Enhanced Performance of the Eurostat Method for Comprehensive Assessment of Urban Metabolism: A Material Flow Analysis of Amsterdam

Sustainable urban resource management depends essentially on a sound understanding of a city's resource flows. One established method for analyzing the urban metabolism (UM) is the Eurostat material flow analysis (MFA). However, for a comprehensive assessment of the UM, this method has its limitations. It does not account for all relevant resource flows, such as locally sourced resources, and it does not differentiate between flows that are associated with the city's resource consumption and resources that only pass through the city. This research sought to gain insights into the UM of Amsterdam by performing an MFA employing the Eurostat method. Modifications to that method were made to enhance its performance for comprehensive UM analyses. A case study of Amsterdam for the year 2012 was conducted and the results of the Eurostat and the modified Eurostat method were compared. The results show that Amsterdam's metabolism is dominated by water flows and by port‐related throughput of fossil fuels. The modified Eurostat method provides a deeper understanding of the UM than the urban Eurostat MFA attributed to three major benefits of the proposed modifications. First, the MFA presents a more complete image of the flows in the UM. Second, the modified resource classification presents findings in more detail. Third, explicating throughput flows yields a much‐improved insight into the nature of a city's imports, exports, and stock. Overall, these advancements provide a deeper understanding of the UM and make the MFA method more useful for sustainable urban resource management.     

海绵城市规划及景观生态学启示——以盘锦市辽东湾新区为例

随着我国城市面积不断扩张,我国许多城市面临着水资源短缺、地下水储量不足、水质污染和内涝的问题.针对这些城市水环境问题,我国2015年提出“海绵城市”建设.本文以辽宁省盘锦市辽东湾新区为例,依据《海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建(试行)》,通过对典型区进行下垫面及各地块用地类型分析,结合研究区地形、水文、降雨强度等因素,选取低影响开发(LID)措施对研究区海绵城市规划进行设计.结果表明: 研究区达到整体目标控制率(年径流总量控制率大于75%)时,下沉式绿地率为1%～31%,下沉式绿地总面积达13.73 km²;透水铺装率为1%～13%,透水铺装总面积达2.29 km².本研究能够为海绵城市规划设计提供案例,对景观格局与过程研究也提供了新的思路和方法.     

成都市人均生态足迹和人均生态承载力空间分布差异

生态足迹方法是通过比较人类活动消耗的自然资源与自然生态系统所提供的生态承载力,定量的判断区域的可持续发展状态。采用生态足迹模型对2009—2014年成都市生态足迹、生态承载力状况进行了测算,并结合空间分析揭示了其空间演化规律。结果表明:(1)2009—2014年,各区市县人均生态足迹平均值有着逐年下降的趋势,由2009年的2.759hm~2/人下降至2014年的1.937hm~2/人,基本格局呈现出中间低,西南高,两翼居中的分布特征,高水平人均生态足迹集中分布在西南方向的蒲江县、大邑县,邛崃市;(2)2009—2014年成都市人均承载力呈现出较为稳定且有下降的趋势,由2009年的0.2314hm~2/人下降至2014年的0.2215hm~2/人,其空间分布特征与生态足迹呈现出较好的空间一致性;(3)人均生态亏盈,在时间上表现为逐渐向好,但其本质是趋势为生态赤字愈发严重,空间上呈现出与人均生态承载力情况"高-低,低-高"相反分布的特征,分布呈扩散型,即由中部的五城区向四周扩散,除五城区外,其余地区在研究期间内都为赤字,最严重区域集中在西南方向的蒲江县,最高达到-9.3189hm~2/人,亟需建立有效的生态足迹调控和补充机制。     

Urban ponds as an aquatic biodiversity resource in modified landscapes

Urbanization is a global process contributing to the loss and fragmentation of natural habitats. Many studies have focused on the biological response of terrestrial taxa and habitats to urbanization. However, little is known regarding the consequences of urbanization on freshwater habitats, especially small lentic systems. In this study, we examined aquatic macro‐invertebrate diversity (family and species level) and variation in community composition between 240 urban and 782 nonurban ponds distributed across the United Kingdom. Contrary to predictions, urban ponds supported similar numbers of invertebrate species and families compared to nonurban ponds. Similar gamma diversity was found between the two groups at both family and species taxonomic levels. The biological communities of urban ponds were markedly different to those of nonurban ponds, and the variability in urban pond community composition was greater than that in nonurban ponds, contrary to previous work showing homogenization of communities in urban areas. Positive spatial autocorrelation was recorded for urban and nonurban ponds at 0–50 km (distance between pond study sites) and negative spatial autocorrelation was observed at 100–150 km and was stronger in urban ponds in both cases. Ponds do not follow the same ecological patterns as terrestrial and lotic habitats (reduced taxonomic richness) in urban environments; in contrast, they support high taxonomic richness and contribute significantly to regional faunal diversity. Individual cities are complex structural mosaics which evolve over long periods of time and are managed in diverse ways. This facilitates the development of a wide range of environmental conditions and habitat niches in urban ponds which can promote greater heterogeneity between pond communities at larger scales. Ponds provide an opportunity for managers and environmental regulators to conserve and enhance freshwater biodiversity in urbanized landscapes whilst also facilitating key ecosystem services including storm water storage and water treatment.     

