城市环境生态学第三章课件.pptx

城 市 环 境 生 态 学第三章 城市环境生态学基本原理3.1 城市环境生态学的概念v3.1.1 环境生态学 （一）环境生态学的定义 研究人为干扰下，生态系统内在变化机理、规律及其对人类的反作用，寻求受损生态恢复、重建和保护对策的科学。（二）环境生态学的研究内容 1.在人为干扰下生态系统内在变化机理和规律；2.生态系统受损程度的判断；3.生态系统的功能及保护；4.解决环境问题的生态对策。（三）环境生态学与其他学科的关系3.1 城市环境生态学的概念v3.1.2 城市环境生态学 以生态学的理论和方法研究城市人类活动与周围环境之间的关系的科学。v3.1.3 城市环境生态学的研究内容3.2 城市环境生态学的基本原理v3.2.1 城市生态位 生态位：生物在群落中所处的位置和发挥的功能，主要指物理空间及其与所处生境条件的关系。城市生态位：城市给人们生存和生活提供的生态位，分为生产生态位和生活生态位。生产生态位即资源、生产条件生态位，包括经济水平、资源丰盛度；生活生态位即环境质量、生活质量，包括自然环境与社会环境（物质、精神、服务）v3.2.2 多样性导致稳定性原理 生态系统的结构越多样、越复杂，则抗干扰能力越强，系统越稳定。3.2 城市环境生态学的基本原理v3.2.3 食物链原理 企业间关系紧密，相互提供产品和生产原料；人类居于食物链顶端，人类需要依靠其他生产者及各营养级的“供养”生活，人类对环境的影响必反作用于人类。v3.2.4 最小因子原理 在众多影响城市生态系统结构、功能的因素中，处于临界值（最小量）的因子具有最大的影响力。3.2 城市环境生态学的基本原理v3.2.5 系统整体功能最优化原理 各子系统和系统整体相互影响，子系统功能的状态取决于系统整体功能的状态，子系统功能的状态也会影响整体功能的发挥。v3.2.6 环境承载力原理 环境承载力指某一环境要素在对人类生存发展不产生危害的前提下，所能承受的人类作用的能力。包括资源、技术（劳动力素质、文化程度、技术水平等）和污染承载力。3.3 城市及城市生态系统v3.3.1 城市 （一）城市的含义 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，是一类以人类占绝对优势的新型生态系统。（二）城市的发展及其特征 作为经济、政治、文化中心的现代城市，大都具有以下明显特征：生产高度集中；商业贸易飞速发展；城市基础设施完备；城市功能多样化。3.3 城市及城市生态系统v3.3.2 城市生态系统（一）城市生态系统的概念 城市生态系统是一个以人为核心的系统，它不仅包含自然生态系统的组成要素，也包括人类及其社会经济等要素，因此，城市生态系统是一个自然、经济与社会复合的人工生态系统。（二）城市生态系统的产生及发展 在人类生态系统的发展过程中，经过了自然生态系统到农业生态系统的演变，最后才产生城市生态系统，从此，人类生态系统可划分为农村生态系统和城市生态系统两大类型。孤立农家孤立农家 市井集镇市井集镇 老工业区老工业区 新工业区新工业区3.4 城市生态系统的组成与结构v3.4.1 城市生态系统的组成城市生态系统生物系统非生物系统城市居民家养生物野生生物人工物质系统环境资源系统能源系统地质、地貌土地、空气淡水、矿产生物能自然能化石燃料住宅与公共建筑物道路设施工厂交通运输通讯设施市政管网3.4 城市生态系统的组成与结构v3.4.1 城市生态系统的组成城市生态系统城市社会 城市空间(城市环境)城市居民城市组织人工环境自然环境建成区环境施工环境自然资源地域环境人口结构劳动结构智力结构政治组织、经济组织文化组织、群众组织家庭组织基础设施生产设施生活服务设施土地、空气淡水、食物能源、原料地质、地貌气候、水文土壤、生物3.4 城市生态系统的组成与结构v3.4.2 城市生态系统的结构形式 （一）链结构 食物链结构（自然食物链、完全人工食物链）资源链结构（主链、副链）（二）生命与环境相互作用结构 （三）空间组合结构v圈层式：市区生命与环境为内圈；郊区为中圈；区域为外圈v镶嵌式：大镶嵌-各圈层内部的各要素按土地利用形成的团块状功能分区结构；小镶嵌各功能分区内部组成要素按土地利用形成的微观空间组合形式。