（自然地理学专业论文）大连城市化进程中环境变化及其影响研究.pdf

捅要 随着城市化进程的加快，世界人口高速增长，社会生产力大大提高，人类 开始大规模开发利用石油、煤炭、天然气等能源和矿产资源，并向自然界排放 了大量污染物质，大气中的二氧化碳等温室气体含量增加，使全球变暖、海平 面上升；人类的各种活动不同程度地改变和破坏着其原有的生存环境，对区域 环境变化产生了很大影响，这种影响在大中小尺度范围内进行着传递和扩张， 而全球变化的种种问题均通过区域得以体现。可以说，区域环境变化是全球变 化的缩影，是全球变化研究的基本对象之一。 由于城市化进程中人类活动对区域环境的扰动性逐渐加强，引起区域环境 一气候、下垫面条件等发生着明显变化。作为中国北方尤其是东北地区重要的 城市，大连的城市化发展对其环境产生着深刻影响。 鉴于这种影响的不稳定性和复杂性，采用定量和定性分析、问卷调查等方 法研究大连城市化进程中环境变化及影响。首先，基于大连城市化进程特点， 重点分析大连城市化与气温的关系，研究大连城市化进程中环境变化；其次， 运用相关分析法和模糊综合评价法进行城市建设项目的环境影响评价；为充分 了解大连市居民对城市环境的感受和需求，从城市主体“人”，即“居住者”出 发，采用问卷调查法并建立相应的评价指标体系，通过设计影响城市居住环境 的指标项，以调查问卷的形式让居住者给予评价，在对数据的统计分析和量化 后，得出居住者的评价结果。 研究表明：大连市1 9 9 2 - - - , 2 0 0 6 年的年均温度变化总体呈上升趋势且波动性 明显，城市化进程中城市人口数量，城市社会、经济发展水平和城市下垫面性 质的改变是影响气温的主导因子；大连城市房地产业建设项目的发展使城市环 境处在“中度影响”状态；同时，基于问卷调查的评价，反映出城市化进程中 大连整体环境良好，其中社会环境得分最高、自然环境次之、人工环境得分最 低。 关键词：城市化；环境变化；影响；评价 a b s t r a c t w i t hu r b a n i z a t i o na c c e l e r a t i n g ，w o r l dp o p u l a t i o ni n c r e a s i n gq u i c k l ya n dt h e e n h a n c e m e n to fs o c i a lp r o d u c t i v i t y ，t h ep e o p l ew a ss t a r t i n gt oe x p l o r ea n du s et h e e n e r g ya n dm i n e r a lp r o d u c t si nl a r g es c o p e ，s u c ha so i l ，c o a la n dn a t u r a lg a sa n ds o o n ，m e a n w h i l e ，p o u r i n ga m o u n to fp o l l u t i o n t h ec a r b o nd i o x i d ei na t m o s p h e r ew a s i n c r e a s i n gt h a tc a u s e dt h eg l o b a lw a r m i n gu pa n ds e al e v e lr i s i n g a l lk i n d so f h u m a na c t i v i t i e sc h a n g e da n dd e s t r o y e dt h eo r i g i n a ll i v i n ge n v i r o n m e n ti nd i f f e r e n t d e g r e e ，w h i c hi n f l u e n c e dt h er e g i o n a le n v i r o n m e n ts e r i o u s l y t h ei n f l u e n c ew a s t r a n s f e r r i n ga n de x p a n d i n gi nl a r g es c a l e ，m i d d l es c a l ea n ds m a l ls c a l e m a n y p r o b l e m so ft h eg l o b a lc h a n g ew e r ee m b o d i e di nr e g i o ns ot h er e g i o n a le n v i r o n m e n t c h a n g ei st h ee p i t o m eo fg l o b a lc h a n g ea n dt h a ti st ob eo n eo ft h eb a s i cr e s e a r c h o b je c t si ng l o b a lc h a n g e b e c a u s e r e g i o n a l e n v i r o n m e n td i s t u r b a n c ew a ss t r e n g t h e n e db