城市土地利用的生态环境效应分析

　　改变地貌是人类活动影响环境的重要特征之一，在气象模式中无法完全真实重现现实世界的复杂土地利用类型，取而代之的方法是将土地利用进行分类，定义不同土地利用之特性，如反照率、土壤可用湿度、发射率、粗糙长度、热惯性，利用这些地表特性，将土地利用的影响加入气象模式中，仿真不同土地利用之地表与大气间的水气、热量、动量传递作用。因为地表强迫之影响，造成能量收支的差异，近而影响到气象场，长期下来则会影响到气候[1].土地利用相关研究多为短期个案实验，但除了个案研究外，土地利用反应人为活动对于自然环境的影响，以长期气候观点而言，土地利用的变化 （ 如城市扩张 ） 对于长期的区域气候仿真是否也会造成明显的影响，值得进一步来探讨。

　　1 城市土地利用的现状分析

　　通过土地利用结构、土地利用程度及土地利用生态环境效应分析，总结土地利用特点，揭示土地利用的基本趋势和存在问题，是土地利用现状评价的核心。在此基础上，对土地质量作出科学评定，提出调整土地利用结构和布局以及提高土地利用经济、生态和社会效益的建议和途径[2].

　　1.1 土地利用特点的概括

　　1.1.1 区域土地利用现状特点区域可以是行政区域，也可以是自然区域，或者依据评价的对象确定的区域，但不包括城市规划区。区域内以农业用地为主，城市建设用地只占很小的比例。通过对区域土地利用结构、布局、动态变化、开发利用程度、生态环境效应和人地关系等方面的综合分析，并与其它区域对照比较，概括出区域区别于其他区的特殊性[3].

　　1.1.2 城市土地利用现状特点城市规划区范围第二、第三产业高度密集，人口和各种设施高度聚集，以人工生态系统为主的地区，土地利用特点明显不同于农业用地[4].由于城市土地供给的有限性，要求人们必须节约集约利用。通过对城市用地数量结构、空间布局、功能结构、土地的供给与动态变化、投入产出效益等的分析，概括出城市土地利用的现状特点。
　　
　　1.2 土地利用存在问题的分析

　　总体而言，所谓土地利用问题就是社会经济发展对土地利用的要求与限制影响土地利用的自然、社会和经济诸因素之间存在的矛盾[5].

　　1.2.1 区域土地利用存在的问题区域土地利用中存在的问题包括[6]:土地利用是否充分，土地利用结构和布局是否合理，土地利用方式是否科学，土地生产力和价值的发挥是否有效，土地开发、利用、整治和保护措施是否持续等。

　　1.2.2 城市土地利用存在的问题城市土地利用中问题表现更为突出，主要表现为：城市用地规模增长是否正常，城市土地利用结构和布局是否合理，土地利用集约度是否适宜，土地的产出效益是否最佳等方面。改变土地利用后会使都会地区的可感热通量、潜热通量的比例改变。使用 CTCI 进行仿真会有温度高估的问题，增加土壤湿度可有效改善此问题，但须针对个别土地利用给定。人为热源对于夜晚与清晨之边界层发展与都市热岛效应影响显着，并且有增强白天环流与减弱夜间陆风的效应，使污染物扩散能力减弱。地表-大气间之能量交换为区域尺度下主要变化特征，因此区域气候变化与整体大尺度之趋势有所差异。和过去相比，现今的秋季海陆风环流减弱，边界层高度在白天与夜间皆有变低之趋势，使通风能力减弱，为影响空气质量的重要特征。

　　2 城市土地利用的生态环境效应分析

　　不同城市土地利用空间结构演变模式对生态环境产生不同的作用强度与作用模式，主要包括对城市内部大气环境、水环境、固体废弃物以及噪声污染的影响和城市边缘区自然生态系统向人工生态系统的转变引起的区域生态环境影响[7].

　　2.1 块状集聚模式

　　处于城市发展初期，城市人口密度较低，城市面积不大，“中东铁路附属地”与“商埠地”将宽城子车站与内城连为一体，由于城市基础设施不够完善导致城市内部环境质量如生活垃圾污染、地表水环境污染以及城市绿地建设不足等环境影响较大。但是，该时期城市环境中交通噪声污染、城市大气污染、城市热岛效应问题较小。该时期城市发展速度较缓，城市扩张速度较慢，对城市边缘区土地利用 / 覆被变化与区域生态环境影响不大。

　　2.2 单核同心扩张模式

　　该时段城市发展速度较快、人口密度增加、城市扩张速度加快，城市内部空间结构在不断调整，城市内部土地利用空间分异明显，城市单中心不断形成。该模式对城市环境影响较大，但是对城市边缘区土地利用 / 覆被变化与区域生态环境影响较小[8].

