近20年来中国建成区扩张、建成区植被和热岛效应变化及其人文影响因素研究

【摘要】城市是经济、政治、科学技术、文化教育的中心,在中国社会主义现代化建设中起着主导作用。从地理学角度来看,城市区域是一种特殊的地理环境,是人类对自然环境干预最为强烈的地方,是一种不完全的、脆弱的环境系统,是人类受自然环境的反馈作用最为敏感的地方,同时又是一个极其复杂且处于动态变化之中的巨系统。城市经济发展的最终目的是富民强国,提高人们的生活水平。而良好的生态环境是高质量生活的必要条件。中国作为发展中国家,自1978年改革开放以来,随着国家经济的不断发展,城市化水平有了很大提高,尤其是近20年来,城市化进程快速推进。大量人口从乡村向城市迁移,不断增长的城市人口给城市造成了前所未有的压力。在此背景下,城市空间不断扩张,1990年全国城市(直辖市、地级市及县级市)建成区面积为13148km2,到2010建成区面积为41755.7km2。城市化在推动经济快速发展的同时,对周围生态环境造成了现实的或潜在的威胁,如植被破坏、热岛效应、环境污染等。城市植被是城市生态系统非常重要的组成部分,对改善城市生态环境有着不可替代的重要性,一方面能为城市居民提供良好的生活环境,为城市生物提供适宜的生境,另一方面能增强城市景观的自然性,促进城市居民和自然的和谐共生。城市热岛效应改变了城市的热量环境,影响了区域气候、城市空气质量以及城市生物的分布与行为,进而引发了一系列生态环境问题。随着人们对居住环境要求的进一步提高,城市热环境问题作为城市生态环境的综合体现而日益受到了人们的关注,良好的城市热环境是城市人居环境生态化的重要标志。城市建成区是中国转型期环境变化最为迅速的区域,其建设成败直接影响了中国城市化的质量,在很大程度上影响了中国的可持续发展进程。目前研究中国城市化引致的区域生态环境变化的研究比较多,着眼于城市建成区的研究比较少,即使有一些研究成果也主要是针对某一个或者某一类城市进行研究,对全国656个建制城市建成区进行系统地、全面地、定量地研究比较少。本文在总结了中国城市化与生态环境之间关系的基础上,提出了中国城市发展与城市生态环境之间关系的理论假设,构建了人为因素对建成区植被、热岛效应影响机制模型。以中国656个建制城市为研究对象,从城市人口、城市GDP和建成区空间扩张三个方面来反映城市的发展情况,从建成区植被状况和城市热岛效应两个方面来反映城市生态环境的状况,分析了1992-2010年随着城市发展,建成区植被和热岛效应的变化情况,对理论假设进行了验证分析；最后,分析了人为因素对建成区植被和热岛效应的影响,主要的研究结论如下：(1)城市发展和城市生态环境之间的关系①随着城市的发展,城市生态环境状况先呈现出恶化的趋势,之后,当城市人口(城市GDP或者建成区面积)达到某个临界点后,随着城市的发展,城市生态环境出现好转的趋势。②同一时期内,不同规模的城市建成区内,城市生态环境具有差异。发展初期和中期,城市人口(城市GDP、建成区面积)越大的城市,城市生态环境越差；发展后期,城市人口(城市GDP、建成区面积)大的城市,城市生态环境出现变好的趋势。(2)建成区扩张情况分析同一时间段内,城市规模越大,城市建成区年均扩张速度越大；1992-2010年,东部城市建成区扩张速度最大,东北最小,中、西部次之；所有城市建成区面积在加速扩张。同一年份,城市规模越大,城市外部形态紧凑度越小；而中、西部城市平均紧凑度大于东部、东北部。(3)城市发展与建成区植被同一时期内,不同规模(城市人口、GDP或者建成区面积)城市的建成区植被状况具有差异。1992和2000年,随着城市人口(城市GDP和建成区面积)的增加,建成区植被状况出现变差的趋势,而在2010年,随着城市人口(城市GDP和建成区面积)的增加,建成区植被状况呈现出先变差后变好的趋势。(4)城市发展与热岛效应1992、2000和2010年三个时期,随着城市人口的增加,城市热岛效应呈现增强的趋势,但是增强趋势在减小；在1992和2000年,随着城市GDP(建成区面积)的增加,城市热岛效应呈现增强的趋势,而在2010年,城市热岛效应呈现出先加强后减弱的趋势。(5)人为因素对建成区植被的影响①1992和2000年,城市规模越大的城市,人为因素对建成区植被的不利影响越大；而在2010年,从小城市、中等城市、大城市到特大城市,人为因素的不利影响呈现先增加后减小的趋势。②从纵向时间角度来看,1992-2010年,特大城市和大城市建成区,人为因素对建成区植被的不利影响在减小,人为因素对中等城市建成区植被的不利影响基本不变,而对小城市建成区植被的不利影响在增加。③1992—2010年,在东部地区,人为因素对建成区植被的不利影响在减小,而在西部、中部和东北地区,人为因素对建成区植被的不利影响在增加。(6)人为因素对热岛效应的影响①城市规模越大,城市热岛效应也越大,即城市发展对城市热岛效应起到促进作用,但是这种促进作用是在不断减小的；②建成区植被越好(绿化率和植被长势),越能缓解城市热岛效应,即建成区植被对城市热岛效应起到缓解作用,并且这种缓解作用是在不断增加的。
【作者】刘沁萍；
【导师】杨永春；
【作者基本信息】兰州大学，人文地理学，2013，博士
【关键词】城市发展；城市生态环境；建成区扩张；建成区植被；城市热岛效应；人为因素；

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