第3講-城市生態(tài)系統(tǒng)

城市生態(tài)系統(tǒng)?城市生態(tài)系統(tǒng)概念?

城市生態(tài)系統(tǒng)特點?城市生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能?城市生態(tài)學研究中的幾種觀點?城市生態(tài)學的發(fā)展和未來1城市生態(tài)系統(tǒng)概念城市生態(tài)系統(tǒng)可概述如下:凡擁有10萬以上人口,住房、工商業(yè)、行政、文化娛樂等建筑物占50%以上面積,具有發(fā)達的交通線網(wǎng)和車輛來往頻繁的人類集居的區(qū)域,即可稱為城市生態(tài)系統(tǒng)。2城市生態(tài)系統(tǒng)特點

（1）城市生態(tài)系統(tǒng)是人工生態(tài)系統(tǒng)

城市生態(tài)系統(tǒng)是通過人的勞動和智慧創(chuàng)造出來的,人工控制對該系統(tǒng)的存在與發(fā)展起著決定性的作用。但是,人工控制是在自然控制的大背景上起作用,必然受到太陽輻射、氣溫、氣候、風、水源狀況等自然因素控制。(2)城市生態(tài)系統(tǒng)是以人為主體的生態(tài)系統(tǒng)

在城市生態(tài)系統(tǒng)中,人口高度集中,其他生物的種類和數(shù)量都很少。動物群落基本上是家養(yǎng)動物群落,其生存除部分受氣候與疾病等的影響外,基本不受天敵的威脅,而主要受人的支配。人是城市生態(tài)系統(tǒng)中主要的消費者,因此,在城市生態(tài)系統(tǒng)中,生產(chǎn)者、消費者所占的比例,與其在自然生態(tài)系統(tǒng)中正相反,是以消費者為主的倒三角形營養(yǎng)結構。

(3)城市生態(tài)系統(tǒng)是不完全的生態(tài)系統(tǒng)

城市生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者不僅數(shù)量少,而且其作用也發(fā)生了改變。城市中的植物,其主要任務已不是向城市居民提供食物,其作用已變?yōu)槊阑坝^、消除污染和凈化空氣等。由于植物產(chǎn)量遠遠不能滿足當?shù)叵M者的糧食需要,必須從城市生態(tài)系統(tǒng)以外輸入。

（4)城市生態(tài)系統(tǒng)是高度開放的系統(tǒng)

城市生態(tài)系統(tǒng)具有大量、高速的輸入輸出流、能量、物質(zhì)和信息在系統(tǒng)中高度濃集,高速轉(zhuǎn)化,其能量轉(zhuǎn)化,是所有生態(tài)系統(tǒng)中最高的。

(5)城市生態(tài)系統(tǒng)是多層次的復雜系統(tǒng)僅以人為中心,可將城市生態(tài)系統(tǒng)劃分為以下三個層次的子系統(tǒng)

①生物(人)-自然〈環(huán)境〉系統(tǒng)。只考慮人的生物性活動,是人與其生存環(huán)境的氣候、地形、食物、淡水、生活廢棄物等構成的一個子系統(tǒng)。

②工業(yè)-經(jīng)濟系統(tǒng)。只考慮人的經(jīng)濟(生產(chǎn)、消費)活動。由人與能源、原料、工業(yè)生產(chǎn)過程、交通運輸、商品貿(mào)易、工業(yè)廢棄物等構成的子系統(tǒng)。

③文化-社會系統(tǒng)。只考慮人的社會活動和文化生活。由人的社會組織、政治活動、文化、教育、康樂、服務等構成的子系統(tǒng)。以上各層次的子系統(tǒng)內(nèi)部,都有自己的能量流、物質(zhì)流和信息流,而各層次之間又相互聯(lián)系,構成不可分割的整體。3城市生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能城市生態(tài)系統(tǒng)在結構上可分為三個亞系統(tǒng),即:社會生態(tài)亞系統(tǒng)

經(jīng)濟生態(tài)亞系統(tǒng)自然生態(tài)亞系統(tǒng)

