城市生态学
城市生态学
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孤立农家 市井集镇 老工业区 新工业区
城市化发展过程
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海岸地面抬升(1cm/a)促使港口向河流下游深
水处迁移, 船只吨位(吃水深度)的增加亦加速了
该过程—港口城市形成。
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欧洲的城市化发展
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2、城市生态学（Urban Ecology）
可持续发展： 既满足当代人的需要，又不对 后代人满足其需求能力构成危害的发展。
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（二）分支学科
❖城市自然生态学（Urban Natural ecology） 人类活动对所在地域自然生态系统的积极和消极影 响，以及地域自然要素对人类活动的影响，即人的 城市活动与地域的自然生态系统要素之间的相互关 系。
❖6 、 城 市 与 区 域 可 持 续 发 展 (Sustainable development): 城市及所在区域的可持续发 展。
❖7、城市生态学原理的应用（Practice）: 城 市规划、建设、管理、处理城市生态环境问 题。
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Sustainable development
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❖ R．Mckenzie(麦肯齐，1925)： 城市生态学是人们的空间关系、时间关系，如何
受城市环境影响的研究。（社会生态学）
城市生态学是研究城市人类活动与城市环境之间 的关系的学科。将城市视为以人为中心的人工生 态系统。
理论上：研究其发生、发展的动因、组合和分布 规律，结构和功能的关系，调节和控制的机理。
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三、城市生态学研究的社会意义
城市生态学和包括内容
城市生态学和包括内容城市生态学是城市学、城市规划与生态学、人类生态学相互交叉、相互融合形成的一门新兴科学。
它包括城市生物环境、城市生态系统、城市系统生态等内容。
城市生态城市生态系统是城市人类与周围生物和非生物环境相互作用而形成的一类具有一定功能的网络结构，也是人类在改造和适应自然环境的基础上建立起来的特殊的人工生态系统。
城市生态简介城市生态系统，即为：城市生态系统的组成。
不同于自然生态系统，它注重的是城市人类和城市环境的相互关系。
它是由自然系统、经济系统和社会系统所组成的复合系统。
城市中的自然系统包括城市居民赖以生存的基本物质环境，如阳光、空气、淡水、土地、动物、植物、微生物等；经济系统包括生产、分配、流通和消费的各个环节；社会系统涉及城市居民社会、经济及文化活动的各个方面，主要表现为人与人之间、个人与集体之间以及集体与集体之间的各种关系。
这三大系统之间通过高度密集的物质流、能量流和信息流相互联系，其中人类的管理和决策起着决定性的调控作用。
城市的形式城市最初的形式是人们进行以物易物的交换场所,随着生产发展和社团组织的出现,分别发展为贸易集镇和某个民族或社团防御外侮的设施，后者又进而成为统治者居住的政治中心。
近代城市虽然有性质上的区别，但一般都代表当时当地人类的技术进步、经济发展和社会文明的水平，是加工物质、积累信息的高效场所，也是政治动态和经济行为最活跃的地点。
城市基本功能①经济功能。
为社会提供大量的物质和信息；②生态功能。
为市民创造良好的生活环境和便利的工作条件。
两者的关系，一般说来，是经济发展导致城市人口、物质、能量的大量集结，容易引起生态关系的失调，降低城市环境质量；但单纯地追求和谐的生态关系及良好的自然环境,也会影响经济的发展,降低本来可以达到的经济效益。
如何使两者协调，是现代城市生态工作中的主要研究课题之一。
城市生态规划规划的原则要使城市比较合理地发展，不仅要重视总体规划的整体性，而且要有生态系统观念,把城市安排成为一个由多种成分构成的系统,有机地联络各个组成成分（亚系统），输通相互间的回路，使各环节各得其所、各尽其能，达到生产、加工、供销、再生产等环节彼此互相适应，协调发展。
《城市生态学》课程笔记
《城市生态学》课程笔记第一章绪论一、城市生态学的概念1. 定义：城市生态学是研究城市生态系统结构、功能、过程及其与人类活动相互关系的科学。
它关注城市环境中生物与非生物因素之间的相互作用，以及这些相互作用如何影响城市生态系统的健康和可持续性。
2. 研究对象：城市生态系统，这是一个由自然、社会和经济要素组成的复杂系统。
具体包括：- 生物成分：植物（如城市绿地、公园）、动物（如宠物、野生动物）、微生物（如土壤和水体中的微生物）。
- 非生物成分：水（如河流、湖泊、地下水）、土壤（如城市土壤特性和污染）、气候（如城市热岛效应）、建筑物（如住宅、商业建筑）。
3. 研究内容：城市生态学的研究内容广泛，主要包括以下几个方面：- 城市生态系统的组成与结构：研究城市生态系统的构成要素及其空间分布和相互关系。
- 城市生态系统的功能：探讨城市生态系统的能量流动、物质循环和信息传递等生态过程。
- 城市生态因子的作用：分析城市环境中的生态因子如何影响生物和非生物成分。
- 城市生态环境问题：研究城市生态环境问题的成因、影响及其解决方案。
- 城市生态规划与管理：提出基于生态学原理的城市规划和管理策略。
二、城市生态学的发展简史1. 萌芽阶段（19世纪末至20世纪初）：- 背景：工业革命导致城市化进程加快，城市环境问题日益突出。
