城市生态学城市气候特征81页PPT

受海陆位置和地形因素的影响，季风区受夏季风影
响显著，降水丰富；非季风区夏季风很难到达，降
水稀少，大部分地区全年都比较干旱。
活动：读以下两图，回答：我国长江中下游
地区，冬、夏的景观差异如此显著，原因仅
仅是太阳高度不同吗？
晓出净慈寺送林子方
杨万里
映接风毕
日天光竟
荷莲不西
花叶与湖
别无四六
样穷时月
红碧同中
地形
41
温馨提示
我国地域辽阔，受纬度位置、海陆位置和地
形等因素的影响，各地气候千差万别。从总体上
看，我国东部地区为典型的季风气候，西北内陆
地区大多为温带大陆性气候，青藏高原地区则形
成了独特的高原山地气候。
活动
阅读教材第37页文字，分析、总结上述
气候特点对我国自然环境和居民生产、生活
带来的影响。
复杂多样的气候，不仅使得我国不同地区自然
15
16
温馨提示
受海陆位置、季风、地形等因素的影响，我国降水
季节分配不均，年际变化大，容易引发旱涝灾害。降水
地区分布不平衡，东部多于西部，南方多于北方，年降
水量呈现出自东南沿海向西北内陆递减的规律。
17
一年一度的春节到了，哈尔滨的人们穿着
厚厚的冬装在冰雪世界里欣赏美景，广州的市
民却正忙着在迎春花市里挑选鲜花。
2. 分别找出四城市平均降水量最多的三个月份，说说各地
降水在季节分配上有什么共同特点。
3. 对照图2-1-2、图2-2-1，结合四城市的海陆位置和地形
等差异，归纳影响我国降水时空分布的主要因素有哪些。
14
图2-2-5 台北、武汉、西安、乌鲁木齐降水量资料
图2-2-5 台北、武汉、西安、乌鲁木齐降水量资料

一、关于地球系统 二、全球大城市分布 三、城市下垫面组成及描述 四、城市生态系统“印痕”（Footprint）
一、地球系统 大气圈、水圈、冰雪圈、土壤岩石圈、 生物圈与区域气候变化相互作用
区域与全球气候系统的研究
区域水循环的研究
区域水循环的研究
区域碳循环的研究
冰冻圈生态系统与全球变化研究
二、全球大城市分布
广州，搜狗
三、城市下垫面组成及描述
Towns and cities are the most densely populated areas on Earth and will continue to be the artificial landscapes most widely used by the greater part of the Earth’s population in the future. In 2030 more than 60% of humans will live in cities. Changes in urban conditions have often caused deterioration in environmental quality and may result in damage to the health of city-dwellers.
Urban Boundary Layer
3. Radiation and Heat Balance
Compared with the surrounding countryside, the radiation and heat balances of an urban area are subject to a wide variety of effects. These are caused by gaseous, particulate and liquid air pollutants,which reflect, scatter and absorb radiation, and the type, structure, use and exposure of urban surfaces. The short and long-wave albedo long wave emission, effective radiation and thermal behaviour of the surface are determined by the composition of the urban atmosphere and the city’s surface conditions. During low advection conditions without precipitation, the radiation and heat balance of the ground/air boundary layer is:

现代城市生态学的发展阶段：20世纪初～60年代
芝加哥学派——芝加哥城，将生物群落学的原理和观点用 于研究城市社会的结果，该派的主要理论认为城市土 地价值的变化与职务对空间的竞争相似，据此形成3 种城市发展模式(同心圆理论、扇形理论、多核理论)。
卫星城——源于田园城市理论。三个发展阶段：卧城、半 独立的卫星城、独立的卫星城。
5 环境承载力（environmental load capacity)——某环境状态和结构对人类 生存发展不造成危害的前提下，所能承受的最大人类社会作用（规模、 强度和速度三方面）。
❖ 城市生态学研究现阶段研究方向
为使城市发展步入正常良性循环轨道, 为使日益严重的城 市问题得到妥善解决, 应该：
城市学（urbanology)——随着城市发展和人类认识的深化， 尤其是城市问题出现后，城市学研究内容由单一向多元，由 简单向复杂。将城市研究的成果与城市生态学的理论、原理 结合可以为解决当代城市问题提供有效的思维和途径。因此， 城市学也是城市生态学的重要学科基础。
人类生态学(anthropo-ecology)——研究人与其环境的相互关 系及规律，常把人口、资源与环境当作一个巨系统来综合研 究。当人类面对种种危机，尤其是“五大”危机时，生物学、 人类学、经济学、心理学、地理学以及环境学等领域的专家 都从各自角度研究和发展了人类生态学。城市生态学相对人 类生态学而言其研究范围较小，重在研究城市居民与环境的 关系及规律。因此，人类生态学也是城市生态学的一门学科 基础。
城市生态学的蓬勃发展阶段：20世纪60年代末～21世纪初
新建的大城市——吸取新的理论与技术，加之政府财力的 支持，建设新城。如印度的昌迪加、巴西的巴西利亚、 中国的深圳、珠海等。
联合国“人与生物圈”国际计划——1975年，启动“关于人 类

