混合分布的程度降低.

1994—2015年間景觀水平上的景觀指數(shù)計算結(jié)果如圖4所示. 在數(shù)量特征上,21 a 來斑塊數(shù)量(NP)呈持續(xù)減少的趨勢,斑塊密度(PD)也持續(xù)變小,而平均斑塊面積(AREA_MN)持續(xù)增大,說明地表溫度景觀總體上破碎化程度逐漸降低. 在景觀斑塊的形狀特征方面,1994—2004年間面積加權(quán)形狀指數(shù)(SHAPE_AM)持續(xù)下降,斑塊形狀復(fù)雜性降低,2004年以后SHAPE_AM持續(xù)增大,斑塊形狀趨向復(fù)雜. 在景觀斑塊的結(jié)構(gòu)方面,散布與并列指數(shù)(IJI)在1994—2010年呈現(xiàn)輕微上升趨勢,各類斑塊混合分布的程度變化較小,而2010—2015年間IJI急劇下降,各類斑塊混合分布的程度隨城市化進(jìn)程而降低； 聚合度指數(shù)(AI)整體基本呈持續(xù)上升趨勢,同類斑塊間的凝聚程度增大； 1994—2015年,多樣性指數(shù)(SHDI)和均勻度指數(shù)(SHEI)變化特征類似,均表現(xiàn)為波動下降趨勢,1994—2010年輕微上升,2010年后下降,表明研究期間斑塊類型的多樣性和均勻分布程度處于不斷變化調(diào)整中,最終多樣性降低,均勻分布程度減低.

圖4 景觀水平指數(shù)變化圖Fig.4 Landscape metrics comparison at landscape level

3.3 廈門市各區(qū)景觀格局演變特征分析

分別對1994—2015年廈門市各行政區(qū)(廈門島、集美區(qū)、同安區(qū)、海滄區(qū)、翔安區(qū))內(nèi)地表溫度景觀類型的面積進(jìn)行統(tǒng)計. 5個區(qū)內(nèi)高溫區(qū)和次高溫區(qū)景觀所占的面積比在研究期間均呈上升趨勢,尤其是廈門島和集美區(qū)的兩種景觀類型所占的面積均分別呈持續(xù)上升趨勢. 各個區(qū)的低溫、次低溫和常溫區(qū)景觀類型所占的面積均呈波動下降趨勢,其中廈門島的下降趨勢最明顯.

廈門市各區(qū)景觀指數(shù)計算結(jié)果表明,各區(qū)的斑塊密度(PD)變化特征相似,總體呈下降趨勢,尤其是2010年后下降最劇烈,表明各區(qū)斑塊破碎度降低,斑塊趨向成片分布； 相應(yīng)的各區(qū)最大斑塊指數(shù)(LPI)總體均呈向上升的趨勢,同安區(qū)在1994—2000年LPI出現(xiàn)了急劇下降,隨后又平穩(wěn)上升,廈門島的LPI逐年增大； 歷年來各區(qū)的平均斑塊面積(AREA_MN)表現(xiàn)出相似的變化特征,總體均呈現(xiàn)上升的趨勢,尤其是2010年后上升劇烈. 形狀指數(shù)(SHAPE_AM)除廈門島總體上呈現(xiàn)較小的上升趨勢外,其他4個區(qū)總體上均表現(xiàn)為波動下降趨勢. 散布與并列指數(shù)(IJI)在各區(qū)均表現(xiàn)為震蕩下降趨勢,聚集度指數(shù)(AI)表現(xiàn)為總體震蕩上升趨勢,隨著城市化的發(fā)展,同類斑塊在地域上越來越趨向聚集分布,尤其是廈門島各類型斑塊混合分布程度降低最為劇烈； 各區(qū)的多樣性指數(shù)(SHDI)和均勻度指數(shù)(SHEI)總體呈下降趨勢,2010年以后下降趨勢更加劇烈,各區(qū)斑塊類型的多樣性降低,均勻分布程度也降低,廈門島的多樣性指數(shù)歷年來持續(xù)降低,斑塊類型的多樣性持續(xù)降低.