- 代表性事件：关注城市卫生条件、绿化和公共健康问题。
2. 形成阶段（20世纪20年代至50年代）：- 标志：芝加哥学派的社会生态学研究，特别是帕克和伯吉斯的同心圆模型。
- 成果：城市生态学作为一门独立学科逐渐形成。
3. 发展阶段（20世纪60年代至80年代）：- 特点：研究内容不断丰富，如城市生态系统的能量分析、物质循环和生态平衡。
- 重要著作：如麦克哈格的《设计结合自然》提出了生态规划的理念。
4. 深化阶段（20世纪90年代至今）：- 趋势：与其他学科如环境科学、社会学、经济学等交叉融合。
- 焦点：城市可持续发展和生态修复。
城市生态学
城市生态系统的基本功能通过能量流和物质循环来实 现。
城市生态系统能量流动的特点：
1.能量来源包括生物能源和非生物能源； 2.能量流动方式比自然生态系统多； 3．城市生态系统能量流动以人工为主； 4．产生热污染和“三废” 5．在流动中不断损耗，不构成循环，具有明显的单向性 6．辐射传输和物质携带
基本概念
城市生态系统的定义
特定地域内的人口、资源、环境(包括生物的和物理的、社会 的和经济的、政治的和文化的)通过各种相生相克的关系建立 起来的人类聚居地或社会、经济、自然复合体。
城市生态系统构成
城市生态系统的基本结构：社会（主导）、自然（基础）、 经济（命脉）三个亚系统。 城市生态系统的构成：是由城市人类及其生存环境组成的统 一体。
6、生态系统的基本功能
物质循环：
五种主要物质：碳、氢、氧、氮、磷。 物质循环定义： 生态系统物质循环的三个层次：生物个体层次、生态系统层次、 生物圈层次 生态系统中营养物质再循环的主要途径：6个 生态系统物质循环的类型：气相循环、液相循环、固相循环。
生态系统中能量流动与物质循环关系：三个 信息流、物质流和能量流的特点：
生态学的研究内容
2、生态因子
生境指的是在一定时间内对生命有机体生活、生长发 育、繁殖以及对有机体存活数量有影响的空间条件 的总和。 组成生境的因素称生态因子。生态因子影响了动物、 植物、微生物的生长、发育和分布，影响了群落的 特征。 生态因子主要有二方面因素所组成： (1) 非生物因子 （非生物环境）， (2) 生物因子（生产者、消费者、 分解者）。
狭义：主要指物理环境，包括自然环境和人工环境； 广义：包括物理环境和社会环境、经济环境、美学环境。 几个概念：城市自然环境、城市人工环境、城市的社会环境、 城市的经济环境、 城市景观环境
《城市生态学》课件
节能减排是实现城市可持续发展的重要手段，通过减少能 源消耗和污染物排放，降低对环境的负面影响，提高城市 居民的生活质量。
绿色建筑的实践
包括建筑设计、施工和运营等环节的节能减排措施，如采 用太阳能、风能等可再生能源，采用节能建筑材料和设备 ，推广节能技术等。
低碳生活与可持续发展
低碳生活的概念
01
提供优美的绿化环境，改善居民的生活品质。
维护城市生态系统
02
增强城市的生态功能，提高城市的生态环境质量。
提升城市形象
03
通过绿化建设，提升城市的形象和景观效果。
城市水系保护与利用
水资源保护
保护城市水系的水质，确保居民的饮 用水安全。
防洪排涝
提高城市的防洪排涝能力，减少水患 灾害对城市的威胁。
城市水系保护与利用
保护生态环境
通过生态设计，降低城市发展对环境的负面 影响。
生态设计在城市规划中的应用
绿色建筑
推广节能环保的建筑设计，降低建筑对环境 的负荷。
生态修复
对受损的生态系统进行修复，提高城市生态 系统的稳定性。
绿色交通
发展公共交通，鼓励低碳出行方式，减少交 通对环境的污染。
雨水管理
通过雨水收集、利用和排放管理，减轻城市 排水系统的压力。
城市生态学的研究内容
• 总结词：城市生态学的研究内容包括城市环境、城市生物多样性、城市 人与环境的互动关系以及城市可持续性发展等方面。
• 详细描述：城市生态学的研究内容广泛，主要包括以下几个方面。首先，城市环境的研究涉及大气、水体、土壤等自然 环境和人工环境的特征和变化规律。其次，城市生物多样性的研究关注城市中生物种类的分布、数量和动态，以及生物 多样性对城市生态系统稳定性的影响。此外，城市人与环境的互动关系也是研究重点，探讨人类活动对城市环境的影响 以及环境对人类生活质量的反作用。最后，城市可持续性发展是城市生态学的核心目标，致力于实现经济发展、社会进 步和环境保护的协调与平衡。
城市生态学
名词解释城市生态学：是以生态学的概念，理论和方法研究城市的结构、功能和动态调控的一门学科。
生态位：指物种在群落中在时间，空间和营养关系方面所占的地位城市生态位：指一个城市给人们生存和生活所提供的生态位，是城市提供给人们或可被利用的各种生态因子和生态关系的集合。
环境承载力：指某一环境和结构在不发生对人类生存发展有害变化的前提下，所能承受的人类社会作用，具体体现在规模、强度和速度上。
系统：相互联系、相互依存、相互制约、相互作用的诸事物和完整过程所形成的统一体。
而体现这种整体性和相互连续性的思想，就是系统思想。
生境：指的是在一定时间内对生命有机体的生活，生长发育，繁殖以及有机体存活数量有影响的空间条件及其他条件的总和。
城市生态系统：指城市空间范围内的居民与自然环境系统和人工建造的社会环境系统相互作用而形成的统一体，属于人工生态系统。
城市植被：指城市里覆盖着的生活植物，它包括城市里的花园、校园、寺庙、广场、球场、医院、街道、农田及空闲地等场所拥有的森林、灌丛、绿篱、花坛、草地、树木、作物等所有植物的总和。
城市风：由于城市生产和生活消耗大量的燃料，致使城市内的气温高于周围地区的气温，热气温上升，形成一个低压区，郊区冷空气随之侵入市区构成的空气环流。
灾害现象：指由自然界异常现象和人为因素所造成的人类社会生活及人的生命收到的损失。
分为自然现象和人为灾害现象。
选择/填空城市生态学的研究对象是城市生态系统。
城市生态学在理论上着重研究其发生和发展的动因，组合和分布的规律，结构和功能的关系，调节和控制的机制。
