城市生态系统的结构及生态流
城市生态学4城市生态系统的结构与基本功能ppt课件
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第二节 城市生态系统的基本功能
城市生态系统的主要功能 外部功能：联系其它生态系统，根据系统内需要 输入和输出的物质能量，保持系统内部物质能量 流动的正常与平衡。 内部功能：维持系统内部物质与能量流动的循环 和畅通，并反馈各种流的信息，以调节外部功能， 同时将系统内剩余或不需要的能量输出到其它生 态系统。
一个国家、城市的能源结构反映该国或该城市生 产技术发展水平。
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次生
热
热
能源
利用率
原生 能源
转化率 传输率
热
最终
能源
热
利用率
热
有用
能源
热
城市生态系统能量流动的基本过程
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城市生态系统能量流动的过程与特点（与自然生 态系统比较）
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人口流：包括人口在时间上和空间上的变化，前 者即人口的自然增长和机械增长，后者反映城市 与外部区域之间人口流动中的过往人流、迁徙人 流以及城市内部人口流动的交通人流。
分类：劳力流和智力流
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城市生态系统物质循环的特点
1.所需物质对外界有依赖性； 2.既有物质输入，又有物质的输出； 3.生产性物质远远大于生活性物质； 4.物流缺乏循环 5.物质循环在人为状态下进行 6.物质循环过程中产生大量废物。
城市生态学
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第四章
城市生态系统的结构与 基本功能
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2
第一节 城市生态系统的结构
一、城市 定义：以空间和环境资源利用为基础、以人类社 会进步为目的的一个集约人口、集约经济、集约 科学文化的空间地域系统，它是一个经济实体、 科学文化实体和自然环境实体的综合体。
城市生态系统
另外，最好对垃圾进行充分分拣，以回收资源。
垃圾填埋的目的是垃圾的无害化处理，封场后通过生态重建，效果还是比较好的。其中关键的技术是防止臭气散播、防渗等。并且通过沼气抽排可以回收能源。借助CDM可以申请国际补助，有一定的利润。
但是，垃圾填埋关键看如何操作，严格按照规范执行的话，是比较安全的。相比焚烧造成的大气污染(主要是二恶英，剧毒，是氰化钾的100倍）还是更容易让人接受的。
四.污水库
1.地理位置
唐河污水库位于保定市安新县北青村北，利用唐河北低水槽围建而成，库容720万立方米，1976年建成并投入使用，现仅有天鹅股份有限公司生产废水排入；经与天鹅股份有限公司负责人交换意见，要求该公司进一步对生产废水进行深度治理，并尽快纳入保定市污水处理厂。
五.白洋淀
1.位置 白洋淀位于河北保定境内，白洋淀淀区主要在保定地区安新县境内，一部分在沧州地区。涉及安新、雄县、任丘、容城、高阳等县市。是国家重点旅游区和开放区。水域面积366平方公里，为华北平原最大的淡水湖。南距石家庄189公里，北距北京162公里，东距天津155公里，是京津冀腹地。
一.城市生态系统
1.结构：是由自然系统、经济系统和社会系统所组成的(如图 ）。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。
4.农业生态系统的基本结构
就总体来讲，农业生态系统结构，指农业生态系统的构成要素以及这些要素在时间上、空间上的配置和能量、物质在各要素间的转移、循环途径。由此可见农业生态系统的结构包括三个方面，即系统的组成成分，组分在系统空间和时间上的配置，以及组分间的联系特点和方式。
