城市生态学 杨小波版 第三章城市生态系统

世界八大公害事件简况
名称 时间 地点
原因
马斯河 1930.12 Belgium马斯 SO2浓度达(25-
谷事件
河谷工业区 100)mg/m3
多诺拉 1948.10 Pennsylvani 大气污染,SO2浓
事件
a多诺拉镇 度为(0.52.0)μg/L
主要后果
一周内60多 人死亡
发病5911， 死亡17
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。
1933年8月国际现代建筑学会在雅典集会，提 出“雅典宪章”，指出城市的主要机能是居住、 工作、休息、交通。
1978年12月在秘鲁利马发表“马丘皮丘克宣 言”，把“城市规划的目的看作是综合城市的 四项基本功能”改为“力求创造一个综合的多 功能的生活环境”。
第三章 城市生态系统
第一节 城市、城市系统及城市生态系统 第二节 城市生态系统的组成和结构 第三节 城市生态系统的基本功能和主要特点 第四节 城市生态环境问题
第一节 城市、城市系统及城市生态系统
一、城市 城市的形成(三次社会分工与私有制)
1、第一次:畜牧业与农业分离—聚落(城市胚胎) 第二次:农业与手工业分离—产生聚落中心 第三次:手工业与商业分离—“市”(集)形成
康恩:资源取决于技术,技术不但不会用完资源,而且 还会发现和扩大资源的来源。
“1999:不战而胜”(Victory Without War, 1988, R.Nixon) 持相同观点。
资源可以分为： A. 可更新资源(renewable resources):
可通过比较迅速的自然循环 来补充的资源:O2 、CO2 、H2O、木材资源
十六个严重生态环境问题：人口剧增；土壤流失 和土壤退化；沙漠日益加大;森林锐减;大气污染日 益严重；水污染加剧，人体健康状况恶化；贫困加 剧;军费开支巨大；自然灾害增加；大气温室效应 加剧;臭氧层遭破坏；滥用化学物质；物种灭绝； 能源消耗与日俱增；工业事故多；海洋污染严重。 (“我们共同的未来” our common future,World Commission on Environment and Development, WCED)
（三）当前的生态环境问题
五大危机:人口剧增, 能源不足， 粮食短 缺， 自然资源遭到破坏，环境污染。
十大生态环境问题: ①沙漠化日益严重； ②森林遭到严重砍伐；③野生动物大量灭 绝；④人口剧增；⑤饮水资源越来越少； ⑥渔业资源受到破坏；⑦河水污染严重； ⑧大量使用农药；⑨全球气温明显上升； ⑩酸雨现象。
（2）淡水资源：水是生命的摇篮，是人类文明 的源泉。地球上的水97%以上是海水，陆地上的 水不足3%，其中大部分又以冰川的形式存储在两 极，淡水资源不足1%(亚马逊河占1/6强)。
（3）森林资源 “地球之肺”，是人类的绿色保姆。调节气候，促进水循 环。森林是数百万动物的栖息之地，是动植物的基因库。 森林的价值远不止是木材的价值，贮存水量，防止水土流 失，栖息鸟类，供给氧气。日本全国的森林(覆盖率68%)总 价值，相当于全国的经济预算。 日本的森林是战略储备(reserve)，如美国的石油。 已知的物种约有170万种。到2000年，约10%的物种濒临灭 绝。而1种植物的灭绝至少使20种昆虫因食物链被破坏而消 亡。许多种生物在人类发现和认识之前就从地球上永远消失。
二、 环境问题的产生与生态危机 （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 1984，India博帕尔毒气外泄, 2,000余人死,170，000中 毒； 1985，Mexico city化工厂大爆炸，死500余，伤2,500； 1986，Russia切尔诺贝利核电站事故，300人伤，31人亡， 受辐射危害者更多，老鼠变异，大如猪。 中国鸡蛋含有DDT，南极的企鹅，北极的驯鹿，也受到了 DDT的污染，出生后的婴儿所吮吸的第一口乳汁中，就有 DDT的污染。
2、私有制产生—聚落争斗防卫—“城”(镇)形成 城市的发展
➢自然条件：大河冲积平原区； ➢经济技术发展水平：冲破自然束缚向外扩张拓展
二 、城市系统(urban system）: 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。
估计城市组成单元为108个. 有许多子系统组成,如经济、 金融、交通、城建、科学、文化、法律等。随着城市规模 的扩大和各种设施的发展与完善，城市具有越来越多的功 能，单一功能的城市少。
（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Байду номын сангаас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
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。
洛杉矶 1940‘s L.A. 光
伦敦烟 1952.12 雾事件
London
汽车尾气在强日 光化学烟雾下形 成光化学烟雾 (ozone)
65岁以上老 人死亡400
燃煤产生烟雾,在 死 亡 人数较
空中形成酸雾
常年同期多
4000人
名称 时间
四日市 1961 哮喘事 件
水 俣 病 1953
事件
地点 四日市
（二）城市生态系统能源结构与能量流动 1、能源结构 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。