应用上旨在运用生态学原理规划、建设和管理城市，提高资源利用率，改善城市系统关系，增加城市活力。
城市生态学的学科基础：生态学、城市学、人类生态学、景观生态学。
资源承载力：自然资源条件（淡水、土地、生物、矿藏等）社会资源条件（劳动力资源、交通工具、道路系统、市场因子、经济发展实力）技术承载力：劳动力素质、文化程度和技术水平。
城市生态学
城市生态学：是研究城市及其群体的发生、发展与自然、资源、环境之间相互作用的过程和规律的科学。
城市生态学的学科基础：1生态学：研究生物之间、生物与环境之间相互关系的学科。
2城市学：以城市为研究对象，从不同角度、不同层次观察、剖析、认识、改造城市的各种学科的总称。
3人类生态学：是研究人与周围环境之间的相互关系及其规律的学科。
即研究当代人口、资源、环境与发展的关系研究人类生态系统中各要素之间能量、物质和信息的交换关系。
热力学第一定律：就是能量守恒定律在热力学定律中的应用。
能量守恒定律：在自然界的一切现象中，能量既不能创造，也不能消灭，而只能严格的当量比例，由一种形式转化为另一种形式。
热力学第二定律：在天然过程中，一个封闭系统的熵有增无减。
（熵即指体系中状态的量度）初级生产:生态系统最初的能流来自太阳，它被绿色植物的光合作用所固定。
光合作用积累的能量是进入生态系统的初级能量，这种能量的积累过程就是初级生产。
生态因子：组成生物环境的因素称为生态因子。
生态因子主要是由两个方面的因素组成（1）非生物因素：即物理因素（2）生物因素：及对某一生物而言的其他生物。
城市生态系统指的是城市空间范围内的居民与自然环境系统和人工建造的社会环境系统相互作用而形成的统一体，属于人工生态系统。
城市人口：又称城镇居民。
在中国还特定为居住在城市规划范围内并持有城市户口的人口，有三种含义（1）持有城市户口的人口（2）居住在城市规划区范围内的人口（3）居住在市辖区范围内的人口城市人口迁居：指的是城市中以住宅位置改变为标志的、城市地域范围内的人口移动。
有时也称城市人口内的迁移。
空气污染源：空气污染源分为点源和面源。
空气污染点源是指集中在一点或可当作一个点的小范围内向空气排放污染物的污染源。
空气污染面源是指一个面积大小不可以忽略不计的范围内向空气排放污染物的污染源。
城市灾害：是发生在城市范围内的自然灾害和人为的各种灾害。
地质灾害：是地壳动力地质作用及岩石圈表层在大气圈、水圈、生物圈相互作用和影响之下，使城市的生态环境和人类生命及财富遭受损失的现象。
城市生态学及基本原理_
城市是社会生产力发展到一定阶段后的产物，是人类文明的集中表 现。现代城市更是人类科学、技术和文化发展的体现，是社会政治 活动和经济活动最集中的地方，又是地球上人口最密集的区域。 （2）城市的稀缺性 城市的稀缺性指城市在多个自然环境因素方面的稀缺与紧缺特征。 如城市中植被稀缺、生物（除人类外）、水源、光照、清洁空气、 能源、土地等均呈不同程度的稀缺状态。
2.人们对自然环境（包括城市环境）的错误认识。这种错误认识导致 了人们在城市建设、城市管理、城市发展等方面的失误，使城市问 题不断加剧。
（二）城市发展需要生态学思想
第三节 城市生态学的发展阶段
一、萌芽阶段（20世纪以前） 1．中国古代的生态学思想
2.国外古代的生态学思想
• 2000多年前的古希腊就已有生态思想的萌 芽。
• 公元前600年，希腊地理学家美勒提出生态 区划设想。
• 公园前300年，古希腊哲学家提奥弗拉斯特 注意到植被分布与气候、土壤的关系。
• 1869年，德国生物学家提出生态学的概念。
二、初级阶段
• 20世纪初，国外一批科学家将生态学思想运用于 城市问题的研究。
• 1904年格迪斯《城市开发》 • 1915年《进化中的城市》 • 1916年美国芝加哥学派创始人帕克发表了
第二章 城市生态学及基本原理
第一节 城市生态学定义
• 城市生态学由芝加哥学派（Chicago School of Human Ecology）的创始人帕 克（Robert Ezra Park,1864--1944）于本 世纪20年代提出。芝加哥学派是以美国芝 加哥大学社会学系为代表的人类生态学及 其城市生态学术思想的统称。兴盛于上世 纪20~30年代，开创了城市生态学研究的 先河。其代表人物有帕克、伯吉斯 （E.W.Burgess）、麦肯齐 （R.D.Mckenzie）等。该学派以城市为研 究对象，以社会调查及文献分析为主要方 法，以社区即自然生态学中的群落、邻里 为研究单元，研究城市的集聚、分散、入 侵、分割及演替过程、城市的竞争、共生 现象、空间分布格局、社会结构和调控机 理；运用系统的观点将城市视为一个有机 体，一种复杂的人类社会关系，认为它是 人与自然、人与人相互作用的产物，其最 终产物表现为它所培养出的各种新型人格。
城市生态学(1.1.2)--城市生态学的概念
第1节 城市生态学的概念1．城市与城市生态学的定义绝大多数的城市（city）都是从农村、集镇发展而来的。
因此，一般词典都把城市定义为人口集中、工商业发达、居民以非农业人口为主的地区，通常是周围地区的政治、经济和文化中心。
但是为了更明确区分城市与农村，可科学地把城市定义为：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和人类进步的合理的生活方式之一，是一类以人类占绝对优势的新型生态系统(ecosystem)。
城市生态学(urban ecology)是以生态学（ecology）的概念、理论和方法研究城市的结构、功能和动态调控的一门学科，既是一门重要的生态学分支学科，又是城市科学(urban science)的一个重要分支学科。
城市生态学以整体的观点，把城市看成一个生态系统，除了研究它的形态结构以外，更多地把注意力放在全面阐明它的组分之间的关系以及其组分之间的能量流动、物质代谢、信息流通和人的活动所形成的格局和过程。
