城市環(huán)境與城市生態(tài)學(xué)2

1、城市環(huán)境與城市生態(tài)學(xué),建筑與規(guī)劃學(xué)院 城市規(guī)劃系顧康康Tel:15855118329Email:kangkanggu@163.com,第二章 城市生態(tài)學(xué)與城市生態(tài)系統(tǒng),第一節(jié) 城市生態(tài)學(xué)的概念及發(fā)展第二節(jié)　 城市生態(tài)學(xué)的學(xué)科體系第三節(jié) 城市生態(tài)學(xué)的基本原理第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成第五節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)的基本功能,第一節(jié) 城市生態(tài)學(xué)的概念與發(fā)展,城市生態(tài)學(xué)定義一 (urban ecology) — 生態(tài)

2、學(xué)的一個分支, 是以城市空間范圍內(nèi)生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)之間聯(lián)系為研究對象的學(xué)科。由于人是城市中生命成分的主體, 因此也可以說, 城市生態(tài)學(xué)是研究城市居民與城市環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。城市生態(tài)學(xué)可理解成為研究城市人類與城市環(huán)境(包括城市自然生態(tài)系統(tǒng)和城市人類生態(tài)系統(tǒng))之間關(guān)系的科學(xué)。,第一節(jié) 城市生態(tài)學(xué)的概念與發(fā)展,城市生態(tài)學(xué)定義基本內(nèi)涵— 一是城市生態(tài)學(xué)的研究對象是包括城市人類在內(nèi)的城市生態(tài)系統(tǒng)； 二是城市生態(tài)學(xué)不能離開生態(tài)學(xué)的基

3、本概念和基本原理的約束。,第一節(jié) 城市生態(tài)學(xué)的概念與發(fā)展,城市自然生態(tài)學(xué)：研究人類活動對自然生態(tài)系統(tǒng)的影響等。城市經(jīng)濟(jì)生態(tài)學(xué)：研究城市代謝過程和物流能流的轉(zhuǎn)化、利 用效率等.城市社會生態(tài)學(xué)：研究城市人工環(huán)境對人的生理和心理的影 響、效用及一系列城市問題，如人口、交通問題等。,根據(jù)研究對象的不同，城市生態(tài)學(xué)可以分為三個分支：,第一節(jié) 城市生態(tài)學(xué)的概念與發(fā)展,“城市生態(tài)學(xué)”由美國

4、芝加哥學(xué)派帕克于1925年提出后，得到迅速的發(fā)展。  二戰(zhàn)結(jié)束后，城市環(huán)境污染加劇，開始重視綜合性的研究，如倫敦對生境、有機(jī)體和生物群落的多方面研究。 70年代，羅馬俱樂部的研究報告“增長的極限” (The Limits to Growth）對世界工業(yè)化城市化發(fā)展前景的估計，激起從生態(tài)學(xué)角度研究城市的興趣。 1971年聯(lián)合國國際生物學(xué)規(guī)劃，第11項“城市和工業(yè)系統(tǒng)能量利

5、用的生態(tài)學(xué)前景”明確提出城市生態(tài)學(xué)研究，開始國際合作如柏林、香港。1974年國際生態(tài)學(xué)會 成立“城市生態(tài)”專業(yè)委員會，出版城市生態(tài)學(xué),城市生態(tài)學(xué)發(fā)展的歷史,第一節(jié) 城市生態(tài)學(xué)的概念與發(fā)展,西歐的城市生態(tài)學(xué)是由自然科學(xué)家, 特別是植物學(xué)家所首先創(chuàng)立, 在以后的研究中, 也一直基本保持著自然科學(xué)的性質(zhì)。 把非自然科學(xué)亦納入城市生態(tài)學(xué)研究范疇的觀點, 僅僅是在近期才開始被德國和其他一些歐洲國家所接受。,城市生態(tài)學(xué)的研究起

6、源于歐美, 然而北美的城市生態(tài)學(xué)概念和西歐的城市生態(tài)學(xué)概念并不完全相同。,第一節(jié) 城市生態(tài)學(xué)的概念與發(fā)展,在北美洲，城市生態(tài)學(xué)植根于社會科學(xué)。Robert E. Park—芝加哥學(xué)派著名的代表人物之一, 在1926年就已開始講授“城市生態(tài)學(xué)”課程, 其內(nèi)容是“城市和社會之間關(guān)系的多樣性”。,北美的城市生態(tài)學(xué)概念, 從一開初到現(xiàn)在, 始終比西歐的城市生態(tài)學(xué)概念具有更濃烈的社會科學(xué)色彩。特別是在其發(fā)展初期, 純粹屬于社會科學(xué)。,第一節(jié)

7、城市生態(tài)學(xué)的概念與發(fā)展,隨著時間的推移，城市生態(tài)學(xué)概念在西歐和北美間開始相互協(xié)調(diào)，逐漸趨于統(tǒng)一。在歐洲，城市生態(tài)學(xué)的概念正在逐漸擴(kuò)展自己的含義；在北美, 自然科學(xué)方面的研究(如氣候?qū)W、綠地建設(shè)和城市園林樹木的意義等), 已在有關(guān)的城市環(huán)境規(guī)劃中獲得了廣泛的應(yīng)用。,第一節(jié) 城市生態(tài)學(xué)的概念與發(fā)展,我國城市生態(tài)學(xué)的研究起步較晚,但發(fā)展很快。 1984年12月在上海舉行了“首屆全國城市生態(tài)科學(xué)研討會”, 會議探討了城市生態(tài)學(xué)的