yh u m a n a c t i v i t i e si nu r b a n i z a t i o np r o c e s s ，t h er e g i o n a le n v i r o n m e n ts u c ha st h ec l i m a t ea n d u n d e r l y i n gs u r f a c ew a sc h a n g e dd i s t i n c t l y a sa ni m p o r t a n tc i t yi nt h en o r t ho f c h i n a e s p e c i a l l yi nt h en o r t h e a s ta r e a ，d a l i a nu r b a n i z a t i o nd e v e l o p m e n ti n f l u e n c e dt h e e n v i r o n m e n tb a d l y g i v e nt ot h ei n s t a b i l i t ya n dc o m p l e x i t yo ft h ei n f l u e n c e ，q u a n t i t a t i v ea n d q u a l i t a t i v ea n a l y s i sa n dt h eq u e s t i o n n a i r e sm e t h o dh a v eb e e na d o p t e di ns t u d y i n g e n v i r o n m e n tc h a n g ea n di n f l u e n c ei nt h eu r b a n i z a t i o np r o c e s so fd a l i a nc i t y a t f i r s t ，b a s e do nt h ec h a r a c t e r so ft h eu r b a n i z a t i o np r o c e s so fd a l i a nc i t y ，a st h e r e l a t i o nb e t w e e nt h eu r b a n i z a t i o na n dt e m p e r a t u r e ，e n v i r o n m e n tc h a n g ei nt h e u r b a n i z a t i o np r o c e s so fd a l i a nc i t yw a ss t u d i e d s e c o n d l y ，t h ee n v i r o n m e n t i n f l u e n c ee v a l u a t i o no fu r b a nc o n s t r u c t i o np r o je c t sh a sb e e nr e s e a r c h e du s i n gt h e c o r r e l a t i v ea n a l y s i sa n dt h ef u z z ys y n t h e t i ce v a l u a t i o nm e t h o d f i n a l l yt a k i n gt h e “m a n ”w h oi sm a i nb o d yo fc i t ya sak e ya n dt h a ti st h er e s i d e n t ，t h ec o r r e s p o n d i n g i n d e xs y s t e mo fl i v i n ge n v i r o n m e n te v a l u a t i o nh a sb e e ne s t a b l i s h e d ，m e a s u r e db yt h e q u e s t i o n n a i r es u r v e y i ti sa i m e d t of u l l yu n d e r s t a n df e e l i n g sa n dn e e d so nt h eu r b a n e n v i r o n m e n to fr e s i d e n t si nd a l i a nc i t y t h er e s u l t so ft h ee v a l u a t i o nc a nb ea t t a i n e d t h r o u g hf o l l o ws t e p si n c l u d i n gd e s i g n i n gi n d e x e si n f l u e n c i n gl i v i n ge n v i r o n m e n to f c i t yr e s i d e n t s ，e v a l u a t i n gf r o mr e s i d e n t sb yq u e s t i o n n a i r es u r v e ya n dd e a l i n gw i t h u d a t