本文为我的生态学概论的结课论文，非常浅显，仅供参考。

摘要

生态问题是当今世界全人类共同关注的问题。其中，城市热岛效应 ( Urban heat island effect,简称 UHI)是一种由于城市建筑及人类活动导致热量在城区空间范围内聚集的现象 ,是城市气候最显著的特征之一。 南京作为一个处在长江中下游平原和长江三角洲的副省级城市，发展十分迅速，城市热岛效应问题也变得越来越显著。特别是近几年气候变化异常，导致城市热岛效应对人们的生活的影响越来越大。因此，我们应该尽快找出解决方案。通过已有的研究成果，结合南京市的地理、生态、周边环境的实际情况，开展多尺度的城市热岛生态环境效应研究，为改善城市生态环境和人居水平、实现城市可持续发展提供解决方案。

关键字: 热岛效应; 生态效应; 相对湿度; 气温; 城市气候

ABSTRACT

Ecological problem is the common problem being focused on by the people all over the world. One of the most well known forms of anthropogenic climate modification is the phenomenon of urban heating. Throughout various studies, the ambient temperatures of numerous urban centers have been determined to be several degrees higher than the ambient air temperatures of surrounding rural areas. As a sub-provincial city in middle and lower reaches of the Yangtze River Plain and Yangtze River Delta, Nanjing develops very fast, as long as the UHI becomes more and more serious, which affects people's life more and more seriously as abnormal climate modification in recent years. So we should find out the solutions as soon as possible. The multi-scale research of UHI affection of ecology and environment is based on the existed researches and the geology, ecology and surroundings of Nanjing, for finding out the solutions for improving urban ecological environment and living quality and achieving the sustainable development of the city.

Key words: urban heat island; ecological effects; relative humidity; air temperature;urban climate

目录

引言
第一章 南京市城市热岛现象的成因
1 南京市城市热岛现象的成因
1.1 总述
1.2 南京市城市热岛现象的具体情况
1.3 南京市城市热岛现象的具体原因
1.3.1 植被覆盖面积的减少和植被类型的问题
1.3.2 城市的大规模、卫星城式的扩张
1.3.3 人口增长
1.3.4 城市规划存在问题
第二章 南京市城市热岛现象的解决方案
2 南京市城市热岛现象的解决方案
2.1 城市热岛现象的解决思路
2.2 南京市城市热岛现象的一些具体解决方法
结论
致谢
参考文献

引言

随着我国城市化水平的提高，城市用地规模的不断扩大，土地利用方式、程度和性质的改变，城市热岛、城市大气污染等负面环境效应因管理和决策不善而不断显现出来^[1]。

城市热岛效应 (urban heat island effect，简称 UHI)是一种由于城市建筑及人们活动导致热量在城区空间范围内聚集的现象，是城市气候最显著的特征之一。早在 19世纪初 , Lake Howard在研究伦敦城市气候时，首次发现并论述了城市热岛现象，从此许多学者对城市热岛效应的特征作了大量研究，得出了城市热岛效应与城市人为热量释放、下垫面性质和结构、植被覆盖、人口密度、天气状况等有密切关系，并且伴随着城市化进程的继续，城市热岛强度及规模会日益加剧^[2]。近年来，在全球增温和高速城市化的背景下， UHI已成为21世纪面临的重要生态环境问题，UHI降低了人们生活的舒适度并加剧了大气污染，严重影响了居民生活质量^[3]。

南京作为一个处在长江中下游平原和长江三角洲的迅速发展的副省级二线城市，近几年的城市热岛效应问题越来越严重。随着近几年的全球气候异常变化，南京的城市热岛效应已经严重影响了居民在夏季的日常生活。因此，寻找南京市城市热岛问题的成因和解决方案越来越重要。

1 南京市城市热岛现象的成因

1.1 总述

由于城市人口集中，城市建设过程中大量的田野和植物被混凝土替代。不同的地表覆盖物导致地表反射率和蓄热能力发生变化，城市温度明显高于周边的农村，形成了热环境。工业生产、机动车辆行驶和居民生活的排出的热量远远高于郊区农村，可造成温度高于周围农村1-6℃的现象。夏季危害尤其严重，为了降温，机关单位家庭普遍安装使用空调，又新增了能耗和热源，形成恶性循环，加剧了环境的升温。资料表明大城市与市中心和郊区温差在5℃以上，中等城市在4-5℃，小城市市内外温差也在3℃左右，尤其像南京这类“火炉”城市，有时室内外温差高达7~8℃，城市成了周围凉爽世界中名副其实的“热岛”^[4]。

但是，上面的内容只是教科书中放之四海皆准的语句。我们应该知道的一个事实是，南京市面积广大，土地类型复杂多样化，而且城镇的分布较为模糊。所以南京市的城市热岛现象绝不是这一段话所能概括的，应该具体情境具体分析。

