第二章 城市生态学与城市生态系统
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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1
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》PPT课件
R.E.帕克（1864—1944），芝加哥学派主要代表人物之 一。1914—1936年在芝加哥大学社会学系任教。他认为社 会学是一种研究人类行为的自然科学。他在社会学研究上
侧重于对种族和城市的研究，代表性著作是《城市—对都 市环境研究的建议》（1925）、《人类社区、城市和人类 生态学》（1925）。帕克认为，城市是人类文明的一种方 式。人类的生态总是由“生存斗争”进化原理所推动的，它
个象征上流商业地址的权利），也是竞争的目的之一。
长期担任新闻记者的经历，使帕克观察到20世纪早期芝 加哥城市形成过程。
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
深入研究生态系统的结构和功能，生态系统中物质、能量
和信息交换，生态系统的自我调节机制和抵抗干扰的能力，
生态系统的发育和演化过程。
人类生态学（human ecology）是借用生态学进化论原 理，研究城市环境的空间格局及其相互依赖关系的系统。
它是由美国芝加哥经验社会学派代表人物R.E.帕克和E.W. 伯吉斯提出.人类生态学注重研究生态对于人类组织形成 和行为的影响。
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Fra bibliotek会学 学派的领袖。
芝加哥（Chicago）是美国第二大城市。1831年，芝加 哥还只是一个村庄，到1837年才形成城镇。1848年完工的 伊利诺伊河与密执安运河，将芝加哥与密西西比河连接起
来。1835年，芝加哥又与东部铁路相连，随着交通的发展， 芝加哥工业和商业迅速发展起来。芝加哥人民有光荣斗争
《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
城市生态学教学大纲
《城市生态学》课程教学大纲课程名称：城市生态学英文名称: urban ecology课程性质: 专业选修课学分： 2总学时： 32 理论学时：32适用专业：资源环境与城乡规划管理先修课程：一、教学目的与要求要求学生在了解生态学理论的基础上，采取理论与实践分析相结合的方式，掌握城市生态系统的组成形态与功能、城市人口、生态环境、城市灾害及防范、城市景观生态、城市与区域可持续发展和城市生态学原理的社会应用等方面。
进入21世纪，现代化建设极大地加速城市化进程，城市问题日趋严重，环境与发展成为国际社会更加关注的重大问题，如何保护生态环境，实现可持续发展是全人类面临的紧迫而艰巨的任务，对该课程的学习，有助于培养学生树立社会经济发展与生态环境建设相协调互进的意识，以便学会以城市生态学理论为指导，将其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，为居民创造清洁、优美、舒适、安全的生态环境。
二、教学内容与学时分配三、各章节主要知识点与教学要求第一章绪论第一节生态学的概念一、生态学的概念二、生态学的研究对象三、生态学的分支学科四、生态学的发展简史五、生态学的研究方法第二节城市生态学的概念一、城市与城市生态学的定义二、城市生态学的研究内容和分支学科三、城市生态学研究的社会意义第三节城市生态学的发展简史一、城市生态学的形成与发展二、现代城市生态学的产生与发展第四节城市生态学的学科基础与研究方法一、城市生态学的学科基础二、城市生态学的研究的基本原理与思路本章重点：生态学的概念和研究方法，城市生态学的定义、研究内容，城市生态学研究的社会意义，城市生态学的研究的基本原理与思路。
本章教学基本要求：了解城市生态学在学科体系中的地位和作用，了解城市生态学的研究内容、研究意义、发展历程、学科基础，理解并掌握城市生态学的定义、研究内容、分支学科以及研究方法。
第二章生态系统基础理论第一节生态系统的组成与结构一、生态系统的组成二、生态系统的结构第二节生态系统的能量流动与物质循环一、能量流动二、物质循环第三节生态因子及其作用一、生态因子概念及其分类二、生态因子作用的一般特征三、生态因子的作用方式四、生态因子的作用规律第四节生态系统平衡及其意义一、生态系统平衡二、生态系统平衡理论的意义本章重点：生态因子作用的一般特征、生态因子的作用方式、生态因子的作用规律、本章难点：生态因子作用的一般特征、生态因子的作用方式、生态因子的作用规律、能量流动本章教学基本要求：了解生态系统的组成与结构、生态系统平衡的意义，理解生态系统的能量流动规律与物质循环过程，掌握物质循环的概念、生态因子作用的一般规律。
