第一篇:城市生態(tài)學要點總結概要
第一章緒論
城市生態(tài)學(Urban Ecology 以生態(tài)學(ecology 的概念、理論和方法來研究城市的結構、功能、動態(tài)調控的一門學科。既是一門重要的生態(tài)學分支學科,又是城市科學(urban science的一個重要分支學科。城 市生態(tài)學是研究城市及其群體的發(fā)生、發(fā)展與自然、資源、環(huán)境之間相互作用的過程和規(guī)律 的科學。
“田園城市”理論(garden city 1898年霍華德(E.Howard 提出田園城市的理論。
1919年,明確提出田園城市的含義:田園城市是為健康、生活以及產(chǎn)業(yè)而設計的城市,每 個城市規(guī)模不宜過大,約 3.2萬人包括周圍 2000公頃土地的農田和綠地森林城市中心是花 園, 工業(yè)區(qū)設在城市的邊緣, 有便利的交通, 整個城市像一座大花園, 居民生活在安排合理、優(yōu)美舒適的環(huán)境之中。
現(xiàn)代城市生態(tài)學的發(fā)展趨勢
現(xiàn)代生態(tài)學最關心的三個領域:可持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)方面生物多樣性保護方面全球變化方面(書 P14 食物鏈原理
生態(tài)學中:以能量和營養(yǎng)物質形成的各種生物之間的聯(lián)系。
廣義:企業(yè)互相聯(lián)系在一起。城市各企業(yè)之間的生產(chǎn)原料, 是互相提供的。城市的各個組分、各個元素、各個部分之間既有著直接、顯性的聯(lián)系,也有著間接、隱形的聯(lián)系。各組分之間 是互相依賴、互相職業(yè)的關系,牽一發(fā)而動全身。
環(huán)境承載力
環(huán)境承載力是某一環(huán)境狀態(tài)和結構在不發(fā)生對人類生存發(fā)展有害變化的前提下, 所能承受的 人類社會作用。體現(xiàn)在規(guī)模、強度和速度上。三者的限制,是環(huán)境本身具有的有限性自我調 節(jié)能力的量度。
包括:(1資源承載力(2技術承載力(3污染承載力 城市生態(tài)學研究思路
系統(tǒng)思想全面的、連貫的、靈活的看問題。
系統(tǒng)的特征:整體性、關聯(lián)性、目的性、環(huán)境適應性、反饋機制 系統(tǒng)研究思路:黑箱研究思路白箱研究思路灰箱研究思路 第二章生態(tài)系統(tǒng)基礎理論 生態(tài)效率: 在一個營養(yǎng)級內, 同化作用的能量和可利用的能量之間的關系;一個食物鏈營養(yǎng)級上, 有多 少能量供給下一營養(yǎng)級。從能量流動來說, 次一營養(yǎng)級的生產(chǎn)力與前一營養(yǎng)級的生產(chǎn)力的比 率。
生境(habitat :在一定時間內對生命有機體生活、生長發(fā)育、繁殖以及有機體存活數(shù)量有 影響的空間條件及其他條件的總和。組成生境的因素稱生態(tài)因子。
生態(tài)因子包括(1非生物因素(2生物因素還有人為因素 生態(tài)因子的作用規(guī)律
1、限制因子規(guī)律使生物的耐受性接近或達到極限時,生物的生長發(fā)育、生殖、活動以及分 布等直接受到限制、甚至死亡的因子稱為限制因子。
最低量(最小因子定律對某些因子的要求不能低于某一數(shù)量。
3、耐受性定律生物對環(huán)境因子有一個最低點到最高點之間的適應范圍。
生態(tài)平衡(ecological equilibrium 一個生態(tài)系統(tǒng)能夠長期保持其結構和功能的相對穩(wěn)定性, 如組成成分和數(shù)量比例持久地沒有 明顯的變動,物質和能量的輸入和輸出接近相等的狀態(tài)。
