城市生态学课后习题答案.docx

1、城市生态学课后习题答案第一章1.什么是生态学？近代生态学有哪些特点？生态学:是一门多学科的自然学科，研究生命系统与环境系统之间相互作用规律及其机理。近代生态学的特点：1）把研究生物有机体与环境间的相互关系扩展到研究生命系统与环境间的相互关系2）人类是生命系统中最重要的部分，也是许多生态系统的结构成分，生态学不仅要研究动物、植物、微生物和环境间的相互关系，更需要研究人和环境间的相互关系。3）人类既是一种生物，必然具有生物的一切基本属性。但是人类生活在特殊的社会中，具有不同于一般生物的社会属性。4）生态学的研究不仅要阐述生物（包括人）与其环境间的一般相互关系，更要揭示它们之间相互作用的基本规律及其

2、机理，生态学不能满足于描述自然，而要用生态学理论去解决人类面临的生存和发展问题。2.何谓生态系统？在水生生态系统和陆生生态系统中各举一例，并说明其中组成成分之间的关系?1）生态系统：在任何规模的时空单位内由物理化学生物学活动所组成的一个系统。2）水生生态系统:浮游动物（初级消费者）草鱼（次级消费者）鲇鱼（三级消费者） 分解者：细菌，真菌。 生产者：植物微生物（藻类）3）陆生生态系统：土拨鼠，兔子，昆虫（初级消费者）狐，蜘蛛，鹰（次级消费者） 分解者：真菌，霉菌，细菌。 生产者：庄稼，草5假定某块土地上所产的农作物可供100人食用，如果人们吃掉地里的一半农作物，另一半用来养牛，然后吃牛肉，那么这

3、块地可供养多少人？（假设第二性生产效率为10%）50+50*10%=55人8.何谓生态演替？举一个原生演替和次生演替的例子。1）生态演替：生态系统发展常常被称为生态演替。它是指一个群落被另一个群落，或者说一个生态系统被另一个生态系统代替的过程。2）举例：原生演替：火山造成的大片裸地；流水沉积形成的冲积平原；重力侵蚀的陡岩次生演替：从以前曾经生长过植物的地方，由于火烧、砍伐、洪水、干旱、局部毁灭了植被而成为裸地的地上开始。9.何谓种群？它的主要特征有哪些？1）种群：也译为居群，人口学上就是人口，它是在一定的空间中、特定的时间内一起生活和繁殖的同种个体的总称。2）特征：数量特征；空间特征；遗传特征

4、。15何谓生态平衡？谈谈你对生态平衡的看法v 答：两层含义：v 一是生态系统的结构和功能长期和持久地保持不变，即具有长期的稳定性；v 二是，生态系统在环境改变和人类干扰的情况下，能通过内部的调整，以维持结构和机能的稳定。 v 生态平衡是指一定时间内，生态系统中各部分的结构及相互作用的平衡，物质和能量流入和流出的平衡，物质产生和消耗的平衡，有机体和环境的协调一致。 生态学中用稳态机制（homeostation mechanism）来表达正反馈和负反馈相互作用和稳态控制的极限。这个能够自动调节的界线，称为“阈值”（threshold），如果条件改变超出这个界线，调节就不能再起作用，系统遭到伤害以致

5、破坏。第二章1.何谓城市化？我国城市化的标准是什么？1）城市化：人口向城市或城镇地带集中的过程。2）我国城市化的标准：市的人口一般应该在10万人以上，镇的人口应在2000人以上。市区和近郊区非农业人口50万以上的城市为大城市，20万50万人口的城市为中等城市，10万20万人口的城市为小城市。2.试述城市发展的历史阶段以及各阶段的特点？前工业社会 手工业生产集中地 农产品集散地 市政设施简陋 生活条件落后 规模较小数量很少 城乡分离 相对封闭 工业社会 机器大工业中心 商业贸易中心 市政设施完备 生活条件改善 规模扩张 数量猛增 城乡对立 差距拉大后工业社会 第三产业中心 功能多元化 市政设施现

