生态学 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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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。
城市生态学的主要研究内容
城市生态学的主要研究内容城市生态学是一门综合性的学科，旨在研究城市环境的生态特征和生态过程，探究城市生态系统的构成、演化和功能，以及城市与生态环境之间的相互关系。
其主要研究内容包括以下几方面：1. 城市生态系统的构成和演化城市生态系统是由人类活动和自然环境相互作用形成的复杂系统，它包括城市的自然环境、人类社会和经济系统以及生物多样性等多个方面。
城市生态学研究城市生态系统的构成和演化，分析城市发展对生态环境的影响，探究城市生态系统的演变规律和趋势。
2. 城市生态系统的功能城市生态系统具有多种功能，包括提供生态服务、支持人类生计、维护生态安全等。
城市生态学研究城市生态系统的功能，探究城市生态系统对人类社会和经济发展的贡献，以及城市生态系统的脆弱性和抗干扰性。
3. 城市生态过程城市生态过程是指城市生态系统中的各种生态事件和生态过程，如城市气候、水循环、土地覆盖等。
城市生态学研究城市生态过程的特点和规律，分析城市生态过程对城市生态系统的影响和作用，探究城市生态过程的调控机制和方法。
4. 城市生态环境质量评价城市生态环境质量评价是城市生态学的重要研究内容之一。
评价城市生态环境质量是为了了解城市生态环境的状况，为城市生态环境保护和管理提供科学依据。
城市生态学研究城市生态环境质量评价的方法和指标体系，探究城市生态环境质量评价与城市生态系统的相互关系。
5. 城市生态系统的管理和保护城市生态系统的管理和保护是城市生态学的重要任务之一。
城市生态学研究城市生态系统的管理和保护策略，分析城市生态系统的脆弱性和抗干扰性，探究城市生态系统的恢复和重建方法，为城市生态系统的可持续发展提供理论和实践支持。
城市生态学是一门涉及多个学科的综合性学科，其主要研究内容包括城市生态系统的构成和演化、城市生态系统的功能、城市生态过程、城市生态环境质量评价以及城市生态系统的管理和保护。
城市生态学的研究成果对城市可持续发展、生态环境保护和人类福祉具有重要意义。
《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
城市生态系统
城市生态系统基本特征早在1935 年,当英国生态学家坦斯利提出“生态系统”这一重要的科学概念时,就有人认为它的提出是生态学发展过程中的一个转折期的开始。
“生态系统既是生态学的研究中心,也是研究环境以及环境科学的基础”。
而“城市生态”由美国芝加哥学派创始人帕克于1925 年提出后,得到了迅速的发展,与自然生态系统成为生态学的研究中心一样,城市生态系统也成为城市生态学的研究中心与研究重点。
城市生态系统是指: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。
严格意义上说,城市是人口集中居住的地方,是当地自然环境的一部分,它本身并不是一个完整、自我稳定的生态系统。
但按照现代生态学的观点,城市也具有自然生态系统的某些特征,具有某种相对稳定的生态功能和生态过程。
尽管城市生态系统在生态系统组分的比例和作用方面发生了很大的变化,但城市生态系统内仍有植物和动物,生态系统的功能基本上得以正常进行,还与周围的自然生态系统发生着各种联系;另一方面,也应看到城市生态系统确实已发生了本质变化,具有许多不同于自然生态系统的突出特点。
因此,深入探讨城市生态系统的基本特征,对于城市生态环境保护、城市规划、建设、管理事业的发展具有重要的意义。
城市生态系统的人为性城市生态系统是人工生态系统城市及城市生态系统是通过人的劳动和智慧创造出来的,人工控制与人工作用对它的存在和发展起着决定性的作用。
城市生态系统不仅使原有自然生态系统的结构和组成发生了“人工化”倾向的变化(如绿地锐减、动物种类和数量发生变化,大气、水环境等物理、化学特征发生了明显的变化) ;而且,城市生态系统中大量的人工技术物质(建筑物、道路、公用设施等) 完全改变了原有自然生态系统的形态结构(物理结构) 。
城市生态系统具有人工化的营养结构:一是指,城市生态系统不但改变了自然生态系统的营养级的比例关系,而且改变了营养关系(谁供应谁) ;二是指在食物(营养) 输入、加工、传送过程中,人为因素起着主要作用。
生态城市eco-city