它們交織在一起,相輔相成,形成一個復雜的綜合體。自然生態(tài)亞系統(tǒng)以生物結構和物理結構為主線,包括植物、動物、微生物、人工設施和自然環(huán)境等。它以生物與環(huán)境的協(xié)同共生及環(huán)境對城市活動的支持、容納、緩沖及凈化為特征。經(jīng)濟生態(tài)亞系統(tǒng)以資源為核心,由工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、交通、貿(mào)易、金融、信息、科教等子系統(tǒng)組成。它以物資從分散向集中的高密度運轉(zhuǎn),能量從低質(zhì)向高質(zhì)的高強度集聚,信息從低序向高序的連續(xù)積累為特征。社會生態(tài)亞系統(tǒng)以人口為中心。該系統(tǒng)以滿足城市居民的就業(yè)、居住、交通、供應、文娛、醫(yī)療、教育及生活環(huán)境等需求為目標,為經(jīng)濟系統(tǒng)提供勞力和智力。它以高密度的人口和高強度的生活消費為特征。城市生態(tài)系統(tǒng)的功能

城市生態(tài)系統(tǒng)的功能也有三方面內(nèi)容,它們是生產(chǎn)、生活和還原。

在生產(chǎn)上為社會提供豐富的物資和信息產(chǎn)品,包括第一性生產(chǎn)、第二性生產(chǎn)、流通服務及信息生產(chǎn)四大類。城市活動的特點是:空間利用率很高,能流、物流高強度密集,系統(tǒng)輸入、輸出量大,主要消耗不可再生性能源,且利用率低,食物鏈呈線狀而不是網(wǎng)狀,系統(tǒng)對外界依賴性較大。在生活上是指系統(tǒng)為市民提供方便的生活條件和舒適的棲息環(huán)境。一方面要滿足居民基本物質(zhì)和能量及空間需要,保證人體新陳代謝的正常進行和人類種群的持續(xù)繁衍;另一方面還要滿足居民豐富的精神、信息和時間需求,讓人們從繁重的體力和腦力勞動中解放出來。其還原保證了城鄉(xiāng)自然資源的可持續(xù)利用和社會、經(jīng)濟、環(huán)境的平衡發(fā)展。一方面必須具備消除和緩沖自身發(fā)展給自然造成不良影響的能力,另一方面在自然界發(fā)生不良變化時,能盡快使其恢復到良好狀態(tài),包括自然凈化和人工調(diào)節(jié)兩類還原功能。城市生態(tài)系統(tǒng)的功能是靠其中連續(xù)的物流、信息流、貨幣流及人口流來維持的,它們將城市的生產(chǎn)與生活、資源與環(huán)境、時間與空間、結構與功能,以人為中心串連起來。弄清了這些過程的動力學機制和控制方法,就能基本掌握城市這個復合體中復雜的生態(tài)關系。4城市生態(tài)學研究中的幾種觀點由于城市生態(tài)系統(tǒng)是一個高度復雜的系統(tǒng),許多人從不同的學科對該系統(tǒng)進行了多方面的綜合研究。當人們從不同的角度進行研究時,就產(chǎn)生了對城市生態(tài)系統(tǒng)的不同認識和觀點。這些觀點主要包括有：

自然生態(tài)觀、經(jīng)濟生態(tài)觀

社會生態(tài)觀和復合生態(tài)觀幾大類。自然生態(tài)觀:這種觀點把城市看成是以生物為主體,包括非生物環(huán)境的自然生態(tài)系統(tǒng),它受人類活動干擾并反作用于人類。城市自然生態(tài)研究中最活躍的由以下幾個領域:一為城市人類活動與城市氣候關系的研究;二為城市化過程對植物的影響及其功效和規(guī)劃研究;三為城市及工業(yè)區(qū)自然環(huán)境容量、自凈能力及生態(tài)規(guī)劃研究。經(jīng)濟生態(tài)觀:這種觀點把城市看成是一個以高強度的能流物流為特征,不斷進行新陳代謝,經(jīng)歷著發(fā)生、發(fā)展、興旺和衰亡等演替過程的人工生態(tài)系統(tǒng)。

通過對城市各種生產(chǎn)、生活活動中,物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)換、水循環(huán)和貨幣流通等過程的研究,探討城市復合體的動力學機制、功能原理、生態(tài)經(jīng)濟效益和調(diào)控辦法。有關城市物質(zhì)代謝的研究重點在兩方面:

其一為資源,包括,水、食物、原材料的來源、利用、分配和管理其二為廢物,包括廢熱、廢水、廢氣、廢渣等的排放、擴散、處理、再生等內(nèi)容。其中也包括負載能力、環(huán)境容量、營養(yǎng)物質(zhì)和污染物質(zhì)的流動規(guī)律及對人和物理環(huán)境的影響等問題?？傊?流經(jīng)城市生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)除少數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)樯锪炕驗樯锼猛?大多數(shù)以產(chǎn)品和廢品的形式輸出,因而,其物質(zhì)流通量遠比自然生態(tài)系統(tǒng)大得多。社會生態(tài)觀:這種觀點從社會學的角度探討了城市生態(tài)系統(tǒng),認為城市是人類集聚的結果.

