基于ARIMA模型的黄土高原河谷城市生态足迹动态模拟及测算——以甘肃省兰州市为例

为了从经济发展的角度探究生态足迹动态变化的成因,论文在测算黄土高原河谷城市——甘肃省兰州市2002—2014年人均生态足迹的发展轨迹的基础上,引入ARIMA模型,模拟预测了该市2015—2020年生态足迹变化趋势。研究结果显示:1)2002—2014年,甘肃省兰州市人均生态足迹总体呈现上升态势,数值由2.70 hm^(2)增长至4.25 hm^(2),增幅达到1.57倍;2)从生态足迹增速看,2002—2014年人均生态足迹平均增速达到4.04%,同一时期兰州市地区生产总值平均增速为11.88%,较人均生态足迹增速高出7.84%,表明该地区经济发展的速度高于资源环境消耗的速度;3)2015—2020年甘肃省兰州市人均生态足迹仍然呈现上升态势,预测值分别达到4.48 hm^(2)、4.61 hm^(2)、4.75 hm^(2)、4.89 hm^(2)、5.02 hm^(2)和5.17 hm^(2),甘肃省兰州市生态赤字逐年增大,总生态足迹是城市土地利用总面积的19.59倍,说明经济发展与地区生态需求呈现较强正相关性,环境库兹涅茨曲线“拐点”并未出现,处于不可持续发展状态。基于以上分析结果提出了甘肃省兰州市降低生态足迹的具体路径:1)实施产业结构调整,降低生态赤字,提升经济发展质量和可持续发展能力;2)推动绿色发展,构建生态类型多样、布局合理、功能完善的自然生态系统和城乡一体的生态网络,提高生态环境容量。

基于WRF模拟的中国西北河谷城市夏季的大气边界层特征

为提高河谷地形气象场的模拟效果,利用第5代再分析资料(ERA5)和全球再分析资料(FNL)作为初始场,以天水市为研究对象,驱动中尺度天气预报模式比较对西北河谷城市边界层模拟的适用性,分析西北河谷城市夏季的大气边界层特征.结果表明, ERA5模拟的天水市主城区近地面温度、近地面风速、风向以及相对湿度与观测值的相关性更好,尤其是近地面风速和风向,分别比FNL模拟的结果提升25.4%和70.0%.天水市主城区的气象场空间分布呈明显的城市热岛效应和山谷风环流,相对开阔的麦积区城市热岛效应更强;白天发生的降水会弱化谷风环流和热岛效应,河谷内及周边风速均较小.天水市主城区夏季近地面温度与风速呈正相关,与相对湿度呈负相关,大气边界层高度呈现明显的日变化,大气层结稳定.

基于风环境改善的河谷城市规划设计策略探索——以西昌安宁新城规划实践为例

河谷城市风环境问题凸显,大风环境导致诸多负面影响。从城市规划设计视角,基于西昌安宁新城规划实践,探索改善河谷城市风环境的对策,提出了城市总体结构、绿地系统、群体建筑空间等方面的风环境改善策略。研究表明,通过公共空间廊道、防风林、建筑组合等综合设计手段,能有效疏导风向,削弱风速,营造舒适城市风环境。风环境改善需统筹生态、安全、景观、舒适等效益,多专业协同,因地制宜制定规划设计策略,优化城市风环境,推动城市高质量发展。

城市下垫面对河谷城市兰州冬季热岛效应及边界层结构的影响

利用中尺度数值模式WRF耦合单层城市冠层模块UCM,引入2005年MODIS土地利用类型资料,在对2005年1月25—28日兰州市热岛现象进行高分辨率数值模拟的基础上,设计了去除城市下垫面敏感性试验,探讨了城市下垫面对城市边界层的影响程度。结果表明,城市下垫面能使近地层大气温度升高而风速减小,并且,在夜间表现更明显。由城市热岛强度日变化分析可知,城市下垫面对兰州市热岛强度的贡献率为44%。夜间,城市上空200 m以下的近地层大气保持了白天的混合层特征,热岛环流的上升运动促进了山风环流,使得上升气流到达地面以上600 m左右;白天,由于山峰加热效应,城市上空400—600 m存在一个脱地逆温层,城市热岛环流使得11—15时(北京时)市区近地层出现弱上升气流,抑制了谷风环流的形成及发展。城市下垫面的低反照率特性和建筑物的多次反射作用导致城市下垫面的净辐射通量大于非城市下垫面;城市下垫面由于建筑材料的不透水性,导致潜热通量远小于感热通量,而储热项所占比重明显增大。

