熱環(huán)境視角下的城市間最小生態(tài)安全距離研究

楊 浩， 孟 娜， 張 輝

(1.北京市社會(huì)科學(xué)院，北京 100101； 2.北京大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，北京 100871； 3.北京師范大學(xué)政府管理學(xué)院，北京 100875)

在2014年3月的全國(guó)環(huán)境保護(hù)工作會(huì)議中國(guó)家環(huán)保部首次提出了“最小生態(tài)安全距離(the minimum distance forecological security，MDES)”的概念。這是我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程中治理城市間復(fù)合污染問(wèn)題的全新思路，包含了生態(tài)保護(hù)、安全底線、資源承載力和環(huán)境容量的綜合性概念。但迄今為止，學(xué)術(shù)界對(duì)于“最小生態(tài)安全距離”的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵還缺乏較為明晰的界定。城市熱環(huán)境作為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，隨著城市化進(jìn)程的加快，城市人口的快速增加，城市建筑密度的大幅提升，以城市熱島效應(yīng)為代表所引發(fā)的一系列熱環(huán)境負(fù)面效用逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)?，F(xiàn)階段城市熱環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)不是單純的氣候環(huán)境問(wèn)題，而是影響城市化進(jìn)程和城市生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展的重大阻礙[1-6]。因此，測(cè)量基于熱環(huán)境視角的城市間最小生態(tài)安全距離，不僅能夠?yàn)樵O(shè)置城市發(fā)展的“剛性界限”和“生態(tài)安全底線”提供理論依據(jù)，還能夠?yàn)榻鉀Q城市集中發(fā)展所顯現(xiàn)出來(lái)的城市群熱環(huán)境沖突和疊加等新型環(huán)境問(wèn)題提供科學(xué)參考。

1 相關(guān)研究綜述

劃定城市增長(zhǎng)邊界是解決城市空間蔓延帶來(lái)熱島效應(yīng)的有效手段。自20世紀(jì)70年代美國(guó)俄勒岡州劃定第一條城市增長(zhǎng)邊界后，該州的城市由粗放外延式拓展轉(zhuǎn)向內(nèi)涵式發(fā)展。此后，許多國(guó)家在城市建設(shè)中受到國(guó)際認(rèn)可的城市“精明增長(zhǎng)”等理論的啟發(fā)均通過(guò)城市增長(zhǎng)邊界方式來(lái)劃定調(diào)控城市形態(tài)，以此來(lái)提高城市發(fā)展效率與提升生態(tài)環(huán)境質(zhì)量[7]。2013年12月中央城鎮(zhèn)化工作會(huì)議明確要求根據(jù)區(qū)域自然條件，科學(xué)設(shè)置開發(fā)強(qiáng)度，劃定每個(gè)城市特別是特大城市的開發(fā)邊界。但是長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)傳統(tǒng)城市規(guī)劃建設(shè)中大多以人口邊界或經(jīng)濟(jì)規(guī)模邊界作為城市增長(zhǎng)邊界的判定，進(jìn)而劃定城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)展的邊界線，卻沒(méi)有從真正意義上形成改善和防范城市生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的“生態(tài)環(huán)境邊界”[8]。因此，通過(guò)從建設(shè)用地需求“正向”規(guī)劃轉(zhuǎn)向以生態(tài)空間保護(hù)為目標(biāo)的“逆向”規(guī)劃與之結(jié)合，具有重要的科學(xué)意義[9]?！秶?guó)家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014—2020 年)》中也提出，要把生態(tài)文明建設(shè)理念全面融入城鎮(zhèn)化過(guò)程，劃定生態(tài)保護(hù)紅線，合理控制城鎮(zhèn)開發(fā)邊界，促進(jìn)城市緊湊發(fā)展。因此，通過(guò)明確城市間的熱環(huán)境“生態(tài)安全底線”是防范城市空間發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)的重要措施，也是本研究的出發(fā)點(diǎn)。