集中探討了人的生物特征、行為特征和社會特征在城市過程中的地位和作用,如對人口密度、分布、生殖率、死亡率、人口流動、職業(yè)、文化、生活水平等都有大量研究,其中尤其以對城市人口密度的研究數(shù)量最多,包括個體生理學模型、行為模型、健康狀況模型、心理學模型、擁擠度模型、人口發(fā)展史模型、系統(tǒng)生態(tài)學模型、經(jīng)濟效益模型及運輸形式模型等等。其中對城市生態(tài)系統(tǒng)中城市社會質(zhì)量的研究是社會生態(tài)觀各項研究中的一個熱門話題.

但由于怎樣衡量城市生活水平牽扯到人的價值觀念、生活方式等社會文化因素,所以,這是一個復雜而有爭議的問題。

復合生態(tài)觀:城市生態(tài)系統(tǒng)既有自然地理屬性也有社會與文化屬性,這是一類復雜的人工生態(tài)系統(tǒng)。馬世駿等將城市看作是社會一經(jīng)濟一自然的復合生態(tài)系統(tǒng),認為城市的自然及物理組分是其賴以生存的基礎;城市各部門的經(jīng)濟活動和代謝過程是城市生存發(fā)展的活力和命脈;而城市人的社會行為及文化觀念則是城市演替與進化的原動力。社會-經(jīng)濟-自然復合體不是社會、經(jīng)濟、自然三者之間的簡單加和,而是融合與綜合,是自然科學與社會科學的交叉,是空間和時間的交叉。5城市生態(tài)學的發(fā)展和未來城市生態(tài)系統(tǒng)和其他自然生態(tài)系統(tǒng)一樣,也存在著生態(tài)系統(tǒng)的演替過程,是人類活動對環(huán)境的適應、開拓、競爭和共生的結果,受到當?shù)刈匀坏乩砗蜕鐣?jīng)濟條件的促進或制約。關于城市合系統(tǒng)的演替已進行了較廣泛的研究,形成了許多觀點和理論。城市發(fā)生學:從歷史上看,不管是埃及、美索不達米亞,還是印度、中國,城市大都首先是在一些河口、海灣等處發(fā)展起來的。但是在關于城市發(fā)生的動力時,卻有不同的觀點。例如:有的認為農(nóng)業(yè)產(chǎn)品和農(nóng)村勞動力的剩余以及第二、三產(chǎn)業(yè)的興起是城市產(chǎn)生和發(fā)展的基本動力;有的認為城市的原動力是資本的擴大;有的認為城市是政治統(tǒng)治、軍事沖突的結果;有的認為城市是伴隨人類精神需求、個性解放及其他文化需求而產(chǎn)生的深刻變革的產(chǎn)物。城市引力理論:城市對周圍的吸引力主要表現(xiàn)在對生產(chǎn)和生活的吸引力,不同城市的不同吸引力的疊加形成引力場。城市對周圍地區(qū)的吸引力與它的人口規(guī)模成正比,與距離成反比。城市空間擴展理論:城市擴展的方式是多種多樣的,有環(huán)幅形、棋盤形、條帶形等等,有關形成的機理也有許多假說、模式和理論。其中,較著名的有同心圓學說、扇形學說、多核心學說等等。

對城市生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控是城市生態(tài)系統(tǒng)演替的重要控制因素。根據(jù)生態(tài)控制論,城市生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控有兩個目標,一是高效,即高的經(jīng)濟效益和發(fā)展速度;二是和諧,即和諧的社會關系和穩(wěn)定性。對城市生態(tài)系統(tǒng)進行調(diào)控的途徑主要有三種:①生態(tài)工藝的設計與改革。根據(jù)自然生態(tài)優(yōu)化原理對城市生態(tài)系統(tǒng)進行重新設計與改造。其內(nèi)容包括能源結構的改造,生物多樣性的利用,物質(zhì)循環(huán)與再生,資源開發(fā)與管理,景觀生態(tài)的