亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        城市景觀格局演變的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究進(jìn)展

        2013-04-10 08:59:21陳利頂孫然好劉海蓮
        生態(tài)學(xué)報 2013年4期
        關(guān)鍵詞:環(huán)境效應(yīng)格局城市化

        陳利頂 ,孫然好,劉海蓮

        (1.中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,北京 100085;2.北京市永定河管理處,北京 100165)

        城市是隨著人類社會發(fā)展而逐步發(fā)展起來的地理空間,是人類在改造和適應(yīng)自然環(huán)境的過程中,建立起來的“自然-經(jīng)濟(jì)-社會”復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。城市化是一個社會的全面發(fā)展過程,除了促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展,還可以促進(jìn)社會文明的進(jìn)步,然而在城市化高速發(fā)展階段,隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、人口急劇增長和城市快速擴(kuò)張,環(huán)境污染、資源短缺、交通擁擠、洪澇災(zāi)害等問題卻相繼出現(xiàn),從而給城市發(fā)展帶來了嚴(yán)重的負(fù)面影響,城市人居環(huán)境質(zhì)量下降,所有這些問題的出現(xiàn)已經(jīng)成為制約城市健康發(fā)展的重要因素[1-4],也將成為我國今后建設(shè)小康社會、實現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展所面臨的重大挑戰(zhàn)[5-6]。城市化進(jìn)程中所出現(xiàn)的各種生態(tài)環(huán)境問題,實質(zhì)上與城市景觀格局的人為干擾密切相關(guān),城市化過程中將原本適宜區(qū)域生態(tài)環(huán)境的自然、半自然景觀改造為不透水面景觀,其結(jié)果是不僅影響了城市地表的熱環(huán)境與熱通量特征,也造成城市地表和地下水文過程被阻隔,導(dǎo)致城市生態(tài)系統(tǒng)功能的退化。隨著人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化擴(kuò)張,人類對建設(shè)用地的需求還將持續(xù)增長,城市景觀格局還將受到日以增強(qiáng)的干擾,系統(tǒng)研究城市化發(fā)展對景觀格局及其生態(tài)環(huán)境的影響,評價城市生態(tài)用地的服務(wù)功效[7-10],將景觀格局演變與城市熱島效應(yīng)、面源污染和城市洪澇災(zāi)害的形成機(jī)理相聯(lián)系,探討不同城市功能區(qū)生態(tài)空間優(yōu)化模式,對于城市健康發(fā)展與區(qū)域生態(tài)安全具有重要意義。

        1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與特點

        城市人口大量增加和工業(yè)生產(chǎn)規(guī)?;?,直接導(dǎo)致城市景觀格局發(fā)生變化。城市景觀格局演變的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)涉及到多個方面,如城市熱島效應(yīng)、大氣環(huán)境效應(yīng)、水環(huán)境效應(yīng)、生態(tài)服務(wù)效應(yīng)、生態(tài)用地流失和區(qū)域生態(tài)安全[4-5,11-17]。

        1.1 城市化過程對景觀格局演變的影響

        城市化進(jìn)程突出表現(xiàn)在不透水地面增加、綠地和水體景觀減少、景觀破碎和離散化等[10,18-19],由此引起了景觀格局的變化?,F(xiàn)有研究主要集中在三個方面:(1)利用樣帶分析和景觀格局指數(shù)定量研究城市化過程對景觀格局演變的影響[20-23]。此類研究多在城市區(qū)域選擇典型樣帶,基于遙感影像解譯與景觀制圖分析,利用Fragstats景觀統(tǒng)計模型,比較不同時期景觀格局指數(shù)的差異,并基于統(tǒng)計方法分析城市景觀格局變化的影響因子,從而重構(gòu)城市化發(fā)展的空間遞推性和時間延續(xù)性的過程。(2)城市景觀格局演變與城市形態(tài)擴(kuò)展研究[24-25]。城市空間形態(tài)擴(kuò)展必然引起景觀格局的演變,這一方面國內(nèi)外已經(jīng)開展了許多研究,并將城市景觀格局演變與城市空間擴(kuò)展模式相結(jié)合,根據(jù)城市擴(kuò)展和道路、建設(shè)用地的鄰接關(guān)系,可以將城市擴(kuò)展歸納為填充型、外延型和獨立型三種發(fā)展模式[26]。也有學(xué)者給出了其他的城市景觀演變模式,如劉珍環(huán)等[18]研究認(rèn)為深圳地表景觀格局1990—2005年經(jīng)歷了分散—單中心聚集—多中心分散—多中心聚集的演變過程。(3)城市空間擴(kuò)展的約束因素與空間脅迫機(jī)制研究[3,26-28]。城市化過程中,人類活動對土地資源的干擾往往表現(xiàn)為從低緩平原向高海拔陡峻山地遞減的趨勢[29],并且不同用地類型在城市化過程中所受到的空間脅迫不同,城市擴(kuò)張既受到了空間可達(dá)性的約束,也受到社會經(jīng)濟(jì)因素的影響,如人口、經(jīng)濟(jì)、土地政策等[30]。隨著城市土地資源日益趨緊和社會經(jīng)濟(jì)水平提高,城市景觀格局演變將更加復(fù)雜化,由此帶來的生態(tài)環(huán)境影響將會更為突出。

        1.2 城市景觀格局演變的熱島效應(yīng)

