自然地理学.pptx

HowandWhereWill10BillionPeopleLiveonEarth 汇报人 徐中强 我们生活在城市的时代 在2008年 人类经历了一个里程碑 生活在城市的人口数量第一次超过了其他居住形式的人口 联合国预测在未来的几十年 全球大部分人口的增长将出现在城市地区 2007年 2050年世界人口预计将增长10亿 50亿 UN 2009 按照现在出生率和死亡率的趋势 到2050年全球人口将在79亿 120亿之间 如表4 1 在适中的增长情况下 到2050年世界人口将接近100亿 而城市估计会有31亿新的定居者 尽管有一些不确定的因素 比如HIV AIDS的影响 经济衰退对死亡率和城市的迁移 当前城市化已达到空前的规模 图4 1根据出生率和死亡率 到2050年世界总人口可能达到将近120亿 但最低可能有79亿 来源 联合国 城市化的全球人口有着显著的后果 潜在的积极和消极因素 对资源的利用 环境的可持续性 和人类最终的幸福 人口和资源集中在定居点密集的城市能减少城市建设和交通发展的能源消耗 也能减少二氧化碳的排放 NRC NationalReferralCenter全国咨询中心 2009 城市地区也提供了经济机会 并且在一些地方也是经济增长的动力 大部分城市人口增长将集中在发展中国家 尤其是非洲和亚洲 在历史上 城市化主要发生在相对发达的区域 在1990年 欧洲 北美 拉丁美洲 大洋洲的城市人口超过了70 如表4 2 相反 甚至在2010年 非洲的城市人口仅仅接近40 亚洲的城市人口接近总人口的一半 图4 21950 2050年区域城市人口比重 来源 联合国 除了城市化的人口 在全球范围内 家庭数量的增长快于人口 在美国 家庭的平均规模一直在稳步下降 从1850年的5 5人下降到1915年的4 5人 再到2008年的2 56人 美国人口调查局 2004 因为每个城市资源的消费更接近以家庭的数量为准 而不是人口本身的数量 刘等人 2003 不仅每个家庭保持自己的住宅 而且总的人均居住面积在很多国家都在增长 在美国 单户住宅的平均尺寸从1970年的139m2增加到2008年的234m2 增长超过了60 美国人口普查局 2004 同样的 在中国 人均住宅空间在27年里增长了3倍 从1978年的8 1m2到2005年的26m2 中国国家统计局 2009 接下来 我们需要了解在未来的40年 100亿人口如何被分配到家庭中以及100亿人口在世界各地的地理分布 城市人口展开的增长与环境的挑战 资源需求 基础设施的需求 能源需求和治理问题相关联提出了根本的 政策相关的问题 迈向可持续发展带来了前所未有机遇 这些问题是社会走向21世纪的城市化世界所不能忽视的 因此 人类所面临的最大挑战之一就是100亿人如何以及在何处生活以减少他们对环境的影响 鉴于100亿人中的大部分将生活在城市 一个城市化的地球的后果是什么 我们怎样减少消极影响 同时提高积极影响 地理科学的角色 人类定居的研究是一项固有的人类与环境相互作用的调查研究 它需要准确的空间数据和分析 是一个在地方和跨地区的相互作用和在不同的土地使用的交易知识的理解 关于城市 城市扩张 城市土地使用理论以及人类居住地的发展的研究 在地理科学上有很长的研究历史 Marsh 1864 现代地理学方法正在产生对城镇土地利用模式的见解 从市内到区域和全球范围 通过卫星常规采集的地球大部分地区图像提供了一个宝贵的历史记录 覆盖超过30年 这一革命性的发展使得监控人力修饰和地球表面城市化的整个范围内的空间分辨率成为可能 从 1米到全球尺度 Sawayaetal 2003 Zhangetal 2004 卫星如Terra 水 地球资源 和热带降雨测量都提供城市环境的数据 框4 1 图4 1遥感应用与人类居住地的联系地球上最长的连续观测都可以通过卫星计划来实现 远程监控1972以来城市地区和城市增长 从速率和城市扩张的大小 到人口密度和夜间灯光的全球分布 卫星数据提供了关于世界各地的人类住区的地理分布特点基线信息 