第3章城市环境生态学基础

第三章城市环境生态学基础第一节城市环境生态学的基本原理第二节城市及城市生态系统第三节城市生态系统的组成和结构第四节城市生态系统的特征第五节城市生态系统基本功能第一节城市环境生态学的基本原理•1.城市环境生态学以生态学的理论和方法研究城市人类活动与周围环境之间的关系的科学。•2.城市环境生态学研究内容•3.城市生态位原理生态位：生物在群落中所处的位置和发挥的功能，主要指物理空间及其与所处生境条件的关系。城市生态位：城市给人们生存和生活提供的生态位，分为生产生态位和生活生态位。生产生态位即资源、生产条件生态位，包括经济水平、资源丰盛度；生活生态位即环境质量、生活质量，包括自然环境与社会环境（物质、精神、服务）•4.食物链原理企业间关系紧密，相互提供产品和生产原料；人类居于食物链顶端，人类需要依靠其他生产者及各营养级的“供养”生活，人类对环境的影响必反作用于人类。•5.最小因子原理在众多影响城市生态系统结构、功能的因素中，处于临界值（最小量）的因子具有最大的影响力。•6.系统整体功能最优化原理各子系统和系统整体相互影响，子系统功能的状态取决于系统整体功能的状态，子系统功能的状态也会影响整体功能的发挥。•7.环境承载力原理环境承载力指某一环境要素在对人类生存发展不产生危害的前提下，所能承受的人类作用的能力。包括资源、技术（劳动力素质、文化程度、技术水平等）和污染承载力。•1.城市（一）城市的含义城市是经过人类创造性劳动加工而拥有更高“价值”的人类物质、精神环境和财富，是更符合人类自身需要的社会活动的载体场所，是一类以人类占绝对优势的新型生态系统。（二）城市的发展及其特征作为经济、政治、文化中心的现代城市，大都具有以下明显特征：生产高度集中；商业贸易飞速发展；城市基础设施完备；城市功能多样化。第二节城市及城市生态系统•2.城市生态系统（一）城市生态系统的概念城市生态系统是一个以人为核心的系统，它不仅包含自然生态系统的组成要素，也包括人类及其社会经济等要素，因此，城市生态系统是一个自然、经济与社会复合的人工生态系统。（二）城市生态系统的产生及发展在人类生态系统的发展过程中，经过了自然生态系统到农业生态系统的演变，最后才产生城市生态系统，从此，人类生态系统可划分为农村生态系统和城市生态系统两大类型。孤立农家市井集镇老工业区新工业区•1.城市生态系统的组成第三节城市生态系统的组成和结构•2.城市生态系统的结构形式（一）链结构食物链结构（自然食物链、完全人工食物链）资源链结构（主链、副链）（二）生命与环境相互作用结构（三）空间组合结构圈层式：市区生命与环境为内圈；郊区为中圈；区域为外圈镶嵌式：大镶嵌--各圈层内部的各要素按土地利用形成的团块状功能分区结构；小镶嵌—各功能分区内部组成要素按土地利用形成的微观空间组合形式。食物链结构资源链结构圈层式结构成都城市规划镶嵌式结构镶嵌式结构•1.认识城市生态系统的主体（一）生物量的比较人口集中且密度高、增长速度快是城市的最大特征，城市的认为活动十分强烈。在城市中，其他生物的种类和数量受到人类的控制，人口发展在一定程度上限制了其它生物的发展。人口与植物生物量的比例：东京10:1；北京8:1；伦敦10:7（二）人的作用在城市生态系统中，城市居民既是自然人，又是社会人；既是消费者，又是经济生态系统中的生产者。第四节城市生态系统的特征•2.城市生态系统是高度人工化的生态系统（一）城市是人类改造大自然的产物城市是一个高度人工化的环境(自然环境人工化，社会、经济环境人类创造)，大量的人工设施叠加于自然环境之上，形成了显著人工化特点。（二）人工化的营养结构（三）人工化生态系统对人类自身的影响人工化生态系统对人类的反作用（城市病、污染危害）•3.城市生态系统的不完整性（一）城市生态系统缺乏“生产者”（绿色植物）绿色植物数量少，功能也由提供食物转变为美化环境，城市所需食物靠外部输入。（二）城市生态系统缺乏分解者城市缺乏分解者存在环境，大量城市废弃物在市外分解。•4.城市生态系统是高度开放性系统（一）所需能量和物质以及各种信息、技术人力等由系统外输入；（二）向系统外输出生产的产品、信息、技术、人力等；（三）系统内缺乏分解者，大量废弃物需要输送至系统外。城市与周围环境的联系•5.城市生态系统的脆弱性（一）城市生态系统不是自律系统存在大量的输入和输出，不能独立存在，必须依赖其它生态系统才能存在和发展。（二）城市生态系统自我调节机能脆弱物理环境的人工化及环境污染改变了原初系统的自然调节机能；食物链的改变、绿色植物的功能变化以及系统内物种多样性的改变、能流和物流的改变，使得系统自我调节能流降低。（三）城市生态系统营养关系倒置自然生态系统中营养级别越低者数量越大，能量结构呈金字塔形；城市生态系统相反，系统内能量结构呈倒金字塔形。•6.城市生态系统是多层次的复杂系统（一）生物（人）—自然环境系统只考虑人的生物性活动：人与其生存空间内的气候、土地、食物、淡水、生活废弃物等构成的系统。（二）人—经济系统只考虑人的经济活动：人与能源、原料、工业生产、交通运输、商品贸易、工业废弃物构成的系统（三）人—社会文化系统只考虑人的社会活动和文化活动：人的社会组织、政治活动、文化、教育、服务、宗教等构成的系统。第五节城市生态系统的基本功能•1.生产功能（一）生物生产：包括人类在内的各类生物交换、生长、发育和繁殖过程，包括生物初级生产和生物次级生产（二）非生物生产：用于满足城市居民物质消费和精神需求的生产，包括物质生产和非物质生产•2.能量流动功能（一）能源分类按来源、对环境的影响、是否加工、能否再生、技术发展水平，可以对能源进行不同的划分。（二）能源结构（能源总生产量和总消费量的构成及比例关系能够反映一个国家的生产技术和经济发展水平）世界部分国家能源消费构成(%)煤炭石油天然气核能水电美国24.339.826.38.61.1俄罗斯19.024.550.43.82.3法国6.139.011.940.03.0德国28.940.618.311.70.5英国23.138.228.010.50.3日本17.156.111.314.11.3中国76.419.22.00.41.0世界总计27.240.023.07.32.6•3.物质循环功能（一）城市生态系统物质流类型（1）自然力推动的物质流（2）人工推动的物质流（3）人口流（4）其它物质流（价值流、资金流）（二）城市生态系统物质循环的特点（1）系统内外物流量大（输入、输出量巨大）（2）缺乏生态循环（高度人工化，分解者极少，废物量却非常巨大，废物难以在系统内分解、还原）（3）受到人为因素的强烈影响（物质流全程都受人为控制）（4）物质循环过程中产生大量废物•4.信息传递功能（一）信息的概念用符号传递的、接受者预先不知道的情况；客观世界带有某些特性的讯号。（二）信息的作用1.传递知识2.科学技术与生产力之间的桥梁3.提高效率4.信息在世界经济中的作用（三）城市的信息传递1.城市的信息系统2.信息在城市生态系统中的作用互联网巨头“BAT”