La forma de la ciudad y el proceso natural" -Indicadores para el rendimiento ecológico de las zonas urbanas y su aplicación a Merseyside, Reino Unido

Abstracto

Es bien conocido que la urbanización tiene muchos efectos ecológicos

perjudiciales.Estos pueden ser mitigados por el buen diseño urbano, pero el primer

paso para hacer esto es cuantificarlos. Este documento describe cuatro

indicadores de desempeño ecológicos simples que cuantifican los efectos de la

urbanización en la temperatura de la superficie, la hidrología, el almacenamiento y

secuestro de carbono, y la biodiversidad.Se han desarrollado y personalizado a

partir de estudios recientes, son simples de usar, y requieren un mínimo de

información de entrada; las únicas entradas principales que se necesitan son los

porcentajes de los diferentes cubre la superficie.

Los indicadores fueron probados por su aplicación a cuatro áreas urbanas de

Merseyside, Reino Unido, de contrastar la riqueza. Los resultados mostraron que

la mayor influencia en el rendimiento ecológico fue el porcentaje de greenspace,

en particular de los árboles. Las zonas ricas tenido temperaturas más bajas,

menos escorrentía, el carbono almacenado más y mayor diversidad, en gran parte

porque tenían zona más abierta y cubierta de bosques. Estos resultados sugieren

que los indicadores podrían ser una herramienta útil de planificación, lo que facilita

la comparación de las áreas urbanas existentes, y ayudar a predecir el impacto

ecológico de los nuevos desarrollos. Sin embargo, los indicadores también

sugieren que las ciudades compactas con buen desempeño regional,

inevitablemente, tienen un rendimiento más pobre a nivel local, debido a la falta de

espacios verdes. Los indicadores de rendimiento podrían determinar el potencial

de los medios posibles de mejora, tales como el uso de jardines en el techo o

pavimento permeable.

Palabras clave

Urbanización;

Indicadores ecológicos;

Clima;

Hidrología;

El almacenamiento decarbono;

Biodiversidad

Como Jacob Bronowski señaló en su influyente

series de televisión `` El Ascenso del Hombre '', una de las características defnir

del hombre es que en lugar de adaptarse al medio ambiente, lo cambia. Al hacer

esto, por supuesto, también cambia su ecología. Este es ciertamente el caso de la

mayoría de las zonas de campo en el mundo desarrollado, que son, como mucho,

semi-natural. Sin embargo, incluso en áreas de manejo intensivo, tales como tierra

cultivable, los elementos reales que constituyen los árboles del paisaje, arbustos,

hierbas y pastos son similares a los encontrados en '' los ecosistemas naturales ``.

De manera fundamental, por lo tanto, campos agrícolas tiene mucho en común

con los ecosistemas naturales Las ciudades son mucho más obviamente alteradas

del estado natural, bosques, sabanas y pastizales de ser reemplazado por

edificios, caminos, jardines y parques. Por lo tanto, hay una reducción masiva con

vegetación

área. Tales cambios masivos en el entorno de la voluntad

obviamente alterar la ecología de las ciudades. Cuatro importante

efectos se han identificado y estudiado ampliamente

por los trabajadores de una variedad de campos (Douglas, 1983;

Bridgeman et al., 1995).

En primer lugar, la urbanización afecta al clima; ciudades tienden a ser

más caliente que el campo de los alrededores y crear

lo que se conoce como una isla de calor urbano. Segundo,

urbanización afecta la hidrología; ciudades arrojan más agua

como la escorrentía en sus arroyos y ríos. En tercer lugar, las ciudades son

productores netos de dióxido de carbono y tienen menor

cantidades de carbono almacenado. En cuarto lugar, las ciudades son

ampliamente

considera que tiene la biodiversidad más baja. Si vamos a

hacer que las ciudades del futuro más sostenible que debe

aprender a minimizar estos efectos ecológicos. Y nosotros

debe hacer esto en dos escalas: en primer lugar, a gran escala, a

reducir los efectos regionales y mundiales de la urbanización;

y también a nivel local, para que podamos hacer las ciudades más

lugares atractivos en los que viven.

Los principios son bien comprendidos por los planificadores y

arquitectos de paisaje (por ejemplo Hough, 1995), pero si planificación

ners quieren minimizar los efectos de la urbanización que

primero tiene que ser capaz de cuantificar ellos, para que puedan

conseguir una manija en el problema. El trabajo descrito en

este trabajo tiene dos objetivos principales: a derivar cuatro "per-

indica- dores de "lo que podría cuantificar los cuatro

importantes efectos ecológicos de la urbanización; y para probar

estos indicadores por utilizarlos para comparar la eco-

rendimiento quirúrgica de cuatro sitios del Reino Unido (en Merseyside) de

contrastando la riqueza que demuestran diferentes

grados de urbanización.

