城市化与生态环境响应研究综述

城市化是学者们一直比较关注的重点问题,他们从不同视角对城市化及其过程进行了大量而富有创新的研究,并取得了丰硕的成果。伴随着城市化进程的加快,人们对生态环境问题的关注,城市化与生态环境的响应关系是城市地理新的关注点。文章分别就国内外学者对城市化、城市生态环境、城市化与生态环境响应的研究进行了综述,认为国内外学者对城市化、城市生态环境的研究起步早,成果多,近年来研究范围日益拓展,研究程度日益加深,并加强了新技术新方法的应用。国内学者对城市化的研究集中于城市化道路选择问题的探讨、城市化水平测度以及城市化的动力机制三个方面。对城市生态环境的研究多集中于社会—经济—自然复合生态系统及生态城市的研究。对于城市化与生态环境响应关系的研究则多见于生态学家、经济学家及地理学家的成果中,主要集中在单方面的城市化对生态环境的影响研究,而对于生态环境是怎样反过来影响城市化进程的研究则比较少见。另外,学者们的研究以微观单个影响因子的研究居多,从宏观综合角度出发进行的研究较少。这将是今后研究的一个重点问题。     

生态环境脆弱地区城市化发展特征及城市发展路径选择流程研究

脆弱的生态环境会对城市化进程产生一定的约束作用。生态环境脆弱地区的城市化,表现出与非脆弱地区不同的特征。以往的研究,更倾向于对各类生态环境脆弱地区分别进行研究。本文试图站在更宏观的角度,通过研究生态环境脆弱和非脆弱地区这两个大类在城市化发展方面的异同,明确生态环境脆弱地区城市化发展的特征及合适的路径。首先在阅读了大量国内外相关文献的基础上,总结了干旱区、喀斯特地区、高寒地区、过渡区等类型的生态环境脆弱区的共性,了解其城市化现状及约束因素,并结合学者们的研究,与生态环境良好地区的城市化进行了对比,提出发展的对策。在理论分析的基础上,文章第二部分初步构建了一个生态环境脆弱地区城市化发展路径的选择方法及流程。研究表明生态环境脆弱区城市化的制约因素主要有地质条件、地形、水文、气候、植被和地上地下自然资源等,与生态环境良好地区城市化的差异主要体现在产业选择、人口承载力及城市建设用地等方面,这些方面也是该类地区在城市化过程中应格外重视的。生态环境脆弱地区城市化路径选择流程主要分为以下几个步骤：归类、分析城市化水平及阶段、分析生态环境演变历程、研究城市化与生态环境的相互作用机制、情景分析、制定战略规划,确定城市的功能、定位等。     

城市化地区植被生态环境效应研究

城市植被具有其它生态环境要素难以替代的多样化生态服务功能,城市化地区的植被生态环境效应研究是一个具有重要理论和实践意义的研究课题。国内外该领域的研究已经形成一系列特色鲜明的研究方向,几个重要研究范畴中,城市化过程对植被影响研究属于传统的理论兼应用研究范畴,从景观生态学视角入手,注重残遗植被保护等是该领域近年来的新研究方向;城市植被生态服务功能研究是目前研究工作积累最为丰富的热点领域,重点研究方向包括负面生态环境效应缓冲与还原、自然环境调控、生物多样性保护以及城市碳氧平衡等;比较而言,城市植被保护与管理研究相对薄弱,亟待加强。总结国内外现有研究工作可以看出,城市化地区的植被生态效应研究存在着一定程度的理论研究与应用研究脱节,专业研究与综合研究脱节,微观研究与宏观研究脱节等不合理现象,应当成为今后研究工作中重点关注并加以克服的问题。     

屋顶绿化对屋面径流的影响研究综述

屋顶绿化作为城市人工生态系统,是改善城市绿化的补充,能缓解众多城市生态环境的问题.最近20年,虽然屋顶绿化在国内有一些发展,但发展速度十分缓慢,主要问题在于人们对屋顶绿化改善城市生态环境的作用认识不够.虽然国内外学者对于屋顶绿化吸收和截留屋面径流、减轻城市内涝灾害的认识已经取得了一致,但学术界对屋顶绿化怎样影响屋面径流水质还存在争议.通过对最近20年国内外学者在屋顶绿化对屋面径流的水质和水量的影响研究综述,系统介绍了这个领域的进展和争议,分析了存在的主要问题,展望了未来可能的发展方向.     

鼎湖山秋季大气气溶胶中水溶性离子浓度与粒径分布

珠江三角洲是我国最活跃的经济区之一,随着城市化进程加快、人口急剧增加,大气气溶胶污染日趋严重.近年来,国内外学者针对珠江三角洲区域大气气溶胶来源、化学组成、形成机制等进行了广泛的研究.但是,针对珠江三角洲大气气溶胶研究主要集中在城市,对于区域本底大气气溶胶的研究较少.     