6、代化 生活条件较优越 规模数量稳定形成大都市连绵区 城乡融合 差距缩小信息社会 信息流通、管理和服务中心 城市信息化、园林化、宜人化 超级城市裂解 中小城镇崛起 城乡一体化3.为什么说城市化是人类发展的必然趋势？城市化有哪些优点和缺陷？1）城市化带来的好处是明显的。由于人口集中，劳动力集中，便于组织大生产；产业集中，交通发达，有利于扩大贸易，繁荣经济；通讯便捷，信息集中，促进了文教卫生、科学技术的发展；城市中良好的医药卫生设施，周到的公共服务，方便的生活条件，丰富的文娱生活，提高和丰富了人们的物质生活和精神生活，并为人们发挥多种才能提供了机会。城市是人类文明的伟大创造，所以2）城市化的优点：1

7、人口集中 2产业集中 3能源结构改变 4交通便捷 5信息传递快速 缺陷：1需水量增加 2不透水地面增加 3绿地减少 4.为什么说当前城市问题实质上是生态问题？（1）城市中物质流动基本上是线形的，物流链是很短的，常常就是资源到产品和废物。（2）城市中的生产、生活等一切活动需要大量的能源。其中，利用自然资源的份额较少，大部分是人工辅加能源，且又以矿物能源为主。煤炭和石油等燃料消耗了大量氧气，加重了大气污染，能源使用的浪费使得环境问题更加严重。（3）城市中各部门分割，行业间常常缺乏自觉的相互合作，各自为政，各行其是。（4）城市生产多着眼于局部产品，看重当前经济利益。（5）城市生态系统中消费者和生产者

8、的比例常常失调。（6）城市中密集的人口，鳞次栉比的房屋，把人们集中在一个相对密闭的有限空间内，盛行的空调和人工照明，五光十色的霓虹灯及各种高效方便的自动车辆使人陶醉在舒适和人造美中，这一切都是人类在进行着自我驯化，其结果是人和自然的隔绝，以及人际关系的疏远和紧张。第三章1.为什么说城市生态学研究对象是城市生态系统，你对此有何看法？因为从生态学的角度看，城市是一种生态系统，它具有一般生态系统的最基本特征，即生物与环境的相互作用。在城市生态系统中有生命的部分包括人、动物、植物和微生物，无生命的环境部分则是各种物理的、化学的环境条件，在它们之间进行着物质代谢、信息传递和能量流动。把城市系统说成是城市

9、生态学的研究对象，又由于它包含的范围太广，没有表达出城市生态学研究的核心和重点，也并不妥当。2.城市生态系统和农村生态系统以及自然生态系统有哪些相同点和不同点？它的主要特点是什么？答：1)城市生态系统是人工生态系统，人是这个系统的核心和决定因素。2）城市生态系统是消费者占优势的开放式生态系统（3）城市生态系统是分解功能不充分的生态系统。（4）城市生态系统是自我调节和自我维持能力很薄弱的生态系统。（5）城市生态系统是受社会经济多种因素制约的生态系统。3城市生态学研究的主要内容及其特点是什么？（详见P48-49）主要内容：1.城市生态系统结构方面的研究 2.城市生态系统功能的研究 3.城市生态系统

10、的动态研究 4.城市生态系统的系统生态学研究 5.城市的生态规划、生态建设和生态管理 6.城市生态系统与周围农村生态系统间关系的研究特点：1综合性。它研究的不只是城市人口、城市生物、城市资源、城市环境或城市社会以及城市经济的单个组分，而是这些组分间的相互关系，注重各组成成分间的横向联系，注重人口。物质流动的整体效应以及环境变化的区域性影响。 v 2系统性。城市生态系统是一个以人为中心的、不断进行着物质能量代谢的有机统一体，它的研究需要注重人口、资源、环境间相互作用的基本规律。v 3实用性。城市生态研究是以满足人的根本利益为目的，注重利用生态学原理和最优 门办法空调节城市内部各组分间以及与周围生

