城市生态学2Word格式.docx

1、1.2 城市生态学的研究对象、目的、任务1.2.1 城市生态学 经典的生态学研究生物与其生活环境之间的相互关系。其研究对象主要是：生物个体 （个体生态学）生物种群 （种群生态学 ）生物群体 （群落生态学）生态系统 （生态系统学 将某一环境及其中的生物群体结合起来加以研究,目的是阐明生态系统的机制。现代生态学强调的这种机制, 主要指生态系统中物质和能量的流动。 城市生态学 （urban ecology） 生态学的一个分支, 是以城市空间范围内生命系统和环境系统之间联系为研究对象的学科。由于人是城市中生命成分的主体, 因此也可以说, 城市生态学是研究城市居民与城市环境之间相互关系的科学。其研究内容

2、主要包括： 城市居民变动及其空间分布特征（城市人口的生物特征、行为特征、社会特征研究） 城市物质代谢功能及其与城市环境质量之间关系（城市物流、能流及经济特征研究） 城市自然生态变化与城市环境的互动影响（城市生物及非生物环境的演变过程研究） 城市生态管理与调控（城市交通、供水、生活废物处理及其中的物质、能量利用, 社会、自然和谐, 系统动态调控方法研究） 城市自然生态特征的指标体系及城市合理容量 对城市进行生态学研究, 仅仅运用自然科学的原理是不够的。这首先因为城市是人类社会的产物, 所以有关生态学的研究也必然涉及社会科学的不同领域。人类往往不能适应城市生活的自然环境, 要按照自己的意愿, 如按

3、照传统、政治、经济状况等改造城市。这种改变常常不可能不使城市生态系统受到影响, 而且是影响到城市的自然和社会各个方面, 因此城市生态学必然要运用到自然科学和社会科学两方面研究领域的成果与方法。1.2.2 城市生态学研究的流派 城市生态学的研究起源于欧美, 然而北美的城市生态学概念和西欧的城市生态学概念并不完全相同。 西欧的城市生态学是由自然科学家, 特别是植物学家所首先创立, 在以后的研究中, 也一直基本保持着自然科学的性质。把非自然科学亦纳入城市生态学研究范畴的观点, 仅仅是在近期才开始被德国和其他一些欧洲国家所接受。 在北美洲，城市生态学植根于社会科学。Robert E. Park芝加哥学

4、派著名的代表人物之一, 在1926年就已开始讲授“城市生态学”课程, 其内容是“城市和社会之间关系的多样性”。北美的城市生态学概念, 从一开初到现在, 始终比西欧的城市生态学概念具有更浓烈的社会科学色彩。特别是在其发展初期, 纯粹属于社会科学。 随着时间的推移，城市生态学概念在西欧和北美间开始相互协调，逐渐趋于统一。在欧洲，城市生态学的概念正在逐渐扩展自己的含义；在北美, 自然科学方面的研究（如气候学、绿地建设和城市园林树木的意义等）, 已在有关的城市环境规划中获得了广泛的应用。1.2.3 我国的城市生态学研究 我国城市生态学的研究起步较晚,但发展很快。 1984年12月在上海举行了“首届全国

5、城市生态科学研讨会”, 会议探讨了城市生态学的目的、任务、研究对象和方法，以及在实际工作中的作用。这次会议标志着中国城市生态研究工作的开始。以后的研究首先将注意力集中在把城市生态理论研究应用到城市规划、建设和管理实践中去, 主要是对一些大城市进行生态系统工程方面的研究。 19831985年间组织的“天津市城市生态系统与污染防治综合研究”；“北京市城市生态系统特征及其环境规划的研究”等。这些研究为制定城市总体规划、城市经济发展规划、城市环境保护规划和城市管理措施等提供了决策依据。 在城市生态系统个别组分的研究方面，有江苏植物研究所等开展的南京市“城市空气污染与某些植物种的关系”的个体生态研究。

6、此外在北京以及其它城市还有一些有关城市生态调控决策支持系统方面的研究，目的是为城市规划、环境管理与决策者提供信息支持、方法支持和知识支持。 城市生态学研究现阶段研究方向: 为使城市发展步入正常良性循环轨道, 为使日益严重的城市问题得到妥善解决, 应该 分城市职能类别开展城市生态的深入研究（以政治文化、工业企业、风景旅游、交通枢纽、商贸金融、港口运输等各类城市进行研究）; 城市生态的单项基础性研究（要构建城市总体模型, 首先应有单项基础研究, 如有关城市植被、植物区系、动物区系、水文、气候、土壤等以及有关城市交通、人口居住、环境美化方面的研究）; 城市生态环境管理及规划研究2 生态学有关概念与原

