建筑三维空间形态对地气能量动态、空气温度和相对湿度的影响

建筑对城市能量分配和微气候起着重要作用,探讨建筑三维空间形态与地气能量/微气候关系对气候适应性城市建设具有重大意义。基于ENVI-met的多情景模拟结果和增强回归树量化了建筑三维分形维数和三维形状指数对地气能量指标(净辐射、土壤热通量、建筑储热、感热通量和潜热通量)、空气温度和空气相对湿度的影响。研究结果表明,建筑三维分形维数、三维形状指数与地气能量动态、空气温度和空气相对湿度存在非线性关系。白天,当三维分形维数高于2.4,或三维形状指数低于2.0时,随着三维分形维数或三维形状指数的增加,三维分形维数和三维形状指数与净辐射、土壤热通量、建筑储热、感热通量、潜热通量和空气温度呈现统计负相关。夜间,当三维分形维数高于2.4,三维分形维数与感热通量和空气温度呈现负相关;与土壤热通量和潜热通量呈现正相关。夜间,当三维形状指数小于2.0时,三维形状指数与空气温度、空气相对湿度呈现负相关。当三维形状指数在2.0—2.5时,三维形状指数与感热通量、潜热通量呈现负相关;当三维形状指数高于2.5时,三维形状指数与感热通量、潜热通量不存在统计关系。白天,建筑三维分形维数的增加,净辐射、土壤热通量、建筑储热...     

北京部分中心城区1990—2019年三维建筑形态变化特征

城市三维建筑形态影响城市近地表能量平衡、微气候及空气质量。基于多源空间数据(高分辨率Pléiades遥感影像、高分辨率谷歌影像和建筑轮廓数据),构建三维建筑形态指标体系,并基于网格法分析了各三维建筑形态指标的空间敏感性,应用该指标体系评价了1990—2019年北京部分中心城区的三维建筑形态特征及其变化。主要结果如下:(1)整合11个指数构建了一套三维建筑形态指标体系;(2)各指标的核密度分布存在差异;形状指数、三维分形维数、聚集度、邻近度对网格大小敏感,其他指标对网格大小不敏感;(3)1990—2019年建筑面积占比、加权面积建筑高度、三维形状指数、邻近度变化显著,且主要集中在四环两侧及国贸附近。     

生态市评价指标体系与方法——以江苏大丰市为例

城市是一类社会-经济-自然复合生态系统,如何实现城市的可持续发展,是当今世界研究的重要课题之一.生态市是城市实现可持续发展的理想模式,生态市的评价指标和方法是衡量城市生态规划、建设、管理成效的主要依据.本文以江苏大丰市为例,建立了生态市建设的指标体系,包括经济发展、生态建设、环境保护和社会进步4类58项指标.采用全排列多边形综合图示法评价生态市在各个不同时段的建设成效.研究结果表明,2004年大丰市可持续发展综合指数为0.24,处于Ⅳ级水平,可持续发展能力较差;2010年可达到0.45,处于Ⅲ级水平,可持续发展能力一般;2015年可达到0.66,进入Ⅱ级水平,可持续发展能力较好;2020年可达到0.85,进入Ⅰ级水平,可持续发展能力优良.     

可持续性的生态内涵及其发展意义

可持续性的生态内涵及其发展意义胡聃（中国科学院生态环境研究中心,北京１０００８５）ＴｈｅＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＣｏｎｎｏｔａｔｉｏｎｏｆＳｕｓｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙＣｏｎｃｅｐｔａｎｄｉｔｓＩｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｏｒＨｕｍａｎＤｅｖｅｌ－ｏｐｍｅｎｔ...     

