城市地貌研究综述_王鹏

城市地貌研究综述

王　鹏

(衡阳师范学院资源环境与旅游管理系,湖南衡阳,421008)

摘　要:介绍一门新地理学分科———城市地貌研究的兴起与发展及城市地貌研究的主要内容,总结城市地貌对城市的地域结构、形态、景观和功能等多方面的深刻影响,展望城市地貌未来的研究前景。关键词:城市地貌;综述中图分类号:P31.91

文献标识码:A

文章编号:1002—073X (2004)03—0080—05

1　国外城市地貌研究的兴起与发展

城市的形成、发展与地貌环境紧密相关.地貌环境为城市发展提供了下垫面和基础,同时对城市的地域结构、形态、景观、功能等多方面均有深刻的影响。城市在利用现有的地貌环境进行建设的同时,又改造和破坏了自然地貌环境,干扰了自然地貌环境中的物质流和能量流,使城市的自然地貌过程成为独特的城市地貌过程,形成了丰富多样的城市地貌景观;同时,受到破坏和改造的地貌环境又不断地产生洪水、滑坡、崩塌、泥石流、地陷、蠕动、水土流失和建筑物加速风化等一系列地貌灾害,严重威胁着城市的建设和人民的安危。第二次世界大战结束以后,随着世界经济的恢复和发展,城市化席卷世界各地,城市化进程在加速,大量人口涌入城市,城市用地迅速扩展,各国都面临着老城市重建和新城镇建设问题。在大规模的城市建设过程中,城市区域的水陆生态系统受到深刻影响,城市下垫面———地貌的演变规律受到人类活动的强烈干扰,如城市建设中出现的坡地失稳引起的坡地重力地貌灾害、洪涝、地面沉陷、表土侵蚀加剧、市区及其下游河道蚀积加剧等诸多地貌和环境问题,日渐突出,并逐渐受到重视[1]。如何充分认识和利用城市区域的地貌环境特点,以及人类活动对自然地貌过程的影响,从而规范人类活动的范围和强度,尽可能减轻对地貌环境和地貌过程的扰动,避害趋利,使城市和地貌环境之间协调发展,并越来越成为地貌学家关注的热点。在这种背景下,促进了20世纪20～60年代国外城市地貌研究的开展。

研究内容十分广泛,涉及城市化区域本身及其影响范

围内水陆生态系统的方方面面。1967年在罗马尼亚召开的

国际地理学大会上首次出现了对城市地貌问题的专门讨论,许多学者对湿热地区、干旱地区和温带地区的城市地貌进行了研究,发表了一系列专著和论文[2,3,4,5]。“城市地貌

学”一词也正式收入《应用地质学百科全书》[6]

,一定程度上反映了学术界对城市地貌研究的关注。这标志着城市地貌学的研究进入了一个新的阶段。20世纪五六十年代有关城市地貌的研究主要集中于对城市水陆生态系统中某一方面问题的研究,并开始注意到人类活动对地貌过程,特别是水文过程的影响,如建筑活动对河流沉积物的影响,因过量抽取地下水导致地面沉陷问题,滑坡对城市发展的影响等。对城市地质及城市工程地质的地位和作用也有了新的认识。20世纪70～80年代有关城市地貌的研究论文和报告不断出现。1974年在美国地质学会年会上首次召开了城市地貌专题讨论会。1976年出版了这次专题讨论会的论文集。这一时期出现的、较有影响的、涉及城市地貌问题的著作有:et (1973)的Cities and G eology ,Detwyler 和Marcus (1972)主编的Urbanization and Environment ,C oates (1974)主编的Environmental G eom orphology and Landscape C onservation ,V ol.Ⅱ,Urban Areas ,Leves on (1980)的G eology and the urban Environment ,C ooke 等(1982)的Urban G eom orphology in Dry 2lands ,D ouglas (1983)的The Urban Environment 等。

2　国外城市地貌研究的主要内容

最早提出“城市地貌学”

(Urban geom orphology )一词,并积极倡导城市地貌研究的美国学者D.R.C oates 认为,人类

收稿日期:2004-02-15

作者简介:王鹏(1965-),男,湖南祁东人,衡阳师范学院资源环境与旅游管理系副教授,南京大学博士生,从事自

然地理学教学与研究工作.

第25卷第3期2004年6月衡阳师范学院学报(自然科学)

Journal of Hengyang N ormal University (Natural Science )N o.3V ol.25Jun .2004

在地球表面生活、工作、娱乐,几乎所有的人类活动均会以某种方式改变地表,而人类聚居的城市区域则是受到人类影响变形最大的区域,在城市环境中人是城市景观(City Scape)的创造者。城市地貌学就是将人看成是一种造貌的营力过程加以研究。在这种意义上,城市地貌学可以看成是城市地质学的地表构件,而城市地质学又是环境地质学的一个重要分支[7,8]。英国学者Iandouglas则指出,地形对城市的适宜性问题,城市内部某些地点对于具体建筑物的适宜性问题,以及城市发展对土壤和地形稳定性的影响问题,是城市地貌研究的主要问题[9]。国外的城市地貌研究一般包括以下几个主要方面:

211　城市化对城市区域气候及风化作用的影响城市建设改变了下垫面状况,如有植被覆盖的自然地面为不透水的人工地面所取代,楼宇的建造则以高而荒芜的陡壁取代了原始自然地形的起伏,因此城市区域的风、温度和降水发生了变化,形成“城市热岛”和“城市雨岛”。城市地区形成的这种小气候,伴随着使用石化燃料和其他工业生产产生的污染,加速了城市中建筑材料的风化[10]。

