广州市主城区城市地形类型与风环境评价

对城市地形组合类型及其地形对风场影响的研究,有助于城市风场机理的认识与生态环境的优化。以高层建筑密集的广州市主城区为例,在确定城市宏观地形类型的基础上,基于最小成本路径（LCP）辨识了风道,并对风环境质量进行评价。主要结论有：（1）将城市地形简要概括划分为4个一级地形、11个二级地形类型。（2）以LCP路径与盛行风交角不超过22.5°的标准,筛选确定通风路径作为风道。根据LCP格网的密度与频次,结合不同风向下风速与风频,评价分析了风环境类型与空间分布。（3）根据自然与城市地形的配置,北风风环境质量远高于西北风和东风;东风由于风频与风速最低,因此通风条件较差。（4）珠江航道在三种风向下都是尺度最宽贯穿城市最好的风道;区域性的风道与风环境较好的地段集中在与主风向平行的主干道上,但以近似南北走向的居多;由于广州城市地形高度以珠江新城峰林为中心向外递减,以低地地形为主的主城区外围通风优于中心区域,特别是珠江新城峰林与网络状台地为主的老城区,通风环境较差。基于LCP的评价结果需要同其他方法相互验证,才能使其不断完善优化。     

基于CA-Markov模型的城市生态分区构建研究——以晋中主城区为例

正确看待城市建设发展与生态安全的权衡与协同关系,合理划定城市生态空间的用途管控等级,是推进生态文明建设和生态环境保护的重要途径之一。以山西省晋中主城区为例,从生物多样性保护、自然灾害预警和人为活动干扰3方面出发,判定其城市环境的生态敏感度,采用CA-Markov模型分析和模拟土地类型的演变趋势,合理划分城市生态分区。在此基础上,综合现有城市总体规划,针对各分区提出相应管控措施与建议,以期为优化晋中主城区的生态空间布局和保障其生态安全提供参考。     

山地城市坡向对地表温度的影响——以重庆市主城区为例

为揭示坡向对山地城市地表温度的影响,以重庆市主城区为例,由Landsat TM影像反演地表温度,提取各坡向上的地表温度,进行方差分析。结果发现,东南和南坡向的地表温度较高,而西北和北坡向的地表温度较低,8坡向分类时,各坡向的平均地表温度的差异具有显著性;用地类型没有坡向偏好,对于同一种用地类型,各坡向的平均地表温度没有显著差异。不同的用地类型上的城市建设强度和生产、生活活动差异是引起地表温度变化的主要因素,而坡向对城市地表温度的影响相比强烈的城市人为活动产生的环境效应而言是微弱的。     

城市食物磷足迹研究——以龙岩市为例

运用物质流分析法,以龙岩市为例,分析了1985—2010年城市食物磷代谢的变化,估算了食物磷足迹。研究表明,龙岩市总磷输入和总磷输出都有明显的增长(总磷输入从4110 t增加到12102 t,总磷输出从3855 t增加到11315 t);总磷足迹从6482t增加到20473 t,直接磷足迹的比例从53%下降到42%;而间接磷足迹的增速明显高于直接磷足迹;龙岩市在城市尺度上是重要的磷汇,在流域尺度上则是重要的磷源。磷足迹的研究有助于全面理解和评估城市磷代谢的特征;将磷足迹与磷流动分析结合,对我国磷资源和区域磷素管理调控具有指导意义。     

城郊景观动态模型研究：以沈阳市东陵区为例

基于渗透理论、马尔柯夫过程理论,采用中性模型方法,建立了３个不同的城郊景观动态模型,模型中分别介入不同自然因子和决策因子．利用模型对研究区景观进行了动态变化模拟．对模拟结果进行了评价,评价方法与指标包括：１）多分辨率拟合分析;２）最近邻概率;３）斑块大小和数目．结果发现,综合介入决策因素和自然因子的模型具有最好的效果．     

城郊景观动态模型研究──以沈阳市东陵区为例

基于渗透理论、马尔柯夫过程理论,采用中性模型方法,建立了3个不同的城郊景观动态模型,模型中分别介入不同自然因子和决策因子.利用模型对研究区景观进行了动态变化模拟.对模拟结果进行了评价,评价方法与指标包括:1)多分辨率拟合分析;2)最近邻概率;3)斑块大小和数目.结果发现,综合介入决策因素和自然因子的模型具有最好的效果.     