8、目的、任務(wù)、研究對象和方法，以及在實際工作中的作用。這次會議標(biāo)志著中國城市生態(tài)研究工作的開始。 以后的研究首先將注意力集中在把城市生態(tài)理論研究應(yīng)用到城市規(guī)劃、建設(shè)和管理實踐中去, 主要是對一些大城市進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)工程方面的研究?，?第一節(jié) 城市生態(tài)學(xué)的概念與發(fā)展,1983~1985年間組織的“天津市城市生態(tài)系統(tǒng)與污染防治綜合研究”；“北京市城市生態(tài)系統(tǒng)特征及其環(huán)境規(guī)劃的研究”等。這些研究為制定城市總體規(guī)劃、城市經(jīng)濟(jì)發(fā)

9、展規(guī)劃、城市環(huán)境保護(hù)規(guī)劃和城市管理措施等提供了決策依據(jù)。,在城市生態(tài)系統(tǒng)個別組分的研究方面，有江蘇植物研究所等開展的南京市“城市空氣污染與某些植物種的關(guān)系”的個體生態(tài)研究。,此外在北京以及其它城市還有一些有關(guān)城市生態(tài)調(diào)控決策支持系統(tǒng)方面的研究，目的是為城市規(guī)劃、環(huán)境管理與決策者提供信息支持、方法支持和知識支持。,第一節(jié) 城市生態(tài)學(xué)的概念與發(fā)展,為使城市發(fā)展步入正常良性循環(huán)軌道, 為使日益嚴(yán)重的城市問題得到妥善解決, 應(yīng)該分城市職能類

10、別開展城市生態(tài)的深入研究(以政治文化、工業(yè)企業(yè)、風(fēng)景旅游、交通樞紐、商貿(mào)金融、港口運輸?shù)雀黝惓鞘羞M(jìn)行研究);城市生態(tài)的單項基礎(chǔ)性研究(要構(gòu)建城市總體模型, 首先應(yīng)有單項基礎(chǔ)研究, 如有關(guān)城市植被、植物區(qū)系、動物區(qū)系、水文、氣候、土壤等以及有關(guān)城市交通、人口居住、環(huán)境美化方面的研究);城市生態(tài)環(huán)境管理及規(guī)劃研究,第二節(jié) 城市生態(tài)學(xué)的學(xué)科體系,1、生態(tài)學(xué)2、城市學(xué)3、人類生態(tài)學(xué),一 、城市生態(tài)學(xué)學(xué)科基礎(chǔ),第二節(jié) 城市生

11、態(tài)學(xué)的學(xué)科體系,1、城市生物環(huán)境層次研究。把城市作為一種特定的生物環(huán)境，研究其中的生物生態(tài)問題。2、城市生態(tài)系統(tǒng)層次，把城市作為以人類活動為主體的人類生態(tài)系統(tǒng)，研究城市生態(tài)系統(tǒng)特點、結(jié)構(gòu)、功能的平衡，及空間形式上的分布，是城市生態(tài)學(xué)研究的主導(dǎo)方向。3、城市系統(tǒng)生態(tài)研究。從區(qū)域和地理高度觀察城市，研究城市在地區(qū)城市群（帶）中的作用及發(fā)展變化，是廣為流行的一種城市和城市群研究途徑。,二 、城市生態(tài)學(xué)的研究層次,第二節(jié) 城

12、市生態(tài)學(xué)的學(xué)科體系,三 、城市生態(tài)學(xué)的研究內(nèi)容,1 研究城市生態(tài)系統(tǒng),(1)研究城市生態(tài)系統(tǒng)的主體――城市人口與城市環(huán)境的相互關(guān)系； (2)研究城市生態(tài)學(xué)要素或環(huán)境要素的特點； (3)研究城市物質(zhì)代謝與能量流動過程與城市環(huán)境質(zhì)量的相互關(guān)系； (4)研究城市除人以外的生命有機(jī)體(包括動物、植物和微生物)的狀況，及其與人類的相互關(guān)系； (5)從區(qū)域角度研究城市生態(tài)系統(tǒng)與其他生態(tài)系統(tǒng)(如農(nóng)田、河流、森林和海洋)的相互關(guān)系；

13、 (6)從全球的角度研究城市化對整個地球生命支持系統(tǒng)的影響。,第二節(jié) 城市生態(tài)學(xué)的學(xué)科體系,(1)衡量城市人類生存環(huán)境質(zhì)量的生態(tài)學(xué)指標(biāo)； (2)改善城市居民生存環(huán)境質(zhì)量的途徑以及城市的生態(tài)責(zé)任。 3 將生態(tài)學(xué)的知識應(yīng)用于城市研究、城市規(guī)劃與管理 (1)按照生態(tài)學(xué)原理開展城市綜合研究，探討城市環(huán)境問題的生態(tài)學(xué)本質(zhì)； (2)按照生態(tài)學(xué)的要求編制城市規(guī)劃、建設(shè)與管理的有關(guān)規(guī)范、文件； (3)開展生態(tài)規(guī)劃研究與實踐。,2 研

