城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成及特征實(shí)用教案

1、第三章 城市(chngsh)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成及特征 第一節(jié) 城市(chngsh)生態(tài)系統(tǒng)基本概念 第二節(jié) 城市(chngsh)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成 第三節(jié) 城市(chngsh)生態(tài)系統(tǒng)的特征第1頁(yè)/共47頁(yè)第一頁(yè)，共48頁(yè)。第一節(jié) 城市(chngsh)生態(tài)系統(tǒng)基本概念 城市生態(tài)系統(tǒng)是城市生態(tài)學(xué)的研究中心與研究重點(diǎn)。對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)的理解，因?qū)W科重點(diǎn)、研究方向(fngxing)等不同，有著一定差異。 第2頁(yè)/共47頁(yè)第二頁(yè)，共48頁(yè)。 80年代中期，我國(guó)生態(tài)學(xué)奠基人馬世駿院士等提出了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，指出辨識(shí)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然之間復(fù)雜的耦合關(guān)系，從技術(shù)、體制、行為方面(fngmin)去調(diào)控生產(chǎn)、

2、生活與生態(tài)服務(wù)功能，將生態(tài)學(xué)原理運(yùn)用到產(chǎn)業(yè)、社區(qū)及景觀設(shè)計(jì)、規(guī)劃與建設(shè)中去，對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展有著重要意義。一、城市(chngsh)生態(tài)系統(tǒng)概念n 城市生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)以人為中心的自然、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)系n統(tǒng)組成(z chn)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能多樣，動(dòng)態(tài)開(kāi)放式的復(fù)合型人工n生態(tài)系統(tǒng)。第3頁(yè)/共47頁(yè)第三頁(yè)，共48頁(yè)。第一節(jié) 城市(chngsh)生態(tài)系統(tǒng)基本概念(2) 城市生態(tài)系統(tǒng)是以城市居民為主體，以地域空間和各種設(shè)施為環(huán)境(hunjng)，通過(guò)人類(lèi)活動(dòng)在自然生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)上改造和營(yíng)建的人工生態(tài)系統(tǒng) (王發(fā)曾)。(3) 城市生態(tài)系統(tǒng)是城市居民與其周?chē)h(huán)境(hunjng)組成的一種特殊的人工生態(tài)系統(tǒng)

3、，是人們創(chuàng)造的自然經(jīng)濟(jì)社會(huì)復(fù)合體(金嵐等)。第4頁(yè)/共47頁(yè)第四頁(yè)，共48頁(yè)。第一節(jié) 城市(chngsh)生態(tài)系統(tǒng)基本概念(4) 凡擁有10萬(wàn)以上人口住房、工商業(yè)、行政、文化娛樂(lè)等建筑物占50以上面積，具有( jyu)發(fā)達(dá)的交通線網(wǎng)和車(chē)輛來(lái)往頻繁的人類(lèi)集聚的區(qū)域稱(chēng)為城市生態(tài)系統(tǒng)(何強(qiáng)等)。第5頁(yè)/共47頁(yè)第五頁(yè)，共48頁(yè)。第一節(jié) 城市(chngsh)生態(tài)系統(tǒng)基本概念 城市生態(tài)系統(tǒng)定義為：特定地域內(nèi)的人口、資源(zyun)、環(huán)境(包括生物的和物理的、社會(huì)的和經(jīng)濟(jì)的、政治的和文化的)通過(guò)各種相生相克的關(guān)系建立起來(lái)的人類(lèi)聚居地或社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然的復(fù)合體。（環(huán)境科學(xué)詞典）第6頁(yè)/共47頁(yè)第六頁(yè)，共48