11、态系统间的关系，提高城市生态效率，改善城市的环境质量。v 4决策性。城市生态研究要解决城市的资源利用和环境负载能力之间、生活和生产之间；市区和郊区之间、眼前利益和长远利益之间的种种矛盾，探讨它们之间动态关系的基本规律。提出相应的城市发展的生态学对策。4.在城市生态学研究中应遵循哪些基本原则？ 答：一、联系性原则v 生态学强调生态系统内各组成成分间的相互联系，其中任一成分的变动，都将引起其他成分的变动。城市生态系统内各成分之间都存在着内在的联系，这种联系使城市生态系统构成一个整体。二、生态流原则v 生命的各种表现都是和能量流动、物质循环、信息传递分不开的，没有这些生态流就不可能有生命活动，也不可

12、能有生态系统。城市生态系统中人们的活动引进了许多辅加能量，加速了物质流动，使循环变得不完全，甚至无循环。所以物质再循环应成为城市发展的主要目标。三、生态位原则v 广义的生态位（niche）是指种群在群落中与其他种群在时间上和空间上的相对位置及其机能的关系。每种生物的生存都需要一定的空间和资源，为了获得这些资源和空间，都有扩张的倾向，扩大它们的分布范围。但资源和空间两者都是有限的，因此必然引起有同样需要的物种间的竞争。四、限制因子原则 它包括两种含义：v 生物的生长发育是受它们需要的综合环境因子中那个数量最小的因子所控制，这就是JLiebig的最小因子定律；v 生物的生长发育同时也受它们对环境因

13、子的耐性限度（不足或过多）所控制，即VEShelford的耐性定律。两者结合就是限制因子原理。v 五、生态演替原则 演替的含义是：v 演替是一个有顺序的过程，它有规律地向一定方向发展，因而是可以预见的；v 变化虽由外部因素所引起，但演替是受系统内部生命系统控制的；v 它以稳定的生态系统为发展的顶点（参见第一章）。 六、生态平衡原则七、人和自然统一性的原则 尊重客观自然规律，又要注意发挥主观能动作用，效法自然，建立起人与自然和谐发展的关系。这就是人和自然统一的原则v 6国内外哪些城市进行过城市生态研究，它们有哪些特点和成绩？答：首先对伦敦进行了生境、有机体和生物群落的多方民的分析（Fitter，

14、1946；Gill Bonnett，1973），此外，有关巴黎（Jovet，1954）、纽约（Kieran，1959， Rublowskv，1976）、维也纳（Khhnelt，1955；Schweiger，1962）等城市的相应研究报告也陆续出版。20世纪70年代初，罗马俱乐部发表的第一篇研究报告增长的极限对世界工化、城市化发展前景所做的估计，进一步激起了人们从生态学角度研究城市问题的兴趣。1971年在联合国教科文组织领导下继“国际生物学规划”（IBP）之后，开展了另一项国际性的研究计划人和生物圈（MAB）计划。v 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

15、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。v 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。v 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v 7目前国际上有哪些机构开展或组织有关城市生态的研究？ 国际生态学会（INTECO）于1974年在海牙召开的第一届国际生态学大会上成立了“城市生态学”专业委员会，出版季刊城市生态学杂志。国际森林研究组织联盟（

16、IUFRO），世界气象组织（WMO）、世界卫生组织（WHO）、国际城市环境研究所（IUEL）、国际景观生态学协会（IIUE）以及欧洲联盟（EU）经济合作与发展组织（OECD）都开展了有关方面的研究第四章2.什么是城市热岛，它是如何形成的？城市热岛：随着城市人口密度、建筑物密度由内向外降低，城市气温呈现出由中心向外递减的现象。形成：由于城市中由水泥、沥青、砖石等所构成的下垫面能吸收较多的太阳辐射，导热率高，白天贮热多，日落后能够通过长波辐射提供较多的热量给地面的空气，加之空气中污染物多, 特别是CO能吸收较多的热量，同时，城市中又有较多的人为热进入空气；另一方面，城市中密集且参差不齐的建筑物密集

