專題地理、100億人在地球課件

第一部分地理學(xué)概論1.地理科學(xué)的研究對象2.地理科學(xué)的研究核心3.地理科學(xué)的學(xué)科體系第二部分地理學(xué)的現(xiàn)代發(fā)展1.地理科學(xué)的現(xiàn)代發(fā)展的背景與動(dòng)力2.現(xiàn)代地理科學(xué)的發(fā)展歷程與成就3.地理科學(xué)的現(xiàn)代發(fā)展與趨勢第三部分案例研究地理科學(xué)戰(zhàn)略方向探討——第一部分地理學(xué)概論100億人在地球上的分布和生存人類如何改變地球表面的自然環(huán)境如何更好保護(hù)生物多樣性與瀕危的生態(tài)系統(tǒng)人口居住地對健康的影響人口流動(dòng)物資交流及思想傳播如何改造世界經(jīng)濟(jì)全球化如何影響不平等地緣政治變化如何影響和平與穩(wěn)定。。。。。。

100億人在地球上的分布和生存專題一、100億人在地球上

如何生存和分布一、研究背景1987年7月11日，1999年10月12日，2011年10月31日2008年世界城市人口比重過半根據(jù)預(yù)測，2050年世界總?cè)丝趯⑦_(dá)到79-120億人（UN,2009）在中速方案中，2050年世界總?cè)丝跀?shù)將接近100億，其中估計(jì)有31億新城市居民。未來10年全球大部分人口增長將會發(fā)生在城市地區(qū)，世界范圍內(nèi)城市人口的比重逐年增加。盡管HIV（人類免疫缺陷病毒）和經(jīng)濟(jì)衰退等對死亡率和城市遷移的影響還無法確定，但是目前的城市化規(guī)模仍是史無前例的1950-2050年不同區(qū)域的城市人口比重專題一、100億人在地球上

如何生存和分布一、研究背景195分析：世界人口城市化將對資源利用、環(huán)境可持續(xù)和人類福利產(chǎn)生顯著影響兩面性?？蓽p少建筑和交通的能源消耗、降低二氧化碳的排放；城市區(qū)域能夠提供更多經(jīng)濟(jì)發(fā)展的機(jī)會，城市是多數(shù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心和引擎大部分的城市人口增加將集中在發(fā)展中國家，特別是非洲和亞洲全球家庭數(shù)量的增速超過了人口增速。歐洲、北美、拉丁美洲、大洋洲非洲亞洲1990年2010年超過70%不到40%不到50%分析：世界人口城市化將對資源利用、環(huán)境可持續(xù)和人類福利產(chǎn)生顯與人口總量相比，人均資源消耗資源量與家庭數(shù)量的關(guān)系更為密切，其增長嚴(yán)重威脅到生物多樣性和自然資源（why？）2023/9/21美國中國年1970200819782005人均住房面積m21392348.126美國平均家庭構(gòu)成人數(shù)變化單身家庭比重顯著上升：從1940年的7.7%上升到2000年的25.8%與人口總量相比，人均資源消耗資源量與家庭數(shù)量的關(guān)系更為密2023/9/21年份城市化水平（%）老年人口比例（%）戶規(guī)模（人/戶）200026.88.13.38200127.98.23.362002298.53.34200331.19.13.32200432.29.23.31200534.29.93.29200634.410.03.27200736.810.23.27200837.610.33.22200937.510.43.2201040.39.93.18201141.110.03.1620124210.43.15年份1人戶家庭比重（%）2人戶家庭比重（%）20008.317201014.524.3山東省城市化與戶規(guī)模變化情況2023/8/6年份城市化老年人戶規(guī)模200026.88.1因此，我們需要了解，未來30多年——這100億人在不同類型家庭中如何分配？在全世界不同地域如何分布？哪些進(jìn)程創(chuàng)造了人類聚居區(qū)的多樣化格局？加速城市化如何改變社會、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)條件？人類面臨的最大的困難之一是——100億人在地球上如何生存和分布才能縮小他們的環(huán)境足跡？如果這100億人中大部分人居住在城市，那么城市化地球?qū)a(chǎn)生什么后果？怎樣才能降低其負(fù)面效應(yīng)，同時(shí)增強(qiáng)其積極影響？