4、頁(yè)。第7頁(yè)/共47頁(yè)第七頁(yè)，共48頁(yè)。第8頁(yè)/共47頁(yè)第八頁(yè)，共48頁(yè)。第9頁(yè)/共47頁(yè)第九頁(yè)，共48頁(yè)。第10頁(yè)/共47頁(yè)第十頁(yè)，共48頁(yè)。第二節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)的構(gòu)成 由于(yuy)不同專(zhuān)業(yè)的研究角度和出發(fā)點(diǎn)不同，所以對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成的認(rèn)識(shí)及劃分也各不相同。第11頁(yè)/共47頁(yè)第十一頁(yè)，共48頁(yè)。第12頁(yè)/共47頁(yè)第十二頁(yè)，共48頁(yè)。?？?hiku)德國(guó)城市(chngsh)生態(tài)系生物(shngw)系統(tǒng)城市居民家養(yǎng)生物野生生物非生物系統(tǒng)住宅與公共建筑物人工物質(zhì)系統(tǒng)道路設(shè)施工廠交通運(yùn)輸通迅設(shè)施市政管網(wǎng)建設(shè)環(huán)境資源系統(tǒng)氣域水域土地 礦產(chǎn)能源系統(tǒng)生物能（食物等）自然能化石燃

5、料第13頁(yè)/共47頁(yè)第十三頁(yè)，共48頁(yè)。第14頁(yè)/共47頁(yè)第十四頁(yè)，共48頁(yè)。三、生態(tài)學(xué)家等學(xué)者認(rèn)為城市生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)以人為中心的自然經(jīng)濟(jì)，社會(huì)(shhu)復(fù)合起來(lái)的人工生態(tài)系統(tǒng)，因而組成上包括這三個(gè)方面： 自然系統(tǒng)：是居民賴(lài)以生存的基本環(huán)境。 以生物與環(huán)境的協(xié)同共生及環(huán)境對(duì)城市活動(dòng)的支持、容納、緩沖及凈化為特征。 經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)：涉及生產(chǎn)、分配、流通、消費(fèi)各環(huán)節(jié)。 以物質(zhì)從分散到集中的高密度運(yùn)轉(zhuǎn)，能量從低質(zhì)到高質(zhì)的高強(qiáng)度集聚，信息從低序到高序的連續(xù)積累為特征。 社會(huì)系統(tǒng)：涉及城市居民及物質(zhì)和精神生活的各方面(fngmin)。 以高密度人口和高強(qiáng)度的生活消費(fèi)為特征。第15頁(yè)/共47頁(yè)第十五頁(yè)，共48

6、頁(yè)。城市(chngsh)生態(tài)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)第16頁(yè)/共47頁(yè)第十六頁(yè)，共48頁(yè)。第17頁(yè)/共47頁(yè)第十七頁(yè)，共48頁(yè)。第18頁(yè)/共47頁(yè)第十八頁(yè)，共48頁(yè)。第19頁(yè)/共47頁(yè)第十九頁(yè)，共48頁(yè)。第三節(jié) 城市(chngsh)生態(tài)系統(tǒng)的特征一、人類(lèi)(rnli)屬性及人類(lèi)(rnli)生態(tài)系統(tǒng)的特征(一) 人類(lèi)(rnli)的兩種屬性1人類(lèi)(rnli)的生物屬性2人類(lèi)(rnli)的社會(huì)屬性第20頁(yè)/共47頁(yè)第二十頁(yè)，共48頁(yè)。(二) 人類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn) 1食物鏈頂端生物成分(chng fn)的變化 2. 在構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的自然環(huán)境中，出現(xiàn)了日益擴(kuò)大的人造(工)環(huán)境第21頁(yè)/共47頁(yè)第二十一頁(yè)，共48頁(yè)。(

7、二) 人類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)3非食物的能量流和物質(zhì)流的強(qiáng)度(qingd)日益 增長(zhǎng)4科學(xué)技術(shù)在人類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)中的作用日益重要第22頁(yè)/共47頁(yè)第二十二頁(yè)，共48頁(yè)。 二、城市生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)的特征(一) 城市生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)區(qū)別于自然生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)的根本特征1. 系統(tǒng)的組成成分2系統(tǒng)的生態(tài)關(guān)系網(wǎng)絡(luò) 城市生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)中的網(wǎng)絡(luò)則大多是具有社會(huì)屬性的網(wǎng)絡(luò)，包括城市生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)中的各種自然網(wǎng)絡(luò)(已帶有明顯的人工色彩)和更為重要的社會(huì)關(guān)系、經(jīng)濟(jì)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。第23頁(yè)/共47頁(yè)第二十三頁(yè)，共48頁(yè)。3生態(tài)位 自然生態(tài)

