城市生态环境学.docx
《城市生态环境学.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《城市生态环境学.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
城市生态环境学
第一章引论
一、名词解释、填空
1.环境:
环境总是相对于某个中心事物而言的,总是作为某个中心事物的相对面而存在的。
环境是
空间实体,也是物质实体。
2.生态:
现今生态不仅是指一种“关系”,而且是一种复杂关系的和谐。
城市生态是城市居民与城市环境关系的和谐。
3.城市生态环境:
在特定城市区域中,城市居民与城市环境的统一体,以及这个统一体中进行物质能量流动的因素,称为城市生态环境;研究城市居民与其生存环境之间的相互关系的科学,称为城市生态环境学。
4.城市生态环境系统:
是以人为中心的城市环境系统,包括生物因素、非生物因素,拥有可数量化
的能流物流,称城市生态环境系统。
城市生态环境系统与城市生态系统没有本质的区别,只是研究的侧重点有所不同,城市生态系统侧重网络结构关系和调控机理的研究,城市生态环境侧重环境特征、要素结构功能的变化,以及污染物的环境行为和效应的研究。
5.城市生态环境有城市自然生态环境和城市人工生态环境组成。
城市自然生态环境又由物理环境和
生物环境组成;城市人工生态环境由城市设施、社会服务和生产对象组成。
6.城市生态环境的功能:
生产功能、生活功能、还原净化和资源再生功能。
7.城市生态环境系统的结构有少量生产者、大量消费者和少量分解者组成。
系统不能自给自足,营养级结构是倒金字塔,不稳定。
所以城市生态系统结构具有复杂性和脆弱性。
8.城市生态环境系统的功能是结构的外在表现,结构合理与否直接影响系统功能的发挥。
系统的功能总是与其结构相适应,要提高功能必须优化结构。
二、简答题
1.城市生态环境学研究的对象
城市生态环境学研究的对象是城市,是城市空间范围内,围绕着以人群为中心的人类住区各种物质实体(如大气、水体、土地、生物、各种城市设施等)和社会因素(如人口、经济、科技、文化等),即研究以人为中心的自然环境、经济环境、社会环境的综合体,是城市居民与其生存环境之间的相互关系。
2.城市的概念和性质
城市是一个复杂的生态系统,是以人为主体,人口、活动、设施、物质、科技、文化高度集中,并不断高速运转的开放性有机综合体。
人口高度集中、物质高度集中、设施高度集中、活动高度集中、科技文化高度集中是城市区别于乡村的基本特征。
人、物、空间,是构成城市的三个基本因素,三位一体,以人为主体。
以人为主体是城市的根本性质。
3.城市生态环境学的性质和任务
城市生态环境学的性质:
综合性、边缘科学、二重属性。
城市生态环境学的根本任务:
从整体上来协调人类的社会经济活动与自然环境之间的关系,以城市生
态系统平衡来支持和保障城市的持续发展,为建设一个规划布局合理,配套设施齐全,有利工作,方便生活,环境清洁、优美、安静,居住条件舒适的人类住区环境,从而实现城市可持续发展,是城市生态环境研究的目的和任务。
4.城市生态环境学研究的主要内容和方法
城市生态环境学研究的内容:
1)城市生态环境的组成和结构;
2)城市生态环境的功能;
3)城市生态环境中能流、物流和信息流;
4)城市生态环境的动态变化;
5)城市生态环境管理和调节控制。
城市生态环境学研究的基本原理和方法:
熵的法则、耗散结构和反馈作用的原理;实践方向。
三、问答题
1.城市生态环境系统的基本特征
1)人居主导地位;
2)人工物质系统极度发达;
3)城市生态环境系统具有不完全性;、
4)城市生态环境系统具有整体性和综合性;
5)城市生态环境系统具有开放性;
6)城市生态环境系统具有脆弱性和非稳态平衡性;
7)城市生态环境系统自我调节能力的有限性;
8)城市生态环境系统能量流动的单向性和低效性;
