城市环境与城市生态学6

城市环境与城市生态学建筑与规划学院城市规划系顾康康Tel:15855118329Email:[e-mail]第六章环境概论及城市环境问题第一节环境概论第二节环境问题第三节城市环境大气污染第四节城市环境水污染第五节城市环境噪声污染第一节环境概论一、环境的概念环境(Environment)是指主体(或研究对象)以外，且围绕主体、占据一定的空间，构成主体生存条件的各种外界物质实体或社会因素的总和，是生命有机体及人类生产和生活活动的载体。可以说，直接或间接影响到人类的生存与发展的一切自然形成的物质、能量和自然现象的总体均可理解为环境。但在关注的角度和重点上，不同学科的学者对环境的概念有着不同的理解。第一节环境概论一、环境的概念自然生态学家关注的环境多是指生物的栖息地以及影响生物生长和发育的各种外部条件；社会生态学家关注的环境是指人类赖以生存的各种自然与社会因素；气象学家主要关注大气圈环境；城市规划工作者与建筑师多关注物质性的建筑环境或建成环境(BuiltEnvironment)；而现代城市生态学家所理解的环境，则既包括了自然环境(未经破坏的天然环境)，也包括了人类作用于自然界、由于生产和生活活动所发生了变化的环境(半自然、半人工化的环境)以及社会环境(如聚落环境、生产环境、交通环境和文化环境等)。第一节环境概论二、环境的类型环境是一个非常复杂的体系。在分类时，一般可按环境的主体、性质和范围来划分。1按环境的主体来划分目前主要有两种划分体系，其一是以人类为主体，其他的生命物质和非生命物质都被视为环境要素，此类环境称为人类环境；其二是以生物为主体，把生物体以外的所有自然条件都称为环境，亦即生物环境。第一节环境概论2按环境的性质来划分按环境的性质来划分可分为自然环境、人工环境(或半自然环境)、社会环境三类。在自然环境中，其主要的环境要素可再划分为大气环境、水环境、土壤环境、生物环境和地质环境等；半自然环境(或人工环境)可再分为城市环境、乡村环境、农业环境、工业环境等；社会环境又可再分为聚落环境、生产环境、交通环境、文化环境、政治环境、医疗休养环境等。二、环境的类型第一节环境概论2.1自然环境通常指水、大气、生物、阳光、岩石、土壤、植被等。地球上的气候条件按纬度、经度和高度三个方向改变着，植被也沿着这三个方向交替分布。前二者构成植被分布的水平地带性，后者构成垂直地带性。植被分布的水平地带性，包括由南至北而热量变化的纬度地带性，和由海洋至大陆中心因水分变化而形成的经向变化。二、环境的类型第一节环境概论二、环境的类型①纬度地带性：因地球接受太阳辐射量的不同而引起热量的差异，从赤道的两极每移动一个纬度，气温平均降低0.5~0.7℃，根据热量的不同划分为若干个自然地理带，如赤道、热带、亚热带、温带……等等，每个带的气候状况、水文特征、土壤类型以及生物种类都有明显不同。②经度地带性：陆地上的降水量在同一纬度的不同地点，往往是十分悬殊的。一般是从沿海到内陆渐次减少。植被因水分状况而由东到西（按经度方向）成带状依次更替，即为植被分布的经度地带性。第一节环境概论在我国从东到西具有水分条件从湿润到干旱的明显变化，依次分布着三个大的植被区域：湿润森林区域、半干旱草原区域和干旱荒漠区域，反映了经度地带性。在湿润森林区域内，从我国最南端的南沙群岛到最北的黑龙江，跨越着50多个纬度，南北热量悬殊，从南到北依次分布着热带雨林区、亚热带常绿阔叶林区、温带落叶阔叶林区和寒温带针叶林区，表现了明显的纬度地带性。二、环境的类型第一节环境概论二、环境的类型③垂直地带性：因太阳辐射和水热状况随地形高度的不同而不同，生物和气候自平地至山顶出现垂直地带分异的规律性变化，地形每升高100米，气温下降0.5～0.6℃。第一节环境概论二、环境的类型2.2人工环境人工环境是指由于人类的活动而形成的环境要素，包括由人工形成的物质、能量和精神产品，以及人类活动所形成的人与人之间的关系(上层建筑)，等。