14、究城市居民生存的環(huán)境質(zhì)量,第二節(jié) 城市生態(tài)學(xué)的學(xué)科體系,四 、城市生態(tài)學(xué)研究內(nèi)容的發(fā)展趨勢,1、城市與自然、資源、環(huán)境相互作用的具體機(jī)制方面應(yīng)全面深入地展開　2、將城市視為自然- 經(jīng)濟(jì)- 社會復(fù)合生態(tài)系統(tǒng), 需在具體機(jī)制研究的基礎(chǔ)上, 更為精確地概述3、現(xiàn)代生態(tài)學(xué)最關(guān)心的三個研究領(lǐng)域是可持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)、生物多樣性保護(hù)、全球變化,第二節(jié) 城市生態(tài)學(xué)的學(xué)科體系,五、城市生態(tài)學(xué)研究方法,1、個案研究和理論研究相結(jié)合　2、統(tǒng)

15、計資料和現(xiàn)場觀測資料相結(jié)合3、對比研究和定位研究相結(jié)合4、數(shù)理模型分析5、新技術(shù)的應(yīng)用6、社會科學(xué)和自然科學(xué)相結(jié)合,第三節(jié) 城市生態(tài)學(xué)的基本原理,（一）城市生態(tài)位原理：城市生態(tài)位是各種生態(tài)因子（水、食物、能源、土地、氣候、建筑、交通等）和生態(tài)關(guān)系（如生產(chǎn)力水平、環(huán)境容量、生活質(zhì)量、與外部系統(tǒng)的關(guān)系等）的集合。大致分為生產(chǎn)生態(tài)位和生活生態(tài)位。（二）多樣性導(dǎo)致穩(wěn)定性原理（三）食物鏈（網(wǎng)）原理：人類居于食物鏈的頂端，對環(huán)

16、境污染的后果最終通過食物鏈的作用（即污染物的富集作用）而歸結(jié)于人類自身。,第三節(jié) 城市生態(tài)學(xué)的基本原理,（四）系統(tǒng)整體功能最優(yōu)原理:城市各組分之間呈現(xiàn)出相生與相克的關(guān)系，理順城市生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改善系統(tǒng)運行狀態(tài)要以提高整個系統(tǒng)的整體功能和綜合效益為目標(biāo)。（五）最小因子原理（六）環(huán)境承載力原理環(huán)境承載力：指某一環(huán)境狀態(tài)和結(jié)構(gòu)不對人類生存和發(fā)展造成有害變化的前提下，所能承受的人類社會作用。包括有：技術(shù)承載力、資源承載力、污染承載力

17、等,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,作為人類主要聚居地的城市，是在巨大的人口壓力下建立發(fā)展起來的特殊生態(tài)功能區(qū)，已不可避免地被生態(tài)學(xué)當(dāng)作一類特殊“生物”加以研究。 20世紀(jì)生態(tài)系統(tǒng)及復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論研究的迅猛發(fā)展以及在城市研究中的廣泛應(yīng)用，為城市生態(tài)學(xué)(特別是城市生態(tài)系統(tǒng))，引入了新的發(fā)展動力。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,城市生態(tài)系統(tǒng)是一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多樣、規(guī)模巨大的開放系統(tǒng)，不斷與外界發(fā)生著物質(zhì)、能量和信息的交換，并產(chǎn)

18、生價值增值。 城市居民消耗物質(zhì)和能量，創(chuàng)造價值，維持整個城市生態(tài)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，保證城市生態(tài)系統(tǒng)的平衡，促進(jìn)城市生態(tài)系統(tǒng)的演變。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,、城市生態(tài)系統(tǒng)的概念及構(gòu)成,城市生態(tài)學(xué)由芝加哥學(xué)派的創(chuàng)始人帕克(R．E．Park)于20世紀(jì)20年代首先提出。作為研究城市人類活動與周圍環(huán)境之間關(guān)系的一門學(xué)科，20世紀(jì)70年代以來，城市生態(tài)學(xué)理論上的一個重要突破就是將生態(tài)系統(tǒng)的概念引入對城市的研究中來，并逐步形成了自己的理論

19、體系。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,、城市生態(tài)系統(tǒng)的概念及構(gòu)成,城市生態(tài)系統(tǒng)是城市居民與周圍環(huán)境相互作用形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是人類在改造和適應(yīng)自然環(huán)境的基礎(chǔ)上建立起來的特殊人工生態(tài)系統(tǒng)。顯然，把城市作為一個生態(tài)系統(tǒng)加以研究，有助于城市物質(zhì)、能量的高效利用，社會、自然的協(xié)調(diào)發(fā)展，系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)與自我平衡，進(jìn)而有利于城市本身的發(fā)展以及城市與周邊區(qū)域的協(xié)調(diào)、融合。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,、城市生態(tài)系統(tǒng)的概念及構(gòu)成,在城市生態(tài)系統(tǒng)中，