17、大大减少了地面长波辐射的损失，通风不良也不利于热量向外扩散，这就使得城市温度高于郊区。2. 城市市区和郊区在主要气候要素上有哪些不同？ 要素与郊区比较要素与郊区比较1. 太阳总辐射 地面总辐射 紫外辐射 冬季 夏季 日照时数少15%20%少30%少5%少5%15%5. 云量多5%10%2. 温度 年平均 静风晴天时高0.51.5高276.降水 年平均降水量 降雪量 雪暴多5%15%多10%15%多10%15%3. 相对湿度 冬季 夏季小2%小10%7. 风速 平均风速 无风日数小10%30%多5%20%4. 雾 冬季 夏季多30%100%多10%30%8. 空气中污染凝结核微量气体多10倍多5

18、50倍5.伦敦型烟雾和洛杉矶型烟雾有什么不同？伦敦型烟雾主要组成成分是硫氧化物和烟尘，主要来自于煤燃烧过程中的废气；而洛杉矶烟雾是光化学烟雾，主要来自石油和石油化工产品的燃烧6.城市水分平衡的特点是什么？v 城市的水分平衡 水分平衡（QW）一般可表示为 Qw= (P+Ri+G) (E1+E2+R0+M+S) 式中，P为降水量；Ri为河流等流入的水量；G为地下水提取量；E1为地表蒸发水量；E2为植物蒸腾水量；R0为径流流出水量；M为渗入地下水量；S为生态系统组分内贮水量v 在城市地区的水分平衡中，不仅包括天然水循环，而且还包括人工控制的上、下水管道中的水循环。城市的水分平衡公式可表示为：v Qw

19、（PRiGTi）一 （E1+E2+R0+M+S+To)式中，Ti=上水管道进水量；To=下水管道出水量。8.从生态学角度看，理想的住宅应该具备哪些条件？* （1）足够的居住面积。一般认为人均住房面积应达到 1020m2才能满足现代生活的需要。* （2）合理的空间分隔。要兼顾不同功能以及家庭成员之间的交往和独处的需要。* （3）充分的水电供应。现代人生活离不开水、电和煤气。水要有足够的数量并合乎饮用标准的质量。* （4）良好的周围环境。自然环境，良好的社会环境，为居民提供和谐安全的氛围以及人际交往的有利条件。* （5）便利的交通出行。居住区附近在不超过400米的地方就应有公交车站，使乘车者能在5

20、6分钟内到达。理想住宅的要求* （1）有益于人们的身心健康* （2）充分利用自然能源 * （3）物质的循环利用* （4）减少对环境的负面影响 9.城市噪声来源和它的危害有哪些？来源：交通噪声：主要来自交通运输工具的行驶、震动和喇叭声工厂噪声：来自生产过程和市政施工中机械振动、摩擦、撞击以及气流扰动等而产生的声音。生活噪声：指街道和建筑物内部各种生活设施、人群活动等产生的声音。危害：1）干扰睡眠2）损伤听力3）对人体的生理的影响4）对儿童和胎儿的影响5）对动物的影响6）对建筑物的损害10.生活垃圾发展趋势如何？它的处置对策有哪些？ 城市垃圾（全称城市固体垃圾）是人们日常生活、工作中产生的废弃物，

21、随着城市人口的增加和生活水平的提高，数量越来越大，成分越来越复杂。v 随着城市的发展，城市垃圾成分也在变化。随着城市的发展，城市垃圾中的废纸、塑料、金属、玻璃所占的比例将会有较大的增长，而煤灰所占的比例将会有所减少第五章1.城市生态系统中的生物部分包括哪些成分？它们各有什么特点？生物部分：包括植物，动物，微生物特点 ：城市植被的特点：覆盖率低，这是因为城市地区土地利用结构改变的缘故。这是最显著的特点。群落类型也有改变，并多呈孤岛状分布，总的特征是自然群落比例少，人工、半人工群落的比例增加。出现一些城市中特有的群落类型，如耐践踏的植物群落、一年生宅旁杂草群落、多年生宅旁高秆杂草群落、草坪群落以及

