城市綠化面積與城市年平均氣溫的回歸分析

杜敏晴 王晨　吳世祥 劉守江

摘 要：該文對2000—2015年四川省的18個地級市區的城市綠化面積與城市年平均氣溫之間進行了回歸分析，建立了回歸模型，并對模型進行了檢驗。模型顯示，18個地級市區城市綠化面積與城市年平均氣溫之間呈現負相關關系，即隨著城市綠化面積的增加城市年平均氣溫會相應的降低。該研究對于未來全球氣候不斷變化、全球不斷變暖的情況下，進行城市化的發展規劃設計、環境保護、改善區域氣候等提供較為科學的指導。

關鍵詞：城市綠化面積；城市年平均氣溫；回歸分析；回歸模型；四川省

中圖分類號 P468.021 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）05-0071-04

Regression Analysis of Urban Green Area and Average Air Temperature

Du Minqing1 et al.

（1School of Land and Resources，China West Normal University，Nanchong 637009，China）

Abstract：In this paper，the regression analysis between the urban green area and the city average temperature in 18 prefecture level cities of Sichuan province in 2000—2015 is carried out，and the regression model is established and tested. The model shows that there is a negative correlation between urban green area and urban average temperature in 18 prefecture level cities，that is，with the increase of urban green area，the annual average temperature of city will decrease correspondingly. The research for the future global climate change，global warming，urbanization development planning and design，environmental protection，improve the regional climate，such as the provision of a scientific guidance.

Key words：Urban green area； Annual average temperature of city； Regression analysis； Regression model； Sichuan Province

1 引言

隨著人類對自然環境的活動強度增大，自然環境不斷發生著變化，其中城市氣溫的不斷攀升就是一個變化現象。由于環境的不斷發展，氣溫也相應的不斷變化著，出現了許多學者對城市氣溫的研究，在20世紀90年代，國內外學者關于城市氣溫的研究很多。但涉及較多的是城市化對于城市氣溫的影響，以及城市熱島的分析研究[1-20]。而在研究中國城市化對城市氣溫的研究主要集中在中國華東[2-4]、華北[6]、東北[7-10]等城市；西北地區[13]的城市化對城市氣溫影響的研究，主要集中在西安[14]、蘭州、西寧和烏魯木齊[15]等地；對于西南地區[16]的城市化對城市氣候研究多集中在昆明、貴州、楚雄[17-20]等地；對于西南的四川、重慶等地區的研究較少，而對于城市綠化情況與城市氣溫的相關研究就更加稀少。根據張景哲等[21]對氣溫和下墊面之間的關系研究，發現水體和綠地對降溫有十分明顯的作用，可以有效調節溫度，特別是在夏季。本文在前人研究的基礎上展開了有關城市綠化面積與城市年平均氣溫的回歸性分析研究。

2 研究目的與意義

本文采用城市綠化面積與城市年平均氣溫之間的回歸性分析法，研究四川省18個地級市區城市綠化面積對城市年平均氣溫的影響程度。該研究在未來不斷的城市化過程中對未來城市氣候變化可能產生的影響，采取相應的措施，為城市的發展規劃設計、環境保護、改善區域氣候等提供較為科學的指導，有利于改善隨著全球氣溫的不斷攀升，全球不斷變暖所帶來的城市氣溫的不斷升高狀況，使城市生活更加舒適，人與環境關系更加和諧。

3 研究地區概況

四川省簡稱川或蜀，于我國西南地區，面積約48萬km2。全省地形西高東低，可分為川西高原和四川盆地兩大部分。四川盆地中亞熱帶濕潤氣候區，即四川盆地及周圍山地。該區全年濕潤溫暖，年均溫16～18℃，日溫≥10℃的持續期240～280d，氣溫日較差小，年較差大，呈現冬暖夏熱的狀態。由于受地理緯度和地貌的影響，氣候的地帶性和垂直方向變化十分明顯，東部和西部的差異很大，高原山地氣候和亞熱帶季風氣候并存。本文研究的18個地級市大部分便處于四川東中部氣候區，全年濕潤溫暖，而其中攀枝花屬于川西南山地亞熱帶半濕潤氣候區，年均溫12～20℃，年較差小，日較差大，早寒午暖，四季不明顯，但干濕季明顯，降雨集中在每年的6—8月這3個月。