3.4 地表溫度景觀格局演變的轉(zhuǎn)移矩陣分析

通過地表溫度景觀類型轉(zhuǎn)移矩陣可以發(fā)現(xiàn)各景觀類型之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律,進(jìn)而理解城市化進(jìn)程對地表溫度景觀類型變化的作用機(jī)制. 計算近20年間3個階段(1994—2004、2004—2010、2010—2015)的地表溫度景觀類型轉(zhuǎn)移矩陣,結(jié)果見表1. 1994—2015年,1級斑塊類型以轉(zhuǎn)換為2級斑塊類型為主； 2級斑塊類型以轉(zhuǎn)換為3級斑塊類型為主； 3級斑塊類型在1994—2010年間以轉(zhuǎn)換為2級類型為主,其次轉(zhuǎn)換為4級為主,2010年以后以轉(zhuǎn)換為4級和5級為主； 4級斑塊類型在1994—2010年間以轉(zhuǎn)換為3級為主,其次為轉(zhuǎn)換為5級,2010年后以轉(zhuǎn)換為5級為主,其次轉(zhuǎn)換為3級為主； 5級斑塊類型主要轉(zhuǎn)換為4級斑塊類型.

綜上,3個研究時段內(nèi)主要以中低等級斑塊類型(1、2、3)轉(zhuǎn)換為高等級景觀類型(4、5)為主,低溫類型主要以轉(zhuǎn)換為次低溫為主,次低溫類型主要以轉(zhuǎn)換為常溫類型為主,常溫類型以轉(zhuǎn)換為次高溫和高溫類型為主； 次高溫以轉(zhuǎn)換為高溫類型為主,高溫類型以轉(zhuǎn)換為次高溫為主.

表1 歷年來地表溫度景觀類型轉(zhuǎn)移矩陣

注： 1、2、3、4和5分別表示低溫區(qū)、次低溫區(qū)、常溫區(qū)、次高溫區(qū)和高溫區(qū)類型

為了進(jìn)一步研究地表溫度景觀類型的轉(zhuǎn)移規(guī)律,將5種地表溫度景觀分為熱力區(qū)(次高溫區(qū)、高溫區(qū))和非熱力區(qū)(低溫區(qū)、次低溫區(qū)、常溫區(qū)),計算出3個階段(1994—2004、2004—2010、2010—2015)熱力區(qū)和非熱力區(qū)面積轉(zhuǎn)化的情況與規(guī)律. 低等級斑塊類型向高等級斑塊類型轉(zhuǎn)化的面積呈持續(xù)增大趨勢,高等級斑塊類型向低等級斑塊類型轉(zhuǎn)化的面積呈持續(xù)降低趨勢,除2004年以后等級降低的面積都小于等級升高的面積,尤其是2010—2015階段,兩者的面積變化差異較大. 總體來說,隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展,廈門市非熱力區(qū)斑塊向熱力區(qū)斑塊轉(zhuǎn)化的面積遠(yuǎn)大于熱力區(qū)斑塊向非熱力區(qū)斑塊轉(zhuǎn)化的面積.

3.5 地表溫度景觀與下墊面性質(zhì)的關(guān)系

圖5 廈門市1994—2015年不透水面分布Fig.5 Spatial distribution of ISP from 1994 to 2015 in Xiamen City

城市不透水面迅速增長是城市化的典型特征之一. 估算1994、2004、2010和2015年廈門市不透水面分布(見圖5),發(fā)現(xiàn)1994—2015年間廈門市不透水面空間分布特征與地表溫度的分布趨勢(見圖2)基本一致,不透水面蓋度(impervious surface percentage, ISP)高的地方地表溫度也高,不透水面蓋度低的地方地表溫度也低. 1994年廈門市主要以中低蓋度不透水面分布為主,經(jīng)統(tǒng)計,不透水面蓋度在50%以下的區(qū)域面積占整個研究區(qū)面積的68.8%,高蓋度的不透水面主要集中于廈門本島及島外各區(qū)的建成區(qū),分布比較分散； 2004和2010年隨著廈門市城市化的發(fā)展,城市不透水面在空間上向外擴(kuò)張,高蓋度不透水面比例增加； 至2015年,不透水面蓋度在50%以上的區(qū)域面積占整個研究區(qū)域的58.5%,且高蓋度不透水面在空間分布上出現(xiàn)聚集成片現(xiàn)象.

為進(jìn)一步定量地表溫度景觀與不透水面分布之間的關(guān)系,在地表溫度分布圖和不透水面蓋度分布圖上隨機(jī)取樣,得到二者之間的散點圖(見圖6). 1994—2015年,城市地表溫度景觀與不透水面分布呈顯著的正相關(guān)關(guān)系. 計算地表溫度與不透水面蓋度之間的Pearson相關(guān)系數(shù),歷年來相關(guān)系數(shù)分別為0.462、0.409、0.496、0.581,均為正數(shù),表明在每一個研究年份中地表溫度與城市不透水面蓋度均呈顯著的正相關(guān)關(guān)系(P<0.01),并且歷年來城市不透水面與地表溫度的相關(guān)系數(shù)逐漸增大,表明隨著城市化不斷發(fā)展,城市不透水面分布對地表溫度的影響越來越大.