典型河谷城市儿童土壤与灰尘铅暴露风险

为定量评价河谷型城市土壤与灰尘铅对城市儿童健康的影响与风险,结合野外调查的基础上,以陕西渭河谷地典型工业城市宝鸡、西安、渭南和铜川为研究区域,以定量分析河谷型城市儿童环境铅暴露为核心,收集4个城市土壤与灰尘分析样品总计243个。利用X射线荧光光谱法测定了4个城市土壤与灰尘铅的含量;采用BCR连续形态分级法探究了城市土壤与灰尘重金属铅地球化学形态分布与迁移特征;根据US EPA污染物暴露与健康风险评价模型对城市儿童铅暴露进行了评价。研究结果表明渭河谷地典型城市宝鸡、铜川、西安和渭南城市土壤与灰尘铅浓度(X±SD)分别为(409.2±52.54)和(624.70±66.15)mg·kg-1、(357.47±41.37)和(592.60±36.78)mg·kg-1、(61.4±13.31)和(78.42±14.89)mg·kg-1、(46.71±12.11)和(64.7±13.76)mg·kg-1,均高出陕西省土壤铅背景值;污染水平依次为宝鸡>铜川>西安>渭南。4个河谷型城市土壤与灰尘重金属铅发生整体迁移的趋势为:宝鸡城市灰尘(90.71%)>西安城市灰尘(84.74%)≥宝鸡城市土壤(83.12%)>渭南城市灰尘(74.89%)≥西安城市土壤(74.50%)>铜川城市灰尘(72.49%)>铜川城市土壤(57.50%)>渭南城市土壤(53.79%)。可见,铅在均在城市灰尘中的迁移趋势远大于相应的城市土壤。4个城市土壤与灰尘均表现出较大的儿童暴露致癌风险,宝鸡和铜川城市儿童土壤与灰尘铅暴露也分别存在非致癌风险,风险程度依次为宝鸡>铜川>西安>渭南。儿童铅暴露致癌与非致癌风险程度与其城市土壤和灰尘中铅可氧化态分布呈相似的规律,表明碱性的城市土壤与城市灰尘(p H>7)中可氧化态铅可能是导致河谷型城市儿童铅暴露风险和儿童血铅污染的主要形态和因素。由此,城市燃煤排放与含铅制品的加工等活动可能是渭河谷地河谷型城市儿童血铅与铅暴露最主要的贡献源,必须采取长期有效的监测与控制措施。

高原河谷城市植被时空变化及其影响因素——以青海省西宁市为例

高原型河谷城市具有特殊的自然地理与气候特征,生态环境脆弱,城市化引起的生态环境问题日益突出。植被作为其生态系统的载体,响应更加敏感。深入研究高原型河谷城市的植被变化及其影响因素,对促进西部大开发及城市化健康发展,建立良好的城市人居、生态环境具有重要的现实意义。西宁市作为典型的高原型河谷城市,植被覆盖在城市化与退耕还林(草)政策共同作用下变化明显。基于植被-不透水表面-土壤(V—I—S)模型,以西宁市城市规划区1995年与2009年两期landsat TM影像为数据源,利用线性光谱混合模型进行混合像元分解,获取研究区植被覆盖度的空间分布。通过整体分析、转移矩阵分析,格网分析等技术手段,研究植被时空变化特征并分别探讨川道与丘陵植被变化的影响因素。结果表明:研究期内,西宁城市规划区平均植被覆盖度维持在30%左右。2009年与1995年相比植被覆盖度出现下降,植被覆盖空间差异略有减小。在数量上,基本无覆盖、中覆盖、高覆盖等级呈增加趋势,低覆盖、全覆盖呈下降趋势。研究区西北部及西南部丘陵区植被覆盖整体趋于好转,主要由中低丰度植被等级变化而来,原因在于2000-2005年湟中县累计退耕还林(草)54.91km^2,累计造林247.98km^2,使研究区西北部植被覆盖等级提高,表明西宁市退耕还林(草)工程对于改善植被覆盖效果明显。同时丘陵区植被变化与气候影响趋势相同,表明其植被变化可能也受气候变化影响。城市扩展方向及强度对其周边植被覆盖的影响突出。市区快速扩张及农业退化使川道内中高丰度植被覆盖整体退化趋势明显。主要原因在于2000年后西宁进入快速发展期,城市用地规模迅速增大,川道内城市周边大量中高覆盖等级植被转变为基本无覆盖等级,造成植被退化。川道内城市区域植被变化与气候影响趋势相反,表明本文研究结果可能低估了城市化对川道内植被变化的影响幅度,相比气候影响,人为活动的影响更加强烈。研究区内植被覆盖等级的变化趋势为植被覆盖较差的等级(基本无覆盖和低覆盖)向高一级别发展,得益于退耕还林(草)工程;中等级别以上的覆盖等级出现一定程度的退化,尤其是位于川道中受到城市化干扰的区域植被退化问题尤为突出,需对这些区域采取植被保育措施,避免植被覆盖高等级区域受到城市化影响造成不可逆转的退化。