e sb ys t a t i s t i c a la n dq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s t h er e s e a r c hs h o w e dt h a tt h ea v e r a g ea n n u a lt e m p e r a t u r ei so v e r a l lu p w a r d w i t hf l u c t u a t i o no b v i o u s l yi nd a l i a nf r o m19 9 2t o2 0 0 6 t h ed o m i n a n tf a c t o r s i n f l u e n c i n gt e m p e r a t u r ea r et h eu r b a np o p u l a t i o n ，t h ed e v e l o p m e n tl e v e lo fu r b a n s o c i e t ya n de c o n o m i ca n dt h ec h a n g eo ft h eu r b a nu n d e r l y i n gs u r f a c ei nt h ep r o c e s s o fu r b a n i z a t i o n ；t h ed e v e l o p m e n to fr e a l t yp r o j e c t sm a k e su r b a ne n v i r o n m e n tb ei n t h es t a t eo f “m e d i u mi m p a c t ”i nd a l i a n ：m e a n w h i l et h eh o l i s t i ce n v i r o n m e n ti n d a l i a ni s a l l r i g h ti nt h ep r o c e s so fu r b a n i z a t i o nb a s e do nt h ee v a l u a t i o no f q u e s t i o n n a i r e s t h es c o r eo fs o c i a le n v i r o n m e n ti st h eh i g h e s ta n dt h es c o r eo f n a t u r a le n v i r o n m e n tt a k e st h es e c o n dp l a c e t h es c o r eo na r t i f l c i a le n v i r o n m e n ti s t h el o w e s t k e y w o r d s ：u r b a n i z a t i o n ；e n v i r o n m e n tc h a n g e ；i n f l u e n c e s ；e v a l u a t i o n i i i 学位论文独创性声明 本人承诺：所呈交的学位论文是本人在导师指导下所取得的研究成果。 论文中除特别加以标注和致谢的地方外，不包含他人和其他机构已经撰写或 发表过的研究成果，其他同志的研究成果对本人的启示和所提供的帮助，均 已在论文中做了明确的声明并表示谢意。 虢劲蟠嘶、厂 学位论文版权的使用授权书 本学位论文作者完全了解辽宁师范大学有关保留、使用学位论文的规 定，及学校有权保留并向国家有关部门或机构送交复印件或磁盘，允许论文 被查阅和借阅。本文授权辽宁师范大学，可以将学位论文的全部或部分内容 编入有关数据库并进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文。保密的学位论文在解密后使用本授权书。 躲邳均兹 5 5 臌名：傍罨钞 日 期：e y 大连城市化进程中环境变化及其影响研究 第1 章绪论 1 1 研究背景 气候和下垫面条件构成了区域环境特征的基本轮廓，涉及大气、水、土地、 动物和植物等基本要素，以及这些要素与人类长期共处所产生的各种依存关系。 其中，各种要素是人类生活和生产的物质基础。一个良好的生态环境是人类发 展最主要的前提，同时也是人类赖以生存、社会得以安定的基本条件。一方面， 它是人类生存和发展的基本物质来源；另一方面，它承受着人类活动所产生的 废弃物和各种作用的结果。而环境作为资产为人类提供服务的数量和质量取决 于人类本身的行为和影响。所以，要使经济持续、稳定发展，就必须处理好人 与环境的关系，建立符合生态规律的生产、生活方式，把社会效益、经济效益 和环境效益三者统一起来，促进社会和环境的协调发展。 城市是一个以人为主体，以空间利用为特点，以经济效益为目的，集人口、 经济、科学文化于一体的空间地域系统；它作为存在于地球表层并占据一定空 间的一种物质形态，必须在与自然环境的协调平衡中发展n 2 1 。然而，长期以来， 城市发展和建设中主要考虑经济、社会等因素，不重视自然环境因素的存在发 展，致使城市发展与城市自然环境关系濒于失调，尤对城市气候、下垫面的影 响较大。 