长时间卫星数据记录生产了一个清晰的城市形态演变的图片 主要的农业土地对城市的影响 地区城市和全球温度的足迹 数据来源于分辨率成像光谱仪 MODIS 每日提供的全球覆盖空间分辨率在500米到1公里的城市特征 如土地覆盖 地表反照率 空间分辨率的气溶胶 和陆地表面温度 自1992以来 国防气象卫星计划 业务线扫描系统 DMSP OLS 已记录了夜晚低水平的可见光和近红外辐射 使它能够检测来自城市 城镇和工业点的灯光 见图 下面就是利用卫星遥感数据在城市应用的例子 北美夜间灯光 来源 国家阿特拉斯的在线数据库 可以在www nationalatlas gov atlasftp html nitelti 2010年1月20日访问 作为介绍本报告的讨论 一个地理角度的特点就是识别人类环境的相互作用和响应变化的环境是 基于地方的 这意味着他们在一定程度上依赖于特定的环境和特点 在这些地方结合起来 一个地方为基础的分析 尤其重要的是 努力理解一些地方居住地的环境形状特征之间的有什么样的联系 例如 在中国沿海的现代城市住区 必须在农村从村庄的人口流动 从美国和其他国家的资本流动 原材料和成品流动的背景来理解 进而维持沿海城市的生产制造 在城市规模 从手机位置数据可以聚集一天内城市不同的尺度图和城市活动的强度 城市具有巨大潜力与城市交通规划 研究以下问题 1 什么形式的城市化具有最环保的可持续性 虽然公认为 密集的 更紧凑的定居点可以减少城市增长和城市的物理空间 但是环境和社会权衡城市的某种形状和大小与城市不同生态系统和城市地理位置的分布之间仍然知之甚少 1 城市地区和城市扩张是生境破碎 栖息地丧失和物种灭绝的主要原因 2 不仅是城市改变景观 而且城市的形式和城市密度影响着资源的利用 3 在接下来的40年 城市化的类型和比率在区域和区域内将有所不同 4 一个关键问题是哪一种城市形式在不同的环境和社会文化条件下更加稳定 2 怎么样使城市地区适应并且更好的迎合全球气候的改变 1 城市地区应对不断变化的全球环境的的能力 取决于其与地理位置有关的人力和物力 当地的政治和经济体制处理建筑环境中断 组织和物理性质的能力 全球环境变化的不同种类 比如说海平面上升 极热 长期干旱 也会影响城市的各种种类的适应能力 2 除了气候变化 城市地区仍需要适应的全球环境变化中的其他类型的变化 水循环的变化和水供应增长 城市附近河流和三角洲体系 将特别容易受到洪水和山体滑坡的威胁 3 空间明确建模和地理模拟的进展可以加深理解城市对如何可以更有弹性的适应全球环境变化 有关评估的可能适应性和减缓战略的第一步是城市发展的知识和其对全球变化的脆弱性 4 与气候变化相关的不确定性以及人类住区的形式 构成分析和政策制定者的挑战 可视化和地理模拟进展可以在不同城市化与全球变化情景下 帮助适应策略 3 加速的 大规模的城市化对当地和区域气候类型的影响是什么 城市化与气候之间关系的科学研究越来越多 城市化通过多种方式改变气候 表4 1 在当地 城市地区地表植物的转换改变了地表能量的动态平衡 改变热量 水 痕量气体 气溶胶和土地表面和大气之间的动量交换 导致城市热岛效应 其特征在于相对于非城市或农村地区 升高城市地区和城市附近地区白天和夜间温度 城市热岛效应之间的相互作用进一步影响建筑物的几何形状 土地利用 城市材料 城市地区对区域气候已产生变暖的趋势 一个加剧的证据就是城市地区也影响着降水 长期以来认为城市区域改变它们的区域小气候 导致降雨量顺风增加 实证结果显示 在一些区域城市的扩张和城市大气污染导致了降水的减少 在另外一些地方 城市化诱发了降水 并且可能引发雷暴 导致重要的反常降水类型 表4 3 除降雨量之外 城市也可以影响雷暴的时间和形式 降水的严重程度 其中已经在东京 北京 亚特兰大 墨西哥城发现 这些变化意味着城市土地利用和城市扩张通过土地覆盖变化能够在昼夜 季节 和长期的尺度影响去当地 区域和全球气候 图4 31900 1988年间的年降水量异常 蓝色区域显示1900 1988期间平均降水的增加 红色区域显示在同一时期成为相对干燥的地区 没有数