9)城市生态环境系统是人类自我驯化的系统。
第二章城市地质地貌
一、简答题
1.城市建设中主要的地质问题包括:
城市地质稳定性、城市地质安全性、城市地质基础、城市地下水供水条件。
2.影响城市建设的主要地质因素有:
工程地质、水文地质、地质构造、地壳升降活动、地震。
3.城市化过程中引起的主要地貌变化
1)流水作用过程的变化;
2)重力作用过程的变化;
3)碦斯特地貌过程的变化。
4.城市地貌的类型及特点
城市地貌类型包括:
自然成因地貌、人工成因地貌、混合成因地貌。
其特点分别如下。
1)自然成因地貌是指几乎未受过人类活动影响的地貌体,属于覆盖全球的构造地貌,是塑造城市地矛盾基础;
2)人工成因地貌是由人类的作用力和人类掌握的物质能量构成,是人工堆积和剥蚀的地貌实体,是相对独立的地貌体。
具有按人类的意旨塑造,形态各异,风格不同,形成速度快,扩展范围大等特点。
3)混合成因地貌是人工地貌体叠加在自然地貌之上,或人类活动作用对自然地貌产生了一定的效应,丹作用量值仍小,未能形成独立的地貌体,故又称“人工叠加地貌”。
4)自然成因地貌是人工成因地貌和混合成因地貌的基础,混合成因地貌是城市地貌的主要特征。
城市发展不同阶段,城市地貌的组成结构过程都有不同,随着城市的发展,自然成因地貌不断受到改造,人工成因地貌迅速增加,城市地貌结构发生了变化,向混合成因地貌和人工成因地貌转化。
5.影响城市活动的主要地貌要素
1)地表形态:
地面起伏度、地面坡度、地面切割度;
2)地面营力过程和效应:
自然地貌营力、人类作用营力和效应(地面侵蚀、河湖淤积、融冻作用);
3)地面组成物质。
6.城市主要地貌灾害及防治措施
城市地貌灾害主要包括:
地势造成的城市洪涝灾害、重力作用造成的滑坡、崩塌灾害、认为作用产生的地面沉降。
滑坡崩塌的防治措施:
1)建设前做好地质探测,对建设用地的地形特征、地质构造、水文、气候以及土体或岩体的物理力学性质做出综合分析与评定;
2)选择稳定的地段,在选择建设用地时应避免不稳定的坡面;
3)在选用有滑坡可能的用地时,应采取具体工程措施,如避免切坡和保护坡脚;
4)冲沟发育地带,要分析冲沟分布、坡度、活动与否,发育条件等,以便采取措施,如绿化固坡,修护护坡工程等。
地面沉降的主要防治对策和措施:
对于沉降严重的地区可采用人工提水回灌,但是任何措施都不可能是破坏的地面形态复原。
所以预防措施显得尤为重要,控制地下水开采,限量开采;对水紧张的地区进行分质供水,一水多用,循环用水和治理水污染。
二、问答题
1.城市发展不同阶段地貌特点及管理
1)初期营力平衡,注意合理开发。
城市发展初期,建筑活动一般地说与地貌营力相平衡,所以说此阶段要注意合理开发,保持人与自然的协调;
2)建设期侵蚀强,沉积负荷量大,要注意防侵蚀。
随着城市的发展,经济活动的进一步加强,建设活动增多,不透水面积增大,改变了地面的渗透和洪水滞后时间,从而引起平均渗透速率下降;另一方面在有些地区,植被被清除但没有建设房屋、街道,从而增加了下渗速率,降雨峰值与洪峰之间的滞后时间缩短,城区地面侵蚀作用加强,河流沉积物输送率加大,沉积负荷增加,所以此阶段要注意防侵蚀。
3)城市建成后不透水面积大,注意防洪涝崩塌。
城市发展的后期阶段,土壤为不透水地面封闭,渗透速率下降;洪水滞后时间缩短,洪水威胁加剧;地面侵蚀减弱;河流携带的负荷减少与增加的径流不相适应,河流系统处于不平衡状态,结果在人工河道与自然河道的交接部位引起强烈的侵蚀作用。
人工坡面多呈不稳定状态,块体运动加剧。
因此,城市开发建设不同时期,应根据当地的地形要素和气候、水文、土壤、植被等,采取不同的管理保护措施,如尽可能少干扰地面的稳定状态,减少裸露面积,尽量缩短地面裸露时间。
积极采取有效措施护岸、保坎、修筑台阶来防止和减少侵蚀。
修建大口径排水灌渠,分散或增大径流,减少洪涝等。
2.地貌环境对城市开发建设的影响
