城市生态学课件资料③——第二章

第二章城市生态学的理论基础

第一节城市生态学的学科基础

一、生态学（ecology）

（一）生态学的发展与研究对象

1.德国赫克尔（Emst Heinrich Haeckel）于1869年提出，并于1886年创立了生态学这门学科。

Ecology来自希腊语“oikos”(居住地、隐蔽处、家庭)与“logos”科学研究。

2.生态学研究的基本对象是两个方面的关系，其一为生物与生物之间的相互关系，其二为生物与环境之间的相互。因此，生态学是研究生物之间、生物与环境之间的相互关系的学科。

（二）生态学研究尺度

1.基因

DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。

①基因多样性

是生物多样性的重要组成部分，是地球上所有生物携带的遗传信息的总和。

②转基因

通俗的说就是一种生物体内的基因转移到另一种生物或同种生物的不同品种中的过程。一般来说转基因是通过有性生殖过程来实现的。

2.个体生态学

①物种的生活史

②个体对环境的适应性——生活型

③环境对个体的制约——生态型

3.种群生态学

同类生物所组成的群体。

①种群的基本特征——年龄结构、性比、大小等。

②种群的格局——空间分布等。

③格局形成的过程——种内竞争、生殖特征等。

4.群落生态学

不同类别生物所组成的集合。

①群落的结构——水平结构、垂直结构、种类结构。

②群落的动态——演替过程、物种更替等。

5.生态系统、景观、全球生态学

在一定空间范围内，各生物成分和非生物成分，通过能量流动和物质循环而相互作用和相互依存所形成的一个功能单位。

①结构——食物链。

②功能——能流、物流、信息流、价值流。

③调控——机制、反馈。

二、城市学

1.城市学(urbanology)一词最早见于日本矶村英一的《城市学》（1975）。

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.最早的城市学是依附于建筑学之中的。工业革命后，社会学、城市地理学、城市管理学、城市经济学、城市规划学等被相继纳入城市学的范畴之中。

三、人类生态学（anthropo-ecology）

1.人类生态学(anthropo-ecology)是研究人与周围环境之间的相互关系及其规律的学科。

2.美国芝家哥学派的代表人物（帕克）首先提出这个科学术语。

3.当今人类面临的五大危机的挑战，其核心问题是“人口爆炸”，因此人类生态学也就自然成为生态学中最引人瞩目的分支之一。

第二节城市生态学的有关概念与原理

一、基本概念

（一）生态系统

1.定义

指一定地域内生

存的一个生物群落与

环境相互作用的，具

有能量转换、物质循

环代谢和信息传递功

能的统一体。

2.生态系统的结

构特征（仿Clarke，

1954 ）

3.生态系统的功能特征

4.生态系统中能量的流动

能量流动特点：

①“越流越细”，能量在流动过程中逐渐耗散。

②单向流动，不可逆。

5.生态系统的物质循环

（二）城市生态系统

1.定义

①人为改变了结构、改造了物质循环和部分改变了能量转化、长期受人类活动影响的、以人为中心的陆生生态系统（宋永昌等）。

②由人类社会、经济和自然三个子系统构成的复合生态系统（马世骏和王如松）。

③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（杨小波等）。

④人们在一定的时间和空间范围内，利用以人为主体的城市生物与城市非生物环境之间，城市生物种群之间，以及城市自然环境与社会经济环境之间的相互作用建立起来的，并在人为和自然的共同支配下进行生物生产和非生物生产的综合体（赵运林等）。

2.城市生态系统的特点

①人工生态系统，人是这个系统的核心和决定因素。

②消费者占优势的生态系统。

③分解功能不完全的生态系统。

④自我调节和自我维持能力很薄弱的生态系统。

⑤受社会经济多种因素制约的生态系统。

二、基本原理

（一）生态位

1.定义

①生态位(niche):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。

②城市生态位(urban niche):城市给人们生存和活动提提供的生态位。反映了一个城市的现状对于人类经济活动，生活活动的适宜程度，既城市的性质、功能、地位、作用及其人口、资源、环境的优劣势。

2.城市生态位分类

①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）。

②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）。

（二）多样性与稳定性( diversity & stability)

1.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。

2.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。

3.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。

4.如在物种十分丰富多样的热带雨林中，某些物种的缺失就会因这种代偿作用而不致对整个生态系统的功能造成大的影响。而在仅有地衣、苔藓的北极苔原，这种植被一旦受到破坏，就立即会使以地衣为食的驯鹿以及靠捕食驯鹿为生的食肉兽无法生存，因为结构过于简单的的苔原生态系统是无法发挥物种间的代偿作用的。

应用：①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。②土地的多样性，保证了城市各类活动的展开。③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。④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。

（三）食物链(网)原理

1.基本概念

①食物链（food chain）:以能量和营养物质形成的各种生物之间的联系.

②食物网（food web）：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。

应用：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”。

A.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。

B.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。