编辑推荐
通过对武汉市实地的研究调查,就城市发展,即建设用地向高空和周边蔓延,对城市气温场和风场的影响展开研究,重点关注武汉市下垫面用地属性变化、空间形态变化对城市热环境的影响。本书理论与实践结合的写作方式也会受到更多行业从业人员的欢迎,其理论的启发性也具有一定的学术研究价值。
内容简介
本书以我国城市化带来的城市扩展对城市微气候影响为线索,以夏热冬冷地区的长江中游气候为背景,针对国家中心城市——武汉市用地现状、2020年城市用地目标及城市继续发展目标为依据,从气候适应性出发,以城市土地使用性质为研究对象,采用勘查、实测与计算机大数据气象模拟[基于城市冠层模型(UCM)的中尺度气象模拟(WRF)]等研究方法对夏季城市的气候状况进行量化研究。本书将气象学的研究方法渗入城市规划的研究中,以区域大气环境为城市的气候背景,营造出目标城市的气候情景模式,然后再针对城市下垫面的改变(城市土地的不同利用)对整个城市的微气候影响进行研究。
作者简介
李雪松,女,籍贯辽宁,华中科技大学工学博士,湖北工业大学副教授,主要研究方向为生态城市与城市气候研究。发表近十篇国内外学术期刊论文,获得两项省、部优奖。主持省级科研基金两项,参与国家基金项目一项。
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精彩书评
城市的产生和发展是一个历史的过程,是人类文明大战进程中的适应自然、改造自然的基础上形成的聚集地。城市气候是指大都市特有且与周围郊区有异的各种气候条件,是由城市下垫面以及人类活动的影响而形成的局地气候特征。城市的出现是人类走向成熟和文明的标志,也是人类群居生活的高级形式。
城市化区域有着非城市化区域不具备的特殊性。本书依托城市非农业人口高密度聚居导致的城市扩张,研究这一扩张过程对城市热环境的影响。城市这一高强度的经济活动地区,必然具有特殊的下垫面性质,本书研究的即为这一特殊性质导致的城市气候的特殊性。
目录
目 录
第一章 绪论
第一节 城市气候与城市热环境
第二节 城市气候学的研究动态
第三节 城市气候学研究对象、任务、内容
第四节 本书的研究内容和研究框架
第二章 城市气候及热环境的影响要素
第一节 日照和辐射及其特征
第二节 城市风场及其特征
第三节 湿度与蒸散#雾霾与空气污染
第四节 城市下垫面与城市热环境
第三章 目标城市概述与研究方法介绍
第一节 目标城市概述
第二节 基本研究方法介绍
第三节 本书采用的研究方法介绍
第四章 武汉城市热环境实测现状研究
第一节 基于实测的武汉市夏季热环境现状研究
第二节 基于实测的武汉市冬季热环境现状研究
第三节 两条实测路段冬#夏的热环境状况比较
第四节 基于实测研究的城市热环境问题总结
第五节 基于实测的WRF模拟验证
第五章 武汉城市用地强度变化的热环境研究
第一节 模拟案例设定
第二节 城市边缘区建设用地强度变化的城市气温状况分析
第三节 边缘区建设用地强度变化的城市风环境状况分析
第四节 典型区块各案例热环境状况比较
第五节 城市中心区至边缘区温度变化分析
第六节 本章小结
第六章 边缘区建设用地扩张的城市热环境影响研究
第一节 模拟案例介绍
第二节 边缘区建筑用地扩张的城市气温场状况分析
第三节 边缘区建筑用地扩张的城市风环境状况分析
第四节 采样点各案例热环境状况比较
第五节 城市中心区至边缘区温度变化比较
第六节 城市下垫面变化区全天能量平衡日变化曲线比较
第七节 本章小结
第七章 城市边缘区通风廊道模式对城市热环境影响
第一节 城市通风廊道概述
第二节 模拟案例设定
第三节 通风廊道各模式的气温状况比较
第四节 通风廊道各模式的风环境比较
第五节 总结与策略
第八章 结论与展望
第一节 结论
第二节 创新点
第三节 未来与展望
附录 关于WRF模式中耦合城市冠层模型UCM之概述
参考文献
前言/序言
前 言