8、系統(tǒng)能提供自然生態(tài)位； 城市生態(tài)系統(tǒng)所能提供自然生態(tài)位、社會(huì)生態(tài)位、經(jīng)濟(jì)生態(tài)位。4系統(tǒng)的功能 自然生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)(bioxin)出極高的生態(tài)效率； 城市生態(tài)系統(tǒng)整個(gè)系統(tǒng)的生態(tài)效率極低。第24頁(yè)/共47頁(yè)第二十四頁(yè)，共48頁(yè)。5調(diào)控機(jī)制6系統(tǒng)(xtng)的演替 城市生態(tài)系統(tǒng)(xtng)的演替是人類(lèi)為了自身的生存和發(fā)展，通過(guò)各種生產(chǎn)和生活活動(dòng)。對(duì)系統(tǒng)(xtng)能動(dòng)地創(chuàng)建、改造、拓展的結(jié)果，也是城市人類(lèi)集聚的發(fā)生、發(fā)展、興盛、衰亡的過(guò)程。第25頁(yè)/共47頁(yè)第二十五頁(yè)，共48頁(yè)。(二)城市生態(tài)系統(tǒng)的人為性1城市生態(tài)系統(tǒng)是人工生態(tài)系統(tǒng)2. 城市生態(tài)系統(tǒng)是以人為主體的生態(tài)系統(tǒng)3城市生態(tài)系統(tǒng)的變化規(guī)律由自然

9、規(guī)律和人類(lèi)(rnli)影響疊加形成第26頁(yè)/共47頁(yè)第二十六頁(yè)，共48頁(yè)。(二) 城市生態(tài)系統(tǒng)的人為性4人類(lèi)(rnli)社會(huì)因素的影響在城市生態(tài)系統(tǒng)中具有舉足輕重的地位5城市生態(tài)系統(tǒng)中的人類(lèi)(rnli)活動(dòng)影響著人類(lèi)(rnli)自身第27頁(yè)/共47頁(yè)第二十七頁(yè)，共48頁(yè)。(三) 城市生態(tài)系統(tǒng)的不完整性1城市生態(tài)系統(tǒng)缺乏(quf)分解者2城市生態(tài)系統(tǒng)“生產(chǎn)者”(指綠色植物)不僅數(shù)量少，而且其作用也發(fā)生了改變第28頁(yè)/共47頁(yè)第二十八頁(yè)，共48頁(yè)。(四) 城市生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)的開(kāi)放性1對(duì)外部系統(tǒng)的依賴(lài)性2. 對(duì)外部系統(tǒng)的輻射性3城市生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)的開(kāi)放具有層次

10、性 第一層次為城市生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)內(nèi)部備子系統(tǒng)之間的開(kāi)放即各子系統(tǒng)之間的交流和互相依賴(lài)、互相作用。第29頁(yè)/共47頁(yè)第二十九頁(yè)，共48頁(yè)。3城市生態(tài)系統(tǒng)的開(kāi)放具有層次性 第二層次為城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與城市自然環(huán)境系統(tǒng)之間的開(kāi)放 第三(d sn)層次指城市生態(tài)系統(tǒng)作為一個(gè)整體向外部系統(tǒng)的全方位開(kāi)放。第30頁(yè)/共47頁(yè)第三十頁(yè)，共48頁(yè)。(五) 城市生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)的高“質(zhì)量”性1物質(zhì)、能量、人口等的高度集中性第31頁(yè)/共47頁(yè)第三十一頁(yè)，共48頁(yè)。日 期面 積人 口人口密度日 期面 積人 口人口密度(平方(人/平方(平方(人/平方(年/月/日)公里)(人)公里)