近一个世纪以来，城市化进程速度加快，以城市人口为例，1 8 0 0 年世界城 市人口约占总人口的2 4 ，1 9 0 0 年时增加到1 3 3 ，2 0 0 0 年世界有一半的人口 居住在城市里，预计2 0 2 5 年城市人口比例将达到6 2 5 ，而且发展中国家城市 人口增长的速度要比发达国家更快。世界城市化给全人类带来经济和社会效益 的同时也带来许多问题，尤其是一系列的城市自然环境问题妇3 。城市内大量人工 构筑物如铺装地面、各种建筑墙面，替代了自然土地表面，改变了下垫面的热 属性。城市地表含水量少，热量更多地以显热形式进入空气中；同时，由于下 垫面的改变，城市地表对太阳光的吸收率较自然地表高，致使空气得到更多的 热量，使得温度升高。从全球来看，特别是北半球的气候明显变暖，一些大城 市中气温升高、降水相对减少以及一些极端气候的频繁出现也印证了这一现象。 城市人口的增长，建筑物密度增大，工业的飞速发展，排污量增加以及冬 季燃煤取暖，同样使得我国城市环境遭到了很大程度的破坏口1 。我国许多大城市 的气温亦有逐年上升的趋势且增温的幅度明显大于同期全国平均值的增加幅 大连城市化进程中环境变化及其影响研究 度。显然，这种增暖趋势是与近几十年来我国城市城市化进程的加快是分不开 的。例如，2 0 0 5 年兰州市区降水量比历年平均值减少了4 6 ，年平均温度较往 年升高2 ：还有专家分析指出，由于城市发展所引发的城市冷空气活动少，逆 温层厚，强度大，大气层稳定，不利于污染物扩散，再加上二次扬尘、机动车 尾气污染，使得城市空气质量比较低，等等h 1 。 大连市因其独特的自然条件和城市建设，获得过联合国颁发的人居奖、曾 被联合国环境规划署评为环境“全球5 0 0 佳城市。但近年来大连城市化进程 明显，以人口指标测度，2 0 0 6 年大连城市化水平已经达到了5 7 4 9 ，而同期辽 宁省的城市化水平为4 7 5 ，全国城市化水平为4 3 9 ，城市化进程中必然产生 一系列相应问题，所造成的环境变化及其影响不容乐观和忽视。 1 2 国内外研究评述 1 2 1 国内外研究回顾 ( 1 ) 国外研究概述 城市化引发的城市环境问题早已引起人们的注意。十九世纪末期，英国学 者e h o w a r d 著述田园城市，试图用理性的规划方法来协调城市化与城市环 境之间的发展，并从二十世纪中期开始真正以专题形式来研究二者的关系。二 十世纪初，芝加哥学派的人类生态学方法在城市健康、土地及社会分层研究中 取得明显成效之后，激起了世界性的广泛关注。8 1 。二十世纪八十年代后，城市 可持续发展及生态环境评价的研究热潮高起，城市化及其生态环境问题几乎都 围绕着城市可持续研究而展开。其研究历程大致划分为三个阶段n - 9 - 1 z ： 起源阶段。工业革命后，人口大量向城市集中，城市自然环境发生了巨 大的变化，促使人们开始关注其生存的环境，城市化与其环境的关系问题开始 引起相关学派的广泛关注。城市规划学家首先从规划角度尝试解决此问题，1 8 9 8 年霍华德( h o w a r d ) 的“田园城市 理念激起了规划学界的广泛关注。1 9 0 4 和 1 9 1 5 年g e d d e s 相继出版了城市开发、进化中的城市，使社会学家融入人 地关系的研究当中。1 9 2 5 年芝加哥学派的代表人物p a r k 城市的发表，意味 着生态学对城市问题的重视。该学派充分利用生态学和社会学的原理将城市化 外部生态问题的研究转向城市内部社会空间结构和土地利用方面，从此城市化 及其生态环境问题的生态学研究方法成为主流。在实践方面，f i t t e r 和j o v e t 分别从生态规划的角度研究了伦敦和巴黎等城市的过度城市化与城市生态环境 2 大连城市化进程中环境变化及其影响研究 演替关系问题。 发展阶段。1 9 7 2 年联合国科教文组织( u n e s c o ) 制定了m a b 研究计划， 其中人类聚居地的综合生态研究被列为重点项目，从此城市化与环境关系的研 究在国际学术团体和非官方组织之间积极展开。m e a d o w s 的增长的极限和 g o l d s m it h 生命的蓝图的发表，并对世界城市化前景进行了“有极限增长” 的预测，激起了各国人们对城市化引发的世界资源环境问题的普遍担心。在日 本，中野尊正等从环境保护的角度系统阐述了城市化对城市自然环境的影响以 及城市绿化、城市环境污染及防治等问题。二十世纪八十年代，城市化及其生 态环境关系研究异常活跃，它不仅在经济学、社会学、生态学和地理学等学科 间展开，其微观机理与运行机制也得到环境科学和卫生科学研究者的极大兴趣。 1 9 8 6 年在卢布尔雅那举行的国际森林研究组织联盟( i u f r o ) 建立“城市森林” 计划工作组，开展研究城市化对森林破坏的危害并寻求解决办法。同期，世界 卫生组织( w h o ) 展开了健康城市研究，这个项目将城市健康问题列入研究议题。 多元化阶段。1 9 8 7 年我们共同的未来的报告提出，使城市可持续研 究拉开了序幕，城市化与其生态环境关系问题的研究紧密围绕着可持续城市、 卫生城市、健康城市等主题而深入，相关的国际学术会议也非常活跃。世界环 境与发展大会通过了二十一世纪议程、1 9 9 0 年以来的五次国际生态城市大会、 1 9 9 6 年联合国人居环境大会以及国际城市环境研究所( i i u e ) 的“可持续城市 指标体系研究 序列会议等，说明此问题的关注进入了多元化的研究阶段。