20、城市的自然及物理組分是其賴以生存的基礎(chǔ)，城市各部門的經(jīng)濟(jì)活動和代謝過程是其生存發(fā)展的活力與命脈，而人的社會行為及文化觀念則是其進(jìn)化的重要動力源。 依據(jù)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論，有學(xué)者(如冷平生)認(rèn)為，城市生態(tài)系統(tǒng)是由環(huán)境資源系統(tǒng)、生物系統(tǒng)、城市居民和人工物質(zhì)系統(tǒng)及其產(chǎn)生的污染物相互作用，通過物質(zhì)流、能量流、價值流和信息流相互聯(lián)系而共同構(gòu)成的。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,、城市生態(tài)系統(tǒng)的概念及構(gòu)成,這一觀點鮮明地把污染物作為城市

21、生態(tài)系統(tǒng)的一個組成部分。因為城市是污染物的主要產(chǎn)生者，污染治理已經(jīng)成為制約城市發(fā)展的主要難題，污染及其治理已成為城市生態(tài)系統(tǒng)研究的焦點。,作為一個特殊的以人為中心的自然——經(jīng)濟(jì)——社會復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，僅以人為中心，即可將城市生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)部聯(lián)系劃分為四個層面：人與自然、人與經(jīng)濟(jì)、人與社會以及人與各種污染物。 因此，完全可以認(rèn)為城市生態(tài)系統(tǒng)的組成包括了自然生態(tài)子系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)、社會子系統(tǒng)，以及人類社會經(jīng)濟(jì)活動產(chǎn)生的各種污染物。,

22、第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,、城市生態(tài)系統(tǒng)的概念及構(gòu)成,其中，自然生態(tài)子系統(tǒng)包括城市居民賴以生存的基礎(chǔ)物質(zhì)環(huán)境，如太陽、空氣、水、土壤、動植物、微生物、礦藏以及自然景觀等；經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)涉及生產(chǎn)、分配、交換、消費各個環(huán)節(jié)，涵蓋農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通運輸、貿(mào)易、金融等諸多行業(yè)；社會子系統(tǒng)則主要存在于人與人的關(guān)系上，存在于人們的意識形態(tài)中，涉及教育、文化、藝術(shù)、宗教、政治、法律等諸多上層建筑范疇。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,二、城市生態(tài)

23、系統(tǒng)的特征,城市生態(tài)系統(tǒng)是一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多樣、規(guī)模巨大的開放系統(tǒng)，不斷與外界發(fā)生著物質(zhì)、能量和信息的交換，并產(chǎn)生價值增值。城市居民消耗物質(zhì)和能量，創(chuàng)造價值，維持整個城市生態(tài)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，保證城市生態(tài)系統(tǒng)的平衡，促進(jìn)城市生態(tài)系統(tǒng)的演變。與自然生態(tài)系統(tǒng)相比，城市生態(tài)系統(tǒng)具有如下特征：,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,這是城市生態(tài)系統(tǒng)不同于自然生態(tài)系統(tǒng)的最重要一點。 人的密度大、增長量大、占有的空間不斷增大，綠色植物僅占極小的

24、比例,消費者占優(yōu)勢。,自然生態(tài)系統(tǒng)能夠自給自足，自我維持，呈現(xiàn)植物多、動物少的營養(yǎng)金字塔。城市生態(tài)系統(tǒng)則不同，呈現(xiàn)人口多，動物、植物少的倒?fàn)I養(yǎng)金字塔。,（一）以人為主體、人口高度集中，其他生物物種很少，而且是以環(huán)境的因素而存在。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,如北京和東京的人類與植物的現(xiàn)存量比較 A—人類現(xiàn)存量 B—植物現(xiàn)存量 A/B 北京（城區(qū)）

25、976 120 8/1 東京（市區(qū)） 610 60 10/1,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,因此，城市里的人與自然生態(tài)系統(tǒng)中的生物，在生存生活方式上具有相同和相異的兩面性。相同的一面是自然生理生態(tài)節(jié)律是在生命的長期進(jìn)化中形成的，不會因為居住環(huán)境的改變而迅速改變；不同的一面則是人類

26、可以適當(dāng)避免自然界風(fēng)、雨、雷、電及晝夜的干擾而更為舒適地生活。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,在城市生態(tài)系統(tǒng)中，經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)和社會子系統(tǒng)極度發(fā)達(dá)，為城市居民提供了豐富的物質(zhì)、精神生活資料，使城市成為人類政治、經(jīng)濟(jì)、科技、文化的中心。從生產(chǎn)角度看，經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)和社會子系統(tǒng)極度發(fā)達(dá)，就是指城市中人類社會的“生產(chǎn)’’功能被強(qiáng)化。 生產(chǎn)理應(yīng)包含兩方面的內(nèi)容：一是以光合作用為基礎(chǔ)的植物的初級性生產(chǎn)和動物的次級性生產(chǎn)，這屬于自然屬性的

27、生產(chǎn)；二是人類利用自然資源、科學(xué)技術(shù)和人力資源等進(jìn)行的社會化大生產(chǎn)，這屬于社會屬性的生產(chǎn)。在城市生態(tài)系統(tǒng)中，為了獲取更為豐富的物質(zhì)資料和更為巨大的經(jīng)濟(jì)效益，自然屬性的生產(chǎn)被弱化，而人類社會屬性的生產(chǎn)則被大大加強(qiáng)。,(二)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)和社會子系統(tǒng)極度發(fā)達(dá),第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,然而，極度發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)和社會子系統(tǒng)在為城市居民帶來巨大物質(zhì)文明和精神文明的同時，也產(chǎn)生了大量污染。這些污染少部分?jǐn)U散到城市生態(tài)系統(tǒng)之外，大部分卻在城市生態(tài)