西北黄土地区河谷城市地震动参数小区划研究——以兰州为例

以兰州为例研究了中国西北黄土地区河谷城市的地震动参数小区划特征,论证了选择输入地震动的重要性以及地震动参数分区和当地场地特征、土层分类以及地貌分区的关系。根据兰州市区的场地条件和大量的计算结果将市区划分为三个小区,给出了各小区的设计地震动参数,编制出设计地震动参数小区划图。

高原河谷城市风貌特色控制引导方法——以西藏林芝为例

我国中西部地区分布有许多高原河谷城市,近年来随着我国城镇化进程的快速推进,这些城市在快速建设和高速发展经济的同时,在城市空间环境特色塑造上也暴露出一些问题,都面临着"千城一面,万镇一统"的巨大挑战。文章基于对高原河谷城市的空间特征与问题分析,以西藏林芝为例,从城市空间尺度、宜人尺度及街道尺度对如何塑造高原河谷城市的风貌特色控制方法展开研究和探索,并重点提出城市特色控制引导和实施管理的方法。

西北河谷城市贫困住区的空间分布特征——以兰州市为例

城市贫困空间分布一直是城市地理学和城市规划学关注的热点问题。国内已有研究集中于低收入人口空间分布特征的探讨,鲜有从“贫困住区”这一空间实体视角开展研究。运用GIS空间分析工具和数理统计分析方法,对兰州市区155个贫困住区的空间分布状态及其与基础地理要素的空间关系进行了探析。结果表明,贫困住区在市区尺度上整体呈凝聚型分布,在组团尺度上的不均衡分布也很显著。贫困住区在市区形成了两个高密度区和4个较高密度区,它们或为组团中心,或邻近组团中心,其中棚户区和城中村分布较多。从与城市空间基础地理要素的关系来看,贫困住区的空间分布表现出显著的规律性,即远离黄河,趋近于洪道、山体和铁路。

西北地区典型河谷城市岩土体剪切波速的特征分析

为获取西北地区典型河谷型城市的场地剪切波速分布特征,应用数理统计方法分析了天水市1 294组不同岩土体的剪切波速数据,比较分析了不同地貌单元的等效剪切波速.结果显示,不同岩土体的剪切波速均具有随深度变化或风化程度差异而引起的较大变化区间,其区间差值为467 ～ 982m/s不等;不同岩土体的剪切波速分布均呈现出正态分布特征,其峰值区间和优势区间的剪切波速值可以反映岩土体的物理性状;粉土、粉质粘土、卵石和圆砾等松散堆积体的剪切波速与深度具有很好的相关性和拟合函数,而泥岩、砂岩和砾岩等成岩体的剪切波速与深度相关性较差,其剪切波速大小主要受岩体的裂隙发育和风化程度影响;不同地貌单元结合部位较单一地貌单元的等效剪切波速为大;Ⅱ类场地等效剪切波速变化范围为152～319m/s,Ⅲ类场地等效剪切波速变化范围为122 ～ 228m/s.该场地不同岩土体的剪切波速分布特征具有普遍一致性,反映了典型河谷城市的地层分布及地层岩性.

基于土地利用实施转移的陕南河谷城市空间布局研究——以山阳县城区为例

认知城乡建设用地的时空分布和形成机理对制定城市土地管理政策与引导城市可持续发展具有重要意义。文章选取陕南地区典型河谷型城市山阳县城区为研究对象,在获取不同时期城市土地利用变化图谱与地类转移矩阵数据的基础上,结合山阳县城区的地域特性、现实问题与发展需求,分析近年来土地利用的演变趋势与现状问题、城市总体规划的引导意志与实施效果,以及现状实况发展对城市总体规划各项合理性的反馈,结果表明,无序蔓延的扩张模式、配比失衡的服务结构与低效组织的生态体系是山阳县城区近年来土地利用实施转移中所呈现的突出问题,进而提出“轴向控制绿色发展,带形空间紧凑构型”“产业组团融城布局,生活组团均等服务”“外围山水纳绿入城,内部绿地适地配置”的应对之策,以期为陕南地区同类河谷城市的空间布局优化提供参考。