1.90 0.62 11.77 1.26 0.19
0.04 0.03
§3-2 城市热岛效应
城市热导及其表示方法 城市热导的时空变化及其影响因素 城市热导产生的能量基础 城市热导的生态环境效应
一、城市热岛及表示方法
城市“热岛效应”(heat island effect) 指城市气温高于四周郊区气温的现象。 在人口密度大，建筑密度大，人为释 放热量多的市区，形成高温中心。在园林 绿地园或地带形成低温中心或低温带，城 市绿地在冬季和夜晚起保温作用，在夏季 和白天起降温作用。
1、城市下垫面性质变化及其影响
2、下大垫气面性成质分的变改化变： 及其影响 3、⒈物影比城主响热市要：、是①热人：下容为C垫量O面、热2的导，释热热NO力率放x学、，及特吸CO性热其，影、影颗响反粒温射响物度、，蓄二热次能污力染
⒉影②响下：垫面的水份循环特性影响湿度 影1响)蒸人城发为市、热空蒸：气腾由透、于明凝人度结类，、生减透产弱水、能、生见贮活度水活动以及生物新陈 改贮代变藏谢太水所阳分产入能生射力的辐差热射，量，蒸。散发P射（73辐蒸表射腾3和-）3地比面郊的区长小波辐射。 特2别）③是影下C响垫O：面2，的C动H力4，学O特3性等影温响室气气流体，吸收地面长 波改下辐变垫射了面，城粗大市糙气区度逆域大温的，辐能风射量速，平小地衡，面，风不形向易成不冷城稳却市定，热城岛市气温 比产郊生区局高地。气为候云变、化雾，降水提供了凝结核。
表3-3 不同城市人为热排放量
纬度∕°N
64 56 53 52 49
人口密度 (人∕ km2）
810 7300 10420 9830 5360
47
11500
45
14102
40
28810
34

节能减排的意义
节能减排是实现城市可持续发展的重要手段，通过减少能 源消耗和污染物排放，降低对环境的负面影响，提高城市 居民的生活质量。
绿色建筑的实践
包括建筑设计、施工和运营等环节的节能减排措施，如采 用太阳能、风能等可再生能源，采用节能建筑材料和设备 ，推广节能技术等。
低碳生活与可持续发展
低碳生活的概念
01
提供优美的绿化环境，改善居民的生活品质。
维护城市生态系统
02
增强城市的生态功能，提高城市的生态环境质量。
提升城市形象
03
通过绿化建设，提升城市的形象和景观效果。
城市水系保护与利用
水资源保护
保护城市水系的水质，确保居民的饮 用水安全。
防洪排涝
提高城市的防洪排涝能力，减少水患 灾害对城市的威胁。
城市水系保护与利用
保护生态环境
通过生态设计，降低城市发展对环境的负面 影响。
生态设计在城市规划中的应用
绿色建筑
推广节能环保的建筑设计，降低建筑对环境 的负荷。
生态修复
对受损的生态系统进行修复，提高城市生态 系统的稳定性。
绿色交通
发展公共交通，鼓励低碳出行方式，减少交 通对环境的污染。
雨水管理
通过雨水收集、利用和排放管理，减轻城市 排水系统的压力。
城市生态学的研究内容
• 总结词：城市生态学的研究内容包括城市环境、城市生物多样性、城市 人与环境的互动关系以及城市可持续性发展等方面。
• 详细描述：城市生态学的研究内容广泛，主要包括以下几个方面。首先，城市环境的研究涉及大气、水体、土壤等自然 环境和人工环境的特征和变化规律。其次，城市生物多样性的研究关注城市中生物种类的分布、数量和动态，以及生物 多样性对城市生态系统稳定性的影响。此外，城市人与环境的互动关系也是研究重点，探讨人类活动对城市环境的影响 以及环境对人类生活质量的反作用。最后，城市可持续性发展是城市生态学的核心目标，致力于实现经济发展、社会进 步和环境保护的协调与平衡。