212　城市化对城市区域水文和水资源的影响城市化导致了土地利用方式的根本改变。随着城市化进程的加速,越来越多的自然地面为不透水的人工地面所代替,从而影响了城市区域降水向地下自然渗透的过程,加速了地表径流的形成;地表径流由网络化的城市排水系统极其迅速地排入河流。两者共同作用的结果使得城市区域汇流时间缩短、洪峰流量增加,因此,城市化后,洪水的强度和发生频率均较城市化前有显著增加。Leoplod总结了城市化对城市水文的影响后指出,当某一地区有20%的面积由下水道排水和不透水盖层时,溢岸洪水的发生频率将增加一倍,河流流量将增加0.6倍[11]。此外,城市区域的不透水地面还减少了降水的入渗、土壤湿度和地下水的补给;而城市区域的地下水抽取量往往随着城市人口的增加而不断增加,城市建设用地的扩展又增加了不透水面积,二者共同作用常常导致地下水位的降低和地下水产量的减少。倾入城市及临近区域自然水体中的、由人类活动产生的大量废物,破坏了自然水体的水质,则对水资源产生毁灭性的影响。

213　城市区域的侵蚀和沉积作用及河道变化在城市建筑现场,由于地表植被被清除,表土裸露,常导致侵蚀和沉积的增加。研究表明,新建设场地的开发过程中土地裸露引起的快速的表土侵蚀,可使河流的含沙量增加50～100倍[9]。城市化过程中侵蚀作用的增强和产沙量的增加可能导致下列几种危害:(1)河道淤积及洪水位的抬升;(2)阻塞排水设施,损坏抽水设备;(3)浑浊的水体不适合市政、家庭或工业使用;(4)改变河道几何形态和位置[3]。G uy(1979)提出了几种减小沉积作用的方法,包括尽可能地减少建筑场地的裸露面积,在所有裸露的表土上覆盖防护材料,尽快恢复永久性植被,尽可能少地利用陡坡地,采取工程措施减小流径裸露地表的水流速度和水量,建造沉积物拦截池等[12]。流域内侵蚀加强、产沙量增加必然导致河道的一些适应性变化。D ouglas(1978)指出由于含沙量加大,超过了水流的搬运能力,河道从窄而深的弯曲型转变成宽而浅,且河床上有大量砂和粉沙物质的分汊型[13]。据Hammer(1972)报道,在费城地区河道增宽是城市化的重要效应之一,在78个小流域中河道的宽度增加了0.7～3.8倍。不过,Hammer还发现费城地区的一次开发活动并未导致其后4年中河道有任何统计学意义上的增宽[14]。因此,由于地形、不透水地面面积、植被覆盖度和暴雨排水性质不同,即使在同一城市内,输沙量和河道的变化也存在巨大差异。

214　地貌灾害

随着城市的发展,易开发的土地越来越少,人们不得不将目光转向更低的泛滥平原和更高的坡地。泛滥平原和坡地的开发带来的洪水灾害和坡地重力地貌灾害,是城市区域易遭受的二种主要地貌灾害。洪泛(flooding)一词用以描述低地被水淹没的现象,而不论这些水是来自河流、湖泊还是海洋。数千年来洪泛一直严重地威胁着人类。那些位于河谷平原、洪积扇、沿海平原地区的城市,每每受到洪水的严重威胁,且损失巨大。但值得指出的是,洪水泛滥是一种自然现象,只是当人类选择利用易受洪泛的地区后,洪水才成为一种灾害。因此,从某种意义上来说,人类只有放弃对易受洪泛威胁地区的开发,才能彻底摆脱洪水灾害。然而事实上,这是不可能的。因为洪泛区地形平坦,土地肥沃,对农业开发极具吸引力,而城市区域易受洪涝影响的低地,由于近水便于航运、废物倾倒及低廉的地价等,均对投资者产生巨大的吸引力。通过分析城市区域的地貌,研究洪水的形成机制,划分出易受灾区域,为城市规划和管理提供决策依据,是地貌学家可为城市建设做贡献的一个重要方面。

坡地重力地貌灾害是指因自然的原因(地震、过量的降水等)和人为因素(如在坡地上进行工程建设)所引起的坡地失稳而引起的崩塌、滑坡和泥石流等灾害性地貌过程。城市地区人口高度集中,建筑物密度大,人类活动对坡地稳定性的不良影响较为严重,尤其在山地丘陵城市中,坡地重力地貌灾害较为突出。地貌工作者通过对坡地重力地貌灾害的形成机制和成灾过程的分析,对城市区域及其可能发展区的坡地稳定性做出评价,并提出相应的整治措施。抽取地下水或采掘地下其他固、液体矿产资源,可导致城市区域地面沉陷,进而引发建筑物破裂、地下管线毁坏等次生灾害,并使城市洪涝灾害加剧。此外,建筑物的重量也可引起粘土和砾石层的压实沉陷。地貌工作者通过研究地面沉陷的机制、过程,提出切实可行的控制地面沉陷的政策性措施。

215　人类活动形成的地形

倾倒废物、充填洼地和采掘地表砂砾资源,都会在城市及其郊区形成新的地形。由倾倒废物或充填洼地形成的

2004年第3期王鹏:城市地貌研究综述81