近年來(lái)，許多學(xué)者從生態(tài)安全等級(jí)、格局角度對(duì)城市間的生態(tài)安全距離進(jìn)行了深入的研究。李綏等基于景觀生態(tài)安全格局理論和RS、GIS技術(shù)，選擇地形條件、洪水危害、土壤侵蝕、植被覆蓋、地質(zhì)災(zāi)害和生物保護(hù)6個(gè)要素作為城市空間擴(kuò)展的生態(tài)約束條件，分析了南充市的生態(tài)安全等級(jí)分布，得出了南充市市域范圍內(nèi)整體生態(tài)安全狀況較好，低生態(tài)安全水平區(qū)域較集中地分布于市區(qū)南部的嘉陵江下流區(qū)域和城郊西部山地的結(jié)論[10]。胡海德等利用實(shí)地調(diào)查和Landsat TM遙感數(shù)據(jù)，分別構(gòu)建了大連市水土保持、水源保護(hù)、防洪3種安全格局，并在具體應(yīng)用時(shí)根據(jù)城市的特點(diǎn)和發(fā)展階段，對(duì)3個(gè)水平的生態(tài)安全格局進(jìn)行取舍，最后對(duì)生態(tài)安全格局研究的思想和構(gòu)建方法進(jìn)行了梳理[11]。周銳等以河南省平頂山新區(qū)為例，結(jié)合GIS得到水資源安全、地質(zhì)災(zāi)害規(guī)避、生物多樣性保護(hù)3種單一過(guò)程的生態(tài)用地?cái)?shù)據(jù)，應(yīng)用最小累積阻力模型構(gòu)建了平頂山新區(qū)生態(tài)用地的安全格局。提出了研究區(qū)域內(nèi)最小生態(tài)用地，即底線型生態(tài)用地的面積為88.44 km2，占研究區(qū)總面積的29.35%，緩沖型和理想型生態(tài)用地的面積分別為22.28 km2和43.87 km2的結(jié)論[12]。歐定華等以成都市龍泉驛區(qū)為研究區(qū)，在景觀分類與景觀格局現(xiàn)狀分析、景觀格局變化特征與驅(qū)動(dòng)因子分析、景觀格局變化潛力與動(dòng)態(tài)模擬、區(qū)域生態(tài)安全評(píng)價(jià)與變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)研究基礎(chǔ)上，建立基于PSO算法原理的景觀格局空間優(yōu)化模型與算法，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)保護(hù)、統(tǒng)籌兼顧3種情景景觀空間布局進(jìn)行優(yōu)化，提出了一種能有效平衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)矛盾關(guān)系的景觀生態(tài)安全格局[13]。江源通等結(jié)合平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)總體規(guī)劃，從城市生態(tài)安全角度出發(fā)，在對(duì)平潭島生態(tài)環(huán)境本底條件的調(diào)研基礎(chǔ)上，選取與平潭島的城市生態(tài)安全關(guān)系密切的6個(gè)關(guān)鍵生態(tài)因子進(jìn)行深入分析，并通過(guò)層次分析法和GIS空間疊置法綜合多要素分析了平潭島的生態(tài)敏感性，最終有針對(duì)性地提出了面向新一輪大規(guī)模城市開發(fā)熱潮的平潭島城市生態(tài)安全格局[14]。從已有研究文獻(xiàn)來(lái)看，不同學(xué)者盡管已注意到城市綠地、景觀格局等因素對(duì)城市生態(tài)安全影響顯著[15-20]，但僅從“城市建成區(qū)綠地率、綠化覆蓋率和人均公共綠地面積”數(shù)字指標(biāo)層面上，采取“分散集團(tuán)式”原則去考慮城市安全邊界布局，顯然沒(méi)有將城市空間特征與空間布局最大生態(tài)效益發(fā)揮出來(lái)，這也是現(xiàn)階段城市生態(tài)安全格局研究中普遍存在的缺陷。要合理測(cè)算和確定城市之間的生態(tài)安全距離，必須要將城市熱環(huán)境水平作為城市生態(tài)安全的重要變量加以分析，為城市熱環(huán)境自然消解提供預(yù)留空間。

