1960~2012年长江三角洲地区雾日与霾日的气候特征及其影响因素

利用1960~2012年长江三角洲地区气象观测资料,对长江三角洲区域雾和霾的时空分布及其影响因素进行了分析.结果表明:长江三角洲地区雾、霾分布不均匀,雾日大值区主要分布在江苏省盐城中部沿海地区、安徽省黄山地区、浙江东部沿海地区,霾日大值区主要分布在以南京、杭州、合肥、衢州为中心的周边城市.时间变化上,城市化水平高的大城市年雾日数在20世纪80年代之前呈增加趋势,之后呈减少趋势;城市化水平低的小城市年雾日数也呈先升后降的趋势,但下降时间滞后于大城市.大城市雾日月平均分布冬季最多,春秋季次之,夏季最少,小城市雾日月平均分布呈双峰型特征,即春季和冬季较多.大城市和小城市年平均霾日数一直呈增加趋势且20世纪90年代之后差距变大.区域气候变化和城市化导致的温度上升,空气污染加剧导致的气溶胶增加,是造成长江三角洲雾日、霾日不同变化特征的原因,但它们之间的相互作用效应复杂,值得深入研究.     

Advances in LID BMPs research and practice for urban runoff control in China

China is at present experiencing a very rapid urbanization process, which has brought a number of adverse impacts upon the water environment. In particular, urban runoff quantity and quality control have emerged as one of the key concerns for municipal officials. One of the strategies being considered is the use of a Low Impact Development type of Best Management Practices (LID BMPs) for urban storm water runoff quantity and quality control. In this paper, the situation surrounding urban runoff control in China is reviewed first. Then the conventional strategy and technologies for the construction and management of urban drainage systems are discussed, while exploring their inherent dilemmas. The LID BMPs are then introduced to control urban runoff in the context of urban sustainable water systems. After the comprehensive analysis of the various LID BMPs, the advances in LID BMPs research and practice for urban runoff control in China are investigated and summarized. At last, the difficulties of implementing LID BMPs in China are discussed, and a direction for the future is proposed.     

中国快速城镇化的边际环境污染效应变化实证分析

通过建立模型并实际测算城镇化每增长1个百分点引起的污染物产排放变化量,来分析我国城镇化发展的边际环境污染效应。结果显示,我国城镇化发展与环境污染之间的矛盾仍十分突出,1996-2009年期间,城镇化每增长1个百分点带来的城镇生活污水排放量、COD产生量、NH3-N产生量、NOx排放量、CO2排放量、城镇生活垃圾产生量仍呈上升趋势。由于近年来城镇污水处理率明显提升,城镇化每增长1个百分点带来的COD和NH3-N排放量由＂十五＂的增加逐步转为＂十一五＂的减少;由于城镇生活用煤的减少,城镇化每增长1个百分点带来的SO2排放量在＂十五＂＂十一五＂期间都呈减少趋势。为减少环境污染,我国应选择有中国特色的城镇化发展道路,合理把握城镇化发展速度和节奏,促进城镇与环境协调发展。     

中国城市化水平省际差异的成因探析

1990～2000年中国城市化水平的省际差异已从原来的北高南低态势转变为目前东高西低的格局。这是由各地区不同的自然环境背景、人口分布与增长、经济发展水平,以及国家区域发展政策等因素的综合影响而形成的。对中国各省区1990年和2000年城市化水平与自然、人口、经济发展、工业化水平等四类12个指标的因子分析表明,区域城市化水平不仅与工业化水平或经济发展水平呈正相关,与人口密度、农业经济呈负相关,而且受工业化水平或经济发展水平的影响更为强烈。并且,随着社会经济发展和工业化推进,工业化因子对城市化的拉动效应在减弱,而综合经济发展对城市化的拉动效应在显著增强。     

太湖流域城市化水平及外来人口影响测评

太湖流域属于我国东部沿海经济较发达的地区,2000年城市化水平达到66.17%,接近全国平均水平的两倍。自改革开放以来,该地区工业化发展迅速,由以乡镇企业为主过渡到外资和民营企业的大力发展,吸引了来自全国各地的就业迁移人口,成为全国流动人口的主要集中区。同时使得外来人口成为地区社会经济发展规划不可忽视的重要因素。以第五次人口普查资料为基础分析了太湖流域外来人口来源的地域和城乡构成,计算了外来人口数量及分布情况,指出外来人口的城乡非均衡分布促成地区城镇化率的小幅上升,太湖流域各地区的上升幅度在2%左右,部分解释了隐性城镇化率的产生。在城市市区,外来人口平均占到总城市人口的18%。对于50万人口以上城市,外来人口比重与城市规模表现出良好的相关性,可用于指导城市人口规模及地区城镇化水平预测。     