28、系統(tǒng)內(nèi)流動、積聚、擴(kuò)散。一旦這些污染超過系統(tǒng)本身的自我凈化能力，將使城市生態(tài)環(huán)境不斷惡化，嚴(yán)重削弱自然生態(tài)子系統(tǒng)的自我平衡能力，進(jìn)而對經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)、社會子系統(tǒng)和整個城市生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。例如，1952年倫敦的二氧化硫和煙塵污染，短短四天內(nèi)就導(dǎo)致4000多人受害致死。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,(三)自然環(huán)境資源有限且“人工化”,自然環(huán)境資源主要包括空氣、水、土壤、礦產(chǎn)等。城市作為人類最主要的聚居地，區(qū)域小，人口密集，自然環(huán)境資源極為有

29、限。在人類生產(chǎn)實踐的影響下，城市空間主要由各種人工構(gòu)筑物組成，城市環(huán)境成為人工與自然環(huán)境的有機(jī)結(jié)合體，各種自然環(huán)境因子都不同程度地受到人為因素的影響，具有一定的特殊性。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,在光因子方面，城市接受光量的差異幾乎從無限大到零空氣污染降低了太陽的輻射強(qiáng)度，各種建筑又因大小、方向和寬窄的不同而改變了太陽輻射的狀況，街道地面和建筑物的反射以及人工光源也對太陽輻射具有一定的影響。在熱因子方面，城市年均氣溫約比周圍郊區(qū)高

30、0.5-1.5℃，無霜期較長，容易產(chǎn)生“熱島效應(yīng)”。在水因子方面，由于街道路面封閉，降水幾乎全部排入下水道，而不是由植物和土壤吸收，對自然降水的利用率低，使得城市土壤水分平衡經(jīng)常處于負(fù)值，相對濕度和絕對濕度均較開闊的農(nóng)村地區(qū)低。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,生物的生存與發(fā)展，是以一定的環(huán)境資源為基本物質(zhì)條件的。在城市中，由于環(huán)境資源不足，動植物生存空間窄小，生物種群極不發(fā)達(dá)，生態(tài)鏈被極度簡化。城市的自然植被少，人工綠化用的樹木、花

31、卉、草坪占有很大生物量，生態(tài)系統(tǒng)“生產(chǎn)者”功能被弱化；野生動物幾乎滅絕，“四害’’等常見害蟲基本被控制在最低的種群數(shù)量水平之內(nèi)，人工飼養(yǎng)的城市動物主要用以食用或觀賞，自然“消費者”功能被大為弱化；微生物因普遍使用的消毒方法和日益發(fā)達(dá)的洗滌技術(shù)而基本上與人類的生產(chǎn)生活相隔絕，土壤微生物則因養(yǎng)分元素循環(huán)的不暢通而保持在較低水平，自然“分解者”功能同樣被弱化。與此相對應(yīng)，只有人與人之間的生態(tài)關(guān)系得到了豐富和加強(qiáng)。,(四)生態(tài)鏈被極度簡化,第四

32、節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,由此可見，城市生態(tài)系統(tǒng)中許多生態(tài)鏈鎖關(guān)系，特別是“還原”性的生態(tài)鏈鎖關(guān)系被簡化、省略，甚至被消滅。其造成的最為嚴(yán)重的后果是，容易致使城市生態(tài)系統(tǒng)的開放式閉合循環(huán)過程被割裂。開放式閉合循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的重要特點，其中開放式是指在循環(huán)中隨時隨地都可能進(jìn)行輸出或輸入，閉合指的是環(huán)環(huán)相扣、首尾相接。這是生態(tài)系統(tǒng)無廢無污的普遍原理，更是生態(tài)系統(tǒng)高效和諧運轉(zhuǎn)的基本保證。一旦開放式閉合循環(huán)過程被割裂，生態(tài)系統(tǒng)中本來不易存在的“

33、廢料”就會出現(xiàn)，甚至?xí)鸩叫纬森h(huán)境污染。簡言之，生態(tài)鏈簡化的后果是，城市生態(tài)系統(tǒng)比自然生態(tài)系統(tǒng)更為脆弱，自我調(diào)節(jié)能力小，更易受到破壞。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,1、城市生態(tài)系統(tǒng)的人為性 人工生態(tài)系統(tǒng) 以人為主體 變化規(guī)律是由自然規(guī)律與人類影響疊加而形成 人類社會因素影響起主要作用 人類活動影響自身 2、城市生態(tài)系統(tǒng)的不完整性 缺乏分解者 生產(chǎn)者（綠色植物）少，而

34、且作用發(fā)生變化。,另外也可用以下幾個方面來描述城市生態(tài)系統(tǒng)的特征：,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,3、開放性 對外部系統(tǒng)的依賴性 對外部系統(tǒng)的輻射性 開放的層次性：子系統(tǒng)間；社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)間；作為整體向外部環(huán)境的開放,4、城市生態(tài)系統(tǒng)的高質(zhì)量性 物質(zhì)、能量、人口的高度集中 高層次性：人類的創(chuàng)造力；構(gòu)成物質(zhì)體現(xiàn)當(dāng)今的科學(xué)技術(shù)水平；科技在系統(tǒng)運行中的作用,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,5、城市

