城市生态与环境保护概论课件第8讲城市环境

1、allre natures,第8讲 城市环境1,引述 城市环境的形成 城市环境的概念 城市环境的组成 城市环境的特点 城市环境的功能 城市环境容量,allre natures,视角1: 城市化的视角 人口集中 工业集中 技术集中 信息集中 商业集中,城市,人工环境,8.1引述: 城市环境的形成,allre natures,8.1引述: 城市环境的形成,视角2: 生态学的视角,城市,城市生态系统,城市人口,城市环境,城市自然系统,城市经济系统,城市自然系统,自然环境,人工环境,社会环境,allre natures,8.1引述: 城市环境的形成,视角3: 城市功能的视角,allre natures

2、,8.2城市环境的概念,城市环境是指影响城市人类活动的各种自然的和人工的外部条件。狭义的城市环境主要指物理环境及生物环境,包括大气、土壤、地质、地形、水文、气候、生物等自然环境及建筑、管线、废弃物、噪声等人工环境。广义的城市环境除了物质环境外还包括社会环境、经济环境和美学环境。,allre natures,8.3城市环境的组成,城市环境,城市物理环境,城市社会环境,城市经济环境,城市美学环境,城市自然环境,城市人工环境,人口及其特征、社会服务、社会组织,资源、工业、科技、就业、投资,形象、自然景观、人工景观、气质.,allre natures,8.4城市环境的特点,1. 城市环境有相对明确的界

3、限 体现为城市的行政管理界限及法定范围。 城市内部还可分为远郊区、近郊区和城区。 2. 城市环境受人工化的强烈影响。,人口集中,经济活动频繁,人口建筑物集中,对自然环境的压力,城市环境问题 （环境污染、热岛效应）,allre natures,8.4城市环境的特点,3. 城市环境结构复杂、功能多样 城市环境组成的多样性决定了其结构的复杂性和功能多样化。 城市系统本身决定了城市环境结构复杂性和功能多样化。 城市生态系统属性决定了城市环境结构复杂性和功能多样化。,allre natures,8.4城市环境的特点,4. 城市环境制约因素多 外部环境的制约 城市社会环境和经济环境的制约 国际、国内政治形

4、势和国家宏观发展战略的取向与调整对城市环境直接或间接影响。 5. 城市环境系统的脆弱性 对外部系统的依赖性强。 城市的人工化强。 城市的内、外功能相关化强。 城市环境远离自然状态，自律性差。 城市系统结构与功能演替快。,allre natures,8.5城市环境的功能,6. 城市物理环境功能,自然环境,人工环境,资源功能,净化功能,生产、生活空间功能,美学功能,生产功能,生活功能,服务功能,美学功能,allre natures,8.6城市环境容量,环境容量 城市环境容量 城市环境容量的类型 城市人口容量 城市大气环境容量 水环境容量 土壤环境容量 城市工业容量 城市交通容量,allre nat

5、ures,8.6.1 环境容量,1.定义：指某一环境（要素）在自然生态结构和正常功能 不受损害，人类生存环境质量不下降的前提下， 能容纳的污染物的最大负荷量。 2. 分类： 总容量（绝对容量）：某环境能容纳的污染物最大负荷 量，由环境标准规定值和环境背景 值决定，与时间无关。 年容量：在考虑输入量、输出量、自净量等条件下，每年 某环境中所能容纳污染物的最大负荷量。,allre natures,8.6.2 城市环境容量,1. 定义：城市所在地域的环境，在一定的时间、空间范围内， 在一定的经济水平和安全卫生要求下，在满足城市生 产、生活等各种活动正进行的前提下，通过城市的自 然条件、经济条件、社会

6、文化历史条件等共同作用， 对城市建设发展规模以及人们在城市中各项活动的强 度提供的容许限度。 2. 城市环境容量的影响因素 城市自然环境因素。 城市物质因素。 城市经济技术因素。 城市社会发展水平。,allre natures,8.6.3 城市环境容量的类型, 城市人口容量 城市自然环境容量 城市用地容量 城市工业容量 城市交通容量 城市建筑容量,allre natures,8.6.4 城市人口容量,1.城市人口容量概念 城市人口容量是指在特定的时期内，在城市这一特定的空间区域能相对持续容纳的具有一定生态环境质量和社会环境质量水平及具有一定活动强度的城市人口数量。 城市人口容量的内涵：在特定的