三峡库区城市化与生态环境耦合关系定量辨识

受人文社会规律支配的城市化过程与受自然规律制约的生态环境演化过程之间,通过种种复杂的胁迫与约束机制,具有双指数倒U型曲线的耦合演化规律性。如果以区域内不同城镇构成的空间样本来测算城市化与生态环境之间的耦合关系,其耦合曲线通常有以下5种型式：下降、正U、上升、倒U和再下降。该演化序列符合否定之否定的发展规律。通过相关分析、主成分分析和层次分析等方法,对三峡库区15个区县的城市化水平和生态环境状况作了综合评价,并在综合和分组两个层面对二者耦合关系进行了定量辨识。结果表明：通过空间样本反映的重庆库区城市化与生态环境耦合关系曲线为正U型,揭示出库区城市化与生态环境耦合演化的二元性;城市化与生态环境沿长江自西向东具有基本一致的变化趋势,说明现阶段库区城市化对生态环境的依赖性大于其破坏性。     

热岛效应季节动态随城市化进程演变的遥感监测

作为城市特有的一种环境问题,热岛效应动态发展变化的规律是城市热岛研究的基础工作.遥感技术在城市热岛动态变化监测方面的有用性已经得到了证实.然而当前城市热岛遥感研究基本都取少数几景进行对比分析,这使得遥感在城市热岛时空动态监测方面不能充分发挥作用.采用50景长时间序列Landsat TM和ETM+SLC-on/off影像,采取定性和定量分析相结合的方法,使用热岛强度、热岛范围等指标和热岛显著区的概念对厦门市1987-2008年20年间热岛季节动态随城市化进程演变的趋势进行分析,结果表明:厦门城市热岛在2003、2004年之后已由春夏秋扩展到冬季,且冬季热岛的高等级斑块在数量、个体面积和总面积上均有明显增长趋势.引起这种变化的原因还需要进一步研究和分析.     

Numerical analysis of phase behavior during rapid decompression of rich natural gases

The effect of the condensation process on the gas and liquid phase behavior during rapid decompression of rich natural gases is studied in the paper numerically. A one-dimensional mathematical model of transient thermal two-phase flow of compressible multi-component natural gas mixture and liquid phase in a shock tube is developed. The set of mass, momentum and enthalpy conservation equations are solved for the gas and liquid phases. The approach to model a liquid condensation process during rapid decompression of rich natural gas mixture is proposed. The mass transfer between the gas and the liquid is taken into account by introducing the appropriate terms into the governing equations. Thermo-physical properties of multi-component natural gas mixture are calculated by solving the Equation of State (EOS) in the form of the Soave–Redlich–Kwong (SRK-EOS) model. The proposed liquid condensation model is integrated into the GDP model. A simple case of GDP model, where the liquid was not considered, was extensively validated on base and dry natural gases. The proposed two-phase model is validated against the experiments where the decompression wave speed was measured in rich natural gases at low temperature. It shows a good agreement with the experimental data.     

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。     

快速城市化地区塘的消减过程研究--以广州市天河区为例

塘是我国南方地区常见的、分布广泛的景观类型,也是相对独立的水生生态系统,在生态系统服务和人类经济文化活动中扮演着非常重要的角色。国际学者对其在保护生物多样性、防涝排水、提升景观及改善人居环境等方面的生态功能研究较多,但国内对塘的形成、消减过程、生态环境功能效应等科学问题一直认识不足,在人口和土地的快速城市化胁迫下,为了增加建设用地使用面积而将水塘填埋的行为广泛存在。文章以广州市天河区为研究区,以1996、2000、2004、2007、2011年5期遥感影像为数据,通过目视解译获取研究区的土地利用特征,提取水塘信息,依据塘的主要功能对塘进行分类,通过缓冲区分析、主成份分析和转移矩阵分析探索快速城市化地区水塘消减过程的数量和空间分布特征。结果表明：（1）研究区内水塘景观在15 a间显著消减,数量由109个减至20个,面积由36.30 hm2降至13.18 hm2,个体减少率为81.65%,面积减少率为63.69%;（2）不同时段、不同功能类型的水塘消减过程存在明显差异,养殖塘、风水塘、山塘和灌溉塘面积急剧减少,景观塘面积先降后增;（3）各时段的塘转换主要去向为居住用地、商业及工矿用地等,周边土地利用格局有交通用地、荒草地的塘更易于被转换成建设用地等其他土地利用类型;（4）在城市人居环境建设中,水塘具有保持生物多样性、调节气温、改善气候、防旱排涝、改善人居环境等生态价值,又具有历史文化、景观美化等人文价值,但水塘已成为快速城市化地区居住、商业、工矿用地的主要侵占对象。作为冷岛的水塘生态系统,在城市化进程和各项规划中都应受到重视与保护。