Ciertamente, no hay falta de investigación que tiene

investigado los efectos de la urbanización en la última

30 años. El problema para el planificador de trabajo, sin

nunca, es que los resultados de la mayor parte de esta investigación no son

fácilmente disponibles. Para empezar se presentan en una

amplia gama de revistas especializadas en temas como

diversos como la meteorología, la hidrología, la arboricultura

y la ecología. Muchos de los modelos son también extremadamente

complejo, que requiere una amplia gama de variables de entrada,

y con la participación extremadamente complejo analógica matemática

lisis. Nuestro objetivo fue buscar y personalizar los modelos de

urbanización para el uso de planificadores y urbana

diseñadores. Los modelos elegimos tuvimos que producen

simple, fácil de interpretar números, y sólo requieren

un mínimo de datos de entrada. Encontramos que, de hecho, casi

lo único que necesitábamos para saber sobre un área pudiera

encontrar desde la fotografía aérea: el porcentaje de

la tierra cubierta por edificios, caminos, diferentes tipos de

vegetación y suelo desnudo.

1. Métodos: derivar los indicadores de rendimiento

1.1. Clima

1.1.1. Urbanización y clima

Uno de los efectos de la urbanización sobre el clima es que el calor

producido por los edificios y coches calienta directamente arriba

el ambiente. El efecto es particularmente pronunciado

en un clima más frío cuando una "isla de calor en invierno" puede ser

urbanizada. Este efecto es generalmente considerado como

beneficioso para los habitantes.

Los efectos más nocivos de la urbanización sobre el clima

ocurrir durante los meses de verano y el resultado de

los cambios en los procesos de intercambio de energía (Douglas,

1983; Oke et al, 1981;. Oke, 1982; TSO, 1996). Energía

captación es promovido durante los días de verano (Fig. 1B) por el

aumento de la superficie de edificios y carreteras que tienen un alto

almacenamiento térmico y menor albedo. Más calor es, por lo tanto, se almacena

durante el día y se re-irradiada por la noche. En

Por el contrario, la pérdida de energía debido a la evapotranspiración se reduce

por la reducción en el área de vegetación. El resultado

es la acumulación de una "isla de calor del verano", lo que hace

la vida incómoda para los habitantes, sobre todo en

los días de calor y aumenta la necesidad de aire acondicionado.

Muchos estudios han examinado los efectos de la urbanización sobre los factores

individuales que a su vez

influencia del clima. Por ejemplo, Teijung y Louie

(1974) demostraron que la existencia de edificios altos

el único que puede disminuir el albedo efectiva aumentando

su área de absorción efectiva, por lo que causa directamente

calentamiento urbano. Sin embargo, en la mayoría lowrise Europea

ciudades y en los suburbios del este no será un importante

factor de y se ha ignorado aquí. Del mismo modo, Brest

(1987) cuantificaron el mayor albedo de las superficies urbanas

en comparación con las áreas con vegetación; Oke et al. (1981) y TSO

(1991) han cuantificado el aumento de almacenamiento de calor de

entorno construido; y Oke (1982), TSO (1991),

Nichol (1994) y Kawashima (1994), todos han cuantificado el cambio en el reparto

entre la convección y la evapotranspiración en la urbanización,

Fig. 1. El efecto de la urbanización en las transferencias de energía que

contribuyen a la acumulación de una isla de calor urbano: (A) la situación en el

país

áreas; (B) la situación en las zonas urbanas con mucha tierra urbanizada.

Reflexión de la superficie de las ciudades se reduce en comparación con las

zonas rurales,

y mucho menos energía se pierde por evaporación de las plantas de agua

superficial o de vida. Más energía también se almacena durante el día en los

edificios, sólo para

ser reirradiada por la noche

Sin embargo, el efecto acumulativo de la ocupación del suelo

cambios en el clima urbano es mejor investigados utilizando

un modelo que puede predecir la temperatura de un urbano

área una vez su composición de la superficie se conoce. Des-

damente, los efectos de la urbanización en las temperaturas del aire

son extremadamente difíciles de modelar ya que esto depende

impredecible en la velocidad y dirección del viento. En lugar

modelos del clima se han concentrado en el cálculo

la temperatura de la superficie.

2.2. El indicador del clima

Para nuestro indicador del clima, se optó por desarrollar y

personalizar el modelo de clima urbano desarrollado por

TSO (1991) (ver Whitford, 1998). El modelo de ingresos

expresando el balance de energía superficial de un área en la

términos de su temperatura superficial, T0, y de linealidad

ningún ecuaciones no lineales que permiten a un conjunto de ecuaciones

simultáneas que se producirá. La base de la

modelo se muestra en la Fig. 2. Se procede de la simple

instantánea ecuación de balance de energía:

R = H + LE + G + J (1)

R es el flujo neto de radiación a la superficie de la tierra, que

es igual al flujo solar, menos la radiación de onda larga de

la atmósfera. Se aumenta a un máximo al mediodía

y es negativo en la noche.

H es el flujo de calor sensible debido a la convección y LE

es el flujo de calor latente debido a la evaporación. Tanto quitar

energía a través de la capa límite a su superficie superior,

nivel 2, que se supone tiene una temperatura constante, la velocidad del viento y

la humedad específica. Ambas formas de

calentar aumento de flujo con la temperatura de la superficie, y el

flujo de calor latente aumenta con la cantidad de espacio verde, ya que esto

aumenta el área de Evapotranspiracion de superficies, y por lo tanto, la humedad

relativa cerca de la

superficie.

G es el flujo de calor por conducción en el suelo, a través de

la capa intermedia, s, a la capa inferior, b, que es

supone que tienen un Tb temperatura constante. Este calor

flujo también aumenta con la temperatura de la superficie..