城市生态环境学.docx

1、城市生态环境学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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、：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，

9、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，

10、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

11、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

12、；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

13、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

14、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

15、：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

16、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：随城市人口规模、密度而异；随城市建筑密度而异；随城市土地利用性质不同而异；随下垫面形状、街谷

17、、城市布局而异；随城市气候条件而已；城市热岛强度还因天气气象条件和认为因素不同而出现非周期性变化。6. 城市大气水分效应一般情况下，城市化结果使城市的绝对湿度和相对湿度均小于周围郊区；城市云量多于郊区，尤其是低云；城市雾量对于郊区，尤其是浊雾。城市化对降水的影响有争论，以往的研究有下面几种不同的看法：降水增加，尤其是城市的下风向；降水减少；无影响；对流性降水明显增多。7. 城市化影响降水的机制1） 热岛效应：容易形成对流云和对流性降水。2） 混浊岛效应：有利于水汽凝结，生成降水。3） 摩擦阻挡效应：使云滴绝热升降，凝结并形成降水，并停留降水。另一方面，城市建筑物，人工铺装的路面不透水层，使空气

18、温度减小，不利于降水形成。8. 城市降水变化的生态环境效应1） 城市降水强度增加，使城市雨洪径流量增大，洪水增多，加剧土壤侵蚀，加速河湖和下水道系统淤积，使城市排水管网漫溢增多；2） 降雨总量增大，冲洗污染物增多，水体污染加剧，水处理负担加重；但另一方面，径流量增大，提高自净能力，又可改善水环境污染；3） 强对流行降水增多，多伴随冰雹等灾害天气，农业受灾减产；4） 降水量减少，缺水、干旱，又使供水费用增加。9. 城市化对风的影响1） 摩擦使城市风速减小，但又一临界风速值；2） 城区内因受热不均而产生街道风；3） 城区峡谷效应产生“急流”；4） 建筑物的阻碍效应；5） 城市风分布不均，时大时小，

19、阵性大，风向不定。10. 什么是热岛环流城市四周郊区较冷的空气向城区辐合，上升到高空辐散，向郊外流出并下沉，引起局地环流，称城市热岛环流。二、问答题1. 城市热岛对生态环境的影响及防治对策1)城市热岛对生态环境的影响：a） 加重城市空气污染；b） 影响取暖季节和能耗；c） 影响城市积雪；d） 影响无霜期和物候期；e） 夏季，热岛效应加强城市高温的酷热程度，易产生高温灾害，影响健康舒适。2)城市热岛防治对策：根据城市能量平衡方程：Qn+Qf=QH+QE+QG+Qp，要削减城市热岛效应，一方面要使方程左边的收入减少：a) 削减人为热的排放；b) 削减城市净辐射量：增大城市反射率、合理规划城市建筑物

20、的高度和密度、削减大气污染，以减少大气逆辐射，也可以使城市净辐射量减少。另一方要使方程右边项增大：a) 增加城区水域面积和喷水洒水设施；b) 提高城市绿地覆盖率。2. 城市风场对人类活动的影响1）盛行风与城市规划a） 季节变化行 在季风区，风向随季节转换而变化，冬、夏季主导风向风频相当，但风向相反或接近相反。城市规划布局要尽量避开冬夏对吹的风向，选择最小风频风向。b） 主导风向型 主导风向型的地区，全年吹一个风向的风。所以有污染的工厂企业宜布置在主导风向的下风向，居住区置上风向。c） 无主导风向型 无主导风向的地区，全年风向不定，应着重考虑风速，有污染的工厂企业宜布置于最大平均风速的风向的下风

21、向。d） 小风、准静止风型 由于准静止风型的地区，城市无法从污染风频中寻找污染最小的方位，故有污染的工厂企业宜布置于卫生防护距离之外，将生活区置于安全区内。2）局地环流与城市规划a） 海陆风、山谷风的影响 沿海城市，海陆风或湖陆风显著，风向以日为周期有规律地交替，白天吹海风，夜间吹陆风。因此，城市规划布局应将工厂企业和居住区均平行海岸布置，污染机会最小。山区城市，山谷风显著，风向也以日为周期有规律地交替，白天吹谷风，夜间吹山风，城市规划时，不但要考虑山谷的方向，而且要考虑谷风大于山风的特点。b） 热岛环流的影响 由于城市热岛环流的存在，气流从四周郊区向市区辐合、上升，一方面携带郊区工厂排放污染

