城市生态学课件02.ppt
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第二讲 城市生态系统2
城市居民 或城市人群 自然环境 城市生 态系统 非生命
生命
城市环境系统
社会环境
政治 法律 经济 文化教育
城市生态系统的功能
城市生态系统是城市居民与城市环境构 成的对立统一体，它和自然生态系统一样， 也具有进行物质循环、能量流动和信息交换 的三项基本功能，简称“流”同时还特有人 口 流与价值流等城市生态流，也可以归入物质 流中。
（３）城市生态系统是人类的自我驯化的系 统
开采
制造
输入
使用
废弃
这种与周围其他生态系统高速而大量的能流和物 流交换，主要靠人类活动来协调，使之趋于相对平 衡，从而最大限度地完善城市生活环境，满足居民需 要。正是由于城市生态系统的这种非独立性和对其他 生态系统的依赖性，使城市生态系统显得特别脆弱， 自我调节能力很小。
１.城市生态系统的能量流
为了推动城市生态系统的物质流动，必须从外 部不断地转入能量， 如，煤、石油、电力、水及 食物（生物燃料）等，并通过加工、储存、传输、 使用等环节，使能量在城市生态系统中进行流动。 一般来说，城市的能流随着物流的流动而逐渐 转化和消耗，它是城市居民赖以发展的基础。
城市生态系统的能量流动一般是由低质能量向高质能量的 转化及消耗高质能量的过程.其中一部分能量被储存在产 品中，而一部分损耗的所谓“废能”则以热能、磁能、辐 射能等形式耗散于环境中，成为城市的热、磁、光、微波 污染的污染源。 城市生态系统与自然生态系统一样，其能量流动 有两个相同的性质。 一是，遵守热力学第一、第二定律，在流动中不断 有损耗，不能构成循环 二是，除部分热损耗是由辐射传输外，其余的能量 都是由物质携带的，能流的特点体现在物质流中。但是能 量每流过一个能级时，并不服从所谓的“百分之十率”。
生命
城市环境系统
社会环境
政治 法律 经济 文化教育
城市生态系统的功能
城市生态系统是城市居民与城市环境构 成的对立统一体，它和自然生态系统一样， 也具有进行物质循环、能量流动和信息交换 的三项基本功能，简称“流”同时还特有人 口 流与价值流等城市生态流，也可以归入物质 流中。
（３）城市生态系统是人类的自我驯化的系 统
开采
制造
输入
使用
废弃
这种与周围其他生态系统高速而大量的能流和物 流交换，主要靠人类活动来协调，使之趋于相对平 衡，从而最大限度地完善城市生活环境，满足居民需 要。正是由于城市生态系统的这种非独立性和对其他 生态系统的依赖性，使城市生态系统显得特别脆弱， 自我调节能力很小。
１.城市生态系统的能量流
为了推动城市生态系统的物质流动，必须从外 部不断地转入能量， 如，煤、石油、电力、水及 食物（生物燃料）等，并通过加工、储存、传输、 使用等环节，使能量在城市生态系统中进行流动。 一般来说，城市的能流随着物流的流动而逐渐 转化和消耗，它是城市居民赖以发展的基础。
城市生态系统的能量流动一般是由低质能量向高质能量的 转化及消耗高质能量的过程.其中一部分能量被储存在产 品中，而一部分损耗的所谓“废能”则以热能、磁能、辐 射能等形式耗散于环境中，成为城市的热、磁、光、微波 污染的污染源。 城市生态系统与自然生态系统一样，其能量流动 有两个相同的性质。 一是，遵守热力学第一、第二定律，在流动中不断 有损耗，不能构成循环 二是，除部分热损耗是由辐射传输外，其余的能量 都是由物质携带的，能流的特点体现在物质流中。但是能 量每流过一个能级时，并不服从所谓的“百分之十率”。
城市生态学—第二讲 城市生态学基本原理共34页
谢谢！
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
城市生态学—第二讲 城市生态学基本 原理
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
《城市生态学》PPT课件