现代城市生态工作的关键是使两 者协调，保障城市的可持续发展
城市功能区
城市空 间结构
城 市 空 间 结 构
中心商务区 工业区 商业区 住宅区 行政中心区 文化区 混合功能区
形 成 原 因
郊区 历史因素 经济因素 社会因素 行政因素
城市的规模不同 服务功能有差异
同心圆模式
多核心模式
扇形 模式
几种城市地 域结构模式
汽车、摩 托、电车 等移动热 源
城乡下垫面差异及其影响
城市
建筑材料 郊区农村
地面湿度
混凝土、 砖瓦、石 料、钢材 小，水分少 蒸发、蒸腾 消耗热量少 低
砖瓦、木材 大，用于蒸 发、蒸腾的 热量多 高
建筑密度 植被覆盖率
密，通风差 疏，通风好
北京夏日地面温度实测案例
下垫面 温度 草坪 32℃ 树冠 30℃ 水泥地面 柏油马路 57℃ 63℃
生态效应（ecological effect）指人为活动造成 的环境污染和环境破坏引起生态系统结构和功能 的变化。生物与环境关系密切，两者相互作用， 相互协调，保持动态平衡。如人为活动排放出的 各种污染物：二氧化氮、二氧化硫和氟化物等对 大气环境造成污染，所造成的生态效应。
生态效应-生态效应（ecological effect）指人为 活动造成的环境污染和环境破坏引起生态系统结 构和功能的变化。 ... 城市绿化应具有生态、美化、 防护、休闲、人文、经济的综合效应。但是，有 些城市的绿化仅仅突出美化效应，而忽视了生态 效应。
生态系统的组成
能量 物质 热量
生产者
消费者
无生命物质
分解者
生态系统四个部分组成图
物质:水、空气、矿物质等
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。
城市生态学有关课题
城市生态学有关课题
城市生态学是指研究城市环境中生物群落和城市生态系统相互
作用的学科,主要关注城市环境中的生物群落、城市生态系统以及它们与人类社会、环境之间的关系。
以下是一些与城市生态学相关课题: 1. 城市绿化与生物多样性:探讨城市绿化对城市生物多样性的
影响,以及城市绿化对城市生态功能的作用。
2. 城市垃圾管理:研究城市垃圾处理对城市生态系统的影响,包括其对植物、动物和人类健康的影响,以及如何更好地管理城市垃圾。
3. 城市水资源管理:探讨城市水资源对人类生活和城市生态系
统的影响,以及如何更好地管理城市水资源,以确保城市的可持续发展。
4. 城市热岛效应研究:研究城市热岛效应对城市生态系统的影响,包括植物群落的变化、动物物种的多样性以及人类健康的影响。
5. 城市空间结构研究:探讨城市空间结构对城市生态系统的影响,包括城市生态系统的组成、功能和稳定性等方面。
6. 城市文化保护与可持续发展:研究城市文化保护与可持续发
展之间的关系,探讨如何更好地保护城市文化遗产,并实现城市的可
持续发展。
7. 城市环境变化与生态系统恢复:探讨城市环境变化对城市生
态系统的影响,以及如何通过生态系统恢复来缓解城市环境变化对城市生态系统的影响。
这些仅是城市生态学领域的一部分课题,也可以根据自己的兴趣
和能力选择适合自己的研究课题。
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
生态学在城市生态系统规划中的应用
生态学在城市生态系统规划中的应用在当今城市化进程飞速发展的时代，城市生态系统面临着诸多挑战，如资源短缺、环境污染、生态失衡等。
为了实现城市的可持续发展，生态学的理念和方法被越来越广泛地应用于城市生态系统规划中。
生态学是研究生物与环境相互关系的科学，它为我们理解城市生态系统的结构、功能和动态提供了重要的理论基础。
城市作为一个复杂的人工生态系统，由自然生态系统和人工生态系统相互交织而成。
在城市生态系统规划中，生态学的应用旨在实现人与自然的和谐共生，提高城市的生态质量和居民的生活品质。
首先，生态学在城市土地利用规划中发挥着关键作用。
城市土地是各种生态过程和人类活动的载体，合理的土地利用规划对于维护城市生态平衡至关重要。
通过对城市生态系统的分析，确定不同区域的生态功能和适宜的土地利用方式。
例如，将自然保护区、湿地、森林等生态敏感区域划定为禁止开发区域，以保护生物多样性和生态服务功能；将工业区、商业区和住宅区进行合理布局，减少相互之间的干扰和污染。
同时，利用生态学原理，规划城市的绿地系统，增加城市的绿色空间，提高城市的生态承载力。
其次，生态学在城市水资源管理方面也具有重要意义。
水是生命之源，城市的发展离不开水资源的合理利用和保护。
在城市生态系统规划中，需要综合考虑水资源的供需平衡、水质保护和水生态系统的恢复。