35、生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性 迅速發(fā)展和變化的復(fù)合人工系統(tǒng) 功能高度綜合的系統(tǒng)6、城市生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性 不是一個自給自足的系統(tǒng) 破壞了自然調(diào)節(jié)系統(tǒng) 食物鏈簡化，系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力小 營養(yǎng)關(guān)系出現(xiàn)倒置，決定其不穩(wěn)定性,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,三、城市生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)要素 ——自然亞系統(tǒng)，城市地域中的生物和物理環(huán)境的總和，包括動植物區(qū)系與大氣，土壤，水分，是受人為活動直接影響的人工化的環(huán)境，以人工

36、的生物群落為主。 ——經(jīng)濟(jì)亞系統(tǒng)，各種產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)包括為產(chǎn)業(yè)提供物質(zhì)和能源的資源，以及保證產(chǎn)業(yè)正常運作的各種設(shè)施。 ——社會亞系統(tǒng)，人群的各種組合，為人類身心和精神服務(wù)的組織，社團(tuán)，文化等機(jī)構(gòu)。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,多個亞系統(tǒng)又可分為不同層次的子系統(tǒng)，彼此互為環(huán)境(馬世駿、王如松，1984)。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,(一) 城市生態(tài)系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu),城市是存在于地球表面并占有一定地域空間的一種物質(zhì)形態(tài)，由人工的

37、要素(如城市中各種建筑群、街道)及城市綠地在自然要素(如地形地貌、河湖水系等)的作用下，組成了具有一定形態(tài)的空間結(jié)構(gòu)，如同心圓狀結(jié)構(gòu)、扇形輻射狀結(jié)構(gòu)、多中心鑲嵌狀結(jié)構(gòu)、帶狀結(jié)構(gòu)、組團(tuán)狀結(jié)構(gòu)等；它們可以在不同的城市出現(xiàn)，也可在同一城市內(nèi)部的不同地點出現(xiàn).,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,例如：平原、盆地地貌，易形成集中式、多格式結(jié)構(gòu)的城市，如石家莊、北京、成都、西安等；山區(qū)、丘陵、峽谷地貌，易形成帶狀城市，如蘭州、青島、深圳等；分散多點

38、狀城市如攀枝花等；河汊密布的水網(wǎng)地區(qū)和嶺崗連綿的山區(qū)，則無論是城市的平面結(jié)構(gòu)或空間輪廓，都具有區(qū)別于其他城市類型的特征，如杭——嘉——湖——紹平原屬河網(wǎng)密集的水鄉(xiāng)，這一帶城鎮(zhèn)的空間格局和形態(tài)無不具有明顯的依水而居、又受水制約的特征。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,人口結(jié)構(gòu)：人口決定于城市的規(guī)模及等級。,(二) 城市生態(tài)系統(tǒng)的人口結(jié)構(gòu),1 人口組成 一般地，可將城市的人口組成分為常住人口(固定人口)和流動人口，又可進(jìn)一步細(xì)分

39、為基本人口、服務(wù)人口和被撫養(yǎng)人口三類。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,——基本人口，對外服務(wù)的工廠、企業(yè)、機(jī)關(guān)單位、高等學(xué)校的職工和大專學(xué)生，指不屬于地方性的行政、財經(jīng)、文教單位的人口。他不是由城市的規(guī)模所決定，但很大程度上決定了城市的規(guī)模。 ——服務(wù)人口，為本市服務(wù)的機(jī)關(guān)、工廠、商店、文教衛(wèi)生單位的職工，地方性部門的職工，主要取決于城市的規(guī)模。 ——被撫養(yǎng)人口，未成年兒童、閑散的老人、家庭婦女、待業(yè)人口，一般不

40、宜超過50%。 ——流動人口，在本市沒有固定住所、戶口的人口流動人口的比例直接影響城市的基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)性行業(yè)的效果及質(zhì)量。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,從城市規(guī)劃的角度來看，不同的城市規(guī)模對這三類人口的比例有不同的要求。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,2 人口結(jié)構(gòu) 包括年齡、性別、智力和職業(yè)等結(jié)構(gòu)。,(1)年齡結(jié)構(gòu) 指城市人口各年齡組的人數(shù)占總?cè)藬?shù)的比例。一般可分六組：托兒組(0-3歲)，幼兒組(4—6歲)，小

41、學(xué)組(7—11歲或12歲)，中學(xué)組(12—16歲或13—18歲)，成年組(男：17歲或19—60歲；女：17歲或19—55歲)，老年組(男：61歲以上；女：55歲以上)。 (2)性別結(jié)構(gòu) 指男女性別比，一般情況下應(yīng)為l，但在一些工礦城市男女性別比大于1，由于受傳統(tǒng)重男輕女思想的影響，兒童性別比在一些地區(qū)偏離1，這將給城市生態(tài)平衡帶來影響。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,指不同職業(yè)的勞動力所占的比例。根據(jù)城市當(dāng)前的職業(yè)結(jié)構(gòu)