城市生态系统的结构及生态流
第六章城市生态系统的结构及生态流第一节第二节第三节第四节城市生态系统的结构城市生态系统的物质循环城市生态系统的能量流城市生态系统的信息流第一节城市生态系统的结构城市生态系统的结构第二节城市生态系统的物质循环城市生态系统中物质循环是指各项资源、产品、货物、人口、资金等在城市各个区域、各个系统、各个部门之间以及城市与外部之间的反复作用过程。
城市生态系统物质循环中物质流类型包括自然流（又称资源流）、货物流、人口流和资金流。
第二节城市生态系统的物质循环从市外进入城市的物质有两部分：天然输入：如空气、大部分水以及其中含有的物质，它们是由天然的空气流动和大气降水、河水、地下水流入城市。
人工输入：原材料、生产资料以及生活资料，这些物质是由人工生产，经过各种运输工具以及建造的特殊管线输入到城市的。
城市生态系统物质代谢概括示意图二、城市的水循环为了维持生存，人每天至少需2~2.5升水，一般生活需水5升，加上卫生方面的用途共需40~50升。
发达国家城市居民每人每天平均用水量为300~500升，发展中国家约100 ~ 300升/人·天；我国1996年人均用水208升，2001年为216升/人·日。
水是城市里流量最大、流速最快的物质，在现代化城市中用水量更高。
城市水循环由于自然循环的改变及增加了人工控制的排灌系统，使其错综复杂。
香港地区水量收支情况：淡水：来源于主要是降水，内地供水和地下水，并消耗于蒸发、蒸腾、地表径流和生产、生活。
海水：主要用于工业、商业、市政以及部分生活用水。
上海地区水量：降雨量76 ×108 t / 年；自黄浦江长江口取水26 ×108 t / 年；市区每日用水量约540 ×104 t ，其中工业用水占40%，生活用水60%，城市污水处理能力为190 ×104 t /天。
我国城市工业用水回收率还有待提高；并注意避免再次污染。
三、城市的氧气代谢城市中主要的氧气消耗：一部分与生物活动有关，包括人类、动物、植物的呼吸作用，随同细菌活动发生的有机质废物的氧化分解等；另一部分是以各种化合物燃料为主要的有机物燃烧时消耗的氧气。
第3章城市环境生态学基础
孤立农家 市井集镇 老工业区 新工业区
第三节 城市生态系统的组成和结构
• 1. 城市生态系统的组成
• 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
• 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）
（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；
• 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。
• 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
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。
城市生态学基本原理
城市地物
建筑物、大小、高度、街道。（街道风）
其它污染
（1）城市水文、水污染（污水处理厂的设置通常在城市主要河流的下游 区域；工业废水排放，日本水俣病）
（2）城市土壤和土壤污染（近郊城乡结合部的土壤多作为蔬菜和副食 品生产基地，由于接近城市，受城市生产和生活影响比较显著，污水、垃圾 都影响到土壤，增强了污染）
（2）流动源是指排放污染物的地点不固定的污染源，主要指交通工具， 如汽车、火车、飞机和轮船等。这种流动源与工厂等固定污染源相比，虽然 排放量小而分散，但数目庞大，活动频繁，排放出来的污染物总量还是不容 忽视的。其中，城市汽车是最大的污染源，主要有一氧化碳、氮氧化物、碳 氢化合物等。
城市空气污染 插图4-12
城市热岛效应产生的原因
