■文 / 王冀 袁馮

全球氣候變暖已經(jīng)是一個眾所周知的問題，北京也經(jīng)歷了同樣的過程，1961-2017年北京市的氣溫顯著上升，上升速率為每10年升高0.45℃（圖1）。北京不僅氣溫在升高，高溫日數(shù)也在明顯上升，平均每10年上升0.84天，2017年北京市的高溫日數(shù)達(dá)到22天。與此同時北京市的熱島效應(yīng)越來越顯著。

一 、北京市城市熱島現(xiàn)狀及其危害

那什么是“城市熱島”呢？是指由于大量的人為發(fā)熱、建筑物和道路等高蓄熱體及綠地減少等因素，造成城市“高溫化”，城市中的氣溫明顯高于外圍郊區(qū)的現(xiàn)象。郊區(qū)氣溫變化很小，而城區(qū)則是高溫區(qū)，像突出海面的島嶼，所以就被形象地稱為城市熱島。

（一）北京市熱島現(xiàn)狀

1990年以來北京城市熱島面積一直呈現(xiàn)明顯上升的趨勢，強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，平均每10年增加0.32℃。熱島范圍由城區(qū)不斷發(fā)展并有連接成片的趨勢，同時不斷向周邊擴(kuò)張。到2017年，北京城六區(qū)熱島面積比例已近80%。北京的熱島區(qū)域還出現(xiàn)了從中心城區(qū)向北、東和南三面擴(kuò)展的態(tài)勢，其中向昌平、順義和通州方向擴(kuò)展最為明顯。

（二）北京市熱島效應(yīng)的主要影響

城市熱島究竟會給我們帶來什么影響？城市熱島首先危害人體健康，北京夏季氣候炎熱,使人心煩氣躁，精神緊張，心理壓力增大。近些年北京市夏季因中暑和心衰等需要急救治療的患者逐漸增多，導(dǎo)致許多中老年人猝死。

其次,熱島效應(yīng)導(dǎo)致大氣污染城強(qiáng)度增高，市內(nèi)的熱氣向高空上升，周邊的大氣則涌向市中心。郊區(qū)的工廠廢氣和環(huán)形馬路上的汽車廢氣，都流向市中心，使熱島中心變成了氮、硫氧化物和SPM(浮游離子狀物）的匯聚地，危害人們的身體健康甚至生命。大量污染物在熱島中心聚集，濃度劇增，直接刺激人們的呼吸道黏膜，輕者引起咳嗽流涕，重者會誘發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病，患慢性支氣管炎、肺氣腫、哮喘病的中老年人還會引發(fā)心臟病，死亡率高。冬季是北京市熱島強(qiáng)度最強(qiáng)的季節(jié)也是城區(qū)大氣污染強(qiáng)度最高的季節(jié),其中N02, CO濃度峰值出現(xiàn)在1月，S02峰值出現(xiàn)在12月。

熱島效應(yīng)加劇夏季用電緊張,高溫的夜間長時間開著空調(diào)，不僅會引發(fā)空調(diào)病，也導(dǎo)致北京市電力需求急劇上升，近十余年北京電力負(fù)荷峰值呈逐年升高趨勢，2018年7月31日，北京市用電負(fù)荷再創(chuàng)新高，達(dá)2267.5萬千瓦。

二、北京市熱島效應(yīng)增強(qiáng)的原因

北京市熱島的發(fā)展與北京市城鎮(zhèn)的迅速擴(kuò)張密不可分。北京市的城鎮(zhèn)擴(kuò)展建設(shè)可以分為兩個加速階段，一個是1980-1995年，城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積占北京市總面積的比重從9%左右上升到13.6%;另一個時期是2000-2008年，這個時期的建設(shè)面積比重從13.8%上升到了17.3%。在這兩個階段北京市非建設(shè)區(qū)(主要為農(nóng)田、果園等綠色空間)面積迅速減少，原有的農(nóng)田等自然綠色空間被大量的建筑物、道路和硬化鋪裝等所取代，城市下墊面性質(zhì)發(fā)生了明顯改變，城市環(huán)境和氣候特點(diǎn)逐漸發(fā)生改變。