        城市熱島效應(yīng)是城市人口聚集和景觀格局演變的最直接的結(jié)果,是絕大多數(shù)城市共有的微氣候特征,將會影響到城市生態(tài)系統(tǒng)功能和人居環(huán)境健康[31-33]。國內(nèi)外學(xué)者運用地表溫度,開展了許多緩解城市熱島、改善城市熱環(huán)境的研究。一般認(rèn)為,反映城市綠地覆蓋程度的NDVI指數(shù)與反映熱島效應(yīng)的地表輻射溫度LST之間存在著明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系[34-35]。城市綠地和水體具有明顯的“恒溫效應(yīng)”和“綠洲效應(yīng)”,在熱量和水分方面對周邊小氣候環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié),城市綠地覆蓋率越高,降溫效應(yīng)越明顯,不透水面比例提高會增強(qiáng)城市熱島效應(yīng)[36-37]。近年來,除了探討城市景觀類型和比例的影響外,城市景觀格局與地表熱環(huán)境的定量關(guān)系研究逐漸得到重視,并成為指導(dǎo)城市景觀設(shè)計和規(guī)劃的重要依據(jù)。研究表明,在綠地覆蓋率相當(dāng)情況下,大斑塊綠地降溫效應(yīng)明顯高于小斑塊綠地[16,38],但是綠地和水體對氣溫的調(diào)節(jié)作用往往存在一個閾值,只有在該閾值范圍內(nèi)的景觀才能發(fā)揮出最大的氣溫調(diào)節(jié)功能[19,39],而且綠地和水體斑塊的形狀也會影響熱島效應(yīng)的強(qiáng)弱[40-41]。一些研究也發(fā)現(xiàn)城市景觀的空間位置及其空間鄰接關(guān)系也會對熱島效應(yīng)產(chǎn)生顯著影響[6,33]。

        1.3 城市景觀格局演變的大氣環(huán)境效應(yīng)

        除了熱島效應(yīng)外,城市化也是造成大氣污染的重要原因,而城市景觀格局與大氣污染有著密切的聯(lián)系。嚴(yán)格意義上,城市大氣污染主要是由于城市內(nèi)廠礦廢氣排放、汽車尾氣排放、建筑工地?fù)P塵等引起,也與城市景觀格局的演變緊密相關(guān),尤其是城市建設(shè)用地和綠地公園的空間布局對城市大氣污染具有重要影響。目前許多工作研究了城市綠地在緩解城市大氣污染和城市固體顆粒物方面的作用。研究表明,城市景觀中綠地斑塊平均面積越大、破碎度指數(shù)越低,則其對大氣污染凈化的作用越大[42]。大氣污染削減率因人口密度、產(chǎn)業(yè)分布、景觀格局(水平結(jié)構(gòu)、異質(zhì)性、連通性等特征)的不同而有所差異[43]。城市中綠地的空間分布對改善城市大氣污染,尤其是城市固體顆粒物濃度、空氣環(huán)境質(zhì)量方面均具有較好的效果。概括起來有以下特點:(1)城市綠地及其空間布局對城市大氣污染物的吸收與降解作用;(2)城市綠地在滯塵方面的作用;(3)城市綠地及其空間布局對城市大氣環(huán)境微生物的調(diào)節(jié)作用。但是對于城市景觀格局演變與大氣灰霾效應(yīng)之間的關(guān)系研究的不多。

        1.4 城市景觀格局演變的水環(huán)境效應(yīng)

        城市景觀格局演變的水環(huán)境效應(yīng)主要表現(xiàn)在兩個方面。

        (1)水文效應(yīng),即城市土地利用/覆被變化對徑流量、徑流歷時及最大洪峰等水文指標(biāo)的影響[17,44]。城市不透水面的增加成為影響城市水文過程的重要因素,不僅能夠隔離地表水下滲,還將切斷城市地表水與地下水之間的水文聯(lián)系[4]。此外,城市化過程還會通過改變地表覆被狀況,對城市水文循環(huán)產(chǎn)生間接影響,主要表現(xiàn)為水文循環(huán)過程中對豎向的蒸散發(fā)與下滲以及橫向的地表徑流與壤中流等水文過程的影響。不透水表面增加的水文效應(yīng)主要表現(xiàn)為短時間內(nèi)增大降雨的徑流量,長時間內(nèi)增加洪水頻率和徑流總量[15],由此導(dǎo)致城市地表漬水與洪澇災(zāi)害的發(fā)生。土地利用/土地覆被格局對城市暴雨洪水過程的影響得到了較多關(guān)注[4,45],研究發(fā)現(xiàn)降雨本身并不是洪澇災(zāi)害日趨嚴(yán)重的主要原因,而以城鎮(zhèn)用地的大量增加、生態(tài)用地和農(nóng)業(yè)用地的大面積減少為主要特征的快速城市化過程成為城市洪澇災(zāi)害爆發(fā)的主因[45]。

        (2)面源污染效應(yīng),指城市不同土地利用/覆被類型的污染物輸出效應(yīng)[15,46-47]。城市化過程導(dǎo)致城市面源污染的加劇受到學(xué)者們的關(guān)注[48-49],一般認(rèn)為,農(nóng)村居民地、城市居民地、商業(yè)用地和工業(yè)用地等用地類型是城市湖泊非點源污染的主要源區(qū)[50],而街塵是城市面源污染的一個重要來源[51],同時道路地表徑流污染程度與交通流量也呈正相關(guān)關(guān)系。非點源污染模型是近年來發(fā)展比較快的技術(shù)手段,比較著名的模型包括AGNPS、ANSWERS、MIKE-SHE、SWAT、HSPF、SPARROW 等[52-53]。然而,現(xiàn)有模型的結(jié)構(gòu)、適用尺度、側(cè)重的水文過程具有差異,模型精度很大程度上取決于數(shù)據(jù)質(zhì)量,在一些缺乏數(shù)據(jù)的流域模擬中受到很大限制。景觀格局時空特征與非點源污染具有密切的聯(lián)系,利用景觀格局指數(shù)評價非點源污染也是一個重要的技術(shù)手段。此外,探索無資料和不完全信息下城市非點源污染的模擬和預(yù)測,加強(qiáng)城市非點源污染隨機(jī)性模型的研究正逐漸得到重視。