第三章城市生態(tài)系統(tǒng)
城市生態(tài)系統(tǒng)(urban ecosystem: 城市空間范圍內的居民與自然環(huán)境系統(tǒng)和人工建造的社會環(huán)境系統(tǒng)相互作用而形成的統(tǒng)一 體,屬人工生態(tài)系統(tǒng)。
能源結構
能源總生產(chǎn)量和總消費量的構成及比例關系。能源的生產(chǎn)結構 :從總生產(chǎn)量分析能源結構。能源的消費結構 :從消費量分析能源結構。城市生態(tài)系統(tǒng)的主要特點
(1城市生態(tài)系統(tǒng)的生命系統(tǒng)的主體是人類,而不是各種植物、動物和微生物,次級生產(chǎn) 者與消費者都是人。
(2環(huán)境主要部分變?yōu)槿斯さ沫h(huán)境。
(3城市生態(tài)系統(tǒng)是一個不完全的生態(tài)系統(tǒng)。(4城市生態(tài)系統(tǒng)在能量流動方面具有明顯的特點 城市生態(tài)環(huán)境問題 人口劇增
資源匱乏:土地資源、淡水資源、森林資源
生態(tài)環(huán)境惡化:沙漠化、全球性氣候變暖、臭氧層消失、自然災害
雖然引起城市生態(tài)環(huán)境問題的因素很多,但最主要的原因是超城市化和超工業(yè)化的進程。第四章城市人口
城市化(urbanization:(書上定義太多不知道用哪個
人口向城市地區(qū)集中,農村地區(qū)轉變?yōu)槌鞘械貐^(qū)(農業(yè)人口變?yōu)榉寝r業(yè)人口的過程(<<中國大百科全書 >>。
表現(xiàn)為兩種形式:(1城市數(shù)目增加;(2各城市人口規(guī)模不斷擴大。城市人口的分布格局
四種類型 : 隨機分布、集群分布、均勻分布和散式分布。中國人口城市化的特征
在城市人口增長過程中,出現(xiàn)過交通擁擠、住房緊張、環(huán)境污染、就業(yè)困難等問題。政府利 用行政手段, 實現(xiàn)了城市人口穩(wěn)定有序的增長。歸功于限制農村人口向城市遷移的政策以及 與之相適應的各種管理制度。
限制遷移政策對人口城市化乃至整個經(jīng)濟、社會的發(fā)展產(chǎn)生了一系列的不利影響:(1延緩了人口城市化進程,造成了人口城市化滯后于工業(yè)化。
(2割裂了人口從農業(yè)向非農業(yè)產(chǎn)業(yè)轉移與人口從農村向城市遷移的必然聯(lián)系,影響了城 市聚集效益的充分發(fā)揮。
(3妨礙了城鄉(xiāng)統(tǒng)一的勞動力市場的建立和發(fā)展,造成一方面就業(yè)困難,另一方面崗位空 缺。
城市人口遷居
(一 60’ s 中期以前的人口遷居
大量低收入流動人口移入城市, 可能向城市中心區(qū)聚集, 迫使其他人向外移動, 開始入侵和
演替過程;同時高級住戶不滿意現(xiàn)有住宅而移向新住宅, 并引起低級住戶的移動;還有一些 人的遷居是因為結婚、生小孩、年老等對住宅空間產(chǎn)生特定需求所致, 但所有這些移動都要 受個人經(jīng)濟狀況以及工作地點的制約。
(二 60’ s 中期以后
決定遷居是內、外壓力作用的結果。內部壓力 : 住戶的需求與期望。
外部壓力 : 住宅與環(huán)境特征.(住宅大小與質量、鄰里、相對位置。內外壓力達到一定的程度時,就發(fā)生遷居。第五章城市環(huán)境