简单的讲，城市人口密集、工厂及车辆排热、居民生活用能的释放、城 市建筑结构及下垫面特性的综合影响等是其产生的主要原因。
气候条件是造成城市热岛效应的外部因素，而城市化才是热岛形成的内 因。一般认为，热岛成因有五：
原因一
城市内拥有大量锅炉、加热器等耗能装置以及各种机动车辆）。这些机 器和人类生活活动都消耗大量能量，大部分以热能形式传给城市大气空间。
定义三：热岛是由于人们改变城市地表而 引起小气候变化的综合现象，是城市气候 最明显的特征之一。由于城市化的速度加 快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面 比郊区的土壤、植被具有更大的热容量和 吸热率，使得城区储存了较多的热量，并 向四周和大气中幅射，造成了同一时间城 区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的 城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋 大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城 市热岛效应。
5．建设若干条林荫大道，使其构成城区的带状绿色通道，逐步形成以 绿色为隔离带的城区组团布局，减弱热岛效应；
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。
城市生态系统由什么构成？
城市生态系统由什么构成？
组成
结构
形态结构城市存在于一定的区域范围内，占有一定的空间位置，并具有某种形
态结构。
从城市的构型看，城市外貌除了要受自然的地形、水体、气候等影响外，更要受城市形成的历史、文化、产业结构、民族、宗教，甚至某些人的兴趣等人为因素的影响。
除城市构型外，城市的人口密度、功能分区和道路桥梁等都是描述城市形态结构的因素。
营养结构城市生态系统的营养结构不同于自然生态的营养关系，并且改变了原来自然生态系统中各营养比例关系。
在城市中，作为生产者的绿色植。
城市生态学作业(三、四、五章)
城市生态学作业第三章1、如何理解城市生态系统的功能？答：（一）城市生态系统的生产功能1、生物生产：生物能通过新陈代谢作用与周围环境进行物质交换、.生长、发育和繁殖。
城市生态系统的生物生产功能是指城市生态系统所具有的，包括人类在内的各类生物交换、生长、发育和繁殖过程。
（1）生物的初级生产：生产粮食、蔬菜、水果和其他各类绿色植物产品。
（2）生物次级生产：从城市外部输入。
如香港的菜、肉.水等由内地供应。
2、非生物生产：是指具有创造物质与精神财富满足城市人类的物质消费与精神需求的性质。
(1)物质生产:是指满足人们的物质生活所需的各类游行产品及服务。
(2)非物质生产:是指满足人们的精神生活所需的各种文化艺术产品及相关的服务。
（二）城市生态系统能源结构与能量流动能源总生产量和总消费量的构成及比例关系。
能源的生产结构:从总生产量分析能源结构。
能源的消费结构:从消费量分析能源结构。
2、简述自然生态系统和城市生态系统的不同点。
答：（1）组成结构：城市生态系统的生命系统的主体是人类，而不是各种植物、动物和微生物，次级生产者与消费者都是人，而自然生态系统的主导成分是绿色植物。
（2）城市生态系统环境主要部分变为人工的环境，是一个不完全的生态系统，而自然生态系统是一个成熟稳定的生态系统，具有自我调节并维持的能力。
（3）物质与能量流动：城市生态系统是依靠外来来能源的非生物生产系统，主要为工业产品，在能量的输送过程中有散失，在能量生产和消费活动过程中，有一部分能量以三废形式排入环境，使城市遭到污染。
而自然生态系统没有垃圾以及增温和附加能量。
3、城市生态系统是由哪些要素组成的？答：生态学家等学者认为城市生态系统是一个以人为中心的自然经济，社会复合起来的系统，因而组成上包括这三个方面：（1）自然系统：是居民赖以生存的基本环境，以生物与环境的协同共生及环境对城市活动支持，容纳、缓冲及净化为特征。