2 0 0 2 年发表的深圳宣言对城市化、生态城市建设和可持续城市等问题进行一系 列总结，特别关注生态城市建设中的人文和经济城市化的压力问题，为世界城 市一体化进程中城市问题的复合系统研究指明了方向。 ( 2 ) 国内研究回顾 中国城市化发展较为特殊，国内对城市化及其环境关系的研究起步晚，但 进展较快。二十世纪七十至八十年代是国内环境保护阶段。八十年代初，马世 骏等提出了社会一经济一自然复合生态系统的思想丰富了研究理论，从此沿着复 合生态系统思路研究中国城市化与环境关系问题成为热潮。九十年代中后期， 随着世界可持续发展理论研究的深入，国内学者先后从经济、环境、生态和地 理的角度对城市可持续发展进行了研究，城市化及其生态环境关系的研究也相 应统- n 可持续发展大框架之下，呈现多元化的趋势。 环境保护阶段。中国对城市化进程中的生态环境问题的关注是从二十世 大连城市化进程中环境变化及其影响研究 纪七十年代开始的。1 9 7 2 年，中国参与了m a b 计划，当时有些学者呼吁关注中 国的生态环境问题。为了防治同益恶化的生态环境，第一次全国环境保护会议 提出了环境保护的方针，但由于当时城市化水平低( 1 7 4 ) ，其重点是突出工 业化进程中的环境保护。在实践方面，国内一些城市如南京、北京和广州开展 了环境污染的调查、评价及防治研究工作。 复合生态系统研究阶段。1 9 8 4 年马世骏提出了社会一经济一自然复合生 态系统的思想，开创了城市生态学的新理论。王如松、杨邦杰、宗跃光等从不 同方面发展和深化了这种思想。这种从自然系统到城市复合生态系统的提出， 为城市生态环境与城市化的关系研究进一步奠定了理论和方法论基础，把以生 物一环境为主体的生态关系研究，放到以人类一环境关系为主体的研究上，使 得生态学更密切联系当代人类活动所引起的环境问题，尤其对解决世界城市化 过程中所带来的各种城市生态环境问题有重要意义，对我国城市生态规划与城 市发展规划的实践也起到很大的推动作用。南京、广州、昆明、天津、北京等 利用复合生态系统的思想积极开展了生态调控和生态建设问题的研究。 多元化阶段。九十年代中期以后，城市环境可持续发展成为我国城市化 健康发展及生态环境问题研究的蓝图，城市化及其环境关系的研究进入多元化 的阶段。1 9 9 8 年8 月，中国科学技术协会以“城市可持续发展的生态设计理论 与方法”为主题，生态城市、健康城市和卫生城市等概念纷纷被引入而成为研 究的热点，国内学者如黄光宇、宋永昌、张炯等对此进行了许多有益的探索与 研究，奠定了我国城市可持续发展的系统学研究方向。进入二十一世纪，相关 研究更为活跃，有些学者还专门研究了城市化进程中的人口、经济、资源与城 市生态环境的交互作用问题，并对城市一经济一环境不协调的应对措施提出了 建议。 1 2 2 国内外研究现状 城市化与环境关系的研究内容庞杂，各个学科对它的关注存在较大差异， 主要从三个方面展开n 一3 。1 副： 从环境经济学的角度展开。代表人物是美国著名经济学家g r o s s m a n 等， 研究的重点是判别经济发展中城市化对环境是否有影响，以及影响的重要程度 有多大。他们注重归纳各个国家的经济发展与环境变化的关系。 从环境科学和卫生科学角度展开。由u n e s c o 、i u f r o 、w h o 等机构发起， 研究的重点集中在城市化引起的区域及全球资源环境效应，以及全球的资源环 4 大连城市化进程中环境变化及其影响研究 境保护及环境变化机理上，人口密集的城市地区的资源消耗和生态环境退化也 是其中的重要内容。城市化引发了系列资源环境问题，如土地问题。土地利 用资源的研究一般都被纳入到国际生物圈计划( i b m p ) 关于土地覆盖、土地利用 变化与全球变化研究总的框架下面。应用r s 进行大尺度数据处理，从时空维度 进行过程模拟和空间分异是当前国际上进行城市化与生态环境关系宏观研究的 主要趋势。 从可持续发展和生态学角度展开。由u n e s c o i i u e 和w h o 等发起，参与 的学科主要有生态学、地理学、环境学和经济学等，研究的重点是可持续城市 和生态城市。其研究以可持续发展思想为基础，利用生态学原理，将研究的目 标逐步集中在城市可持续发展的生态学机理上，围绕着城市的社会经济活动与 自然生态环境之间的相互关系，分析其矛盾运动过程中发生的环境生态问题， 探讨在人类活动影响下城市生态环境的变化，揭示城市生态环境运动发展的客 观规律和调控的机理。 上述研究重视城市化引起的城市环境问题、城市社会经济与环境协调发展 的评价、预测及调控，以及城市生态环境可持续发展研究。主要表现在： ( 1 ) 城市化引起的城市生态环境效应研究。主要以环境科学工作者、地学 研究者和生态学家研究为主，基本从资源与环境保护角度展开，研究的重点是 探讨我国城市化带来的环境问题( 水、土、气、生物、资源与能源等) 及应对策 略。由于学科背景差异，环境学家比较注重环境变化的机理分析，更侧重于城 市化引发的环境污染的微观机理，目的是为了更好的环境保护。地学研究者则 更擅长于区域研究与宏观分析，而生态学家更强调生态系统之间的联系，注重 生态平衡。