基于遙感反演的綠色空間景觀格局對(duì)氣溶膠污染的影響

岳 峰

傅 凡

戴 菲*

袁 滿

曾 輝

在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展過(guò)程中，氣溶膠污染成為難以回避的問(wèn)題。如1930年比利時(shí)默茲山谷煙霧事件、1948年美國(guó)多諾拉煙霧事件、1940—1960年美國(guó)洛杉磯光化學(xué)煙霧事件等，其中，1952年的英國(guó)倫敦?zé)熿F事件被視為20世紀(jì)重大環(huán)境災(zāi)害事件之一。2010—2012年，北京、廣州、上海和西安因可吸入顆粒物引起的疾病死亡人數(shù)從7 700人增加到8 500人[1]，空氣污染導(dǎo)致中國(guó)每年有120萬(wàn)人過(guò)早死亡[2]。2013年，中國(guó)霧霾天數(shù)達(dá)52天，為歷年之最。同年1月，中國(guó)北方經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的霧霾，細(xì)顆粒物峰值比世界衛(wèi)生組織(WHO)的準(zhǔn)則值高出32倍[3]。2016年，國(guó)家環(huán)保部門(mén)統(tǒng)計(jì)中國(guó)338個(gè)地級(jí)及以上城市的空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率僅21.6%。2019年底，由于新冠肺炎疫情的全球暴發(fā)，社會(huì)對(duì)氣溶膠的關(guān)注激發(fā)了新的研究視角，如Harcourt等的研究發(fā)現(xiàn)，新型冠狀病毒(COVID-19)可在氣溶膠中存活3小時(shí)[4]；國(guó)家衛(wèi)健委明確指出，在相對(duì)封閉的環(huán)境中，長(zhǎng)時(shí)間暴露于高濃度氣溶膠下，存在病毒經(jīng)氣溶膠傳播的可能。相關(guān)研究結(jié)論為切斷新型冠狀病毒的傳播提供了重要依據(jù)，也提升了本文的研究?jī)r(jià)值。

氣溶膠是懸浮在大氣中的固態(tài)或液態(tài)顆粒物，粒子直徑為0.001～100μm[5]，其上限是因重力可懸浮的最大粒徑尺度[6]，具有一定的懸浮穩(wěn)定性和沉降速度小等特點(diǎn)[7]。氣溶膠的主要成分為硫酸鹽、有機(jī)碳、硝酸鹽、有機(jī)碳、黑碳和銨等[8]。在一定氣象環(huán)境下，大量氣溶膠粒子可以活化為云霧凝結(jié)核(CCN)，參與云霧的形成[9-10]。沒(méi)有干氣溶膠粒子就無(wú)法形成霾，沒(méi)有氣溶膠粒子參與就無(wú)法形成霧[11]，因此大氣氣溶膠是霧霾形成的基礎(chǔ)和前提[12-13]。氣溶膠光學(xué)厚度(Aerosol Optical Depth，AOD)是表征大氣中氣溶膠含量的重要物理參數(shù)。衛(wèi)星遙感是目前唯一可以提供區(qū)域和全球尺度氣溶膠空間分布特性的探測(cè)手段[14]。

解決環(huán)境問(wèn)題并不能完全依賴污染源管理，利用自然清理機(jī)制是緩解氣溶膠污染的有效途徑。不同植物種類(lèi)、植物群落和道路綠地等滯塵與緩解污染的能力已經(jīng)得到了廣泛證實(shí)[15-18]，王紹增先生早在2001年對(duì)城市開(kāi)敞空間規(guī)劃的生態(tài)機(jī)理研究中[19]就指出，樹(shù)林越高，層次搭配越合理，對(duì)氣溶膠的過(guò)濾效果越好，并且靜風(fēng)天氣依靠城市環(huán)流來(lái)減輕氣溶膠污染時(shí)，森林越緊靠城市就越有效，證實(shí)了綠色空間作為有生命的媒介，是緩解氣溶膠污染的重要載體之一。目前基于遙感的綠色空間景觀格局消減空氣污染的研究主要集中在對(duì)PM2.5、PM10等污染物與土地利用/土地覆蓋的景觀格局的相關(guān)關(guān)系方面。Ye等研究了土地利用對(duì)AOD格局的影響，發(fā)現(xiàn)建成區(qū)和裸地在春季比秋季會(huì)更強(qiáng)烈地增加污染，而森林和水可以緩解空氣污染[20]。也有學(xué)者基于遙感反演研究了植被覆蓋度與AOD的量化關(guān)系，發(fā)現(xiàn)植被覆蓋度≤10%和＞45%時(shí)，對(duì)緩解氣溶膠污染作用顯著[21]。Wu等研究了PM濃度與綠色空間的景觀結(jié)構(gòu)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在2km及以下范圍內(nèi)，總邊長(zhǎng)(形狀指標(biāo))對(duì)PM的緩解大于綠色空間面積；而在3～5km范圍內(nèi)，綠色面積緩解PM的作用比總邊長(zhǎng)更為明顯[22]。既往研究主要揭示了影響單個(gè)空氣污染因子的土地類(lèi)型因子有哪些，以及其景觀指數(shù)的不同緩解作用，但對(duì)反映綜合空氣顆粒物的氣溶膠與綠色空間景觀格局空間分布規(guī)律的定量化及調(diào)控策略的研究卻鮮少涉及。