绿色植物绿色植物植食动物植食动物肉食动物肉食动物城市人群城市人群植植物物食食品品动动物物食食品品饮饮用用品品药药品品饲饲料料食物链结构食物链结构食物链结构食物链结构终极产品终极产品水水 源源能能 源源建材资源建材资源重工资源重工资源轻工资源轻工资源建筑物建筑物道道 路路设设 施施。废气废渣废液废气废渣废液资源利用链结构资源利用链结构资源利用链结构资源利用链结构中间产品中间产品中间产品中间产品洁净水洁净水二次能源二次能源建设用地建设用地。洁净水洁净水二次能源二次能源建筑材料建筑材料金属材料金属材料非金属材料非金属材料化学材料化学材料。水水 源源太阳辐射太阳辐射土地土地。广域环境市区环境圈层式结构圈层式结构圈层式结构圈层式结构中心区市 区郊 区区 域 环 境镶嵌式结构镶嵌式结构镶嵌式结构镶嵌式结构镶嵌式结构镶嵌式结构镶嵌式结构镶嵌式结构3.5 城市生态系统的特征v3.5.1 认识城市生态系统的主体 （一）生物量的比较 人口集中且密度高、增长速度快是城市的最大特征，城市的认为活动十分强烈。在城市中，其他生物的种类和数量受到人类的控制，人口发展在一定程度上限制了其它生物的发展。人口与植物生物量的比例：东京10:1；北京8:1；伦敦10:7 （二）人的作用 在城市生态系统中，城市居民既是自然人，又是社会人；既是消费者，又是经济生态系统中的生产者。3.5 城市生态系统的特征v3.5.2 城市生态系统是高度人工化的生态系统 （一）城市是人类改造大自然的产物 城市是一个高度人工化的环境(自然环境人工化，社会、经济环境人类创造)，大量的人工设施叠加于自然环境之上，形成了显著人工化特点。（二）人工化的营养结构 （三）人工化生态系统对人类自身的影响 人工化生态系统对人类的反作用（城市病、污染危害）城市化景观城市化景观现代农业景观现代农业景观-1950传统农业景观传统农业景观-18001950历史乡村景观历史乡村景观-11001800铁器时代末期景观铁器时代末期景观-约公元前约公元前1000新石器及青铜时代新石器及青铜时代景观景观-原始自然景观原始自然景观-城城市市景景观观发发展展变变迁迁过过程程自然自然人工人工3.5 城市生态系统的特征v3.5.3 城市生态系统的不完整性 （一）城市生态系统缺乏“生产者”（绿色植物）绿色植物数量少，功能也由提供食物转变为美化环境，城市所需食物靠外部输入。（二）城市生态系统 缺乏分解者 城市缺乏分解者存在环境，大量城市废弃物在市外分解。v3.5.4 城市生态系统是高度开放性系统（一）所需能量和物质以及各种信息、技术人力等由系统外输入；（二）向系统外输出生产的产品、信息、技术、人力等；（三）系统内缺乏分解者，大量废弃物需要输送至系统外。城市与其周围环境的联系城市与其周围环境的联系3.5 城市生态系统的特征v3.5.5 城市生态系统的脆弱性 （一）城市生态系统不是自律系统 存在大量的输入和输出，不能独立存在，必须依赖其它生态系统才能存在和发展。（二）城市生态系统自我调节机能脆弱 物理环境的人工化及环境污染改变了原初系统的自然调节机能；食物链的改变、绿色植物的功能变化以及系统内物种多样性的改变、能流和物流的改变，使得系统自我调节能流降低。（三）城市生态系统营养关系倒置 自然生态系统中营养级别越低者数量越大，能量结构呈金字塔形；城市生态系统相反，系统内能量结构呈倒金字塔形。3.5 城市生态系统的特征v3.5.6 城市生态系统是多层次的复杂系统 （一）生物（人）自然环境系统 只考虑人的生物性活动：人与其生存空间内的气候、土地、食物、淡水、生活废弃物等构成的系统。（二）人经济系统 只考虑人的经济活动：人与能源、原料、工业生产、交通运输、商品贸易、工业废弃物构成的系统 （三）人社会文化系统 只考虑人的社会活动和文化活动：人的社会组织、政治活动、文化、教育、服务、宗教等构成的系统。