2 基于熱環(huán)境的城市間最小生態(tài)安全距離內(nèi)涵

本研究在借鑒城市生態(tài)安全格局與緩沖帶等理論的基礎(chǔ)上，將科學(xué)界定基于熱環(huán)境的城市間最小生態(tài)安全距離內(nèi)涵和表現(xiàn)形式，在借鑒城市生態(tài)安全格局與緩沖帶等理論的基礎(chǔ)上，將基于熱環(huán)境的城市間最小生態(tài)安全距離界定為：為防范城市之間熱環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和保障人類宜居環(huán)境，要求城市間承載人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)的城市用地間隔一定的距離作為生態(tài)緩沖帶，以最大限度地發(fā)揮生態(tài)用地降溫效益從而消解城市間熱環(huán)境疊加污染。城市之間對(duì)于城市用地間隔的最小要求即為城市間“最小生態(tài)安全距離”。

本從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從理論到實(shí)際，從以下3個(gè)思路出發(fā)，建立基于熱環(huán)境的城市最小生態(tài)安全距離理論與模型。

2.1 假定城市A、B的內(nèi)部規(guī)劃固定，A位置固定，B位置不定

該思路假設(shè)A、B為相鄰2個(gè)建設(shè)用地較為規(guī)則的大型城市(假設(shè)理想情況呈圓形)，并且2個(gè)城市的規(guī)模、布局、功能定位一致，熱島中心均處于城市中心位置且均勻向外輻射，輻射能力一致，其中A為已建城市，且位置固定，B為規(guī)劃或擬建城市，其位置待定。

本情景方案如圖1所示，據(jù)此思路構(gòu)建數(shù)學(xué)模型如下：

設(shè)城市A的中心坐標(biāo)為(XA，YA)，半徑為RA。圖1中實(shí)線圓環(huán)為城市A的建成區(qū)，虛線圓環(huán)表示城市A的熱島信號(hào)函數(shù)UHIA(x,y)衰減為0，即虛線圓環(huán)外區(qū)域?qū)⒉辉偈艹鞘蠥的熱輻射影響。此時(shí)，城市A的建成區(qū)邊緣到熱島效應(yīng)衰減緩沖帶邊緣的距離為d1。該情景已假設(shè)2個(gè)城市的規(guī)模、布局、功能定位一致，熱島信號(hào)函數(shù)衰減距離也一致(即d1=d2)，但城市B位置不定，假設(shè)城市B中心坐標(biāo)為(XB，YB)，半徑為RB。

如果城市B的中心坐標(biāo)滿足：

(1)

此時(shí)，城市A、B的建成區(qū)邊緣的距離即為2個(gè)城市的最小生態(tài)安全距離，即d1+d2。其幾何意義為城市A的熱島信號(hào)函數(shù)UHIA(x,y)與城市B的熱島信號(hào)函數(shù)UHIB(x,y)同時(shí)衰減到0，即UHIA(x,y)+UHIB(x,y)=0，此時(shí)2個(gè)城市熱輻射影響范圍相切。

因此，計(jì)算城市最小生態(tài)安全距離就是計(jì)算目標(biāo)函數(shù)：

(2)

式中：Xa、Ya、Xb和Yb分別為城市A、B建成區(qū)邊緣坐標(biāo)。

約束條件為：城市A、B之間的熱島信號(hào)函數(shù)疊加后的最小熱島強(qiáng)度不超過(guò)某一安全閾值I，即：

min{UHIA(x,y)+UHIB(x,y)}

(3)

當(dāng)城市熱輻射等于背景場(chǎng)溫度時(shí)，熱島信號(hào)函數(shù)為0，此時(shí)城市A、B的熱環(huán)境相互不干擾，即I=0。