4 資料來源及處理

4.1 數據來源 選取四川省18個地級市區作為研究對象，詳細數據分別為：（1）氣象資料：來源于四川統計年鑒和各地級市氣象站多年連續觀測資料。本文選用2000—2015年的年平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫數據等氣象數據。（2）統計資料：本文統計數據來自四川省統計年鑒及各地級市統計年鑒[22]，選用了2000—2015年四川省18個地級市區的綠化覆蓋面積。

4.2 數據處理 利用Excel2010和SPSS17軟件進行數據的統計分析和相關回歸性分析，得出相應的回歸模型。

5 結果分析

5.1 綠化覆蓋面積逐年變化情況及城市內部差異

5.1.1 綠化覆蓋面積逐年變化情況 用Excel軟件對2000—2015年18個市區的綠化覆蓋面積進行了統計分析，從圖1可以看出，從2000—2015年各市區的綠化覆蓋面積呈現不斷增長的狀態。其中2004年、2005年、2006年3年的綠化覆蓋面積增長較慢，2015年的綠化覆蓋面積增長量是2000年的4.6倍。

5.1.2 城市內部差異 從圖2可以看出，各市區的16年綠化覆蓋面積屬成都市區最高，其綠化覆蓋面積遠遠大于其他地級市區。成都市區16年的綠化覆蓋面積達到了249044hm2，而巴中市區最低只有10900hm2。其他地級市區的綠化覆蓋面積均小于60000hm2。

5.2 年均溫逐年變化情況及城市內部差異

5.2.1 年均溫逐年變化情況 用Excel軟件對2000—2015年18個市區的年均氣溫進行了統計分析，從圖3可以看出，從2000年到2015年各市區的年均氣溫整體呈現降低的趨勢，在18～17℃波動降低。而2006、2007年和2013年3年的年均氣溫比其他年份年均溫高，年均溫超過了18℃，這與這3年的綠化覆蓋面積增長和日照時數有一定的關系；另外2014年和2015年的年均溫高于2012年及其前面幾年，這與全球氣溫變暖和日照時數有關。根據圖1中的綠化覆蓋面積逐年增長趨勢可以看出2006、2007年和2013年這3年的增長速度較慢，相對應的年均溫也較高，可以看出綠化覆蓋面積與年均溫存在一定的關系。

5.2.2 城市內部差異 圖4給出了近16年的18個地級市區城市年均溫變化情況，表現為：（1）除了攀枝花市區，其他城市的年均溫均小于19℃；（2）成都市區的年均溫是18個城市中最低的，只有16.1℃，比攀枝花市區的年均溫低了5.1℃。而成都市的市區面積最大，年均溫卻最低，這與該市區的綠化覆蓋面積存在一定的關系。攀枝花市區的年均溫最高，與市區的綠化面積有一定的關系，也與它所處的地理位置有關系。

5.3 綠化覆蓋面積與年均溫的回歸分析

5.3.1 相關分析 運用SPSS軟件，對綠化覆蓋面積與年平均氣溫進行相關性分析。得出綠化覆蓋面積與年平均氣溫的Pearson相關系數是-0.489，雙側顯著性檢驗的P值為0，在0.01以下。因此可認為綠化覆蓋面積與年平均氣溫之間具有一定的相關性，且呈負相關關系。表明隨著城市綠化覆蓋面積的增長，城市年平均氣溫不斷下降。運用Excel軟件繪制2000—2015年城市綠化覆蓋面積與城市平均氣溫之間的散點圖（見圖5）。由圖5可知，四川省18個地級市的城市綠化覆蓋面積與城市平均氣溫呈線性關系。從直線相關的變化方向來看，2000～2015年綠化覆蓋面積與年平均氣溫之間呈負相關關系，因此可以進行一元線性回歸分析。