城市环境熵模型的建立及其在城市化环境影响评价研究中的应用

城市化是20世纪以来的一个全球性进程,与此同时,城市化对环境的影响也日益明显,并逐渐成为社会各界关注的焦点之一。文章在简单介绍热力学原理的基础理论、城市化概念特别是城市化对环境影响的基础上,从系统的角度深入分析了城市化对环境的影响与热力学熵原理的相似性。由此提出在城市化环境影响评价研究中借鉴热力学方法,提出了城市化环境影响评价的新概念和新方法——"城市环境熵"模型。最后,以珠江三角洲经济区城市化河水质量影响评价为例,运用"城市环境熵"模型进行了具体计算,结果表明,用此模型的评价结果与用均值化综合污染指数法的评价结果基本一致,相对误差为6.67%。可以认为用城市环境熵模型法来评价城市化对城市环境的影响是可行的。     

基于遥感的城市绿色空间时空动态演化效应研究综述

城市绿色空间减少产生的环境生态问题引起了国内外学者的关注.在梳理城市绿色空间的概念、提取方法的基础上阐述了城市绿色空间的动态演化效应的研究方法和绿色空间的作用功能,并总结了国内外研究热点和成果,分析国内外相关领域的薄弱环节,提出城市绿色空间演化效应研究的不足与展望.     

半城市化地区生态环境研究进展

随着经济的高速发展和城市化的快速推进,半城市化过程对于生态环境造成的压力逐步加大.为了了解目前国内外半城市化地区生态环境研究的主要动向,在搜索整理相关文献的基础上,从半城市化与生态环境的相互关系、半城市化地区的环境污染及其治理、半城市化地区生态环境空问格局的变化、影响因素及生态环境空间格局优化等方面进行了内容梳理.结果发现,目前国内外的研究存在以下特点:(1)以单一要素的地区环境污染研究为主,缺少对于当地生态环境状况的整体把握;(2)以半城市化与生态环境之间矛盾的揭示为主,原因及对策研究比较薄弱;(3)以描述半城市化地区生态环境空间格局特征及其变化为主,缺乏变化的影响因素及作用机理分析;(4)国外研究一般综合运用多种分析方法与分析模型,而国内研究方法相对单一.为了深化我国半城市化地区的生态环境研究内容,应加强不同学科领域之间的交叉、融合,强化半城市化地区生态环境变化的影响因素、作用机理分析以及多角度的空间格局优化研究,突出比较法与空间分析法在研究中的应用.     

中国城市发展与湿地保护研究

城市湿地是以自然景观为主的城市公共开放空间,是城市生态环境的重要组成部分。然而在城市化进程中,由于缺乏对湿地的保护,一些不合理的开发行为引起城市湿地面积减少、污染严重、湿地功能退化等问题,城市湿地的保护工作受到国内外的广泛关注。目前中国城市湿地的研究远远滞后于城市的快速发展,保护工作还处于起步阶段。文章从城市湿地的概念及功能出发,明确了中国城市湿地的区域及城市分布,分析了中国城市湿地保护目前在湿地面积、湿地水质、湿地生物多样性以及湿地保护政策方面所存在的主要问题;在肯定近年来中国城市湿地保护所取得的成效基础上,指出目前中国湿地研究中存在的主要问题有:(1)研究方法逐渐增多,研究领域逐步扩大,区域不平衡依然存在;(2)与发达国家的研究相比,技术创新水平较低;(3)定性研究较多,而以模型为工具的定量研究相对较少;(4)对湿地的生态效果研究较多,机理工作研究较少。同时综述了国内外城市湿地修复技术研究进展,列举了湿地模型在国内外湿地监测工作中的应用情况,提出了未来湿地模型研究的发展趋势应与城市生态环境因子结合,通过比较国内外湿地的政策保护,借鉴国外城市湿地保护的成功经验并结合中国的实际国情,展望了中国城市湿地保护的发展方向,使城市湿地资源实现可持续发展。     