人工環(huán)境(artificial environment : 人類在開發(fā)利用、干預改造自然環(huán)境的過程中構造出來的有別于原有自然環(huán)境的新環(huán)境 , 或 稱次生環(huán)境(secondary environment。如農田、水庫、林場、牧場、城市等。
城市大氣污染
指大氣中污染物質的濃度達到有害的程度, 以至破壞生態(tài)系統(tǒng)和人類正常生存和發(fā)展的條件, 對人和物造成危害的現(xiàn)象。大氣污染由污染源、大氣圈和受影響者三個環(huán)節(jié)組成。
城市水環(huán)境的特點(1淡水資源的有限性特點
(2城市水環(huán)境的系統(tǒng)性特點——組成城市水環(huán)境的各個方面互相影響、相互制約 , 結合成了 有機的整體。
(3城市水環(huán)境系統(tǒng)自凈能力的有限性特點——每個城市的水環(huán)境系統(tǒng)都有一定的自凈能力(self purification capacity或環(huán)境容量。
城市水污染(water pollution:有害物質進入水體的數(shù)量足以破壞城市水資源,使其喪失使用 價值,或對環(huán)境和生物造成不利影響的現(xiàn)象.污染主要來源是工業(yè)廢水與生活廢水。
城市植被(urban vegetation : 城市植被是城市里覆蓋著的生活植物。它包括城市里的公園、校園、寺廟、廣場、球場、醫(yī)院、街道、農田以及空閑地等場所擁有的森林、灌木、綠籬、花壇、草地、樹木、作物等所有植物的總和。
城市植被的特色(一植被生境的特化
城市環(huán)境改變了植被的生境。如城市地表改變了土壤結構和理化性質以及土壤微生物成分, 大氣污染改變了光、濕、溫和風等氣候條件, 影響到植物的正常生理活動。所以城市植被處 于完全不同于自然植被的特化生境之中。
(二植被區(qū)系成分的特化
城市植被區(qū)系成分應該與本地區(qū)原生植被相同, 但受人為影響, 其組成較原生植被少, 且因 人為的喜好,有一些外來物種歸化率(外來種占原植物區(qū)系成分的比率較高。城市綠化應 該適地適樹。
(三植被格局的園林化:城市植被的組成、結構、布局均受人為規(guī)劃的影響。(四結構單一化:物種減少,樹齡(級受人為影響。
(五演替偏途化:城市植被的形成、更新及演替都是在人為干預下進行的,因此,植被演 替是一條按人的綠化政策發(fā)展的偏途途徑。
城市植被的功能
城市植被綠化美化環(huán)境的景觀效益 城市植被保護和凈化環(huán)境的生態(tài)效益 對大氣污染的凈化作用 城市動物的概念
棲息和生存在城市化地區(qū)的動物為城市動(urban animal ,而把與人類共同(常年或季節(jié) 在城市環(huán)境而不依賴人類喂養(yǎng),自己覓食的動物稱為城市野生動物, 含原地區(qū)殘存下來的野生動物和從外部遷徙進入城市的野生動物。它們與人類伴生(companion。
城市野生動物的特性
城市區(qū)系成分優(yōu)勢種的改變:城市環(huán)境的空間異質性、時間異質性對城市野生動物的區(qū)系成 分優(yōu)勢種的改變相當密切。
種的數(shù)量的改變:城市動物在種的數(shù)量變化比較突出。如果排除人類圈養(yǎng)的野生動物(動物 園里的動物 的話, 城市野生動物種的數(shù)量與城市中人造物程度成負相關, 即城市中人造物 程度越高,野生動物種的數(shù)量越少。
種群特征的改變:城市野生動物種群特征包括種群大小、數(shù)量分布、年齡組成和性比等。種 群大小的改變有兩方面的含義,一方面是指一個野生動物種在城市區(qū)域內總的數(shù)量的改變, 另一方面是種群的區(qū)域分化或合并,使得每一活動種群的數(shù)量的改變。
第六章城市災害及其防治