5.3.2 回歸方程 運用SPSS軟件分別對2000—2015城市綠化覆蓋面積和城市年平均氣溫兩者的數據進行回歸分析，得出以下一元線性經驗回歸方程：Y=-0.934X+17.700（其中，X：綠化覆蓋面積，Y：年平均氣溫）。根據方程（模型）的方差分析數據，得出方程的F檢驗統計量為56.936，相應的概率P值均為0，小于0.05。說明綠化覆蓋面積與年平均氣溫之間的線性回歸呈顯著性，可以認為二者之間存在線性相關關系。

5.3.3 回歸系數分析 經過SPSS軟件分析得出方程的回歸常數為17.700，置信度為95%的區間估計為（17.606，17.795）；回歸系數為-0.934，置信度為95%的區間估計為（0.000，0.000）；回歸系數檢驗的T值為-6.904，相應的概率P值為0，小于0.05。可認為該回歸系數有顯著性意義。

6 結論與討論

6.1 結論 經過以上分析，本文得出了四川省18個地級市的城市綠化面積與年平均氣溫之間的回歸方程為：Y=-0.934X+17.700，相關系數R2為0.8489。根據方程可知，城市綠化面積每增加1hm2，城市年平均氣溫降低0.934℃。可見城市綠化面積對于降低城市氣溫具有顯著影響。通過對2000—2015年的數據分析發現，各市區的綠化覆蓋面積逐年增長情況與年均溫逐年變化情況相一致，隨著綠化覆蓋面積逐年增長年均溫逐年降低，而綠化覆蓋面積增長緩慢的年份年均氣溫比其他年份稍高。其中成都市的綠化面積一直呈增長趨勢，年平均氣溫呈現相應的降低趨勢，成都市16年以來的年平均氣溫一直是18個地級市中最低的。

6.2 討論與展望

6.2.1 討論 針對這一結果，再參考俞宗明（2009）、陳飛平（2013）以及張瑜（2015）等學者的研究，認為城市園林綠化不僅有改善環境、凈化空氣、促進城市生態良性循環等功能，還具有調節溫度的作用。根據學者研究發現，盛夏林蔭下氣溫比裸露地氣溫低3～5℃左右；綠色植物在夏季能吸收60%～80%日光和90%輻射能；園林綠地中地面氣溫比空曠地面氣溫低10～17℃，比柏油路低8～20℃。因此，本文建議在城市化規劃中不可只考慮城市綠化的經濟效益，還要考慮城市綠化的重大生態環境效益。城市生態環境變好了，人們心身舒暢、心情愉悅，這樣更能創造出較多的經濟效益。

6.2.2 不足與展望 城市化過程中對城市氣候會具有一定的影響，進而會加重一系列的環境問題。因此，對城市氣候的研究是非常必要的。由于數據資料的限制，本文僅對四川省18個地級市區的城市綠化面積與城市年平均氣溫之間進行了回歸分析，判斷其相關性。其中難免會存在著一些不足，主要有：（1）數據的年份選取上。本文僅選擇了近16年的數據資料分析，探討城市綠化面積與城市年平均氣溫之間的關系，數據較少，在某種程度上不能全面真實的反映城市綠化面積對城市年平均氣溫的影響。（2）本文對城市綠化面積和城市氣溫之間的變化規律還有待進一步的深入。例如：對城市氣溫變化趨勢產生的具體原因，今后將會出現的狀況等沒有進行相關的研究。尤其是城市綠化面積和城市氣溫對城市發展關聯性的研究，今后還需進一步的探討。（3）對城市綠化的植物選取上。在城市園林建設規劃時，哪些植物具有哪些經濟效益和生態環境效益，這也是值得考慮的問題。例如：喬木、灌木和草本的面積比應該多大；哪類喬木、灌木和草本的綠地密度高，對空氣有哪些凈化作用，同時是否還能產生一定的經濟效益，是否適合當地的生態環境等。（4）城市生態環境的改善涉及廣泛，對城市發展、城市環境以及氣候的變化都具有巨大作用。因此，應將其應用到實際當中去。本文只是對城市綠化面積和城市氣溫之間的相關性進行了分析，并沒有應用到城市規劃、城市建設和城市環境保護等當中去，這在后面的研究中亟需進一步深入探討。