本文選取景觀指數(shù)作為衡量景觀格局結(jié)構(gòu)組成和空間配置特征的指標(biāo)。運(yùn)用ENVI 5.5軟件反演MODIS AOD數(shù)據(jù)，在解譯、提取綠色空間的基礎(chǔ)上，運(yùn)用Fragstats計(jì)算綠色空間景觀指數(shù)，運(yùn)用SPSS和ArcGIS研究二者的相關(guān)規(guī)律和空間分布規(guī)律，探究緩解氣溶膠污染的綠色空間核心景觀指數(shù)指標(biāo)、協(xié)同作用規(guī)律模型及其定量化調(diào)控策略，旨在從緩解氣溶膠污染的角度為綠地類(lèi)生態(tài)規(guī)劃設(shè)計(jì)及生態(tài)保護(hù)與修復(fù)提供借鑒，為人居健康環(huán)境和公共衛(wèi)生安全建設(shè)提供理論參考。

1 研究對(duì)象及方法

1.1 研究區(qū)域

武漢作為中國(guó)中部中心城市，具有高密度的城市空間形態(tài)，山水林田羅布。根據(jù)武漢市生態(tài)環(huán)境局發(fā)布的《生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，2014—2018年，武漢市城區(qū)處于輕度及以上污染的天數(shù)占比分別為50.1%、47.4%、35.2%、30.1%、29.9%，雖然全年污染天數(shù)在下降，但是污染天數(shù)仍高達(dá)約三成。武漢高密度的城市空間形態(tài)和嚴(yán)重的氣溶膠污染，在大城市地區(qū)具有一定的典型性。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

由于AOD與土地利用遙感影像的選取受植被狀況、天氣、衛(wèi)星運(yùn)行周期及軌跡的制約，因此數(shù)據(jù)選取需要協(xié)調(diào)空間和時(shí)間的匹配問(wèn)題。最終選取2016年7月23日和8月1日的分辨率為30m的Landsat土地利用影像數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域拼合，以及連續(xù)7日晴朗無(wú)風(fēng)天氣中的第三天，即2016年7月29日的MODIS AOD數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)的研究處理，選取的研究數(shù)據(jù)排除了天氣、風(fēng)力等不良?xì)庀髼l件的影響。

1.3 研究方法

1.3.1 綠色空間解譯方法

首先運(yùn)用ENVI 5.5對(duì)Landsat 8原始數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正、圖像鑲嵌與裁剪，根據(jù)監(jiān)督分類(lèi)將土地覆蓋劃分為森林、草地、水體、農(nóng)業(yè)用地、建設(shè)用地和其他用地6類(lèi)。使各用地的可分離性達(dá)到1.95以上(大于1.9為分離良好)，分類(lèi)后Kappa系數(shù)達(dá)到0.976 3，解譯結(jié)果滿足研究要求[23]。將獲得的森林、草地、水體和農(nóng)業(yè)用地作為進(jìn)一步提取綠色空間的基礎(chǔ)因子。利用改進(jìn)后的像元二分模型進(jìn)行植被覆蓋度的反演，從而獲取綠色空間的空間分布圖(圖1)。運(yùn)用ArcGIS 10.5軟件將影像分割為3km×3km的網(wǎng)格[20]，得到1 004個(gè)網(wǎng)格的有效數(shù)據(jù)，以便批量導(dǎo)入Fragstats中計(jì)算景觀指數(shù)。