嘉峪关市城市化进程及景观格局动态变化

绿洲城市是中国干旱区人类活动最集中、人地关系最为敏感和复杂的代表性区域。本文以快速城市化绿洲城市——嘉峪关市为例,基于RS和GIS技术等从人口、经济、城市空间布局3个方面来分析嘉峪关市城市化水平,同时从斑块特征指数、景观多样性指数和景观空间构型指数等对绿洲城市景观格局进行定量分析。结果表明:1978—2009年间嘉峪关市城市化过程明显,城市人口比重从1978年的69.9%升至2009年的90.3%,城市建设用地年均扩张指数高达5.6%;嘉峪关市景观格局变化显著,景观多样性和异质性增强,耕地、林地和建设用地破碎度增加,草地和水域呈波动状态,未利用地破碎度减少;各斑块受干扰的程度增大,斑块几何形状更趋向规律性,基质成分减少;嘉峪关市城市化过程强烈影响着城市景观格局及其变化,人类活动对城市生态环境的影响作用逐渐增加。     

城市物质流分析框架及其指标体系构建

借鉴国内外物质流分析的研究成果,结合我国城市物质代谢特点,建立了城市物质流分析的框架及指标体系。该框架以城市社会经济系统物质通量的变化为核心,增加了对城市社会经济系统可持续能力的考察以及对城市和区域循环经济贡献的关注。论文识别了城市物质流分析中系统边界界定等关键问题,并提出了解决方法;指标体系在借鉴国家层面物质流分析指标体系的基础上,注重对城市经济系统内部循环及不同城市经济系统间的物质循环的考察,增加了再生资源输入量、内部资源回收量、可回收废物输出量、新鲜水输入量、中水回用量等指标,用于表征城市可持续发展的能力及实践成果。     

城市生态系统能-水-食物-土地-气候的“物理量与政策效果”双维耦合研究综述

城市生态系统内部各组分之间存在着错综复杂的关系,任一组分的变化会对其他组分产生不同程度的影响.快速的城市化进程带来了一系列影响城市可持续发展的问题.若想从根本上消除这些可持续发展隐患,需要采用“耦合”方法.本文明晰了“耦合”的3种应用情景及相应定义表述,同时对城市耦合理论发展脉络进行梳理,分别从物理耦合视角及政策效果耦合视角进行能-水-食物-土地-气候变化(EWFLC)五系统两两分析总结.从物理耦合视角解读发现,目前的耦合研究大多集中在城市尺度,并且主要针对两个系统之间的直接耦合关系,间接耦合关系研究相对缺乏,两系统的关联多会对社会和经济产生积极影响.从政策效果耦合视角来看,目前针对五系统的政策多面向直接解决目标系统问题,政策实施的中间目标大多可量化,且政策效果评估大多含有多个指标.在此基础上,本文提出了可同时结合物理耦合及政策效益耦合的城市EWFLC五系统分析框架,旨在帮助城市开展政策遴选,实现城市可持续发展.     

城市生态系统能-水-食物-土地-气候的“物理量与政策效果”双维耦合研究综述

城市生态系统内部各组分之间存在着错综复杂的关系,任一组分的变化会对其他组分产生不同程度的影响.快速的城市化进程带来了一系列影响城市可持续发展的问题.若想从根本上消除这些可持续发展隐患,需要采用"耦合"方法.本文明晰了"耦合"的3种应用情景及相应定义表述,同时对城市耦合理论发展脉络进行梳理,分别从物理耦合视角及政策效果耦合视角进行能-水-食物-土地-气候变化(EWFLC)五系统两两分析总结.从物理耦合视角解读发现,目前的耦合研究大多集中在城市尺度,并且主要针对两个系统之间的直接耦合关系,间接耦合关系研究相对缺乏,两系统的关联多会对社会和经济产生积极影响.从政策效果耦合视角来看,目前针对五系统的政策多面向直接解决目标系统问题,政策实施的中间目标大多可量化,且政策效果评估大多含有多个指标.在此基础上,本文提出了可同时结合物理耦合及政策效益耦合的城市EWFLC五系统分析框架,旨在帮助城市开展政策遴选,实现城市可持续发展.     

中国县级市建成区绿地率时空分异特征研究

在中国大力发展中小城市、推进均衡城镇化的背景下,准确研判县级市城市绿地建设水平差异特征,有利于探寻县级市绿地建设的问题根源和调控对策。以建制市为样本单元,以建成区绿地率表征城市绿地建设水平,以1996—2015年为研究时段,基于空间分析和数理统计方法,揭示中国县级市建成区绿地率时空分异特征。实证表明：1）县级市建成区绿地率起点低,呈现平稳上升趋势,增速呈逐渐降低态势,研究周期内均低于全国均值和其他行政等级城市;2）县级市市域间的建成区绿地率呈现逐步接近的趋势,相对差异率快速下降,但绝对差异率下降缓慢且仍保持在较高水平;3）县级市市域建成区绿地率呈现出“东部>中部>西部>东北”的空间分布格局,且区域差异相对稳定;中部县级市建成区绿地率的增速及增幅均处于领先地位,东北部在上述两方面均较为落后。厘清近20年中国县级市建成区绿地率时空分异特征,以期为科学制定县级市城市绿地建设政策提供理论依据。     

中国古典园林气象景观营造经验对气候适应型城市建设的启发

从育景和造景两方面解析中国古典园林气象景观营造的特点和经验,揭示蕴含在园林布局、掇山理水、建筑、花木4个层面的气象育景功能;从时间、空间、感知3个维度提炼气象造景的特点：由时现景、借物构景、多感交融。讨论中国古典园林气象景观营造经验对当代气候适应型城市建设的启发,包括融合育景和造景功能,构建与气候为友的安全、舒适、优美的城市;借气象造景修复人与气候的关系,激发全社会主动的气候变化适应行动。