水脉茗城:带形河谷城市扩容新区空间发展模式浅析——以湖南省古丈县城市新扩容区城市设计投标为例

基于带形城市发展理论及优缺点,本文以湖南省古丈县城市新扩容区城市设计投标为例,针对古丈县城市发展背景及扩容新区地理特征,探索带形河谷城市空间发展模式及布局特点,以寻找带形河谷城市实现"山、水、城"一体化跨越式发展的途径。

河谷城市建设须“留白” 以栾川县城市总体规划为例

依照对河谷型城市的狭义定义：城市建成区主体或核心部分在河谷地形中发育的城市,且城市主体发育受到河谷地形及其周围山地直接限制的城市。近年来随着城镇化快速发展,许多中小型河谷城市顺沿着河谷阶地方向发展,形成了河谷带型城市。这类城市受自然空间地形环境影响,

河谷型城市大气污染暴露与低出生体重儿的关系研究

目的探究孕期暴露于不同空气污染物与不良妊娠结局之间的潜在联系,为降低低出生体重儿的出生率提供依据。方法收集2018年1月至2019年12月延安市区两所三级甲等医院的新生儿信息,共纳入低出生体重儿376例为试验组,足月产新生儿1504例为对照组,通过对孕妇的一般信息、本次妊娠情况等多个因素综合分析,结合大气污染物的暴露数据,分析空气污染物暴露与不良妊娠结局之间的关联性。结果两组在孕周、妊娠期并发症、妊娠期高血压、妊娠期合并症方面比较,差异有统计学意义(P<0.05);试验组孕妇在孕早期PM2.5、PM10、SO2、NO2的暴露剂量和整个孕期PM10、SO2的暴露剂量均明显高于对照组(P<0.05);当对混杂因素进行调整后,只有O3在整个孕期为危险因素(OR=1.011,95%CI:1.001~1.021)。结论延安市区大气污染物O3的暴露增加低出生体重儿的发生风险。

河谷型城市中低运量轨道交通制式选择研究

中低运量轨道交通是现代化交通运输体系的重要构成,河谷型城市由于受地理、环境特征等限制,对轨道交通制式提出了更高要求。为针对性研究中低运量轨道交通制式对河谷型城市的适宜性,运用综合评价的方法,从社会经济发展、客流特征、地形地质条件、绿色安全四个方面着手,分析了重点影响因素,并结合相关指标被选择比例形成评价指标体系;通过引入主观偏好系数,构建基于熵权-层次分析法的组合权重模型;最后以具体案例验证该方法可行性。结果表明,智轨系统是更适合西昌市轨道交通1号线的制式系统,该方法可体现河谷型城市特征,快速、准确地为河谷型城市提供中低运量轨道交通制式选择决策支撑。

带状河谷型城市交通干道设计方案研究——以吕梁市离中快速通道为例

带状(组团)河谷型城市广泛分布于我国山地、丘陵地区,此类城市空间狭长,土地资源稀缺,轴向道路交通矛盾突出。为探讨此类城市交通干道的设计要点,以吕梁市离中快速通道为例,从解决交通问题、集约利用土地资源角度出发,同时兼顾服务性交通需求,对其设计方案进行了细化研究。研究结果可为相似工程提供借鉴和参考。

新形势下河谷型城市空间发展方向的新路径探讨--以兰州城区为例

在人口急剧增长、城市日渐壮大的新形势下,河谷型城市传统的发展模式已不能适应城市更新和发展的潮流,寻求新的发展方向将是城市可持续发展的必要一环。文章依托兰州特殊的地理环境,梳理城市发展的现存问题,分别从规划布局、城市用地北拓、交通设施建设、空间发展格局、城市功能结构以及自然生态环境6个方面为兰州城区的发展提供了新的路径。同时,为突破城区当前用地不足、空间扩展瓶颈的局限,通过对兰州城区扩展及其发展方向新路径的探讨,多方面表明兰州城区的空间扩展及其发展具有一定的可行性,可为其他同类型城市的发展提供可行性的理论启示和实践借鉴。