基于CITYgreen模型的城市森林管理信息系统的构建与应用

通过Arcview3．2开发语言Avenue,建立了基于CITYgreen模型的城市森林管理信息系统,为城市森林结构研究、生态效益综合评价提供了理论与技术依据,并利用该系统对沈阳市区城市森林进行了结构分析和生态效益定量评价。     

城市生态基础设施辨识与模型构建:以广州市增城区为例

生态基础设施是城市土地开发利用不可触碰的刚性底限, 也是维护城市生态安全和为居民提供持续生态服务的基本保障。生态基础设施空间格局对其生态服务功能的发挥至关重要, 因此对生态基础设施空间格局进行辨识很有必要。以此为切入点, 基于生态服务功能大小, 运用“3S”空间信息技术构建城市生态基础设施空间格局的辨识模型。并以广州市增城区为例, 结合实地调研数据进行案例研究, 辨识出高强度、中等强度、低强度生态基础设施和非生态基础设施共四种生态基础设施类型。结果表明: 增城区生态基础设施空间分布上呈现出北部和东部较高、西部和南部较低的特点, 中部生态基础设施分布孤岛现象明显; 高强度、中等强度生态基础设施面积达到769.38 km2, 约占总面积的47.6%; 通过景观格局分析总结出上述四种生态基础设施类型的分布特点, 为研究区未来的生态基础设施规划与建设提供科学依据。     

城市建成区土地利用的环境影响评价——以南昌市主城区为例

基于土地利用环境影响的相关研究和城市土地利用特点,构建了城市建成区土地利用环境影响评价的概念模型,将建成区土地利用环境影响评价总结为细化、抽象、对应和评价4个基本过程,并以南昌市主城区为研究对象,分析了该区噪声、气味、粉尘和危险4个因素对环境的影响.结果表明：研究区噪声的影响范围占研究区总面积的59%;气味和粉尘的影响主要集中在主城区的东部和南部地区;危险的影响范围主要集中在主城区的东南方向,是南昌市工业较集中的区域,影响面积达19.6 km².该模型将城市建成区环境影响评价分为4个基本过程是可行的,可为研究区土地管理、城市规划等相关政策的制定提供依据.     

城市公园的环境–活动游憩机会谱模型研究——以广州珠江公园为例

城市公园游憩体验的研究对于解决多样化的游憩需求与有限的游憩资源之间的矛盾具有重要意义。将游憩机会谱理论应用于城市公园游憩体验质量改善,提出环境–活动游憩机会谱模型（E-A ROS）。以广州珠江公园为例,采用问卷调查法和SPSS统计分析法,从物质、社会、管理3个方面构建珠江公园环境质量评价的指标体系和指标量化方法,从人口统计学特征、行为特征和行为偏好3个方面进行活动因子研究,探讨珠江公园使用者活动规律,构建珠江公园游憩机会谱。从而为城市公园环境–活动游憩机会谱模型的应用提供了详细的操作指引。     

基于“风感”的紧凑型城市开放空间风环境实测和CFD模拟比对研究

城市开放空间的风场不仅影响微环境的"风感"舒适度还影响宏观尺度的城市气候。从景感生态学的角度出发,首先阐述"风感"的定义,总结了街道峡谷空间风场的基本规律和特点。运用Kestrel NK4500手持气象站对城市开放空间的风环境进行实测,采用CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟软件Fluent 14.0对不含绿地的同一空间进行风环境模拟,通过两者的数据比对来研究紧凑型城市开放空间内绿地对行人高度风场的实际干扰程度。结果发现,紧凑型城市开放空间的"风感"受建筑和绿地空间布局的共同影响。当建筑高于绿地时,风场受建筑的控制;当林带高于建筑时,林带对风环境的影响程度受其疏密度影响。疏密度较高的常绿林带对风向和风速影响很大,而疏密度较低的林带会影响风速,对风向影响不大。影响风速的主要因素是空间围合所形成的空气域,相比实体、多孔介质,空气域对风的阻力要小的多。如铺装、草坪上方的通风廊道是影响行人高度层通风、导风的关键因素。紧凑型空间内的绿地在行人高度应保持通畅以保证通风,并通过建立平面和竖向上的通风、导风廊道体系,促进空气循环。     

海岛型城市生态安全格局研究——以平潭岛为例

在快速城市化带来的城市生态安全严重威胁着城市可持续发展的这一时代背景下,构建城市生态安全格局是实现区域和城市生态安全的基本保障和重要途径。结合平潭综合实验区总体规划,从城市生态安全角度出发,在对平潭岛生态环境本底条件的调研基础上,选取与平潭岛的城市生态安全关系密切的6个关键生态因子进行深入分析,并通过层次分析法和GIS空间叠置法综合多要素分析了平潭岛的生态敏感性,最终有针对性地提出了面向新一轮大规模城市开发热潮的平潭岛城市生态安全格局。研究成果可为平潭岛的城市开发建设提供决策支持,对维护平潭岛城市生态安全、促进平潭岛可持续发展具有重要的理论和现实意义,同时也对其它海岛型城市的生态安全格局研究具有一定的借鉴意义。     