目前主要集中在两个方面：一是在城市化引起的“三废 排放机理 及预防研究上；二是从综合角度分析城市化进程中的环境变化问题。其中，城 市化引发的水资源短缺和土地资源利用不合理等问题是我国地理学家关注城市 化引发环境资源问题的切入点。 ( 2 ) 城市社会、经济、环境协调发展评价研究。主要以经济工作者、社会 工作者、城市规划学者和生态科学者研究为主，研究基本从经济与社会发展、 城市规划和生态健康的角度展开的，研究的重点是评价不同城市社会、经济与 生态环境协调程度，以及规划的合理程度。其研究内容又可进一步归纳为城市、 经济与环境协调问题等三个方面。城市经济与环境协调的研究是我国城市经济 研究者关注的热点，目的想从经济的角度来分析与解决我国城市环境问题。从 5 大连城市化进程中环境变化及其影响研究 马世骏等提出该理论以来，国内一些生态科学研究者进行了大量探索，极大地 推动了理论的发展；也有些学者应用此理论将研究视角转向到西部生态脆弱区， 如李锋等应用此原理，提出了西部城市发展的生态调控对策一6 一”。 ( 3 ) 可持续城市、生态城市和健康城市研究。尽管可持续城市、生态城市 和健康城市在概念上存在差别，但从其依存的基本原理看，都可以统- n 可持 续发展研究的大框架之下。二十世纪八十年代中期以来，随着可持续发展理论 的提出，我国许多学者先后从经济、环境、生态和地理的角度对城市可持续发 展进行了研究。随着我国城市化进程加快，城市化与可持续城市的关系也日渐 受到学术界的关注。张俊军等对此进行了较为全面的综述。现阶段城市化与城 市可持续的研究热点，主要集中在城市化进程中的城市可持续发展问题分析、 城市化与城市可持续发展的规律性认识以及可持续城市化、城市化与生态城市、 健康城市的相关研究n 钔。 在我国城市化进程中，这方面的研究内容具有多学科交叉的趋势。城市化 与环境协调关系的研究，特别是探索城市化进程中的环境变化及其演化规律， 确保人与自然和谐，使经济得到进一步可持续发展，对于指导我国城市化发展 的意义不言而喻。 1 3 研究内容、方法及技术路线 1 3 1 研究内容 论文在分析了大连城市化进程特点及现状的基础上，主要研究内容如下： ( 1 ) 讨论了大连城市化进程与自然环境( 以气温为例) 的关系，并结合社 会经济数据和模型计算，确定城市化进程中影响城市增温的主导因子。 ( 2 ) 以城市发展中人类对城市环境改变的主要活动之一的城市建设项目中 最具有代表性的房地产业为例，建立房地产业发展对城市环境影响机制的评价 模型，进行评价分析，进一步通过评价来论述城市化进程对环境的影响。 ( 3 ) 最后基于调查问卷，构建大连城市环境评价模型。评价体系中包括自 然环境、人工环境和社会环境指标因子，从城市居民的角度，进一步研究大连 城市化进程对环境的影响。 6 人连城市化进程中环境变化及其影响研究 1 3 2 研究方法与技术路线 研究方法与技术路线，见图卜l 。 图1 1 研究技术路线 大连城市化进科中环境变化及其影响研究 2 1 全球变化 第2 章区域环境变化及其产生的背景 全球环境变化是当前人类社会面临的重要挑战。全球变化实际上是人与自 然之间关系的变化n 引，随着全球变化与人类活动相互作用机制认识的深入，国 际上越来越多的学者、研究团体、决策机构加大了对全球变化与人类活动相互 作用研究的力度。 全球变化研究涉及自然和社会领域的各个方面，特别是它与社会、政治、 经济和外交等多个社会领域的结合，催生了一些跨学科研究热点的出现。全球 变化研究，不仅需要关注它的科学内涵和学术价值，更要考虑如何与生存空间 的可持续发展紧密地结合起来，为人类社会的可持续发展提供科学背景和依据。 全球变化又同时涉及地球科学、环境科学、宏观生物学、天文学、遥感技 术以及有关社会科学的综合性、交叉性和系统性的科学体系。全球变化的研究 对象是地球系统的各个圈层及其相互作用( 包括大气圈、水圈、生物圈、人类 圈、地圈) ，其直接的研究对象是地球巨系统中的物理、化学、生物和人类等子 系统心0 1 。地球表层位于地球最外层，受地外环境影响最直接，变化最明显，引 人注目的全球变化和困扰人类的全球问题都发生在地球的这一区域，它是地球 系统中与人类关系最为密切的子系统。 全球问题主要指人口膨胀、资源短缺和生态环境恶化等问题。近几十年来， 这些问题几乎同时出现在人类面前，并日趋严重。为解决这些问题，采取单一 措施( 如就人1 3 论人口，就资源论资源或就环境论环境等) 都是无济于事的， 只有世界各国联合起来，采取综合措施，并且运用可持续发展的手段，才能奏 效。任何一个发展迅速的区域和国家，其发展不仅要考虑到自身的人口、资源、 环境、发展等诸多问题，而且它与国际社会发生越来越深入和广泛的联系并受 到国际社会的深刻影响和制约，甚至影响国家安全和可持续发展。显然，全球 环境问题对于世界各国的经济发展和人类社会生存有着深远的影响，直接涉及 到地球上有限资源的可持续利用和地球的可居住性等重大的战略性科学与社会 问题2 1 2 引。 9 大连城市化进程中环境变化及其影响研究 2 2 城市化问题 2 2 1 关于城市化 “城市化 较为普遍的一种提法是指“人口向城镇或城市地带集中的过程”， 或者是指“人口向城市地区集中和农村地区转变为城市地区亦或指农业人口转 变为非农业人口的过程 乜驯。