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1、第三章 城市生态系统的构成及特征第三章城市生态系统的构成及特征n n第一节城市生态系统基本概念n n第二节城市生态系统的构成n n第三节城市生态系统的特征第一节第一节 城市生态系统基本概念城市生态系统基本概念n n城市生态系统是城市生态学的研究中心与研究重点。对城市生态系统的理解，因学科重点、研究方向等不同，有着一定差异。 8080年代中期，我国生态学奠基人马世骏院士等提出年代中期，我国生态学奠基人马世骏院士等提出了社会、经济、自然了社会、经济、自然复合生态系统复合生态系统，指出辨识社会、经济、，指出辨识社会、经济、自然之间复杂的耦合关系，从技术、体制、行为方面去调自然之间复杂的耦合关系，从技
2、术、体制、行为方面去调控生产、生活与生态服务功能，将生态学原理运用到产业、控生产、生活与生态服务功能，将生态学原理运用到产业、社区及景观设计、规划与建设中去，对经济、社会和环境社区及景观设计、规划与建设中去，对经济、社会和环境协调发展有着重要意义。协调发展有着重要意义。一、城市生态系统概念一、城市生态系统概念n 城市生态系统是一个以人为中心的自然、经济与社会系城市生态系统是一个以人为中心的自然、经济与社会系统组成的结构复杂，功能多样，动态开放式的复合型人工统组成的结构复杂，功能多样，动态开放式的复合型人工生态系统。生态系统。第一节第一节 城市生态系统基本概念城市生态系统基本概念(2)(2)城市
3、生态系统城市生态系统是以城市居民为主体，以地域空是以城市居民为主体，以地域空间和各种设施为环境，通过人类活动在自然生态间和各种设施为环境，通过人类活动在自然生态系统基础上改造和营建的人工生态系统系统基础上改造和营建的人工生态系统( (王发曾王发曾) )。(3)(3)城市生态系统城市生态系统是城市居民与其周围环境组成的是城市居民与其周围环境组成的一种特殊的人工生态系统，是人们创造的自然一种特殊的人工生态系统，是人们创造的自然经济经济社会复合体社会复合体( (金岚等金岚等) )。第一节第一节 城市生态系统基本概念城市生态系统基本概念(4)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5
4、0以上面积，具有发达的交通线网和车辆来往频繁的人类集聚的区域称为城市生态系统(何强等)。第一节第一节 城市生态系统基本概念城市生态系统基本概念n n城市生态系统定义为：特定地域内的人口、资源、环境(包括生物的和物理的、社会的和经济的、政治的和文化的)通过各种相生相克的关系建立起来的人类聚居地或社会、经济、自然的复合体。（环境科学词典）n n城市生态系统和一般自然生态系统城市生态系统和一般自然生态系统城市生态系统和一般自然生态系统城市生态系统和一般自然生态系统( (如森林、草原如森林、草原如森林、草原如森林、草原等等等等) )或半自然今态系统或半自然今态系统或半自然今态系统或半自然今态系统( (
5、如农田等如农田等如农田等如农田等) )的不同主要表现的不同主要表现的不同主要表现的不同主要表现在：在：在：在：城市生态系统和一般自然生态系统城市生态系统和一般自然生态系统城市生态系统和一般自然生态系统城市生态系统和一般自然生态系统( (如森林、草原等如森林、草原等如森林、草原等如森林、草原等) )或半自然今态系统或半自然今态系统或半自然今态系统或半自然今态系统( (如农田等如农田等如农田等如农田等) )的不同主要表现在：的不同主要表现在：的不同主要表现在：的不同主要表现在：城市生态系统和一般自然生态系统城市生态系统和一般自然生态系统( (如森林、草原等如森林、草原等) )或半自然今态系统或半自
6、然今态系统( (如农田等如农田等) )的不同主要表现在：的不同主要表现在：(1)(1)城市生态系统是人工生态系统，人是这个系统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。的核心和决定因素。(2)(2)城市生态系统是消费者占优势的生态系统。城市生态系统是消费者占优势的生态系统。(3)(3)城市生态系统是分解功能不充分的生态系统。城市生态系统是分解功能不充分的生态系统。城市生态系统和一般自然生态系统城市生态系统和一般自然生态系统( (如森林、草原等如森林、草原等) )或半自然今态系统或半自然今态系统( (如农田等如农田等) )的不同主要表现在：的不同主要表现在：(4)城市生态系统是自