基于水文地貌法模型的城市湿地水环境功能评估——以南京仙林典型湿地为例

我国正处于快速城市化发展过程中,许多湿地被改造利用成为城市湿地。如何科学评估城市湿地功能及其改变程度,是科学认识城市湿地的重要内容。基于水文地貌法,通过选取区域受城市化影响小、生态系统结构与功能接近于自然湿地的湿地作为参考湿地,利用遥感和GIS的手段以及野外实地调查方法,从湿地水环境功能角度,对南京仙林区域内典型城市湿地的水环境特征与功能进行评估。结果表明:(1)城市湿地水环境功能明显降低,其蓄水功能、净水功能、水文调节功能明显低于参考湿地;(2)受城市化景观复杂性影响,城市湿地水环境功能的改变程度呈现个性化特征,纪家边、采月湖和西湖西这3个湿地可以作为城市化过程中湿地改造的典范。这一结论可为城市化区域内湿地的合理开发利用以及湿地的保护、恢复提供科学依据。     

基于GIS的广州市中心城区城市森林可达性分析

城市森林是城市中主要的生态功能景观,已经成为城市生态环境建设的主体。基于居民方便获取城市森林服务的要求,根据大型城市森林斑块、道路网和街区单元数据,利用ArcGIS9.2的Network Analyst工具,分析了广州市中心城区在2km步行距离内街区单元到达城市森林斑块的可达性以及城市森林斑块的承载力,并结合航片解译的树冠覆盖数据对具有不同可达性的街区单元进行了分析。分析结果表明：广州中心城区的外环高速以内的区域范围,分别有73%、46%和18%的的街区单元在步行2km、1km和0.5km距离内能够到达大型城市森林绿地斑块。从街区单元的行政归属看,以越秀区的街区可达性最好,而海珠区和原芳村区的街区可达性较差。研究范围内,0.5km内不能到达大型城市森林斑块且树冠覆盖超过30%的街区类型中,以公共管理单位类型为主,单位绿化对于树冠覆盖的贡献率大;而绝大多数以住宅类型为主的街区单元的树冠覆盖率低于10%,其中64%的街区树冠覆盖率低于5%。以街区单元为基本对象进行可达性度量,分析城市森林斑块现状分布和服务状况,并结合其树冠覆盖特征,可以明确需要重点关注区域的空间分布,可为广州市在较小尺度上的城市森林空间布局优化提供参考。     

城市通风廊道研究综述

通风廊道对于城市气候适应性提高以及人居环境品质改善具有重要意义,开展综述分析有利于对城市通风廊道研究进行系统梳理。既往综述研究过多强调通风廊道的理论框架、实践案例与规划编制,对通风廊道的构建方法及效应维度关注不足。总结了城市通风廊道的概念内涵、系统构成与研究进展,并指出其与城市风环境的关联,从微观与宏观尺度分别梳理了城市通风廊道的构建方法,归纳微观尺度方式为基于现状或模拟气流的观测,包括实地测量法、风洞实验法与计算机数值模拟法,宏观尺度方式为基于空间形态指标的通风路径测度,具体涵盖建筑形态指标选取、评价体系构建、空间路径生成3个步骤。研究也对城市通风廊道的效应维度、管控措施与规划实践进行概括,指出其效应维度主要聚焦于引风、降温、除霾,管控措施以指标预警方式为主,规划实践具有因地制宜的特征。未来研究应结合电路理论挖掘新的通风廊道构建方法与模型,从低碳与健康两个方面拓宽通风廊道效应维度,同时尝试利用多学科交叉的方式处理通风廊道研究尚存的矛盾争议。     