2.3社会环境社会环境是在自然环境的基础上，人类经过长期有意识的社会劳动、加工和改造了的自然物质，创造的物质生产体系，积累的物质文化等所形成的环境体系。根据社会环境所包含的要素性质也可将其分为：①物理社会环境，包括建筑物、道路、工厂等；②生物社会环境，包括驯化、驯养的动植物等；③心理社会环境，包括人的行为、风俗习惯、法律和语言等。第一节环境概论三、环境的功能特性对人类和其他生物来说，环境最基本的功能包括三方面：其一为空间功能，指环境提供了人类和其他生物栖息、生长、繁衍的场所，且这种场所是适合其生存发展要求的；其二为营养功能，提供了人类及其他生物生长繁衍所必需的各类营养物质及各类资源、能源(后者主要针对人类而言)等；其三为调节功能，如森林具有蓄水、防止水土流失、吸收二氧化碳、放出氧气、调节气候的功能。此外，各类环境要素包括河流、土壤、海洋、大气、森林、草原等皆具有吸收、净化污染物，使受到污染的环境得到调节、恢复的功能。但这种调节功能是有限的，当污染物的数量及强度超过环境的自净能力(阈值)，则环境的调节功能将无法发挥作用。第一节环境概论由于人类环境存在连续不断的、巨大的和高速的物质、能量和信息的流动，在人类活动的干扰与压力下，表现出具有整体性、有限性、不可逆性、隐显性、持续反应性和灾害放大性等重要的特性。第一节环境概论1整体性人与地球环境是一个整体，地球的任一部分或任何一个系统，都是人类环境的组成部分。各部分之间存在着紧密的相互联系、相互制约关系。局部地区的环境污染或破坏，会对其他地区造成影响和危害。所以人类的生存环境及其保护，从整体上看是没有地区界线、省界和国界的。2有限性不仅是指地球在宇宙中的有限性，而且也指地球的空间和资源有限性。人类环境的稳定性有限、纳污能力有限，对污染物的自净能力也十分有限。在人类生存和自然环境不致受害的前提下，环境可容纳污染物质的最大负荷量称为环境容量。当人类生产和生活活动产生的污染物质量超过环境容量或环境的自净能力时，就会导致环境质量恶化，出现环境污染。这正说明了环境有限性的特征。第一节环境概论3不可逆性人类环境系统在其运动过程中，主要存在着物质循环和能量流动两个过程。前者是可逆的，但后者则不可逆转，因此根据热力学理论，整个过程是不可逆的。所以环境一旦遭到破坏，利用物质循环规律，可以实现局部的恢复，但不能彻底回到原来状态。4隐显性除了事故性的污染与破坏(如森林大火，农药厂事故等)可直观其后果外，日常的环境污染与环境破坏对人们的影响，往往有一个潜伏期，其后果的显现，需要经过一个时间过程。如日本由汞污染所引起的水俣病，经过30年时间才显现出来；又如DDT农药，虽然已经停止使用多年，但已进入生物圈和人体中的DDT还得再经过几十年才能从生物体中彻底排除出去。第一节环境概论5持续反应性大量的事实告诉人们，环境污染不但影响当代人的健康，而且还会造成世世代代的遗传隐患。目前，我国每年出生有缺陷婴儿约300万，其中残疾婴儿约30万，这与环境污染密不可分；历史上黄河流域生态环境的破坏，至今仍带来无尽的水旱灾害。第一节环境概论6灾害放大性实践证明，在特定条件下，某方面不引人注目的环境污染与破坏，经过环境的作用以后，其危害性或灾害性，无论从深度和广度，都会明显放大。如河流上游小片林地的毁坏，可能造成下游地区的水、旱、虫灾害；燃烧释放出来的S02、C02等气体，不仅造成局部地区空气污染，还可能造成酸沉降，毁坏大片森林，大量湖泊不适宜鱼类生存。或因温室效应，使全球气温升高，冰川溶化，海水上涨，淹没大片城市和农田。又如由于大量生产和使用氟氯烃化合物，破坏了大气臭氧层，结果不仅使人类白内障、皮肤癌患者增加，而且太阳中能量较高的紫外线也杀死地球上的浮游生物和微小生物，割断了大量食物链的始端，以致有可能会对整个生物圈造成毁灭性危害。第一节环境概论四、生态环境要素与生态环境质量1生态环境要素生态环境要素是指构成人类生态环境系统的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组分，又被称为生态环境基质。