城市化进程中的热岛效应问题及对策

第5期(总第330期) 2011年5月
财经问题研究
Research on Financial and Economic Issues
Number5(General Serial No.330)
May,2011
城市化进程中的热岛效应问题及对策
刘　婕1,2,谭华芳1①
(1.四川大学经济学院,四川　成都　610064;2.成都大学旅游文化产业学院,四川　成都　610106)
摘　要:我国进入工业化、城市化加速发展的新时期,环境危机日益突出。

城市热岛效应作为
地区环境问题中最为突出的现象之一,使传统城市发展模式走向了困境。

解决环境问题和城市
化之间矛盾的途径,则是城市可持续发展模式。

本文以城市可持续发展为目标,给出了城市化
及应对城市热岛效应的对策建议。

关键词:城市化;城市热岛效应;城市可持续发展
中图分类号:F292 文献标识码:A 文章编号:1000⁃176X(2011)05⁃0110⁃05
一、城市化进程中的环境危机
20世纪见证了全球人口快速城市化的进程,全球城市人口比例从1900年的13%发展到1950年的29%,联合国统计数据显示[1],到2005年全球城市人口达到49%。

2007年5月23日,世界城市人口首次超过了农村人口。

随着城市化进程的推进,专家预测到2030年,全世界将至少有60%(大约49亿)的人口生活于城市。

根据上述发展趋势可以毫不夸张地说,21世纪是城市的世纪。

目前中国已有139个城市提出建立“国际化大都市”口号,仅长三角地区就占了2/3以上。

然而,随着工业化与城市化的推进,人们不断追求生活水平的提高,走上了一条高生产、高消费、高废弃的发展之路,这对人类赖以生存的生态环境造成了极大的破坏,导致全球气候环境与地区环境不断恶化。

人类可持续发展面临的重大挑战之一就是环境危机。

事实上,21世纪人类面临的三大危机(环境危机、金融危机、粮食危机)中,环境危机是范围最广、影响面最大、根基最深的危机。

有学者指出,当今全球环境问题呈现多样化
趋势,从区域角度来看,大体可以区分为全球环
境问题和地区环境问题两个方面。

一方面,全球
气候环境问题牵扯跨大洲、越大洋的整体性气候
变化,诸如地球变暖、酸雨增加、沙漠化蔓延、
生物种类变少等等。

另一方面,地区环境问题集
中在相对较小的地域范围内,主要包括区域内对
环境造成破坏的公害问题,例如垃圾等废弃物的
增加、城市热岛效应、水质污染、土壤污染、生
态系统的破坏等等[2]。

本文着重探讨中国面临的城市化进程中日益凸显的城市热岛效应及其应
对措施。

二、应对环境危机的全球共识
近年来,国际社会在深刻意识到气候变化对
人类生存发展带来的巨大挑战的同时,逐渐认识
到必须建立某些可持续发展机制以应对环境危
机。

1997年12月,首个《全球气候变化框架公
约》[3](the United Nations Framework Convention
①收稿日期:2010⁃12⁃06
作者简介:刘　婕(1976-),女,湖南宁乡人,博士研究生,讲师,主要从事现代服务业、旅游经济和市场营销等方面的研究。

E⁃mail:jay⁃liu@
谭华芳(1987-)女,四川广安人,硕士研究生,主要从事马克思主义经济理论、公共财政理论和可持续发展理论等
方面的研究。

E⁃mail:sxpdshggjs@
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on Climate Change,UNFCCC)面世,149个国家和地区的代表通过了《京都议定书》(Kyoto Protocol,KP)。

这是个具有法律约束力的、限制温室气体(Greenhouse Gas,GHG)排放的实质性全球制度安排。

这一举措将减少温室气体排放由愿景层面推向战略实施阶段,具有深远的历史意义。

2003年英国政府发布的《能源白皮书》中指出了“我们未来的能源有赖于创建低碳经济”[4],即通过敦促全球共同行动,包括削减排放、开发清洁能源以及建立国际碳市场等,一起应对气候变化。

事实上,英国在过去10年间实现了200年来最长的经济增长期,经济增长了28%,但温室气体排放却减少了8%。

这是自工业革命以来英国第一次打破了经济增长和温室气体排放之间的联系。

由此证明:经济增长和减排是可以同时实现的。

这对于发展中国家有特别重要的启示[5]。

2009年12月7—18日,哥本哈根联合国气候变化大会召开,有192个国家的代表参加了这次会议,此次会议主要是商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案,并就未来气候变化的全球行动签署新的协议。