7、空间范畴内。这一人口规模必须是具有一定生态环境质量和社会生活水平条件下的人口数量。这种生态环境质量和社会环境质量不仅应满足一定人口规模的动态需求，同时还应具有相对的时间延续性。 2.城市人口容量的特点 有限性 可变性 稳定性,allre natures,8.6.4 城市人口容量,3. 城市人口容量的影响因素 自然因素的影响（土地、水源、能源等）。 生产力和科技发展水平的影响。 生存空间质量的影响。,allre natures,8.6.4 城市人口容量,4. 城市人口容量的计算方式 P=b s,式中： P 城市人口规模（万人） b 城市用地规模（Km） s 城市平均人口密度（万人/ Km）,al

8、lre natures,8.6.5 城市大气环境容量,大气环境容量指在满足大气环境目标值的条件下，某区域大气环境所能承纳污染物的最大能力，或所能排放的污染物的总量。大气环境目标值指能维持生态平衡及不超过人体健康阈值，常被称作自净介质对污染物的同化容量。而大气环境所能承纳污染物的最大能力或能排放的污染物总量也被称为大气环境目标值与本底值之间的差值容量，大小取决于该区域内大气环境的自净能力以及自净介质的总量。超过了容量的阈值，大气环境就不能发挥其正常的功能，生态的良性循环、人群健康及物质财产将受到损害。研究大气环境容量可以为制定区域大气环境标准、控制和治理大气污染提供重要依据。,allre nat

9、ures,8.6.6 水环境容量,1. 定义：在满足城市居民安全卫生使用城市水资源的前提下，城 市区域水环境所能承纳的最大污染物负荷量。其大小与 水体的自净能力，水质标准、水资源量有关。 2. 计算公式 Wi=Coi Q K 式中：Wi i 污染物的环境容量 Coi i 污染物的环境标准 Q 环境单元的体积 K i 污染物在环境单元中的自净系数,allre natures,8.6.7 土壤环境容量,1. 定义：指土壤对污染物的水受能力或负荷量。 2. 计算方法： 绝对容量（WQ） WQ=WS B（以浓度单位PPm表示） 式中：WQ 绝对容量 WS 环境标准的规定值 B 环境背景值 年容量（WA

10、）：指土壤每年所能容纳的污染物最大负荷量。 年净化率K= 100% 式中：A 被净化量，A 输入量 年容量 WA=K （ Ws B）,A,A,allre natures,8.6.8 城市工业容量,1. 定义：指城市自然环境条件、城市资源能源条件、城市交通区 域条件、城市经济、科技发展水平等对城市工业发展规 模的限度,在许多情况下，以城市工业用地的发展规模 来表现。 2. 举例： 工业用地：464公顷 占城市建设用地31%（国家规定为15%-25%） 人均工业用地：45.5m/人（国家规定为10-25m/人） 人均工业用地/人均居住用地比：0.73 : 1（偏高） 如果工业用地占建设用地比重下调

11、至25%，工业用地占居民之比 下降至0.49 : 1，则可得出该市工业容量。,allre natures,8.6.9 城市交通容量,1. 概念：指现有或规划道路面积所能容纳的车辆数。 2. 计算方法： 式中 T 交通容量（车辆数）； M 建成区道路网面积； E 车行道占道路网面积比例； d 机动车占车行道面积比例； B 每辆车占车行道面积比例； R 出车率； t 每辆车每次出行时间； r 交通管制的折减系数。 例如龙岩市交通情况如下： M=25.836hm；E=3:4； d=3:5（非机动车为2:5）； B=100m（非机动车为2.5m）； R=1/3次（非机动车为2次）； t=1h，全天以1