城市生态学(3.1.2)--城市、城市系统及城市生态系统
第一节 城市 城市系统 城市生态系统一．城市现代人们普遍认为，城市是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、政治社会实体、科学文化实体和自然环境实体的综合体，是一个地区的政治、经济和文化中心。
城市又是一定空间内组织生产力，实现社会分工和联系推动社会生产力发展的空间存在形式。
它集中了一个地区生产力最先进、最重要的部分，代表着一个国家或一个地区国民经济的发展水平与方向。
因而城市的发展状况可以作为一个国家或一个地区社会经济发展水平的重要标志。
城市是“城”和“市”的结合。
中国的汉字“城”字，用象形的籇体字，就表示了在土地上用兵器“戈”来保卫政权。
但这仅是一个方面，另一个方面是由于人类社会发展到出现固定的居民点，手工业从农业中分化出来和金属工艺的使用等，促进了生产的发展和产生剩余，从而出现交换，在固定的地点和时间进行交换，就形成了“市”，即所谓“日中为市，各易而退，各得其所”。
这种有防御功能和商业贸易及手工业为主要职能的居民点，才能叫做城市。
早期的城市是农业居民点的基础上分化出来的，所以城市之间的区别也不显著，而且大都是建在农业发达的大河流域，如尼罗河、恒河、黄河等河流沿岸。
城市产生后，随着社会的发展，使城市也有了迅速的发展与显著的变化。
虽然由于西方和东方的地理与人文环境、习惯的不同，城市的发展在形态结构上有一定的差异，但城市的基本系统组成和功能是基本一致的。
二．城市系统城市是以人为中心的，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。
按照系统论的观点，这个综合体称作城市系统(urban system)。
（一）城市系统的特征城市是一个复杂的社会形态。
有人估计其组成单元为108个。
它由许多子系统组成，如经济、人口、金融、交通、城建、科学、教育、文化、法律等。
张世英等人将北京国民经济与社会大系统，按其功能、性质与形态，分为人口、环境、资源与能源、产业、财政、交通与邮电、科教文卫等7个子系统，概括了构成城市实体的7个主要方面。
城市环境与生态学：第1篇 原理篇 第02章 城市生态学概论及基本原理
✓ 从全球的角度来研究生态学。 ✓ 人类面临的挑战：人口、食物、能源、资源、工业及城市膨胀
2.3.3 城市生态学的研究内容
城市与生态环境相互关系的角度
• 城市人口的结构、变化速率及其空间分布特征 • 城市物质代谢功能与城市生态环境质量的关系 • 城市发展（受限）与生态环境质量的关系 • 研究城市生态系统与环境质量之间的关系以建立生态系统模型 • 城市环境质量与城市居民健康的关系 • 城市生态系统的生物与环境之间的作用与反作用 • 城市生态系统与其他生态系统的关系（农田、海阳与河流等） • 社会环境对城市居民及其活动的影响 • 生态环境质量指标的合理标准 • 城市生态规划和环境规划的原理、内容与方法
•1 •2
2.4 城市生态学基本原理
2.4.1 城市生态位原理：促进城市发展的内在原因 2.4.2 多样性导致稳定性原理：城市稳定和活力的原因 2.4.3 食物链（网）原理：城市活动的能量、物质利用原理 2.4.4 限制因子原理：城市发展的关键因素原理 2.4.5 生态环境承载力原理：城市发展的局限性原理 2.4.6 共生原理：城市发展的关系原理
2.1 城市生态学概念
2.1.1 城市生态学概念 2.1.2 城市生态学的分支
2.1.1 城市生态学概念
城市生态学由芝加哥学派的创始人帕克于 1920年代提出：城市生态学是对人们的空 间关系和时间关系如何受其环境影响这一 问题的研究。
芝加哥学派是由美国芝加哥大学社会学系为代表的人类生 态学及城市生态学术思想的统称。以城市为研究对象，通 过社会调查及文献分析方式，以社区和邻里为研究单元， 研究城市的集聚、分散、入侵、分隔及演替过程。
2.3.1 城市生态学的主要学科基础 2.3.2 城市生态学的研究层次 2.3.3 城市生态学的研究内容
试谈城市生态学和城市生态系统
两 栖类
、
小学 工厂
、
幼儿园
托 儿所 等 是 教 学 码头
。 、