人口城市化的主要途径：一是农村人口涌 入城市，二是农村人口通过社会经济发展 就地转化为具有城市生活方式的人口。
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3. 城市化的特点
人口密集；产业集中；能源结构改变；需 水量增加；交通便捷；信息传递快速；不 透水的地面增加；绿地减少；人们相应的 生活习惯改变。
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29
城市化的影响
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10
6.1.2 城市生态学的研究内容
研究重点是城市居民与城市环境之间的关 系。
基本内容为城市生态系统的发生、发展、 组合与分布，结构（包括社会、经济和自 然三个亚系统）和其物流、能流、信息流、 人口流、资金流等功能以及这些功能的调 控机理、方法和演替过程，城市人口、生 态环境、城市灾害及防范，城市景观、城 市与区域持续发展和城市生态学原理的社 会应用等方面。
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6.3 城市生态系统的管理与建设
6.3.1 城市化及其生态效应 6.3.2 城市生态环境问题及其控制 6.3.3 城市生态系统的建设及科学管理
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6.3.1 城市化及其生态效应
城市化通常是指农业人口转化为城市人口 的过程，是一个国家经济、文化发展的结 果，是社会进步的象征，也是城市人口增 长和分布、土地利用方式、工业化过程及 工业化水平和趋势的综合表征。
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3
城市生态学理论：“生态城”、“健康 城” 。
生态城：按照生态学原理建立起来的一类 社会、经济、自然协调发展，物质、能量、 信息高效利用，区域发展平衡、生态良性 循环的人类聚居地。
健康城：根据各国城市的不同实际，调节 生态系统的结构和功能，使其向健康（包 括城市居民的健康、城市代谢的健康和城 市系统的健康）方向发展。是世界卫生组 织所倡导的一项全球计划。
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3. 城市化的特点
人口密集；产业集中；能源结构改变；需 水量增加；交通便捷；信息传递快速；不 透水的地面增加；绿地减少；人们相应的 生活习惯改变。
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城市化的影响
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6.1.2 城市生态学的研究内容
研究重点是城市居民与城市环境之间的关 系。
基本内容为城市生态系统的发生、发展、 组合与分布，结构（包括社会、经济和自 然三个亚系统）和其物流、能流、信息流、 人口流、资金流等功能以及这些功能的调 控机理、方法和演替过程，城市人口、生 态环境、城市灾害及防范，城市景观、城 市与区域持续发展和城市生态学原理的社 会应用等方面。
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6.3 城市生态系统的管理与建设
6.3.1 城市化及其生态效应 6.3.2 城市生态环境问题及其控制 6.3.3 城市生态系统的建设及科学管理
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6.3.1 城市化及其生态效应
城市化通常是指农业人口转化为城市人口 的过程，是一个国家经济、文化发展的结 果，是社会进步的象征，也是城市人口增 长和分布、土地利用方式、工业化过程及 工业化水平和趋势的综合表征。