12、5h计； r=0.5。,allre natures,第8讲 城市环境-2,1.自然环境（Natural environment） 指一切可以直接或间接影响到人类生活、生产的自然界中物质和能量的总体。 包括：水、空气、生物、土壤、岩石矿物、太阳辐射等。 按要素可分为大气环境、水环境、自然环境。 2.人工环境（Artificial environment）或称次生环境 指人类在开发利用、干预改造自然环境过程中构造出来的有别于原有自然环境的新环境。 农田、水库、林场、牧场、城市等。,allre natures,城市环境,1.定义：构成城市自然和人工环境要素的总和。 2.分解： 城市地质环境 城市大气

13、环境 城市气候环境 城市水环境 城市噪声环境 城市土壤环境 城市植被 城市动物 城市环境与居民健康及经济益损分析,allre natures,8.1 城市地质环境 （Urban geological environment）,8.1.1 地质环境：指地球表面以下的坚硬地壳层。 城市化地区是人类活动对地质环境影响的集中表现； 人类活动所形成的地质结构物约占陆地面积的5%（主要分布在城市）。,allre natures,8.1.2 人类及其他生物与地质环境的关系表现,地质环境是人类和其他生物的栖息场所和活动空间； 地质环境为人类和其他生物提供营养元素； 地质环境向人类提供矿产和能量； 人类对地质环

14、境的影响随技术进步而越来越大； 城市建设不仅依赖于城市地质环境特征，而且直接造成对城市地质环境的影响。,allre natures,8.1.3 城市地质条件类别, 高度稳定：任何外力不能破坏的地段。如岩浆层、变质层或具有水平“块状”并形成平滑表面的沉积层等； 不稳定：在自然条件下处于稳定状态，但容易被外力或不适宜的建筑结构所破坏的地段。如疏松层、塌方或强度不大的土崩、淹水或侵蚀地段等； 高度不稳定：常发生现代技术手段难以监测的地质灾害。如大面积土崩、地震高发区、地壳热力作用的活火山等地段。,allre natures,8.1.4 城市建设用地的工程地质类型,城市土地的开发利用受本身及区域地质条

15、件的制约。 城市用地按工程地质条件一般分为4个等级： 不需要任何处理的良好建筑用地； 适宜于建设，但需要简单工程处理的用地； 可以进行建设，但需要进行适当工程处理的用地； 不适于工程建设的用地。,allre natures,8.2 城市大气环境,8.2.1 城市大气及其功能 城市大气：城市区域内大气层及其特征。 城市大气的功能 是城市生态系统的重要环境要素，为城市生态系统的初级生产提供物质和能量； 是城市经济生产的重要的自然要素； 是城市生态环境的重要组成部分； 是城市居民生活和健康的重要保障及影响因素。,allre natures,8.2.2 城市大气污染, 概念：指大气中污染物质的浓度达到

16、有害的程度，以至 破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对 人和物造成有害的现象。 空气污染源 固定污染源：工厂、矿区、服务及生活的固定设施（医 院、居民区等）。 流动污染源：汽车、火车、轮船、飞机等。,allre natures,8.2.2 城市大气污染, 空气污染物 颗粒状污染物(占大气污染物的10%) ： 降尘（直径10微米） 飘尘（直径10m） 粉尘（1100m） 烟尘（燃烧后的悬浮微粒） 烟雾，烟气等。 气态污染物： 二氧化硫、氮氧化物、碳氢化物、微粒等。,allre natures,8.2.2 大气污染城市排位表,allre natures,8.2.3 大气污染对人类健康的影响,

17、 我国城市大气污染现状,微克/立方米 (年度平均浓度),微克/立方米 (年度平均浓度),allre natures,8.2.3 大气污染对人类健康的影响,中国大气污染的健康风险,短期接触污染空气对人群健康的预期作用,allre natures,中国大气污染的健康风险,长期接触污染空气对人群健康的预期作用,8.2.3 大气污染对人类健康的影响,allre natures,8.3 城市气候环境,8.3.1 城市气温：城市“热岛效应” 城市“热岛效应”（heat island effect）指城市气温高于郊区气温的现象 一般大城市平均气温比郊区高0.51，冬季平均最低气温高12 城市热岛形成的条件