北京城市生态系统总体资产动态及其与城市发展关系

城市生态系统中总体资产组成、结构及其价值动态是城市生态经济研究的重要论题,综合探讨城市总体资产与城市发展之间的相互作用格局将有助于逐步揭示城市发展的生态经济运行机制.剖析了总体资产定义及其价值含义,分析总体资产构成与结构;以北京城市生态系统为例,采用能值方法分析北京城市总体资产年际变化动态,进一步探讨了城市发展与总体资产的相互关系.结果表明,北京城市总体资产动态呈现几方面的特点：（1）总体资产规模大,其规模与密度随城市发展而逐年增长;（2）资产组成多样,价值形态复杂,人造与人类资产已成为总体资产价值的主体（人造资产比重已超过总量的60%,生态资产比重小,已低于总量的10%）,并随城市发展而增长;（3）资产流通量大,对外部依赖性强,其净流通系数随城市发展而逐年增长;（4）总体资产构成随着城市发展呈现明显的极化趋势,棕化不断加剧,绿化逐年降低;（5）生态资产规模呈不稳定波动状态,尽管更新率总体稍有上升,但自给率、净流通率仍然在下降,净损失率也呈现不稳定变化,其资产规模总体趋势于下降,并由积累态转变为耗散态,已成为总体资产价值构成中的脆弱或敏感要素;（6）自然资产的产出系数与收入系数均随城市发展而逐年增长.     

城市遮阴环境变化对大叶黄杨光合过程的影响

城市遮阴与自然生态系统遮阴环境不同,它由城市中的建筑、基础设施等人工构筑物所产生,并对植物光合过程产生影响。采用Li-6400便携式光合作用测定系统对北京市不同建筑遮阴环境下的生态因子特征及大叶黄杨光合参数特性进行了现场实验对比观测与分析。研究显示:(1)城市建筑或基础设施布局或格局变化导致建筑遮阴环境光、温等生态因子的差异性变化,主要体现在光合有效辐射(PAR)在时间分布及强度上的显著差异。(2)遮阴改变大叶黄杨的光合参数,日净光合速率曲线为不规则单峰型,由遮阴进入太阳直射时,净光合速率(Pn)明显升高,随遮阴程度加重峰值时间有后延现象,完全遮阴时净光合速率最低。(3)大叶黄杨叶片在有一定时间太阳直射的中度遮阴(2.3h和5.5h)下适应性良好,日均净光合速率、光补偿点(LCP)、光合能力(P_nmax)、叶面积(LA)、比叶重(LMA)没有显著差异,植物主要通过光合色素含量及组成的改变来适应太阳直射时间变短(2.3h)的遮阴环境。(4)遮阴改变植物的光暗适应策略,没有阳光直射的重度遮阴下,大叶黄杨通过其光合、形态、光合色素等多方面的改变来适应遮阴环境,建筑重度遮阴严重影响植物光合过程。探讨了不同程度建筑遮阴对植物光合作用的影响及植物的适应机制,为基于提高其生态服务功能的树种配置和城市规划提供科学依据。     

北京2种阔叶树不同高度枝干的呼吸速率及其对温度的敏感性

该研究采用红外气体分析法(IRGA)于2013年3-12月原位测定了北京市东升八家郊野公园中2个主要阔叶树种(槐(Sophora japonica)、旱柳(Salix matsudana)) 3个高度上的枝干呼吸(R_w)日进程, 旨在量化R_w的种间差异, 探索种内R_w及其温度敏感系数(Q₁₀)的时间动态和垂直分布格局。研究结果显示: (1) R_w在不同树种之间差异明显, 相同月份(4月份除外)槐R_w是旱柳的1.12 (7月)-1.79倍(5月)。两树种枝干表面CO₂通量速率均表现出明显的单峰型季节变化, 峰值分别出现在7月((5.13 ± 0.24) μmol·m^-2·s^-1)和8月((3.85 ± 0.17) μmol·m^-2·s^-1)。同一树种在生长月份内的平均呼吸水平显著高于非生长季, 但其Q₁₀值季节变化趋势与之相反。(2) R_W随测量高度的增加而升高, 并在3个高度上表现出不同的日变化规律: 其中, 树干基部及胸高位置为单峰格局, 而一级分枝处的呼吸速率在一天内存在两个峰值, 中间出现短暂的“午休”现象。温度是造成一天内呼吸变化的主要原因。此外, 顶部R_w及其对温度的敏感程度明显高于基部。温度本身和Q₁₀值差异可在一定程度上解释R_W的垂直梯度变化。(3)在生长月份, 单位体积木质组织的日累积呼吸速率(mmol·m^-3·d^-1)与受测部位直径倒数(D^-1)呈极显著正相关关系。单位面积(μmol·m^-2·s^-1)可准确表达两树种在生长期间的R_W水平, 能合理有效地比较不同个体的呼吸差异及同一个体的时空变异。这些结果表明, 采用局部通量法上推至树木整体呼吸时, 应全面考虑R_w的时、空变异规律, 并选择恰当的表达单位, 以减小估测误差。     