虽然此次会议最后没有形成具有法律约束力的协议,但仍在“碳排放”问题上取得了一定的进展,包括工业化国家做出了以1990年的排放量为基础的减排量承诺,其中欧盟承诺到2050年将减排95%;如果不能完成减排任务则从其他国家购买排放指标;发达国家为发展中国家进行资金、技术援助等。

可见,减少碳排放的环境问题已经成为当前全球性的焦点问题,必须给予高度重视。

三、城市化和我国城市化的现状
在城市化的界定方面,与传统城市化特别强调人口城市化不同,王桂新和沈续雷[6]根据城市化的丰富内涵,将城市化概括为三个方面:一是人口的迁移集中,这是城市化最基本的内涵;二是经济活动的集中,这是城市化内涵的重要内容。

人口的迁移集中带动了经济活动的集中,这些经济活动主要是指第二、三产业等非农业生产活动;三是城市空间的扩大,这是城市化的主要“体现形式”。

在横向上,由于人口和经济活动的集中,城市面积不断扩大,城市下垫面发生本质性的变化:农用地转变为城市用地,绿地、水面趋于减少,沥青、水泥路面以及建筑物大量增加、密度升高;在纵向上,高层建筑不断增加。

对于城市化的发展阶段,美国地理学家诺瑟姆于1979年指出,各国城市化过程可概括为一条稍被拉平的“S”型曲线。

一般认为城市化水平在30%以下为初期阶段、30%—70%为中期阶段、70%以上为后期阶段。

初期阶段,城市发展速度很慢,经历时间长,城市人口占区域总人口的比重较低,相应的区域处于传统农业社会状态;中期阶段,又称加速阶段,随着科学技术的进步,农业劳动生产率大为提高,释放出大量的农村剩余劳动力,与此同时,国民经济和社会资本的增长,使工业化规模扩大,城市可提供更多的就业机会,农村人口大量涌入城市,城市人口快速增加,城市数量增多、规模增大,与此相适应,区域的工业化在经济发展中占主导地位,城市在经济和社会发展各方面都发挥重要作用;后期阶段,城市化速度开始放慢,原因是可转移的农村剩余劳动力已基本被城市吸收,城市的发展主要靠其自身的增长,区域中大多数人口都集中在城市,城市在区域经济和社会生活中起主导作用,区域的发展表现出很强的城市特征。

依据城市人口增长的“S”型曲线规律,中国目前已进入城市化时代中前期,处于城市化加速发展的阶段[7]。

与上述城市化中期的特征相一致,中国的城市化是与生产力进步、经济发展、工业化和现代化进程同步的,在这一过程中也出现了严重的生态环境问题。

世界卫生组织报告指出,经济发展、不断增加的汽车化、工业化、城市化、能源消费和历史上对自然资源的管理不善,给中国造成了严重的空气污染、水质污染、垃圾增加、土壤污染等问题。

2004年,在世界上污染最严重的20个城市中中国占了16个[8]。

城市化对环境的各种负面影响,又累积性的体现为城市热岛效应。

四、城市化发展带来的热岛效应
所谓城市热岛效应,是指夏天城市中心区的温度高于郊外的现象。

美国环境保护署(EPA)报告指出[9],随着城市区域发展,城市的建筑、道路及其他基础设施逐步替代空旷地带和植被,导致城市的温度高于周边郊区的温度。

当前许多城市正在经历城市热岛效应,一座一百万人口以上的城市,其中心城区温度通常高出外围郊区温度1—3℃(见图1所示)。

目前东京、上海等亚洲大城市的热岛效应已十分明显,上海自1873
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年有(徐家汇)气象观测记录至今130多年年平均气温上升了1.4℃,特别是近10年来年平
均气温上升了0.5℃,远远大于全球平均
0.74℃/每百年的升温率[10]。

图1　城市热岛(Urban Heat Island )示意图
图表来源:美国环境保护署(EPA),2008,作者编译。

城市热岛效应形成的主要原因是城市化,具体包括以下三个方面:第一,城市下垫面本质性的改变。

取代绿地、水面等自然下垫面,城市下垫面是大量混凝土、柏油马路、建筑墙面等吸热快、升温快而热容量小的人工构筑物,这样的下垫面强烈地吸收太阳辐射能量,然后再将其中的大部分以辐射的方式传送给大气,使得空气得到过多的热量,气温急剧升高。

白天,由于对太阳光的吸收率高,城市下垫面自身升温快,其温度明显高于自然下垫面,到了夜晚,大气又发挥保温效应,使城市与郊区的温差更明显。

第二,居民生活、工业、运输业等热源的影响。

随着城市人口规模扩大和密度加大,生活性能源消费不断
增加(照明、冰箱、空调等),这将形成大量的生活排热;工业为主的生产规模的扩大和生产性能源消耗的增加,更是大量的人工热源;同时,交通运输的废热排放也是不可忽视的。