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城市生态学理论：“生态城”、“健康 城” 。
生态城：按照生态学原理建立起来的一类 社会、经济、自然协调发展，物质、能量、 信息高效利用，区域发展平衡、生态良性 循环的人类聚居地。
健康城：根据各国城市的不同实际，调节 生态系统的结构和功能，使其向健康（包 括城市居民的健康、城市代谢的健康和城 市系统的健康）方向发展。是世界卫生组 织所倡导的一项全球计划。
ppt课件城市生态学
现代城市生态学的发展阶段：20世纪初～60年代
芝加哥学派——芝加哥城，将生物群落学的原理和观点用 于研究城市社会的结果，该派的主要理论认为城市土 地价值的变化与职务对空间的竞争相似，据此形成3 种城市发展模式(同心圆理论、扇形理论、多核理论)。
卫星城——源于田园城市理论。三个发展阶段：卧城、半 独立的卫星城、独立的卫星城。
5 环境承载力（environmental load capacity)——某环境状态和结构对人类 生存发展不造成危害的前提下，所能承受的最大人类社会作用（规模、 强度和速度三方面）。
❖ 城市生态学研究现阶段研究方向
为使城市发展步入正常良性循环轨道, 为使日益严重的城 市问题得到妥善解决, 应该：
城市学（urbanology)——随着城市发展和人类认识的深化， 尤其是城市问题出现后，城市学研究内容由单一向多元，由 简单向复杂。将城市研究的成果与城市生态学的理论、原理 结合可以为解决当代城市问题提供有效的思维和途径。因此， 城市学也是城市生态学的重要学科基础。
人类生态学(anthropo-ecology)——研究人与其环境的相互关 系及规律，常把人口、资源与环境当作一个巨系统来综合研 究。当人类面对种种危机，尤其是“五大”危机时，生物学、 人类学、经济学、心理学、地理学以及环境学等领域的专家 都从各自角度研究和发展了人类生态学。城市生态学相对人 类生态学而言其研究范围较小，重在研究城市居民与环境的 关系及规律。因此，人类生态学也是城市生态学的一门学科 基础。
城市生态学的蓬勃发展阶段：20世纪60年代末～21世纪初
新建的大城市——吸取新的理论与技术，加之政府财力的 支持，建设新城。如印度的昌迪加、巴西的巴西利亚、 中国的深圳、珠海等。
联合国“人与生物圈”国际计划——1975年，启动“关于人 类
城市生态学—第二讲 城市生态学基本原理
城市热岛效应的防止措施 二、在现有条件下，应考虑： 在现有条件下，应考虑： 1、控制使用空调器，提高建筑物隔热材料的质量，以减少人工热量的 排放；改善市区道路的保水性性能。 2、建筑物淡色化以增加热量的反射。 3、提高能源的利用率，改燃煤为燃气。 4、此外，“透水性公路铺设计划”，即用透水性强的新型柏油铺设公 路，以储存雨水，降低路面温度。 5、形成环市水系，调节市区气候。 因为水的比热大于混凝土的比热，所以在吸收相同的热量的条件下，两 者升高的温度不同而形成温差，这就必然加大热力环流的循环速度， 而在 大气的循环过程中，环市水系又起到了二次降温的作用，这样就可以使城区 温度不致过高，就达到了防止城市热岛效应的目的。
城市热岛效应的影响 影响三 长期生活在热岛中心区的人们会表现为情绪烦躁不安、精神萎靡、忧郁 压抑、记忆力下降、失眠、食欲减退、消化不良、溃疡增多、胃肠疾病复发 等，给城市人们的工作和生活带来说不尽的烦恼。 在中国，素有“火炉城市”之称的南京、武汉、重庆等许多大城市在发 展中都不同程度地出现了以上这些现象，所以，城市热岛效应已成为城市发 展中应正确面对、亟待解决的问题。
城市空气污染
插图4-12
城市环境对空气污染的影响 城市空气污染程度虽然取决于污染源排放的污染物特性和排放总量，但 是它对周围环境造成影响的大小则和气象、地形、地物等因素有关。 气象因素 首先是风向和风速，风向决定着空气中污染物的输送方向，在污染源下 风的地区，空气污染就比较严重，相反，在上风向的地区，空气污染就相对 较轻。 风速决定着空气中污染物的扩散稀释速度，风速越大，污染物收到空 气稀释作用越大，同时也由于气流扩散增强，污染物与空气的混合加强，所 以在基本条件相同时，风速越大，空气中污染物浓度就越低。 地形因素 沿海地形（海陆风），谷地地形（不易扩散） 城市地物 建筑物、大小、高度、街道。（街道风）