水生 的 脊 椎 动 物和 无脊 椎 动 物
、
环境
。 、
也可 以 说 是 人 群 哺 育 后 代 的 哺 育 环
、
、
。
人工 饲 养的 家 禽
,
家畜
家 鱼是 主要
,
办公
车站
、
仓库
、
运
这
但 是 不能 忽 视 自然 生 长 的 动 物 的 作 用
“
”
, 。
市 人 群 的 东 西 废弃 物 乃 是 为 城 市人 群 所 弃 而 又 难 以 摒 弃 于城 市 生 态 系 统之 外 的 东 西
。
。
如何 在发 展城 市 经 济 的 同 时
念 害
,
,
加 强 生 态学 观
,
城 市 生态 系 统 的 生态平 衡 也 是在 发 展 变化 的 城市 规 划 是 一 项综 合 性 的 工 作 需 要 各
,
。
占 面积 和 空 间 上 取 得 最 优 化的 平 衡协 调 关 系 这 是 否可 以 说就 是 城 市 生 态 系 统 的 “ 生
。
态平 衡
,
”
呢 # 城 市 是 发 展 变化 的
,
组 成 城市
,
, 生 态 系 统 的 七 个 结 沟部分 也 是 发 展 变 化 的
因 此 城 市 生 态 系 统 的 最 优 化平 衡 协 调 关 系
。
繁殖 某 些 害
,
虫 的 天 敌 可 以 用 来抑 制 某 些 害 虫 从 而 增 加 农 副 产 品 的 产 量 有 利 于 城 市人 群 丰衣 足
城市生态学的理论基础
转基因
第二章 城市生态学的理论基础
基因多样性
不同亚种的狗
不同基因的玉米
基因存在于脱氧 核糖核酸
第二章 城市生态学的理论基础
个体生态学 物种的生活史 个体对环境的适应性
生态型
生活型
环境对个体的制约
第二章 城市生态学的理论基础
种群生态学
同类生物所组成 的群体 年龄结构、性 比、大小等
种群的基本特征 种群的格局 格局形成的过程
生物群落与环境之间保持动态平衡的稳定状 态的能力，是同生态系统物种及结构的多样 性、复杂性呈正相关的 生态系统的结构愈多样、复杂，则其抗干扰 的能力愈强，因而也愈易于保持其动态平衡 的稳定状态
第二章 城市生态学的理论基础
2 多样性与稳定性( diversity & stability)
在结构复杂的生态系统中，当食物链（网）上的某一环节发 生异常变化，造成能量、物质流动的障碍时，可以由不同生 物种群间的代偿作用给予克服
◎生态平衡失调 ◎生态危机
现实中生态系统常受到外界的干扰, 但 干扰造成的损坏一般都可通过负反馈机 严重的生态平衡失调, 从而威胁到人类 制的自我调节作用使系统得到修复, 维 的生存时，称为生态危机(ecological 持其稳定与平衡 crisis)，也即由于人类盲目的生产和生活活 不过生态系统的调节能力是有一定限度 动而导致的局部甚至整个生物圈结构和功能 的失调的。当外界干扰压力很大, 使系统的变 化超出其自我调节能力限度即生态阈限 生态平衡失调起初往往不易被人们 (ecological threshold)时, 系统的自 觉察，如果一旦出现生态危机就很难在短期 我调节能力随之丧失。此时, 系统结构 内恢复平衡。因此，人类应该正确处理人与 遭到破坏, 功能受阻, 整个系统受到严 自然的关系，在发展生产，提高生活水平的 重伤害乃至崩溃, 此即生态平衡失调 同时，注意保持生态系统结构和功能的稳定 与平衡
城市生态学(3.3.1)--城市生态系统的基本功能和主要特点
2 、非生物生产
城市生态系统的非生物生产是人类生态系 统特有的生产功能 . 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、城市生态系统的主要特点 （ 1 ） 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。 （ 2 ） 环境主要部分变为人工的环境。 （ 3 ） 城市生态系统是一个不完全的生态系统。 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。 （见图 35）
天然气和电力消费及原生能源用于发 电的比例是反映城市能源供应现代化 水平的两个指标。
西 气 东 输 、 三 峡 发 电 皆 为 华 东 地 区 。
原 生 能 源 ： 从 自 然 界 直 接 获 取 的 能 量 形式 . 其中有少数可以直接利用，如煤 、天然气等，但大多数需要加工经转 化后才能利用。（见图 3-4 ）
石油
39.8 24.5 39.0 40.6 38.2 56.1 19.2 40.0
天然气