第三,城市大量温室气体的存在。

由于汽车、工业生产等废气排放,城区大气中以二氧化碳为主的温室气体浓度较大,改变了自然大气的成分组成,进一步加剧了城市热岛效应。

城市化的加速而导致的热岛效应对城市环境、居民生活、生态结构造成了极大的危害:造成城市上空污染物的聚集;城市地面散发的热气形成近地面暖气团,城市烟尘被近地面暖气团笼罩不能及时扩散,形成对人体有害的烟尘污染,
导致咽炎、气管炎等呼吸道疾病,并造成酸雨等各种环境问题。

此外,城市热岛不仅对城市周围的环境产生不利影响,还对人类以及都市外围的生态系统产生深远影响,甚至加速气候变化以及全球气温变暖。

因此,除了面临着减少碳排放的严峻挑战,城市的发展还受热岛效应对城市环境的负面影响,对居民生活产生极大危害。

并且,热岛效应和温室气体排放是相互联系且相互促进的,城市热岛效应导致气温升高,进一步加剧了全球气候变暖,而温室气体的排放则促进了热岛效应的形成。

二者互相影响,将会进一步加快环境恶化的步伐。

五、传统城市化发展模式的困境与出路
1.环境危机与传统城市化发展模式的困境在全球性气候变化的环境危机大背景下,由
城市化发展进程而导致的热岛效应逐渐受到人类的重视,人们要求减少碳排放为主的废热排放。

然而,我国现阶段的生产力状况,决定了现阶段的社会经济结构,从而决定了我国在工业化、城市化中所处的阶段及其未来的发展方向,必将是向着进一步工业化、城市化、现代化的方向发展,这是经济发展的历史性,是不以人的意志为转移的。

中国社会科学院社会学研究所发布的
《社会蓝皮书:2010年中国社会形势分析与预测》中也指出:“我国总体上已经进入工业化、
2
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城市化进程的中期加速阶段”。

可见,城市热岛效应要求减少废热排放,与中国处于工业化和城市化进程中经济发展需要一定的热排放之间存在着巨大的矛盾。

城市化导致了环境问题,环境问题又反过来制约着城市化的进一步发展。

此外,中国是一个人口众多的发展中国家,又处于向市场经济转型的特殊时期,还存在着巨大的城乡差距等一系列复杂的社会经济问题。

因此,种种深刻的历史原因和现实原因导致了我国传统城市化发展模式的困境。

可见,中国城市发展方式如何转变将是城市化进程中的一次挑战,更是一次机遇。

如果没有把握住这一机遇,中国城市经济将再一次处于落后地位;反之,则有可能实现跨越式发展。

2.城市可持续发展的目标
针对环境危机与城市化发展之间的矛盾,学术界提出了“低碳城市”、“资源节约型、环境友好型城市”、“田园城市”、“生态城市”、“绿色城市”、“森林城市”、“绿洲城市”等一系列城市化的新模式,虽然其名称有差异,但是其实质都是一致的,即强调发展经济并不是城市发展的唯一目标,应该改变过去靠资源高消耗、废物高排放、环境高污染为代价来实现经济增长的传统粗放模式,而关注环境保护和生态平衡,走一条人与自然和谐共存的发展之路。

这些对城市化新途径的探索为后人研究城市化问题提供了宝贵的意见,其理论主张不乏真知灼见,但还不够深入全面。

要彻底解决以热岛效应为代表的环境问题和城市化发展之间的冲突,必须走一条城市可持续发展的新道路。

《我们共同的未来》的报告中指出,“可持续发展”是指“既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。

”刘培哲和潘家华[11]指出了可持续发展的目标是:经济繁荣、社会公平和生态安全。

这三大目标相互依存、紧密联系,反映出了经济—社会—生态系统发展的整体性(或共生性)。

因此,这里所指城市可持续发展包括城市经济—社会—环境复合系统的持续、协调和稳定的发展。

其中,生态环境不再是外生于人类经济活动,而是作为城市复合系统的子系统之一,与经济系统、社会系统互相并列、互相联系。

牛文元[12]构建了城市可持续发展的理论体系,认为城市可持续发展的内涵和实质主要体现在四个方面:(1)经济学方向,城市经济可持续发展应该是在资源最小利用的前提下,使城市经济朝更富效率、稳定和创新的方向演进。