該情景對(duì)城市最小生態(tài)安全距離進(jìn)行了幾何學(xué)定義，而且在新建城市選址、規(guī)劃新建城市規(guī)模時(shí)防止城市間熱環(huán)境交叉污染具有理論價(jià)值。

2.2 假定城市A、B的位置和內(nèi)部規(guī)劃固定

該思路假定A和B分別為已建成和規(guī)劃在建的2個(gè)相鄰大型城市，且A、B這2個(gè)城市間相隔距離固定，城市功能定位、城市熱環(huán)境特征明確，熱島中心均處于城市中心位置且均勻向外輻射。城市A的熱輻射能力固定，城市B不定。在此條件下，根據(jù)A、B城市熱島信號(hào)函數(shù)UHIA(x,y)和UHIB(x,y)衰減距離研判現(xiàn)有建設(shè)或規(guī)劃條件下城市間熱環(huán)境是否存在風(fēng)險(xiǎn)。

本情景如圖2所示，據(jù)此思路構(gòu)建數(shù)學(xué)模型如下：

設(shè)城市A的中心坐標(biāo)為(XA，YA)，半徑為RA。圖2中黑色圓環(huán)為城市A的建成區(qū)，綠色圓環(huán)表示城市A的熱島信號(hào)函數(shù)UHIA(x,y)衰減為0，即圓環(huán)外區(qū)域?qū)⒉辉偈艹鞘蠥的熱輻射影響。此時(shí)，城市A的建成區(qū)邊緣到熱島衰減緩沖帶邊緣的距離為d1。設(shè)城市B的中心坐標(biāo)為(XB，YB)，半徑為RB。假設(shè)城市B的熱環(huán)境特征存在3種情況，即城市B的熱島信號(hào)函數(shù)UHIA(x,y)衰減為0時(shí)距離B城市建成區(qū)邊緣的距離分別為d2、d3和d4。

當(dāng)城市A的熱島信號(hào)函數(shù)UHIA(x,y)與城市B的熱島信號(hào)函數(shù)UHIB(x,y)同時(shí)衰減到0時(shí)，此時(shí)d1+d2即為城市A和B的最小生態(tài)安全距離，2個(gè)城市熱島衰減緩沖帶圓環(huán)相切(綠色圓環(huán))；當(dāng)d3d2時(shí)(紅色圓環(huán))，即熱島信號(hào)函數(shù)UHIA(x,y)和UHIB(x,y)重疊，2個(gè)城市熱島衰減緩沖帶圓環(huán)相交，說(shuō)明A、B這2個(gè)城市熱環(huán)境污染疊加，已發(fā)生熱環(huán)境沖突，必須通過(guò)優(yōu)化生態(tài)用地空間布局改善城市熱環(huán)境問(wèn)題。

該情景對(duì)通過(guò)最小生態(tài)安全距離判定相鄰城市間是否存在熱環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、挖潛城市增長(zhǎng)空間具有理論價(jià)值。

2.3 城市形態(tài)不規(guī)則時(shí)對(duì)模型的修正

以上2種情景均假設(shè)在理想情況下，即2個(gè)城市用地形狀規(guī)則，且城市熱環(huán)境輻射均一。但在現(xiàn)實(shí)中，絕大多數(shù)城市布局并非如此，而且城市熱環(huán)境空間異質(zhì)性較大。故本情景將假設(shè)A、B這2個(gè)城市規(guī)劃建設(shè)用地布局為不規(guī)則的多邊形，且熱環(huán)境輻射也不均一。在此基礎(chǔ)上，按照前述2種情景的思路，測(cè)算城市之間基于熱環(huán)境的最小生態(tài)安全距離。