圖1 綠色空間的空間分布

1.3.2 景觀指數(shù)的選取及計(jì)算

景觀指數(shù)作為衡量景觀格局的重要指標(biāo)，可以反映其結(jié)構(gòu)組成和空間配置特征。對(duì)綠色空間類(lèi)型水平的格局分析，可以更好地把握綠色空間景觀格局類(lèi)型變化的特點(diǎn)。研究從面積、集聚性和連接度三方面考慮，在類(lèi)型水平上(Classlevel)選取了7個(gè)指數(shù)[20，24]，可以較為全面地描述不同類(lèi)型景觀要素的特征(表1)。然后將上述影像批量導(dǎo)入Fragstats中計(jì)算綠色空間景觀指數(shù)。

表1 類(lèi)型水平指數(shù)及其描述

1.3.3 AOD的解譯方法

通過(guò)MODIS AOD數(shù)據(jù)的批量遙感反演，獲取AOD的空間分布圖。基本原理為基于暗像元法[25]運(yùn)用ENVI 5.5對(duì)AOD數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何校正、云檢測(cè)、氣溶膠反演和裁剪后，基于LUTS運(yùn)用ENVI Modeler進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，處理MODIS AOD數(shù)據(jù)，得到AOD的空間分布圖。將氣溶膠污染級(jí)別劃分為優(yōu)、良、輕度、中度、重度及以上5個(gè)等級(jí)(圖2)。運(yùn)用ArcGIS 10.5軟件提取每個(gè)3km網(wǎng)格中的AOD平均值，以方便與綠色空間景觀指數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步分析。

圖2 AOD空間分布

1.3.4 統(tǒng)計(jì)分析方法

將研究區(qū)域劃分為3km×3km[26-27]的網(wǎng)格尺度進(jìn)行綠色空間及其景觀指數(shù)與AOD的相關(guān)性分析，可以獲得1 000余組數(shù)據(jù)進(jìn)行綠色空間景觀格局與氣溶膠的相關(guān)研究，大量的樣本數(shù)據(jù)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著意義。為解決多重共線性問(wèn)題，通過(guò)最小二乘法(OLS)驗(yàn)證后，利用地理加權(quán)回歸(GWR)進(jìn)行進(jìn)一步分析，研究二者的空間分布規(guī)律。

2 綠色空間景觀指數(shù)及AOD的空間分布特征

2.1 綠色空間景觀指數(shù)的空間分布特征

通過(guò)全局空間自相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，景觀指數(shù)的莫蘭指數(shù)(Moran's I)都大于0，介于0.25～0.63，P值＜0.01，Z得分介于6～27，遠(yuǎn)大于2.58，說(shuō)明其具有明顯的全局空間正相關(guān)性，具有空間聚集特征(表2)。

表2 景觀指數(shù)的全局莫蘭指數(shù)匯總

為進(jìn)一步探究綠色空間景觀指數(shù)的空間特征，通過(guò)局部空間自相關(guān)分析識(shí)別具有顯著性的空間集聚和差異特征。CA、PLAND、LPI、COHESION、AI的高-高集聚空間與斑塊密度PD的低-低集聚空間呈現(xiàn)高度的空間一致性(圖3)。前5個(gè)指數(shù)在黃陂區(qū)木蘭湖風(fēng)景區(qū)—木蘭文化生態(tài)旅游區(qū)—云霧山—素山寺森林公園沿線、新洲區(qū)道觀河生態(tài)旅游風(fēng)景區(qū)和江夏區(qū)梁子湖南側(cè)的丘陵地帶高-高集聚的特征，反映了這3個(gè)片區(qū)綠色空間面積大、綠色空間占比高、斑塊破碎度低、連接度高、聚集度高和生態(tài)環(huán)境良好的現(xiàn)狀。

圖3 綠色空間景觀指數(shù)空間集聚特征

上述前5個(gè)綠色空間景觀指數(shù)的低-低集聚空間集中反映在武漢西南部的蔡甸沉湖濕地保護(hù)區(qū)，而PD、LSI在該區(qū)域呈高-高集聚特征，反映了二維綠色空間在該區(qū)域雖然面積較集中，但植被覆蓋占比和最大斑塊占比不高，斑塊密度較大、破碎化程度較高。究其原因，除與濕地以灌木草本為主體的屬性相關(guān)外，與人為干擾影響綠色空間生態(tài)品質(zhì)也有一定關(guān)系。