有植物、景观、水体、太阳能、矿藏、土体、其他生物等。
第八章 城市生态系统的生态流
R．E．帕克 （Robert Ezra Park 1864—1944）
R．E．帕克 （Robert Ezra Park 1864——1944）生于宾夕法 尼亚州。美国著名社会学家，芝 加哥学派重要代表人物之一，城 市社会学的奠基人。主要从事对 城市现象和种族关系的研究，首 创了参与观察法，是一位经验社 会学学派的领袖。
3.2
城市生态学的发展
E.W.伯吉斯(Ernest W.Burgess,1886— 1966），他是帕克的学生，也是人类生态学派创 始人之一。他与帕克合著的《社会学导论》一书， 对人类生态学发展起了重要推动作用。 他用观察植物群落生态过程的相同方法，研究 城市社会结构的动态发展，提出了著名的同心圆 理论。经过帕克等人的努力，人类生态学发展成 为一门具有自己研究对象的独立学科。
3.3 城市生态学的研究对象 —城市生态系统
3.3.1 城市生态系统的概念
• 城市生态系统(urban ecosystem):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,属人工生态系统(artificial ecological system)。
城市生态系统是自然实体和社会,、经济和科学
3.2
城市生态学的发展
1933年，美国生态学家奥.莱奥波尔德（Aldo Leopold， 1886—1948）发表了“大地伦理学”的著名论文，他从生态 学角度将地球视作一个有机的整体：土壤、高山、河流、大 气圈等地球的各个组成部分，是地球的各个器官。器官的零 部件组成动作协调的器官整体，其中每一部分都有确定的功 能。在他看来，自然没有等级差别，人类也是生物联合体中 平等的一分子，各种生物与自然相互合作，产生了自然的自 我调节的整体功能。 他屡次提到提倡人们要与自然建立伙伴关系，以取代把 自然当作改造和征服对象的传统思维模式。人类在自然中作 用不在于征服统治自然，而在于保护和建设自然，人和自然 应共同进化、和睦相处。
生态系统的结构与能量流动
5.大象是植食性动物，有一蜣螂则专
以象粪为食。设一大象在某一段时 间所同化的能量为106KJ，则这部分 能量中可流入蜣螂体内的为( Ａ ) A A.0KJ C.2×106KJ B.106KJ D.106KJ~2×106KJ
同化量＝摄入量－粪便量
呼吸
呼吸 18.8 62.8 初级消费者
呼吸
96.3
总结 1、一般不超过五个营养级 2、以生产者为第一营养级
3.不同食物链中生物所处营养级不同
1.右图表示a、b、c三个地区森 林土壤有机物分解状况，则分 解者的作用强弱依次是（ ） A
A.a>b>c
C．c=b>a
B．c>b>a
D．a>c=b
生态系统的营养结构
请写出谚语 “螳螂捕蝉，黄雀在后” 所体现的完整的食物链？
食物链的起点是生产者。
答案：树叶 蝉 螳螂 黄雀
食物链和食物网
食 物 链 和 食 物 网
注意事项:
1.每条食物链的起点总是生产者，终点 是不被其他动物所食的动物。 2.生产者总是为第一营养级。
3.各种生物所处的营养级并不是一成 不变的。
2.下图表示某草地上草、虫、鸟三类生物数量 的变化曲线,下列叙述正确的是 A．甲、乙、丙依次是鸟、虫、草 B．a点时丙数量的上升主要是食物的增加 C．b点时丙的下降主要是天敌的减少 D．生态系统崩溃的原因最可能是鸟类的锐减
D
3.对一个受到轻度浓药污染的湖泊进行调查，测得该 湖泊内具有食物链关系的甲、乙、丙、丁4个生物种群 所同化的总能量如下表：判断下列哪一项是正确的 D A.从4个种群的营养关系上，它们之间只能形成一条食 物链 B.除甲种群外，其它3个种群的同化作用方式都属于异 养型 C.按照生物的富集原理，丁种群体内的农药残留量是 最多的 D.因捕食引起的竞争关系，可能涉及到甲、丙、丁三 个种群 生物种群 能量 ＫＪ 甲 乙 丙 2.9×107 丁 9.3×107
城市绿地生态学：城市生态系统