城市生态学采用系统思维方式，并试图用整体、综合有机体等观点去研究和解决城市生态环境问题。
由于城市人口与城市环境（其它生物因素和非生物因素）相互作用形成复杂的网络系统，因而使城市体系的中心问题仍然是生物（人）与环境的问题，因此，从生态学角度又可把城市系统称为城市生态系统。
早在1925年麦肯齐就把城市生态学定义为“城市生态学是人们的空间关系和时间关系如何受城市环境影响这一问题的研究”，这一定义比较侧重于社会生态学的内容。
自那时起，随着城市生态学研究的发展，对城市生态学概念的理解也日益深化。
如今，一般把城市生态学定义为“城市生态学是研究城市人类活动与城市环境之间关系的一门学科，城市生态学将城市视为一个以人为中心的人工生态系统，在理论上着重研究其发生和发展的动因，组合和分布的规律，结构和功能的关系，调节和控制的机理；在应用上旨在运用生态学原理规划、建设和管理城市，提高资源利用率，改善城市系统关系，增加城市活力”。
城市生态学的概念
孤立农家 市井集镇 老工业区 新工业区
城市化发展过程
海岸地面抬升(1cm/a)促使港口向河流下游深水处迁移, 船只吨 位(吃水深度)的增加亦加速了该过程—港口城市形成
欧洲的城市化发展
2、城市生态学（Urban Ecology） 以生态学（ecology）的概念、理论和方法来 研究城市的结构、功能、动态调控的一门学 科。
城市社会生态学源于1920’s芝加哥学派及德国学者的 城市演替研究。前者重于城市系统的功能，后者强调城 市的影响，目前这两个学派趋于结合，形成了西方较为 流行的结构，功能学说 。
三、城市生态学研究的社会意义
城市的优势——在于工业、人口、市场、 文化和科学技术的集中。这有利于生产 的专业化、协作化和新型高度精尖技术 密集工业的发展，有利人员流动、物质 流通。
城市自然生态学（Urban Natural ecology） 人类活动对所在地域自然生态系统的积极和消 极影响，以及地域自然要素对人类活动的影响， 即人的城市活动与地域的自然生态系统要素之 间的相互关系。
城市景观生态学 （Urban landscape ecology） 从景观尺度研究城市不同生态系统之间代谢过 程的物流、能流和信息流的转化、利用效率等 问题。
Development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs (World Commission on Environment and Development， WCED， 1987).
城市的缺点——也恰恰在于人口和工业的过 量集中和密度过大，在城市化地区，进行着 大量的资源利用、物质变换、能量流动、产 品消费等活动，从而使自然资源大量耗用和 各种生产、生活废料大量产出，引起了一系 列城市问题。如人、疾病流行、犯罪增多、就 业困难等等。(3R, reduce, reuse, recycle)。
城市生态学
城市生态学：是以生态学的概念、理论方法研究城市的结构、功能和动态调控的一门学科，既是一门重要的生态学分支学科，又是城市科学的一个重要分支学科。
城市生态学的主要研究内容是城市生态学城市问题：人口密集、住房困难、土地资源紧缺、工业资源短缺、水源短缺、交通拥挤、环境污染、疾病流行、犯罪增多、就业困难等城市迅速发展的实践证明，随着城市人口的迅速增加、城市工业化水平的提高、城市数量的不断增加等，城市经济发展和城市生态环境之间的矛盾日益复杂尖锐，从而使解决城市经济发展和城市环境保护的问题提到了世界各国的议事日程。
生态位：指物种在群落中在时间、空间和营养关系方面所占的地位。
一般说，生态位的宽度依据该种的适应性而改变，适应性较大的物种占据较宽的生态位，而城市生态位是一个城市给人们生存和活动所提供的生态位，是城市提供给人们的或可被人们利用的各种生态因子和生态关系的集合。
城市生态位：是指城市满足人类生存发展所提供的各种条件的完备程度。
环境承载力：是指某一环境状态和结构在不发生对人类生存发展有害变化的前提下，所能承受的人类社会作用，具体体现在规模、强度和速度上。
环境承载力包括：资源承载力（自然资源、社会资源条件）。
技术承载力（主要指劳动力素质、文化程度与技术水平所能承受的人类社会作用强度，同样包括现实和潜在两种）。
污染承载力（是反应本地自然环境的自净能力大小的指标。
）生态系统：就是在一定时间和空间内，生物的和非生物的成分之间，通过不断的物质循环和能量流动而相互依存的统一的整体，构成一个生态学的功能单位。
生态系统的成份，可以分为生命的和无生命的两类。
无生命的分为三种（太阳辐射、无机物质、有机物质）生命类分为三种（生产者、消费者、还原者）生态系统有上述六种成分组成。
生态系统的结构：形态结构和营养结构生境：是指在一定时间内对生命有机体生活、生长发育、繁殖以及有机体存活数量有影响的空间条件及其他条件的总和。
生境是一个综合体，是由各种因素组成的。
城市生态学
一、名词解释：1、生态学：研究有机体及其周围外部环境之间关系的科学，外部世界是广义的生存条件。
2、生态因子：是指环境要素中对生物起作用的因子，如光照、温度、水分、氧气、二氧化碳、食物和其他生物等。
主要有两方面因素组成：非生物因素和生物因素。
3、生境：所有生态因子构成生物的生态环境，特定生物体或群体的栖息地的生态环境称生境。
4、种群：是指在特定空间内能相互进行繁殖的、具有一定结构、一定遗传特性的同种个体总和。
种群是物种存在的基本单位，是生物进化的基本单位，也是生命系统更高组织层次——生物群落的基本组成单位。
5、生物群落：简称群落,是指一定时间内居住在一定空间范围内的多种生物种群的集合体，包括动物、植物、微生物等各个物种的种群。
6、生物多样性：指生物钟的多样变化和变异性以及物种生境的生态复杂性，它包括植物、动物和微生物的所有种及其组成的群落和生态系统。
生物多样性可以分为遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性3个层次。