7、理2.1 生态平衡及其反馈调节机制 生态平衡（ecological equilibrium） 指生态系统的一种相对稳定状态。当处于这一状态时, 生态系统内生物之间和生物与环境之间相互高度适应, 种群结构和数量比例长久保持相对稳定, 生产与消费和分解之间相互协调, 系统能量和物质的输入与输出之间接近平衡。生态系统平衡是一种动态平衡, 因为能量流动和物质循环仍在不间断地进行, 生物个体也在不断地进行更新。 负反馈机制（negative feedback mechanism） 生态系统的平衡靠负反馈机制维持。生态系统中的反馈现象十分复杂, 既表现在生物组分与环境之间, 也表现于生物各组分之间及结构与

8、功能之间, 其中起主要作用的是能够使系统达到和保持平衡或稳态的负反馈机制。负反馈是指系统或其中某成分因一系统输入而在输出上产生一响应变化趋势, 该响应变化又反过来作用于导致产生该响应变化的系统输入, 使该输入受到抑制从而衰减之（见下页图示）。 当自然生态系统处于平衡状态时, 生物种类通常较多, 结构复杂, 食物链网错综, 对外界的干扰有较强的抵御能力, 功能发挥亦较稳定。有人称此为多样性稳定性学说。此时系统内各物种通过竞争和生态适应, 占据各自独特的生态位, 彼此协调相处, 对环境资源的利用较为充分; 同时复杂的食物网结构使能量和物质可通过多种途径流动, 一个环节或途径发生了损伤或中断, 可以

9、由其他方面的调节所抵消或得到缓冲, 从而使整个系统不易受到致命伤害。 然而生态系统的稳定性（stability）至少包含两方面的涵义（其他有持久性persistence等）:抵抗力（resistance）系统抵御外界干扰使自身不致受到伤害的缓冲能力, 抵抗力越强则系统越不容易出现伤害或崩溃现象。恢复力（resilience）当系统遭到外界干扰致使系统受损后迅速修复还原自己的能力, 恢复力越强则系统恢复（restoration）到正常的时间越短。 两者难以兼得, 恢复力强则抵抗力弱, 反之亦然（见下二页图）。 生态平衡失调与生态危机 现实中生态系统常受到外界的干扰, 但干扰造成的损坏一般都可通过

10、负反馈机制的自我调节作用使系统得到修复, 维持其稳定与平衡。不过生态系统的调节能力是有一定限度的。当外界干扰压力很大, 使系统的变化超出其自我调节能力限度即生态阈限（ecological threshold）时, 系统的自我调节能力随之丧失。此时, 系统结构遭到破坏, 功能受阻, 整个系统受到严重伤害乃至崩溃, 此即生态平衡失调。 严重的生态平衡失调, 从而威胁到人类的生存时, 称为生态危机（ecological crisis）由于人类盲目的生产和生活活动而导致的局部甚至整个生物圈结构和功能的失调。 生态平衡失调起初往往不易被人们觉察, 如果一旦出现生态危机就很难在短期内恢复平衡。因此, 人类

11、应该正确处理人与自然的关系, 在发展生产, 提高生活水平的同时, 注意保持生态系统结构和功能的稳定与平衡, 实现人类社会的可持续发展（sustainable development）。2.2 生态学的一般规律 这里仅着重对生态学的一般规律进行简要概括。生态学所提示或遵循的下述一般规律, 对搞好城市生态环境保护, 发展工业生产, 保障居民生活等均有指导意义。 相互依存与相互制约规律 反映生物间及生物与环境间的协调关系, 主要是普遍的依存与制约关系, 亦称“物物相关” 和“相生相克”规律 生态系统中的（同种或异种）生物间, 不同生态系统间, 甚至生态系统中的生物与环境之间, 均存在相互依存和相互制