6.3.2 城市生态环境问题及其控制
1. 人口压力 2. 城市水问题及其解决途径 3. 大气污染及其控制 4. 噪声污染及其控制 5. 固体废物及其处理 6. 热岛效应及其防治
6.2.2 城市生态系统的结构与功能
城市居民
或城市人群
生命
自然环境
城市生
非生命
态系统
城市环境系统
政治
社会Hale Waihona Puke 境 法律经济文化教育
城市生态系统的结构
生命
自然生态系统
非生命
人类的经济活动
经济生态系统 第一产业
城市生态系统
第二产业
第三产业
文化
政治
社会生态系统 科学
法律
政策
城市生态系统中的三个子系统
2. 城市生态系统的功能
负面影响：住房困难、交通拥挤、水源短 缺、环境污染、疾病流行、犯罪增加、就 业困难等。
城市问题的生态学实质
①城市中的物流链很短，从资源到产品和 废物。大量资源不能完全被利用，以“三 废”（废液、废渣、废气）形式输出，资 源利用效率低，而且污染环境；
②城市中的生产、生活需要大量能源特别 是矿物能源。消耗大量氧气，加重了大气 污染，使环境问题更加严重；
城市生态系统的功能主要表现为系统内外 的物质流、能量流、信息流、货币流及人 口流的输入、转换和输出。
（1）城市生态系统的生产功能 （2）城市生态系统的能源结构与能量流动 （3）城市生态系统的信息流
（1）城市生态系统的生产功能
1）生物初级生产 是指植物的光合作用过 程。
2）生物次级生产 由于城市次级生产者主 要是人，故次级生产过程具有明显的人为 可调性。
城市生态系统的构成及特征
城市生态系统的构成及特征城市生态系统是由城市内部的物质和能量流动以及城市与周围环境的相互作用所组成的，是城市发展与环境保护的重要组成部分。
城市生态系统的构成主要包括人口、建筑、绿地、水体、空气等要素，这些要素之间相互作用，共同构成城市生态系统的特征。
一、城市生态系统的构成1.人口：人口是城市生态系统的核心要素，人口数量和结构的变化会影响城市生态系统的稳定性和可持续发展。
人口的增加会带来对资源的需求增加、环境的破坏，同时也会对生态系统造成压力和影响。
2.建筑：建筑是城市的重要组成部分，城市建筑的密集度、高度和结构等特征都会影响城市生态系统的功能。
建筑的能耗、排放、占地面积等方面的影响也会对城市生态系统造成影响。
3.绿地：绿地是城市生态系统中的重要组成部分，能够提供氧气、净化空气、调节气候、减少噪音等功能。
绿地的类型和分布会影响城市生态系统的稳定性和景观质量。
4.水体：城市水体是城市生态系统中的重要组成部分，城市内部的河流、湖泊、水库等水体对城市生态系统的稳定性和美观性起着重要作用。
城市的水资源管理和利用直接关系到城市生态系统的健康。
5.空气：城市的空气质量对城市生态系统的稳定性和人民的健康有着重要影响，城市的工业排放、汽车尾气等都会对城市空气质量产生影响。
二、城市生态系统的特征1.复杂性：城市生态系统是一个复杂的系统，其中包含了多种要素之间的相互作用和影响。
城市生态系统中的各个要素之间存在着复杂的关系，相互依存、相互制约。
2.脆弱性：城市生态系统的脆弱性表现在其生态环境对外部环境变化的敏感性和脆弱性。
城市生态系统的稳定性和可持续发展面临着内在的风险和挑战。
3.可持续性：城市生态系统的可持续性是指城市发展与环境保护之间的平衡和协调。
城市生态系统的可持续性表现在其对资源的有效利用和环境的保护。
4.安全性：城市生态系统的安全性是指城市在面临自然灾害、环境污染等问题时的抵御能力和适应能力。
城市生态系统的安全性对城市的发展起着重要作用。
城市生态系统的构成及特征
3．城市生态系统的开放具有层次性 第二层次为城市社会经济系统与城市自然环境系统之间的开放 第三层次指城市生态系统作为一个整体向外部系统的全方位开放。
小镶嵌：指各功能分区内部组成要素按土地利用所形成的微观空间组合形式。如：居住区内，由道路、居住单元、小片绿地和其它设施组成。
镶嵌式结构水平的高低是衡量城市规划质量与系统功能效率的一个重要标准。