        1.5 城市景觀格局演變的生態(tài)服務(wù)效應(yīng)

        隨著城市化快速發(fā)展和居民生活水平的不斷提高,改善人居環(huán)境成為迫切需求,城市景觀格局演變的生態(tài)服務(wù)效應(yīng)逐漸引起關(guān)注,尤其是城市生態(tài)用地的服務(wù)價值[7,9-10]。李鋒等[7]評估了常州市區(qū)15年來城市景觀格局和生態(tài)用地改變的演變特征,發(fā)現(xiàn)城市景觀格局演變與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間存在著密切相關(guān)性;城市化過程會導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能下降,使得建成區(qū)成為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能密度的低值區(qū)[8]。城市綠地景觀在改善城市環(huán)境質(zhì)量、提高人居環(huán)境舒適度方面起到了重要作用[10,33],但如何通過合理設(shè)置生態(tài)用地,有效提高城市生態(tài)服務(wù)功能和保障城市生態(tài)安全,目前仍缺乏深入而又系統(tǒng)的研究。生物多樣性維持是生態(tài)服務(wù)的重要內(nèi)容,隨著全球特別是發(fā)展中國家城市化水平的提高,城市化對生物多樣性的影響引起了人們的重視[54],但認(rèn)識尚不統(tǒng)一。譬如,有學(xué)者認(rèn)為,城市化過程中生物多樣性受到了嚴(yán)重影響,主要表現(xiàn)在人工外來物種的增加和自然物種的減少。在空間分布上,城市化常使城區(qū)本土植物多樣性沿著遠(yuǎn)郊農(nóng)區(qū)-城郊-城區(qū)梯度性下降;但由于大量外來物種引入,總體植物多樣性反而升高[55]。而另有研究則認(rèn)為,盡管城市化會對城市生物多樣性帶來影響,但不會改變地帶性物種的群落特征[54],在一定程度上會導(dǎo)致植物群落季相的變化[57]。因而,如何更為科學(xué)合理地評估城市景觀格局演變對生物多樣性的影響,以及城市植物群落結(jié)構(gòu)和季相變化對城市生態(tài)功能的影響,成為當(dāng)前需要重視的課題。

        1.6 城市生態(tài)用地與城市生態(tài)安全

        隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口急劇增長和城市擴(kuò)張,生態(tài)用地在不斷流失,如何通過城市生態(tài)用地的合理規(guī)劃與設(shè)置,探討控制城市環(huán)境災(zāi)害發(fā)生,實現(xiàn)城市生態(tài)安全是目前大家關(guān)注的熱點[11,13]。在城市化水平不斷提高背景下,以城鎮(zhèn)用地大面積增加、生態(tài)用地和農(nóng)業(yè)用地大面積流失為特點的城市化過程,對暴雨徑流和洪水過程產(chǎn)生了顯著影響,使得最大洪峰流量和洪量加大,匯流時間縮短。在土地資源有限而城市擴(kuò)張迅猛、面臨發(fā)展與保護(hù)雙重壓力下,科學(xué)判別和界定城市擴(kuò)張背后的生態(tài)用地底線并給予合理保護(hù),最終建立科學(xué)合理的生態(tài)空間,對于城市生態(tài)系統(tǒng)健康和可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論和現(xiàn)實意義[12]。城市生態(tài)用地集成了多種生態(tài)功能,也是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和區(qū)域生態(tài)安全的重要保障[5]。俞孔堅等[13]從土地的地表屬性和空間屬性兩個方面,界定了生態(tài)用地的內(nèi)涵,并以北京市為例,模擬了北京城鎮(zhèn)格局?jǐn)U張的生態(tài)環(huán)境效應(yīng),指出了北京基于“低水平生態(tài)安全格局”的城鎮(zhèn)發(fā)展格局,以及所需要的生態(tài)用地底線[57]。

        利用景觀空間模型對景觀格局進(jìn)行優(yōu)化并實現(xiàn)生態(tài)用地科學(xué)管理是近年來一個重要的發(fā)展趨勢。除了利用元胞自動機(jī)等模型外,已開發(fā)的景觀優(yōu)化模型還有很多,比如PLM(Patuxent Landscape Model)景觀模型,能夠闡明不同管理和氣候情景下流域的生態(tài)效應(yīng)[58];InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs)用于計算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生物物理量和價值量,可為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的建模和決策提供支持;GUMBO(Global Unified Metamodel of the Biosphere)模型是第一個包括動態(tài)地球系統(tǒng)內(nèi)部人類技術(shù)、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和福利以及生態(tài)系統(tǒng)物品和服務(wù)之間動態(tài)反饋的全球模型[59]。模型研究的優(yōu)勢是可以融合多源空間信息,并結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估,為生態(tài)用地規(guī)劃、管理與生態(tài)空間優(yōu)化提供決策支持。

        2 現(xiàn)有研究中存在的問題與不足

        縱觀目前在城市景觀格局演變及其環(huán)境效應(yīng)方面的研究,還存在以下問題和不足。

        (1)重視城市化過程影響景觀格局演變的量化研究,缺乏對格局演變的生態(tài)學(xué)意義解釋?,F(xiàn)有研究中,城市化對景觀格局演變的影響得到了廣泛的關(guān)注,并已經(jīng)開展了大量的工作,但所有這些研究均將重點放在城市化過程中景觀格局演變的定量化方面,常常是基于不同時期遙感影像的土地利用解譯結(jié)果,通過選取一些景觀格局指數(shù),定量分析城市景觀格局的演變特征以及與城市化過程的關(guān)系,如此的研究結(jié)果常常與選擇的遙感影像時段及季相密切相關(guān),景觀格局演變對生態(tài)環(huán)境及其區(qū)域生態(tài)安全的影響到底如何[11-12,60],往往缺乏深入探討;與此同時,對于不同地區(qū)城市發(fā)展過程中景觀空間擴(kuò)展的最佳布局重視不夠。