城市災害(urban disaster是發(fā)生在城市范圍內的自然災害和人為的各種災害。類型主要有: 1地質災害:地震、崩滑流、地面變形、開挖工程、水土流失、風沙塵暴、海平面上升 氣象災害:洪澇
2火災
3各種交通災害
4各種傳染病和環(huán)境污染等。城市化對洪澇災害的影響
城市化對雨洪水匯流過程中影響最敏感的因素:(1地面覆蓋不透水鋪砌。(2地面排水系統(tǒng)的改造。(3土地利用結構的變化。城市的發(fā)展使 土地得到充分利用,它往往侵占一些天然河道的洪水灘地和滯洪洼地。
第七章城市景觀生態(tài)
景觀有三種理解。A、美學意義上 B、地理學上的理解 C、景觀生態(tài)學的理解。
地理學上的理解:將景觀作為地球表面氣候、土壤、地貌、生物各種成分的綜合體。景觀的 概念接近于生態(tài)系統(tǒng)或生物地理群落等術語。
景觀生態(tài)學(landscape ecology 對景觀的理解:景觀是空間上不同生態(tài)系統(tǒng)的聚合。一個 景觀包括空間上彼此相鄰、功能上互相聯(lián)系、發(fā)生上有一定特點的若干個生態(tài)系統(tǒng)的聚合。(區(qū)域景觀----更注重的是相互作用的系統(tǒng)。
城市景觀是指城市所有空間范圍, 或者說是城市布局的空間結構外觀形態(tài)。包括城市區(qū)域內 各種組成要素的結構及外觀形態(tài)。在城市景觀中, 人與環(huán)境的相互關系是核心,所以, 城市 景觀是由若干個以人與環(huán)境的相互作用關系為核心的生態(tài)系統(tǒng)組成。
景觀是一個由不同生態(tài)系統(tǒng)組成的鑲嵌體,其組成單元稱為景觀要素(element。按自然環(huán) 境或立地條件劃分的單元稱之為景觀成分, 按人類活動的影響(如土地利用方式 劃分的單 元稱之為景觀要素。
景觀要素的基本類型
1、斑塊(嵌塊體—— patch :在外貌上與周圍地區(qū)(本底 有所不同的非線性地表區(qū)域(最 小景觀單元
2、廊道、走廊—— corridor :與本底有所區(qū)別的帶狀土地。
3、基底(本底—— matrix :面積最大,連接度最高且在景觀功能上起優(yōu)勢作用的景觀 要素類型。
城市景觀結構要素特點
斑塊:城市景觀中的斑塊,主要指各呈連續(xù)島狀鑲嵌分布的不同功能分區(qū)。
廊道:城市廊道可以分為兩大類:人工廊道和自然廊道。
本底:城市景觀中,占主體的組成部分是建筑群體。城市的本底是由街道和街區(qū)構成的。景觀多樣性的維持和創(chuàng)造
保護城市景觀中環(huán)境敏感區(qū) 完善現(xiàn)有景觀結構
第二篇:城市生態(tài)學論文
生態(tài)城市規(guī)劃中的景觀規(guī)劃
摘要在當前城市化不斷加速,城市趨于空心化巨型化的現(xiàn)狀下,人們深切感到環(huán)境污染嚴重,資源短缺,身心健康受損。如何構建合理的生態(tài)城市景觀生態(tài)系統(tǒng)空間結構,保持景觀要素在結構和功能上的多樣性,構筑具有濃郁地方特色的生態(tài)城市景觀,充分發(fā)揮景觀的生產(chǎn)功效、經(jīng)濟價值、資源價值和美學價值,是生態(tài)城市規(guī)劃的重要內容。本文重點討論在生態(tài)城市規(guī)劃背景下的園林及景觀規(guī)劃。
關鍵詞生態(tài)城市規(guī)劃景觀規(guī)劃大景觀
1.生態(tài)城市規(guī)劃背景
1.1生態(tài)城市定義