快速城市化区域经济与环境协调发展动态评价--以深圳宝安区为例

经济和环境的协调性分析是可持续发展研究的基础。目前,协调评价在应用方面多集中于现状评价和短期动态分析,关注城市化长期进程的案例较少,且研究尺度多数是城市及以上水平,对于行政区及更小尺度的研究相对较少。以典型快速工业化、城市化城区——深圳市宝安区为例,选取与城区经济社会发展水平和生态环境状况密切相关的9个指标,建立经济环境协调发展评价指标体系,通过计算协调发展度,对1994─2012年宝安区的经济社会系统与环境系统的协调性动态变化进行了分析。研究表明,20年间,宝安区经济社会综合指数大致呈逐年升高趋势,生态环境综合指数先稳定升高后大幅下降再持续升高最后略有降低,经济与环境的关系经历了经济滞后-环境经济同步-环境滞后的转变,经济-环境协调发展度总体呈先上升后下降再上升的变化特征。可将1994─2012年分成3个阶段：城市化初期（1994─2000年间）,宝安区经济-环境协调发展水平稳定提升,从初级协调-中级协调-良好协调;城市化中期（2001─2006年间）,协调发展度大幅下降,从中级协调-初级协调-勉强协调（2006年）;城市化后期（2007─2012年间）,协调发展水平稳定提升,经历了勉强协调-初级协调-中级协调的变化。宝安区经济-环境协调度的变化特征与其城市化过程中经济社会发展和生态环境保护建设历程关系密切。研究成果可为城区可持续发展决策、生态文明建设提供技术支撑,也可为其他快速工业化、城市化地区协调发展提供参考。     

快速城市化过程中的南京市生态环境可持续发展研究

以南京市为例,探讨了快速城市化过程中出现的一系列城市生态环境问题,并分析了这些问题产生的原因,最后提出了积极推行清洁生产,创建循环经济体系,建设城市绿地景观,优化产业结构,加强环境执法力度、提高环境管理水平等5项生态环境可持续发展对策。     

陕西省城市化与生态环境系统耦合关系

采用层次分析法(AHP)和系统科学的理论构建了城市化与生态环境系统的评价指标体系和耦合模型,并将这个耦合系统的演化周期分为低级共生、协调发展等4个阶段,根据耦合度为45°时,耦合效果最佳的理论又可将协调发展阶段分为相对协调、最佳协调、低度协调3个状态.1990-2008年陕西省的城市化综合指数呈现直线上升的趋势,生态环...     

The relationships of urbanization to surface water quality in four lakes of Hanyang,China

By converting rural land into urban land, urbanization impacts on surface water quality, because cities produce more pollutants than farmlands, especially heavy metals. Ways to reduce urbanization impacts on water quality are now being highlighted worldwide. Considering that land use can be a source or sink in pollution runoff, an understanding of the relationship between urbanization and surface water quality, as well as effects of specific land uses on water quality, is crucial. Corresponding management and controlling steps can then be put forward towards non-point source (NPS) pollution control and urban sustainable development. China has experienced rapid urbanization, especially since the 1980s. However, the environmental impacts of this process are not fully investigated. Hanyang, Hubei Province was selected as a typical city to study the impacts of urbanization on lake water quality. Pearson's correlation analysis was performed to elucidate the correlation between different land uses and water quality indicators at both whole lake watershed and small catchment scales. The results indicated that land uses play different roles, either source or sink, in pollution flow processes. Bottomland had a negative and residential land a positive correlation to most water quality indicators, especially heavy metals. These proved to be indicative and crucial land uses in NPS pollution control. Finally, a strategy for regulating urban land uses is proposed for improving surface water quality in cities similar to Hanyang, in southern China.     

苏锡常地区的城市化及其资源环境胁迫作用

城市化是当今世界发展的重要特征，城市化的发展在促进社会进步的同时也对生态环境产生了一系列负面影响。以苏锡常地区为案例，从城镇数量的变化、城镇规模的变化、经济结构的转换以及非农业人口比例的变化这4个方面分析了该地区的城市化特征和过程，并对其生态环境胁迫作用进行了定性和定量的分析。结果表明：苏锡常地区城市化的速度快、程度高，其带来的资源环境胁迫作用是很明显的。     

基于RS与GIS的武汉城市湖泊演化研究

以武汉市主城区为例,利用1995和2005年Landsat5两期TM影像与2000和2010年Landset7两期ETM＋影像的解译结果,基于景观分形理论与GIS的空间分析功能相结合的研究方法,分别构建湖泊变化强度指数和湖泊分形维数变化指数。从湖泊面积变化和湖泊形态变化,以及湖泊水域和其他土地利用类型的转移变化特点与影响进行综合分析。来丰富湖泊演化的分析方法,并总结高速城市化背景下湖泊的变化规律,从而更深入地了解和认识人类活动因素与湖泊水域动态变化之间的响应关系,同时提出若干城市湖泊治理与管理的方式。研究结果表明,（1）15年间的湖泊水域面积总量的变化呈现萎缩的趋势,年变化量在逐渐减小,湖泊萎缩的速度得到了一定的控制。（2）1995-2010年湖泊分形维数也呈逐期较小趋势,说明湖泊几何形状趋于简单化,人为活动对湖泊的影响加大。（3）15年来主城区28个主要湖泊的变化强度指数均为负值,呈萎缩趋势。但从2000年开始,少数湖泊变化强度指数为正值,萎缩趋势得到初步的控制。（4）1995-2010年间湖泊的水域面积主要转移成为建设用地和耕地。其转移面积占转移总面积的87．02％。围湖造田和城市化率的迅速提高对城市湖泊的演化影响深刻。（5）城市化背景下湖泊面积与形态变化的规律并非完全与城市化发展速率呈正比的关系,当城市化率上升到一定的阶段后,城市内部对生态环境的保护与要求也不断提高。为改善城市环境和城市内部的生态用地,湖泊应得到立法等强制性保护。     