景觀形狀指數(shù)LSI的高-高集聚空間沿吳家山經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)—盤(pán)龍城片區(qū)—漢口—漢陽(yáng)—武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)—沉湖濕地保護(hù)區(qū)呈倒C形分布，說(shuō)明開(kāi)發(fā)建設(shè)強(qiáng)度較高區(qū)域的二維綠色空間形狀復(fù)雜度較高、斑塊不規(guī)整，綠色空間受人為干擾的程度較高。在黃陂北部蔡店鄉(xiāng)團(tuán)山寨—鳳棲山區(qū)域，PD、LSI呈高-高集聚特征，說(shuō)明該區(qū)域人工開(kāi)發(fā)強(qiáng)度較高，斑塊破碎度和斑塊形狀趨于復(fù)雜連片。

高-低差異特征主要出現(xiàn)在CA、PLAND、LPI、COHESION、AI 5個(gè)指數(shù)的空間分布上，散布在低-低集聚空間周?chē)坏?高差異特征主要出現(xiàn)在PD、LSI的空間分布上，主要散布在高-高集聚空間周?chē)?低差異特征和低-高差異特征都未呈現(xiàn)集中連片的特征。

2.2 AOD的空間分布特征

分析發(fā)現(xiàn)，AOD的Moran's I 指數(shù)為0.70，Z得分為30.04，P值＜0.01，具有正的空間自相關(guān)性，空間呈現(xiàn)明顯的集聚特征。

通過(guò)局部空間自相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)呈明顯的高-高集聚、高-低集聚特征，以及局部的高-低、低-高空間差異特征。

武漢市AOD空間分布(圖4)整體呈主城區(qū)濃度高、漢南區(qū)和沉湖濕地濃度高的“雙高”特征；西北部、東北部山區(qū)濃度低、南部丘陵地區(qū)濃度低的“雙低”特征；以及西北部、東南部點(diǎn)狀低-高差異特征和中山艦旅游區(qū)高-低差異的特征。

圖4 AOD局部空間集聚特征

3 綠色空間景觀指數(shù)與AOD的規(guī)律探析

3.1 綠色空間景觀指數(shù)與AOD的相關(guān)性規(guī)律

分析發(fā)現(xiàn)(表3)，CA、PLAND、LPI、COHESION、AI與AOD在0.000水平呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.467、-0.670、-0.636、-0.371和-0.631，說(shuō)明綠色空間斑塊面積總和、斑塊面積占比、最大斑塊面積占比、連接度和聚集度指數(shù)的增加對(duì)降低氣溶膠濃度具有核心作用；PD、LSI與AOD在0.000水平呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.410、0.530，說(shuō)明斑塊密度增加、景觀形狀指數(shù)復(fù)雜對(duì)氣溶膠濃度增加具有核心的促進(jìn)作用，也印證了植被是天然的空氣凈化器[28-29]這一說(shuō)法。

表3 AOD與綠色空間類(lèi)型水平景觀指數(shù)的相關(guān)關(guān)系

3.2 綠色空間景觀指數(shù)與AOD的空間關(guān)系規(guī)律

由于地理加權(quán)回歸(GWR)對(duì)各個(gè)變量是否存在多重共線性要求很高，選取多個(gè)變量容易產(chǎn)生多重共線性[30]，為進(jìn)一步探究二者的空間規(guī)律，通過(guò)最小二乘法OLS進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)CA、LSI、COHESION與AOD的概率P＜0.01，達(dá)顯著水平，VIF＜7.5，模型滿足要求，并且與SPSS的回歸分析結(jié)果一致，因此最終選取核心景觀指數(shù)指標(biāo)CA、LSI、COHESION作為GWR的回歸因子，探析它們對(duì)AOD濃度分布影響的空間差異。分析發(fā)現(xiàn)，地理加權(quán)回歸調(diào)整后R方為0.825，標(biāo)準(zhǔn)殘差滿足要求，模型精度得到大大提高。

從綠色空間斑塊總面積CA來(lái)看，負(fù)值區(qū)域占比93.43%，相關(guān)系數(shù)高值區(qū)域呈現(xiàn)環(huán)主城區(qū)環(huán)狀放射的特征，低值區(qū)域主要分布在武漢北部和東北部地區(qū)(圖5)。其中，主城區(qū)與都市發(fā)展區(qū)之間的區(qū)域回歸系數(shù)明顯大于黃陂區(qū)北部、東北部和新洲區(qū)東部、北部山區(qū)丘陵地帶。