圖3中綠色虛線為城市A熱島信號(hào)函數(shù)衰減為0的邊界，紫色虛線為城市B熱島信號(hào)函數(shù)衰減為0的邊界。由于城市形狀不規(guī)則且熱環(huán)境異質(zhì)性大，因此當(dāng)A、B城市熱島信號(hào)函數(shù)衰減為0時(shí)，并非為簡(jiǎn)單的相交、相離或相切關(guān)系。如圖3所示，僅P點(diǎn)為熱島信號(hào)函數(shù)UHIA(x,y)和UHIB(x,y)同時(shí)衰減為0的點(diǎn)，即P點(diǎn)到城市A、B建成區(qū)邊緣的最短距離之和為2個(gè)城市的最小生態(tài)安全距離。由于A、B這2個(gè)城市上半部分建成區(qū)距離較近，因此熱島信號(hào)函數(shù)疊加，疊加區(qū)域S1存在熱環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，需要優(yōu)化熱島衰減緩沖區(qū)內(nèi)的生態(tài)用地格局，區(qū)域S1即為熱環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；A、B這2個(gè)城市下半部分建成區(qū)距離較遠(yuǎn)，當(dāng)熱島信號(hào)函數(shù)UHIA(x,y)和UHIB(x,y)衰減為0時(shí)，未出現(xiàn)熱島信號(hào)函數(shù)疊加，因此區(qū)域S2周圍仍具有城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)展?jié)摿Γ礊槌鞘袛U(kuò)展?jié)摿^(qū)。

針對(duì)這種情況，利用多智能體模型，選取代表城市用地?cái)U(kuò)展需求、城市間空間形態(tài)對(duì)熱環(huán)境的影響機(jī)制、生態(tài)用地空間形態(tài)和布局降溫機(jī)制的空間指標(biāo)作為輸入數(shù)據(jù)，輸出不同城市擴(kuò)展情景，基于重構(gòu)的城市群熱環(huán)境曲面，尋找最佳生態(tài)安全距離，在熱環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域周圍優(yōu)化生態(tài)用地空間配置，針對(duì)城市擴(kuò)展?jié)摿^(qū)域劃定城市增長(zhǎng)邊界，以此來(lái)進(jìn)行城市之間的熱環(huán)境調(diào)控。

在圖4中，綠色虛線為土地利用格局優(yōu)化后熱島信號(hào)函數(shù)UHIA(x,y)和UHIB(x,y)同時(shí)衰減為0的曲線，2個(gè)城市邊緣到該曲線的距離之和是最佳生態(tài)安全距離。A、B這2個(gè)城市下半部分為城市擴(kuò)展?jié)摿^(qū)域S3和S4，城市邊緣區(qū)的黑色虛線即為城市增長(zhǎng)邊界。在這種城市增長(zhǎng)邊界條件下，2個(gè)城市距離剛好為最佳生態(tài)安全距離，并且城市建設(shè)用地具有最大的空間擴(kuò)展?jié)摿Α?/p>

該情景對(duì)通過(guò)最小生態(tài)安全距離理論研判相鄰城市間是否存在熱環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于通過(guò)劃定城市增長(zhǎng)邊界、優(yōu)化生態(tài)用地布局、調(diào)控城市間熱環(huán)境具有重要的實(shí)踐意義。

3 城市間最小生態(tài)安全距離的測(cè)算

3.1 城市地表溫度測(cè)算

目前，城市熱環(huán)境曲面擬合模擬， 由于其精確、直觀等特點(diǎn)成為目前進(jìn)行城市空間形態(tài)研究的重要手段之一。熱力系統(tǒng)的地表溫度可以表示為：

Ts(x,y)=Ts1(x,y)+Ts2(x,y)。

(4)

式中：(x,y)分別為像元坐標(biāo)；Ts(x,y)為地表溫度；Ts1(x,y)為背景溫度；Ts2(x,y)為熱力系統(tǒng)局部熱異常導(dǎo)致的溫度增量。