北京城市迅猛擴(kuò)張同時建筑物密度也在不斷加大，北京市的中心城區(qū)（二環(huán)以內(nèi)）的建筑密度最大，二環(huán)內(nèi)是北京市的老城區(qū)，區(qū)域內(nèi)的建筑多為分布密集的胡同四合院一類的高密度建筑，地表溫度主要受建筑物高密度區(qū)影響，平均溫度相差較少，夏季熱島平均溫度達(dá)到31.37 ℃。三、四環(huán)之間主要是中密度建筑，主要表現(xiàn)為中低層樓房、一般居民小區(qū)等，夏季熱島平均溫度為31.29 ℃。四、五環(huán)內(nèi)建筑的總體面積比例較小，高層建筑區(qū)的溫度明顯較低，僅有28.09 ℃。

從上述可以發(fā)現(xiàn)北京市城市熱島的主要成因：1.城市中下墊面性質(zhì)的改變：建筑、地面硬化面積的大量增加；2.城市建筑密度不斷增大，阻擋了城市通風(fēng)，阻礙了城市熱量的擴(kuò)散；3.城市綠化總量不斷減少、水體面積減少，濕地消失，最終使得北京市的環(huán)境生態(tài)承載力降低，城市環(huán)境不斷惡化。

三、建立城市通風(fēng)廊道系統(tǒng)、擴(kuò)大城市綠化水體面積

（一）科學(xué)建立城市通風(fēng)廊道

風(fēng)是緩解城市熱島的重要因素。北京市在靜風(fēng)條件下，城市下墊面長波輻射和人為熱滯留在低空，聚集的熱量難以擴(kuò)散。若來自上風(fēng)方向的郊區(qū)空氣進(jìn)入市區(qū)，空氣的水平混合和垂直作用能把熱島效應(yīng)削減或消除。根據(jù)北京城市的主導(dǎo)風(fēng)向，在市區(qū)逐步建立合理的生態(tài)廊道體系，可以將城市外圍涼爽、潔凈的空氣引入城市內(nèi)部，有效緩解城市內(nèi)部的熱島效應(yīng)。同時可以促進(jìn)城市與外圍的物質(zhì)、能量流動、使生態(tài)環(huán)境得以恢復(fù)和完善?！俺鞘型L(fēng)廊道”是近年來城市規(guī)劃中的熱點(diǎn)話題。城市建設(shè)和人類活動產(chǎn)生了大量熱源，同時密集的建筑削弱了城市內(nèi)部的空氣流通能力，熱量不斷產(chǎn)生卻不能及時排出，空氣污濁卻得不到有效交換，使得城市微氣候形成了惡性循環(huán)，構(gòu)建城市通風(fēng)廊道的理念應(yīng)運(yùn)而生。構(gòu)建通風(fēng)廊道是在規(guī)劃之初，對用于改善城市氣候環(huán)境的土地進(jìn)行科學(xué)保護(hù)和合理利用，通過在城市中留出一定通道，促進(jìn)空氣流通和城郊間交換，并考慮聯(lián)通城市熱島嚴(yán)重區(qū)域防止其蔓延激增，同時也防止用地“板結(jié)”，利于水土保持和生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展，起到串聯(lián)生態(tài)用地的作用，承載一定的城市生態(tài)的功能。根據(jù)《北京城市總體規(guī)劃（2016-2035年）》（圖2），到2035年，北京市將建成5條寬度500米以上的一級通風(fēng)廊道、多條寬度80米以上的二級通風(fēng)廊道體系。西北通道是植物園-昆明湖-昆玉河-紫竹院-玉淵潭。西部通道是植物園-西五環(huán)及兩側(cè)綠化帶。中部通道是太平郊野公園-東小口森林公園-奧林匹克公園-北中軸線-后海-中南海-天壇公園-龍?zhí)逗珗@-京滬高速及兩側(cè)綠化帶。中東部通道是清河郊野公園-朝來森林公園-太陽宮公園-朝陽公園-東北五環(huán)綠地-東南五環(huán)分鐘寺-京滬高速及兩側(cè)綠化帶。東部通道是京密高速-東五環(huán)及兩側(cè)綠化帶。