圖5 綠色空間景觀指數(shù)CA與AOD的GWR系數(shù)分布

從斑塊形狀復(fù)雜度LSI來(lái)看，回歸系數(shù)正值占比97.81%，高低值區(qū)域與CA有一定的重疊性，但環(huán)形放射特征沒(méi)有CA明顯(圖6)。在主城區(qū)東湖風(fēng)景名勝區(qū)、黃陂區(qū)北部、新洲區(qū)東部、江夏區(qū)梁子湖和漢南區(qū)東北部長(zhǎng)江沿岸等武漢邊界區(qū)域呈現(xiàn)相對(duì)低值的特征，說(shuō)明大型水體及周邊地區(qū)和森林單位面積綠色空間斑塊形狀復(fù)雜度LSI的增加對(duì)AOD濃度的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)低于高值區(qū)，這可能與人工建設(shè)強(qiáng)度相對(duì)較弱，以及林地面積較大、抗干擾能力較強(qiáng)有關(guān)。

圖6 綠色空間景觀指數(shù)LSI與AOD的GWR系數(shù)分布

從連接度COHESION來(lái)看，負(fù)值占比高達(dá)99.05%，其與AOD回歸系數(shù)高值的空間分布呈C形(圖7)。在該區(qū)域，COHESION與AOD的回歸系數(shù)很高，連通度每提高10%，AOD濃度降低0.032，說(shuō)明塊狀綠色空間之間連接度的提高，有利于緩解氣溶膠污染。

圖7 綠色空間景觀指數(shù)COHESION與AOD的GWR系數(shù)分布

4 綠色空間核心景觀指數(shù)緩解氣溶膠污染的調(diào)控策略

4.1 CA緩解氣溶膠污染的策略

綠色空間景觀指數(shù)CA占比的數(shù)值空間與形成中度、重度及以上污染區(qū)的概率呈明顯的反比關(guān)系(圖8)。綠色空間斑塊面積CA小于等于749hm2時(shí)，形成中度、重度及以上污染的占比始終大于平均概率22.31%；介于749～773hm2時(shí)，形成中度、重度及以上污染的概率由36.36%降為14.29%，并趨于平穩(wěn)，因此，綠色空間斑塊面積CA形成中度及以上污染的閾值為749hm2；大于850hm2時(shí)，空氣呈現(xiàn)輕度及以下污染。

圖8 CA不同區(qū)間內(nèi)中度、重度及以上污染的形成比例

因此，綠色空間斑塊面積從無(wú)到有不斷增大，對(duì)緩解氣溶膠污染具有重要意義。小于等于749hm2的區(qū)域主要分布在中心城區(qū)、漢南區(qū)、江夏區(qū)魯湖南側(cè)法泗鎮(zhèn)，以及梁子湖東南側(cè)區(qū)域，污染以中度及重度污染為主，該區(qū)域大多為用地性質(zhì)復(fù)雜的建設(shè)用地，植被覆蓋度低，建設(shè)用地周?chē)邏K面積的增加可以明顯緩解空氣污染(圖9)。建議通過(guò)各類(lèi)規(guī)劃管控增加二維綠色空間的斑塊面積，落實(shí)各類(lèi)規(guī)劃中關(guān)于綠色空間類(lèi)指標(biāo)的剛性管控。在建設(shè)層面見(jiàn)縫插綠，增加綠色空間斑塊面積，充分發(fā)揮綠色空間緩解氣溶膠污染的作用。大于850hm2的區(qū)域植被覆蓋度較高，生態(tài)環(huán)境整體良好，應(yīng)確保生態(tài)綠楔面積，充分發(fā)揮森林、山體的生態(tài)效益，同時(shí)注重農(nóng)田區(qū)域的生態(tài)化作業(yè)管理。

圖9 CA≤749的區(qū)域與AOD的空間分布

4.2 LSI緩解氣溶膠污染的策略

綠色空間斑塊形狀指數(shù)LSI的占比與形成中度、重度及以上污染區(qū)的概率呈明顯的正比關(guān)系(圖10)。綠色空間斑塊形狀指數(shù)LSI大于6.13時(shí)，形成中度、重度及以上污染區(qū)的概率均大于22.31%，因此，綠色空間斑塊形狀指數(shù)LSI形成中度及以上污染的閾值為6.13。當(dāng)LSI介于5.08～6.13時(shí)，形成中度及以上污染的概率在22.31%上下小幅度震蕩，在小于等于5.08的區(qū)域均小于22.31%，因此應(yīng)將綠色空間斑塊形狀指數(shù)LSI控制在5.08及以下，最利于控制氣溶膠污染。