26.3 50.4 11.9 18.3 28.0 11.3 2.0 23.0
核能
8.6 3.8 40.0 11.7 10.5 14.1 0.4 7.3
水电
1.1 2.3 3.0 0.5 0.3 1.3 1.0 2.6
第三节 城市生态系统的基本功能和主要特点 一、பைடு நூலகம்市生态系统的基本功能 （一）城市生态系统生产功能 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 。
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。
城市生态学(3.3.2)--城市生态系统的基本功能和主要特点
城市生态系统的非生物生产是人类生态系统特有的生产功能。是指其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。有物质的与非物质的非生物生产两大类。
（1）物质生产 是指满足人们的物质生活所需的各类有形产品及服务。包括： a.各类工业产品；b.设施
产品，指各类为城市正常运行所需的城市基础设施，城市是一个人口与经济活动高度集聚 的地域，各类基础设施为人类活动及经济活动提供了必需的支撑体系； c.服务性产品，指 服务、金融、医疗、教育、贸易、娱乐等各项活动得以进行所需要的各项设施。
城市生态系统的功能是指系统及其内部各子系统或各组成成分所具有的作用。城市生 态系统是一个开放型的人工生态系统，它具有两个功能，即外部功能和内部功能。外部功 能是联系其它生态系统，根据系统的内部的需求，不断从外系统输入与输出物质和能量， 以保证系统内部的能量流动和物质流动的正常运转与平衡；内部功能是维持系统内部的物 流和能流的循环和畅通，并将各种流的信息不断反馈，以调节外部功能，同时把系统内部 剩余的或不需要的物质与能量输出到其它外部生态系统去。外部功能是依靠内部功能的协 调运转来维持的。因此，城市生态系统的功能表现为系统内外的物质、能量、信息、货币及人 流的输入、转换和输出。研究城市生态系统功能实质上就是研究这些流。为了维持城市生态 系统稳定而有序的发展，实现人类追求的社会、经济与环境目标，必须人工调控这些流， 使之协调与畅通。因此，城市生态系统的发展主要受控于人的决策，决策能影响系统的有 序或无序的发展，而系统发展的结果则能检验决策是否正确。研究城市生态系统功能，揭 示影响系统稳定性的主要因素，是提出调控系统的关键，为系统决策者提供决策的科学依 据，促使系统向更有序的高级方向发展。
城市生态系统的物质生产产品不仅仅为城市地区的人类服务，更主要的是为城市地区 以外的人类服务。因此城市生态系统的物质生产量是巨大的。其所消耗的资源与能量也是惊 人的，对城市区域及外部区域自然环境的压力也是不容忽视的。
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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第二章城市生态学与城市生态系统第一节城市化及其生态后果一、城市化的概念城市化：人口向城镇或城市地带集中的过程(《简明不列颠百科全书》）。
或人口向城市地区集中，农村地区转变为城市地区（农业人口变为非农业人口）的过程（<<中国大百科全书>>）。
表现两种形式：城市数目增加；城市规模（人口、空间）不断扩大：数量上农业人口转变为城镇非农业人口；质量上城市居民生活方式的现代化。
二、城市化的特点（1）人口集中；（2）产业集中；（3）能源结构改变；（4）需水量增加；（5）交通便捷；（6）信息传递快速；（7）不透水地面增加；（8）绿地减少；（9）人们相应的生活习惯改变。
三、城市化带来的优点（1）由于人口集中，劳动力集中，便于组织大生产；（2）产业集中，交通发达，有利于扩大贸易，繁荣经济；（3）通讯便捷，信息集中，促进了文教、卫生、科学技术的发展；（4）城市中良好的医药卫生，周到的公共服务，方便的生活条件，丰富的文娱活动，提高和丰富了人们的物质生活和精神生活，并为人们发挥多种才能提高了机会。
四、产生的生态环境问题人类各历史阶段所带来的生态环境问题：（一）农业、畜牧业带来的生态问题（二）工业化、城市化带来的生态问题（三）现代城市生态环境问题五、城市问题的生态学实质1.城市中物流链很短，物质流动基本上是线性的,常常就是资源到产品和废物。
2.生产、生活等一切活动需要大量的能源。
3.各部门分割，行业间缺乏自觉的相互合作，各自为政，各行其事。
4.生产多着眼于局部产品，着重当前经济利益。