采用生态雨水管理技术，如雨水花园、绿色屋顶和透水铺装等，减少雨水的径流量，增加雨水的渗透和储存，补充地下水资源。
同时，加强对城市污水的处理和回用，提高水资源的利用效率。
保护城市周边的河流、湖泊等水体，修复水生态系统，提高水体的自净能力，保障城市的水资源安全。
再者，生态学在城市能源规划中也有着不可忽视的作用。
随着城市能源需求的不断增长，传统的能源供应方式带来了严重的环境问题。
生态学的应用可以促进城市能源结构的优化和能源利用效率的提高。
发展可再生能源，如太阳能、风能、水能等，减少对化石能源的依赖。
通过合理规划城市的能源布局，提高能源的传输和分配效率，降低能源损耗。
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
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。
人工生态学城市生态系统的可持续发展
人工生态学城市生态系统的可持续发展人工生态学城市生态系统是一种以人工干预和调控为基础，以模拟自然生态系统为目标的城市规划模式。
这种新型城市规划理念以可持续发展为核心，旨在打造生态友好、资源高效利用的城市环境。
本文将探讨人工生态学城市生态系统的可持续发展，并提出相关建议。
一、生态系统设计人工生态学城市生态系统的设计应充分考虑城市功能与生态功能的有机结合。
在城市规划与建设过程中，需要合理划定生态保护区域与城市发展区域的边界，并设立相应的生态廊道，以促进生物多样性的保护与恢复。
同时，在城市布局中应注重绿色空间的设置，增加城市的植被覆盖率。
这不仅有助于改善空气质量，还能提供人们的休闲娱乐场所，并有助于城市的气温调节。
二、资源循环利用人工生态学城市生态系统的可持续发展需要重视资源的循环利用。
在城市设计中，应引入可再生能源，如太阳能、风能等，减少对化石能源的依赖，并减少排放的污染物。
此外，可通过建立垃圾分类与回收制度，将垃圾再生利用，降低城市垃圾处理的成本和环境压力。
三、水资源管理水资源是人工生态学城市生态系统中不可或缺的一环。
在城市建设中，应制定科学的水资源管理方案。
例如，可以建设雨水收集系统，将雨水用于植物灌溉、景观水体补给等，从而减少对地下水的开采。
同时，需要严格控制污水排放，进行水资源的净化与再利用。
四、生态交通人工生态学城市生态系统的可持续发展需要注重交通方式的改变。
应大力发展公共交通系统，减少汽车使用量，降低交通拥堵和尾气排放。
同时，可以鼓励使用非机动交通工具，如步行、骑行等，以减少碳排放。
五、社区参与与教育为了实现人工生态学城市生态系统的可持续发展，社区居民参与和环境教育非常重要。
可通过组织生态保护志愿者活动、开展环境教育宣传等方式，增强社区居民对生态系统的认知与保护意识。
此外，政府应加强环境法规的制定与执行，加强对环境违法行为的处罚力度，确保人工生态学城市生态系统的可持续发展。
结论人工生态学城市生态系统的可持续发展是未来城市规划的重要方向之一。
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（二）城市热岛效应
1、含义： 城市气温高于四周郊区的温差现象称为城市热岛效应
2、温度对比的方法: 1）用同一观测时段城市与郊区不同测点的气温对比（注 意测点的代表性和典型性）； 2）用城市发展过程中统一测站气温的前后对比
3、城市热岛的时空分布特征 1）城市高温中心出现在人口密 集、建筑物密集、工商业最集中 的城区；
的
组 成
城市 人工
生态 社会
服务
生产 对象
城市地质地貌 城市气候与大气 城市水文水资源 城市土地 城市动物、植物、微生物
建筑物 交通设施 管线设施 环境设施 劳动力 科教 政法 其他（医疗、文体、旅游、娱乐、宗教等 工业、农业、交通、商贸、建筑、金融、信息等
结构： 环境结构 资源结构 人工设施结构
2）城市大气成分改变及其影响 城市中固态颗粒物质和气态的有害气体的含量高。 一方面造成大气污染， 另一方面吸收地面长波辐射，产生温室效应
3）城市人为热释放及其影响 人为热指由于人类生产、生活活动及其生物新陈代谢所产 生的热量。城市人为热的产生，尤其在冬季和高纬度城市 产生的热量非常大，从而改变城市区域的能量平和，形成 城市热岛
城市生态系统的基本特点：
1）城市生态系统是人工生态系统，人是这个系统的核心和决 定因素；
2）城市生态系统是消费者占优势的生态系统，生物量结构呈 倒金字塔，对外部资源有极大的依赖性；
3）城市生态系统是分解功能不充分的生态系统，物质循环基 本上是线状的而不是环状的，造成严重的环境污染；