圖6 1994—2015年來地表溫度與不透水面蓋度散點圖Fig.6 Scatter map between LST and ISP from 1994 to 2015

4 結(jié)果與討論

以典型的海灣型城市-廈門市為例,以1994—2015年間4景Landsat TM/OLI影像為數(shù)據(jù)源,在遙感反演地表溫度、估算不透水面的基礎(chǔ)上,運用景觀指數(shù)和轉(zhuǎn)移矩陣研究廈門市城市地表溫度景觀格局隨城市化進(jìn)程演變的規(guī)律,探討地表溫度景觀與不透水面之間的關(guān)系,得出如下結(jié)論.

1) 與非海灣型城市發(fā)展不同,廈門市地表溫度景觀格局時空變化特征反映了海灣型城市化的特點. 自改革開放以來,廈門市的經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,城市化進(jìn)程加快. 1990—2000年是廈門市“海島型-海灣型城市”的轉(zhuǎn)型期,廈門市正處于一種向快速城市化發(fā)展的過度時期. 廈門島城市空間向鐵路線以西擴(kuò)張,占據(jù)了幾乎全部的可開發(fā)建設(shè)用地,島外建設(shè)用地也迅速擴(kuò)張. 2005年廈門市城市總體規(guī)劃修訂提出優(yōu)化本島、擴(kuò)展島外的城市空間發(fā)展方針,重點建設(shè)從島內(nèi)進(jìn)一步向島外延伸,廈門市進(jìn)入海灣型城市建設(shè)階段. 建成區(qū)擴(kuò)展方向主要是島內(nèi)外交通連線建設(shè)和組團(tuán)新區(qū)開發(fā),島內(nèi)城市化從空間擴(kuò)張轉(zhuǎn)向內(nèi)部深入發(fā)展階段,島外新區(qū)成片開發(fā)建設(shè).

海灣型城市化的進(jìn)程直接作用于廈門市地表溫度景觀格局的時空演變. 21 a 來廈門市次高溫和高溫區(qū)景觀類型的面積增大,高溫區(qū)逐漸沿海灣擴(kuò)展,其斑塊數(shù)量降低,平均斑塊面積呈增大特點,最大斑塊指數(shù)也呈增大趨勢. 所有景觀類型的平均斑塊面積均出現(xiàn)增大趨勢,次高溫和高溫景觀類型的斑塊形狀越趨復(fù)雜. 至2015年,整個研究區(qū)高溫區(qū)景觀聚集成片,在空間上主要沿海灣分布. 隨著廈門市城市化的發(fā)展,地表溫度景觀類型的變化受城市規(guī)劃和人類活動的影響越來越大. 尤其是2002年廈門市提出海灣型城市發(fā)展戰(zhàn)略以來,廈門市城市化逐漸由島內(nèi)向島外擴(kuò)張,廈門島斑塊形狀的復(fù)雜性降低,景觀形狀趨向規(guī)則,島外四區(qū)斑塊形狀越來越不規(guī)則,均趨向復(fù)雜,斑塊類型的多樣性和均勻分布程度處于不斷變化調(diào)整中,總體上多樣性降低,均勻分布程度減低.

2) 地表溫度景觀類型轉(zhuǎn)移矩陣表明,3個研究時段內(nèi)主要以中低等級斑塊類型轉(zhuǎn)換為高等級景觀類型為主,低等級斑塊類型向高等級斑塊類型轉(zhuǎn)化的面積呈持續(xù)增大趨勢,高等級斑塊類型向低等級斑塊類型轉(zhuǎn)化的面積呈持續(xù)降低趨勢.

不透水面分布是地表溫度景觀的重要影響因素. 自改革開放以來,廈門市城市化進(jìn)程加快,城市擴(kuò)展迅猛,建成區(qū)面積由1989年的34.01 km2增加到2000年的94.25 km2,2014年更是達(dá)到245 km2,比1989年增加了7倍多. 城市化的快速發(fā)展導(dǎo)致大量的自然植被地表轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘薪ㄔO(shè)用地,不同類型下墊面的熱慣性、熱容量、熱傳導(dǎo)和熱輻射不同,由此導(dǎo)致地表溫度的空間分異十分明顯. 城市土地利用類型在景觀尺度上的空間分布影響著城市地表溫度的分布. 城市不透水面的迅速增長是地表溫度空間分異的主要原因之一. 研究時段內(nèi),不透水面蓋度與地表溫度的相關(guān)系數(shù)逐漸增大,隨著廈門市城市化進(jìn)程的加快,不透水面對地表溫度的影響越來越大.