環(huán)境挑戰(zhàn)、資源需求、基礎(chǔ)設(shè)施需求、能源需求以及城市新增人口的管理向人們提出了基本的政策性問題，同時(shí)也提供了前所未有的實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的機(jī)遇。這是21世紀(jì)世界城市化過程中不可避免的因此，我們需要了解，未來30多年——二、地理科學(xué)的作用人類聚集區(qū)的研究本質(zhì)上是人與環(huán)境交互關(guān)系的調(diào)查——它需要精確的空間數(shù)據(jù)與分析、對不同地域與尺度的人與環(huán)境關(guān)系的理解，以及對不同用地之間比例的把握。城市研究、城市發(fā)展研究、城市土地利用理論研究和人居環(huán)境發(fā)展研究等都有很悠久的地理學(xué)傳統(tǒng)。城市規(guī)劃、城市經(jīng)濟(jì)學(xué)、城市地理學(xué)和城市社會學(xué)有關(guān)城市形態(tài)和功能的許多研究，都曾引用Thünen杜能（1826年農(nóng)業(yè)區(qū)位理論）、Burgess伯吉斯（1925年同心圓理論），Alonso阿隆索（1964年城市地租模型）及其他地理學(xué)者的土地利用空間模型。二、地理科學(xué)的作用全球城市化研究的范圍如何界定？盡管城市通常依賴于和周邊區(qū)域的復(fù)雜聯(lián)系，但是城市間相互作用的速度、范圍和影響力已經(jīng)達(dá)到了全球化，未來也將如此。因此，對快速城市化進(jìn)程和結(jié)果的研究需要追蹤將人、地區(qū)和過程聯(lián)系在一起的交互作用的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系跨越了環(huán)境、人文、社會、經(jīng)濟(jì)和政治領(lǐng)域舉例某個(gè)地方的城市化對另一個(gè)地方的資源需求和污染物處理的影響全球城市化研究的范圍如何界定？印尼煙霾吹到新加坡致新加坡空氣污染指數(shù)飆升每年6月到8月是印尼的干旱季節(jié)，容易引發(fā)林火，加上當(dāng)?shù)厝瞬捎脽诺膫鹘y(tǒng)方式來開辟耕地，導(dǎo)致大片泥炭地和樹林著火燃燒，因此每年這段時(shí)間成了火點(diǎn)激增的高峰期。2023/9/21印尼煙霾吹到新加坡致新加坡空氣污染指數(shù)飆升2023/8/6煙霾籠罩下,新加坡各中小學(xué)校當(dāng)天停課一天,社區(qū)中心開始免費(fèi)發(fā)放口罩,幫助市民做好防護(hù)。然而,煙霾的“罪魁禍?zhǔn)住薄∧岬母笨偨y(tǒng)近日卻拋出“奇葩”言論,暗示鄰國的反應(yīng)太過“嬌氣”。新加坡援印尼少燒芭蕉祛獅城煙霾,印尼:100萬新幣太少，我們不要2023/9/21煙霾籠罩下,新加坡各中小學(xué)校當(dāng)天停課一天,社區(qū)中心開始免費(fèi)發(fā)美國地理學(xué)長期致力于調(diào)查城市內(nèi)部人口的居住區(qū)構(gòu)成，研究該居住格局的形成過程和機(jī)制，評價(jià)伴隨著各種設(shè)施如學(xué)校、醫(yī)院、商店、娛樂設(shè)施及通勤狀況的不同可達(dá)性而形成的各種居住模式的合理性。1960年以來的研究已經(jīng)證明城市居住區(qū)會根據(jù)不同的家庭生命周期（如單身、新婚夫婦、滿巢期、空巢期）、社會經(jīng)濟(jì)學(xué)狀況及種族產(chǎn)生分異。這個(gè)維度上的空間格局存在地區(qū)差異，但是每個(gè)城市的內(nèi)部空間居住格局都是公共政策和家庭偏好共同作用的結(jié)果（是否贊同？）美國地理學(xué)長期致力于調(diào)查城市內(nèi)部人口的居住區(qū)構(gòu)成，研究該居住現(xiàn)代地理學(xué)對城市化研究的途徑和方法更傾向于審視城市內(nèi)部、地區(qū)和全球等不同尺度的城市土地利用模式遙感衛(wèi)星影像的積累為地球上大多數(shù)陸地區(qū)域提供了超過30年的寶貴歷史記錄。這個(gè)革命性的技術(shù)發(fā)展使人們有可能監(jiān)測基于不同空間分辨率的人類活動(dòng)對地球的改變和地球表層的城市化，從1米以下分辨率到全球尺度皆可。