42、情況，可以判斷整個城市的主要職能。 我國一般將城市職業(yè)分為十大類：農(nóng)業(yè)、礦業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)、運輸業(yè)、郵電業(yè)、商業(yè)、服務(wù)業(yè)、專門職業(yè)(文教、衛(wèi)生)、行政公務(wù)。,(3)職業(yè)結(jié)構(gòu),城市的職業(yè)結(jié)構(gòu)中，第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員的比例往往被認(rèn)為是一個城市經(jīng)濟(jì)是否發(fā)達(dá)、城市是否具有活力的標(biāo)志之一。我國三產(chǎn)從業(yè)人數(shù)目前僅為35．7％，與發(fā)達(dá)國家城市相比存在著較大的差距。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,指具有一定專業(yè)知識或技術(shù)水平的勞動力占全體勞動力的

43、比例。一個城市的智力結(jié)構(gòu)反映著城市科技文化管理水平。,(4)智力結(jié)構(gòu),第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,一般由物資生產(chǎn)、信息生產(chǎn)、流通服務(wù)及行政管理等職能部門組成。各種產(chǎn)業(yè)比例的大小決定了城市的性質(zhì)。,(三) 城市生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,世界發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)城市在經(jīng)濟(jì)上有三大特點：一是三大產(chǎn)業(yè)的構(gòu)成，一般是3％—5％，15％—40％，50％—80％；二是三大產(chǎn)業(yè)的就業(yè)構(gòu)成，對先進(jìn)城市來說，一般三大產(chǎn)業(yè)比重是

44、0.1％—0.5％，占20％—30％，占70％—80％；三是人均國民生產(chǎn)總值為5000—20000美元。,一個城市的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)是否合理，是評判一個城市發(fā)達(dá)程度的最重要的標(biāo)準(zhǔn)，也是城市人民生活水平提高的直接原因。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,(四) 城市生態(tài)系統(tǒng)的用地結(jié)構(gòu)1 用地結(jié)構(gòu)類型(從城市規(guī)模的大小分析),(1)小城市(鎮(zhèn))：一般由市區(qū)和郊區(qū)組成。(2)中等城市：由市區(qū)、郊區(qū)和郊區(qū)工業(yè)區(qū)及其他功能區(qū)組成 (3)大城市及特

45、大城市：由市區(qū)、近郊區(qū)、近郊工業(yè)區(qū)或其他功能區(qū)、遠(yuǎn)郊區(qū)和遠(yuǎn)郊小城鎮(zhèn)組成。,第四節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,2 用地結(jié)構(gòu)分析實例——上海中心城區(qū)用地結(jié)構(gòu)與形態(tài) 表和圖分別為上海市1947—1996年中心城區(qū)用地結(jié)構(gòu)變化動態(tài)的分析資料.,第五節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能,城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能就是城市生態(tài)系統(tǒng)在滿足城市居民的生產(chǎn)、生活、游憩、交通以及服務(wù)等活動中所發(fā)揮的作用，具體表現(xiàn)為生產(chǎn)功能、能量流動功能、物質(zhì)循環(huán)功能和信息傳遞

46、功能。,第五節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能,1 生產(chǎn)功能,城市生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)功能是指城市生態(tài)系統(tǒng)具有利用區(qū)域內(nèi)外各種資源生產(chǎn)出物質(zhì)的和精神的產(chǎn)品的能力。有目的地組織生產(chǎn)和追求最大的產(chǎn)量是城市生態(tài)系統(tǒng)有別于自然生態(tài)系統(tǒng)的顯著標(biāo)志之一，它具有以下特點：,(1)空間利用率高，能流、物流高強(qiáng)度密集，系統(tǒng)輸入、輸出量大；(2)主要消耗不可再生性資源，且利用率低；(3)“食物鏈”呈線狀而不是網(wǎng)狀；(4)系統(tǒng)對外界的依賴性大。 城市生態(tài)系

47、統(tǒng)的生產(chǎn)可以分為生物性生產(chǎn)與非生物性生產(chǎn)兩大類。,第五節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能,城市生產(chǎn)中往往是第二、第三產(chǎn)業(yè)為主，第一產(chǎn)業(yè)所占比例很小，因此，城市本身生物性生產(chǎn)的食物不能滿足居民生活的需要，而必須依賴異地生產(chǎn)的食物供養(yǎng)。,（１）生物性生產(chǎn),生物初級生產(chǎn)：綠色植物將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的過程。 6C02十12H20 →→C6H1206+6H20+602↑,雖然城市中綠色植物進(jìn)行的初級生產(chǎn)不占主導(dǎo)地位，但其生產(chǎn)過程中所具有的吸收C02

48、、釋放氧氣等功能對人類是十分有價值的，對于維護(hù)城市生態(tài)平衡具有十分重要的作用。 特點：人工化程度高、生產(chǎn)效率高、品種單調(diào)等。,第五節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能,（２）非生物性生產(chǎn)包括物質(zhì)生產(chǎn)（滿足人們物質(zhì)生活所需的各類有形產(chǎn)品及服務(wù)）和非物質(zhì)生產(chǎn)（滿足人們的精神生活所需的各種文化藝術(shù)產(chǎn)品及相關(guān)的服務(wù)。）,生物次級生產(chǎn)：城市中的異養(yǎng)生物（主要為人類）對初級生產(chǎn)物質(zhì)的利用和再生產(chǎn)過程。,第五節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能,2 城市生態(tài)系