7、生态系统：是指在一定的时间和空间范围内，由生物群落与其环境组成的一个整体，该整体具有一定的大小和结构,各成员借助能量流动、物质循环和信息传递而相互联系、相互依存，并形成具有自我组织、自我调节功能的复合体。
8、生态规划：是在自然综合体的天然平衡情况下不作重大变化、自然环境不遭破坏和一个部门的经济活动不给另一个部门造成损害的情况下, 应用生态学原理, 计算并合理安排天然资源的利用及组织地域的利用。
9、生态城市：广义概念：建立在人类对人与自然关系更深刻认识基础上的新的文化观，是按照生态学原则建立起来的社会、经济、自然协调发展的新型社会关系，是有效的利用环境资源实现可持续发展的新的生产和生活方式。
狭义概念：按照生态学原理进行城市设计，建立高效、和谐、健康、可持续发展的人类聚居环境。
10、环境质量影响评价：《中华人民共和国环境影响评价法》中的定义：指对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估，提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施，进行跟踪监测的方法与制度。
城市生态学
名词解释：1.生态位：是指种群在群落中在时间、空间和营养关系方面所占的地位。
2.城市生态位：是一个城市给人们生存和活动所提供的生态位，是各种生态因子和生态关系的集合。
分两类：生产生态类（是资源利用、生产条件的生态位，包括城市的竞技水平和资源丰盛度）、生活生态位（是环境质量、生活水平的生态位，包括社会环境级自然环境）。
3.生态平衡：指生态系统的一种相对稳定状态。
4.城市：是非农业人口为居民主体，以空间与环境利用为基础，以聚集经济效益为特点，以人类社会进步为目的的一个集约人口、经济、科学技术和文化的空间地域综合体。
5.城市系统：是以人为中心，以一定的环境条件为背景的，以经济为基础的社会、经济、自然综合体。
6.城市生态系统：是城市空间范围内的居民与自然环境系统和人工建造的社会环境系统相互作用而形成的统一体。
7.城市人口：指居住在城市规划区域建成区内的一切人口，包括一切从事城市社会经济、文化等活动，享受着城市公共设施的全部人群。
8.城市人口动态：指城市人口在时空上的变化规律，涉及城市人口规模和增长。
9.城市大气环境：主要指与人类活动密切相关的大气圈。
10.城市大气污染：指城市大气中污染物质的浓度达到有害的程度，以致破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人和物均造成危害的现象。
11.城市热岛：城市内部气温比周围郊区高的现象，是城市气候最典型的特征之一，普遍存在。
12.城市水环境：指城市所处地表空间的所有水体及水中浮游物和溶解物的总称。
13.城市植被：指城市内一切自然生长和人工栽培的各种植被类型的总称。
14.城市景观：空间上不同生态系统的聚合，一个景观包括空间上彼此相邻、功能上相互联系、发生上有一定特点的若干生态系统的聚合。
15.噪声：一般指人不需要的、使人厌烦的、对生活和生产有妨碍的声音。
23.生态管理原则、管理内容。
原则：人鱼自然和谐，资源利用与更新协调，环境胁迫与环境承载能力协调，三大效益同步，城乡协调。
城市生态学
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同心圆理论模型图
城市以不同的功能用地围绕单一核心有规则地向外扩展形成同心圆结构。
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城市生态学的形成和发展
赫特（H．Hoyt）于1933年提出了扇形理论 ，认为城市从中心商业区沿
主要交通干道向外发展形成星形城市，总的仍是圆形，从中心向外形成各 种扇形辐射区。高租金地域是沿放射形道路呈楔形向外延伸，低收入住宅 区的扇形位于高租金扇形之旁 该理论模式具有动态性，使城市社会结构变化易于调整，能够将新增的居 民活动附加于城市周边，而不像同心圆模式，需要有地域上的重新发展。
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城市生态学研究领域分支
根据研究对象和内容分为： • 城市自然生态学（Urban Natural ecology）
人类活动对所在地域自然生态系统的积极和消极影响，以及地域自然要 素对人类活动的影响，即人的城市活动与地域的自然生态系统要素之间 的相互关系。 • 城市景观生态学 （Urban landscape ecology） 从景观尺度研究城市不同生态系统之间代谢过程的物流、能流和信息流 的转化、利用效率等问题。
城市 生态 学
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2021/6/16
参考 书目
城市生态学，杨小波，科学出版社 城市生态学，宋永昌等，华东师范大学出
版社 城市生态学，于志熙，北京：中国林业出
版社 城市生态学新发展，同济大学出版社 城市及城市化的生态学过程及问题探讨，
钟晓青，张宏达，城市环境与城市生态， Vol.11，No.3.1998：16-18
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城市生态学的形成和发展
改造计划的核心是干道网的规划与建设，拆除大量的旧建筑，切蛋 糕似的开辟出一条条宽敞的大道，并在两侧种植高大的乔木而成为 林荫大道。奥斯曼严格地规范了道路两侧建筑物的高度和形式，强 调街景水平线的连续性，有意识地营造城市景观。
城市生态学
城市生态学浅析姓名：学号：城市是人类的重要居住环境，良好的城市生态环境是人类生存繁衍和社会经济发展的基础，是社会文明发达的标志，是实现城市可持续发展的必要条件。
城市的生态环境质量直接影响着城市的可持续发展、经济的可持续发展和社会进步及现代化建设。