其主要内容包括:提高经济活动的环境效率,降低每个经济单位活动的环境成本;在城市与区域范围内发展可持续的工业;使用新型能源,提高能源效率;开发绿色经济,发展环保产业;开展经济空间规划,协调人口、资源、环境与经济之间的关系,做到整体最优;发展高新技术产业和第三产业,调整城市经济结构;实施交通规则和智能交通系统,大力提倡公共交通;实施绿色(环境)标志产品工程,提倡绿色消费,转变传统的消费观念;实施环境税收政策。

(2)社会学方向,城市社会可持续发展是指经济效率与社会公平应取得合理的平衡。

包括以下方面:保证基本适宜的环境权利的获得;教育和培训权利;充分就业的获得;消除贫困与社会对抗;提高城市的空间质量,提倡公民义务植树,同时规划公园绿地;健康服务措施;形成良好健康的生活方式等。

(3)生态学方向,城市生态可持续发展是指环境保护与经济发展之间应取得合理的平衡。

包括以下方面:修复退化的土地;城市开发与生物区域相协调、均衡开发;实现城市开发与土地承载能力的平衡;终结城市的蔓延;优化能源结构;保护历史文化遗产;培育多姿多彩的文化景观;纠正对生物圈的破坏等。

(4)系统学方向,城市可持续发展必须同时以生存支持系统、发展支持系统、环境支持系统、社会支持系统和智力支持系统五大系统为支撑。

其中,生存支持系统是临界基础,发展支持系统是动力牵引,环境支持系统是约束限制,社会支持系统是组织能力,智力支持系统是科技支撑。

通过以上分析,可以总结出中国城市化应以城市可持续发展为总体目标,才能实现城市化进程的持续、协调、稳定。

六尧应对热岛效应的城市化途径及其对策
综上所述,应对热岛效应的城市化战略途径,应该以城市可持续发展为战略目标,政府为主导,企业为主体,全民参与。

1.城市结构形态规划
政府应该通过加强城市结构形态的研究,对城市进行合理的布局规划。

首先,合理开发利用自然生态系统,把自然界的风、水、山、林、田、海调度起来,进行城市的整体布局规划。

其次,安排足够的绿地,值得注意的是不能单纯追
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求绿地面积,更要注重增加绿地量,形成一定的复合植物生态群落,达到相对稳定的绿地覆盖,提高绿地的空间利用率。

最后,发展城市垂直绿化,建造“屋顶花园”、“绿色墙面”等,使绿化向立体化扩展;还可以利用CFD(计算流体力学技术)等改善城市建筑通风环境,安排河道形成风道,力求最大限度地减小热岛效应。

2.鼓励环保产业发展、鼓励环保产品使用
对于高消耗、高污染、高排放的产业,政府应该实施环境税收政策,或者给予政策上的优惠和补贴鼓励其向环保型产业转变。

通过政策和法规等引导碳排放少的新兴产业的兴起和发展,发展环保经济。

拨款补贴有绿色标签的产品的销售商,使消费者购买这类产品时能享受到价格优惠,从而消费者将会自觉地使用绿色产品。

政府在绿色产业的发展和绿色消费的促进两方面的引导作用,将有助于工业生产和居民生活废热排放的减少,从而减轻热岛效应,同时减少碳排放量,缓解气候变暖。

3.新技术、新能源的开发
一方面,在市场经济条件下,浪费资源、污染环境的落后企业,如果不以清洁技术取代资源耗损高、污染重的传统生产方式,是必将被市场淘汰的。

另一方面,企业的社会责任也要求其减小对环境的污染。

因此,在国际碳排放市场已经逐步形成,环境问题已经受到全球高度重视,世界范围内经济增长方式转变的背景下,企业必须进行新技术的开发、模仿,新能源的寻找、使用,才能在激烈的竞争中求得长远的生存发展,同时为减少碳排放、热排放做出应有的贡献。

因此,减少热排放的新技术和新能源的开发将是企业实现自身优化升级和减小城市热岛效应实现其企业责任的重要途径。

4.大力提倡公共交通
目前,相对于发达国家来说中国家庭小汽车拥有比例较低,但我国人口众多,小汽车潮的趋势对我国城市的冲击将是巨大的。

私家车是不符合碳减排、减缓热岛效应的城市可持续发展目标的。

因此,在交通上更多地依赖公共交通将是城市化可持续发展的必然选择。

如果大家都选用地铁、公交等集体交通运输工具出行,那么仅仅在交通运输模式上就可较好地实现减排目标。

5.全民参与
节能减排不仅需要政府和企业,也需要每一个人的参与,因为城市化的首要表现就是人口的大规模集中,人们的日常生活对城市健康发展有着重要的影响。

因此,低能源、低消耗、低开支、低代价的生活方式,应该成为每个人的生活理念和消费模式。

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html/chengshiyaowen/
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(责任编辑:杨全山)
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