2
§1-2 环境及环境机能
一、环境
1.定义：某一主体周围对该主体有影响的自然因素的总合。 2.分类
自然环境：客观生存基础 人工环境：物质环境（房屋、桥梁、道路、城市等）
社会文化环境（政治、法律、宗教、风俗等）
二、环境的机能
1.环境中的物质交换——分子扩散；紊流扩散 2.环境中的能量传递 3.环境的自净能力 Ⅰ定义：借助一系列物理、化学、生物过程，被污染的环境一定
17
②建筑中空层应设在迎风面气流分叉点附近
Ⅲ邻栋间设通廊顶盖 B平面处理 Ⅰ建筑平面转角处理 ①转角作锯齿状处理 ②平面流线转形处理 ③平面越接近圆形，风速增加得越少 Ⅱ表面的凸凹处理 ①将建筑物墙面、屋顶作凸凹状，可阻挠气流、增加辐射 ②凸凹变化可借助遮阳板或增设阳台的办法 Ⅲ配置安排 ①建筑物小表面朝向冬季盛行风向或强风风向 ②加大建筑群邻栋间距，避免局部峡谷风 5.合理的建筑布局 Ⅰ利用建筑布局建立气候防护单元，避免不利风向 Ⅱ高度均匀，布局紧凑
程度上都有清除异物恢复原状的能力，称为环境的自净能力。 Ⅱ 大气自净方式
紊流扩散 重力吸附作用 雨水冲刷 生物、化学作用
3
Ⅲ 最大自净能力（环境负荷） 环境对异物的最大可容纳量
Ⅳ 建筑实例
§1-3 人类活动对环境和气候的影响
一、下垫面性质的改变对气候的影响
下垫面：天空大气面对的地表层，能对大气产生影响的表层。 1.植林与伐林 2.建造大型水库 3.海洋石油污染
盛行风向频率一般在20%—40%。
东北至东南大部地区 (风玫瑰图上有两个尖角)
规划原则：将工业区布置在最小风频风向的上风侧；
居民区布置在最小风频风向的下风侧。
B 主导风向区：具有风向频率在50%的风向，西北西南大部分地区

3
城市生态学的形成
城市化在为人们带来许多益处的同时，也产生 一系列严重的生态环境问题，对自然生态系统和 人民健康产生影响。这些问题主要表现在三个方 面：
一是城市的气候变化（如热岛效应）和环境污染， 包括水、空气、噪声和固体废弃物污染等；
二是自然资源的耗竭与短缺，特别是淡水、化石 燃料、耕地的过度利用和生物多样性的减少；
三是城市人口的增加导致大量的社会问题，如住
房紧张、交通拥挤、绿地减少、教育与卫生滞后
等。
精选ppt
4
城市生态学的形成
因此，世界各国都开始重视城市的生态建设问题。
从1992年的联合国环发大会后，人居环境问题成 为实现可持续发展的重要因素。
近代城市的发展正在摆脱过去传统的以建筑和视
觉为中心的发展模式，而探索一条人与自然协调
达尔文1859年出版了《物种起源》 1866年Ernst Haeckel（德国生物学家赫克尔）
创始了生态学
精选ppt
6
1. 生态学的概念
生态学：是研究有机体及其环境相互作用的科学。 “环境”是物理环境（温度、可利用水等）和生 物环境（对有机体的、来自其他有机体的任何影
响）的结合体。
生态学(ecology) —最早由德国动物学家 E.Haeckel于1866年提出，但概念狭窄，局限于动 物。E.P.Odum（1971）曾提出：“生态学是研究
城市生态学 Urban Ecology
精选ppt
1
参考资料:
杨小波等主编.城市生态学.2005,科学出版社
李博主编.生态学.2000,高等教育出版社
张金屯主编.应用生态学.2003,科学出版社
杨志峰等主编.城市生态可持续发展规划.2004,科 学出版社

