本研究旨在比较两种常用方法——主成分分析(PCA)和等权指数(EWI)——在评估2010年北京市热脆弱性格局方面的效果。
城市地区的高温会对居民的健康造成严重的负面影响。在北京这样的特大城市中,土地覆盖和居民社会组成在空间上都是高度异质的,因此,了解精细尺度的热脆弱性格局是高效的热干预措施的前提。主成分分析(PCA)和等权指数(EWI)都常用于热脆弱性研究,然而,方法的选择在多大程度上影响结果目前仍不清楚。地表过程与资源生态国家重点实验室研究生郭璇、黄甘霖副教授等通过基于社会经济特征,热暴露和空调的使用情况来评估了北京市街道尺度的热脆弱性。研究区为北京市的六个主城区,包括130个街道。
结果表明:方法的选择对评估的热脆弱性的空间格局有显著影响。两种方法均显示北京城市中部的热脆弱性高于周边区域。进一步地,PCA的热脆弱性评估结果呈环形格局,即城市中央高,周边郊区低;而EWI的热脆弱性评估结果则显示出南北差异,即城市北部较低,城市南部较高(见图2)。
图1 通过主成分分析(PCA)(a)和等权指数(EWI)(b)评估的北京市热脆弱性空间格局
使用PCA评估结果减去EWI评估结果,如图3所示。与EWI方法评估的热脆弱性结果相比,PCA方法对中部地区的估值较高,对北部、东部和南部周边地区的估值较低。
图2 使用主成分分析(PCA)和使用等权指数(EWI)方法计算的热脆弱性指数(HVI)之间差异的空间格局
两种方法的区别在于EWI方法的系数相等,而PCA方法在因子生成过程中为每个指标分配不同的权重。
这项研究揭示了评估热脆弱性时PCA和EWI方法对变量的权重的处理及对评估结果的影响。如果某个类别的变量的数量增多,则在评估指数时PCA方法将不可避免地增加某类指标的总权重;因此,在今后的研究中,学者应优化指标的代表性以及不同类型指标的数量和比例。此外,对单一方法评估的热脆弱性的结果应谨慎解释,因为不同的热脆弱性指标可能导致截然不同的结果,而这恰恰反映了复杂的热脆弱性现象的不同方面。
(供稿人:郭璇)