因此，研究城市生态环境问题，寻求解决城市生态危机的对策，探讨城市环境污染的有效治理措施，协调经济发展与城市环境之间的矛盾，实现城市环境的可持续发展，已成为城市生态学中十分关注和亟待解决的一项重要课题。
一、城市生态学的定义城市生态学是以生态学的概念理论和方法，研究城市的结构功能和动态调控的一门学科，既是重要的生态学分支学科，又是城市科学的重要分支学科。
它以整体的观点，把城市看成一个生态系统，除了研究其形态结构以外，更多地把注意力放在全面阐明城市的组分之间的关系及其组分之间的能量流动物质代谢信息流通和人的活动所形成的格局和过程城市生态学采用系统思维方式，并试图用整体综合有机体等观点去研究和解决城市生态环境问题。
随着现代化建设极大地加速城市化进程，人类必须树立社会经济发展与生态环境建设协调互进的意识，要以城市生态学理论作为指导，将它切实体现在城市规划和城市建设中，合理调控人与环境的关系，为城市居民创造清洁、优美、舒适、安全的生态环境，从而真正实现城市生态系统动态平衡的目的。
二、城市生态学的发展虽然城市生态学的思想自城市问题一出现就有了，但真正地运用生态学的原理和方法对城市环境问题进行深入研究，还是20世纪以来的事情。
20 世纪初，英国生物学家P.盖迪斯从一般生态学进入人类生态学的研究，他在1904年所写的《城市开发》和《进化中的城市中》, 把生态学的原理和方法应用于城市研究，将卫生、环境、住宅、市政工程、城镇规划等结合起来研究, 开创了城市与人类生态学的新纪元。
18世纪初由于工业的发展、人口的激增，使城市环境不断恶化产生了一系列城市环境问题。
Park认为城市人类在竞争与合作中组成的各类群体相当于动植物群落，例如竞争、共生、演替、优势度、隔离等也可以应用于城市人类社会。
城市生态学知识点整理
1、什么是海绵城市？城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存水“释放”并加以利用。
2、二元水循环水在社会经济系统的运动过程与水在自然界中的运动过程一样，也具有循环性特点。
社会水循环通过取用水、排水与自然水循环相联系，这两个方面相互矛盾，相互依存，相互联系，相互影响，构成了矛盾着的统一体—水循环的整体，即二元水循环系统3、什么是城市的雨岛效应？雨岛效应，，城市中高楼大厦密度不断地增加，尤其一到盛夏，建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排放，使城市上空形成热气流，热气流越积越厚，最终导致降水形成。
这种效应被称之为“雨岛效应”。
4、城市内涝发生的原因`①城市化导致不透水面积增加②城市化的水文效应，改变了局部气候和下垫面条件，出现“雨岛效应”现象。
③城市排水基础设施建设不足④下凹式立交桥等设施增加⑤城市排水设施维护管理不善5、什么是LID？LID实现的措施。
美国的低影响开发 (LID)：采用源头削减、过程控制、末端处理的方法进行渗透、过滤、蓄存和滞留，防治内涝灾害。
【①保护和修复城市天然河湖：划定河湖蓝线，立法禁止围填河湖及天然湿地。
对已渠化的河道进行生态修复②修建生物滞留池：一般修建于流域上游，通过植物、微生物和土壤的化学、生物及物理特性储蓄水量并清除污染物，从而达到水量和水质调控目的。
③湿滞带：是一种狭长的渠道，对来自于停车场、人行道、街道以及其它不透水性表面的径流进行过滤和入渗，与传统渠道区别的是其表面铺设有植被。
分为湿滞水池、干滞水池、人造湿地④植被覆盖：在不透水性建筑的顶层覆盖一层植被，是由植被层、介质层、过滤层以及排水层等构成一个小型的排水系统。
⑤透水性地面：表面由透水结构铺装，让初期雨水入渗，下部填筑多孔结构材料制成的垫层，垫层具有吸附降解功能，能够消纳初期雨水的污染。
6、核心思想“一片天对一片地”，实现立体多层次多功能分流分滞。
城市生态学
1.城市化的特点是什么？
答： （1）人口集中（2）产业集中（3）能源结构改变（4）蓄水量增加（5）交通便捷（6）信息传递快（7）不透水面积增加（8）绿地减少（9）人们相应的生活习惯改变。
城市生态评价指标建立的原则？
答：（1）综合性。以城市复合生态系统的观点为指导，在单项指标的基础上，构建能直接而全面地反映城市功能、结构以及协调度的综合指标。（2）代表性。城市生态系统结构复杂、庞大，具有多种综合功能，要求选用的指标最能反映系统的主要性状。（3）层次性。很据不同评价需要和详尽的程度对指标分层分级。（4）可比性。既充分考虑城市发展的阶段性和环境问题的不断变化，使确定的指标具有社会经济发展的阶段性，同时具有相对稳定性和兼有横向、纵向的可比性。（5）可操作性。有关数据有案可查，在较长时期和较大范围内都适用，能为城市发展和城市的规划做提供依据。
城市系统分析的步骤？
答：（1）确定边界。边界包括对研究系统性质的确定和范围的确定。比如有市中心区、市区、是行政区、生态经济圈、腹地等。（2）系统辨识。包括组分辨识、功效辨识和过程辨识。（3）建立指标体系。对系统的研究要落实到具体结构单元以及各单元可能的联系上。为了适应不同的研究可以建立不同的研究体系，也可在相似性质的研究中保持用一种指标体系。（4）数据的收集与处理。数据的来源可以通过各种自然科学的调查方法，收集的数据要进行处理，用适应的数学方法对合理的数据进行处理与分析，以说明系统的现状，并作出恰当的评价。（5）建立模型。其目的是为了深入认识系统的结构和功能，了解系统结构和功能发的相互关系，以便优化系统。（6）系统分析结果的应用。模型检验得到的结果应用于实践以检查是否符合客观实际。
城市生态学
城市生态学第一章绪论1.城市生态学以生态学的概念、理论、方法研究城市的结构、功能和动态调控的一门学科，及时一门重要的生态学分支学科，又是城市科学的一个重要分支学科。
城市生态学将城市视为一个生态系统，研究其形态结构外，更侧重于各组分之间的关系，及组分之间的能量流动、物质代谢、信息流通，人为活动形成的格局及其过程。