22、墙面屋顶群落等动物：1城市动物可作为环境质量的评价依据2城市动物的危害引起破坏；传播疾病3.微生物占有极其重要的地位，它们既是许多疾病的病原，又是能量流动和物质循环不可缺少的环节。2.何谓“区系”？何谓“群落”？它们之间有什么联系？植物区系：是指一定地区范围内全部植物的分类单位，包括所有的科、属和种的数量。植物群落：植物在地面上的生长并不是孤立的、杂乱无章的，在一般情况下，总是成群生长，出现在有联系的种类组合中。联系：3,。城市植物区系的那些方面可以标志城市化的发展水平？（2）人布植物（anthropochore）增多。人布植物是随着人类活动而散布的植物，诸如农作物和杂草，也包括了人类有意或无

23、意引入，后来逸出野生化了的植物，称为归化植物（alien, naturalized plants）。可以把人布植物百分率（归化率）作为评判城市化程度的一个指标。5，何谓植被的栽培度，如何利用栽培度确定城市的生境类型？（1）栽培度：Bornkamm(1988)用栽培度（grade of hemorobiosis）来表示人类对植被的影响程度，并借此确定城市的生境类型。等级名称栽培影响土地利用基质植被新植物区系1未栽培的未受影响的未受影响的各种自然植被地段及自然保护区自然状态自然植被02弱栽培的低度放牧和少量砍伐的森林，多少保存有自然植被粗放林业形成的茂密森林以及影响较小的盐生草甸、固定沙丘、发展着

24、的沼泽几乎没有改变近自然植被53半栽培的受到传统林业或粗放农业周期性或较轻的影响牧场、草场、人工林和大田没有彻底改变而接近于自然非自然植被5124真栽培受到传统农业或集约性林业强烈或持续性的影响农田、饲料地、果园已经改变远自然植被13175真栽培使用杀虫剂、大量施肥、人工排水的工业化农业和园艺工业化农田、园艺场已经改变远自然植被18226强栽培的受到机械和化学因素的强烈影响休耕地、宅基地已被强烈的改变结构组成非常简单的植被237后栽培的完全清除了植被建筑物、道路完全改变特殊的人工植被v 用这种等级可以半定量地确定植被因人为影响而远离自然植被的程度。v 植被的栽培度愈高，它们愈不遵循自然演替规律

25、，因此就需要更多的能量输入才能维持它们的存在。v 在上述等级系列中，变化最剧烈的是5级和6级，到6级时已不打算再栽培任何植物了。 7. 城市植被对改善城市生态环境有那些作用？v 评价城市的环境质量，植被覆盖率是一个重要的指标。v 城市植被作用可归纳为以下：v 1. 改善气候：夏季降温，冬季温高；增加空气湿度；降低风速；与类型、结构、面积有关。 v 2. 净化空气：光合作用：1个城市居民需要10平方米森林或50平方米的草地；吸收污染物，净化空气； v 3. 降低噪声：隔音和吸音，视宽度、高度、形状、种类组成而有差别。如乔灌配合，效果好。 v 4.防灾减灾：茂密森林有防火效果，防地震、森林对暴雨、

26、河流泛滥、滑坡、崖崩有防护效果v 5.保健卫生：森林浴，净化空气、减少噪声、分泌杀虫物质等 v 6.心理健康：舒适与惬意、创造、想象力、热爱生活 v 7.观赏游憩：环境美的组成，多样性的美，人格、性格、文化；观赏游玩、纳凉散步、体育锻炼等 8. 植被的那些特点可以用来指示城市生态环境 a. 指示环境 植物的生长、发育受环境影响，因此可以利用植物生长、发育、分布等变化推测环境的状况，即植物指示环境的作用。苔藓及地衣种类和数量的减少或消失可以指示空气中SO2的污染程度b. 城市环境分区v （1）物候分区：城市中植物物候期的差异也可用来进行城市环境的分区v （2）植物受害情况分区：从质（长势、健康程

