第10章_城市生态工程.

第十章城市生态工程指导教师：石莎主讲人：程红、余乐霞、马金贵教学目的和要求了解城市生态系统的特点和功能，城市生态系统面临问题。掌握城市生态工程设计方法与原理。掌握典型城市生态工程设计。目录第一城市生态系统第二城市生态工程设计第三案例分析第一城市生态系统一、城市生态系统的概念二、城市生态学的发展历程三、城市生态系统的结构四、城市生态系统的功能五、城市生态系统的流六、城市生态系统组成一、城市生态系统的概念城市生态系统：具有特殊的自然地理属性、特殊的社会经济文化属性，是一个“社会-经济-自然”复合生态系统。城市生态系统的自然环境、社会环境和生物群落都具有与其他生态系统不同的特色。“社会-经济-自然”复合生态系统城市生态系统的组成示意图二、城市生态学的发展历程1.国外城市生态学发展大事记1888年，英国学者霍华德（E.Howard）出版《田园城市》，反映了人们对保护城市自然生态系统的渴望。1915年，英国生物学家盖迪思（P.Geodes）出版了《进化中的城市》，把生态学的原理和方法应用到城市研究中。1952年，美国学者帕克（R.E.Park）出版了《城市和人类生态学》一书，把城市作为类似植物群落的有机体，用生物群落的观点研究城市环境，进一步完善了城市与人类生态学研究的思想体系。1972年联合国教科文组织制定了“人与生物圈（MAB）”研究计划，把对人类聚居地的生态环境研究列为重点项目之一，以促进人类与其生存环境之间复杂关系的协调。1987年美国生态学家理查德（R.Richard）在其《生态城市：贝克莱》中提出了所期望的理想的生态城市应具有的六个特征。1997年在德国莱比锡召开了国际城市生态学术讨论会，目标都逐渐集中在城市可持续发展的生态学基础上。2.中国城市生态学的发展1973年第一次全国环境保护会议召开。此后，在城市开展了区域污染调查、评价和防治研究工作。1978年展开城市气候、城市水文、城市地貌、城市园林绿化及城市环境质量评价等方面的研究。1984年，马世骏提出“社会－经济－自然”复合生态系统的思想，推动城市生态学的研究。1988年，王如松提出用生态系统优化原理、控制论方法和目标规划方法研究城市生态系统。20世纪90年代，我国城市生态学研究呈现多元化倾向。三、城市生态系统的结构生态元：地球表层在垂直方向和水平方向上都一致的地段。生态段：受地形制约，不同的生态元有规律的结合体。生态链：在地域分布上和发生上有生态联系的生态段的有规律的组合。城市生态链城市生态区1．城市生态元2．城市生态段3．城市生态链4．城市生态区1．城市生态元城市生态系统的基本功能单元。定义：人类与自然合作创造的占有一定空间，进行一定生态过程，完成某种特定功能，相对独立的“自然-社会-经济”复合生态系统。长春第一汽车集团公司的生活区（居住区、学校、商店等生态元）；第一汽车集团公司的生产区（如发动机车间、传动器车间、总装车间）。2．城市生态段城市生态段：不同的但又相互联系的城市生态元有规律的结合体。‒长春第一汽车集团的居民住宅、小区公园、幼儿园、小学、中学、中专和高专、职工大学、商店、农贸市场等结合成城市生态段。‒发动机车间、传动器车间、总装车间、涂装车间、冲压车间等也组成厂区城市生态段。3．城市生态链城市生态链：有联系的城市生态段的有规律的结合体。一、二厂区城市生态段、生活区城市生态段等共同结合成长春第一汽车集团城市生态链。长春第一汽车集团城市生态链4．城市生态区城市生态区：在一定小流域内相互影响的城市生态链有规律的结合体。