參考文獻

[1]周淑貞，束炯.城市氣候學[M].北京：氣象出版社，1994：1-12.

[2]劉玲.合肥城市化進程及其氣候效應研究[D].合肥：安徽農業大學，2008.

[3]張弦.城市化對合肥熱島的影響[D].合肥：安徽農業大學，2009.

[4]吉中會.城市化對長江下游沿江城市氣候影響的對比研究——以安慶、蕪湖、南京、南通為例[D].蕪湖：安徽師范大學，2010.

[5]KlysikK，KrzysztoofF. Temporal and spatial characteristicsof theurbanheatisland ofLodz，Poland[J].Atmospheric Environment，1999，33：3885-3895.

[6]劉偉東，張本志，尤煥苓，等.1978-2008年城市化對北京地區氣溫變化影響的初步分析[J].氣象，2014，40（1）：94-100.

[7]高峰，王寶書，楊雪艷.長春市氣溫變化與城市化影響分析[J].吉林氣象，2008，3：6-9.

[9]沈志超.東北冬季極端氣溫趨勢變化及其城市化影響[J].安徽農業科學，2013，41（31）：12387-12391.

[10]吳繼華，馬慧強，韓增林.遼寧沿海經濟帶城市化對氣候影響的實證分析[J].資源開發與市場，2012，28（10）：897-899.

[11]Comire A C.Mapping a wind-modified urban heat island in Tucson，Arizona[J].Bulletin of the American Physical Society，2000，81（10）：2417-2431.

[12]Morris C，Simmonds I，Plummer N.Quantification of the influence of wind and cloud on the nocturnal urban heat island of a large city[J].Applied Meteorology，2001，40：169-182.

[13]任春艷，吳殿廷，董鎖成.西北地區城市化對城市氣候環境的影響[J].地理研究所，2006，25（2）：234-241.

[14]高紅燕，蔡新玲，賀皓，等.西安城市化對氣溫變化趨勢的影響[J].地理學報，2009，64（9）：1093-1102.

[15]鄭玉萍，李景林，趙書琴，等.烏魯木齊近48a城市化進程對降水的影響[J].干旱區地理，2011，34（3）：442-448.

[16]唐國利，任國玉，周江興.西南地區城市熱島強度變化對地面氣溫序列影響[J].應用氣象學報，2008，19（6）：722-730.

[17]施曉暉，顧本文.昆明城市氣候特征[J].氣象，2001，27（3）：38-41.

[18]張一平，何云玲，馬友鑫，等.昆明城市熱島效應立體分布特征[J].高原氣象，2002，21（6）：604-609.

[19]湯鎖坤，劉其順，李鵬章，等.貴陽市城市氣候特征的分析研究[J].貴州氣象，1995，19（2）：3-8.

[20]何萍，李宏波.楚雄市城市氣候特征分析——兼談中國主要城市熱島強度對比分析[J].地理學報，2003，58（5）：712-720.

[21]張景哲，劉啟明.北京城市氣溫與下墊面結構關系的時相變化[J].地理學報，1988，43（02）：159-168.

[22]http：//www.sc.stats.gov.cn/tjcbw/tjnj/2000—2015/index.htm（來源于四川統計年鑒2000—2015年的數據） （責編：張宏民）