圖10 LSI不同區(qū)間內(nèi)中度、重度及以上污染的形成比例

綠色空間LSI的復(fù)雜化會(huì)加重氣溶膠污染。當(dāng)LSI大于6.13時(shí)，該區(qū)間的空間區(qū)域主要與中心城區(qū)、東西湖區(qū)、漢南區(qū)和黃陂東北部農(nóng)田區(qū)有高度的空間一致性(圖11)，說(shuō)明這些區(qū)域整體的斑塊形狀復(fù)雜度較高，污染以中度及以上級(jí)別為主。隨著三維綠量斑塊復(fù)雜度LSI的不規(guī)則化增加，污染加重，LSI達(dá)到9.9以上時(shí)，AOD污染呈中度、重度及以上污染的概率高達(dá)50%以上。因此應(yīng)通過(guò)規(guī)劃建設(shè)減小二維綠色空間的不規(guī)則性，使其趨向于正方形布局，有效緩解氣溶膠污染。當(dāng)LSI介于5.08～6.13時(shí)，AOD在22.31%上下小幅度震蕩，該區(qū)間的區(qū)域散布在武漢市域內(nèi)，屬于重點(diǎn)調(diào)控區(qū)域，應(yīng)通過(guò)相關(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)建設(shè)措施，將LSI降到5.08及以下，充分緩解氣溶膠污染。

圖11 LSI＞6.13的區(qū)域與AOD的空間關(guān)系

4.3 COHESION緩解氣溶膠污染的策略

統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，綠色空間景觀指數(shù)COHESION占比的數(shù)值空間與形成中度、重度及以上污染區(qū)的概率呈明顯的反比關(guān)系。綠色空間連接度COHESION小于等于99.91，形成中度、重度及以上污染區(qū)的概率均大于22.31%；當(dāng)介于99.91～99.96時(shí)，形成中度、重度及以上污染區(qū)的概率值降至10.10%以下。因此，綠色空間連接度COHESION形成中度及以上污染的閾值為99.91，達(dá)到99.97及以上時(shí)，形成中度及以上污染區(qū)的概率降至0。

連接度小于等于99.91的區(qū)域與中心城區(qū)和漢南區(qū)、梁子湖等區(qū)域具有高度的空間一致性，污染以中度、重度及以上為主，建議通過(guò)道路、綠道等線性綠色空間的規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)提高綠色空間的連接度，使其達(dá)到99.91以上。連接度大于99.96的區(qū)域與綠色空間的CA具有高度的空間一致性，主要分布在武漢西北部山區(qū)和東南部的黃陂區(qū)低山丘陵區(qū)(圖12)。該區(qū)AOD污染大多低于0.664 1，處于優(yōu)良水平，形成中度、重度及以上污染區(qū)的概率值趨于0。該區(qū)域植被覆蓋度較高，生態(tài)環(huán)境整體良好，因此要注重森林的保育，增加生態(tài)綠楔連通性，同時(shí)注重農(nóng)田區(qū)域的連續(xù)性。

圖12 COHESION＞99.96的區(qū)域與AOD的空間關(guān)系

5 結(jié)論與討論

本文以武漢為例，從空間角度研究了綠色空間景觀格局與氣溶膠的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，綠色空間景觀格局緩解氣溶膠污染的核心景觀指數(shù)指標(biāo)為CA、PLAND、LPI、COHESION、AI，進(jìn)而通過(guò)地理加權(quán)回歸探討了二者的空間分布規(guī)律，最終提出綠色空間核心景觀指數(shù)CA、LSI、COHESION緩解氣溶膠污染的調(diào)控策略。研究結(jié)果可從緩解氣溶膠污染角度為綠色空間布局及優(yōu)化提供理論參考。不足之處在于，未考慮雨雪天氣和季節(jié)性變化等影響，研究的時(shí)間節(jié)點(diǎn)較短，未考慮植物物種構(gòu)成、種植方式、郁閉度和成片植被規(guī)模等方面的差異，也未涉及樹(shù)高、樹(shù)冠、樹(shù)種、樹(shù)齡和林下空間等內(nèi)容。研究地武漢屬亞熱帶大陸型季風(fēng)氣候，研究結(jié)果可能不適用于其他氣候條件。后續(xù)研究可以擴(kuò)展到不同氣候區(qū)進(jìn)行更廣泛的探討，在時(shí)間上可以考慮運(yùn)用階段性的集合數(shù)據(jù)，同時(shí)考慮綠色空間的三維綠量配置及植物物種差異對(duì)氣溶膠污染的影響。

注：文中圖片均由作者繪制。