第一汽车集团城市生态链与西新城郊生态链共同组成西新河流域城市生态区。四、城市生态系统的功能1．生产功能2．生活功能3．人工反馈调节功能1．生产功能城市生态系统的生产者主要是人类，自然生态系统的生产者主要是绿色植物。城市的生产以冶炼、机器制造、加工、建筑、食品、化工、纺织、汽车、轮船、飞机等次级生产为主；初级生产主要在城郊和农村进行（农、林、牧、水产等）。城市生态系统的生产极为重要的是信息生产，如科学技术、文化教育、艺术及新闻，出版等都是城市生态系统的信息生产。2．生活功能生产者的衣、食、住、行就构成了基本的生活需求；日益增长的文化、艺术及信息和精神的需求，进而是更近于自然的生活环境的需求。要求城市生态系统的生活功能应该不断完善。3．人工反馈调节功能自然生态系统可以通过正、负反馈相互作用的自我调节能力来缓冲自身发展过程中带来的不良影响，以维持生态平衡和稳定。城市生态系统：强调人工反馈调节，解决原料、产品及生产、生活中废物的新陈代谢问题。五、城市生态系统的流1．能量流农业部门、采掘部门、能源部门→运输部门→社会再生产的生产、交换、分配和消费各个环节→“废弃物”、余热2．物质流（1）人口流；（2）资源流和货物流3．信息流新闻网络传播系统、通信基础设施、书籍、…（1）传递知识；（2）传递情报；（3）节省时间提高效率六、城市生态系统组成自然生态子系统城市地貌、城市气候城市水文及城市的植物群落与动物区系。经济生态子系统物质生产、信息生产、流通服务及行政管理等组成社会生态子系统以人为主体的人与自然环境相互作用形成的复杂整体。第二城市生态工程设计一、城市生态危机二、城市自然保护工程三、城市绿化工程四、有害生物的抑制工程五、城市综合治理的生态工程六、生态城的未来方向一、城市生态危机1.城市生态危机城市膨胀、交通拥挤、资源短缺、住房紧张、就业困难、环境污染等。2.城市生态危机的生态学实质①物质循环系统呈线状而不是环状，分解功能不全，大量物质、能量以废弃物形式输出。②城市生态系统中各组成要素间缺乏必要的物质、能量多层分级利用的功能。③人类社会经济活动与自然环境之间缺乏反馈调节机制。④人类社会与自然环境的对立矛盾过多，而互利共生的行为过少。二、城市自然保护工程1．城市自然保护的内涵及特点城市自然保护关系到城市居民的生活质量和城市的可持续发展。2．城市自然保护的目的必须重视城市中人和自然界的联系，使被隔离于自然之外的人们采取必要行动，保护他们认为有价值的生境，改善他们居住环境的质量。3.案例研究广州市国土规划中，到2010年拟建立16个自然保护区，如白云山风景林保护区、海珠区新果树林保护区、罗岗果树林与物古迹保护区、金鸡窿人工林生态保护区、芳村葵蓬洲人工生态花果林保护区等。这些保护区既可保护生物种群，改善生态环境，促进教学和科研，又可以发展生产和旅游，为城市居民就近提供休息娱乐场所，达到经济效益、社会效益飞生态效益相统一的目的，因此应大力提倡。三、城市绿化工程1．城市街道绿化2．中国城市行道树类型3．工厂企业区的绿化及其要求4．城市及社会绿化5．城市园林绿化植物的选择1．城市街道绿化街道绿化是城市绿化的重要组成部分，它分布在全城的大小街道，联系着城市中分散的各类绿地，使城市绿地组成一个美丽壮观的有机整体。构成了一个良好的城市防护林网防暑降温、净化空气和美化市容都有重要作用2．中国城市行道树类型类型I—吸收有毒气体和吸滞粉尘能力强以悬铃木、白腊树、毛白杨、槐树等落叶乔木为主。类型II—树种美化街景的作用较强，有较强的减噪、防尘和杀茵能力以雪松、桧柏等常绿针叶树为主的，作为行道树。