生态环境要素组成生态环境结构单元，生态环境结构单元又组成生态环境整体或生态环境系统。第一节环境概论2生态环境质量生态环境质量是指在一个具体的环境内，生态环境的总体或生态环境的某些要素对人类的生存繁衍以及社会经济发展的适宜程度，是反映人类对生态环境评定的一种概念。具体的又可分为大气环境质量、水环境质量、声环境质量、土壤环境质量、绿化环境质量等。四、生态环境要素与生态环境质量第一节环境概论(1)综合作用各种生态环境因子在环境中不是孤立的，而是彼此联系、互相促进、互相制约的，任何一个单因子的变化，必将引起其他因子不同程度的变化及其反作用。生态环境因子对生物的作用不是单一的，而是综合的。如温度是一二年生植物春化阶段中起决定作用的因子，但是也只能在适宜的湿度和良好的通气条件下才能发挥作用；如果空气不足、湿度不适，萌芽的种子仍不能通过春化阶段。五、生态环境要素的作用特征第一节环境概论(2)主导作用在诸多生态环境因子中，必有一个生态环境因子对生物起决定性作用，称为主导因子。主导因子发挥的作用称为主导作用。主导因子发生变化时会使其他因子也发生变化。如以土壤为主导因子，可将植物分成多种生态型，有喜钙植物、嫌钙植物、盐生植物、沙生植物；以生物为主导因子，表现在动物食性方面的可分为食植动物、食肉动物、食腐动物、杂食动物等。五、生态环境要素的作用特征第一节环境概论(3)直接作用和间接作用区分生态环境因子的直接和间接作用对生物的生长、发育、繁殖及分布很重要。环境中的地形因子，如起伏、坡度、海拔高度及经纬度等对生物的作用不是直接的，但它们能影响光照、温度、雨水等因子，因而对生物起间接的作用，这些地方的光、温、水则对生物生长、分布以及类型起直接作用。五、生态环境要素的作用特征第一节环境概论(4)作用的阶段性由于生物生长发育的不同阶段对环境因子的需求不同，因此因子对生物的作用也具有阶段性，这种阶段性是由生态环境的规律性变化所造成的。如光照长短在植物的春化阶段并不起作用，但在光周期（指一天中白昼与黑夜的相对长度）阶段则很重要。有些鱼类不是都终生定居在某一环境中，根据其生活史的各个不同阶段，对生存条件有不同要求。五、生态环境要素的作用特征第一节环境概论(5)不可代替性和补偿性环境中各种生态环境因子对生物的作用虽然不尽相同，但都各具其重要性，尤其是作为主导作用的因子，如果缺少，便会影响生物的正常生长发育，甚至导致疾病和死亡。所以，从总体上说生态因子是不能代替和补偿的，但在局部是能补偿的。五、生态环境要素的作用特征第一节环境概论如在一定条件下的多个生态环境因子的综合作用过程中，由于某一因子在量上的不足，可以由其他因子来补偿，同样可以获得相似的生态效应。如植物在进行光合作用的过程中如果光照不足，可以靠增加二氧化碳的量来补足；软体动物在锶多的地方，能利用锶来补偿壳中钙的不足。但生态环境因子的补偿作用只能在一定范围内作部分补偿，不能以一个因子代替另一个因子，且因子之间的补偿作用也不是经常存在的。五、生态环境要素的作用特征第一节环境概论(6)拮抗作用拮抗是各个因子在一起联合作用时，一种因子能抑制或影响另一种因子起作用。以生物因子微生物为例，青霉菌产生的青霉素能抑制革兰氏阳性菌和部分革兰氏阴性菌；在酸菜、泡菜和青饲料制作过程中，由于乳酸菌的旺盛繁殖，产生大量乳酸，使环境变酸而抑制腐败细菌的生长。两种或多种化合物共同作用于生物体时，由于化合物间产生的拮抗作用，可使其毒性低于各化合物毒性之总和。如有机汞和硒在金枪鱼中共存时，可抑制甲基汞的毒性。五、生态环境要素的作用特征第一节环境概论(7)协同、增强和叠加作用这几种作用主要是环境中非生物因子中的化合物对生物的毒性作用引起的。①协同作用：两种或多种化合物共同作用时的毒性等于或超过各化合物单独作用时的毒性总和。②叠加作用：两种或多种化合物共同作用时的毒性为化合物单独作用时的毒性总和。一般化学结构相近、性质相似的化合物，或作用于同一器官系统的化合物，或毒性作用机理相似的化合物共同作