7、我调节和自我维持能力很薄弱的生态系统。城市生态系统受到干扰时，其生态平衡只有通过人们的正确参与才能维持。(5)城市生态系统是受社会经济多种因素制约的生态系统。第二节第二节 城市生态系统的构成城市生态系统的构成由于不同专业的研究角度和出发点不同，所以对城市生态系统构成的认识及划分也各不相同。一、社会学家提出的城市生态系统构成一、社会学家提出的城市生态系统构成一、社会学家提出的城市生态系统构成一、社会学家提出的城市生态系统构成海口德国城市生态系城市生态系生物系统生物系统城市居民城市居民家养生物家养生物野生生物野生生物非生物系统非生物系统住宅与公共建筑物住宅与公共建筑物人工物质系统人工物质系统道路设
8、施道路设施工厂工厂交通运输交通运输通迅设施通迅设施市政管网建设市政管网建设环境资源系统环境资源系统气域气域水域水域土地土地 矿产矿产能源系统能源系统生物能（食物等）生物能（食物等）自然能自然能化石燃料化石燃料二、环境学家提出的城市生态系统构成二、环境学家提出的城市生态系统构成二、环境学家提出的城市生态系统构成二、环境学家提出的城市生态系统构成二、环境学家提出的城市生态系统构成二、环境学家提出的城市生态系统构成二、环境学家提出的城市生态系统构成二、环境学家提出的城市生态系统构成三、生态学家等学者认为城市生态系统是一个以人为中三、生态学家等学者认为城市生态系统是一个以人为中心的自然经济，社会复合起
9、来的人工生态系统，因而组心的自然经济，社会复合起来的人工生态系统，因而组成上包括这三个方面：成上包括这三个方面： 自然系统自然系统：是居民赖以生存的基本环境。：是居民赖以生存的基本环境。 以生物与环境的协同共生及环境对城市活动的支持、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。容纳、缓冲及净化为特征。 经济系统经济系统：涉及生产、分配、流通、消费各环节。：涉及生产、分配、流通、消费各环节。 以物质从分散到集中的高密度运转，能量从低质到以物质从分散到集中的高密度运转，能量从低质到高质的高强度集聚，信息从低序到高序的连续积累为特征。高质的高强度集聚，信息从低序到高序的连续
10、积累为特征。 社会系统社会系统：涉及城市居民及物质和精神生活的各方面。：涉及城市居民及物质和精神生活的各方面。 以高密度人口和高强度的生活消费为特征。以高密度人口和高强度的生活消费为特征。城市生态系统的组成结构城市生态系统的组成结构四、其他四、其他四、其他四、其他第三节第三节 城市生态系统的特征城市生态系统的特征一、人类属性及人类生态系统的特征(一)人类的两种属性1人类的生物属性2人类的社会属性(二二) 人类生态系统的特点人类生态系统的特点1食物链顶端生物成分的变化2.在构成生态系统的自然环境中，出现了日益扩大的人造(工)环境(二二) 人类生态系统的特点人类生态系统的特点3非食物的能量流和物质
11、流的强度日益增长4科学技术在人类生态系统中的作用日益重要二、城市生态系统的特征(一)城市生态系统区别于自然生态系统的根本特征1.系统的组成成分2系统的生态关系网络城市生态系统中的网络则大多是具有社会属性的网络，城市生态系统中的网络则大多是具有社会属性的网络，包括城市生态系统中的各种自然网络包括城市生态系统中的各种自然网络( (已带有明显的人工已带有明显的人工色彩色彩) )和更为重要的社会关系、经济关系网络。和更为重要的社会关系、经济关系网络。3生态位自然生态系统能提供自然生态位；城市生态系统所能提供自然生态位、社会生态位、经济生态位。4系统的功能自然生态系统表现出极高的生态效率；城市生态系统整
12、个系统的生态效率极低。5调控机制6系统的演替城市生态系统的演替是人类为了自身的生存和发城市生态系统的演替是人类为了自身的生存和发展，通过各种生产和生活活动。对系统能动地创展，通过各种生产和生活活动。对系统能动地创建、改造、拓展的结果，也是城市人类集聚的发建、改造、拓展的结果，也是城市人类集聚的发生、发展、兴盛、衰亡的过程。生、发展、兴盛、衰亡的过程。(二)城市生态系统的人为性1城市生态系统是人工生态系统2.城市生态系统是以人为主体的生态系统3城市生态系统的变化规律由自然规律和人类影响叠加形成(二二) 城市生态系统的人为性城市生态系统的人为性4人类社会因素的影响在城市生态系统中具有举足轻重的地位