多個(gè)衛(wèi)星均可提供城市環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)。現(xiàn)代地理學(xué)對城市化研究的途徑和方法更傾向于審視城市內(nèi)部、地區(qū)人類聚居區(qū)方面的遙感應(yīng)用對地球最長的連續(xù)觀察是地區(qū)資源探測計(jì)劃，它從1972年其就開始監(jiān)測城市區(qū)域及其發(fā)展。從城市擴(kuò)張的速度和規(guī)模，到人口密度和全球夜間燈光分布。衛(wèi)星數(shù)據(jù)提供了有關(guān)世界人口聚居區(qū)特征和空間分布的基礎(chǔ)信息。長時(shí)間的衛(wèi)星數(shù)據(jù)記錄繪制了城鄉(xiāng)形態(tài)演變的清晰地圖，包括城市對原農(nóng)業(yè)用地的沖擊，以及城市地區(qū)對當(dāng)?shù)睾腿驓夂虻挠绊懽阚E。Modis（某衛(wèi)星傳感器）數(shù)據(jù)提供了覆蓋全球的每一天的城市特征數(shù)據(jù)，如土地覆蓋，地表反照率，氣溶膠以及地表濕度，其空間分辨率為500米和1000米。1992年，dmsp/ols系統(tǒng)記錄了夜間的低頻可見光和近紅外輻射，使人們能夠探測城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和工業(yè)區(qū)的燈光。人類聚居區(qū)方面的遙感應(yīng)用地理索引數(shù)據(jù)庫存的不斷增加使人們有可能將衛(wèi)星影像和普查數(shù)據(jù)等各種信息結(jié)合，得到展示世界人口分布的重要分析地圖。例如，全球城鄉(xiāng)制圖計(jì)劃制作了全球一致的、精確的數(shù)據(jù)集。地理可視化，地學(xué)模擬和空間精確過程模型等相關(guān)分析技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)能夠模擬城市發(fā)展、展示時(shí)間序列上不同尺度的空間聯(lián)系，提供預(yù)測數(shù)據(jù)的可視化模擬。地理索引數(shù)據(jù)庫存的不斷增加使人們有可能將衛(wèi)星影像和普查數(shù)據(jù)等如前所述，地理學(xué)觀點(diǎn)的一個(gè)標(biāo)志是認(rèn)識到人與環(huán)境的相互作用和環(huán)境變化的響應(yīng)都是“基于地方”的，也就是說，它們在一定程度上取決于地方的具體情況和特征。對基于地方的研究來說，了解地方之間的聯(lián)系是如何塑造聚居區(qū)特征尤為重要。例如：對于當(dāng)代中國沿海城市，一定要了解來自農(nóng)村的人口流動(dòng)，來自其它國家和地區(qū)的資金流動(dòng)，以及支撐這些沿海城市制造業(yè)的原材料和成品的流動(dòng)等。在城市內(nèi)部，來自手機(jī)的點(diǎn)狀定位數(shù)據(jù)能夠在各種尺度上集中，從而繪制出一天中城市活動(dòng)的格局和強(qiáng)度地圖，這在城市和交通規(guī)劃方面有巨大潛力如前所述，地理學(xué)觀點(diǎn)的一個(gè)標(biāo)志是認(rèn)識到人與環(huán)境的相互作用和環(huán)三、研究子問題（一）哪種形式的城市對環(huán)境最可持續(xù)哪一種城市形態(tài)對環(huán)境的負(fù)面效應(yīng)更??？從社區(qū)設(shè)計(jì)、城市布局，到城市群的區(qū)域配置以及全球范圍內(nèi)的城市分布，以及城市如何發(fā)展、在哪兒發(fā)展，影響著資源利用、生物多樣性、碳排放和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展等各個(gè)方面。盡管人們承認(rèn)高密度、更加緊湊的聚居區(qū)能減少城市擴(kuò)張和城市自然足跡，但對不同形態(tài)和規(guī)模城市，以及跨越不同生態(tài)系統(tǒng)的城市，它們的分布狀態(tài)所產(chǎn)生的環(huán)境和社會效益知之甚少。三、研究子問題城市代表了地球上最受人類主導(dǎo)的景觀，但是——城市發(fā)展的不同途徑的后果是什么？什么樣的城市形態(tài)能最大低減少水、能源、建筑材料等資源的消耗？集中式的城市發(fā)展和非連續(xù)大都市區(qū)域中的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、破碎生境和生物多樣性分別會如何發(fā)展？新增的30億城市人口如果居住在上海或首爾這樣的大城市將會有怎樣的環(huán)境交換？如果居住在哈爾濱或韓國青州（韓國宜居城市之一）又會是怎樣的？