4）城市生态系统是自我调节和自我维持能力很薄弱的生态形 体哦能够；
上海城市热岛图（1984.10.22.）
2）城市高温区内等温线稀疏、气温水平梯度小，而城区 边缘气温水平梯度大、等温线密集
3）闭合等温线分布和走 向大致与城区轮廓平行
4）城区内由于土地利用 类型和下垫面性质不同， 气温也有高低之别。工商 业、住宅用地是热岛的中 心所在，而农业用地、绿 化、水域是凉区所在。
城市居民或人群 城
市
生
态
自然环境
系
统
城市环境系统
城市生态系统的组成
社会环境
生命
非生命
政治 法律 经济 文化教育
城市生态系统
自然生态系统 经济生态系统
生命 非生命
人类的经济活动 第一产业 第二产业 第三产业
社会生态系统
文化 政治 科学 法律 政策
物理 环境
城市自
然生态
城 市
生物 环境
生
态 系 统
城市 设施
5）城市热岛强度有日变化和季节变化
日变化：中纬度城市在理想状况下，热岛强度在很大程 度上是一种夜间现象。（因为城乡冷却率的差异而不是 加热率的差异，特别是日落后3-5小时，乡村一般以每 小时2-3度的速度冷却，而城市的冷区率比较小，此时， 热岛强度最大；
信息流、 价值流
空间结构
生产者
营
养
消费者
结
构 分解者
城市生态环境系统
物质流、 能量流
人口结构 社
会 劳力结构
结 构
智力结构
人口流、劳力流、智力流
3、城市生态系统的基本功能 城市生态系统的功能指城市生态系统各组成部分及其综合 体状态变化过程对城市居民的作用或贡献
➢ 生产功能
----城市生态环境利用城市内外系统提供的物质和能量等资源，生产出 产品的功能，包括生物生产和非生物生产；非生物生产又分为物质生产 和非物质生产
第二节 城市生态系统及其组成
➢ 城市生态系统的概念、结构和功能 ➢ 城市气候及其生态环境效应 ➢ 城市水文水资源及其生态环境效应 ➢城市环境下的生物群落——园林绿地及其生态环境效应 ➢ 城市环境污染 ➢ 城市土壤
一、城市生态系统的概念、结构和功能
1、 城市生态系统(urban ecosystem): 城市居民与其周围环境进行物质能量流动，通过生命代谢、 投入产出链、生产消费链进行物质交换、能量流动、信息传 递而发生相互作用，相互制约，构成具有一定结构和功能的 有机联系的整体称为城市生态系统。 有的称之为人类生态系统（human ecology system），还有 称为人工生态系统（artificial ecological system），也 有称之为生态经济系统（ecological economic system）。
5）城市生态系统是受社会经济多种因素制约的生态系统。
城市生态系统示意图
城市复合生态系统结构功能示意图
自然—社会—经济复合生态系统示意图
城市生态系统义和它周围的农村生态系统结合成为城乡复合生态系统
城乡复合生态系统示意图
2、城市生态系统的组成和结构
组成城市生态环境系统的各部分、各要素在空间上的配置和 联系为城市生态系统的结构
2、城市化对气候影响的机制
1）城市下垫面性质变化及其影响 ➢ 下垫面的热力学性质影响温度（比热、热容量、导热率、 吸热、反射、透射、蓄热能力等） ； ➢ 下垫面的水分循环特性影响湿度（蒸发、蒸腾、凝结、透 水、储水的性能）； ➢ 下垫面的动力学特性影响气流（摩擦、阻滞、抬升等性能， 使城市下垫面粗糙度比郊区大，风速小，风向不稳）；
➢ 生活功能
---- 城市生态环境要给城市居民提供高质量的生存空间和生存条件，以有 利于工作和方便生活。
➢ 还原净化和资源再生功能
功能：
生产功能 生活功能
城市生态环境利 用城市内外系统 提供的物质和能 源等资源，生产 出产品的能力
为城市居民提供 高质量的生存空 间和生存条件
投入产出 生物生产 物质生产
效益效率 非物质生产
调控方式： 供给和消费、 满足和满意程度还原净化和 资源再生源自二、城市气候及其生态环境效应
➢ 城市化对气候的影响及其机制 ➢ 城市热岛效应 ➢ 城市大气水分效应 ➢ 城市主要气象灾害
（一）城市化对气候的影响及其机制
1、城市气候的基本特征
1）城市直接辐射和总辐射比郊区少 （人为活动使空气混浊，削弱空气的透明度，减少到达城市的辐射） 2）城市气温比郊区高，形成城市热岛（下垫面性质和人为热） 3）城市的风速比郊区小，风向不稳定（建筑物和下垫面影响） 4）城市空气多湍流运动，有热岛环流和城市风 5）城市蒸散量和空气湿度比郊区少（下垫面性质） 6）城市云量比郊区多，尤其是低云（热岛效应、凝结核多） 7）城市的雾比郊区多，有的还有光化学烟雾（凝结核、污染） 8）城市对流性降水比郊区多（凝结核、下垫面性质，气流上升）