《城市生态学》课件
节能减排的意义
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。
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。
《城市生态系统》PPT课件
下面着重介绍一下芝加哥的地理位置及其历史。芝加哥 是美国第三大城市，五大湖地区最大工业中心。位于伊利 诺伊州东北部，密歇根湖西南端。面积590．5平方公里， 人口278．4万(1990)，其中黑人约占40％。大市区由库克 等6县组成，包括周围许多卫星城镇以及印第安纳州西北 滨湖地区诸城，面积12061．6平方公里。以芝加哥为中心 的480公里范围内，集中了全国近20％的人口。城市沿滨 湖平原向西、北、南展开，地势平坦。气候温和湿润。1 月平均气温-4．3℃，7月平均气温23．7℃，年降水量875 毫木。常年盛吹来自密歇根油的东北风，有“风城”之称。 1804年在芝加哥河河口一带始建永久定居点。1833年在 皮毛贸易站基础上建立集镇。1837年设市。19世纪中叶起， 沟通五大潮地区与密西西比河流域的伊利诺伊-密歇根运 河建成，横贯大陆的中太平洋铁路等也相继通达，促进城 市工商业发展。20世纪初，中西部已是美国最大的谷物和 肉、乳产区，五大湖地区煤、铁资源等的开发，使芝加哥 迅速成为中西部地区最大的城市和交通、工业中心，商业 和金融业也日趋繁荣。
1935年，英国生态学家坦斯勒提出生态系统（ecosystem) 一词，明确将有机体与它们的生存环境视为一个不可分离
的自然整体，并引入热力学的能量循环思想，对生态系统
进行研究。继坦斯勒提出生态系统概念后，美国学者林德
曼详细考察了生态系统的营养动态过程，提出了生态金字
塔能量转换的“十分之一定律”。进入50年代后。现代生态 学家广泛吸收系统论、控制论、信息论的新科学、新方法，
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。
城市生态学课件
国际上一般将光污染分成3类,即白亮污染,人工白昼和彩光污染. 1,白亮污染 阳光照射强烈时,城市里建筑物的玻璃幕墙,釉面砖墙,磨光大理石和各种涂料 等装饰反射光线,明晃白亮,眩眼夺目.专家研究发现,长时间在白色光亮污染环境下 工作和生活的人,视网膜和虹膜都会受到程度不同的损害,视力急剧下降,白内障的 发病率高达45%.还使人头昏心烦,甚至发生失眠,食欲下降,情绪低落,身体乏力等 类似神经衰弱的症状. 夏天,玻璃幕墙强烈的反射光进入附近居民楼房内,增加了室内温度,影响正常的生 活.有些玻璃幕墙是半圆形的,反射光汇聚还容易引起火灾.烈日下驾车行驶的司机 会出其不意地遭到玻璃幕墙反射光的突然袭击,眼睛受到强烈刺激,很容易诱发车祸. 2,人工白昼 夜幕降临后,商场,酒店上的广告灯,霓虹灯闪烁夺目,令人眼花缭乱.有些强光束 甚至直冲云霄,使得夜晚如同白天一样,即所谓人工白昼.在这样的“不夜城”里,夜 晚难以入睡,扰乱人体正常的生物钟,导致白天工作效率低下.人工白昼还会伤害鸟 类和昆虫,强光可能破坏昆虫在夜间的正常繁殖过程. 3,彩光污染 舞厅,夜总会安装的黑光灯,旋转灯,荧光灯以及闪烁的彩色光源构成了彩光污 染.据测定,黑光灯所产生的紫外线强度大大亮于太阳光中的紫外线,且对人体有害 影响持续时间长.人如果长期接受这种照射,可诱发流鼻血,脱牙,白内障,甚至导致白 血病和其他癌变.彩色光源让人眼花缭乱,不仅对眼睛不利,而且干扰大脑中枢神经, 使人感到头晕目眩,出现恶心呕吐,失眠等症状.科学家最新研究表明,彩光污染不仅 有损人的生理功能,还会影响心理健康.