5.消费者和生产者的比例常常失调。
6.人们集中在一个相对密闭的有限空间内，自我驯化。
第二节城市生态学一、城市与城市生态学的定义1.城市（City）：是非农业人口为居民主体，以空间、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。
从生态学角度定义：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，是人类进步的合理的生活方式之一，是以人类占绝对优势的生态系统。
特点：人口集中，工商业发达，居民以非农业人口为主的地区。
常为周围地区的政治、经济、文化中心。
2.城市生态学：以生态学的概念、理论和方法来研究城市的结构、功能、动态调控的一门学科。
由于人是城市中生命成分的主体，将城市视为以人为中心的人工生态系统。
因此也可以说, 城市生态学是研究城市居民与城市环境之间相互关系的科学。
二、城市生态学研究对象及研究目的研究对象：城市生态系统。
研究的目的：通过对城市系统的结构、功能、动态的研究，最终对城市生态系统的发展、调控、管理及人类的其他活动提供建设性的决策依据，使城市生态系统沿着有利于人类利益的方向发展。
为解决城市中存在的各种各样的社会矛盾（城市社会问题）和人类社会发展与自然界的矛盾（城市生态问题）提供理论基础，实现城市生态环境与经济的协调健康发展。
三、城市生态学研究内容城市居民变动及其空间分布特征(城市人口的生物特征、行为特征、社会特征研究)城市物质代谢功能及其与城市环境质量之间关系(城市物流、能流及经济特征研究)城市自然生态变化与城市环境的互动影响(城市生物及非生物环境的演变过程研究)城市生态管理与调控(城市交通、供水、生活废物处理及其中的物质、能量利用, 社会、自然和谐, 系统动态调控方法研究)城市自然生态特征的指标体系及城市合理容量四、城市生态学的发展简史（一）城市生态学的形成与发展1.中国古代的城市生态学思想简述2.巴黎的改建3.田园城市的规划理论（二）现代城市生态学的产生与发展1.芝加哥学派与芝加哥城主要理论：城市土地价值变化与植物对空间的竞争相似，土地的利用价值反映了人们对最愿意和有价值地点的竞争。
这种竞争作用下导致经济上的分离，按土地价值支付能力分化出不同阶层。
例如，美国许多城市的内城地区通常为少数民族居住区。
2.卫星城与新城市卫星城的出现是受霍华德田园城市理论的启发，在恶性膨胀的大城市周围，建立一些小城镇，以合理的建设规模和布局，创造良好的生活环境，以疏散大城市的人口，缓解大城市的矛盾。
3.新建的大城市：巴西利亚规划----从平地建设起来的新城。
4.城市生态学的发展5.中国的城市生态学的发展五、城市生态学的学科基础（一）生态学（二）城市学（三）人类生态学（四）城市地理学六、城市生态学研究的基本原理1.城市生态位原理生态位：指物种在群落中在时间、空间和营养关系方面所占的地位。
生态位的宽度据该种的适应性而改变，适应性较大的物种占据较宽广的生态位。
城市生态位：指城市满足人类生存发展所提供的各种条件的完备程度。
或一个城市给人们生存和活动提提供的生态位。
包括：生产生态位：城市的经济水平（物质和信息生产及流通水平）、资源丰盛度（如水、能源、原材料、资金、智力、土地、基础设施等）。
生活生态位：社会环境（物质，精神及社会服务水平等）及自然环境（物理环境质量、生物多样性、景观适宜度等）。
一个城市既有整体意义上的生态位，例如，一个城市相对于其他外部地域的吸引力与辐射力。
也有城市空间各组成部分因质量层次不同所体现的生态位的差异，如有的学者认为城市中心的生态位在城市各个空间组成部分是最优越的。
对城市居民个体而言，在城市发展过程中，不断寻找良好的生态位是人们生理和心理的本能。
人们向往生态位高的城市地区的行为，从某种意义上说是城市发展的动力与客观规律之一。
总之，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。
2.多样性导致稳定性原生物群落与环境之间保持动态平衡的稳定状态的能力，是同生态系统物种及结构的多样性、复杂性呈正相关的。
生态系统的结构愈多样、复杂，则其抗干扰的能力愈强，因而也愈易于保持其动态平衡的稳定状态。
在城市生态系统中：人力资源多样性，保证了城市各项事业的发展对人才的需求；土地的多样性，保证了城市各类活动的展开；城市功能与交通方式的多样性，使城市具有更大的吸引力与辐射力；行业和产业结构的多样性，使城市经济稳定，整体经济效益提高等。
这些都是多样性导致稳定性原理在城市生态系统中的应用和体现。