        (2)重視城市景觀格局演變與熱島效應(yīng)的定量關(guān)系研究,但缺乏對于景觀格局影響熱島效應(yīng)的機(jī)理研究。城市景觀格局演變與熱島效應(yīng)雖然得到了廣泛的關(guān)注,但許多工作多局限于兩者之間定量關(guān)系的數(shù)理統(tǒng)計分析,尤其是重視城市不透水面/綠地景觀所占比例與城市熱島效應(yīng)之間的關(guān)系,對于景觀格局影響城市熱環(huán)境的機(jī)理缺乏深入研究。如,不同景觀類型的斑塊大小、形狀、空間鄰接關(guān)系如何影響城市地表的顯熱、潛熱、蒸散發(fā)過程,以及對地表反照率的影響等等,缺乏深入的探討[33],導(dǎo)致無法給出較為系統(tǒng)和定量的結(jié)論,這也使得現(xiàn)有研究難以直接指導(dǎo)城市規(guī)劃與景觀設(shè)計,從而減緩城市熱島效應(yīng)。

        (3)重視對城市景觀格局演變的環(huán)境影響的單方面研究,缺乏從生態(tài)安全角度開展綜合性研究。城市景觀格局演變的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)除了熱島效應(yīng)外,還包括多個方面,如城市景觀格局演變對水文、水環(huán)境、大氣環(huán)境、土壤質(zhì)量、生物多樣性等方面,由此會帶來大氣灰霾效應(yīng)、城市面源污染和洪澇災(zāi)害效應(yīng),從而導(dǎo)致城市生態(tài)系統(tǒng)功能和人居環(huán)境質(zhì)量的下降。目前對于城市景觀格避演變的生態(tài)環(huán)境影響從不同方面開展了大量的研究,但將所有生態(tài)環(huán)境效應(yīng)綜合在一起開展研究相對較少。城市綠地景觀在改善城市環(huán)境質(zhì)量、提高人居環(huán)境舒適度方面起到了重要作用[10,33,52],但如何通過合理設(shè)置生態(tài)用地,有效提高城市生態(tài)服務(wù)功能和保障城市生態(tài)安全,目前仍缺乏深入而又系統(tǒng)的研究。為此,一些學(xué)者建議通過提高城市雨水利用效率來降低城市洪水發(fā)生概率,進(jìn)而規(guī)避可能出現(xiàn)的洪澇風(fēng)險[61],但如何通過城市景觀優(yōu)化布局,既不影響城市的空間發(fā)展,也可以提高降水利用效率,同時可以控制城市面源污染和洪澇災(zāi)害發(fā)生,目前尚缺乏成熟的模式和方法。這也就需要從城市綠地景觀規(guī)劃到城市生態(tài)景觀規(guī)劃的轉(zhuǎn)變,需要重點解決區(qū)域整體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的最大化,不能為了達(dá)到某種視覺效果或藝術(shù)追求,甚至特定生態(tài)功能,而損害城市生態(tài)系統(tǒng)的其它服務(wù)價值,讓整體生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮最大的生態(tài)價值是城市生態(tài)景觀規(guī)劃設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)[62]。

        3 研究展望

        城市化將成為我國未來相當(dāng)長一段時間內(nèi)發(fā)展的必然趨勢,其對城市景觀格局演變的影響,以及由此帶來的城市熱島效應(yīng)、大氣灰霾效應(yīng)、水環(huán)境效應(yīng)、生態(tài)服務(wù)效應(yīng)、生態(tài)用地流失和區(qū)域生態(tài)安全等將成為學(xué)術(shù)界、管理者和公眾關(guān)注的熱點問題。如何及時解決城市景觀格局演變帶來的生態(tài)環(huán)境問題迫在眉睫。

        (1)綜合類型、結(jié)構(gòu)和格局多層次景觀信息,研究城市景觀格局演變的生態(tài)環(huán)境效應(yīng),探討城市未來的研究重點將包括三個方面。環(huán)境問題形成的機(jī)理。城市化發(fā)展過程中出現(xiàn)的所有問題均與城市土地利用結(jié)構(gòu)的改變和景觀格局演變密切相關(guān)。為了解決問題,首先需要解剖清楚城市景觀格局演變對各種生態(tài)環(huán)境的影響,找到城市生態(tài)環(huán)境問題形成的根源;與此同時,隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生活水平提高,人們對居住環(huán)境的要求愈來愈高,如何提高城市生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量也成為廣大民眾關(guān)注的課題。闡明景觀格局演變的環(huán)境效應(yīng)將是解決城市環(huán)境問題、提高人居環(huán)境質(zhì)量的基礎(chǔ)。因此,基于景觀類型,定量研究斑塊類型、形狀、大小與地表氣溫、地表徑流、水環(huán)境、大氣環(huán)境和生物多樣性之間的關(guān)系;從景觀結(jié)構(gòu),定量研究不同功能區(qū)景觀類型空間鄰接關(guān)系和配置對地表熱環(huán)境、水環(huán)境、大氣環(huán)境等的影響;從景觀格局角度,定量研究城市景觀格局在減緩城市熱島效應(yīng)、洪澇災(zāi)害、面源污染、大氣灰霾效應(yīng)等方面的作用,將是未來的一個發(fā)展方向。

        (2)集成景觀斑塊和城市功能區(qū)等多尺度信息,研究城市景觀格局演變的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的尺度差異。由于景觀格局和生態(tài)過程涉及到不同的研究尺度,并且隨著尺度的變化而變化,使得定量描述景觀格局與生態(tài)過程之間的關(guān)系,成為目前景觀生態(tài)學(xué)研究的一個熱點和難點。不同尺度的研究需要從觀測技術(shù)、數(shù)據(jù)資料、分析方法等方面進(jìn)行設(shè)計和保障。景觀斑塊尺度研究可以揭示景觀類型、結(jié)構(gòu)等特征對環(huán)境效應(yīng)的影響,而城市功能區(qū)則包含了多種景觀要素,形成具有特定社會經(jīng)濟(jì)功能的區(qū)域,對其格局和環(huán)境效應(yīng)的研究能反映不同景觀要素的綜合影響,并可以更好的為城市管理和規(guī)劃服務(wù)。