生態(tài)城市(ecopolis或ecocity或ecoville或ecological city或ecovillage)理論產(chǎn)生于20世紀80年代,是人類對人與自然的關系認識不斷升華的結果。雖然國際生態(tài)城市會議已于1990年、1992年、1996年、2000年召開過4次,但對于生態(tài)城市的定義,目前還沒有一個統(tǒng)一明確的界定,許多專家和學者對此都發(fā)表過各自的見解;一些國家還提出了生態(tài)城市發(fā)展原則。1987年前蘇聯(lián)生態(tài)學家亞尼科斯基認為生態(tài)城市是“按生態(tài)學原理建立起來的一個社會、經(jīng)濟、自然協(xié)調發(fā)展,物質、能量、信息高效利用,生態(tài)良性循環(huán)的人類聚居地”。1992年在澳大利亞阿德萊德召開的第二屆國際生態(tài)城市會議上,組織者澳大利亞的唐頓認為生態(tài)城市就是人類內部,人類與自然之間實現(xiàn)生態(tài)上平衡的城市,它邊括了道德倫理和人們對城市進行生態(tài)修復的一系列計劃,遠遠超出了“可持續(xù)性”這個概念。1997年中國學者黃光宇教授撰文《田園城市*綠心城市*生態(tài)城市》,認為生態(tài)城市是根據(jù)生態(tài)學原理,綜合研究城市生態(tài)系統(tǒng)中人與“住所”的關系,并應用生態(tài)工程、環(huán)境工程、系統(tǒng)工程等現(xiàn)代科學與技術手段協(xié)調現(xiàn)代城市經(jīng)濟系統(tǒng)與生物的關系,保護與合理利用一切自然資源與能源,提高資源的再生和綜合利用水平,提高人類對城市生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)、修復、維持和發(fā)展的能力,使人、自然、環(huán)境融為一體,互惠共生。
從城市生態(tài)學角度看,生態(tài)城市的社會—經(jīng)濟—自然復合生態(tài)系統(tǒng)結構合理、功能穩(wěn)定,達到動態(tài)平衡狀態(tài)。[1]它具備良好的生產(chǎn)、生活和還原緩沖功能,具備自組織、自催化的競爭序主導生態(tài)城市的發(fā)生和發(fā)展,以及自調節(jié)、自抑制的共生序保證生態(tài)城市的持續(xù)穩(wěn)定。物質流、能量流、信息流高效利用,自然的演進過程也得到保護和發(fā)展。
從城市規(guī)劃學角度看,生態(tài)城市空間結構布局合理,基礎設施完善,生態(tài)建筑廣泛應用,人工環(huán)境與自然環(huán)境融合,城市景觀成為城市文化的空間構成與表現(xiàn)。[2]
1.2 生態(tài)城市的主要特點
生態(tài)城市與傳統(tǒng)城市相比,主要有以下幾大特點[3]:
1)和諧性:生態(tài)城市的和諧性,不僅反映在人與自然的關系上,更重要的是在人與人的關系上“現(xiàn)在人類活動促進了經(jīng)濟增長,卻沒能實現(xiàn)人類自身的同步發(fā)展,生態(tài)城市是營造滿足人類自身進化需求的環(huán)境,充滿人情味,文化氣息濃郁,擁有強有力的互幫互助的群體,富有生機與活
力,文化是生態(tài)城市最重要的功能,文化個性和文化魅力是生態(tài)城市的靈魂”這種和諧性是生態(tài)城市的核心內容“
2)高效性:生態(tài)城市一改現(xiàn)代城市/高能耗0!/非循環(huán)0的運行機制,提高一切資源的利用效率,物質!能量得到多層次分級利用,廢棄物循環(huán)再生,各行業(yè)!各部門之間的共生關系協(xié)調”
3)持續(xù)性:生態(tài)城市是以可持續(xù)發(fā)展思想為指導的,兼顧不同時間!空間,合理配置資源,公平地滿足現(xiàn)代與后代在發(fā)展和環(huán)境方面的需要,不因眼前的利益而用/掠奪0的方式促進城市暫時的/繁榮0,保證其發(fā)展的健康!持續(xù)!協(xié)調“