（二）“留白增綠”，逐步擴(kuò)大城市綠地水體面積

熱島強(qiáng)度與城市綠地面積密切相關(guān)。一般來說城市綠化覆蓋率與熱島強(qiáng)度成反比，綠化覆蓋率越高，熱島強(qiáng)度越低。以北京市五棵松熱島集中區(qū)為例，該地區(qū)多年來熱島比例變化非常明顯，集美家具城等建設(shè)曾導(dǎo)致該地區(qū)環(huán)境一度被嚴(yán)重破壞，熱島強(qiáng)度迅速升高，成為典型的熱島集中區(qū)。隨著區(qū)域內(nèi)家具城、密集平房的拆遷和大規(guī)模綠地建設(shè)，熱島強(qiáng)度明顯下降。當(dāng)一個區(qū)域綠化率達(dá)到或大于30%時，綠地對熱島有較明顯的削弱作用。除綠地能夠有效緩解城市熱島效應(yīng)外，水面、城市風(fēng)也是緩解城市熱島的有效因素。覆蓋率達(dá)到60%以上的集中綠地，其內(nèi)部的熱輻射明顯降低，可以在城市形成以綠地為中心的低溫區(qū)域，成為人們戶外游玩的優(yōu)良環(huán)境。植物通過蒸騰作用，不斷從環(huán)境中吸收大量的熱量，降低環(huán)境空氣的溫度，每公頃綠地平均每天可以從周圍環(huán)境中吸收81.8兆焦耳的熱量，大約相當(dāng)于189臺功率為1千瓦空調(diào)的作用。綠地因蒸騰作用散失的熱量高于所得到的太陽輻射能，溫度降低，空氣冷卻收縮下沉，地面氣壓升高，氣壓高的氣流從綠地吹向周邊地區(qū)，形成局部環(huán)流，客觀上起到降低周圍環(huán)境溫度的作用。

除了大范圍的綠地之外，水面也能夠削減城市熱島，因?yàn)樗臒崛萘勘鹊孛娴臒崛萘扛撸瑫r水體存在湍流交換，使其吸收蓄積大量熱能，在吸收相同熱量的情況下，表現(xiàn)出水面比其他下墊面的溫度低。根據(jù)北京市的自然條件和城市特點(diǎn)，在有條件的地區(qū)，逐步增加水體面積，對于建設(shè)生態(tài)完善、環(huán)境優(yōu)美的城市空間意義重大。

“留白增綠”是北京市改善城市環(huán)境、增加綠化面積的重要手段。黨的十八大以來，北京大力開展規(guī)劃建綠、疏解增綠、精心管綠，中心城區(qū)“兩軸、三環(huán)、十楔、多園”的生態(tài)格局基本形成，新城園林綠化發(fā)展水平顯著提升。截止2016年底，北京城市綠化覆蓋率達(dá)到48.1%，人均公共綠地面積達(dá)到16.1平方米。建成了11處新城濱河森林公園、710公里健康綠道。在北京的老城區(qū)中，有不少公園綠地結(jié)合拆違迅速建成，馬家堡東路和永定門外大街之間的西革新里城市休閑公園就是其中之一。海淀區(qū)的“三山五園”健康綠道、朝陽區(qū)的望和公園健身步道、西城營城建都濱水綠道、圍繞二環(huán)路建設(shè)的環(huán)二環(huán)城市綠道等，在扮靚城市景觀的同時為居民提供了更多休閑健身的場所。北京市公園500米服務(wù)半徑已達(dá)到72%，核心區(qū)域已達(dá)到90%，拆遷違章建筑騰退出來的空間大部分用于增加老百姓身邊的綠地，建設(shè)小微公園和城市綠網(wǎng)。

圖2 《北京城市總體規(guī)劃（2016-2035年）》