一般以非农业人口占总人口的比重衡量城市化水 平。 我国建设部1 9 9 8 年颁布的城市规划基本术语标准( 中华人民共和国国家 标准g b t 5 0 2 8 0 一9 8 ) 对所列词条“城市化的解释是人类生产和生活方式由 乡村型向城市型转化的历史过程，表现为乡村人口向城市人口转化以及城市不 断发展和完善的过程乜“2 钔。 也有研究对城市化的涵义做出如下理解乜引：城市化既是一定时期内地域发 展的结果，又是连续不断的空问动态过程，同时还是社会生产力的变革所引起 的人类生产方式、生活方式的改变过程。它表现为：第二、第三产业乃至更高 级产业区位的形成和聚集，人口由农村向城市转移，农业人口转化为非农业人 口，全社会逐渐接受城市文化和价值观，农村地域逐步变为城市地域；它不但 包括城市数量的增加，还包括已有城市质量的不断演化和提高。 综合来说，现代城市化的概念有其明确的过程和完整的含义，即( 1 ) 城 市人口规模不断扩大；( 2 ) 单个城市地域的扩大及城市关系圈的形成和变化：( 3 ) 拥有现代市政服务设施系统；( 4 ) 城市生活方式、组织结构、文化氛围等上层 建筑的形成；( 5 ) 集聚程度达到称为“城镇 的居民点数目日益增加；( 6 ) 传 统农村文明逐步转变成为现代城镇文明。 在不同的学科领域里，对于城市化可以从不同的角度加以研究和表述心8 一引。 ( 1 ) 地理学中对城市化的理解是：由于社会生产力的发展而引起的农业人 口向城镇人口，农村居民点形式向城市居民点形式转化的全过程。包括城市人 口比重和城市数量的增加，城市用地的扩展，以及城市居民生活状况的实质性 改变等。 ( 2 ) 人口学中城市化的定义表述为：农业人口向非农业人口转化并在城市 集中的过程。表现在城市人口的自然增加，农村人口大量涌入城市，农业工业 化，农村日益接受城市的生活方式。 ( 3 ) 社会学中对城市化的解释是：农村社区向城市社区转化的过程。包括 城市数量的增加，规模的扩大；城市人口在总人口中比重的增长；公用设施、 l o 人连城市化进程中环境变化及其影响珂f 究 生活方式、组织体制、价值观念等方面城市特征的形成和发展，以及对周围农 村地区的传播和影响。 2 2 2 城市化进程中的环境问题 1 9 7 9 年美国地理学家r 诺瑟姆( r a ym n o r t h a m ) 发现，各国城市化进 程所经历的轨迹，可以概括成一条稍被拉平的“s ”型曲线“3 1 1 ( 图2 - 1 ) 。从图 2 1 可以明显地看出城市化发展的阶段性规律：在拐点a 以前为初期阶段，城市 化发展速度很慢；在拐点a 与拐点b 之间为中期阶段，城市化发展速度明显加 快；在拐点b 以后为后期阶段，城市化速度明显回落，停滞不前。各阶段中主 要的环境问题如下： 朔) 图2 1 城市化发展的s 型曲线 ( 其中s 轴代表城市化发展水平，t 代表城市化发展所处的阶段) 初期阶段。城市化水平在0 3 0 之间。由于生产力水平低下，在城市市 场形成的诱导下，农业耕种面积不断扩大，形成“高投入低产出 的局面，造 成自然草地、森林系统退化变质，从而导致水土流失和荒漠化。这是城市化对 自然环境的初期影响阶段，这个时期城市化对自然环境的影响处于缓慢阶段。 中期阶段。城市化水平在3 0 - 7 0 之间，是城市化发展的关键阶段。随 着城市化进一步发展，人类对自然环境的改造较初级阶段剧烈。由于城市化过 程中资源密集型的重化工业的发展，导致出现了水源污染严重和空气质量的下 降以及温室效应等自然环境问题。尤其是城市人口的增加和城市建设用地的扩 张使得城市用地结构随之发生革命性变化，直接导致土地利用发生深刻改变， 进而引起城市绿地面积的减少和三废增加，加速了自然环境的破坏。 后期阶段。城市化发展到成熟阶段，其发展步伐变得缓慢。但经过了加 大连城市化进程中环境变化及其影响研究 速的发展，城市的自然环境基本在发生了革命性变化后处于新的平衡阶段。这 个阶段城市交通高度密集，城市的空气质量下降和噪音污染较大；城市人口的 过度密集和高度城市化的生活方式使城市生活用水的水质水量以及水源问题突 出；城市规模的扩大和建筑设施的激增使城市绿地进一步缩小；玻璃建材的大 量使用和无线电通讯的飞速发展加剧了光、电磁波的污染等。但由于人类对自 身利益和生存环境的再认识，可持续发展观念也深得人心，各种防污治污意识 和能力相应提高，城市环境在这一时期基本步入了改善阶段口。 2 2 3 区域环境变化 因范围大小不一、地理特征不同，区域内部环境的结构、特点与功能也千 差万别。以自然环境为主体的区域环境有森林、草原、沙漠、冰川、海洋、湖 泊、河流、山地、平原等多种类型，它们主要是地球长期演化发展的结果，当 然也会在人类活动的影响下，发生一定程度的变化。以人工环境为主体的区域 环境有城市、农村、工业区、旅游区等多种类型，它们分别构成一个个独特的 人类生态系统。现实生活中的区域往往兼具上述特点，是一种结构复杂、功能 多样的环境。 区域环境是人类赖以生存和发展的外部空间和物质基础。区域环境变化是 人类文明进程的必然产物。随着城市化进程中工业革命和科技进步带来的巨大 财富，人类的生产和生活方式发生了空前的变化，同时也造成了自然环境的严 重破坏和环境问题的日益突出。