第3讲-城市生态系统

应用生态学－城市生态系统
城市生态系统
应用生态学－城市生态系统
ϒ 城市生态系统概念
ϒ 城市生态系统特点
ϒ 城市生态系统的结构与功能 ϒ 城市生态学研究中的几种观点 ϒ 城市生态学的发展和未来
应用生态学－城市生态系统
1 城市生态系统概念
城市生态系统可概述如下:凡拥有10万以上人口,住房、
工商业、行政、文化娱乐等建筑物占50%以上面积,具有
提高生态意识,包括系统意识、资源意识、环境意识和可
持续发展的意识等,倡导生态哲学和生态美学。
自然造成不良影响的能力,另一方面在自然界发生不良变
化时,能尽快使其恢复到良好状态,包括自然净化和人工调 节两类还原功能。
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• 城市生态系统的功能是靠其中连续的物流、信息
流、货币流及人口流来维持的,它们将城市的生
产与生活、资源与环境、时间与空间、结构与功
能,以人为中心串连起来。弄清了这些过程的动
力学机制和控制方法,就能基本掌握城市这个复 合体中复杂的生态关系。
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4 城市生态学研究中的几种观点
由于城市生态系统是一个高度复杂的系统 , 许多人 从不同的学科对该系统进行了多方面的综合研究。当
人们从不同的角度进行研究时,就产生了对城市生态系
统的不同认识和观点。 这些观点主要包括有： 自然生态观、经济生态观 社会生态观和复合生态观几大类。
存环境的气候、地形、食物、淡水、生活废弃物等构成的一个子系统。
② 工业-经济系统。只考虑人的经济(生产、消费)活动。由人与
能源、原料、工业生产过程、交通运输、商品贸易、工业废弃物等构成的子 系统。
③ 文化-社会系统。只考虑人的社会活动和文化生活。由人的社会组织、
政治活动、文化、教育、康乐、服务等构成的子系统。
有关城市物质代谢的研究重点在两方面:
其一为资源,包括,水、食物、原材料的来源、利用、分配和管理
其二为废物,包括废热、废水、废气、废渣等的排放、扩散、处理、再 生等内容。其中也包括负载能力、环境容量、营养物质和污染物质的流动 规律及对人和物理环境的影响等问题。 总之,流经城市生态系统的物质除少数转变为生物量或为生物所利用外, 大多数以产品和废品的形式输出,因而,其物质流通量远比自然生态系统大 得多。
• 城市空间扩展理论:城市扩展的方式是多种多样的,有
环幅形、棋盘形、条带形等等,有关形成的机理也有许
多假说、模式和理论。其中,较著名的有同心圆学说、
扇形学说、多核心学说等等。
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对城市生态系统的调控是城市生态系统演替的重要控 制因素。根据生态控制论,城市生态系统的调控有两个目标,
发达的交通线网和车辆来往频繁的人类集居的区域,即可
称为城市生态系统。
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城市生态系统特点
（1）城市生态系统是人工生态系统
城市生态系统是通过人的劳动和智慧创造出来的 ,人 工控制对该系统的存在与发展起着决定性的作用。但是, 人工控制是在自然控制的大背景上起作用,必然受到太阳 辐射、气温、气候、风、水源状况等自然因素控制。
向高序的连续积累为特征。
社会生态亚系统 以人口为中心。该系统以满足城市居民的
就业、居住、交通、供应、文娱、医疗、教育及生活环境等需 求为目标,为经济系统提供劳力和智力。它以高密度的人口和高
强度的生活消费为特征。
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城市生态系统的功能
• 城市生态系统的功能也有三方面内容 , 它们是生产、生 活和还原。 在生产上为社会提供丰富的物资和信息产品,包括第一 性生产、第二性生产、流通服务及信息生产四大类。 城市活动的特点是:空间利用率很高,能流、物流高强度 密集 , 系统输入、输出量大 , 主要消耗不可再生性能源 , 且 利用率低,食物链呈线状而不是网状,系统对外界依赖性较 大。
关于城市合系统的演替已进行了较广泛的研究,
形成了许多观点和理论。
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• 城市发生学:从历史上看,不管是埃及、美索不达米亚,还是印
度、中国 ,城市大都首先是在一些河口、海湾等处发展起来的。 但是在关于城市发生的动力时,却有不同的观点。例如:
有的认为农业产品和农村劳动力的剩余以及第二、三产业的兴
以上各层次的子系统内部,都有自己的能量流、物质流和信息流,
而各层次之间又相互联系,构成不可分割的整体。
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3 城市生态系统的结构与功能
城市生态系统在结构上可分为三个亚系统,即: 社会生态亚系统 经济生态亚系统
自然生态亚系统
它们交织在一起,相辅相成,形成一个复杂的综合体。
自然生态亚系统以生物结构和物理结构为主线 ,包括植物、动
一是高效,即高的经济效益和发展速度;二是和谐,即和谐的
社会关系和稳定性。 对城市生态系统进行调控的途径主要有三种: ①生态工艺的设计与改革。根据自然生态优化原理对城 市生态系统进行重新设计与改造。
其内容包括能源结构的改造 ,生物多样性的利用 ,物质循
环与再生,资源开发与管理,景观生态的设计。
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其中对城市生态系统中城市社会质量的研究是社会生态观各项研
究中的一个热门话题. 但由于怎样衡量城市生活水平牵扯到人的价值观念、生活方式等社
源自文库
会文化因素,所以,这是一个复杂而有争议的问题。
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•
复合生态观:城市生态系统既有自然地理属性也有社会与文化属
性,这是一类复杂的人工生态系统。 马世骏等将城市看作是社会一经济一自然的复合生态系统 , 认 为城市的自然及物理组分是其赖以生存的基础;
②生态关系的规划与协调。运用系统科学的方法,对城市 生态系统的结构与功能进行规划与协调。
生态规划的最终目标就是要调整、改革城市管理体制,增
强和完善城市功能, 改善城市决策手段, 建立有效的决策支 持系统。 ③生态意识的普及与提高。在城市生态系统中人是生态 系统的主体,而人的行为又受其观念、意识所支配。
（4) 城市生态系统是高度开放的系统
城市生态系统具有大量、高速的输入输出流、能量、物质
和信息在系统中高度浓集 ,高速转化,其能量转化 ,是所有生态 系统中最高的。
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(5) 城市生态系统是多层次的复杂系统 仅以人为中心,可将城市生态系统划分为以下三个层次的子系统
① 生物(人)-自然〈环境〉系统。只考虑人的生物性活动,是人与其生
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•社会生态观:这种观点从社会学的角度探讨了城市生态系统 ,
认为城市是人类集聚的结果.