在研究城市熱島效應(yīng)時(shí)，通常考慮鄉(xiāng)村地區(qū)地物熱慣性相對(duì)穩(wěn)定，將其作為背景場(chǎng)，即地表溫度R(x,y)。如果在R(x,y)溫度背景場(chǎng)上疊加城市地區(qū)熱異常則會(huì)表現(xiàn)出城市熱島效應(yīng)。那么，由城市熱島效應(yīng)導(dǎo)致的溫度增量Ts2(x,y)定義為熱島信號(hào)函數(shù)UHI(x,y)。因此，熱力系統(tǒng)的地表溫度可轉(zhuǎn)換為：

Ts(x,y)=R(x,y)+UHI(x,y)。

(5)

因此，根據(jù)公式(5)，分別抽象出鄉(xiāng)村地表溫度場(chǎng)R(x,y)和熱島信號(hào)函數(shù)UHI(x,y)，即可擬合城市熱環(huán)境曲面。

3.2 城市間最小生態(tài)安全距離的測(cè)算

為定量測(cè)算城市間熱環(huán)境最小生態(tài)安全距離，選取北京與天津2個(gè)相鄰城市作為研究區(qū)域，京津2市在區(qū)位上毗鄰，地理位置上處于京津冀城市群的中心地帶，而且在城市空間結(jié)構(gòu)中也處于核心位置，2市之間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系遠(yuǎn)大于其他城市，是決定和影響整個(gè)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)中樞和增長(zhǎng)重心。因此，本研究主要從城市熱環(huán)境視角來(lái)測(cè)算京津2市在城市發(fā)展進(jìn)程中導(dǎo)致的城市間“最小生態(tài)安全距離”的變化。

采用2003—2013年10年期間MODIS-LSTs數(shù)據(jù)產(chǎn)品作為地表溫度數(shù)據(jù)源來(lái)生成熱環(huán)境模擬空間曲面，將京津2市的熱環(huán)境模擬空間曲面作為輸入數(shù)據(jù)，進(jìn)一步測(cè)算最小生態(tài)安全距離。由于不同季相地表溫度有明顯差異，為揭示其空間分布特征規(guī)律，需要將地表溫度正規(guī)化處理并通過(guò)密度分割技術(shù)，將城市熱環(huán)境進(jìn)行分級(jí)處理。

(6)

式中：Tni表示第i個(gè)像元正規(guī)化后的值；Tsi為第i個(gè)像元的地表溫度；Tsmax表示城市群地表溫度的最大值；Tsmin表示城市地表溫度的最小值。

通過(guò)密度分割技術(shù)將地表溫度劃分為低溫、次低溫、中溫、次高溫和高溫等5個(gè)熱力等級(jí)(表1)。同時(shí)，將次高溫區(qū)和高溫區(qū)作為城市熱島區(qū)域來(lái)加以研究。并依此來(lái)測(cè)量基于熱環(huán)境的城市間最小生態(tài)安全距離。

2003—2013年北京市和天津市的城市熱島面積呈逐年擴(kuò)大的趨勢(shì)，從區(qū)域空間發(fā)展趨勢(shì)上來(lái)看，呈現(xiàn)出連片發(fā)展的空間分布格局(圖5)，而2市之間的最小生態(tài)安全距離呈現(xiàn)急劇衰減的趨勢(shì)(圖6)。2003年北京市城市熱島區(qū)域面積為1 096.98 km2，天津市城市熱島區(qū)域面積為370.32 km2，北京市和天津市最小生態(tài)安全距離為80.76 km。2013年北京市城市熱島區(qū)域面積增加了7 091.08 km2，城市熱島面積為 8 188.06 km2，是2003年的7.46倍，天津市城市熱島區(qū)域面積增加到4 567.54 km2，是2003年的12.33倍，北京市和天津市最小生態(tài)安全距離僅為1.44 km。10年間，北京市和天津市城市熱島面積增長(zhǎng)率分別為709.11 km2/年和 349.77 km2/年，最小生態(tài)安全距離衰減率為7.93 km/年。

表1 地表溫度等級(jí)區(qū)間劃分標(biāo)準(zhǔn)