类型III—中纬偏南地区的城市以棕榈、大叶女贞等常绿阔叶树为主的类型。3．工厂企业区的绿化及其要求面积要求从绿地面积上看，占全厂总面积的30%～40%，甚至50%以上。合理布局绿化不但要保有一定的绿地面积，而且还要合理布局，均匀分布，这样才能充分发挥绿地卫生防护和美化环境的作用。4．城市及社会绿化（1）大城市的绿化（2）中小城镇园林绿化（3）机关、学校园林绿化（4）社区绿化5．城市园林绿化植物的选择（1）以乡土树种为主（2）选择抗性强的植物（3）速生与慢生树种组合（4）常绿植物和落叶植物结合，针叶树和阔叶树结合（5）与园林绿地的功能相适应五、城市综合治理的生态工程1．城市综合治理的目标2．城市综合治理的生态工程1．城市综合治理的目标建成自然环境、生产环境、生活环境相互协调、有机融合的统一体。建成环境优美、经济高效、生活舒适的自然、社会、经济复合系统。完善信息社会的网络结构，克服农业、工业社会的弊端。2．城市综合治理的生态工程（1）城市大气降水、地表水与地下水综合利用的生态工程（2）城市给排水系统的生态工程（3）城市水体富营养化控制工程（4）城市生活垃圾的生物处理工程六、生态城的未来方向生态城：就是社会、经济、自然协调发展，物质、能量、信息高效利用、生态良性循环的人类聚居地。换句话说，就是高效和谐的人类环境。第三案例分析1、以武汉市“大东湖生态水网构建工程”之“楚河汉街”为例号称目前世界最长的水岸休闲步行街，融汇了独特的荆楚文化风情。把武昌的南湖、东湖、沙湖与长江相通，以引江水入城，使武昌成为都市里的“梦里水乡”。此举措是改善湖泊水的捷径；江湖连通后，死水变活水，东湖水质有望实质性改善，极大推动了生态城市建设。“楚河汉街”建造地点位于武昌区东湖和沙湖之间，项目规划面积1.8平方公里，总建筑面积340万平方米。其中，“楚河”全长2.2公里，水面宽度40至70米，加上滨河绿化及道路宽度达到150米。“汉街”依楚河两岸而生总长1500米，总面积21万平方米，包括购物、餐饮、文化、休闲、娱乐等多种业态。“八大文化项目”：文化、艺术、娱乐的共振现象（1）世界顶级演艺剧场——“汉秀”（2）世界唯一室内电影文化公园（3）中国最大电影城（4）五座名人广场（5）汉街大戏台（6）世界最著名的杜莎夫人蜡像馆（7）文化书城（8）正刚艺术画廊优点生态性：快速改善水质，构建生态城市。这项构建工程分为“三大工程、一个平台”：污染控制、水网连接、生态修复三大工程与评估研究平台，使之成为中国规模最大的城市湖泊生态湿地群、国际知名水生态环境科研基地。公共性：呈现新型生态的附加特色，结合文化魅力与地域风情。关键技术：污染控制工程：集中点源控制、分散点源控制、集中面源控制、农村面源控制、污泥处置。（全收集、全处理）水网连接工程:新、改、扩建港渠，新建引水闸，改、扩建泵站，新建船闸、控制闸生态修复工程：清淤疏浚湖泊底泥、修复底泥生物、新建人工湿地、修建人工浮岛、修复水生植被2.物质循环再生南京水阁垃圾场位于南京市南郊，占地36hm2，可“吃进”南京市2/3的垃圾。日处理垃圾2600t，供5000户家庭用电，化解温室效应气体（CH4）相当于3900hm2森林消耗的CO2。优点：有效地控制甲烷对大气的污染，将城市垃圾转化为“绿色能源”。其投资少、管理方便、运行费用低，实现了城市生活垃圾的“减量化、无害化、资源化”。关键技术本区采用了垃圾的综合处理技术，包括生活垃圾的筛选、垃圾填埋场HDPE导渗管的应用、有机废物厌氧发酵、沼气发电技术等技术的综合。谢谢大家望老师、同学批评指正！