18、城市地表及建筑垫面对太阳辐射的吸收率高，且存在多次反射； 城市垫面建筑材料的热容量、导热率比郊区大； 城市中的建筑物道路，广场不透水（不透水面积占50%以上）；降水经排水网流失，地面蒸发小； 城市中人为热产生量大； 城市建筑密集，通风不良，不利于热量的扩散。,allre natures,8.3.2 城市的风,受热岛效应的影响； 受建筑密集度的影响； 受城市布局的影响； 城市风的特性可能影响城市气候，大气降水及居民健康。,allre natures,8.3.3 城市降水,城市对城区和下风方向有增加降水的作用，其原因为： 城市热岛效应：使城市上空气层的层物不稳定，有利于 产生热力对流，形成对流云和

19、对流性降水； 城市阻障效应：对移动滞缓的降水系统有阻障作用； 城市凝结核效应：污染大于郊区，凝结核大于郊区，有 利于降水所需冰粒的形成。,allre natures,城市水环境是一个城市所处的地球表层的空间中水圈的所有水体，水中悬浮物及溶解物的总称。包括河流、湖泊、沼泽、水库、冰川、海洋等地面水及地下水，它们构成一个城市的总体水资源。,8.4 城市水环境（Water environment）,allre natures,8.4.1 城市水环境的特点 淡水资源的有限性特点； 城市水环境的系统性特点； 城市水环境系统自净能力的有限性特点。,8.4 城市水环境（Water environment）,

20、allre natures,8.4.2 城市水环境的功能, 构成城市生态系统的重要要素； 是城市生产的重要资源； 是居民生活的必需品； 是环境污染物的主要承载体。,allre natures,8.4.3 城市水污染,城市水污染（water pollution）是指有害物质进入水体的数量达到破坏城市水资源使其丧失使用价值或对环境和生物造成不利影响的现象。 城市水污染源：工业废水、生活废水； 降雨与城市环境污染； 降雨可补充城市水资源 降雨对城市空气净化有益 降雨所溶解和携带的空气污染物会导致水体污染 降雨导致面污染和长期污染 人类活动与水污染； 城市与过境水的相互关系。,allre nature

21、s,8.5 城市噪声环境,1.噪声：振幅和频率杂乱、断续、无规律的声振动。 2.标准：60分贝：工作时易感疲倦 80分贝：不损伤人的听力 90分贝：造成明显的听力损伤 115分贝为听力保护最高容许值 3.城市噪声污染源： 交通噪声：占城市噪声源的40%； 工业噪声； 建筑施工噪声； 社会生活及其他噪声。,allre natures,8.6 城市土壤环境,8.6.1 城市化对土壤性质的影响 城市发展直接体现为对土地的占用和改选 城市土壤因在城市中的用途不同而呈多样性 城市化区域只有公园和林地的土壤与自然土壤相似。,allre natures,8.6.2 城市土壤受污染的特点, 城市污水排放对城市

22、土壤的直接污染 城市污水排放对城郊土壤的间接污染 污染物以重金属和有机污染物为主,allre natures,8.7 城市植被（urban vegetation）,8.7.1 定义 指城市里覆盖着的生活植物 包括城市里的公园、校园、寺庙、广场、球场、医院、社区、农田、街道及空闲地所拥有的森林、灌丛、花坛、草地、树林、作物等所有植物的总和。,allre natures,8.7.2 城市植物的功能, 是城市生态系统的重要组成部分； 美化和净化城市环境； 部分地发挥第一性生产者的作用； 具有保持城市生态平衡的综合作用； 产生景观效益和生态效益。,allre natures,8.7.3 城市植物的分类, 自然植被 森林 灌丛 草地 半自然植被 森林 灌丛 草地 人工植被 农田作用 人工林 人工灌丛 人工草地,allre natures,8.7.4 城市植物覆盖率与城市建设的关系, 城市化与城市植被覆盖率的动态关系 城市化过程破坏城市中的原生植被； 城市