(五) 城市生态系统的高“质量”性 1．物质、能量、人口等的（1996年）
资源利用链结构各由一条主链和副链构成。主链中： 各类资源经初加工，生产出一系列中间产品，再经深加工 后生产出可供直接消费的最终产品。副链：废弃物如果加 以重复，综合利用，即为资源链的副链。
二、资源利用链结构
城市生态系统中的生命与环境之间，环境要素之间都 存在一定的相互作用关系。其中城市人群与环境之间的关 系是此种结构的主要内容。
3．生态位 自然生态系统能提供自然生态位； 城市生态系统所能提供自然生态位、社会生态位、经济生态位。 4．系统的功能 自然生态系统表现出极高的生态效率； 城市生态系统整个系统的生态效率极低。
5．调控机制 6．系统的演替 城市生态系统的演替是人类为了自身的生存和发展，通过各种生产和生活活动。对系统能动地创建、改造、拓展的结果，也是城市人类集聚的发生、发展、兴盛、衰亡的过程。
(二)城市生态系统的人为性 1．城市生态系统是人工生态系统 2. 城市生态系统是以人为主体的生态系统 3．城市生态系统的变化规律由自然规律和人类影响叠加形成
(二) 城市生态系统的人为性 4．人类社会因素的影响在城市生态系统中具有举足轻重的地位 5．城市生态系统中的人类活动影响着人类自身
第08章城市生态系统的生态流
• 水是城市里流量最大流速最快的物 质，在现代化城市中用水量更高。
• 在人为影响下的城市中的水循环与 空旷地有很大不同。
• 布鲁塞尔：
• 面积1618km2，人口100.75万，水量的主 要来源是降水，全年从降水中获得的水量 为113X106t，其中71.8％渗入地下，
• 28.2％左右用于蒸发和蒸腾，城市的用水， 包括工业生产用水，每人每天以 156L计， 全年约 57.37 X 106t（图 8—3入这部分水 量主要靠径流及地下水供应，最终又以废 水排出。
• 城市中人群的食物包括许多有机物和 无机物，按其性质可分为植物性食品、 动物性食品以及无机盐等。城市生态 系统中的食物代谢是通过食物链实现 的。
• 城市生态系统中的食物链可以概括为两大 基本类型（图8—2），
• 栽培食物链，主要是通过人工栽培或饲养 植物和动物，以供人们食用；
• 野生食物链，主要是通过各种捕获采集方 式从自然界中获得的野生生物，它的前期 是在自然界进行的。
• 元素只限于主要的，并没有对一切元素都 进行分析。
• 可以看出，几种主要元素含量，从大 到小的顺序依次是：
• 氧＞硅＞铁＞钙＞铝＞碳
• 清楚地反映出城市钢铁和水泥的特征， 从当前继续进行的城市各种基建工程 来看，这种特征将越来越明显。
• 城市物质的输入和输出的吞吐量很大。
• 唐山市总面积13472km2，其中市区面积 1090 km2，总人口为5.95 X106人，其中市 区人口1.35 X106人，人口密度 1239人/ km2，
• 日本工业用水的复用率，1979年已达 73.1%。
• 君津钢铁厂每炼一吨钢铁需用水150吨，每 日耗水280万吨，相当于东京市区自来水供 应量的一半，但该厂回收率达 95％，每天 仅需补充新水14万吨。全日本已有114个城 市建立了“中水道”，专门收集仍可使用 的工业废水，供居民洗涤、浇园之用。
第六章_城市生态系统的结构与功能
城市能源供应现代化水平的指标
电力消费在能源消费中的比重及一次能源 用于发电的比例:发达国家这两个指标一 般在24％，35%左右(全国平均)，城市将 更高，而上海为11.1％和3.4％。
城市生态系统能量流动过程与特点
热
次生 能源
传 输 热
热
原生 能源
最终 能源
热
有用 能源
热
热
城市生态系统能量流动基本过程
城市生态系统物质循环中的物质流类型
城市的物流运转,消纳,输入与输出可看做城市的物 质代谢。研究城市物质代谢的重点: 物质的来源、利用、分配、管理 废物的排放、扩散、处理、再生
城市的负载能力、环境容量 污染物质的流动规律及对人和物理环境的影响 等问题
城市生态系统物质循环中的物质流类型