49、統(tǒng)的生態(tài)流,城市生態(tài)系統(tǒng)的功能是由其中互相聯(lián)系、互相作用、互相促進(jìn)的物質(zhì)流、能量流、人口流、資金流和信息流來完成的，我們把這些流稱為生態(tài)流(Ecological flow). 正是這些生態(tài)流以物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞的運動方式和過程，實現(xiàn)了城市生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)、生活和還原功能。,第五節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能,(一) 城市生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)流,自然物質(zhì)流是由自然力推動的生態(tài)流，又稱為自然資源流，主要指空氣、水體的流動等。 以

50、及簡單意義上自然生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，其流動的速率與強(qiáng)度直接影響著城市的生產(chǎn)和生活以及城市污染物的傳播。,城市生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)流按其動力性質(zhì)的不同，可以分為自然物質(zhì)流、人工產(chǎn)品流和廢物流等。,人工推動的物質(zhì)循環(huán)，集中表現(xiàn)為城市中的交通運輸。一般來說，不同規(guī)模、不同性質(zhì)的城市，其輸入、輸出的規(guī)模、性質(zhì)、代謝水平也不同。,第五節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能,城市物質(zhì)輸入與輸出的收支平衡非常重要。凡輸人約等于或略大于輸出的城市，其規(guī)模、內(nèi)部積蓄量變

51、動較小，維持著相對的動態(tài)平衡；輸入比輸出大得多的城市是發(fā)展型的城市；輸入比輸出小得多的城市，表明該城市代謝能力、城市的整體規(guī)模已經(jīng)開始衰落。顯然，研究城市物質(zhì)代謝的重點，應(yīng)放在物質(zhì)的來源、利用、分配、管理以及廢物的排放、擴(kuò)散、處理、再生這兩方面。,第五節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能,(二) 城市生態(tài)系統(tǒng)的能量流,在能量流動方面，城市能源的消耗主要來自工業(yè)生產(chǎn)、居民生活和交通運輸。能源的傳遞途徑大體經(jīng)過農(nóng)業(yè)、采掘、能源和運輸?shù)炔块T

52、，通過社會再生產(chǎn)的生產(chǎn)、交換、分配和消費各個環(huán)節(jié)，為生產(chǎn)與生活服務(wù)，最后以“廢棄物”和余熱的形式耗散。顯然，能源的利用率和利用形式直接影響著城市的污染狀況。城市能源的利用不能片面強(qiáng)調(diào)增加體外能量的投入，惟一合理的出路在于加快能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，積極開發(fā)無污染和商業(yè)價值更大的新能源，開發(fā)并合理利用各種能夠提高能效的新技術(shù)、新工藝。,第五節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能,,,,,,,,,原生能源,次生能源,有用能源,最終能源,,損耗,,

53、損耗,,,,熱,熱,,熱,熱,熱,,熱,利用,利用,傳輸,傳輸,轉(zhuǎn)化,存在于產(chǎn)品或投入環(huán)境,次生能源轉(zhuǎn)化為特殊形式的能,城市生態(tài)系統(tǒng)能量流動基本過程,損耗,損耗,損耗,第五節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能,(三) 城市生態(tài)系統(tǒng)的人口流,人口流包括時間上和空間上的變化，前者體現(xiàn)在城市人口的自然增長和機(jī)械增長上；后者體現(xiàn)在城市內(nèi)部的人口流動和城市與相鄰系統(tǒng)之間的人口流動上。,勞力流是特殊的人口流。勞力流包括由于就業(yè)、退休等導(dǎo)致勞力數(shù)量的

54、變動，以及勞力在各部門分配情況的變化。 智力流則是特殊的勞力流。智力的開發(fā)過程(入學(xué)、就讀、畢業(yè)、升學(xué))是智力在時間上的變化，；而智力在空間上的變化則反映智力(人才)在不同部門中的改變。,第五節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能,(四) 城市生態(tài)系統(tǒng)的信息流,信息流量的大小反映了城市的發(fā)展水平和現(xiàn)代化程度。城市的重要功能之一就是輸入分散、無序的信息，輸出經(jīng)過加工、集中、有序的信息。城市具有現(xiàn)代化的通信基礎(chǔ)設(shè)施和完善的新聞傳播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，

55、可以在廣闊的范圍內(nèi)高速、及時、大容量地傳播信息，連接生產(chǎn)、交換、分配和消費的各個領(lǐng)域和環(huán)節(jié)，組織社會生產(chǎn)和生活。而且，城市的輸出物中，除了物質(zhì)產(chǎn)品和廢物外，還有精神產(chǎn)品，這必須通過信息流來完成。,第五節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能,1、人口規(guī)模與土地間的平衡。 2、勞動力數(shù)量與職業(yè)崗位的平衡。 3、各類產(chǎn)業(yè)間的平衡。 4、生產(chǎn)設(shè)施，基礎(chǔ)設(shè)施與生活設(shè)施間的平衡。 5、城市規(guī)模與地區(qū)資源間的平衡。 6、城市三廢與