        (3)融合城市空間擴(kuò)展與生態(tài)服務(wù)評估模型,建立基于城市生態(tài)空間擴(kuò)展與優(yōu)化決策模型,探討城市生態(tài)空間優(yōu)化模式與安全格局。隨著城市化發(fā)展對土地資源需求的持續(xù)增加,可用于城市生態(tài)服務(wù)的土地資源越來越少,但為了實現(xiàn)城市生態(tài)系統(tǒng)的健康和區(qū)域生態(tài)安全,必須保障最基本的城市生態(tài)用地,來滿足城市生態(tài)服務(wù)的需求。這不僅涉及到生態(tài)用地的數(shù)量,也涉及到生態(tài)用地的空間分布及其配置關(guān)系,因此,開展城市景觀格局演變的環(huán)境效應(yīng)研究,探討城市生態(tài)空間擴(kuò)展與優(yōu)化的模式和方法,將成為實現(xiàn)城市快速發(fā)展與生態(tài)安全雙贏的重要保障。基于城市空間擴(kuò)展模型可以系統(tǒng)分析城市景觀格局演變的趨勢,基于生態(tài)服務(wù)模型可以揭示生態(tài)用地流失和景觀格局演變對區(qū)域生態(tài)服務(wù)和安全格局的影響,通過構(gòu)建城市生態(tài)空間優(yōu)化決策模型,探討不同類型城市功能區(qū)生態(tài)用地適宜模式與城市生態(tài)安全格局,基于模型模擬結(jié)果的直觀顯示可以更好地指導(dǎo)城市景觀規(guī)劃與可持續(xù)發(fā)展,避免城市發(fā)展過程的盲目性。

        [1]Tratalos J,F(xiàn)uller R A,Warren P,Davies R G,Gaston K J.Urban form,biodiversity potential and ecosystem services.Landscape and Urban Planning,2007,83(4):308-317.

        [2]Grim N B,F(xiàn)aeth S H,Golubiewski N E,Redman C L,Wu J G,Bai X M,Briggs J M.Global change and the ecology of Cities.Science,2008,319(5864):756-760.

        [3]Kong F H,Yin H,Nakagoshi N,James P.Simulating urban growth processes incorporating a potential model with spatial metrics.Ecological Indicators,2012,20:82-91.

        [4]Suriya S,Mudgal B V.Impact of urbanization on flooding:The Thirusoolam subwatershed—A case study.Journal of Hydrology,2012,412-413:210-219.

        [5]Lovell S T,Johnston D M.Creating multifunctional landscapes:How can the field of ecology inform the design of the landscape?Frontiers in Ecology and the Environment,2009,7(4):212-220.

        [6]Li J X,Song C H,Cao L,Zhu F G,Meng X L,Wu J G.Impacts of landscape structure on surface urban heat islands— A case study of Shanghai,China.Remote Sensing of Environment,2011,115:3249-3263.

        [7]Li F,Ye Y P,Song B W,Wang R S.Spatial structure of urban ecological land and its dynamic development of ecosystem services— A case study in Changzhou City,China.Acta Ecologica Sinica,2011,31(19):5623-5631.

        [8]Zhou Z X,Qiu L H.Experimental study on effect of urbanization on service functions of ecosystems— A case study in southern suburbs of Xi'an City.Arid Zone Research,2011,28(6):674-679.

        [9]Strohbach M W,Haase D.Above-ground carbon storage by urban trees in Leipzig,Germany.Landscape and Urban Planning,2012,104(1):95-104.

        [10]Kadish J,Netusil N R.Valuing vegetation in an urban watershed.Landscape and Urban Planning,2012,104(1):59-65.

        [11]Pauleit S,Ennos R,Golding Y.Modeling the environmental impacts of urban land use and land cover change:A study in Merseyside,UK.Landscape and Urban Planning,2005,71(2/4):295-310.

        [12]Nuissl H,Haase D,Lanzendorf M,Wittmer H.Environmental impact assessment of urban land use transitions:A context-sensitive approach.Land Use Policy,2009,26(2):414-424.

        [13]Yu K J,Qiao Q,Li D H,Yuan H,Wang S S.Ecological land use in there towns of eastern Beijing:A case study based on landscape security pattern analysis.Chinese Journal of Applied Ecology,2009,20(8):1932-1939.

        [14]Chen L D,Qi X,Li F,Yang L R.Disturbances of urbanization to river course system and related ecological restoration principles and approaches.Chinese Journal of Ecology,2010,29(4):805-811.

        [15]Liu Z H,Li Y,Peng J.Progress and perspective of the research on hydrological effects of urban impervious surface on water environment.Progress in Geography,2011,30(3):275-281.

        [16]Xie M M,Wang Y L,F(xiàn)u M C.An overview and perspective about causative factors of surface urban heat island effects.Progress in Geography,2011,30(1):35-41.

        [17]Nagase A,Dunnett N.Amount of water runoff from different vegetation types on extensive green roofs:Effects of plant species,diversity and plant structure.Landscape and Urban Planning,2012,104(3/4):356-363.

        [18]Liu Z H,Wang Y L,Peng J,Xie M M,Li Y.Using ISA to analyze the spatial pattern of urban land cover change:A case study in Shenzhen.Acta Geographica Sinica,2011,66(7):961-971.

        [19]Sun R H,Chen A L,Chen L D,Lü Y H.Cooling effects of wetlands in urban region:The case of Beijing.Ecological Indicators,2012,20:57-64.