城市水污水是城市发展中的产物，随着城市化和工 业化进程的加快，其产生量不断增大，污染日益严重， 已严重制约了城市社会经济的可持续发展。因此面对着 日趋严重的水资源污染进一步加剧,使人们所能使用的水 资源短缺的矛盾。因地制宜地将污水自然处理与人工处 理结合起来，实现污水资源化利用，是解决我国水资源 短缺和水污染矛盾的最有效的途径之一。城市水体污染 的原因是不唯一的，污染水资源的来源是多方面的。由 于我国大多数城市属于综合性城市，即有居住、商贸、 工业等混杂在一起，他们所排放的污水大部份虽说经过 处理才排放，可是由于处理技术还未成熟，大多还有微 小污染源进入水域，日积月累的排放使水体慢慢变质， 污染程度还是呈线性上升。
《城市生态学》PPT课件
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城市生态学的形成
城市化在为人们带来许多益处的同时，也产生 一系列严重的生态环境问题，对自然生态系统和 人民健康产生影响。这些问题主要表现在三个方 面：
一是城市的气候变化（如热岛效应）和环境污染， 包括水、空气、噪声和固体废弃物污染等；
二是自然资源的耗竭与短缺，特别是淡水、化石 燃料、耕地的过度利用和生物多样性的减少；
三是城市人口的增加导致大量的社会问题，如住
房紧张、交通拥挤、绿地减少、教育与卫生滞后
等。
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4
城市生态学的形成
因此，世界各国都开始重视城市的生态建设问题。
从1992年的联合国环发大会后，人居环境问题成 为实现可持续发展的重要因素。
近代城市的发展正在摆脱过去传统的以建筑和视
觉为中心的发展模式，而探索一条人与自然协调
达尔文1859年出版了《物种起源》 1866年Ernst Haeckel（德国生物学家赫克尔）
创始了生态学
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1. 生态学的概念
生态学：是研究有机体及其环境相互作用的科学。 “环境”是物理环境（温度、可利用水等）和生 物环境（对有机体的、来自其他有机体的任何影
响）的结合体。
生态学(ecology) —最早由德国动物学家 E.Haeckel于1866年提出，但概念狭窄，局限于动 物。E.P.Odum（1971）曾提出：“生态学是研究
城市生态学 Urban Ecology
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1
参考资料:
杨小波等主编.城市生态学.2005,科学出版社
李博主编.生态学.2000,高等教育出版社
张金屯主编.应用生态学.2003,科学出版社
杨志峰等主编.城市生态可持续发展规划.2004,科 学出版社
《城市生态学讲座》课件
城市规划：合理规划城市 空间，保护生态环境
绿色建筑：推广绿色建筑， 降低能源消耗
公共交通：发展公共交通， 减少交通拥堵和污染
垃圾分类：推广垃圾分类， 提高资源回收利用率
生态公园：建设生态公园， 提供休闲和生态保护功能
绿色能源：推广绿色能源， 减少化石能源消耗
06
案例分析
国内外城市生态保护案例介绍
调节气候：城市 生态系统可以调 节气候，如城市 绿化可以降低温 度、增加湿度。
净化环境：城市 生态系统可以净 化环境，如城市 绿化可以吸收二 氧化碳、释放氧 气。
提供休闲场所： 城市生态系统可 以提供休闲场所， 如公园、广场等。
城市生态系统的特点
复杂性：城市生态系统由多种生物和非生物因素组成，相互影响，相互制约 脆弱性：城市生态系统容易受到人类活动、自然灾害等外部因素的影响，稳定性较差 开放性：城市生态系统与外界环境进行物质、能量和信息的交换，具有开放性 人为性：城市生态系统是人类活动的产物，受人类活动的影响较大，具有人为性
启示：从案例中总结出城市生态学的成功经验和启示，为未来城市生态建设提供借鉴
实践应用：将案例分析中的成功经验和启示应用到实际城市生态建设中，推动城市生态学的发 展
未来发展方向与展望
城市生态学将成为城市规划的重要依据 绿色建筑和可持续城市设计将成为主流 城市生态学将与其他学科交叉融合，如环境科学、地理学等 城市生态学将更加注重人与自然的和谐共生，推动城市可持续发展
点
节能减排措 施：提高能 源利用效率， 减少能源消 耗和污染排