非物质的非生物生产：是指满足人们的精神 生活所需的各种文化艺术产品及相关的服务。 城市文化功能的体现 “城市的功能是化力为形、化能量为文化”
能量流动
城市生态系统的能量流动是指能源（能产生 能量的物质，即全部能量来源）在满足城市 四大功能（生产、生活、游憩、交通）过程 中在城市生态系统内外的转化、传递、流通 和消耗过程。 能源结构是指能源总生产量和总消费量的构 成及比例关系。包括能源的生产结构、能源 的消费结构
24.3 19.0 6.1 28.9 23.1 17.1 76.4 27.2
39.8 24.5 39.0 40.6 38.2 56.1 19.2 40.0
26.3 50.4 11.9 18.3 28.0 11.3 2.0 23.0
8.6 3.8 40.0 11.7 10.5 14.1 0.4 7.3
信息传递
信息在城市生态系统中的作用： ①城市功能的发挥需要信息 ②城市是信息的集聚点 ③城市是信息的处理基地 ④城市是信息高度利用的区域 ⑤城市是信息的辐射源 ⑥城市信息流量与质量反映了城市现代化水平
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。
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第六章城市生态系统的结构及生态流
第一节第二节第三节第四节城市生态系统的结构
城市生态系统的物质循环城市生态系统的能量流城市生态系统的信息流
第一节城市生态系统的结构
城市生态系统的结构
第二节城市生态系统的物质循环
城市生态系统中物质循环是指各项资源、产品、货物、人口、资金等在城市各个区域、各个系统、各个部门之间以及城市与外部之间的反复作用过程。
城市生态系统物质循环中物质流类型包括自然流（又称资源流）、货物流、人口流和资金流。
第二节城市生态系统的物质循环
从市外进入城市的物质有两部分：
天然输入：如空气、大部分水以及其中含有的物质，它们是由天然的空气流动和大气降水、河水、地下水流入城市。
人工输入：原材料、生产资料以及生活资料，这些物质是由人工生产，经过各种运输工具以及建造的特殊管线输入到城市的。
城市生态系统物质代谢概括示意图
二、城市的水循环
为了维持生存，人每天至少需2~2.5升水，一般生活需水5升，加上卫生方面的用途共需40~50升。
发达国家城市居民每人每天平均用水量为300~500升，发展中国家约100 ~ 300升/人·天；我国1996年人均用水208升，2001年为216升/人·日。
水是城市里流量最大、流速最快的物质，在现代化城市中用水量更高。
城市水循环由于自然循环的改变及增加了人工控制的排灌系统，使其错综复杂。
香港地区水量收支情况：
淡水：来源于主要是降水，内地
供水和地下水，并消耗于
蒸发、蒸腾、地表径流和
生产、生活。
海水：主要用于工业、商业、市
政以及部分生活用水。
上海地区水量：
降雨量76 ×108 t / 年；自黄浦江长江口取水26 ×108 t / 年；市区每日用水量约540 ×104 t ，其中工业用水占40%，生活用
水60%，城市污水处理能力为190 ×104 t /天。
我国城市工业用水回收率还有待提高；并注意避免再次污染。
三、城市的氧气代谢
城市中主要的氧气消耗：
一部分与生物活动有关，包括人类、动物、植物的呼吸作用，随同细菌活动发生的有机质废物的氧化分解等；另一部分是以各种化合物燃料为主要的有机物燃烧时消耗的氧气。
任何发达的生产技术都还不能代替植物的光合作用，城市园林绿地能促进大气中二氧化碳与氧气的平衡。
城市居民呼吸耗氧排碳一般占城市总耗氧排碳的20%。
南京市2/3的二氧化碳是由中山陵的森林树木吸收的。
城市生态系统物质循环的特点
①城市生态系统所需物质对外界有依赖性
②城市生态系统物质既有输入又有输出
③生产性物质远远大于生活性物质
④城市生态系统的物质流缺乏循环
⑤物质循环在人为状态下进行
⑥物质循环过程中产生大量废物
第三节城市生态系统的能量流