2023/9/21城市代表了地球上最受人類主導(dǎo)的景觀，但是——2023/8/6城市區(qū)域及其擴(kuò)張是生境破碎、生境喪失和物種滅絕的主要原因全世界城市引發(fā)的景觀改變已經(jīng)導(dǎo)致多種植物滅絕。在美國，與其他人類活動(dòng)性相比，城市化影響了更多的物種。發(fā)達(dá)的城鎮(zhèn)區(qū)域和未開發(fā)荒地的分界地帶，是生境破碎、外來物種入侵和生物多樣性喪失的主要區(qū)域（why？）城市不僅改變了景觀，城市形態(tài)和城市密度也在影響資源利用。在美國，廣泛的低密度郊區(qū)化過程導(dǎo)致了車輛行駛總里程數(shù)量的增長，而公交、非機(jī)動(dòng)車類的自行車和步行減少。廣泛的城市發(fā)展同時(shí)也導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地和對環(huán)境至關(guān)重要的生態(tài)系統(tǒng)的變化。城市區(qū)域及其擴(kuò)張是生境破碎、生境喪失和物種滅絕的主要原因鑒于城市化的日益增長，哪種途徑的城市發(fā)展會減少能源需求和保留更多的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)？人們長期以來一直懷疑城市土地開發(fā)模式，如就業(yè)和人口密度、多樣的混合利用方式，以及社區(qū)和街道的設(shè)計(jì)影響了交通和能源消耗的需要。高密度的高層建筑和高密度就業(yè)的緊湊式開發(fā)能夠減少能源消耗和碳排放。但是，能源和碳排放的節(jié)省量在短期內(nèi)可能很少，因?yàn)楦淖儸F(xiàn)有土地利用方式和發(fā)展模式的益處需要數(shù)十年才能體現(xiàn)。而且，建成環(huán)境的壽命和土地利用方式改變的累積效應(yīng)會引起能源和碳排放節(jié)省總量的增長。鑒于城市化的日益增長，哪種途徑的城市發(fā)展會減少能源需求和保留一個(gè)關(guān)鍵問題是在不同自然環(huán)境和社會人文條件下哪種城市形式更可持續(xù)？例如，元胞自動(dòng)機(jī)的研究能夠洞察城市土地利用模式和動(dòng)態(tài)，模擬決策制定和刻畫利益相關(guān)者復(fù)雜的空間交互作用。城市擴(kuò)張和土地利用變化的多尺度空間精確模型能夠提供碳吸收、生境破碎和生態(tài)多樣性等環(huán)境指標(biāo)。越來越多的研究通過綜合歷史學(xué)方法和現(xiàn)代地理學(xué)方法來重構(gòu)城市的空間歷史和城市生態(tài)。例如，一個(gè)空間歷史研究比較了印度班加羅爾（印度信息科技的中心，第三大城市，“印度硅谷”、美國的“后臺辦公室”）和美國硅谷的發(fā)展歷程，結(jié)果顯示，在美國道路推動(dòng)了硅谷的城市擴(kuò)張和農(nóng)用地流失，但在班加羅爾卻并非如此。成功三要素：自然環(huán)境、教育和政府投入一個(gè)關(guān)鍵問題是在不同自然環(huán)境和社會人文條件下哪種城市形式更可人們漫步在美國的硅谷，都會由衷地贊嘆那兒優(yōu)美的自然環(huán)境。但是，班加羅爾。你走在班加羅爾HOSUR大街上，你似乎不會感到身處一個(gè)世界科技的中心、美國的“后臺辦公室”之中。在這兒，低矮的房屋綿綿不斷，人畜并行的現(xiàn)象隨處可見。

更為糟糕的是班市的交通。每年，HOSUR大街已成為班市因交通事故致死人數(shù)最多的地方，平均每年約有800個(gè)生靈喪命車輪之下。身處這兒，你會發(fā)現(xiàn)汽車、三輪摩托出租車、兩輪摩托車、自行車、公共汽車和行人等在狹窄的街道上擠成一團(tuán)。尤其在市區(qū)南部高新技術(shù)公司比較集中的地方，交通高峰期道路更是擁擠不堪。人們漫步在美國的硅谷，都會由衷地贊嘆那兒優(yōu)美的自然環(huán)境。但是衛(wèi)片分析能夠提供哪種結(jié)構(gòu)、形態(tài)和規(guī)模的人類聚居區(qū)對生態(tài)的影響最小的信息。