基于微粒群-马尔科夫复合模型的生态空间预测模拟——以长株潭城市群为例

生态空间具有重要的生态功能,对生态空间进行科学预测模拟可为保护国土空间生态安全提供决策依据。利用Arc GIS及MATLAB软件,在生态空间风险评价的基础上构建了微粒群-马尔科夫复合模型,并以长株潭城市群为研究区,基于2013年土地利用现状数据,对2020年的生态空间进行了预测模拟,最后在此基础上提出了生态空间重构的基本思路。结果表明:1)微粒群-马尔科夫复合模型(PSO-Markov)构建的基本步骤为:第一步:粒子的选择与设计,以2000 m×2000 m的正方形单元作为基本粒子。第二步:粒子的初始化设定,根据生态空间风险由低到高的原则进行选择。第三步:适应度函数的建立,用生态空间的风险值来确定生态空间的空间格局。第四步:空间位置的更新,根据自身的历史最优值及粒子群的全局最优值进行速度和位置更新。2)微粒群-马尔科夫复合模型(PSO-Markov)是一种土地利用格局预测的新途径,生态空间的数量规模可以通过改进后的马尔科夫模型进行预测,生态空间的格局可以通过微粒群模型进行预测。3)微粒群-马尔科夫复合模型具有4个特点:第一、数量预测较为合理。第二、搜索范围大、较好地考虑到局部对全局的影响。第三、受问题维数变化影响小,在求解多目标问题时具有明显优势。第四、收敛时间短、运算速度快、易于实现。4)2020年,长株潭城市群的生态空间总体数量减少,其中林地和未利用地面积变化最明显,空间变化主要集中分布在西南部地区。生态空间总面积减小的主要原因是建设用地的扩张。因此,要控制城市群的人口密度,优化城市群生产—生活—生态的数量结构及空间布局,尤其要合理规划与利用城市建设用地,充分发挥水体与未利用地的生态价值,重点保护好生态源地、廊道及关键结点,构建结构合理、功能齐全的生态网络系统,提高系统的生态服务价值功能,要在规划的指导下合理调整城市群的城乡局部空间结构,保护生态环境,提高生境质量和景观多样性。这是今后一段时期面临的主要任务。     

基于CFD模拟的不同地形格局风场规律及其风感规划对策

近地表地形的风场受坡度坡向、地表形态和空间格局等地形要素的控制,从而影响人的"风感"体验,是人居环境的选址与布局需要考虑的重要因素。通过建立地形3D模型、划分网格、设定模拟工况,运用Fluent 14.0软件对不同山体地形坡度、形态和格局的风场进行CFD （Computational Fluid Dynamics）模拟。结果发现：（1）坡度在0.3以下对地形风场影响较小;当坡度大于0.5时,随坡度增大背风坡风影区逐渐增大,挡风效果更加明显;坡度大于0.7以后,随着风影区加大,回流涡旋更加明显。（2）风场受到周边地形形体的影响,尤其是迎风面和背风面截面变化率。迎风面截面变化率越大,风速变化越快;背风面截面变化越大,背风面的出现风影区和回流涡旋的几率越大。迎风面出现凹形迎风口会形成气体滞留区,而背风面凹形口后部会增加风影区和回流涡旋出现的几率。（3）不同地形格局对单个地形的风场具有强化和减弱效果。"三面环山"的相对封闭的地形格局有利于形成稳定的风场,并提高风感舒适度。在人居环境的风感营造和优化中,需要避开风感敏感区域,即风速激增区、回流涡旋区、无固定风向的强烈湍流区、气流不流通的静风区和气流死循环涡旋区等风感敏感区,并利用植被或者人工构筑物来消除敏感区或削弱这一影响。并根据不同的气候类型和城市特点进行选址、地形改造或者进行内部地形格局调整和优化,以提高风感舒适度。选择开放型地形格局和低坡度、平行风向的流线型地形能够加强通风,而塑造封闭性地形格局和垂直风向的陡坡地形能够减小风速。     

基于土地利用模拟预测模型分析的城市绿色空间发展多情景模拟及建设时序研究——以湛江市中心城区为例

城市绿色空间是未来中国城镇战略发展的重要生态空间载体。城市中心城区的绿色空间生态系统服务价值可作为未来城市生态空间规划的重要依据。生态服务系统之间的权衡或协同关系可通过不同土地利用方式和利用强度表征显现。通过对湛江市中心城区绿色空间应用土地利用模拟预测(PLUS)模型进行自然发展情景与国土空间规划情景双情景下2035年土地利用变化模拟,采用当量因子法及热点分析对生态系统服务价值及其高低值在空间上的聚集程度进行分析,与人类活动强度空间分布进行叠置,得出国土空间规划政策下湛江市中心城区城市绿色空间发展优先级分区,优先化解建设用地与绿色空间发展矛盾,为规划政策提供空间政策的量化数据基础,为其可行性实施、时序安排及预期结果提供数据支撑与建议。结果表明：(1)规划政策情景与自然发展情景未来土地利用模拟结果相比,耕地、林地增多,整体水域得到有效保护,建设用地蔓延受到抑制。(2)生态系统服务价值在2035年规划政策情景>2020年实际情景>2035年自然发展情景,分别约为12.22亿元、11.89亿元、10.53亿元,规划政策情境下生态系统服务价值总量较自然发展情景下提升约1.69亿元,...