13、5城市生态系统中的人类活动影响着人类自身(三)城市生态系统的不完整性1城市生态系统缺乏分解者2城市生态系统“生产者”(指绿色植物)不仅数量少，而且其作用也发生了改变(四四) 城市生态系统的开放性城市生态系统的开放性1对外部系统的依赖性2.对外部系统的辐射性3城市生态系统的开放具有层次性第一层次为城市生态系统内部备子系统之间的开放第一层次为城市生态系统内部备子系统之间的开放即各子系统之间的交流和互相依赖、互相作用。即各子系统之间的交流和互相依赖、互相作用。3城市生态系统的开放具有层次性第二层次为城市社会经济系统与城市自然环境系统之间的开放第三层次指城市生态系统作为一个整体向外部系统的全方位开放。
14、(五)城市生态系统的高“质量”性1物质、能量、人口等的高度集中性日 期面 积人 口人口密度日 期面 积人 口人口密度(平方(人/平方(平方(人/平方(年/月/日)公里)(人)公里)(年/月/日)公里)(人)公里)中 国墨西哥北 京19911680710395000618墨西哥城1990149982357445494上 海1992.12.316341128937002034美 国天 津1992.12.31427658249001363休斯顿1992152016358271076印 度纽 约199282473225648886德 里1992148397565006579阿根廷海德拉巴1992175
15、298134817036布宜诺斯艾利斯1991200296540314827马德拉斯1992.03.01174385118122133巴 西印度尼西亚圣保罗19911500113803007620雅加达1990661822251512435保加利亚三宝垄199229025954518937索菲亚199213101190126908伊 朗捷克共和国马什哈德19911759155布拉格1992.12.3149612173152452德黑兰19916475527法 国日 本巴 黎1990105215467820445大 阪1992.10.01220260327211809德 国东 京1992.10.
16、01618812937713158柏 林1992.12.3188934657483898横 滨1992.10.0143332721807554汉 堡1992.12.3175516887852237名古屋1992.10.0132621620076624慕尼黑1992.12.3131113206344253韩 国意大利仁 川1992.12.3133920706166111罗 马1993.12.31150828290031876斧 山1992.12.0152938872787350米 兰1992.12.3118213586277474汉 城1993.12.316051092546418047波 兰哈
17、萨克斯坦华 沙1992.12.3149516445153322阿拉木图199218311932006524罗马尼亚马来西亚布加勒斯特1992.07.0122820656519060吉隆坡1992.06.3024312850005288俄罗斯菲律宾莫斯科1993.04.0199488816008935马尼拉199238158449041392圣彼得堡1992.01.0114349710383455新加坡西班牙新加坡199264128182004397马德里1992.01.0160730174394970泰 国巴塞罗那1992.01.0199163063516459曼 谷1992.12.31156
18、555621413554乌克兰土耳其基 辅1993.01.0182826175123161伊斯坦布尔1990163076000004663英 国伊兹密尔1990119732694770225伯明翰1992.06.3026510091003801埃 及伦敦1991157968899004363开 罗1992214680000031522澳大利亚加拿大珀斯1992.06.3054001205342223蒙特利尔199150017758703552注:包括郊区。资料来源:世界大都市比较统计年表1994年。世界主要城市面积、人口和人口密度（世界主要城市面积、人口和人口密度（1996年）年）(五)城市生