12、约的关系, 亦可以说彼此影响。这种影响有些是直接的, 有些是间接的, 有些是立即表现出来的, 有些需滞后一段时间才显现出来。一言以蔽之, 生物之间和生态系统间的相互依存与制约关系, 是普遍存在的。 因此, 在城市建设和城市居民生活中, 特别是在需要排放污染、倾倒废物、喷洒药品、采伐、开山、筑路、修建大型给水工程及其它建设项目时, 务必注意调查研究, 摸清自然界诸事物之间的相互关系, 对与某生产活动有关的其它事物也加以通盘的考虑, 包括考虑此种活动可能会产生的影响（短期的和长期的、明显的和潜在的）, 从而做到统筹兼顾, 全面安排。 物质循环与再生规律 生态系统中, 生物借助能量的不停流动, 一方

13、面不断地从自然界摄取物质并合成新的物质, 另一方面又随时分解为原来的简单物质, 即所谓“再生”, 重新被系统中的生产者植物所吸收利用, 进行着不停顿的物质循环。因此要严格防止有毒物质进入生态系统, 以免有毒物质经过生物放大作用和多次循环后富集到危及人类的程度。 至于流经生态系统中的能量, 通常只能通过系统一次, 当能量经食物链转移时, 每经过一个营养级, 就有大部分能量转化为热散失掉, 无法加以回收利用。因此, 为了充分利用能量, 必须设计出能量利用率高的系统。如城市垃圾的处理, 从最初的填埋法到后来的焚化法再进一步到堆肥制取沼气法, 便体现了人类逐步掌握生态学的循环与再生规律, 并应用于实践

14、的过程。特别是后者, 既能较彻底地消除污染, 又能充分回收垃圾中含有的物质养分（有机肥料）和有用能量（沼气）, 是较有前途的城市垃圾处理方法。 物质输入输出的动态平衡规律 物质输入输出的平衡规律, 又称协调稳定规律, 涉及到生态系统中生物与环境两个方面。生态系统中生物与环境之间的输入与输出, 是相互对立的关系, 当生物体进行输入时, 环境必然进行输出, 反之亦然。生物体一方面从周围环境摄取物质, 另一方面又向环境排放物质, 以补偿环境的损失（这里的物质输入与输出, 包含着量和质两个指标）。 因而, 一个稳定的生态系统, 其物质的输入与输出总是相平衡的。当输入不足时, 会产生生态匮乏, 例如一个

15、城市物资供应不足, 必然造成生产生活紧张, 效率下降; 反之, 当城市物资供应足够但输出不足, 又会导致生态滞留, 使环境恶化, 生产生活同样受阻。 环境资源的有效极限规律 任何生态系统中, 作为生物生存的各种环境资源, 在质量、数量、空间和时间等方面, 其供给量和供给速度都有一定的限度, 因而生态系统的生物生产通常都有一个大致的上限。也因此, 每一生态系统对任何外来干扰都有一定的忍耐极限。所以, 采伐森林、捕鱼狩猎等不应超过资源利用的最大可持续产量; 保育某一物种时, 必须保有足够它生存和繁殖的空间; 城市排污时, 必须使排污量不超过环境的自净能力等。 以上几条生态学的一般规律, 是生态平衡

16、的理论基础, 也是解决人类当前面临的人口、粮食、能源、资源、环境等五大问题的理论基础。许多科学家认为, 解决这五大问题, 核心是控制人口的增长, 即维持人类自身种群数量的稳定, 做到与地球生物圈协调共处, 从而实现既满足当前人类需要, 又不危及后代子孙生存的可持续发展（sustainable development）。 课程的性质与任务 城市生态学是城市科学体系中的一门学科，也是人类学、生态学的学科分支，它以生态学为基础，以人为主体，研究城市居民与城市环境之间的相互关系。同时城市生态学是生态环境专业主要专业基础课程之一。在进行生态规划设计、园林规划设计、绿化工程及园林的养护管理中，都必须具备城

17、市生态学知识。本课程共有九章。通过本课程的学习，使学生了解并掌握有关城市生态学的基本知识和方法。特别是对以人为本的城市生态系统的特征及其发展规律，懂得如何解决城市在发展中出现的生态学问题等，可提高学生整体综合素质。 本课程教材内容共分为九章。在简洁了解生态学理论的基础上，采取理论与实际分析相结合的方式，从城市生态系统的组成形态与功能、城市人口、生态环境、城市灾害及其预防、城市景观生态及其空间结构、城市与区域可持续发展和城市生态学原理的社会应用等方面，全面论述了城市生态学的基本理论、研究方法及其重要意义。 第一章 绪 论第一节 城市生态学的概念一、城市与城市生态学的定义特点：人口集中，工商业发达