世界部分国家能源消费构成(%)
煤炭
美国
24.3
俄罗斯 19.0
法国
6.1
德国
28.9
英国
23.1
日本
17.1
地理位置对城市的产生与发展有深远的影 响。
➢日本东京的大地震、大轰炸，二战后原地重 建；唐山地震后原地重建。
➢烟台、大连两个港口城市，虽然条件相似， 但发展速度各异。上海以全国为腹地，香港将 略逊色。
三、 城市生态系统(urban ecosystem): 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 （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）。
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3-5）
第四节 城市生态环境问题
一、只有一个地球
1972年6月5日，斯德哥尔摩召开” 人类环境会议”，宣布”只有一个地 球”，指出“人类既是他的环境的创 造物，又是他的环境的创造者”。
中国
76.4
世界总计 27.2
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
城市生态环境问题
➢ 交通发展的不良后果：城市向外蔓延,造成土地. 能源.空间等资源的浪费和城市中心的衰落。 ➢ 住宅问题。
➢ 水问题：①供水能力低，中国40城市严重缺水； ②严重的水土资源组合不匹配，北方地区已出现 用水危机；③一方面水源不足，另一方面严重浪 费水源；④水污染日趋严重。
➢ 大气，固废，噪声和电磁波污染等。
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）
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
B.不可更新资源(non-)：
经开发利用后，现阶段不可再生的资源
i. 可重复利用的资源: 铜、铝金属 ii.不可重复利用的资源: 煤、油、气、核力
（1）土地资源：土地资源是一切资源中最宝贵 和不可取代的资源，是人类的栖息之地,是人类 生产活动最基本的生产资料与生活资料。“土地 是财富之母，劳动是财富之父”。
3、 生态环境恶化 （1） 沙漠化（desertification） 沙漠化及沙漠化土地占了陆地总面积的35%， 这些地区雨量稀少，土质干燥，地表植被稀疏， 有的完全裸露，沙漠地区受到剧烈的日照，气 温上升，造成强烈的上升气流而出现狂风，引 起飞沙走石的恶性气候。 沙漠化速度：10 hectares/minute
2、资源匮乏
“罗马俱乐部”的“增长的极限”(The limits of growth, 1972, Rome Club(A. Peccei))：由于地球的 能源，资源和容积有限，人类社会的增长和发展必然 有一定的限度。用倍增的速度去求得经济和社会的发 展，注定会使社会在物质和能源方面达到极限，给人 类带来毁灭性的灾难。
第二节 城市生态系统的组成结构
城市居民或人群 城
市
生命
生
自然环境
态
系
非生命
统
城市环境系统
政治
社会环境 法律 经济
文化教育
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”。
自然生态系统 生命 非生命
城市生态系统
经济生态系统
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
第三节 城市生态系统的基本功能和主要特点 一、城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。
子系统分类如下： (1) 科教文卫（科学、医疗卫生、文化、教育） (2)交通邮电（交通运输、邮电业） (3)财政（财政收入、财政支出） (4)产业（机关团体、旅游业、金融业、公用事业、
商业、服务业、建设业、工业、 地质勘探、矿业、林 业、农业）
(5)资源&能源（社会资源、物资供应、自然资源） (6)环境（人工环境自然环境） (7)人口（需求、就业与抚养、流动、分布、人才开 发、人口发展）
水俣市
骨痛病 事件
富山县
米糠油 1968 北九州市 事件
原因
主要后果
废气粉尘有毒金 患者达817， 属与SO2形成酸 亡10多人 雾
工业废水使鱼中 中毒283， 毒，人食鱼受害 60人死亡
含镉废水使稻米 患者130人,
含镉，人食后中
毒
亡81人
米糠油中混入多 患者5000，
氯联苯
16人死亡
城市问题的生态学实质: （1）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，各行其是。 （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（self-domestication）。
1、人口剧增 人口问题：人口的数量, 人口的质量。（见
图3-6）
世界人口的发展
年 8,000BC 0 1650 1800 1930 1987 2000 人数 5m 200m 500m 1b 2b 5b 6b
4.5 babies/second，中国人口在很早以来大体上保持 世界人口的1/6-1/4。西方有人担心华人种群会替代他们。 50m人的国家有17个，而中国的四川省、河南省、山东 省等8省的人口分别以超过了50m。 （见图3-7）