放
可再生能源 利用：推广 可再生能源， 如太阳能、
风能等
绿色建筑： 推广绿色建 筑，提高建 筑节能性能
交通节能： 推广公共交 通，鼓励绿 色出行，减 少交通污染
城市生态学 ppt课件
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图1-1
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1903年，在伦敦附近建立了第一座田园城市──莱奇 沃思（Letchworth），1920年又在韦林（ Welwyn）开始建设第二座田园城市。田园城市的建 立引起社会的重视，欧洲各地纷纷效法；但多数只是 袭取“田园城市”的名称，实质上是城郊的居住区。
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
城市学
L/O/G/O
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（三）“田园城市”理论（garden city）
1898年霍华德(E. Howard) 提出田园城市的理论。 霍华德在他的著作《明日，一条通向真正改革的和
平道路》中认为应该建设一种兼有城市和乡村优点的 理想城市，他称之为“田园城市”。田园城市实质上 是城和乡的结合体。
1919年，明确提出田园城市的含义：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。 (见图1-1)
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②主张增加农业人口，农业人口与非农业人口的比例为 100：1，最多不小于10：1，鼓励从事农业，不准开 设旅店和不准擅自迁居。
荀子（238B.C.）提出减少工业人口，国家才能强盛 的主张。
170A.D.，崔姓学者第一个提出人口的合理布局思想 1885年，包世臣提出农业与非农业劳动力比例关系应
城市生态系统PPT课件
因此，城市生态系统是一个不完全独立的生态 系统，它需要依赖城市周围的其他生态系统甚至 其他地区的物质能量支持，才能维持运转。
４城市生态系统是高度开放的生态系统
城市生态系统所需要的大量能源和物质，必须 从外部输入。同时城市生态系统又不断得向外部 输出大量的产品和废物，城市规模越大，它与外 界的物质和能量交换就越多。
城市生态系统的次级生产具有社会性，它是在一 定的社会规范和法律的制约下进行的。
❖ 非生物生产
物质生产：为满足人们物质生活所需要的各类 有形产品而进行的生产活动。
包括工业产品、设施产品、服务性产品。
非物质生产：满足人们的精神生活所需要的各 种文化艺术产品和相关服务而进行的生产活动。 它是城市文化功能的体现。
❖ 城市是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、 城市的经济结构特征等密切相关。
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世界部分国家能源结构 (%)
美国 俄罗斯 法国 德国 英国 日本 中国 世界总计
煤炭 24.3 19.0 6.1 28.9 23.1 17.1 76.4 27.2
石油 39.8 24.5 39.0 40.6 38.2 56.1 19.2 40.0
2 城市土壤变化
➢ 城市地下水位下降与地面沉降：城市建筑物密度 相对较大，地面硬化程度高，排水系统发达，很 大程度上阻止了雨水的下渗；再者，城市地下水 开采较多，使地下水位显著降低。
地下水位的下降，会带来取水地区的地面作垂直 方向的沉降，而且沉降范围向四周扩展，形成下 降漏斗。
另外，城镇地区大量开采地下矿藏也会形成地面 沉降。地面沉降都具有相当大的危害性，对城市 安全具有很大威胁。
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❖ 洛杉矶光化学烟雾事件
４城市生态系统是高度开放的生态系统
城市生态系统所需要的大量能源和物质，必须 从外部输入。同时城市生态系统又不断得向外部 输出大量的产品和废物，城市规模越大，它与外 界的物质和能量交换就越多。
城市生态系统的次级生产具有社会性，它是在一 定的社会规范和法律的制约下进行的。
❖ 非生物生产
