气候变化和城市发展对城市生态的影响及对策

湖南省城市发展对城市气候的影响及对策

邹斌文

摘要:近10多年来湖南省城市化进程显著加快，城市规模不断扩大，城市人口快速增长。城市的发展对于局地气候的影响日益凸显，“城市热岛”现象和气候变化日益受到广泛关注。本文通过1998～2007年，十年来湖南省城市气温、降水、湿度等数据资料，分析了湖南省城市发展对气候的影响及其气候环境变化对城市经济社会的影响，并就城市如何根据气候变化制定合理的技术政策和产业政策进行了探讨。

关键词:城市气候；城市化；环境影响；对策

1引言

近几十年来，随着世界经济和现代文明的发展，世界各地的城市化程度越来越高，城市规模不断扩大；城市人口剧增，从非城镇(市)变为城镇(市)的土地面积越来越大，城市不断扩建和新建。由此引起的人口、居住、交通、能源、环境等问题日益突出。城市的发展不可置疑地改变了城市下垫面的环境，由此也引起了城市气候的变化。

城市气候是在人类活动影响下形成的一种局地气候。城市人类活动集中、建筑物密集，大量能源消耗使大气增加了数量可观的人为加热，使城市地区形成了特殊的气候一城市气候。近几年来湖南省城市建设发展十分迅速，城市规模也越来越扩大，人口也增长较快，建筑物体积增大、高度增高，大量使用各种具有防渗、防水、反射、吸收作用的新型建筑材料，原有的绿地日渐萎缩，城区的粗糙度和下垫面的性质因此发生了极大的变化。温室气体排放源增多，排放量大大增加，城市发展对局地气候的影响日益凸现。

2湖南省城市发展对城市气候的影响

湖南省地处东经108°47′～114°15′，北纬24°38′～30°08′之间。 湖南省境内东南西三面环山，东为幕阜、罗霄山脉，西为武陵、雪峰山脉，南有五岭山脉。中部地区丘陵与河谷盆地相间。境内湘、资、沅、澧四大水系。整个地势南高北低，顺势向中、北部倾斜，呈敞口马蹄形。

湖南省地处亚热带，位于东亚季风区，属亚热带季风湿润气候，具有气候温和，四季分明，雨水集中，光热资源丰富的特点。年均气温17℃左右。由于受季风和地形的影响，气温分布的总趋势是湘南高于湘北，东部高于西部。如郴州比岳阳年均气温高0．8℃左右，长沙比吉首高0．3℃～0.5℃。湖南省年平均降水量在1300～1600毫米之间，是全国降雨量较多的省份之一。降水强度大是湖南省降水的一个明显特征。大范围的强降水常使江河水位猛涨，大片农田被淹，是造成洪涝灾害的直接原因。湖南省最大月雨量超过800毫米，最大日雨量超过300毫米，6小时最大雨量达200多毫米，1小时最大雨量达150毫米，接近国内极值。

1998年湖南省，全省设市城市人口637万人，设市城市面积1271.6平方公里，其中建成区面积690.5平方公里；近年来城市规模发展迅速，到2007年全省设市城市人口2140万人，设市城市面积9111.5平方公里，其中建成区面积2942.7平方公里，10年间城市人口增长约3.4倍，城区面积扩大约4.2倍，城市发展十分迅速，城市规模也越来越扩大，人口也增长较快，城市发展对局地气候的影响也日趋明显。

2.1城市发展对气温的影响

全球气候变暖己成为不争的事实,是当今气候研究的热点，IPCC第二次气候变化评价报告[1]指出，20世纪全球平均气温大约上升了0.6℃。尤其是1980年以来，全球和北半球的气温出现了近世纪以来最明显的上升趋势。全球变暖主要体现为最低气温的显著增温，且以3倍高于最高气温的速率上升[2]。

我国学者研究结果表明，中国近百年平均气温的变化与全球增暖趋势大体相似，同时也表现出了很大的地域差异[3]。在全球气候变暖的背景下，局部地区的异常高温和干旱等极端天气气候事件也频繁发生。因此，对局部某个地区的气温变化特征进行分析是非常有必要的。许多学者运用不同研究方法从不同侧面对我国不同省份进行了气温变化特征及影响因素分析[4] 。本文利用1998～2007年，湖南省城市年平均气温，年降水量及湿度等数据资料，来探讨城市发展对气候的影响。

从表1和图1可以看出1998年到2007年，这10年，湖南省各城市年平均气温一直呈增加的趋势，且变暖的趋势在加剧，2006年和2007年的升温幅度达1度，这种增温速度与全球变暖趋势为背景下的城市化是相关的。

表1 湖南省城市年平均气温

Table 1 The average temperature in the city of Hunan Province

改革开放初期的20世纪80年代，湖南省经济还处于相对比较落后的时段，城市发展速度也比较缓慢，而90年代后期，经济开始进入快速发展时期，城市化的速度在加快，尤其近几年城市发展的速度更加迅速。因此，湖南省90年代后期的增温与城市效应有一定的关系。各城市最低气温也有所增加，但增加的幅度不大，而城市最高气温从2003年开始呈增加的趋势，且增加的幅度也较大。湖南省城市气温呈上升趋势，而7月气温弱有增加，有的城市甚至呈下降趋势。1月气温呈波动性变化，气温增幅明显。1月气温变化对年平均气温变化的贡献大于7月。城市气温变化趋势具有持续性，1月气温将延续呈上升趋势，年平均气温将延续上升趋势。

城市发展对气温的影响主要表现在“城市热岛”效应上。在1998-2007年间，城区和郊区年均气温和最低气温总体上均呈显著增加的趋势，且城区增温速率明显大于郊区，最低气温的增温速率也明显大于年均气温的增温速率，“热岛效应”明显[5]。造成这现象的原因主要是城市化加速的结果。

图1 1998-2007年湖南省城市气温变化

Figure 1 The temperature Change of city between 1998 and 2007 in Hunan Province

2.2城市发展对降水的影响

全国平均年降水量的倾向率为-12.66mm/10年。除西北地区及湖北、四川的部分地区外，全国降水都在减少，最严重的是华北区，其次是长江中下游区、东北区和西南区。降水量的减少，使得中国近2/3的城市存在不同程度的缺水。城市水资源短缺问题，将成为中国经济和社会可持续发展的重要制约因素。

从表2和图2可以看出，湖南省各城市年平均降水量从1998年峰值开始，基本呈下降的趋势，2003年为10年来降水量最大的一年，出现一个最高峰，而紧接着的2004年却为降水量最小的一年，为最低谷。2005年出现第二个峰值后降水量又开始下降。湖南省的降雨量很不均匀，年际变化较大。另外，湖南省各城市年最大降水量和年最小降水量与年平均降水量变化基本一致。

图2 1998-2007年湖南省城市年降水量变化

Figure 2 1998-2007 annual precipitation changes in the city of Hunan Province