3.6 城市生态系统基本功能v3.6.1 生产功能 （一）生物生产：包括人类在内的各类生物交换、生长、发育和繁殖过程，包括生物初级生产和生物次级生产 （二）非生物生产：用于满足城市居民物质消费和精神需求的生产，包括物质生产和非物质生产v3.6.2 能量流动功能 （一）能源分类 按来源、对环境的影响、是否加工、能否再生、技术发展水平，可以对能源进行不同的划分。（二）能源结构（能源总生产量和总消费量的构成及比例关系能够反映一个国家的生产技术和经济发展水平）世界部分国家能源消费构成(%)煤炭煤炭石油石油天然气天然气核能核能水电水电美国美国24.324.339.839.826.326.38.68.61.11.1俄罗斯俄罗斯19.019.024.524.550.450.43.83.82.32.3法国法国6.16.139.039.011.911.940.040.03.03.0德国德国28.928.940.640.618.318.311.711.70.50.5英国英国23.123.138.238.228.028.010.510.50.30.3日本日本17.117.156.156.111.311.314.114.11.31.3中国中国76.476.419.219.22.02.00.40.41.01.0世界总计世界总计27.227.240.040.023.023.07.37.32.62.63.6 城市生态系统基本功能v3.6.3 物质循环功能 （一）城市生态系统物质流类型 1.自然力推动的物质流 2.人工推动的物质流 3.人口流 4.其它物质流（价值流、资金流）（二）城市生态系统物质循环的特点 1.系统内外物流量大（输入、输出量巨大）2.缺乏生态循环（高度人工化，分解者极少，废物量却非常巨大，废物难以在系统内分解、还原）3.受到人为因素的强烈影响（物质流全程都受人为控制）4.物质循环过程中产生大量废物3.6 城市生态系统基本功能v3.6.4 信息传递功能 （一）信息的概念 用符号传递的、接受者预先不知道的情况；客观世界带有某些特性的讯号。（二）信息的作用 1.传递知识 2.科学技术与生产力之间的桥梁 3.提高效率 4.信息在世界经济中的作用 （三）城市的信息传递 1.城市的信息系统 2.信息在城市生态系统中的作用v9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。6月-236月-23Friday,June 2,2023v10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。20:20:4620:20:4620:206/2/2023 8:20:46 PMv11、越是没有本领的就越加自命不凡。6月-2320:20:4620:20Jun-2302-Jun-23v12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。20:20:4620:20:4620:20Friday,June 2,2023v13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。6月-236月-2320:20:4620:20:46June 2,2023v14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。02 六月 20238:20:46 下午20:20:466月-23v15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。六月 238:20 下午6月-2320:20June 2,2023v16、业余生活要有意义，不要越轨。2023/6/2 20:20:4620:20:4602 June 2023v17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。8:20:46 下午8:20 下午20:20:466月-23Thank You.Thank You.You made my day!You made my day!-敢 为 天 下 先，勇 争 第 一敢 为 天 下 先，勇 争 第 一