1)地面部位与城市分布,地貌环境影响城市的分布格局、城市的区位和城市的地域结构等。
以中国的城市分布来说,绝大部分的城市分布于平原、河谷、山间盆地和山麓绿洲等海拔较低、地形平坦的地带。
2)地貌形态结构与城市布局,作为城市下垫面和物质基础的地貌环境,其类型、形态、结构、过程等对城市都具有决定性和制约性的影响:
a)影响城市区位条件、布局、地域结构;
b)影响城市形状的形成和发展;
c)影响城市空间分区、布局、结构;
d)影响城市发展规划和景观风格;
e)地貌结构形态影响城市土地资源种类、分布、利用方式、利用程度和效益,从而影响城市港口、机场建设,交通、城镇布局、旅游业发展。
3)地形坡度与城市开发建设,从城市的形成与发展来看,平缓地形是最有利于城市建设发展的外部条件之一;从城市内部空间结构布局来看,平缓地形也是最有利于布局;从城市整体建设角度来看,平缓地形城建投资省,丹平缓地形也不能过于平缓,否则也会变成不理因素。
4)地面组成物质与城市开发建设,地面组成物质既是地貌作用过程的物质基础,也是城市的立地条件和依托,城市各种建筑物和构筑物的地基基础,都是坐落在表土和底土之上。
城市各种建筑物和工矿建设都必须考虑到表土和底土的性质。
不同成因类型的表土和底土,其承载力有很大差异,对城市建设、交通、地质灾害等均有影响。
第三章城市气候
一、简答题
1.城市气候的基本特征
1)城市直接辐射和总辐射比郊区少;
2)城市气温比郊区高,形成城市热岛;
3)城市的风速比郊区小,风向不稳定;
4)城市空气多湍流运动,有热岛环流和城市风;
5)城市蒸散量和空气湿度比郊区小;
6)城市云量比郊区多,尤其低云;
7)城市的雾郊区多,有的还有光化学烟雾;
8)城市降水比郊区多,尤其是对流性降水。
2.城市化对气候影响的机制
1)城市下垫面性质变化及其影响,城市下垫面对气候的影响主要是指城市下垫面热力学特性(比热、热容量、吸热、反射、投射等)、水分循环特性(蒸发、蒸腾、凝结、透水等)和动力学特性(摩擦、阻滞、抬升等)的变化对城市个气候因子的影响。
2)城市大气成分改变及其影响,城市大气成分中固态颗粒物和气态的有毒有害气体含量增加,造成大气污染,降低城市空气的透明度和能见度,改变太阳入射角度、大气散射辐射和吸收地面长波辐射的能力,促使入城市的太阳辐射减少,吸收地面长波辐射并产生较多的逆辐射,对地面有保温作用。
3)城市人为热释放及其影响,城市人为热使城市区域增加许多热量收入,改变了城市区域的能量平衡,形成城市热岛。
3.城市大气分层
城市大气分层在垂直方向可分为:
1)城市覆盖层:
地面以上至建筑物屋顶;
2)城市边界层:
建筑物屋顶到积云中部;
3)城市羽尾层
4.什么是城市热岛
城区气温高于四周围郊区,如果绘制等温线图,则形成等温线呈闭合状态的城市高温区,人们把这个高温区比喻立于四周围较低温度的乡村海洋中孤岛,称为“城市热岛”,这种现象称为城市热岛效应,或统称为城市热岛。
5.城市热岛的时空变化及其影响机制
1)城市热岛的空间分布
a)水平分布:
城市高温中心出现在人口密集、建筑密度大、工商业最集中的城区;城市高温区内等温线稀疏,气温水平梯度小,而城区边缘气温水平梯度大,等温线密集;闭合等温线分布和走向大致与城区轮廓平行;城区由于土地利用类型和下垫面性质不同,气温也有高低之分。
b)垂直变化:
一般,白天城郊差别不明显;夜间,因城郊气温垂直变化不同,城市地面热岛明显,强度大,向上递减,到一定高度出现“交叉现象”,郊区整层表现为辐射逆温。
2)城市热岛的时间变化
a)城市热岛强度的日变化:
日落后3-5小时城市热岛强度大,午后13时最弱。
不过热岛强度的变化不是直线的升降,而是呈波浪式起伏。
b)城市热岛强度的年变化:
一般来说,城市热岛出现在高气压,少云,湿度小,大气稳定的天气条件下。
所以我国季风气候区,城市热岛强度年变化一般是秋冬强,出夏季弱。
c)城市热岛的其他不规则变化:
随城市人口