4)整體性:生態(tài)城市不是單單追求環(huán)境優(yōu)美,或自身的繁榮而是兼顧社會!經(jīng)濟和環(huán)境三者的整體效益,不僅重視經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調,更注重對人類生活質量的提高”是在整體協(xié)調的新秩序下尋求發(fā)展“
5)區(qū)域性:生態(tài)城市作為城鄉(xiāng)統(tǒng)一體,其本身即為一區(qū)域概念,是建立區(qū)域平衡基礎之上的,而且城市之間是相互聯(lián)系!相互制約的,只有平衡協(xié)調的區(qū)域才有平衡協(xié)調的生態(tài)城市”就廣義而言,要實現(xiàn)這一目標,全球必須加強合作,共享技術與資源,形成互惠共生的網(wǎng)絡系統(tǒng),建立全球生態(tài)平衡“
1.3 評價生態(tài)城市的標準
生態(tài)城市的創(chuàng)建標準(目標)應以社會生態(tài)、經(jīng)濟生態(tài)、自然生態(tài)三方面來確定,具體說來要實現(xiàn)以下標準[4][5]
1廣泛應用生態(tài)學原理規(guī)劃建設城市,城市結構合理!功能協(xié)調,所在區(qū)域對其有持久支持能力,與區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展能力相適應”
2保護并高效利用一切自然資源與能源,產(chǎn)業(yè)結構合理,實現(xiàn)清潔生產(chǎn)“
3采用可持續(xù)的消費發(fā)展模式,實施文明消費,物質!能量利用率及循環(huán)利用率高,消費效益高”
4有完善的社會設施和基礎設施,生活質量高“
5人工環(huán)境與自然環(huán)境相融合,環(huán)境質量高,符合生態(tài)平衡的要求”
6生態(tài)(健康)建筑得到廣泛應用,有宜人的建筑空間環(huán)境“
7保護和繼承文化遺產(chǎn)并尊重居民的各種文化和生活特征”
8居民的身心健康,生活滿意度高,有一個平等!自由!公正的社會環(huán)境“
9居民有自覺的生態(tài)意識(包括資源意識!環(huán)境意識!可持續(xù)發(fā)展意識等)和環(huán)境道德觀,倡導生態(tài)價值觀!生態(tài)哲學和生態(tài)倫理”
10建立完善的動態(tài)的生態(tài)調控管理與決策系統(tǒng),自組織!自調節(jié)能力強“以上10個方面,說明了生態(tài)城市在社會生態(tài)、經(jīng)濟生態(tài)和自然生態(tài)三個方面的互相聯(lián)系和相互制約的內容,從不同側面反映了生態(tài)城市的建設目標和價值取向,也反映了生態(tài)城市的基本特征和必須具備的主要條件”
創(chuàng)建生態(tài)城市就是要依據(jù)上述標準去調節(jié)和改善城市內部的各種不合理的生態(tài)關系,提高城市生態(tài)系統(tǒng)的自我調控能力,通過自然的、社會的、經(jīng)濟的、行政的、法律的各種手段去實現(xiàn)城市的持續(xù)發(fā)展"
2.生態(tài)城市規(guī)劃背景中的景觀規(guī)劃
按照景觀三元的理論,景觀分三個層次:[6]
1、景觀感受層面,基于視覺的所有自然與人工形態(tài)及其感受的設計,即狹義景觀設計;
2、環(huán)境、生態(tài)、資源層面,包括土地利用、地形、水體、動植物、氣候、光照等自然資源在內的調查、分析、評估、規(guī)劃、保護,即大地景觀規(guī)劃;