11、(年/月/日)公里)(人)公里)中 國(guó)墨西哥北 京19911680710395000618墨西哥城1990149982357445494上 海1992.12.316341128937002034美 國(guó)天 津1992.12.31427658249001363休斯頓1992152016358271076印 度紐 約199282473225648886德 里1992148397565006579阿根廷海德拉巴1992175298134817036布宜諾斯艾利斯1991200296540314827馬德拉斯1992.03.01174385118122133巴 西印度尼西亞圣保羅199115001138

12、03007620雅加達(dá)1990661822251512435保加利亞三寶壟199229025954518937索菲亞199213101190126908伊 朗捷克共和國(guó)馬什哈德19911759155布拉格1992.12.3149612173152452德黑蘭19916475527法 國(guó)日 本巴 黎1990105215467820445大 阪1992.10.01220260327211809德 國(guó)東 京1992.10.01618812937713158柏 林1992.12.3188934657483898橫 濱1992.10.0143332721807554漢 堡1992.12.31755168

13、87852237名古屋1992.10.0132621620076624慕尼黑1992.12.3131113206344253韓 國(guó)意大利仁 川1992.12.3133920706166111羅 馬1993.12.31150828290031876斧 山1992.12.0152938872787350米 蘭1992.12.3118213586277474漢 城1993.12.316051092546418047波 蘭哈薩克斯坦華 沙1992.12.3149516445153322阿拉木圖199218311932006524羅馬尼亞馬來(lái)西亞布加勒斯特1992.07.0122820656519060

14、世界主要城市面積、人口(rnku)和人口(rnku)密度（1996年）第32頁(yè)/共47頁(yè)第三十二頁(yè)，共48頁(yè)。第33頁(yè)/共47頁(yè)第三十三頁(yè)，共48頁(yè)。(五) 城市生態(tài)系統(tǒng)的高“質(zhì)量”性2城市生態(tài)系統(tǒng)的高層次性（1）人們具有(jyu)巨大的創(chuàng)造、安排城市生態(tài)系統(tǒng)的能力（2）城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成物質(zhì)體現(xiàn)著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的最高水平；（3）為了維持城市生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行，科學(xué)技術(shù)在城市生態(tài)系統(tǒng)中起著關(guān)鍵的作用。第34頁(yè)/共47頁(yè)第三十四頁(yè)，共48頁(yè)。(六) 城市生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性1城市生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)迅速發(fā)展和變化的復(fù)合人工系統(tǒng)2城市生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)功能(gngnng)高度綜合的系統(tǒng)第35頁(yè)/共47頁(yè)第三十五頁(yè)，共

15、48頁(yè)。第36頁(yè)/共47頁(yè)第三十六頁(yè)，共48頁(yè)。3城市生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)食物鏈簡(jiǎn)化，系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力小4城市生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)營(yíng)養(yǎng)關(guān)系出現(xiàn)倒置，決定了其為不穩(wěn)定的系統(tǒng)第37頁(yè)/共47頁(yè)第三十七頁(yè)，共48頁(yè)。第38頁(yè)/共47頁(yè)第三十八頁(yè)，共48頁(yè)。思考題：1 如何認(rèn)識(shí)城市生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)與自然生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)的區(qū)別？2 如何認(rèn)識(shí)城市生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x tn)的特征？第39頁(yè)/共47頁(yè)第三十九頁(yè)，共48頁(yè)。第四節(jié) 城市(chngsh)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 第40頁(yè)/共47頁(yè)第四十頁(yè)，共48頁(yè)。 在城市生態(tài)系統(tǒng)(shn ti x