2.田园城市理论城市灾难的原因问题是城市无限制发展、土地私有和土地投机倒买。
田园城市实质上是城和乡的结合体，城市与乡村相结合。
田园城市是为健康、生活以及产业而设计的城市，它的规模能足以提供丰富的社会生活，但不应超过这一程度；四周要有永久性农业地带围绕，城市的土地归公众所有，由一委员会受托掌管。
3.同心圆增长理论认为城市的自然发展将形成5－6个同心圆形式，它是竞争优势及侵入演替的自然生态的结果。
4.扇形理论认为城市从CBD区沿主要交通干道向外发展形成星形城市，总的仍是圆形，从中心向外形成各种扇形辐射区，各扇形向外扩展时仍保持了居住区特点，其中有较多住宅出租的扇形区是城市发展的最重要因素，因为它影响和吸引整个城市沿着该方向发展。
5.多核理论许多北美城市的土地利用形式并不围绕一个中心，而围绕离散的几个中心发展，虽然市区有的核心不明显，有的核心是在迁移等原因下形成的，这最可能是由于汽车增长，成为上下班的主要交通工具所致。
6.城市生态学发展趋势城市生态系统的中心问题是人类与城市环境的相互关系，但在城市生态系统中，消费者主要是人类，人类占绝对优势；城市生态系统的还原功能主要由城市所依靠的区域自然生态系统中的还原者来完成。
因此，对于城市中的人类与环境如何协调共存，人类的主要生产和消费活动，即人类的经济活动与城市生态环境如何进行协调处理，以及对城市生态系统如何进行生态调控，使其沿着人类要求的方向发展，是城市生态系统的中心问题。
现代城市生态学最关心三个问题：可持续的生态系统方面、生物多样性保护方面、全球变化方面。
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3 城市气候学
此外由于城市供水、排水的方式和农村不同, 在燃烧和某些工业生产过程中还产生一定量的 “人为水汽”进入大气, 致使城市中的水分平 衡与农村有明显差异。
3 城市气候学
3.2 城市的辐射与日照
城市太阳总辐射较乡村少 污染物浓度大直接辐射少散射辐射多总 辐射少 城市下垫面反射率小 冬季更是如此.反射率小意味着吸收率高
3 城市气候学
第二, 城市阻滞效应。城市因有高高低低的建 筑物, 其粗糙度比附近郊区平原大。它不仅能 引起机械湍流, 而且对移动滞缓的降水系统(如 静止锋、静止切变、缓进冷锋等)有阻滞效应, 使其移动速度减慢, 在城区滞留时间加长, 因而 导致城区的降水强度增大, 降水的时间延长。 第三, 城市凝结核效应。城市因生产和生活强 度较大, 空气中尘粒及其它微粒比周围地区多, 为形成降水提供了丰富的凝结核。
随城市化发展, 市区呈现出越来越暖的趋势. 如东京历史时期气温逐年变化可分三个阶段
1920~1942年: 气温变化趋势逐年上升(城市发展) 1942~1945年: 气温变化趋势逐年下降(值第二次 世界大战期间, 东京城市受到大规模的破坏, 城 市热岛效应不存在) 1945~1967年: 气温变化趋势逐年上升(战后城市 建设迅速恢复, 气温又开始回升)
3 城市气候学
城市的大雾阻碍交通，使航班停开，增 加城市交通事故。
大雾阻滞了空气中污染物的稀释与扩散， 加重了大气污染。
城市雾还减弱了太阳辐射，不利于人类 与其它生物的生活。
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城市的降水与水分平衡
1) 城市水分收入项比郊区大 城市水分收入比郊区大 , 首先在于城市中的降 水量一般比郊区多, 一般比郊区多 5%~15%。 形成城市降水较多的原因有三： 第一, 城市热岛效应。城市由于有热岛效应, 空 气层结不稳定, 有利于产生热力对流, 当城市中 水汽充足时 ( 城市中还有一定量的人为水汽和 人工管道供应的水分), 容易形成对流云和对流 性降水。
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盛行风遇到不能穿透的建筑物时, 在迎风面上一 部分气流上升越过屋顶, 一部分气流下沉降至地 面, 另一部分则绕过建筑物的周侧向屋后流去。 当盛行风向与街道平行时, 由于狭管效应, 风速会 加大。如果风向与街道成一定角度则风受阻而速 度减小。在街道中部风速要比人行道靠近建筑物 的部分大些。如果以街道中心的风速算作100% 的话, 那么在迎风面的人行道风速为90%, 背风面 的人行道风速只有45%。人行道旁如果种植行道 树, 树叶茂盛时风速将再减低20%~30%; 在公园 的浓荫中, 风速更会削弱50%上下。
3 城市气候学
城市附近自然景观以及城市内部下垫面 性质亦对城市热岛强度起一定作用。无 绿化的宽阔街道和广场，到中午时剧烈 增温，在夜里又急剧冷却，气温日振幅 最大。林荫道和有绿化的广场白昼较凉 爽，气温的日振幅较小
上海市区公园同其附近街道的气温平均差值(℃)
01 时 公园内 公园附 近街道 两处 气温差 27.1 27.9 0.8
在晴朗的夜间城市热岛环流模式
3 城市气候学
此时郊区因近地面层空气流失需要补充，于是 热岛中心上升的空气又在一定高度上流回到郊 区，在郊区下沉，形成一个缓慢的热岛环流 (local heat island circulation)，又称城 市风系。在近地面部分风由郊区向城市辐合, 称为乡村风(country breeze)。 应该指出, 向城市中心辐合的乡村风, 并不是 很稳定的, 它往往具有间歇性或脉动性(周期 性),即吹一段时间,要停一段时间。此脉动周 期约为1.5~2.0h。这种脉动性在夜间特别明显。
-20 -6
-50 -6
-40 -6
-50 -6
-25 -5.5
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城区比郊区雾多，能见度低
城市多雾的原因，首先是因为人为造成的 大气污染，颗粒物质为雾的形成提供了丰富的 凝结核。城市中鳞次栉比的建筑物群，增加了 下垫面的粗糙度，减少了风速，为雾的形成提 供了合适的风速条件。又由于城市热岛环流， 郊区农村带来的水汽，使低空辐合上升凝结成 雾的机率增大。