22、物进入市区汇集。另一方面由于干湿沉降作用，污染物停留低空，加重城市污染。再者，城市夜间由于有浅薄的不稳定层结存在，微弱的对流容易吧污染物带到地面，使城市夜间污染物浓度较高。所以要规划建设环城防护林带。c） 局地气流的影响 气流翻越高达建筑物时，在背风面下沉，风速减小，产生涡流，阻碍污染物扩散，加剧城市局地污染。故城市规划要设计高烟囱排放，建筑物与高大烟囱之间距离布局要合理。再加上城市街道风造成的热力小环流，这些都会使城市局地污染浓度增大。城市规划时也需给予考虑，采取相应的防护措施。第四章 城市水文及水资源一、 简答题1 城市化对水系的影响，包括：地面水系人工化、地下建成排水系统。2 城市化对水

23、分循环过程的影响，包括：蒸发量减少，地面径流量增加，渗透到地下的量减少。3 城市化对河流水文性质的影响，包括：流量增加，流速加大；径流系数增大；洪峰增高，峰现提前，历时缩短；径流污染负荷增加。4 城市化对地下水的影响，包括：地下水位下降，局部水质变差；水量平衡失调；生态环境恶化。5 城市化对水量平衡的影响流域水量平衡方程式为：W=(P+R+G)-(E1+E2+R1+G1+S) 城市水量平衡方程式为：W=(P+R+G+T)-(E1+E2+R1+G1+S+T1)W：时段内区域水量变化P：降水量R，R1分别为地表径流流入量与流出量G，G1分别为地下提取与渗入地下水量E，E1分别为地表蒸发和植物蒸腾水

24、量S:为生态系统组分内贮水量T，T1分别为上水管输入水量和下水管输出水量。6. 城市水资源的主要问题1） 城市用水量激增，水资源短缺；2） 城市水质污染严重；3） 城市用水不合理，城市水资源问题的实质是城市发展到一定阶段的产物。7. 城市水资源系统的组成和结构，包括：供水系统，用水系统，处理系统，管理系统。8. 城市水资源系统的特征1） 城市用水门类多，用户情况复杂；2） 城市供水需求连续性、保证率高；3） 水质要求高；4） 城市用水集中，用水量增长快，节水潜力大；5） 城市水资源系统具有开放性。9. 城市河流的生态环境功能1） 就进供水的功能；2） 供绿和降温增湿的功能；3） 提供便捷的交通

25、条件；4） 提供生物多样性存在的基础；5） 提供城市居民亲近自然的场所；6） 提供自然教育课的天然实验室。10. 城市河流的合理开发利用与保护1） 保持河流原来的自然地貌特征；2） 维持河流的水文特征；3） 保持河流水质清洁；4） 合理开发利用。二、问答题1. 城市水资源开发利用与管理城市水资源开发利用与管理的主导思想：积极开发水资源和实行全面节约用水，以缓解目前存在的城市和农村严重缺水危机，使水资源的开发利用获得最大的经济、社会和环境效益，满足社会、经济发展对水量和水质的日益增长的需求。同时，在维护水资源的水文、生物和化学等方面的自然功能以及维护和改善生态环境的前提下，合理、充分地利用水资源

26、，使得经济建设与水资源保护同步发展。城市水资源开发利用与管理的目标：1） 满足城市生活和工农业可持续用水需求；2） 实现水资源、水质和水生态系统的良性循环；3） 实现地下水开采与补给的良性循环；4） 控制水环境污染，实现水环境功能区水质达标、企业污水水质达标排放，扭转水资源质量退化与枯竭的趋势；5） 实现污水资源化，循环用水，高效用水。城市水资源开发利用与管理的对策与措施1） 全面规划，统筹兼顾，综合利用，讲究效益，发挥水资源的多种功能；2） 依靠科技进步，推广应用新技术，提高城市水资源利用率；3） 开源与节流结合，实行计划用水，节约用水；4） 健全和完善城市水资源管理机制。第六章 城市绿地及