物质生产：为满足人们物质生活所需要的各类 有形产品而进行的生产活动。
包括工业产品、设施产品、服务性产品。
非物质生产：满足人们的精神生活所需要的各 种文化艺术产品和相关服务而进行的生产活动。 它是城市文化功能的体现。
❖ 城市是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、 城市的经济结构特征等密切相关。
2021
世界部分国家能源结构 (%)
美国 俄罗斯 法国 德国 英国 日本 中国 世界总计
煤炭 24.3 19.0 6.1 28.9 23.1 17.1 76.4 27.2
石油 39.8 24.5 39.0 40.6 38.2 56.1 19.2 40.0
2 城市土壤变化
➢ 城市地下水位下降与地面沉降：城市建筑物密度 相对较大，地面硬化程度高，排水系统发达，很 大程度上阻止了雨水的下渗；再者，城市地下水 开采较多，使地下水位显著降低。
地下水位的下降，会带来取水地区的地面作垂直 方向的沉降，而且沉降范围向四周扩展，形成下 降漏斗。
另外，城镇地区大量开采地下矿藏也会形成地面 沉降。地面沉降都具有相当大的危害性，对城市 安全具有很大威胁。
2021 37
2021/3/12
❖ 洛杉矶光化学烟雾事件
城市生态学PPT参考课件
11
城市生态学的形成和发展
2. 巴黎的改建
自17世纪以来，巴黎一直按着古典美学原则进行建设，把城市的道路和广场 构成美丽的图案，推崇圆广场放射线型的路，讲究轴线、构图。
由于没有系统规划，尤其工业革命后，巴黎城市愈发突出发展混乱无序，交 通拥堵，用水排水基础设施差等问题。 1852-1870年，奥斯曼主持了巴黎改建。
城市生态学
URBAN ECOLOGY
1
目录
CONTENTS
城市 生态 学
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
持续发展道路； 城市生态规划与设计：城市生态评价方法，城市规划原理与方法、城市
生态规划原则与程序、城市生态设计规程与方法，以及城市生态规划设 计优化； 城市生态建设与管理 ：城市自然环境、生态景观、生态园区、生态社区、 生态人居的建设规程与管理办法； 城市生态学应用部分
3
第一章 绪论
学习内容
一、城市生态学定义 二、城市生态学的形成和发展 三、城市生态学的学说 四、城市生态学的任务与应用 五、城市生态学的研究原则 六、城市生态学研究方法
城市生态学为解决城市生态环境与经济发展的矛盾，提供合理、有效的理论基础与方法。
10
二、城市生态学的形成和发展
（一）城市生态学的萌芽阶段---20世纪以前 1. 中国古代城市生态学思想 390B.C，商鞅第一个提出了具有城市生态学思想的认识： ①在一个地区的土地组成上，城镇道路要占10％，才较为合理； ②主张增加农业人口，农业人口与非农业人口的比例为100：1，最多不小于
城市生态学的形成和发展
2. 巴黎的改建
自17世纪以来，巴黎一直按着古典美学原则进行建设，把城市的道路和广场 构成美丽的图案，推崇圆广场放射线型的路，讲究轴线、构图。
由于没有系统规划，尤其工业革命后，巴黎城市愈发突出发展混乱无序，交 通拥堵，用水排水基础设施差等问题。 1852-1870年，奥斯曼主持了巴黎改建。
城市生态学
URBAN ECOLOGY
1
目录
CONTENTS
城市 生态 学
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
持续发展道路； 城市生态规划与设计：城市生态评价方法，城市规划原理与方法、城市
生态规划原则与程序、城市生态设计规程与方法，以及城市生态规划设 计优化； 城市生态建设与管理 ：城市自然环境、生态景观、生态园区、生态社区、 生态人居的建设规程与管理办法； 城市生态学应用部分
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第一章 绪论
学习内容
一、城市生态学定义 二、城市生态学的形成和发展 三、城市生态学的学说 四、城市生态学的任务与应用 五、城市生态学的研究原则 六、城市生态学研究方法
城市生态学为解决城市生态环境与经济发展的矛盾，提供合理、有效的理论基础与方法。
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二、城市生态学的形成和发展