北方：本溪、包头、乌鲁木齐、唐山、鞍山、郑州 南方：黄石、上海、南京、长沙、衡阳、南昌
二、大气污染物
(一）粉尘 （（二三））燃SO烧2 煤及石油排放的其他有害气体 （四）氟化物和氯 （五）二次污染物、光化学烟雾 （六）酸雨
目前我国城市大气中存在的污染物可分为三大类： ❖ 无机气体：CO、CO2、S-O化物、N-O化物、
❖ 大气圈体积和质量巨大，有反馈机制，改变其 成分并非易事。然而，人类以其巨大的数量和 今日高度发达的科学技术，确实对大气圈发生 着一定的影响。
❖ 大气污染是指大气中由天然或人为释放的物质， 其数量能对人体、动物、植物和物体产生不利 影响的大气状况。
❖ 形成大气污染必须具备三个条件：
1) 排放大量污染物质
三行星大气化学组成及性质
大气组成 CO2 N2 O2 Ar
总压力 表面温度
金星 98% 1.9% Trace 0.1%
90 447°
地球 0.03% 78% 21% 1%
1 13°
火星 95% 2.7% 0.13% 2% 0.001
-53°
地球大气中含有氖、氦、氙、H2、CH4、N2O、CO、 O3、H20、SO2、H2S、NH3、气溶胶等微量气体 及固体和液体的杂质（火山爆发、地震、岩 石风化、森林火灾、人类活动产生的煤烟、 尘埃、硫氧化物、氮氧化物等。）
第一节 城市的大气污染 第二节 城市的噪声污染 第三节 城市的水污染和固体废物污染 第四节 城市的土壤环境污染 第五节 环境污染与人体健康 第六节 城市环境质量评价
❖ 城市是人们生产和生活集中的场所→利用、消 耗自然资源→产生污染物质→当超过城市环境 自身的净化能力→城市环境受到严重破坏和污 染。
NH3、XClX、XFX、O3等。 ❖ 有机化合物：[CH]X、醇类、醛类、酯类、酮。

28
2020/12/2
图1-1
29
2020/12/2
1903年，在伦敦附近建立了第一座田园城市──莱奇 沃思（Letchworth），1920年又在韦林（ Welwyn）开始建设第二座田园城市。田园城市的建 立引起社会的重视，欧洲各地纷纷效法；但多数只是 袭取“田园城市”的名称，实质上是城郊的居住区。
前者重于城市系统的功能后者强调城市的影响目前这两个学派趋于结合形成了西方较为流行的结构功能学说城市的缺点也恰恰在于人口和工业的过量集中和密度过大在城市化地区进行着大量的资源利用物质变换能量流动产品消费等活动从而使自然资源大量耗用和各种生产生活废料大量产出引起了一系列城市问题
城市学
L/O/G/O
2020/12/2
27
2020/12/2
（三）“田园城市”理论（garden city）
1898年霍华德(E. Howard) 提出田园城市的理论。 霍华德在他的著作《明日，一条通向真正改革的和
平道路》中认为应该建设一种兼有城市和乡村优点的 理想城市，他称之为“田园城市”。田园城市实质上 是城和乡的结合体。
1919年，明确提出田园城市的含义：田园城市是为 健康、生活以及产业而设计的城市，它的规模能足以 提供丰富的社会生活，但不应超过这一程度；四周要 有永久性农业地带围绕，城市的土地归公众所有，由 一委员会受托掌管。 (见图1-1)
25
2020/12/2
②主张增加农业人口，农业人口与非农业人口的比例为 100：1，最多不小于10：1，鼓励从事农业，不准开 设旅店和不准擅自迁居。
荀子（238B.C.）提出减少工业人口，国家才能强盛 的主张。
170A.D.，崔姓学者第一个提出人口的合理布局思想 1885年，包世臣提出农业与非农业劳动力比例关系应