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2) 城市下垫面蒸散量和水分贮存量比郊区小 城市由于地面一般经人工铺装, 植被覆盖率低, 不透水面积大 , 降雨后雨水滞留地面时间短 , 地面水分蒸发量及植物蒸腾量均小于郊区。根 据在美国东北部一个小流域的观测研究估算 : 当流域面积的 25%为不透水区时 , 其年蒸腾量 要减少19%; 若不透水面积增加到50%, 年蒸腾 量减少38%; 不透水面积增大到75%时, 则年蒸 腾量减少59%
西安(北纬34)街道可照时间(h)
街道 朝向
南 墙
北 墙
平面
H/D
1/2
1/1
2/1
3/1
1/2
1/1
2/1
3/1
全年 可照 3180.4 2112.7 1346.5 986.3 650.2 524.3 382.6 300.6 4394.4 时数
3 市气候学
3.3 城市的热量平衡与城市热岛效应 热量平衡 人为热的大量输入: 工业生产、家庭炉 灶、空调制冷、机动车排放、冬季取 暖等 下垫面导热率高出乡村3倍, 热容量较乡 村大1/3倍, 因而贮热量大 热收入远高于乡村
3 城市气候学
城市的平均风速比郊区小。 城市与郊区风速的差值还因时、因 风速而异: 一般是白天差值大，晚上 小；夏季大，冬季小。
上海地区1980年年平均风速示意图
3 城市气候学
城市覆盖层内部风的局地差异
从城市整体而言，其平均风速比同高度的开旷 郊区小，但在城市覆盖层内部风的局地性差异 很大。有些地方风速极微；而在特殊情况下， 某些地点其风速亦可大于同时期同高度的郊区。 造成城市覆盖层内部风速差异的主要原因是由 于街道的走向、宽度、两侧建筑物的高度、形 式和朝向不同, 当风吹过城市中鳞次栉比、参差 不齐的建筑物时, 因阻障效应产生不同的升降气 流、涡动和绕流等, 使风的局地变化复杂化。
北京师范大学资源与环境科学学院课程
城市生态学
3 城市气候学
影响城市气候的因素 城市的辐射和日照 城市的热量平衡与城市热岛效应 城市的风及局部环流 城市的降水及水分平衡 城市的大气污染及与城市气候的关系 城市气候与城市规划和城市建设
3 城市气候学
3.1 影响城市气候的因素
城市除了受当地纬度、大气环流、海陆位 置、地形等区域气候因素的作用外, 还受 人类(生产与生活)活动中放出热量及水汽 的影响, 因而形成有别于近郊区和乡村的 局地气候。通常我们称之为城市气候 城市气候所涉及的范围主要包括三个部分: 即城市覆盖层、城市边界层和市尾烟气层
3 城市气候学
城市发展对盛行风的影响
随着城市的发展，人口增多，建筑物的密度和 高度增加，下垫面的粗糙度加大，因而有使城 市年平均风速减小的趋势。
上海历年风速(m/s)
1951~ 1956~ 1961~ 1966~ 1971~ 1976~ 1955 1960 1965 1970 1975 1980 3.6 3.2 3.2 3.1 3.1 3.0
总体说,城市地面吸收的太阳辐射与乡 村差别不大
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城市日照总时数和日照百分率小于乡村 1 大气污染物多,云雾多, 透明度小; 2 热岛效应所引起的对流云经常出现 城市内部日照地区差异明显 此为建筑物遮阴所致, 主要取决于街道走向, 及建筑群高度与街道宽度之比: H/D 北墙冬半年完全荫蔽, 夏半年一天两次日照, 但时间不长; 南墙每天一次, 但随太阳赤纬 增加而减少
乡村
逐时降温率
T/t (C.h-1)
蒙特利尔夏季热岛强度的日变化 (无云无风天气)
维也纳城市和郊区气温差值的日变化
美国两座城市冬季热岛强度Tu-r(℃)的周变化
城 市
星 星 星 星 星 星 星 平 期 期 期 期 期 期 期 均 一 二 三 四 五 六 日
纽黑文 (1939~ 0.6 0.7 0.6 0.7 0.6 0.6 0.3 0.6 1943)
07 时 28.3 29.2 0.9
13 时 31.8 32.9 1.1
19 时 28.3 29.3 1.0
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3.4 城市的风及局部环流 城市热岛环流
在天气睛朗无云，大范围内气压梯度极小的形 势下，由于城市热岛的存在，城市中形成一个 低压中心，并出现上升气流。从热岛垂直结构 看来，在一定高度范围内，城市低空都比郊区 同高度的空气为暖，因此随着市区热空气的不 断上升，郊区近地面的空气必然从四面八方流 入城市，风向向热岛中心辐合。
城市气候所波及的范围
城市气候所波及的范围
3 城市气候学
在城市高强度的经济活动中, 要消耗大量能源。 据统计一个百万人口的城市, 每天要消耗煤 3000t, 石油2800t, 天然气2700t, 同时排放出 粉尘约150t, 二氧化硫150t, 一氧化碳450t, 一 氧化氮100t。当这些粉尘和有害气体进入空气 后, 会改变大气的组成成分, 影响城市空气的透 明度和辐射热能收支, 减弱能见度, 为云雾提供 丰富的凝结核, 从多方面影响气候。如果污染 物超过大气的自净能力, 还会造成城市大气污 染。
城市规模与城乡气温(夜晚)差别的关系
旧金山 城市面积 116.81 2 (km ) 居民人口数 78.4 (万人) 居民密度 6712 2 (人/km ) 夜晚平均 城乡气温差 5.6~6.7 (℃)
圣约瑟 38.33 10.1 2635 3.9~5
帕阿尔托 22.27 3.3 1481 2.2~3.3
巴尔的摩
(1971~ 0.9 1.0 0.8 0.7 0.7 0.4 0.2 0.7 1975)
3 城市气候学
非周期性
1）临界风速：风速大则热岛效应小， 超过临界风速时则消失
2）云量：强热岛大多出现在无云的天 气状态下