例如，衛(wèi)星獲取的夜間燈光數(shù)據(jù)被用來評價(jià)城市發(fā)展對土地資源的影響和凈初級生產(chǎn)力。地球的夜晚燈光閃耀，一方面直接反映著當(dāng)?shù)氐墓I(yè)化水平和城市化水平；另一方面，也能部分反映著世界人口集中分布情況。美國國家海洋和大氣局(NOAA)的科學(xué)家克里斯·埃爾維奇說：”關(guān)于地球人口分布情況，沒有什么能比城市的燈火告訴我們更多?！卑柧S奇研究城市燈火已經(jīng)二十年。如果歷時(shí)整理地球夜間燈光分布圖，就可以得到地球夜間燈光變化圖，根據(jù)這些燈光變化情況，就可以一定程度上直觀了解某個(gè)特定國家或者地區(qū)的人口遷移情況、經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況等等。從太空中看到的夜間燈光強(qiáng)度與一個(gè)國家的國內(nèi)生產(chǎn)總值存在關(guān)聯(lián)。在某些相關(guān)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)極少或存在誤導(dǎo)的地區(qū)，這種經(jīng)濟(jì)情況評估方式會大有用武之地衛(wèi)片分析能夠提供哪種結(jié)構(gòu)、形態(tài)和規(guī)模的人類聚居區(qū)對生態(tài)的影響2023/9/212023/8/6衛(wèi)星數(shù)據(jù)還被用來刻畫城市擴(kuò)張對撐起生態(tài)變化的影響、農(nóng)用地流失和森林破碎度地理數(shù)據(jù)和地理分析也能有助于城市發(fā)展空間結(jié)構(gòu)好的量化和評價(jià)城市形態(tài)對資源的利用，能源需求和空氣質(zhì)量的影響。（元胞自動(dòng)機(jī)簡稱CA，是一時(shí)間和空間都離散的動(dòng)力系統(tǒng)。散布在規(guī)則格網(wǎng)中的每一元胞取有限的離散狀態(tài)，遵循同樣的作用規(guī)則，依據(jù)確定的局部規(guī)則作同步更新。大量元胞通過簡單的相互作用而構(gòu)成動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的演化。。。元胞自動(dòng)機(jī)是一種時(shí)空離散的局部動(dòng)力學(xué)模型，是復(fù)雜系統(tǒng)研究的一個(gè)典型方法，特別適合用于空間復(fù)雜系統(tǒng)的時(shí)空動(dòng)態(tài)模擬研究——地理元胞自動(dòng)機(jī)研究。）衛(wèi)星數(shù)據(jù)還被用來刻畫城市擴(kuò)張對撐起生態(tài)變化的影響、農(nóng)用地流失與傳統(tǒng)的基于方程式的地理學(xué)模型相比,元胞自動(dòng)機(jī)模型具有較好的時(shí)空動(dòng)態(tài)性,可以模擬非線性復(fù)雜系統(tǒng)的突現(xiàn)、混沌、進(jìn)化等特征,是模擬生態(tài)、環(huán)境、自然災(zāi)害等多種高度復(fù)雜的地理現(xiàn)象的有力工具。很多地理學(xué)家利用元胞自動(dòng)機(jī)對各種復(fù)雜的地理現(xiàn)象進(jìn)行了模擬研究,取得了許多有意義的成果。因此,從地理空間系統(tǒng)的模擬來看,元胞自動(dòng)機(jī)模型的研究和應(yīng)用提供了一種從地理系統(tǒng)的微觀出發(fā)、將自然與人文統(tǒng)一的地理模擬系統(tǒng)的新視角和新途徑中國地理學(xué)界成就：元胞自動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換規(guī)則的定義和獲取存在諸多不足：與gis集成研究不足；元胞尺度的確定以及尺度效應(yīng)的研究不足等等。2023/9/21與傳統(tǒng)的基于方程式的地理學(xué)模型相比,元胞自動(dòng)機(jī)模型具有較好專題二、100億人在地球上如何生存和分布一、研究背景二、地理科學(xué)的作用城市研究、城市發(fā)展研究、城市土地利用理論研究和人居環(huán)境發(fā)展研究現(xiàn)代地理學(xué)對城市化研究的途徑和方法更傾向于審視城市內(nèi)部、地區(qū)和全球等不同尺度的城市土地利用模式三、研究子問題（一）哪種形式的城市對環(huán)境最可持續(xù)高密度的高層建筑和高密度就業(yè)的緊湊式開發(fā)能夠減少能源消耗和碳排放，但需要較長的觀測時(shí)間。