        [20]Li R,Li J X,Li C,Qin H,Xu M C,Zhang T.Spatiotemporal dynamics of coastal landscape pattern of Shanghai during its rapid urbanization.Chinese Journal of Ecology,2009,28(11):2353-2359.

        [21]Liu J,Cui S H,Qiu Q Y,Zhang G Q,Huang Y F.Evolvement of landscape pattern in coastal peri-urban area:A case study of Jimei District,Xiamen City.Chinese Journal of Applied Ecology,2010,21(4):856-862.

        [22]Aguilera F,Valenzuela L M,Botequilha-Leitao A.Landscape metrics in the analysis of urban land use patterns:A case study in a Spanish metropolitan area.Landscape and Urban Planning,2011,99(3/4):226-238.

        [23]Yu L S,F(xiàn)u Y F,Yu H Y,Li Z Q.Landscape pattern gradient dynamics and desakota features in rapid urbanization area:A case study in Panyu of Guangzhou.Chinese Journal of Applied Ecology,2011,22(1):171-180.

        [24]Wu X Q,Hu Y M,He H S,Bu R C,Xi F M.Research for scenarios simulation of future urban growth and land use change in Shenyang City.Geographical Research,2009,128(15):1264-1275.

        [25]Salvati L,Munafo M,Morellic V G,Sabbi A.Low-density settlements and land use changes in a Mediterranean urban region.Landscape and Urban Planning,2012,105(1/2):43-52.

        [26]Sun C,Wu Z F,Lü Z Q,Yao N,Wei J B.Quantifying different types of urban growth and the change dynamic in Guangzhou using multi-temporal remote sensing data.International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation,2012,doi:10.1016/j.jag.2011.12.012

        [27]Chen L D,Yang S,F(xiàn)eng X M.Land use change characteristics along the terrain gradient and the spatial expanding analysis:A case study of Haidian District and Yanqing County,Beijing.Geographical Research,2008,27(6):1225-1234.

        [28]Bohnet I C,Pert P L.Patterns,drivers and impacts of urban growth:A study from Cairns,Queensland,Australia from 1952 to 2031.Landscape and Urban Planning,2010,97(4):239-248.

        [29]Bu X G,Wang Y L,Wu J S.The effect of landform on landscape pattern vertical differentiation in rapidly urbanized Shenzhen City.Acta Geographica Sinica,2008,63(1):75-82.

        [30]Yang Y T,Gong J Y,Zhou Q M,Wang Y Y.Impacts of landscape pattern on urban expansion:A case study of Beijing City.Journal of Natural Resources,2010,25(12):320-329.

        [31]Jusuf S K,Wong N H,Hagen E,Anggoro R,Hong Y.The influence of land use on the urban heat island in Singapore.Habitat International,2007,31:232-242.

        [32]Li J J,Wang X R,Wang X J,Ma W C,Zhang H.Remote sensing evaluation of urban heat island and its spatial pattern of the Shanghai metropolitan area,China.Ecological Complexity,2009,6(4):413-420.

        [33]Sun R H,Chen L D.How can urban water bodies be designed for climate adaptation?Landscape and Urban Planning,2012,105(1/2):27-33.

        [34]Onishi A,Cao X,Ito T,Shi F,Lmura H.Evaluating the potential for urban heat-island mitigation by greening parking lots.Urban Forestry&Urban Greening,2010,9(4):323-332.

        [35]Papangelis G,Tombrou M,Dandou A,Kontos T.An urban“green planning”approach utilizing the Weather Research and Forecasting(WRF)modeling system.Landscape and Urban Planning,2012,105(1/2):174-183.

        [36]Xiao R B,Ouyang Z Y,Zheng H,Li W F,Schienke E W,Wang X K.Spatial pattern of impervious surfaces and their impacts on land surface temperature in Beijing,China.Journal of Environmental Sciences,2007,19(2):250-256.

        [37]Imhoff M L,Zhang P,Wolfe R E,Bounoua L.Remote sensing of the urban heat island effect across biomes in the continental USA.Remote Sensing of Environment,2010,114(3):504-513.

        [38]Chen H,Gu L,Li Y Q,Mu C L.Analysis on relations between the pattern of urban forests and heat island effect in Chengdu.Acta Ecologica Sinica,2009,29(9):4865-4874.

        [39]Zhu C Y,Li S H,Ji P,Ren B B,Li X Y.Effects of the different width of urban green belts on the temperature and humidity.Acta Ecologica Sinica,2011,31(2):383-394.

        [40]Cao X,Onishi A,Chen J,Imura H.Quantifying the cool island intensity of urban parks using ASTER and IKONOS data.Landscape and Urban Planning,2010,96(4):224-231.

        [41]Chang C R,Li M H,Chang S.A preliminary study on the local cool-island intensity of Taipei City parks.Landscape and Urban Planning,2007,80(4):386-395.

        [42]Shao T Y,Zhou Z X,Wang P C,Tang W P,Liu X Q,Hu X Y.Relationship between urban green-land landscape patterns and air pollution in the central district of Yichang City.Chinese Journal of Applied Ecology,2004,15(4):691-696.

        [43]Ding Y,Li G C,Lu X,Gao M.Spatial Heterogeneity and Air Pollution Removal by Green Space in Greater Pearl River Delta.Progress in Geography,2011,30(11):1415-1421.

        [44]Caradot N,Granger D,Chapgier J,Cherqui F,Chocat B.Urban flood risk assessment using sewer flooding databases.Water Science&Technology,2011,64(4):832-40.

        [45]Yuan Y,Shi P J,Liu Y H,Zou M.Impact of land use change on urban flood disaster.Journal of Natural Disasters,2003,12(3):6-13.