河谷城市空间扩展的生态效应——以兰州市主城区为例

【目的】城市空间扩展的生态效应是贯穿城市化过程的关键的人地关系问题,而河谷城市由于扩展空间受限,其生态效应更加复杂,因此多角度探讨典型河谷城市空间扩展所引起的生态效应尤为重要,同时可为相关学者提供较新的视角、思路和方法。【方法】本文以典型河谷城市兰州市主城区为例,通过计算1995、2005、2015和2020年城市空间扩展规模、强度和景观格局指数,以反映1995—2020年兰州市主城区城市空间扩展的时空变化特征,并将研究区分为12184个网格,利用空间主成分分析法、大气辐射传输方程法以及修正的生态系统服务价值测算模型,从多角度分析城市空间扩展的生态风险、热岛和生态系统服务效应,探讨了自然环境条件对河谷城市空间扩展生态效应的影响,并提出了城市可持续发展与生态保护修复对策。【结果】(1)1995—2020年兰州市主城区城市扩展规模和强度呈增长趋势,城市景观破碎化程度降低,城市扩展方向以西部和北部为主,城市扩展模式由组团水平扩展向跳跃式扩展转变。(2)1995—2020年兰州市主城区整体生态风险效应和热岛效应存在减弱趋势,但河谷谷地却有上升趋势,研究期末总体格局呈谷地高、四周低的特征。(3)生态系统服务效应存在微弱提升,主要表现为河谷周边区域生态系统服务价值显著提升,且建成区部分区域由生态系统服务低值区向中值区转变。(4)城市扩展会对区域自然基底产生一定影响,而自然基底也影响着城市扩展的规模、方向与模式,协调两者之间的关系对人类与自然可持续和谐发展至关重要。【结论】从多角度出发构建城市空间扩展的生态效应研究框架,发现在网格尺度上城市空间扩展对生态风险、热岛和生态系统服务效应影响较为显著,并对定量可视化研究城市演变与生态环境之间的动态关系提供了一种新的途径,可为城市智慧管理、生态文明建设提供一定的科学借鉴。

西宁市河谷带型城市轨道交通线网规划优化研究

目的:河谷带型城市交通拥堵问题日益严重,发展大中运量的城市轨道交通是缓解河谷带型城市交通问题和支撑、引领城市发展的不二选择。为做好城市轨道交通线网预控,特研究河谷带型城市轨道交通线网优化策略。方法:以典型河谷带型城市西宁市为例,结合西宁市国土空间总体规划,分析了西宁市河谷带型城市空间结构变化、高密度人口岗位布局以及城市川谷客流强度高、道路空间资源稀缺、出行距离长、机动化比例高等发展特征。对西宁市2014年版城市轨道交通线网规划进行评估,通过建立模型对西宁未来交通发展模式和客流走廊进行分析。结果及结论:提出了河谷带型城市应通过设置越行站以提升联系时效,同时应加密线路、强化河谷轨道交通线覆盖,优化交通接驳设施布局方案,扩大腹地范围,千方百计地提高轨道交通线沿线的人口岗位覆盖,并做好“十”字中心轨道交通换乘站的换乘空间预留。面向分期实施的轨道交通线网支撑的“十”字中心地区,须预控线网重组的可能性;建议轨道交通线的批复单位,需重视客流指标而非人口经济指标,针对河谷带型城市的轨道审批政策应当有适当的灵活性。

河谷型城市产业布局与城市空间发展模式之间的逻辑分析——以兰州市为例

工业经济是当前城市经济的重要组成部分,城市拓展的深层机制是产业在空间的转移过程.本文以典型河谷型城市兰州市为例,利用遥感影像数据,对1980年以来兰州市产业及其所属行业的布局演变进行研究,随后梳理1980年以来兰州市产业政策的变化,分析产业政策影响下的兰州市的产业及其所属行业的布局演变,剖析政策变化影响下产业拓展方式的演进特征.结果显示:受地形和政策的影响,兰州市产业布局反映了明显的跳跃式发展;1980年以来,兰州市产业布局体现了“边缘连续式”—“近郊跳跃式”—“远郊跳跃式”的布局模式;第一产业在2010年之前为边缘连续式的布局,2010年之后反映了远郊跳跃式的布局.第二产业分布反映了远郊跳跃式的演化规律.第三产业在2010年之前为近郊跳跃式,2010年后为远郊跳跃式布局;跳跃式发展明显的为第一产业的种植养殖业,第二产业的采矿业,制造业,建筑业,电力、热力、燃气及水生产和供应业,第三产业的房地产业,交通运输、仓储和邮政业,批发和零售业,信息传输、软件和信息技术服务业,住宿和餐饮业.在此基础上分析了不同产业呈现不同布局模式的内在成因,梳理了产业布局与城市空间发展模式之间的逻辑关系.根据自然地理条件、城市经济条件论述了兰州作为河谷型城市产业布局演变的独特性,并给出了对应的对策与建议.研究兰州市产业布局的特征及其发展规律对于河谷型城市产业进行规划布局具有重要作用.