18、，居民以非农业人口为主的地区。常为周围地区的政治、经济、文化中心。村、镇 城市 科学的定义：城市是经过人类创造性劳动加工而拥有更高“价值”的人类物质、精神环境和财富，是更符合人类自身需要的社会活动的载体场所，是人类进步的合理的生活方式之一。是以人类占绝对优势的生态系统（ecosystem）。2、城市生态学（Urban Ecology） 以生态学（ecology）的概念、理论和方法来研究城市的结构、功能、动态调控的一门学科。 城市生态学是生态学一分支，也是城市科学（urban science）分支，城市生态学将城市视为一个生态系统，研究其形态结构外，更侧重于各组分之间的关系，及组分之间的能量流动

19、、物质代谢、信息流通，人为活动形成的格局及其过程。RMckenzie（麦肯齐，1925）： 城市生态学是人们的空间关系、时间关系，如何受城市环境影响的研究。（社会生态学） 城市生态学是研究城市人类活动与城市环境之间的关系的学科。将城市视为以人为中心的人工生态系统。 理论上：研究其发生、发展的动因、组合和分布规律，结构和功能的关系，调节和控制的机理。 应用上：规划、建设和管理城市，提高资源利用率，改善城市系统关系，增加城市活力。二、城市生态学的研究内容及其分支学科 1、城市生态系统的组成形态与功能（Component, Function）: 各组分之间的关系，功能。2、城市人口（Populati

20、on）: 人口动态 , 分布与类别。3、生态环境（Ecological environment）: 居民与自然环境、 社会环境相互关系, 城市的形成、发展和演变与环境之间的关系。4、城市灾害（Disaster）: 类型、发生、防范。5、城市景观生态（ Landscape ecology）: 景观类型、演变、规划。6、城市与区域可持续发展 （Sustainable development）: 城市及所在区域的可持续发展。7、城市生态学原理的应用（Practice）: 城市规划、建设、管理、处理城市生态环境问题。城市自然生态学（Urban Natural ecology） 人类活动对所在地域自然生

21、态系统的积极和消极影响，以及地域自然要素对人类活动的影响，即人的城市活动与地域的自然生态系统要素之间的相互关系。城市景观生态学 （Urban landscape ecology） 从景观尺度研究城市不同生态系统之间代谢过程的物流、能流和信息流的转化、利用效率等问题。城市经济生态学（Urban economic ecology）： 从经济学角度重点研究城市代谢过程的物流、能流和信息流的转化、利用效率等问题。城市社会生态学（Urban socio-ecology）：城市人工环境对人的生理和心理的影响、效应及人在建设城市、改造自然过程中所遇到的城市问题，如人口、交通、能源问题等。 城市社会生态学源于

22、1920s芝加哥学派及德国学者的城市演替研究。前者重于城市系统的功能，后者强调城市的影响，目前这两个学派趋于结合，形成了西方较为流行的结构，功能学说 。三、城市生态学研究的社会意义 城市的优势在于工业、人口、市场、文化和科学技术的集中。这有利于生产的专业化、协作化和新型高度精尖技术密集工业的发展，有利人员流动、物质流通。 城市的缺点也恰恰在于人口和工业的过量集中和密度过大，在城市化地区，进行着大量的资源利用、物质变换、能量流动、产品消费等活动，从而使自然资源大量耗用和各种生产、生活废料大量产出，引起了一系列城市问题。如人口密集、住房困难、土地资源紧张、工业资源短缺、水源短缺、交通拥挤、环境污染

23、、疾病流行、犯罪增多、就业困难等等。（3R, reduce, reuse, recycle）。 城市经济发展和城市生态环境之间的矛盾 解决城市经济发展和城市生态环境保护的问题提到了世界各国的议事日程（Agenda）。第二节 城市生态学发展简史一、城市生态学的形成与发展（一）中国古代的城市生态学思想简述1、中国古代的城市生态学思想反映在人口、人与土地和人与食物的关系上。 390B.C，商鞅第一个提出了具有城市生态学思想的认识：在一个地区的土地组成上，城镇道路要占10，才较为合理；主张增加农业人口，农业人口与非农业人口的比例为100：1，最多不小于10：1，鼓励从事农业，不准开设旅店和不准擅自迁居

