基于生态网络效用的城市碳代谢空间分析——以杭州为例

城市碳排放占全球碳排放总量的78%,通过模拟生物代谢来剖析城市碳代谢机理从而控制城市碳排放是缓解全球气候变暖危机的关键。为研究杭州城市化过程中土地利用变化对城市碳代谢的综合作用,以4个时间段(1995—2000,2000—2005,2005—2010,2010—2015)为例,建立了一个"碳流"模型来分析城市生态系统中自然和人工分室在城市碳代谢正负"碳流"产生中的作用,之后利用生态网络效用方法分析"碳流"产生的生态关系及其空间分布,同时利用互惠指数M综合评价土地利用变化对城市碳代谢的综合作用。结果显示(1)净"碳流"在研究期间持续呈现负值且在2000—2005年间达到峰值,负"碳流"主要源自耕地与工业用地之间的转换,正"碳流"主要源自工业用地与城市用地之间的转换。(2)1995—2000年互惠指数(M)呈现先增加后减少再增加的变化趋势,M平均值小于1,说明土地利用变化对城市碳代谢的综合作用是消极的。(3)竞争关系集聚在高负碳代谢密度分室,互惠共生关系主要集聚在高正碳代谢密度分室。(4)从1995—2000至2010—2015,以每5年为时间间隔,生态关系分布空间变化如下:掠夺限制生态关系呈现向西北、西南和南部方向蔓延—西北方向移动—东南方向移动的变化趋势,竞争生态关系呈现东南方向移动—南部和西北部方向蔓延—零星分布的变化趋势,互惠共生生态关系呈现向东南方向移动—暂时不存在—零星分布的变化趋势。研究结果为低碳城市发展提供了理论依据。     

泛长三角地区碳生态效率的空间格局及影响因素

碳生态效率反映碳排放产出的经济社会价值高低,是衡量可持续发展水平的重要指标。以泛长三角各市为对象,以揭示碳排放的经济社会效益为目标,构建经济产出效率和人口承载效率评估指标,研究碳生态效率的空间格局和影响因素。结果表明：经济产出效率和人口承载效率呈现不同的变化趋势和空间格局,2000-2014年,经济产出效率增长97%,人口承载效率下降68%,前者空间集聚度高于后者;核心区及部分沿江城市的经济产出效率较高、增长较快,人口承载效率较低、下降较慢,碳生态效率高于其他城市;经济产出和人口承载效率的影响因素类似、作用强度和方向不同,前者主要受产业结构促进,后者的影响因素包括但不限于产业结构,但产业结构优化抑制了人口承载效率提升。研究认为,经济和社会视角的碳生态效率变化趋势及影响因素作用方向存在差异,为通过政策调控实现经济和社会效益同步提升增加了难度,在推动经济增长的同时,进一步加快人口集聚、优化产业结构和能源结构、提高能源利用效率等是政策制定的优选方向。     

城市地表热环境研究进展

近50年来,以中国为代表的发展中国家快速城市化过程所引起的生态环境问题直接导致了城市地表热环境的剧烈变化。当前,采用定量化的研究方法开展城市地表热环境研究已成为国内外城市生态环境与气候领域的研究热点之一。因此,厘清城市地表热环境的研究进展对于今后更好地开展城市空间热环境定量评价研究以及进一步促进城市可持续发展具有重要的现实意义。在对城市空间热环境和城市热岛等相关概念、主要研究方法和数据获取方式进行简要叙述的基础上,着重从城市地表热环境的时空特征及其变化、驱动力和驱动机制、城市地表辐射与能量平衡、城市地表热岛与城市大气热岛的关系及其演变规律、城市绿地和水体对城市热岛效应的缓解、城市地表热岛的尺度转换等6个主要方面对当前国内外已开展的城市地表热环境研究进行了归纳总结,并就当前研究过程中存在的问题以及未来的研究重点进行了探讨,以期为今后更好地开展城市地表热环境定量化研究提供参考。     