19、态系统的高“质量”性2城市生态系统的高层次性（1）人们具有巨大的创造、安排城市生态系统的能力（2）城市生态系统的构成物质体现着当今科学技术的最高水平；（3）为了维持城市生态系统的运行，科学技术在城市生态系统中起着关键的作用。(六)城市生态系统的复杂性1城市生态系统是一个迅速发展和变化的复合人工系统2城市生态系统是一个功能高度综合的系统(七)城市生态系统的脆弱性1城市生态系统不是一个“自给自足”的系统，需靠外力才能维持.2 2城市生态系统一定程度上破坏了自然调节机能3城市生态系统食物链简化，系统自我调节能力小4城市生态系统营养关系出现倒置，决定了其为不稳定的系统(七)城市生态系统的脆弱性思考题：
20、思考题：1如何认识城市生态系统与自然生态系统的区别？2如何认识城市生态系统的特征？第四节第四节 城市生态系统的结构城市生态系统的结构 在城市生态系统中，生物的营养在城市生态系统中，生物的营养结构有两种不同的食物类型：结构有两种不同的食物类型： 自然自然相对人工食物链（传统）相对人工食物链（传统） 城市生态系统的结构有四种方式：城市生态系统的结构有四种方式：一、食物链结构一、食物链结构绿色植物绿色植物草食动物草食动物肉食动物肉食动物 人人（直接食用简单加工的动植物）（直接食用简单加工的动植物） 完全人工食物链完全人工食物链 经过复杂人工加工的食品、饮用品、药品等供人类直经过复杂人工加工的食品、饮
21、用品、药品等供人类直接食用。食物链只有一级消费者。接食用。食物链只有一级消费者。 资源利用链结构各由一条主链和副链构成。资源利用链结构各由一条主链和副链构成。主链主链中：中：各类资源经初加工，生产出一系列中间产品，再经深加工各类资源经初加工，生产出一系列中间产品，再经深加工后生产出可供直接消费的最终产品。后生产出可供直接消费的最终产品。副链副链：废弃物如果加：废弃物如果加以重复，综合利用，即为资源链的副链。以重复，综合利用，即为资源链的副链。二、资源利用链结构二、资源利用链结构 城市生态系统中的生命与环境之间，环境要素之间都城市生态系统中的生命与环境之间，环境要素之间都存在一定的相互作用关系。
22、其中城市人群与环境之间的关存在一定的相互作用关系。其中城市人群与环境之间的关系是此种结构的主要内容。系是此种结构的主要内容。三、生命三、生命环境相互作用结构环境相互作用结构生命系统生命系统：受人为干预，自然生：受人为干预，自然生物种类单一，群落结构简单。物种类单一，群落结构简单。次生自然环境次生自然环境：城市自然要素的：城市自然要素的演变适应人的生存需要，并可发演变适应人的生存需要，并可发挥一定的自然净化功能。挥一定的自然净化功能。人工环境人工环境：是人创造的财富（劳：是人创造的财富（劳动产品、资金、精神环境）。动产品、资金、精神环境）。广域环境广域环境：郊区环境是区域的内：郊区环境是区域的内
23、核，区域环境是郊区环境的延伸核，区域环境是郊区环境的延伸和补充。城市和补充。城市区域是一种更大区域是一种更大尺度的有机系统。尺度的有机系统。 圈层式结构圈层式结构，以市区生，以市区生命系统与环境系统为命系统与环境系统为内圈内圈，郊区环境为郊区环境为中圈中圈，区域环，区域环境为境为外圈外圈。这种空间结构。这种空间结构形式，体现了生命系统与形式，体现了生命系统与各环境要素的内在联系，各环境要素的内在联系，是人类生存的是人类生存的中心聚集中心聚集倾倾向和向和广域关联广域关联倾向的必然倾向的必然结果。结果。四、空间组合结构四、空间组合结构 镶嵌式结构镶嵌式结构： 大镶嵌大镶嵌：指各圈层内部的各要素按土
24、地利用所形成的：指各圈层内部的各要素按土地利用所形成的团块状团块状功能分区功能分区的空间结构形式。的空间结构形式。 如以如以单一要素为主单一要素为主的居住区、工业区、商业区、文化的居住区、工业区、商业区、文化区及区及多要素组合多要素组合工业工业居住居住商业区、行政商业区、行政文化文化绿化区绿化区 各区按各自的特点分布在不同的位置上，形成有规律的各区按各自的特点分布在不同的位置上，形成有规律的块状块状和和条状条状镶嵌结构。镶嵌结构。小镶嵌小镶嵌：指各功能分区内部组成要素按土地利用所形成的微：指各功能分区内部组成要素按土地利用所形成的微观空间组合形式。如：居住区内，由道路、居住单元、小片观空间组合形式。如：居住区内，由道路、居住单元、小片绿地和其它设施组成。绿地和其它设施组成。 镶嵌式结构水平的高低是衡量城市规划质量与系统功镶嵌式结构水平的高低是衡量城市规划质量与系统功能效率的一个重要标准。能效率的一个重要标准。