27、度、开花现象）和量（叶面积、叶重量、树干直径、树高等）进行区分v （3）污染物浓度分区：根据植物体内所含污染物浓度9.城市动物区系有何特点？它们的分布规律是怎样的？ 1.引起当地野生动物种类和数量发生变化。2.某些能忍受环境变化，并能与人伴生（companion）的有害动物，变得更加适应城市生态环境城市中各种动物种群的空间分布都呈现一定的格局（distribution pattern），主要有聚集分布（clumped distribution）、均匀分布（uniform distribution）和随机分布（random distribution）等10.为什么说动物是人类的朋友,它们对城市生

28、活有哪些积极作用？从对环境变化敏感的某些动物的数量减少或消失可预示城市环境质量外，也可以从某些动物的出现或增加来反映城市环境的变化。11.城市动物的消极面表现在哪些方面？人们应该采取哪些对策？城市很多动物，如鼠、蚊、蝇、蜚蠊等等对人都是有害的。有些能严重破坏城市的生产和经济建设。最大危害莫过于能传播各种疾病。对策：对有害的动物采取有效杀灭方法加以控制，如整治环境，消除孳生地，加强杀灭技术，以达到有效地控制蚊、蝇、鼠、蜚蠊等有害有害动物的数量。第六章1人在城市生态系统中的地位和作用主要表现在哪些方面？v 答：人在城市生态系统中的地位和作用主要表现在： 城市生态系统中生命系统的主体是人群，而不是各

29、种植物、动物或微生物。城市生态系统中人的发展代替或限制了其他生物的发展。在城市生态系统中，人是城市的操纵者和生产者，但从生物学的角度讲，人又是城市生态系统的顶极消费者。人在城市生态系统中既是调节者又是被调节者，城市人群根据自己的生存需要创造并不断加工着城市生态环境，同时又要不断地从心理、生理、精神和观念及行为等方面进行自我调节，以适应自己所创造和加工的城市生态环境。2试述城市人口规模和结构与城市发展的关系。 城市人口的规模和构成从数量和组成上反映了城市人口在城市生态系统中的主要特征和作用。规模：指一定的城市地域内聚集的人口总数量及其分布密度，是反映城市规模的主要标志之一；构成：指城市人口的组成

30、和结构，它可以表明城市人口在城市生态系统中的地位和作用。v 1.城市人口的数量v 在城市单位人口的生态作用强度不变的情况下，城市人口数量可以反映这个城市对其地域资源环境系统压力的情况。v 若人口数量、经济活动与其地域资源环境总体上是适应的、协调的，则该城市在经济发展和人口消费过程中所产生的对生态环境的压力处于系统所能承受的范围之内。此时，经济和生态效益容易达到统一，城市生态和经济容易出现良性循环及协调发展的局面。若人口再增加, 占地面积势必过大，会带来一系列问题如果城市面积过小, 公共设施不易完善, 企业之间难以协作, 投资建设的经济效益比较低, 城市本身的发展亦受到限制. 然而城市规模过大, 将会受到供水、能源、交通、环境等许多因素的限制, 当规模超过一定限度时, 城市各部门就会运转不灵, 效率下降v 适当的人口密度：增强人类改造自然的能力，促使生活丰富多彩，节省时间和空间，从而提高社会效益。适宜的人口密度也是人们进行正常的社会交往的前提v 城市对人口的负荷力有限，人口密度过高将导致诸如交通拥挤、环境恶化、住房紧张、犯罪率上升等一系列问题，使得生活质量下降，人群紧张感增强，各种城市病加剧。因此，过高的人口密度将会成为城市生态系统发展的限制因子。v v 相反，过低的人口密度也