注：Tni為正規(guī)化后的像元值，Tmean為正規(guī)化后所有像元平均值，s為溫度標(biāo)準(zhǔn)差。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

本研究在界定熱環(huán)境視角下城市最小生態(tài)安全距離實(shí)質(zhì)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型對(duì)2003—2013年北京市與天津市的熱島容量及城市最小生態(tài)安全距離進(jìn)行測(cè)算。通過(guò)以上分析得出結(jié)論：(1)2003—2013年北京市和天津市城市熱島區(qū)域從空間上逐年接近連片發(fā)展趨勢(shì)；(2)10年間，北京市和天津市的城市熱島面積迅速擴(kuò)大，已由2003年的 1 096.98 km2、370.32 km2，增長(zhǎng)為2013年的8 188.06 km2、4 567.54 km2；(3)北京市和天津市的城市間最小生態(tài)安全距離逐年接近，由2003年的80.76 km，急劇衰減為2013年的1.44 km，京、津2市的最小安全距離的演變過(guò)程表明區(qū)域熱環(huán)境水平呈逐漸惡化的趨勢(shì)。

4.2 討論

目前，國(guó)際社會(huì)已積極研究預(yù)防和解決城市熱島效應(yīng)的有效方法和措施?！秶?guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》也對(duì)城市熱島效應(yīng)在其形成機(jī)制以及調(diào)控方法等方面的研究提出明確要求。但對(duì)城市熱環(huán)境的研究不能僅僅停留在現(xiàn)象的揭示層面，為了保證城市熱環(huán)境治理的科學(xué)性、權(quán)威性，必須對(duì)熱環(huán)境進(jìn)行模擬與預(yù)測(cè)，這就要從熱環(huán)境的形成機(jī)制出發(fā)進(jìn)行深入研究，并在此基礎(chǔ)上提出城市間熱環(huán)境調(diào)控措施，來(lái)保障相鄰城市的最小生態(tài)距離處于合理區(qū)間。綜上所述，提出以下政策建議：

(1)建設(shè)城市通風(fēng)走廊。其原理是在城市邊緣區(qū)域營(yíng)造一個(gè)通風(fēng)口，將郊外的風(fēng)引入城市中心區(qū)，以此來(lái)增加城市空間的空氣流動(dòng)性，進(jìn)而達(dá)到緩解城市熱島效應(yīng)的目的。具體做法是：依據(jù)所在城市的自然地形和地貌，在確定生態(tài)冷源和熱環(huán)境控制區(qū)的相對(duì)位置上結(jié)合風(fēng)向風(fēng)速玫瑰圖，選擇通風(fēng)截面較大的街道來(lái)建設(shè)城市通風(fēng)走廊。通風(fēng)廊道設(shè)置僅適合一些新城建設(shè)，在老城區(qū)改造過(guò)程中由于現(xiàn)有景觀格局已經(jīng)形成，建設(shè)進(jìn)程中會(huì)面臨著許多現(xiàn)實(shí)困難。

(2)科學(xué)規(guī)劃城市綠地系統(tǒng)。對(duì)于一些無(wú)法改變城市景觀結(jié)構(gòu)的舊城區(qū)可以重點(diǎn)采取對(duì)綠地板塊的有效整合，優(yōu)化城市綠地設(shè)計(jì)規(guī)范，建設(shè)城市綠地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，增種適合的樹木、草地等方式來(lái)有效提高城市綠地系統(tǒng)的覆蓋面積與服務(wù)效率，從而形成有效的“綠地效應(yīng)”，削弱和緩解“熱島效應(yīng)”所帶來(lái)的危害。

(3)利用科技手段減少熱污染排放。提倡城市利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿确浅Ｒ?guī)能源，提高能源效率，倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)等，減少熱污染排放。同時(shí)，針對(duì)城市熱容性較高的瀝青路面和水泥路面，在市政資金充裕的情況下可以考慮逐步改造成生態(tài)透水路面，以此來(lái)減少城市“熱島效應(yīng)”的形成。