1.2 南京市城市热岛现象的具体情况

南京市自上世纪90年代以来，热岛面积呈上升趋势，2000年后的热岛面积增长幅度大幅加快，2007和2011年达到最大。

主城区热岛高等级主体地位保持明显，周围地区原先大面积低温、次低温区逐渐沦为中温区，次高温、高温区的出现增多。热岛现象呈南北向扩张，其中八卦洲、栖霞区东北部、江宁区西南部等地高温增多现象明显。

主城区热岛等级分布状况与土地利用类型有较好的一致性。高等级区主要分布在城市商圈、交通密集地带和工业集中区域，如新街口、夫子庙、湖南路、中央门汽车站火车站等地，以及江北化工园等地区；而低等级区则主要以水体和植被区为主，呈带状分布，如长江和紫金山^[5]。

1.3 南京市城市热岛现象的具体原因

1.3.1 植被覆盖面积的减少和植被类型的问题

茂密的植被可以有效遮挡阳光，减少阳光直射地面的量，阻碍地面升温。同时，由于植物叶片的蒸腾作用，植被可以增加空气的湿度，同时降低地表温度。乔木为主的植被对城市热岛现象的缓解效用最强，其次是灌木为主的植被，再次是草地为主的植被。密集的植被比稀疏的植被对城市热岛现象的缓解效用强。

南京市从1986年到2011年的植被覆盖面积逐年减少，且减少幅度有增大的趋势^[6]。虽然政府近年来大力推行城市的绿化措施，修建了绿道等休闲为主的观光带，但因城市化进程快于绿化进程，所以植被覆盖度仍然减少。

在新建的植被中，以草地为主，许多乔木、灌木未长成，遮挡阳光的能力有限，假如种植速生类型的树种，对周边的植被和地下水又可能会造成严重的影响。

1.3.2 城市的大规模、卫星城式的扩张

近年来，随着河西、江北、仙林和江宁等城区的开发，大量的楼盘动工，因此带来的大型机械放出的热量导致那里的城市热岛现象；由于主城区的房价和物价上涨，越来越多的人选择居住在那里，他们和空调等设备也带来了大量的热量；此外，由于是卫星城，离主城区较远，这些地区的公共交通普遍不发达，以公交车为主，有些地方不通地铁，很多人出行只能开车，消耗了大量化石能源，并且排放、泄露了大量的温室气体，加剧了主城区、卫星城以及它们之间的地区的城市热岛现象。另外，由于是新建城区，植被普遍不发达，对城市热岛现象的缓解能力有限。

1.3.3 人口增长

南京城市人口发展非常迅速，1986年城市人口为247万人，到2010年常住人口为800.47万人。

城市规模的发展在短时期内无法适应人口数量的快速增长，在相对有限的空间内只能建造更多高密度的高楼大厦，才能满足人口增长带来的居住需求。过度集中的人口数量，过于频繁的人类活动，产生了大量人为热源^[5]。

1.3.4 城市规划存在问题

以商业区为例，南京的主要商业区集中在湖南路、新街口、夫子庙，三者紧密连接，且该范围内道路狭窄、楼房密集，极不利于热量的散发。

2 南京市城市热岛现象的解决方案

2.1 城市热岛现象的解决思路

城市热岛现象与温度相关，因此解决城市热岛问题，根本在于降温和阻止升温。

又由于人体感知的温度（体表温度）不仅仅受温度影响，还受相对湿度、蒸发量、空气流动的影响，所以解决城市热岛问题也要同时考虑到这些方面。

总体上来说，解决城市热岛现象，有四种思路：一是阻止地面温度上升，二是阻止或减弱阳光照射、温室气体带来的热效应，三是控制、转移或分散热源，四是吸收热量。

此外，我们应该做到经济的发展和环境的改善共同推进，不能厚此薄彼，不能贪图经济发展放任环境恶化，也不能为了改善环境让城市文明倒退。

由此结合南京市的地理、生态、周边环境的实际情况，我们可以推出以下的解决方案。

2.2 南京市城市热岛现象的一些具体解决方案

种植行道树以遮蔽阳光直射地面。研究表明，在南京炎热的夏季，行道树能有效阻止阳光直接照射到地面，使太阳辐射强度明显低于篮球场和草坪空旷地^[7]。这属于阻止地面温度上升、阻止或减弱阳光照射带来的热效应的措施。