27、其生态环境效应一、简答题1. 城市绿地的功能 城市绿地的功能多种多样，我国国务院颁布的城市绿化条例规定：城市绿化首要任务是改善生态环境，城市绿地对改善城市生态环境的功能包括：环境功能、生产功能和生活功能。2. 城市绿地的类型和特点 类型：1）公共绿地；2）居住区绿地：3）单位附属绿地；4）防护绿地；5）风景林绿地；6）生产绿地。 特点：1）多元性明显；2）分布零星分散；3）按点、线、面三种形状布局；4）结构单一；5）在管理上分散。3. 城市绿地的生态环境效应 1）光能效应。减光效应、削减太阳辐射效应、热量平衡效应。 2）降温增湿效能。 3）碳-氧平衡效应。 4）净化环境效应。绿化植物对二氧化硫

28、的净化效应、绿化植物对其他有毒有害气体的净化效应、绿化植物的减尘效应。4. 城市绿地系统资源调查的特点和要求以及对象和范围城市绿地系统资源调查的特点：调查要求精度比一般山地森林资源、植被资源高。基本要求：1） 要与国家森林植被调查和管理相衔接；2） 要与城市建设和发展的需求相适应；3） 要与城市绿地可持续经营的要求相适应。调查对象和范围：对划入城市行政区域内全部土地上的绿化植物及其生境资源作调查，包括水平绿化和垂直绿化的面积和植物资源。城市绿地系统资源调查的主要内容：1） 城市绿地系统生态环境资源调查；2） 城市绿地系统景观资源调查；3） 生物多样性调查；4） 社会需求调查。5. 城市绿地系统

29、资源调查的方法：1) 绿地面积调查；2) 绿地生物量调查；3) 城市绿地系统景观资源调查；4) 绿地系统健康状况调查。6. 城市绿地规划的主导思想是：生态学原理和可持续发展。7. 城市绿地规划的原则和依据：1） 生态功能优先原则；2） 因地制宜原则；3） 整体优化原则4） 以人为本原则；5） 长远目标和近期目标结合的原则；6） 科学性和可操作性结合的原则。8. 城市绿地定额指标及其计算1） 城市绿化覆盖率=城市绿地面积/城市总面积，以%表示。2） 建成区绿地率=城市绿地面积/建筑用地面积，以%表示。3） 人均公共绿地面积=公告绿地面积/城市常住人口，以m2/人表示。4） 人均绿地面积=城市绿地

30、面积/城市常住人口，以m2/人表示。9. 指标的确定影响指标确定的因素主要包括：1） 影响城市绿地指标的因素；2） 使空气中碳、氧保持平衡；3） 能满足减少空气中粉尘和有害气体的含量，降低噪声强度，保护和提高环境质量的需要；4） 能满足旅游休息的需要。10. 城市绿地系统的规划布局1） 均匀分布，连贯称完整的绿地系统；2） 因地制宜，与河湖山川自然环境相结合；3） 布局形式多种多样，块状、环状、放射状、放射环状、网状、楔状、带状、指状8种。11. 城市绿化植物的选择和配置1） 城市绿化植物选择的一半原则：适地选树、适时选树、适生境选树、适生态学规律选树。2） 城市绿化植物的配置：乔木与灌木的搭

31、配；落叶树与常绿树的搭配；平面立面配合。第七章 城市环境污染一、简答题1. 城市环境污染的污染源及主要的污染物城市环境污染的污染源主要包括：工业污染源、交通污染源、农业污染源和生活污染源。主要的污染物：物理性污染物和化学性污染物。物理性污染物只要是噪声污染、光污染和电磁污染；化学性污染物主要是有机污染物和化学污染物。2. 我国城市环境污染现状1） 城市大气污染现状不容乐观；2） 城市水体有机污染加重，饮用水源水质下降；3） 城市噪声污染严重；4） 城市固态废弃物产生量逐年增加，处理率低。二、问答题1. 我国城市环境污染问题产生的主要原因及防治对策我国城市环境问题产生的主要原因：城市人口迅速膨胀，公告基础设施，特别是环境保护的基础设施薄弱；不少城市缺乏周密的、有预见性的总体规划；决策、措施不力；科学技术水平不高；环保资金投入不足，管理不善；城市基础设施落后，社会化的污染控制能力较弱。防治对策：1） 预防为主，防治结合。把环境保护纳入城市及经济与社会发展计划