衛(wèi)星提供的夜間燈光數(shù)據(jù)、CA模型（元胞自動(dòng)機(jī)模型）等研究手段和技術(shù)被廣泛運(yùn)用于研究城市空間結(jié)構(gòu)的變化及其對生態(tài)環(huán)境的影響。（二）城市區(qū)域怎樣才能適應(yīng)和更加靈活地應(yīng)對全球環(huán)境變化（三）快速城市化和大規(guī)模城市化對地方和區(qū)域氣候模式有何影響2023/9/21專題二、100億人在地球上如何生存和分布2023/8/6（二）城市區(qū)域怎樣才能適應(yīng)和更加靈活地應(yīng)對全球環(huán)境變化人類主導(dǎo)以及地球自身發(fā)生的轉(zhuǎn)變所驅(qū)動(dòng)的環(huán)境變化是全球尺度的，全球環(huán)境變化將對城市區(qū)域產(chǎn)生廣泛的影響。列舉對城市氣候方面的影響：氣溫升高，熱應(yīng)力，海平面上升，風(fēng)暴潮對建筑群和交通設(shè)施的威脅，城市洪水，排水和山體滑坡等。風(fēng)雪、冰風(fēng)暴（凍雨）、颶風(fēng)等極端事件的頻率和量級的增長將威脅到建筑群、能源和交通設(shè)施，最終影響城市人口的切身利益。1995和1999年芝加哥關(guān)于熱浪的研究指出，住宅設(shè)施，尤其是活躍的制冷系統(tǒng)，是抵御熱浪致死的最重要因素?，F(xiàn)有的交通設(shè)施在設(shè)計(jì)之初可能沒有考慮抵御與氣候變化有關(guān)的極端事件?！凹~約地鐵---中國人民的愛國主義教育基地”交通和能源基礎(chǔ)設(shè)施的脆弱性將取決于氣候變暖的速度、極端事件的類型以及建筑和基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)新標(biāo)準(zhǔn)。那么，城市地區(qū)怎樣才能適應(yīng)全球變化呢？（二）城市區(qū)域怎樣才能適應(yīng)和更加靈活地應(yīng)對全球環(huán)境變化城市區(qū)域應(yīng)對全球環(huán)境變化的能力取決于與自然和人文條件有關(guān)的地理區(qū)位、當(dāng)?shù)卣谓?jīng)濟(jì)制度處理災(zāi)害事件的能力等。全球環(huán)境變化的不同類型以不同方式影響城市適應(yīng)能力,全世界有越來越多的證據(jù)表明極端天氣和氣候事件在不斷增加。在北美，干旱越來越嚴(yán)重，強(qiáng)降水時(shí)間越來越頻繁和劇烈，風(fēng)暴的頻率和強(qiáng)度不斷增加。劇烈的天氣和氣候事件給城市系統(tǒng)帶來嚴(yán)重威脅，擾亂城市活動(dòng)。根據(jù)極端事件的不同性質(zhì)，他們有可能會使當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件不斷惡化，如降低水質(zhì)和空氣質(zhì)量，威脅衛(wèi)生環(huán)境狀況和公共健康，強(qiáng)化城市熱島效應(yīng)但是氣候變化還不是城市需要適應(yīng)的唯一一類環(huán)境變化，列舉其它水循環(huán)和水供應(yīng)的變化將制約未來的城市發(fā)展，同時(shí)要求在大都市區(qū)實(shí)行跨行政區(qū)的用水量管理。臨近河流和位于三角洲的城市將尤其受到山體滑坡和洪水的威脅，13%的城市人口居住在低緯度沿海區(qū)域，即高出海平面僅10米之內(nèi)的區(qū)域內(nèi)。這些沿海群落將特別容易受到海平面上升和風(fēng)暴潮的破壞。城市區(qū)域應(yīng)對全球環(huán)境變化的能力取決于與自然和人文條件有關(guān)的地2023/9/21海平面上升66米的假想世界和中國地圖2023/8/6海平面上升66米的津冀沿海地區(qū)海平面上升的風(fēng)險(xiǎn)評估研究2023/9/21津冀沿海地區(qū)海平面上升的風(fēng)險(xiǎn)評估研究2023/8/62023/9/212023/8/62023/9/21全球地下水已被超采約1400億立方，導(dǎo)致地面不均勻沉降，對城市建筑物，尤其是高層建筑，存在很大威脅，而且這種含水層被壓縮的過程是不可恢復(fù)的。