北京城区道路系统路网空间特征及其与LST和NDVI的相关性

城市道路系统是人类活动最为频繁的场所之一,研究路网空间特征与相关环境指标的关系,可为定量分析城市建设过程对城市生态环境的影响以及为城市基础设施规划管理提供方法。对北京市五环内各级道路抽样调查及面向对象的高分辨率遥感影像识别,建立道路空间信息数据库,运用TM影像反演获得地表温度(LST)及归一化植被指数(NDVI),研究4种不同分析网格下城市路网特征与两者的空间相关性。结果表明,在较大分析网格下(4×4),路网空间指标与LST mean及NDVI mean相关性显著;中等网格下,除LST与NDVI的平均值外,路网空间指标还可与两者最小值建立相关性;在较小窗口下(32×32),除平均值与最小值,还可建立特定道路指标与LST max及NDVI max的联系;各路网指标中,单位面积道路总长与LST及NDVI相关性最强;加权道路结点数在8×8和32×32网格分析中,与NDVI的相关性高于该指标未加权值,而结点指标均不适合与LST max建立联系;在各分析网格下,4项道路指标均与NDVI mean呈极显著负相关,表明道路绿地建设规模还不足以对NDVI的强度及分布产生较大影响。     

弘扬生态文明深化学科建设

阐述了"生态"的"耦合关系、整合功能与和谐状态"三大内涵;提出了以气候变化、经济振荡和社会冲突为标志的全球生态安全问题,以资源耗竭、环境污染和生态胁迫为特征的区域生态服务问题,以及以贫穷落后、超常消费和野蛮开发为诱因的人群生态健康和社会生态福祉下降等世界三大生态焦点议题;探讨了生态文明的认知、体制、物态和心态内涵及其研究、发展和管理战略.提出了深化与创新基础生态学和应用生态学研究、献身生态学教育与科普工作、参与生态学决策与管理的对策和倡议.     

1980-2015年珠三角城市群城市扩张的时空特征分析

以珠三角城市群9座城市为研究对象,基于1980-2015年3期遥感影像提取的土地利用数据,通过扩张强度、扩张速率以及景观格局指数定量分析珠三角城市群尺度上城市扩张的时空变化特征。结果表明：（1）城市群扩张数量特征：1980-2015年珠三角城市群建设用地面积扩张约3倍,1980-2000和2000-2015期间分别扩张1513.1、3043.8 km²;扩张强度不断增强,扩张速率明显加快。（2）城市群扩张空间特征：珠三角城市群中扩张迅速的城市主要分布在研究区中部的城镇密集带及沿海地区;扩张较慢的城市主要分布在靠内陆的周边地带。（3）基于时间尺度发现珠三角城市群结构的演变呈现出由单核模式（广州,1980年）-双核模式（广州、深圳,2000年）-多中心、网络化模式演化的特征（东莞、中山等相邻城市,2015年）。（4）基于景观格局特征,珠三角区域扩张快速的城市形状复杂,结构趋于分散;扩张较慢的城市形状更规则,分布更聚集。（5）天然的人文联系与优越的地理位置、社会经济、政府政策以及基础设施的建设等因素共同驱动珠三角城市群的发展。该研究对提高城市群规划管理水平具有参考价值。