中国城市鸟类学研究进展

我国的城市鸟类学起步于20世纪80年代,随着城市化过程的加速,城市鸟类学也有了较快发展。为了全面系统地了解中国城市鸟类学研究的历史、现状与发展趋势,在中国期刊全文数据库中以"城市"和"鸟类"为主题词检索了1950—2015年间发表的文章,筛选获得128篇文章,并对检索结果进行综述。结果显示,城市鸟类学发表文章数量自20世纪80年代起逐渐增加,由1981—1990的年均0.7篇跃升至2011—2015年的年均11.6篇。研究地涉及全国29个省级行政区的57个城市。研究的主要议题包括:城市鸟类的群落结构和分布、影响城市鸟类的主要环境因素和城市鸟类的保护实践。综述发现,不同城市环带位置,城市中不同生境组合会影响城市的鸟类群落结构;不同尺度上的环境因素会对鸟类的分布、繁殖、觅食和生理情况产生多种影响,而城市化是影响这些环境因素的主要驱动力;鸟类栖息地规划以保护城市中自然栖息地,增加其景观连通性促进鸟类保护,鸟类招引技术主要通过补充巢资源和食物资源促进鸟类保护。然而,由于资源限制,有关城市鸟类的长期研究相对较少。并且,已有研究中城市鸟类的生态系统服务也鲜有涉及。为此,对我国城市鸟类学的发展提出了三点展望,城市鸟类学研究应加强城市绿地鸟类招引措施的生态影响研究,进一步发掘城市鸟类的自然体验与环境教育价值,并促进民间爱好者参与长期系统性城市鸟类学调查。     

中国城市低碳发展水平评估方法研究

城市低碳发展水平评估对推动城市可持续发展,提高城市应对气候变化能力具有重要意义。基于低碳城市理念和内涵,构建了由6类(碳排放、经济发展、社会进步、交通、人居环境和自然环境)、13个具体指标组成的城市低碳发展评价指标体系及综合评价指数,并结合中国35个城市2010—2015年社会经济发展数据,对参评城市的低碳发展水平及趋势进行评价与分析。结果表明:多数参评城市的低碳发展水平呈现上升的趋势,其中,城市低碳发展水平最高和最低城市名单无明显变化,且深圳市在2010年和2015年均为低碳发展水平最高的城市。与2010年相比,杭州市、银川市、郑州市、石家庄市和昆明市的城市低碳发展指数相对持平,而成都市、长沙市、合肥市和大连市有所下降。城市低碳发展水平较低可能是由于城市碳排放、经济、社会、交通、人居环境和自然环境等方面之间协调发展程度不够造成的。最后,对如何提高我国城市低碳发展水平给出了对策和建议。     

基于暴露度-恢复力-敏感度的城市适应气候变化能力评估与特征分析

城市是人口和社会经济活动最密集的地方,随着城市化进程和气候变化的发展,城市地区面临的气候风险和影响日益凸显。提升城市适应气候变化能力已成为城市应对气候变化挑战最重要的任务和途径。通过梳理和评价我国城市适应气候变化能力及其关键要素,以期为区域适应政策的制定和实施提供科学依据。基于IPCC适应能力评价框架,构建了基于暴露度-敏感度-恢复力的城市适应气候变化能力评估框架,进而筛选了19项指标,将指标划分为适应气候变化能力对应的5个等级,以熵权法赋权重;采用集对分析方法,评估我国286个地级市的适应气候变化能力水平,并分析了主要限制因素。结果显示,我国东部的适应能力整体高于西部地区,适应能力较低的区域主要集中在西北的甘肃陕西部分城市、华中的两湖和江西等城市以及西南的广西云南等城市;城市适应能力的各项限制要素主要表现为,适应能力高主要为暴露度-恢复力-敏感度的(低-高-低)的组合;适应能力低则分别包括暴露度-恢复力-敏感度(高-高-高)、(低-低-低)和(高-低-低)3种组合。提高城市适应气候变化能力,对西部西北的甘肃-陕西等城市,重点在于提升应对气候变化的恢复力,例如建立良好的灾后恢复与应急系统等;对于华中、西南等城市则以提高气候风险的防御能力为主。     

“海绵城市”建设的关键科学问题与思考

"海绵城市"是学术界、政府和企业界特别关注的热点之一,具有有效防止城市雨洪灾害、改善水生态和水环境、提高生物多样性等多方面的服务功能,有助于城市社会经济发展。在目前全国范围内发生城市内涝的严重情况下,科学地进行"海绵城市"建设显得尤为重要。对"海绵城市"的研究背景、概念与内涵、建设途径、主要技术、国内发展现状等进行了总结和归纳,并提出"海绵城市"建设的关键科学问题,并进行深入思考,建立"SPONGE"框架来概括整个"海绵城市"的建设内容,为今后的"海绵城市"研究和建设提供参考。     