　　2.3 轴向生长模式

　　受城市对外交通的发展，便利的交通条件带动了交通沿线附近用地的开发。该模式可以缓减城市内部交通、环境等压力，但是交通沿线城乡土地利用转换导致土地利用效率的低下，对城市边缘区土地利用 / 覆被变化与生态环境影响较大。

　　2.4 组团生长模式

　　该模式可以缓减城市内部交通、环境等压力，可以极大地改善城市环境，但是对城市边缘区土地利用 / 覆被变化与生态环境影响较大。该模式是解决当前城市内部交通、环境压力的一种有效方式。

　　3 城市土地利用与生态环境协调发展的优化措施

　　根据城市土地利用动态变化基本规律与作用机制分析，提出建立“集约型”城市内部空间结构优化方案与“理性”城市扩张模式，以优化产业空间结构与土地利用空间结构并重方式进行。

　　3.1 加强城市科学规划与空间管制策略

　　城市总体规划是城市建设的总行动纲领，是全市各个职能部门都应该执行和实施的。所以。城市规划管理工作应建立强有力的行政组织机构，确保规划的龙头和权威地位，实施有效的宏观调控与指导，以保障城市总体规划的实施。

　　在城市总体规划指导下，城市中心城区的建设同时进行必要的外延扩张，外延式扩张建设应加强城市的空间管制作用[9].

　　3.2 加强城市基础设施等支撑体系建设与用地功能结构的优化配置

　　强化城市交通网络结构的梳理与基础设施的充分利用，发挥其对产业发展需求与城市重要功能结构建构的支撑作用，使支撑体系结构与用地功能结构实现配置最优，从而提升城市的整体运行效率。进一步完善主城区核心经济功能，重点发展现代服务业、高科技产业，优化传统产业结构。加强主城区文化、教育、科研、金融保险、会展、旅游、商业等城市职能，全面提升城市综合竞争力[10].

　　3.3 加强城市景观生态规划、建立生态城市

　　更换地表后影响了温度、风速与边界层高度。臭氧浓度对于大气环境的变化十分敏感，臭氧浓度升高与温度上升、风速减低有关，其中最重要的影响因子为边界层高度的变化。有些地区虽然白天温度上升、风速减低，但因边界层高度增加太多，稀释近地面臭氧，因此更换土地利用后白天臭氧浓度些微减少。通过采用景观生态的规划，可以让城市在工程建设与生态环境协调发展。

　　3.4 提高土地利用的集约程度和综合价值

　　臭氧浓度对于大气环境的变化十分敏感，臭氧浓度升高与温度上升、风速减低有关，其中最重要的影响因子为边界层高度的变化。有些地区虽然白天温度上升、风速减低，但因边界层高度增加太多，稀释近地面臭氧，因此更换土地利用后白天臭氧浓度些微减少。夜间边界层高度降低，大气低层的通风能力减低，使臭氧残留于低层大气而无法向高层扩散，导致更换土地利用后平均夜间臭氧增加量 （15ppb） 大于白天。

　　3.5 走出了一条土地生态资源可持续利用道路

　　土地生态资源利用总体规划是在一定区域内，根据国家社会经济可持续发展的要求和当地自然、经济、社会条件对土地生态资源的开发、利用、治理、保护在空间上和时间上所作的总体安排和布局，具有综合性、长期性、战略性、强制性特征，是土地生态资源利用管理的“龙头”和保障土地生态资源安全的首要屏障。环境生态规划建设，土地利用形态控制了反照率、土壤湿度、粗糙长度与气孔阻力等参数，经由地表与大气间的能量交换，进而影响可感热通量、潜热通量、地表温度等气象变量，土地利用虽然仅是 WRF 模式中众多给定下边界条件之一，但对于气象模拟的结果有显着影响，可见土利用的重要性。
　　
　　4 结论

　　土地利用常常会引起许多自然现象和生态过程的变化，如大气环境、土壤环境、水环境、生物多样性以及景观生态格局的变化。因此，土地利用变化的生态环境效应成为研究的主要内容。土地利用的生态环境效应分析主要是研究土地利用是否充分利用了自然环境条件，是否改善了环境条件。

　　例如，可通过比较自然生态系统的生产潜力和人工生态系统的生产能力，来判断利用自然条件的程度；对比自然生态系统结构与人工生态系统结构，判断是否改善了环境条件等。因此，从某种意义上说，土地质量状况本身就是土地利用生态环境状况的反映。必须要加强土地利用与生态环境的协调发展，才能造福子孙后代。

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