世界正在经历着史上最大的城市增长浪潮,2008年已有50%以上的人口生活在城镇,使得城市的环境问题愈发突出。上世纪八十年代起,中国的城市建设也步入了一个迅速发展的时代。随着城市化的迅猛发展,区域结构的深刻变革,人口容纳能力以及建成区面积的增加,城市的形态、特征、资源、环境、生态状况也发生了突变。城市边缘地带更由单一模式向着多元化、复杂化、扩大化趋势行进。城市气候和空气质量明显下降,五岛效应更加显现。
武汉市是中国的夏热、冬冷地区气候特点相当突出的城市,与世界同纬度其他地区相比城市气候问题尤其尖锐,近30-40年来由于城市的高速的发展,城市的空间布局、空间形态及下垫面性质发生了很大的变化,交通负荷愈来愈重,中心城区及城市边缘区气候环境质量出现明显的下降趋势,更加剧了建筑的能耗,形成了城市大气环境的恶性循环。
“城市建设用地扩张对城区热环境影响的研究”一书是针对武汉市快速增长状态下气候问题的研究、也是对缓解与改善方式的探索。武汉被长江、汉水分割为两江三地,城市的东南部为高新技术开发区,是城市土地扩张的首选部位,也是城市夏季主导风向的方位。为了使得研究更具有针对性,本研究选择了城市东南部进行。研究以武汉市用地现状、武汉市2020城市总体规划、武汉市主城区用地建设强度管理暂行规定和武汉市多年气象资料为依据,从城市的气候适应性出发,以城市东南部边缘区土地为研究对象,采用资料收集、城市形态学分析、勘查与实测、计算机大数据气象模拟、数据整理与比对等研究方法,对武汉市夏季气候的热环境状况进行了深入细致的研究。主要包括:武汉市夏季气候现状研究;城市东南部边缘区的用地强度变化对城市热环境影响研究、城市东南部用地范围扩张对城市热环境影响研究、城市东南部通风廊道的不同模式设置对城市热环境影响研究等。通过一系列的量化数据的比对,揭示城市边缘区扩张与城市热环境的内在关系,探索适宜的城市通风廊道设计策略,为低碳、节能、环保的城市建设提供切实可行的科学依据。
本书共八章,大体涵盖了理论依据、案例研究和策略构建及部分的内容。
第一章:主要介绍了城市气候与城市热环境的基本概念,城市气候学的研究动态,城市气候学的研究对象、任务、内容,以及本书的研究内容和框架。第二章:主要介绍城市气候及热环境的影响要素。第三章:介绍了本书所研究的案例城市基本概况及研究所采用的方法与原理。第四章:以实测的方法对武汉城市热环境现状进行了研究与分析,并以实测结果验证了基于城市冠层模型的中尺度气象模拟的可行性。第五章:以现状(2014年)用地为基准,针对2020年城市建设用地目标值的增量进行用地强度变化对城市热环境影响进行研究。第六章:以现状(2014年)用地为基准,针对城市建设用地不断向外扩张对城市热环境影响进行研究。寻找气温、风向、风速、能量平衡等与下垫面属性的内在关系,揭示下城市边缘区下垫面属性特征对城市气候的影响机理。第七章:设置了城市边缘区通风廊道的多种模式,通过对几种模式的气象模拟,寻找城市气候改善的边缘区通风廊道优化模式和优化布局策略。
书籍简介:深度探索现代城市发展中的关键议题 《绿脉与灰塑:城市生态廊道构建与功能优化研究》 书籍定位与核心主题: 本书聚焦于现代城市规划与生态学交叉领域的前沿课题——城市生态廊道(Urban Ecological Corridors, UECs)的系统性研究与实践应用。在全球城市化进程不断加速、自然栖息地破碎化日益严峻的背景下,如何有效地连接和维护城市内部及周边的自然生态系统,是保障城市可持续发展和提升人居环境质量的关键挑战。本书旨在构建一个多尺度、多尺度的理论框架,深入剖析生态廊道的物质基础、功能机制、设计原则以及量化评估方法,为城市管理者、规划师和生态研究者提供一套全面且可操作的指导体系。 第一部分:理论基石与历史演进 本部分从生态学和景观生态学的基本原理出发,奠定了研究的理论基础。我们首先梳理了“廊道”概念在不同学科中的演变历程,从最初的生物迁移通道,逐步扩展到涵盖物质循环、能量流动和文化景观的复合型空间结构。 1.1 廊道生态学基础: 详细阐述了景观异质性、连通性(Connectivity)的定量指标(如连通性指数CI、电路理论模型等),并探讨了廊道宽度、长度、内部结构如何影响物种的移动、扩散与定居成功率。