3、人類行為以及與之相關的文化歷史與藝術層面,包括潛在于園林環(huán)境中的歷史文化、風土民情、風俗習慣等與人們精神生活世界息息相關的文明,即行為精神景觀規(guī)劃設計。
我們現(xiàn)在討論的是前兩個層次的內容。
2.1狹義景觀設計
進行生態(tài)園林建設規(guī)劃不僅僅是綠化城市,更重要的是改善城市生態(tài)環(huán)境、創(chuàng)造優(yōu)美的生活環(huán)境、改善城市的投資環(huán)境、提升城市品位,從而促進城市社會和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
生態(tài)園林建設規(guī)劃的主要內容有:
①規(guī)劃理念—“顯露自然、尊重生物多樣性”與“以人為本”的有機結合;
生態(tài)的觀念是尊重自然,而以人為本則是要求征服大自然讓自然為人服務,基本上這是兩個互相矛盾的理念,我們在規(guī)劃設計時必須在這兩個理念中找到兩者的平衡點,既要合乎自然生態(tài)的規(guī)律,顯露自然,尊重生物多樣性,又充分利用自然盡可能的為人類服務且實行可持續(xù)發(fā)展。
②生物多樣性保護與生態(tài)園林—充分挖掘和利用城市特有的自然生態(tài)、環(huán)境資源,將保持和完善生物多樣性與生態(tài)園林的規(guī)劃、建設有機結合;
每個地方都有自己的特色植物與特有動物等,這些要素結合起來構成一個地區(qū)特有的自然生態(tài)和環(huán)境資源,我們在建設生態(tài)城市和生態(tài)園林的時候應該首要并且充分挖掘并利用好這種特有的自然生態(tài)和環(huán)境資源,生態(tài)城市的建設不是一個標準,每個地方情況都有所不同,不
能為了建造生態(tài)園林而不顧城市立地環(huán)境,大量引進外來植物,造成植物生長不良和生態(tài)入侵現(xiàn)象。
③生態(tài)園林體系的構建—完善城市園林綠地系統(tǒng)規(guī)劃,充分保護和利用城市自然風貌,保護好城市水體和山體,構建生態(tài)城市園林綠地體系;
系統(tǒng)論告訴我們,系統(tǒng)的功能大于個體,我們建造生態(tài)園林的時候也要將整個城市的園林作為一個整體來設計,構建出城市的生態(tài)園林體系,在保護好城市山體水體的大框架基礎上構建生態(tài)城市園林綠地體系。
④生態(tài)園林建設考核指標體系的構建—既可為生態(tài)園林建設提供目標和方向,同時又可為規(guī)劃方案的實施分解和操作提供依托。
生態(tài)園林怎么建設,怎么建設才算好,應該有完整的考核指標體系,這種考核體系在生態(tài)園林建設過程中起著相當重要的作用,為其提供目標和方向。但是構建社會—經(jīng)濟—自然完整和諧的復合生態(tài)系統(tǒng),要根據(jù)各個城市的具體情況不同,在規(guī)劃中體現(xiàn)濃郁地方特色
2.2城市的大地景觀規(guī)劃
如何構建合理的生態(tài)城市景觀生態(tài)系統(tǒng)空間結構,保持景觀要素在結構和功能上的多樣性,構筑具有濃郁地方特色的生態(tài)城市景觀,是生態(tài)城市功能生態(tài)化建設的重要內容。主要包括:
①規(guī)劃理念,即“大景觀”理念。突出城市整體景觀功能,尊重城市景觀的個性化、多樣性、和諧性原則;
城市是一個整體,做生態(tài)城市的大景觀規(guī)劃時,其尺度遠異于狹義的景觀規(guī)劃設計,必須突出城市的整體景觀,尤其是有老城區(qū)和新城區(qū)的城市,如何保留老城區(qū)的歷史文化,又將其改造成為可適應現(xiàn)代人生活的地方,并與新城區(qū)的景觀和功能有機結合,必須遵循城市景觀個性化,多樣性,和諧性原則。