16、tn)中，生物的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)有兩種不同的食物類(lèi)型： 自然相對(duì)人工食物鏈（傳統(tǒng)） 城市生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有四種(s zhn)方式：一、食物鏈結(jié)構(gòu)(jigu)綠色植物草食動(dòng)物肉食動(dòng)物 人（直接食用簡(jiǎn)單加工的動(dòng)植物） 完全人工食物鏈 經(jīng)過(guò)復(fù)雜人工加工的食品、飲用品、藥品等供人類(lèi)直接食用。食物鏈只有一級(jí)消費(fèi)者。第41頁(yè)/共47頁(yè)第四十一頁(yè)，共48頁(yè)。 資源(zyun)利用鏈結(jié)構(gòu)各由一條主鏈和副鏈構(gòu)成。主鏈中：各類(lèi)資源(zyun)經(jīng)初加工，生產(chǎn)出一系列中間產(chǎn)品，再經(jīng)深加工后生產(chǎn)出可供直接消費(fèi)的最終產(chǎn)品。副鏈：廢棄物如果加以重復(fù)，綜合利用，即為資源(zyun)鏈的副鏈。二、資源(zyun)利用鏈結(jié)構(gòu)第42頁(yè)/共4

17、7頁(yè)第四十二頁(yè)，共48頁(yè)。 城市生態(tài)系統(tǒng)中的生命與環(huán)境之間，環(huán)境要素(hun jn yo s)之間都存在一定的相互作用關(guān)系。其中城市人群與環(huán)境之間的關(guān)系是此種結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容。三、生命環(huán)境(hunjng)相互作用結(jié)構(gòu)生命系統(tǒng)：受人為干預(yù)，自然生物種類(lèi)單一，群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。次生自然環(huán)境：城市自然要素的演變適應(yīng)人的生存需要，并可發(fā)揮一定的自然凈化功能。人工環(huán)境：是人創(chuàng)造的財(cái)富（勞動(dòng)產(chǎn)品、資金、精神(jngshn)環(huán)境）。廣域環(huán)境：郊區(qū)環(huán)境是區(qū)域的內(nèi)核，區(qū)域環(huán)境是郊區(qū)環(huán)境的延伸和補(bǔ)充。城市區(qū)域是一種更大尺度的有機(jī)系統(tǒng)。第43頁(yè)/共47頁(yè)第四十三頁(yè)，共48頁(yè)。 圈層式結(jié)構(gòu)，以市區(qū)生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)為內(nèi)圈，

18、郊區(qū)(jioq)環(huán)境為中圈，區(qū)域環(huán)境為外圈。這種空間結(jié)構(gòu)形式，體現(xiàn)了生命系統(tǒng)與各環(huán)境要素的內(nèi)在聯(lián)系，是人類(lèi)生存的中心聚集傾向和廣域關(guān)聯(lián)傾向的必然結(jié)果。四、空間組合(zh)結(jié)構(gòu)第44頁(yè)/共47頁(yè)第四十四頁(yè)，共48頁(yè)。 鑲嵌式結(jié)構(gòu)： 大鑲嵌：指各圈層內(nèi)部的各要素按土地利用所形成的團(tuán)塊狀功能分區(qū)的空間結(jié)構(gòu)形式。 如以單一要素為主的居住區(qū)、工業(yè)(gngy)區(qū)、商業(yè)區(qū)、文化區(qū)及多要素組合工業(yè)(gngy)居住商業(yè)區(qū)、行政文化綠化區(qū) 各區(qū)按各自的特點(diǎn)分布在不同的位置上，形成有規(guī)律的塊狀和條狀鑲嵌結(jié)構(gòu)。小鑲嵌：指各功能分區(qū)內(nèi)部組成要素按土地利用所形成的微觀空間組合形式。如：居住區(qū)內(nèi)，由道路、居住單元、小片綠地(l d)和其它設(shè)施組成。 鑲嵌式結(jié)構(gòu)水平的高低是衡量城市規(guī)劃質(zhì)量與系統(tǒng)功能效率(xio l)的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。第45頁(yè)/共47頁(yè)第四十五頁(yè)，共48頁(yè)。第46頁(yè)/共4