主要包括的问题如下口剀： 环境污染日益加剧环境污染主要是大气污染、水环境污染、固体废弃 物污染等，环境污染的日益加剧越来越威胁到人类的生存环境与生命安全。大 量垃圾的堆弃，使得大气、水体、生物，尤其是土地受到了很大影响。 气温升高气候变暖会使降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上 升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和人类所依托的环 境。 臭氧层破坏臭氧含量虽然极微，却具有强烈的吸收紫外线的功能，它 能挡住太阳紫外辐射对地球生物的伤害，保护地球上的一切生命。然而，人类 生产和生活所排放出的一些污染物使臭氧迅速耗减，使臭氧层遭到破坏。 酸雨受酸雨危害的地区，出现了土壤和湖泊酸化，植被和生态系统遭 受破坏，建筑材料、金属结构和文物被腐蚀等等一系列严重的环境问题。 淡水资源危机一些河流和湖泊的枯竭，地下水的耗尽和湿地的消失， 1 2 大连城市化进程中环境变化及其影响研究 不仅给人类生存带来严重威胁，而且许多生物也正随着人类生产和生活造成的 河流改道、湿地干化和生态环境恶化而灭绝。 资源、能源短缺当前，世界上资源和能源短缺问题已经在大多数国家 甚至全球范围内出现。这种现象的出现，主要是人类无计划、不合理地大规模 开采所致。在新能源开发利用尚未取得较大突破之前，世界能源供应将日趋紧 张。此外，其它不可再生性矿产资源的储量也在日益减少，这些资源终究会被 消耗殆尽。 森林锐减森林是人类赖以生存的生态系统中的一个重要的组成部分。 由于世界人口的增长，对耕地、牧场、木材的需求量日益增加，导致对森林的 过度采伐和开垦，使森林受到前所未有的破坏。 土地荒漠化荒漠化是由于气候变化和人类不合理的经济活动等因素， 使干旱、半干旱和具有干旱灾害的半湿润地区的土地发生了退化。荒漠化已经 不再是一个单纯的环境问题，而且演变为经济问题和社会问题，它给人类带来 贫困和社会不稳定。全世界受荒漠化影响的国家有1 0 0 多个，荒漠化以每年5 7 万k m 2 的速度扩大，在人类当今诸多的环境问题中，荒漠化是最为严重的灾难 之一。 物种加速灭绝现今地球上生存着5 0 0 1 0 0 0 万种生物，到2 0 0 0 年， 地球上1 0 - - - 2 0 的动植物( 5 0 一- 1 0 0 万种) 已消失。目前，物种灭绝速度正越 来越快。 2 3 城市可持续发展 城市化是现代文明的趋势和标志。 界各国都先后进入城市化的加速阶段。 源约束种种压力亟待解决。 随着工业化进程和经济的高速发展，世 城市化进程中出现的包括人口增长和资 自十八世纪工业革命以来，人类认识和改造自然的能力不断增强，社会、 经济经历了空前的发展速度，创造了巨大的物质财富，建立了现代的工业文明。 然而，这些财富和文明的取得，除了人类自身的聪明才智之外，也消耗了大量 的自然资源，并产生环境污染，破坏生态平衡，威胁人类自身赖以生存的地球。 特别是过去半个世纪，科技和工业的飞速发展，人口的剧增，自然环境日益恶 化，使人类从企图主宰地球，驾驭自然的“人定胜天 的幻梦中醒悟过来，开 始重新审视自己的发展历程与社会经济行为，探索新的发展道路。1 9 9 2 年6 月 1 3 人连城市化进程中环境变化及其影响矽f 冗 联合国在巴西里约热内卢召开了世界环境与发展首脑会议，会议通过了二十 一世纪议程，确定了人类社会发展的新战略一可持续发展战略口引。 城市可持续发展是根据可持续发展理论在城市领域的应用而提出来的，是 一种崭新而科学的城市发展观，是在充分认识到城市化进程中的各种“城市病 及原因的基础上，寻找到的一种新的城市可持续发展模式，即它在强调社会进 步和经济增长的重要性的同时，更加注重城市质量的不断提高，包括城市的环 境质量、城市生态结构质量、城市建筑的美学质量、城市的精神文化氛围质量 等方面，最终实现城市社会、经济、生态环境的均衡发展。城市可持续发展内 涵丰富，同时又具有层次性、区域性等特征。宏观而言，是指一个地区的城市 在数量上的持续增长，最终实现城乡一体化；就微观而言，是指城市在规模人 口、用地、生产、结构和功能等方面的持续变化与扩大，以实现城市的可持续 发展3 引。 可持续发展旨在解决人类未来发展问题及城市发展过程中的环境问题，虽 然可持续发展仍为发展的一种形式，但是它被赋予了一种特殊内涵的发展，是 保护和改造自然环境的一种发展，是改善人类生活质量、营造良好的城市环境、 提高人类的文、教、娱、体、卫等多方面质量的发展。因此，城市化进程中城 市可持续发展是可持续发展的核心问题口钉。 1 4 大连城市化进程中环境变化及其影响研究 第3 章大连市地理环境辨识及其城市化进程 大连市地处辽东半岛南端，地理位置在北纬3 8 。4 3 4 0 。1 0 ，东经 1 2 0 。5 87 1 2 3 。3 17 。三面环海，一面着陆，西临渤海，东濒黄海，南隔渤 海海峡与山东半岛相望。大连地区背靠东北大陆，腹地广阔，境内有天然良港 多座，水陆空交通均很发达，是我国东北地区的对外贸易的“窗口”，也是我国 北方重要的港口城市。 3 1 大连市地理环境 3 1 1 气候特征 根据大连百科全书8 1 ，大连地区气候属于北温带大陆性季风气候，由于受 海洋的影响，同时具有海洋性气候的特点。全