24、。 荀子（238B.C.）提出减少工业人口，国家才能强盛的主张。 170A.D.，崔姓学者第一个提出人口的合理布局思想 1885年，包世臣提出农业与非农业劳动力比例关系应为5：1，限制非农业人口的发展。 这些“重农抑商”的思想在一定程度上影响了我国城市的发展。 古代言语：千生意，万买卖，不如繁地块。 汉高祖刘邦即为之初曾下令：”贾人不得衣丝乘车”,其夫人吕后当政时强调“市井子孙不得为官仕吏” 明清，反复强调农业的根本第五，设置关卡对商业征收重税。严厉控制民间对外贸易，有助于稳定小农经济，巩固地主政权。但严重阻碍了新经济因素的发展，导致中国被远远甩在世界工业文明潮流的后面。 特别是从1992年的

25、联合国环发大会后，人居环境问题成为实现可持续发展的重要因素。近代城市的发展正在摆脱过去传统的以建筑和视觉为中心的发展模式，而探索一条人与自然协调发展的道路。生态城市建设应运而生。新的城市历年对生态学提出了新的要求，而生态学也正是在这样的条件下取得了新的发展，以至于形成了一门新的分支学科城市生态学。 城市是社会生产力发展到一定历史阶段的产物，是人类文明的结晶。据历史资料和考古的研究，城市的出现至少已有五千余年的历史。自从工业化以来，城市化的速度不断加快。这个集中过程表现为两种形式：一是城市数目的增多，二是各城市人口规模不断扩大，从而使城市人口占总人口的比例不断提高。（二） 巴黎的改建 自17世纪

26、以来，巴黎一直按着古典美学原则进行建设，把城市的道路和广场构成美丽的图案，推崇圆广场放射线型的路，讲究轴线、构图。 巴黎的改建使城市的交通有了明显的改善，适应了当时马车快速行驶的要求，以及后来出现的机动车交通。1852年巴黎改建, 在改建中，在重点地段加强了街道绿化，建了许多街心花园。 1789年法国爆发了资产阶级革命 巴黎存在也有千多年了,原来也是个杂乱肮脏的地方,三教九流,鱼龙混杂,到拿破仑时期才被彻底整治了一次,而在其侄子拿破仑第三执政之后,又进行了历史上最大规模的城市改造,结果就是我们现在看到的巴黎了。 拿破仑三世了解到随着铁路运输进入巴黎和工业化的发展,巴黎的旧城市布局已经不敷发展需

27、求了,因此他提出进行大巴黎的改建计划,具体负责这个庞大的改建计划的政府官员是尤金奥斯曼（Eugene Haussman,l809-1891）男爵。这个人是得到最多颂扬,也遭到最多唾骂的一个城市规划专家。 奥斯曼是现代法国城市建设史上最有贡献的人物,因为他基本建立了现代巴黎的结构。（三）田园城市理论（garden city） 1898年霍华德（E. Howard） 提出田园城市的理论。 霍华德在他的著作明日，一条通向真正改革的和平道路中认为应该建设一种兼有城市和乡村优点的理想城市，他称之为。田园城市实质上是城和乡的结合体。 1919年，明确提出田园城市的含义：田园城市是为健康、生活以及产业而设计

28、的城市，它的规模能足以提供丰富的社会生活，但不应超过这一程度；四周要有永久性农业地带围绕，城市的土地归公众所有，由一委员会受托掌管。 （见图1-1） 1903年，在伦敦附近建立了第一座田园城市莱奇沃思（Letchworth），1920年又在韦林（Welwyn）开始建设第二座田园城市。田园城市的建立引起社会的重视，欧洲各地纷纷效法；但多数只是袭取“田园城市”的名称，实质上是城郊的居住区。 霍华德从城市规模、布局结构、人口密度、绿带等城市规划问题，提出一系列独创性的见解，是一个比较完整的城市规划思想体系。 该理论对后来出现的一些城市规划理论，如“有机疏散”论、卫星城镇的理论颇有影响。1940s后, 在一些重要的城市规划方案和法规中也反映了霍华德的思想。二、现代城市生态学的产生与发展（一）芝加哥学派（Chicago school of sociology）与芝加哥城 1916年，美国芝加哥学派创始人帕克（RPark）发表城市：关于城市环境中人类行为研究的几点意见一文，将生物群落学的原理和观点用于研究城市社会。 19世纪以前芝加哥是美国中西部的一个小镇，1837年仅有4000人。由于美国的西部开拓，这个位于东部和西部交通要道的小镇在19世纪后期急速发展起来，到1890年人口已增至100万。经济的兴旺发达、人口