集中探讨了人的生物特征、行为特征和社会特征在城市过程中的地位 和作用,如对人口密度、分布、生殖率、死亡率、人口流动、职业、文 化、生活水平等都有大量研究 ,其中尤其以对城市人口密度的研究数量 最多,包括个体生理学模型、行为模型、健康状况模型、心理学模型、 拥挤度模型、人口发展史模型、系统生态学模型、经济效益模型及运输 形式模型等等。
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在生活上是指系统为市民提供方便的生活条件和舒适的 栖息环境。一方面要满足居民基本物质和能量及空间需要, 保证人体新陈代谢的正常进行和人类种群的持续繁衍; 另 一方面还要满足居民丰富的精神、信息和时间需求,让人 们从繁重的体力和脑力劳动中解放出来。 其还原保证了城乡自然资源的可持续利用和社会、经济、 环境的平衡发展。一方面必须具备消除和缓冲自身发展给
起是城市产生和发展的基本动力;
有的认为城市的原动力是资本的扩大; 有的认为城市是政治统治、军事冲突的结果; 有的认为城市是伴随人类精神需求、个性解放及其他文化需求
而产生的深刻变革的产物。
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• 城市引力理论 : 城市对周围的吸引力主要表现在对生 产和生活的吸引力,不同城市的不同吸引力的叠加形成 引力场。城市对周围地区的吸引力与它的人口规模成 正比,与距离成反比。
城市各部门的经济活动和代谢过程是城市生存发展的活力和命
脉; 而城市人的社会行为及文化观念则是城市演替与进化的原动力。
社会-经济-自然复合体不是社会、经济、自然三者之间的简
单加和,而是融合与综合,是自然科学与社会科学的交叉,是空间和 时间的交叉。
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5 城市生态学的发展和未来
城市生态系统和其他自然生态系统一样,也存 在着生态系统的演替过程 , 是人类活动对环境的 适应、开拓、竞争和共生的结果 , 受到当地自然 地理和社会经济条件的促进或制约。
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(3) 城市生态系统是不完全的生态系统
城市生态系统中生产者不仅数量少,而且其作用也发生了改 变。城市中的植物 , 其主要任务已不是向城市居民提供食物 , 其作用已变为美化景观、消除污染和净化空气等。由于植物 产量远远不能满足当地消费者的粮食需要,必须从城市生态系 统以外输入。
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(2)城市生态系统是以人为主体的生态系统
在城市生态系统中 , 人口高度集中 , 其他生物的种类和 数量都很少。动物群落基本上是家养动物群落 , 其生存除 部分受气候与疾病等的影响外,基本不受天敌的威胁,而主
要受人的支配。
人是城市生态系统中主要的消费者,因此,在城市生态系统 中,生产者、消费者所占的比例,与其在自然生态系统中正 相反,是以消费者为主的倒三角形营养结构。
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•经济生态观 : 这种观点把城市看成是一个以高强度的能流
物流为特征 , 不断进行新陈代谢 , 经历着发生、发展、兴旺和 衰亡等演替过程的人工生态系统。
通过对城市各种生产、生活活动中,物质代谢、能量转换、水循环和货
币流通等过程的研究 ,探讨城市复合体的动力学机制、功能原理、生态经 济效益和调控办法。
物、微生物、人工设施和自然环境等。它以生物与环境的协同共生 及环境对城市活动的支持、容纳、缓冲及净化为特征。
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经济生态亚系统以资源为核心,由工业、农业、建筑、交通、
贸易、金融、信息、科教等子系统组成。它以物资从分散向集
中的高密度运转 , 能量从低质向高质的高强度集聚 , 信息从低序
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•自然生态观 : 这种观点把城市看成是以生物
为主体 , 包括非生物环境的自然生态系统 , 它
受人类活动干扰并反作用于人类。
城市自然生态研究中最活跃的由以下几个领域: 一为城市人类活动与城市气候关系的研究; 二为城市化过程对植物的影响及其功效和规划研究; 三为城市及工业区自然环境容量、自净能力及生态规划研究。