        [46]Shepherd KA,Ellis P A,Rivett M O.Integrated understanding of urban land,groundwater,baseflow and surface-water quality,UK.Science of the Total Environment,2006,360(1/3):180-195.

        [47]Rivett M O,Ellis P A,Mackay R.Urban groundwater baseflow influence upon inorganic river-water quality:The River Tame headwaters catchment in the City of Birmingham,UK.Journal of Hydrology,2011,400(1/2):206-222.

        [48]He H M,Zhou J,Wu Y J,Zhang W C,Xie X P.Modeling the response of surface water quality to the urbanization in Xi'an,China.Journal of Environmental Management,2010,86(4):731-749.

        [49]Wang L,Huang Y F,Wang G Q.Review of urban nonpoint source pollution models.Environmental Science,2010,31(10):2532-2540.

        [50]Guo Q H,Ma K M,Yang L.Main sources of urban non-point source pollution and control measures for classified catchments.Environmental Science,2006,27(11):2170-2175.

        [51]Zhao H T,Li X Y,Wang X M.Heavy metal contents of road-deposited sediment along the urban-rural gradient around Beijing and its potential contribution to runoff pollution.Environmental Science and Technology,2011,45(17):7120-7127.

        [52]Diaz-Ramirez J,Duan Z Y,McAnally W,Martin J.Sensitivity of the HSPE model to land use/land cover datasets.Journal of Coastal Research,2005,52:89-94.

        [53]Hoos A B,McMahon G.Spatial analysis of instream nitrogen loads and factors controlling nitrogen delivery to streams in the southeastern United States using spatially referenced regression on watershed attributes(SPARROW)and regional classification frameworks.Hydrological Processes,2009,23(16):2275-2294.

        [54]Tian Z H,Cai B M,Da L J.Diversity,spatial pattern and dynamics of vegetation under urbanization in Shanghai(Ⅷ):Distribution of native terrestrial wild plants and their applications to urban greening in Shanghai.Journal of East China Normal University(Natural Science),2011,(4):24-34.

        [55]Song Y T,Shi Z H,Yu S X,Hao R.Influence of urbanization on the characters of plants composition in urban greenspace in Shenzhen,China.Ecology and Environmental Sciences,2010,19(3):615-620.

        [56]Buyantuyev A,Wu J.Urbanization diversifies land surface phenology in arid environments:Interactions among vegetation,climatic variation,and land use pattern in the Phoenix metropolitan region,USA.Landscape and Urban Planning,2012,105(1/2):149-159.

        [57]Yu K J,Wang S S,Li D H,Qiao Q.Ecological baseline for Beijing's urban sprawl:Basic ecosystem services and their security patterns.Planning Review,2010,34(2):19-24.

        [58]Voinov A,Costanza R,F(xiàn)itz C,Maxwell T.Patuxent landscape model:Hydrological model development.Water Resources,2007,34(2):163-170.

        [59]Boumans R,Costanza R,F(xiàn)arley J,Wilson M A,Portela R,Rotmans J,Villa F,Grasso M.Modeling the dynamics of the integrated earth system and the value of global ecosystem services using the GUMBO model.Ecological Economics,2002,41(3):529-560.

        [60]Chen L D,Liu Y,Lü Y H,F(xiàn)eng X M,F(xiàn)u B J.Landscape pattern analysis in landscape ecology:Current,challenges and future.Acta Ecologica Sinica,2008,28(11):5521-5531.

        [61]Zhao Y W,Yang Z F.Discussion on the ecological utilization of the urban rainfall.Soil and Water Conservation in China,2005,7:3-5.

        [62]Sun R H,Xu Z L,Chen L D,Li F.Theoretical framework and key techniques of urban ecological landscape research.Acta Ecologica Sinica,2012,32(7):1979-1986.

        參考文獻(xiàn):

        [7]李鋒,葉亞平,宋博文,王如松.城市生態(tài)用地的空間結(jié)構(gòu)及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動態(tài)演變——以常州市為例.生態(tài)學(xué)報,2011,31(19):5623-5631

        [8]周忠學(xué),仇立慧.城市化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能影響的實證研究——以西安市南郊為例.干旱區(qū)研究,2011,28(6):674-679.

        [13]俞孔堅,喬青,李迪華,袁弘,王思思.基于景觀安全格局分析的生態(tài)用地研究——以北京市東三鄉(xiāng)為例.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2009,20(8):1932-1939.

        [14]陳利頂,齊鑫,李芬,楊麗蓉.城市化過程對河道系統(tǒng)的干擾與生態(tài)修復(fù)原則和方法.生態(tài)學(xué)雜志,2010,29(4):805-811.

        [15]劉珍環(huán),李猷,彭建.城市不透水表面的水環(huán)境效應(yīng)研究進(jìn)展.地理科學(xué)進(jìn)展,2011,30(3):275-281

        [16]謝苗苗,王仰麟,付梅臣.城市地表溫度熱島影響因素研究進(jìn)展.地理科學(xué)進(jìn)展,2011,30(1):35-41.

        [18]劉珍環(huán),王仰麟,彭建,謝苗苗,李猷.基于不透水表面指數(shù)的城市地表覆被格局特征——以深圳市為例.地理學(xué)報,2011,66(7):961-971.

        [20]李蓉,李俊祥,李鋮,秦海,徐明策,張挺.快速城市化階段上海海岸帶景觀格局的時空動態(tài).生態(tài)學(xué)雜志,2009,28(11):2353-2359.

        [21]劉江,崔勝輝,邱全毅,張國欽,黃云鳳.濱海半城市化地區(qū)景觀格局演變——以廈門市集美區(qū)為例.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2010,21(4):856-862.

        [23]俞龍生,符以福,喻懷義,李志琴.快速城市化地區(qū)景觀格局梯度動態(tài)及其城鄉(xiāng)融合區(qū)特征.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2011,22(1):171-180.