总结词
公众参与与宣传教育
详细描述
该城市通过媒体、社交平台等多种渠道，及时发布空气质 量监测结果，加强公众的环保意识。同时，开展宣传教育 活设
总结词
因地制宜的绿化策略
详细描述
该城市根据不同区域的特点，采取了多种绿化方式，如建 设城市公园、街头绿地、屋顶绿化等，既美化了城市环境 ，又提高了市民的生活品质。
ABCD
加强环境监管
建立健全环境监管机制，加大环境执法力度，严 格控制污染物排放，保护城市自然环境。
提高公众环保意识
加强环保宣传教育，提高公众环保意识，倡导绿 色生活，鼓励公众参与环保行动。
05
城市自然环境面临的挑战 与对策
城市自然环境面临的挑战
环境污染
随着城市化进程的加速，工业生产、交通出行等带来的污染问题日益 严重，空气、水源和土壤质量受到威胁。
空气质量改善
空气质量对健康的影响
空气质量差会对人体健康产生负面影响 ，如引发呼吸道疾病、心血管疾病等。
空气质量改善的挑战
随着工业化、城市化进程的加速，空 气质量改善面临着越来越大的挑战，
需要加强管理和技术创新。
空气质量改善的措施
空气质量改善包括减少污染物排放、 加强空气质量监测和预警、推广清洁 能源等措施。
能量流动
生态系统中的能量流动，通过 生产者、消费者和分解者的作 用，实现能量的转化和利用。
信息传递
生态系统中的信息传递，如生 物之间的化学信号、行为和视
觉信号等。
生态服务
生态系统提供的服务，如空气 净化、水源涵养、气候调节等
。
城市生态系统的特点
人工化程度高
城市生态系统受到人类活动的 强烈影响，人工化程度较高。

城市气温高于四周郊区气温的现象。
ppt精选版
11
• 纵坐标表示温度，横坐标表出农村、效区、城市的剖面，画 出温度变化曲线图
• 曲线图的变化基本上是：由农村至城市边缘的近郊，气温陡 然升高，形成“陡岸”，到了城市，温度梯度比较平缓，形 成“高原”，到城市中心．人口和建筑密度增加，温度更高， 形成“山峰”。
ppt精选版
14
二、城市热岛的时空分布特点
• 2.时间分布
l 有明显的周期性变化：主要是一种夜间现象
城乡冷却率的差异：21时为一天中最强，日出后减弱， 午后13时最弱
l 明显的季节变化：因区域气候条件和城市人 为因素而异
我国 季风气候区， 秋冬季大，春夏季弱
ppt精选版
15
二、城市热岛的时空分布特点
ppt精选版
17
四、城市热岛的生态环境效应
1、中纬度地区城市热岛生态环境效应：
l 冬季：节省取暖的能量消耗，削减大气污染； 减少城市积雪，延长无霜期，利于植物生长。 （有利）
l 夏季：加强城市高温的酷热程度，严重时引 起中暑和心血管疾病；空调降温消耗能量，污染 环境。
2、削减夏季城市热岛效应是防御城市夏季 高温灾害、减少经济损失和保护城市生态 环境的一项重要措施。
ppt精选版
32
2002年世界气象日主题 －－ “降低极端天气和气候灾害的危害”
Reducing Vulnerability to Weather and Climate Extremes
台风袭击香港，碗 粗树枝被吹断倒地
飓风吹袭古巴
ppt精选版
雾锁旧金山，金门桥 被迫封行
33
2003年世界气象日主题 “我们未来的气候”
ppt精选版

3 城市气候学
城、郊气温对比
Tu-r—热岛强度=同时间同高度(离地1.5m)
热岛中心与近郊的气温差值。 “城市热岛”矗立在农村较凉的“海洋”之
上, 国内外均如此: 冬季傍晚上海市区比郊外要高2~5C; 巴黎城中心年均温比郊区高1.7C
城市热岛温度剖面示意图
3 城市气候学
城市发展过程中气温的前后对比
随城市化发展, 市区呈现出越来越暖的趋势. 如东京历史时期气温逐年变化可分三个阶段
1920~1942年: 气温变化趋势逐年上升(城市发展) 1942~1945年: 气温变化趋势逐年下降(值第二次
世界大战期间, 东京城市受到大规模的破坏, 城 市热岛效应不存在) 1945~1967年: 气温变化趋势逐年上升(战后城市 建设迅速恢复, 气温又开始回升)
城市规模与城乡气温(夜晚)差别的关系
旧金山
城市面积
(km2)
116.81
居民人口数
(万人)
78.4
居民密度 (人/km2)
6712
夜晚平均
城乡气温差 5.6~6.7
(℃)
圣约瑟 帕阿尔托 38.33 22.27
10.1
3.3
2635
1481
3.9~5 2.2~3.3
3 城市气候学
此外由于城市供水、排水的方式和农村不同, 在燃烧和某些工业生产过程中还产生一定量的 “人为水汽”进入大气, 致使城市中的水分平 衡与农村有明显差异。
3 城市气候学
3.2 城市的辐射与日照
城市太阳总辐射较乡村少 污染物浓度大直接辐射少散射辐射多总
辐射少 城市下垫面反射率小 冬季更是如此.反射率小意味着吸收率高
其他特 VIP专享精彩活动
权