華北平原是世界上三大含水層中最豐富的含水層，8000-10000年以前仰韶文化時(shí)，，太行山、燕山的暴雨非常強(qiáng)盛，地表水十分豐富，充盈了地下含水層。一萬年積累的地下水的第四紀(jì)含水層，在短短的50年內(nèi)被嚴(yán)重超采。南水北調(diào)工程的意義之一在于，盡可能恢復(fù)生態(tài)，替代被超采的地下水，逐步涵養(yǎng)地下水后備水源，以應(yīng)對可能的特大旱災(zāi)。2014.12.12中線開閘放水，27日到北京生態(tài)意義之一：補(bǔ)給地下水2023/8/6全球地下水已被超采約1400億立方，導(dǎo)致地面若地方?jīng)Q策者、團(tuán)隊(duì)和個(gè)人準(zhǔn)備應(yīng)對和適應(yīng)全球環(huán)境變化，那么人們需要更加充分地認(rèn)識和了解這些變化及其對城市可能造成的后果。適應(yīng)性研究關(guān)注兩個(gè)議題：1.怎樣才能減小氣候變化的沖擊？2.需要什么樣的適應(yīng)性政策？全世界有超過20個(gè)城市，尤其是在歐洲和北美，正在制訂當(dāng)?shù)貧夂蜃兓倪m應(yīng)和行動(dòng)計(jì)劃。例如，芝加哥氣候行動(dòng)計(jì)劃提出了減緩氣候變化相關(guān)戰(zhàn)略和適應(yīng)氣候變化有關(guān)預(yù)備行動(dòng)的綱要。同樣的，倫敦氣候變化適應(yīng)戰(zhàn)略指出了關(guān)鍵的氣候威脅以及分階段的適應(yīng)性戰(zhàn)略。但是，最近的研究指出，地方適應(yīng)性戰(zhàn)略可能與減緩氣候變化的努力相抵觸。澳大利亞新南威爾士北部沿海的一個(gè)社區(qū)制訂了一項(xiàng)政策，要求新居住區(qū)開發(fā)必須維持原植被覆蓋和保護(hù)當(dāng)?shù)氐目祭瓧⒌?。為了?shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，新居住區(qū)必須低密度，依賴汽車出行，這反而增加了能源消耗。而且，將住宅安置在自然植被中也增加了火災(zāi)等其他氣候變化風(fēng)險(xiǎn)的威脅。若地方?jīng)Q策者、團(tuán)隊(duì)和個(gè)人準(zhǔn)備應(yīng)對和適應(yīng)全球環(huán)境變化，那么人們空間精確建模和地理模擬的進(jìn)展能夠加深對城市怎樣才能更加靈活地應(yīng)對全球環(huán)境變化這一問題的理解。適應(yīng)性評估和制定減緩戰(zhàn)略的第一步，是認(rèn)識城市在哪里發(fā)展和城市在全球變化中的脆弱性。在許多非洲國家，城市人口統(tǒng)計(jì)資料的落后和缺失，使得城市住宅區(qū)的定位和發(fā)展很難刻畫。這些區(qū)域，許多住宅都是非正式的。因?yàn)樵S多區(qū)域普查資料的缺乏，稀少或可信度低，同時(shí)因?yàn)榉钦浇ㄖǔ２槐还俜匠姓J(rèn)，許多此類聚居區(qū)成為隱形城鎮(zhèn)，因此更加需要通過現(xiàn)代地理學(xué)工具來刻畫和認(rèn)識聚居區(qū)的位置與發(fā)展格局?？臻g精確建模和地理模擬的進(jìn)展能夠加深對城市怎樣才能更加靈活地認(rèn)識亞洲的城市化模式也同樣需要現(xiàn)代地理學(xué)工具。到2050年，世界上最大的27個(gè)城市區(qū)將會有16個(gè)坐落在亞洲。精確和及時(shí)的描繪和預(yù)測城市居住區(qū)至關(guān)重要，包括預(yù)測基礎(chǔ)設(shè)施需要、規(guī)劃應(yīng)急相應(yīng)系統(tǒng)、識別臨風(fēng)暴潮、海平面上升、自然災(zāi)害等災(zāi)難的區(qū)域和社區(qū)。由VonNeumann最早設(shè)計(jì)的元細(xì)胞自動(dòng)機(jī)模型被廣泛應(yīng)用于預(yù)測世界各地的城市發(fā)展，包括舊金山，北京，智利和啦多斯。其他不需要大量數(shù)據(jù)的研究方法也在不斷發(fā)展，這些方法對發(fā)展中國家尤為有用。認(rèn)識城市內(nèi)部和城市間的聚居區(qū)在哪里和如何發(fā)生變化，為城市規(guī)劃者和政策制定者提供了基本參考信息。地理學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的革新，尤其是地理制圖和實(shí)時(shí)gis，帶來了從政府到個(gè)人不同來源和類型的空間數(shù)據(jù)，提高了社會效益的及時(shí)性和實(shí)用性。