        [24]吳曉青,胡遠(yuǎn)滿,賀紅士,布仁倉,郗鳳明.沈陽市城市擴(kuò)展與土地利用變化多情景模擬.地理研究,2009,128(15):1264-1275.

        [27]陳利頂,楊爽,馮曉明.土地利用變化的地形梯度特征與空間擴(kuò)展——以北京市海淀區(qū)和延慶縣為例.地理研究,2008,27(6):1225-1234.

        [29]卜心國,王仰麟,吳健生.深圳快速城市化中地形對景觀垂直格局的影響.地理學(xué)報,2008,63(1):75-82.

        [30]楊葉濤,龔建雅,周啟鳴,王迎迎.土地利用景觀格局對城市擴(kuò)張影響研究.自然資源學(xué)報,2010,25(12):320-329.

        [38]陳輝,古琳,黎燕瓊,慕長龍.成都市城市森林格局與熱島效應(yīng)的關(guān)系.生態(tài)學(xué)報,2009,29(9):4865-4874.

        [39]朱春陽,李樹華,紀(jì)鵬,任斌斌,李曉艷.城市帶狀綠地寬度與溫濕效益的關(guān)系.生態(tài)學(xué)報,2011,31(2):383-394.

        [42]邵天一,周志翔,王鵬程,唐萬鵬,劉學(xué)全,胡興宜.宜昌城區(qū)綠地景觀格局與大氣污染的關(guān)系.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2004,15(4):691-696.

        [43]丁宇,李貴才,路旭,高梅.空間異質(zhì)性及綠色空間對大氣污染的削減效應(yīng)——以大珠江三角州為例.地理科學(xué)進(jìn)展,2011,30(11):1415-1421.

        [45]袁藝,史培軍,劉穎慧,鄒銘.土地利用變化對城市洪澇災(zāi)害的影響.自然資源學(xué)報,2003,12(3):6-13.

        [49]王龍,黃躍飛,王光謙.城市非點源污染模型研究進(jìn)展.環(huán)境科學(xué),2010,31(10):2532-2540.

        [50]郭青海,馬克明,楊柳.城市非點源污染的主要來源及分類控制對策.環(huán)境科學(xué),2006,27(11):2170-2175.

        [54]田志慧,蔡北溟,達(dá)良俊.城市化進(jìn)程中上海植被的多樣性、空間格局和動態(tài)響應(yīng)(Ⅷ):上海鄉(xiāng)土陸生草本植物分布特征及其在城市綠化中的應(yīng)用前景.華東師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2011,(4):24-34.

        [55]宋艷暾,史志華,余世孝,郝蓉.城市化對綠地植物組成特征的影響——以深圳為例.生態(tài)環(huán)境學(xué)報,2010,19(3):615-620.

        [57]俞孔堅,王思思,李迪華,喬青.北京城市擴(kuò)張的生態(tài)底線——基本生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其安全格局.城市規(guī)劃,2010,34(2):19-24.

        [60]陳利頂,劉洋,呂一河,馮曉明,傅伯杰.景觀生態(tài)學(xué)中的格局分析:現(xiàn)狀、困境與未來.生態(tài)學(xué)報,2008,28(11):5521-5531.

        [61]趙彥偉,楊志峰.城市雨水生態(tài)化利用探討.中國水土保持,2005,7:3-5.

        [62]孫然好,許忠良,陳利頂,李芬.城市生態(tài)景觀研究的基礎(chǔ)理論框架與技術(shù)構(gòu)架.生態(tài)學(xué)報,2012,32(7):1979-1986.

        猜你喜歡
        環(huán)境效應(yīng)格局城市化
        格局
        聯(lián)手共建 努力打造大調(diào)解工作格局
        失衡的城市化:現(xiàn)狀與出路
        湖湘論壇(2015年4期)2015-12-01 09:30:08
        河流廊道景觀的熱環(huán)境效應(yīng)分析
        小人物的大格局
        小說月刊(2015年12期)2015-04-23 08:51:10
        “城市化”諸概念辨析
        水利工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究綜述
        礦山環(huán)境效應(yīng)遙感研究
        河南科技(2014年8期)2014-02-27 14:08:06
        軌道交通推動城市化工作
        關(guān)于貿(mào)易自由化環(huán)境效應(yīng)的文獻(xiàn)述評
        欧美粗大猛烈老熟妇| 国产少妇高潮在线视频| 丝袜美腿视频一区二区| 色视频线观看在线网站| 夜夜揉揉日日人人| 男人阁久久| 国产一区二区三区18p| 中文无码人妻有码人妻中文字幕| 97人人模人人爽人人喊电影| 高清国产日韩欧美| 在线免费观看国产视频不卡| 黄片小视频免费观看完整版| 亚洲中文字幕无码一久久区| 国产精品日韩高清在线蜜芽| 视频网站在线观看不卡| 国产三级国产精品国产专区50| 精品国产青草久久久久福利| 黄色成人网站免费无码av| 久久国产A∨一二三| 小池里奈第一部av在线观看| 人妻少妇出轨中文字幕| 国产精品熟妇视频国产偷人| 亚洲精品天堂在线观看| 国产剧情av麻豆香蕉精品| 国产午夜福利久久精品| 又大又粗弄得我出好多水| 一区二区三区蜜桃在线视频| 24小时免费在线观看av| 黑色丝袜秘书夹住巨龙摩擦| 久草国产视频| 亚洲一区二区三区厕所偷拍| 欧美性色欧美a在线播放| 亚洲成av人片在线观看无码| 99re6久精品国产首页| 亚洲捆绑女优一区二区三区| 影视av久久久噜噜噜噜噜三级| jizz国产精品免费麻豆| 国产高清一区二区三区视频| 少妇被猛烈进入到喷白浆| 日韩在线一区二区三区免费视频| 国产久视频|