保护湖泊、河流等水体，整治水体污染。水拥有很大的比热容，一定体积的水域可以在白天有效吸收热量，降低周围环境的温度；晚上再释放热量，使周边气温平缓变动。南京市拥有大量零散的湖泊和较为发达的河网，但是其中绝大多数水体有严重的污染，导致蚊蝇滋生，并常有恶臭，不适合人们在周边休闲、居住。因此，我们应当保护水体，整治水体污染，使水体周边形成宜居的环境。这属于吸收热量的措施。

迁移重工业。使重工业远离城区，防止释放的热量、二氧化碳和其他温室气体加剧气温上升。这属于转移热源的措施。

动用洒水车在路面洒水。这可以通过蒸发直接降低路面温度，属于阻止地面温度上升的措施。但是它的缺点也是显而易见的：浪费大量的水；空气的湿度大幅度上升，体感温度上升，易引发中暑。

仿照北京等地采取限行措施，限制私家车行驶。这可以减少化石燃料的燃烧，降低温室气体排放。这属于控制热源、减弱温室气体带来的热效应的措施。但这可能会带来一系列社会问题。

在新建住宅推行安装节能高效的中央空调，并尝试在有条件的建成住宅楼中进行中央空调化改造。这可以减少大量空调带来的热源排放，同时降低能耗、避免氯氟烃等气体的泄露。这属于控制热源的措施。但是这样的措施成本太高，很可能导致业主不买账；很多人为投机而买房，根本不在意设施的改造，反而会觉得费钱。

结论

总体上来说，解决城市热岛现象，有四种思路：一是阻止地面温度上升，二是阻止或减弱阳光照射、温室气体带来的热效应，三是控制、转移或分散热源，四是吸收热量并在降温时缓慢放出。我们可以在这样的思路上，结合南京市的地理、生态和周边的实际状况，推行具体的解决方案。

但是，推行解决方案需要考虑到多方面的因素，比如居民的收入水平、交通的便捷程度、财政的支持补贴、民意。

当然，生态的保护和改善，不是一人之力就能完成的，也不是靠政府的手段就能完成的，而是要靠所有人的共同努力而完成的。它也不是一朝一夕就能完成的，而是要靠几年、十几年、几代人、十几代人甚至几十代人才能完成的任务，具体什么时候才能完成，谁也不知道。但是，考虑到近几年全球的气候的反常变化，留给我们的时间不多了。在发现宜居的类地行星并能够让人类移居在那里之前，我们还是在生态环境发生不可逆转的恶化之前扭转这一局势吧。

致谢

感谢四名指导老师——葛之葳老师、吴永波老师、谢冬老师、薛建辉老师——给我们上了这门精彩的对生态学做入门级的阐述的课程。

同时，因为这门课的结课论文使用标准论文格式书写，这也是我第一次写标准格式的论文。

对于我这个生态学的门外汉来说，写一篇论文已经不容易了，更何况是标准格式的论文。我为此在图书馆一口气借了5本生态学书籍，希望从中找到选题。但是最终的选题却是我在知网上翻阅《生态学报》的文章的时候定下来的。当时我看到了一篇文章：《京津冀城市群热岛定量评估》。联想到城市热岛问题在今天变得越来越严重，我决定写关于南京的城市热岛现象的论文。在此，我感谢这篇论文让我定下了选题。

虽然这是一篇极为浅显的论文——只凭借已有的研究资料，加上自己的分析，根本无法和那些动用各种遥感数据、仪器进行分析而得出的论文相比——但是这让我体验到了论文的来之不易。人类的思想劳动成果来之不易，敬请珍惜。感谢我为了写这篇论文而翻阅、引用的各种文献及其作者们。

两年后，我也要像那些毕业的同学们一样为毕业设计/论文而匆忙。我理解他们的辛劳，同时也能承受这样的辛劳。

参考文献

[1] 杨英宝, 苏伟忠, 江南,等. 南京市热岛效应变化时空特征及其与土地利用变化的关系[J]. 地理研究, 2007, 26(5):877-886.

[2] 肖荣波, 欧阳志云, 李伟峰,等. 城市热岛的生态环境效应[J]. 生态学报, 2005, 25(8):2055-2060.

[3] 刘勇洪,房小怡,张硕,栾庆祖,权维俊. 京津冀城市群热岛定量评估[J]. 生态学报,2017,(17):1-18.

[4] 张景环, 等.环境科学[M].北京:化学工业出版社, 2016:164-166.

[5] 徐旺全. 基于Landsat热红外数据的南京市城市热岛时空效应研究[D]. 南京林业大学, 2012.

[6] 李明诗, 孙力, 常瑞雪. 基于Landsat图像的南京城市绿地时空动态分析[J]. 东北林业大学学报, 2013(6):55-60.

[7] 唐罗忠, 李职奇, 严春风,等. 不同类型绿地对南京热岛效应的缓解作用[J]. 生态环境学报, 2009, 18(1):23-28.