（一）城市生态学的萌芽阶段---20世纪以前 1. 中国古代城市生态学思想 390B.C，商鞅第一个提出了具有城市生态学思想的认识： ①在一个地区的土地组成上，城镇道路要占10％，才较为合理； ②主张增加农业人口，农业人口与非农业人口的比例为100：1，最多不小于
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日本东京1916~1965年年平均气温的变化
3 城市气候学
城市热岛强度的变化
周期性 日变化: 夜晚强, 白昼午间弱 年变化: 冬秋两季比夏春两季表现更明显, 可
能归因于冬季城市取暖耗能较多, 释放大量 人为热量 周变化: 明显受工休日周期影响, 周末弱, 周内 强
热岛强度气候学
城、郊气温对比
Tu-r—热岛强度=同时间同高度(离地1.5m)
热岛中心与近郊的气温差值。 “城市热岛”矗立在农村较凉的“海洋”之
上, 国内外均如此: 冬季傍晚上海市区比郊外要高2~5C; 巴黎城中心年均温比郊区高1.7C
城市热岛温度剖面示意图
3 城市气候学
城市发展过程中气温的前后对比
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。
北京师范大学资源与环境科学学院课程
城市生态学
康慕谊
北京 2002.02~06
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
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
1943)
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
北京地区热岛消失的临界风速
季节
春 夏 秋 冬
热岛消失的风速 （m/s） 4~5 2~3 5 5~6
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 期 一
星 期 二
星 期 三
星 期 四
星 期 五
星 期 六
星 期 日
平 均
纽黑文
(1939~ 0.6 0.7 0.6 0.7 0.6 0.6 0.3 0.6
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)
但时间不长; 南墙每天一次, 但随太阳赤纬 增加而减少
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 城市气候学
由于城市居民的生活和生产活动, 如家庭炉灶、 取暖、工厂生产、公共交通、人、畜的新陈代 谢和其他各种能源燃烧所排放的热量, 使城市 比郊区增加了许多额外的热量收入。这种人为 的热量在某些中高纬度城市可以接近或超过太 阳辐射热量。如在德国的汉堡每天从煤燃烧所 产生的热量为167Jcm2, 而冬季地面从太阳直 接辐射和天空辐射一天中所得到的热量为 175Jcm2。在莫斯科, 人为热竟超过太阳辐射 热的3倍, 对城市增温的影响十分显著。
总体说,城市地面吸收的太阳辐射与乡 村差别不大
3 城市气候学
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,
城市规模与城乡气温(夜晚)差别的关系
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
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
城市热岛强度的地区差异
城市热岛强度与城市的布局形状、城市地形等 有密切关系。团块状紧凑布局，城中心增温效 应强。条形分散结构，城中心增温效应弱。 盆 地或凹地，由于风速小，热岛效应特别强，这 里不仅抵消了冷空气的下沉作用，反而成为最 暖的热岛中心 城市规模（面积、人口及其密度等）对热岛强 度亦有影响
3 城市气候学
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
城市热岛效应
城市热岛(urban heat island)—城市内部气 温比周围郊区高的现象，城市气候中最典型的 特征之一，无论是在中高纬度或低纬度地区， 这一现象均普遍存在。 城市热岛效应可以从两个方面来分析： 同一时间城市和郊区气温的对比 同一城市历史发展过程中气温的前后对比