3.食物链（网）原理食物链: 以能量和营养物质形成的各种生物之间的联系。
食物网：生物群落中许多食物链彼此相互交错连接而成的复杂营养关系。
用于城市系统时，各企业之间相互提供生产原料，某一企业的产品是另一企业生产的原料；某些企业生产的”废品”也可能是另一些企业的原料。
如此可以对城市食物网“加链”和“减链”。
减链：除掉或控制那些影响食物网传递效益，利润低、污染重的链环。
加链：增加新的生产环节，将不能直接利用的物质、资源转化为价值高的产品。
食物链（网）原理表明：人类居于食物链的顶端，依赖于其他生产者及各营养级的”供养”而维持其生存；人类对其生存环境污染的后果最终会通过食物链的作用（即污染物的富集作用）而归结于人类自身。
4.系统整体功能最优原理整体大于部分之和, 1>1/2+1/2。
5.环境承载力原理1）环境承载力: 某一环境状态和结构在不发生对人类生存发展有害的变化的前提下，所能承受的人类社会作用。
具体体现在规模、强度和速度上。
三者的限制，是环境本身具有的有限性自我调节能力的量度。
2）环境承载力特点：客观性与主观性结合；具有明显的地域性和时间性3）环境承载力分类（1）资源承载力：资源承载力又分两种：自然资源：淡水、土地、矿藏、生物等。
社会资源：劳动力资源、交通工具与道路系统、市场因子、经济发展实力等。
资源承载力还可以分为：现实的：在现有技术条件下，某一区域范围内的资源承载能力；潜在的：技术进步，资源利用程度提高或外部条件改善而提高本区的资源承载力。
（2）技术承载力：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。
包括现实的与潜在的两种类型。
（3）污染承载力：反映本地自然环境的自净能力大小的指标。
3）环境承载力原理的具体内容（1）环境承载力会随城市外部环境条件的变化而变化。
（2）环境承载力的改变引起系统结构和功能的变化，从而推动系统的正向演替或逆向演替。
（3）城市生态演替是一种更新过程，它是城市适应外部环境变化及内部自我调节的结果。
城市生态系统向结构复杂、能量最优利用、生产力最高的方向演化称为正向演替，反之称为逆向演替。
（4）城市生态系统的演替方向是与城市生态系统中人类的活动强度是否与城市环境承载力相协调密切相关的。
当城市活动强度小于环境承载力时，城市生态系统可表现为正向演替，反之称为逆向演替。
第三节城市生态系统一、城市系统（一）城市系统：指以人为中心的，以一定的环境条件为背景以经济为基础的社会、经济、自然综合体。
（二）城市系统的特征1.城市系统是一复杂的社会形态，它有许多子系统组成。
2.城市大系统的总目标是发挥城市效益，包括社会效益、经济效益与生态环境效益，满足人们对物质和精神文化的需要。
3.城市与周围广大农村、城市与区域之间有着相互联系、相互制约与依存的关系，这种关系即城市与周围环境的关系。
4.每个城市都是一定的地域中心，都以相应的经济区域作依托，城市是周围广大地区生产、交换、分配、消费等经济活动的集中场所。
二、城市生态系统(urban ecosystem)（一）城市生态系统：城市居民以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，有的称之为人类生态系统，还有称为人工生态系统，也有称之为生态经济系统。
既是自然生态系统发展到一定阶段的结果，也是人类生态系统发展到一定阶段的结果。
（二）城市生态系统的组成城市生态系统：城市居民或人群；城市环境系统马世骏指出：“城市生态系统是一个以人为中心的自然，经济与社会的复合人工生态系统”。
（三）城市生态系统的结构1.空间结构：土地利用的空间排布形式。
2.社会结构：人口结构、劳动力结构、智力结构等。
3.营养结构：为一特殊的倒”△”。
城市的营养结构最能反映城市系统内部运动规律的关键因素。
如：城市人口变动、城市经济活动、城市土地利用等。
（四）城市生态系统的基本功能1.城市生态系统生产功能（1）生物生产：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：即光合产物。
生产粮食、蔬菜、水果和其他各类绿色植物产品。
城市以第二、三产业为主，故初级生产不占主导地位，但城市植被的景观作用功能和环境保护功能对城市生态系统来说十分重要，因此，大面积的保留城市的农田、森林、草地、水域等面积是非常必要的。
②生物次级生产A.大部分从城市外部输入，表现明显的依赖性。
如香港的菜、肉、水等由内地供应。
B.城市的次级生产主要是人，故具有明显的人为可调性。