城市化对北京霾日数影响统计分析

近年来,随着超大城市/城市群大气灰霾等复合污染加剧,引起人们对区域生态环境与及公共健康问题越来越多的关注。应用北京地区1980—2012年气候资料及同期城市发展统计指标,统计分析了城、郊区间霾日数的变化特征,并在此基础上探讨了北京城市化及局地气候差异对霾日数的影响。分析表明：北京城区霾日数要明显多于郊区,在2007年以前城、郊区站点均有相似的波动增长趋势,但城区站霾日数增加速率（约21 d/10 a）要远大于郊区站（约7.2 d/10 a）;北京各地霾日数与主要城市发展指数之间的相关系数均超过0.001显著性水平,随着城市化而迅速增加的能源消耗和机动车尾气排放是导致北京地区灰霾天气逐渐增多的主要污染源,污染源的不均匀分布是导致城、郊霾日数差异的主要因素。分析还发现,城市化导致的区域气候差异对局地灰霾亦有较明显的影响。伴随着城市化的快速发展,城、郊区气候差异逐渐变大,城市下垫面粗糙度增加导致近地面层风速减小。大城市热岛效应背景下,更容易出现较厚的逆温层,这将阻碍空气垂直方向的对流输送。此外,城区气温持续上升,相对湿度下降,平均风速减小,小风频率增加,也会阻碍空气的水平流通,使得城市排放颗粒污染物的扩散难以扩散,有利于霾日增加。这表明北京地区城市气候效应对区域生态环境具有不可忽视的影响。     

Eco-efficiency of urban material metabolism: a case study in Xiamen,China

In this research, the data envelopment analysis (DEA) model of measuring the eco-efficiency of urban material metabolism has been constructed based on the urban material input and output indicators. According to the data of Xiamen from 1985 to 2007, an empirical study was conducted to measure the eco-efficiency of urban material metabolism using DEA program. The results showed a general downtrend of Xiamen's eco-efficiency of material metabolism from 1985 to 2007, in which there were 15 efficient years and eight inefficient years. The eco-efficiency and urbanization rate of Xiamen was remarkably negatively correlated. Moreover, the results revealed at 4 years (1995, 2001, 2002 and 2003) there had been undesirable output slack (environmental pollution), and at 2 years (1991 and 1999) there had been desirable output slack (GDP), and at 8 years there had been input slack (water, land, food and energy), especially for water and energy. Finally, some suggestions on promoting the eco-efficiency of urban material metabolism were put forward.     

人工封闭对城市土壤功能的影响研究进展

随着全球城市化的快速发展,城市生态系统研究已受到人们的广泛关注。土壤作为城市生态系统的一个重要组成单位与功能载体,其功能与质量已受到城市化的冲击和影响。由人类活动（如房屋建筑、道路建设等）引起的土壤封闭是城市土壤的一个重要特征。与自然土壤封闭相比,人工封闭土壤严重地阻碍了城市土壤与外界环境的物质能量交换,限制了土壤功能的实现,成为导致土壤质量退化的重要因素。研究人工封闭对城市土壤功能的影响有利于更全面认识城市化的生态环境效应。本文介绍了城市土壤人工封闭的概念、主要特点及其与传统自然土壤封闭的异同;综述了人工封闭对城市土壤水分运动、土壤与环境间气体与能量交换、生物多样性与行为以及粮食安全影响等方面取得的研究进展。目前城市封闭土壤研究仍处于起步阶段,仅在个别城市开展过相关研究,且主要围绕人工封闭对城市环境与土壤的表观影响,对封闭后土壤性质的变化及其机制研究仍很缺乏。未来仍需在更多城市开展系统调查以获取基础数据,需着重研究城市封闭土壤中污染物的赋存、迁移、转化,封闭后土壤碳氮固持能力的变化,以及土壤微生物性质的变化,同时要创新研究方式和研究方法,为加强城市生态系统研究、实现城市可持续发展提供科学依据。