城市污泥应用于边坡植被恢复对地表水环境的影响

将城市污泥应用于生态恢复因能避开粮食作物食物链而具有良好前景,但其对地表水环境影响仍不十分清楚.本文将城市污泥与建筑垃圾按1∶1体积比混合为生长基质,覆盖在模拟的煤矸石边坡上,播种8种乡土木本植物,对生长季植物生长情况以及坡面地表水和下渗水的电导率、p H、氮磷钾、重金属、多环芳烃等含量进行分析.结果表明:坡面植物生长良好,平均覆盖度达60%;地表水和下渗水的p H值近中性,变化不大,而电导率、氮磷钾、重金属和多环芳烃含量均较高,其中,氮、磷含量在整个生长季超过国家地表水环境质量Ⅴ类水质标准;7月重金属含量最高,其中,As含量只达地表水环境质量Ⅳ~Ⅴ类标准,其余重金属含量多达Ⅱ~Ⅳ标准;随着夏季雨水淋洗增加以及植物-土壤系统对化学物质的吸收、降解和固着作用,地表水和下渗水的电导率、氮磷钾、重金属和多环芳烃含量均显著下降,生长季后期重金属含量达到地表水环境质量Ⅱ~Ⅲ类标准,多环芳烃含量减少约一半.将城市污泥直接应用在煤矸石边坡生态恢复中有利于植物生长,植物-土壤系统使得生长基质中的有害物含量逐渐降低,对地表水环境的负影响主要表现为氮、磷的富营养化,但总体上其环境安全性可控.     

韧性城市社区规划设计的3个维度

在与韧性城市社区相关的研究文献中,适应性是经常使用的术语,它不仅描述了一个社区对于可能导致不良后果的扰动的抵抗或吸收能力,也包括一系列相应的变化能力,这些变化往往为社区带来成长、发展、创新与变革的机会。因此,适应性常被视为社区韧性的必要条件。然而在已有文献中,对于“什么是韧性城市社区适应性的本质”尚且没有清楚的阐述。旨在通过回答以下问题来补充这一理论的不足：韧性城市社区适应性的关键特征是什么？社区韧性应如何通过构建适应性来实现？从城市社区目前面临的挑战出发,基于对韧性城市社区本质及关键特征的分析,构建城市社区韧性与适应性概念模型。该模型以适应性为核心,以环境支撑、空间可变、以人为本作为解读城市社区适应性的3个维度,指出：遵循城市社区独特的地脉文脉特征;满足城市社区中变化的环境需求与空间的偏好;尊重居民的权利与建议的城市社区是体现适应性的韧性社区,并以此作为3个原则指导韧性城市社区的规划设计。     

公共空间安全感研究：以上海城市街景感知为例

在文献基础上梳理了街道安全感影响因素,并采用上海样本检验了“街道眼”等西方街道安全理论。邀请30位学生和30位市民对上海5个不同发展时期社区的300张百度街景图片进行安全感评定。实验发现绿视率、管理程度、车道数等都对安全感起着显著作用,并分别建立了单双车道和多车道街道空间的安全感回归模型。其中发现绿视率（单双车道相关系数R=0.728,p<0.01;多车道相关系数R=0.471,p<0.01）、管理程度（单双车道相关系数R=0.766,p<0.01;多车道相关系数R=0.450,p<0.01）、车道数量因素（相关系数R=0.502,p<0.01）对安全感均有显著的积极作用,界面透明度（单双车道相关系数R=0.222,p<0.01）、独立自行车道（相关系数R=0.309,p<0.01）及设计美感（相关系数R=0.432,p<0.01）等因素在单双车道空间中具有积极影响,而助动车与自行车（单双车道相关系数R=-0.327,p<0.01;多车道相关系数R=-0.281,p<0.01）在对安全感知评价具有消极影响,机动车（单双车道相关系数R=0.251,p<0.01;多车道相关系数R=-0.327,p<0.01）在单双车道与多车道空间中呈现相反的作用。