特别引入了“阻力面”(Friction Surface)的概念,分析城市建成区、交通网络、污染源等对生物流动的负面影响程度。 1.2 城市生态系统的特殊性: 探讨了城市环境(如热岛效应、空气污染、人为干扰)对廊道功能的干扰机制。相较于自然生态系统,城市廊道面临着更高的边缘效应和更频繁的破碎化风险,因此,其设计必须兼顾生态需求与城市功能需求(如交通、防洪)。 1.3 政策与规划的历史回顾: 追溯了国际上(如欧洲的“绿色基础设施”倡议、美国的“自然湾区”计划)在城市生态廊道规划上的经验教训,分析了不同规划哲学在实际落地中遇到的挑战与成功要素。 第二部分:生态廊道的类型、结构与功能解析 城市生态廊道并非单一形态,而是具有多样化的结构和复杂的功能组合。本部分将对城市中常见的几类核心廊道进行深入的功能解构。 2.1 蓝绿廊道集成体系: 重点研究水系廊道(河流、溪流、湿地)与植被廊道(线性公园、林带、防护林)的协同作用。探讨如何通过“蓝绿融合”的设计策略,实现水文调蓄、生物栖息地提供和微气候调节的多重效益。分析了透水铺装、生态沟渠在雨洪管理中的廊道化应用。 2.2 基础设施的生态化转型: 探讨利用现有基础设施(如高架桥下空间、铁路绿化带、城市边缘的工业缓冲带)改造为功能性生态廊道的可行性与技术路径。研究了“生态桥梁”(Wildlife Crossings)在解决大型交通障碍方面的工程学设计与生态效益评估。 2.3 垂直与微观廊道: 扩展了廊道概念至建筑层面,分析了屋顶绿化、垂直绿墙、小型口袋公园(Pocket Parks)在构建微观生物栖息网络中的作用,及其对周边区域热力学环境的改善贡献。 第三部分:量化评估与设计优化方法 有效的规划必须基于科学的量化评估。本部分侧重于介绍和应用先进的工具与方法,以指导廊道的选址、路径确定与功能绩效的监测。 3.1 连通性模型与GIS应用: 详细介绍如何利用地理信息系统(GIS)和遥感技术(RS)数据,构建城市景观格局矩阵。重点阐述基于“基于成本路径分析”(Cost-Path Analysis)的最小阻力路径模型,用于识别关键的生态连接断点和优先干预区域。 3.2 功能绩效的指标体系构建: 提出了一个多维度的廊道功能评估指标体系,包括: 生物多样性指标: 物种丰富度、栖息地质量指数、遗传连通性指标。 水文/气候指标: 蒸散发量估算、地表径流削减率、局部温度缓冲能力。 社会服务指标: 景观可达性、市民户外活动指数、环境教育价值。 3.3 适应性与动态管理策略: 鉴于城市环境的快速变化,本书强调廊道规划应具备“适应性管理”(Adaptive Management)的特征。探讨如何利用长期监测数据,对廊道的设计参数(如维护强度、物种配置)进行反馈调整,确保其长期生态效益。 第四部分:案例研究与实践前瞻 本书最后部分选取了国内外多个不同规模和气候带的城市案例,展示了从宏观战略到微观设计的全过程。 4.1 历史案例的成败剖析: 深入分析了特定城市在过去数十年中实施的生态走廊工程,总结了因忽视社会经济因素而导致的失败案例,以及因深度融合城市水循环系统而取得显著成效的典范。 4.2 智慧城市与生态廊道融合: 展望了物联网(IoT)、大数据分析在未来生态廊道监测和管理中的潜力,特别是利用传感器网络实时监测生物活动、水质和微气候参数,实现对廊道健康状况的“早期预警”与精细化干预。 4.3 跨部门协作机制的构建: 探讨了生态廊道建设往往涉及土地利用、交通、水务、园林等多个政府部门的协调难题。提出了基于“共同治理”(Co-governance)原则的跨部门协作框架和利益相关者参与机制,确保规划蓝图的有效实施与长期维护。 结语: 《绿脉与灰塑》不仅是一部理论专著,更是一本面向实践的工具书。它呼吁城市规划从传统的“功能分区”思维转向“生态网络”思维,通过精细化、科学化的生态廊道设计,重塑城市与自然的和谐关系,构建一个更具韧性、更宜居的未来城市形态。本书内容严谨、图表丰富,是所有致力于可持续城市发展研究与实践人员的必备参考。