一、城市能源
1．能源类型
按来源自然能源：包括太阳能、风能、潮汐能、地热能等。
矿物能源（化石能）：包括煤、石油、天然气等。
生物能源：包括沼气、秸秆、木材等。
按能源利用方式分：
常规能源可再生能源：水力能
一次能源不可再生能源：煤、石油、天然气、核裂变燃料新能源可再生能源：太阳能、生物能、风能、潮汐能、地热能
不可再生能源：核聚变能
二次能源：火电、焦炭、煤气、柴油、沼气等
一次能源：指从自然界直接取得而不改变其基本形态的能源。
二级能源：指一次能源经过加工，转变成另一种形式的能源。
2．能源特点
法国朗斯潮汐电站
2600
广东阳江
沼气罐
3．能源结构
能源结构是指能源总生产量和总消费量的构成及比例关系。
能源的生产结构：从总生产量分析能源结构。
能源的消费结构：从总消费量分析能源结构。
能源结构可反映一个国家或
城市生产技术发展水平。
在中国能源资源还算丰富，
但人均占有量就非常低了。
煤炭24%
石油33%
生物能14%核能
5%
氢能
6%天然气
18%世界能源结构图
1990年
在以上26个城市能源结构中煤炭所占比例也可以看出，我国城市以煤炭为主要能源的特点。
城市是一个国
家消耗能源的主要区域。
城市的能源结构与全国的能源
生产结构、消费结构、城市结构特征和环境特征等有着
密切的关系。
我国能源结构特点：富煤、贫油、少气，能耗主要依赖煤炭。
99
×1010t 或m3
我国根据矿物能源供应情况分为：
富能城市：
如大同、平顶山市
有能城市：
如南京、西安
缺能城市：
如上海、天津目前，天然气和电力消费及一次能源
用于发电的比例仍然是反映城市能源供应
现代化水平的指标。
天然气热值高，污染
少且成本低，已成为城市燃气现代化的主
导方向。
北京天然气供应与空气中二氧化硫浓度的关系
二、城市能量流动
1．城市生态系统能量流动的过程
城市生态系统中原生能源一般需从城市外部调入，其运输量也是十分惊人的。
当然，在原生能源转化为次生能源的过程中，也是最容易产生污染的环节。
2．城市生态系统能量流动的特点
在能量的使用上，自然生态系统的能量流动类型主要集中于系统内各生物物种间所进行的动态过程，反映在生物的新陈代谢过程之中；城市生态系统由于技术发展，大量的是非生物之间能量的变换和流转，反映在人力所制造的各种机械设备的运行过程中，这种非生物性能量决非在城市这一相对“狭隘”的自然环境中所能满足。
随着城市的发展，它的能量、物资供应地区会越来越大。
在传递方式上，城市生态系统的能量流动方式要比自然生态系统多。
自然生态系统主要通过食物链、网传递能量；而城市生态系统可通过农业部门、采掘部门、能源生产部门、运输部门等传递能量。
在能量流运行机制上，自然生
跨越黄河的西气东输管道态系统能量流动是自为的, 天
然的，而城市生态系统能量流
动以人工为主。
在能量生产和消费活动过程中，
有一部分能量以三废形式排入
环境，使城市遭受污染。
在能量流动中不断有能量损耗，不能构成循环，具有明显
的单向性。
除部分能量是由辐射传输外（热损耗），其余能量都是由
各类物质携带。
第四节城市生态系统的信息流
一、信息的作用
1、传递知识
通过发布消息、宣传广播传播知识；
交通控制中心传递情报。
2、信息是科学技术与生产力之间的纽带
世界电信业务量和装备急剧增长，信
息通讯已成为国民经济的支柱产业。
3、信息可提高效率
交通部门可提高效率50%以上；节约
交通能源60%。
基建部门可提高劳动生产率15%以上；
4、信息在世界经济中的作用
二、城市的信息流
1. 城市有现代化的信息技术：
现代印刷技术、无线电通讯技术、电子信息网络技术及使用这些技术的人才。
2. 城市有完善的新闻传播网络系统：
报纸、电台、电视台、出版社、杂志社、通讯社及各党派、行政、军事决策机关等，故城市有大容量的信息流。
3. 邮电通讯是现代城市的基础设施之一。
城市的信息资源的利用程度可用两个
指标来表示：
信息装备：电话、电视、计算机普及率
信息流通量：人均年使用通讯费、订报刊费。