認(rèn)識亞洲的城市化模式也同樣需要現(xiàn)代地理學(xué)工具。到2050年，2000年1994年2000年1994年靜態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)或?yàn)?zāi)害地圖意味著脆弱性是不變的，而利用實(shí)時(shí)信息和實(shí)時(shí)計(jì)算的動(dòng)態(tài)gis能夠提供不同類型景觀的脆弱性分布的最新信息，還能夠區(qū)分城市內(nèi)部不同社區(qū)的不同風(fēng)險(xiǎn)。例如和其他地區(qū)一樣，亞洲的大部分大型城市位于河流兩岸，三角洲地區(qū)或海岸線上，它們更容易受到氣候變化的影響和威脅。在2004年亞洲海嘯事件中，結(jié)合了人口學(xué)方法的gis脆弱性模型被用來預(yù)算死亡率，這些方法也被用在救災(zāi)初期。氣候變化和人類聚居區(qū)的不確定性向?qū)W者和決策者提出了挑戰(zhàn)。地理可視化和地學(xué)模擬能夠幫助制定不同城市和全球變化情境下的適應(yīng)性政策。例如WaterSim項(xiàng)目模擬了一個(gè)沙漠城市的水資源供給和需求。該項(xiàng)目開發(fā)的模擬和預(yù)測工具能夠協(xié)助城市評估在限制用水環(huán)境下適應(yīng)政策。靜態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)或?yàn)?zāi)害地圖意味著脆弱性是不變的，而利用實(shí)時(shí)信息和實(shí)專題二、100億人在地球上如何生存和分布一、研究背景二、地理科學(xué)的作用城市研究、城市發(fā)展研究、城市土地利用理論研究和人居環(huán)境發(fā)展研究現(xiàn)代地理學(xué)對城市化研究的途徑和方法更傾向于審視城市內(nèi)部、地區(qū)和全球等不同尺度的城市土地利用模式三、研究子問題（一）哪種形式的城市對環(huán)境最可持續(xù)高密度的高層建筑和高密度就業(yè)的緊湊式開發(fā)能夠減少能源消耗和碳排放，但需要較長的觀測時(shí)間。衛(wèi)星提供的夜間燈光數(shù)據(jù)、CA模型（元胞自動(dòng)機(jī)模型）等研究手段和技術(shù)被廣泛運(yùn)用于研究城市空間結(jié)構(gòu)的變化及其對生態(tài)環(huán)境的影響。（二）城市區(qū)域怎樣才能適應(yīng)和更加靈活地應(yīng)對全球環(huán)境變化（三）快速城市化和大規(guī)模城市化對地方和區(qū)域氣候模式有何影響2023/9/21專題二、100億人在地球上如何生存和分布2023/8/6（三）快速城市化和大規(guī)模城市化對地方和區(qū)域氣候模式有何影響城市化改變氣候的途徑城市地表覆蓋城市氣溶膠人為溫室氣體排放城市熱島和地表平均溫度記錄地表能量收支日照、氣溶膠直接效應(yīng)輻射變暖及其反饋氣流和湍流地表能量收支、機(jī)械湍流、岔流氣溶膠直接和間接效應(yīng)，及相關(guān)動(dòng)力/熱力效應(yīng)輻射變暖及其反饋云層和降水地表能量收支、城市熱島擾動(dòng)、城市熱島中循環(huán)對云-降水微粒物理學(xué)的氣溶膠間接效應(yīng)、日照影響輻射變暖及其反饋地表水文地表徑流、滲透減少、蒸發(fā)更少對云層微粒物理學(xué)和降雨過程的氣溶膠間接效應(yīng)輻射變暖及其反饋碳循環(huán)不透水地表取代了凈初級生產(chǎn)力高的土地黑碳?xì)馊苣z輻射變暖及其反饋、二氧化碳通量氮循環(huán)燃燒、施肥、污水排放和徑流酸雨、硝酸鹽輻射變暖及其反饋、氮氧化物排放（三）快速城市化和大規(guī)模城市化對地方和區(qū)域氣候模式有何影響城在局部地區(qū)，植被覆蓋區(qū)變?yōu)槌鞘杏玫?，打破了地表能量平衡?dòng)態(tài)。當(dāng)水熱微量氣體，氣溶膠的交換以及地表和大氣層的動(dòng)力被改變后，就會發(fā)生熱島效應(yīng)，即城市附近的日間和夜間溫度均高于非城市地區(qū)。城市熱島效應(yīng)也受到建筑體型、土地利用和城市材質(zhì)之間的相互作用的影響。研究已經(jīng)證明城市地區(qū)導(dǎo)致區(qū)