②景觀生態(tài)格局的構建,即在已有自然景觀和人文景觀的基礎上,以生態(tài)景觀建設和保護為重心,研究建立具有地方特色的,與產(chǎn)業(yè)、人居、交通、水域等功能相融合的城市“大景觀”生態(tài)格局構架;
自然景觀,人文景觀共同構成的實際上是社會—經(jīng)濟—自然相互協(xié)調的復合生態(tài)系統(tǒng),這個復合生態(tài)系統(tǒng)的功能是共同發(fā)揮的,因此,缺少或者任何一個子系統(tǒng)不健全都會影響到整個復合生態(tài)系統(tǒng),這個復合生態(tài)系統(tǒng)的構建必須以生態(tài)景觀的建設和保護為中心,以自然景觀為基礎形成地方特色,通過嚴密的設計后盡可能通過自身來調節(jié)。
③景觀生態(tài)支持網(wǎng)絡的構建,即研究建立功能完善、運行健康,保障各種景觀生態(tài)流輸入輸出的連續(xù)暢通,維持景觀生態(tài)平衡和環(huán)境良性循環(huán)的景觀生態(tài)支撐網(wǎng)絡,尤其是城市組團綠化隔離帶建設規(guī)劃;
城市的生態(tài)系統(tǒng)是相對比較脆弱的,因此,必須構建起城市的景觀生態(tài)支持網(wǎng)絡,以周邊小
城鎮(zhèn)的生態(tài)支持中心城市的生態(tài),同時,中心城市本身也必須經(jīng)過嚴密的設計盡可能通過自身的調節(jié)。
④生態(tài)景觀的評價指標和考核標準體系的構建。
和生態(tài)園林建設一樣,“大景觀”的建設更應該有完整的考核指標體系,關鍵是看城市的生態(tài)景觀有沒有在整個復合生態(tài)系統(tǒng)有沒有發(fā)揮到最大效應,并與其他系統(tǒng)相適應,一起發(fā)揮功用。
3.結語
迄今為止,全球還沒有一個公認的真正意義上的生態(tài)城市,甚至于生態(tài)城市也還沒有一個公認的定義和清晰的概念。但是,生態(tài)城市不僅要有良好的自然環(huán)境,而且要創(chuàng)造和諧的人文環(huán)境是最終目標。生態(tài)城市是以生態(tài)學原理為基礎,以人地和諧、社會公平與經(jīng)濟高效為目標,使人與自然之間、人與人之間關系和諧的理想聚居地。即生態(tài)城市是可持續(xù)的,符合生態(tài)規(guī)律和適合自身生態(tài)特色發(fā)展,各種物質流和能量流能夠充分交換的城市。[7]在這樣的城市中,水是清潔的,空氣是清新的,人與自然和諧發(fā)展,資源可以得到循環(huán)利用,沒有污染產(chǎn)生;道路暢通無阻,人與人之間的關系是平等和坦誠的;城市到處充滿生機和活力,并具有獨樹一幟的魅力。
鮮明的視覺形象、良好的綠化環(huán)境、足夠的活動場地是景觀規(guī)劃設計的最基本的出發(fā)點,隨著景觀環(huán)境建設的發(fā)展,僅僅滿足這三方面,是遠遠不夠的,在生態(tài)城市建設這個大背景下,我們的景觀如何才能充分發(fā)揮其應有的生產(chǎn)功效、經(jīng)濟價值、資源價值和美學價值而不流于僅僅是應用外來植物創(chuàng)造生物多樣性等工作,景觀行業(yè)人士必須認真思考怎么做到真正的生態(tài),做好真正的生態(tài),以更科學的理論來指導我們的實踐。
參考文獻:
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第三篇:城市生態(tài)學論文
城市生態(tài)學論文
淺析城市生態(tài)文明建設
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摘要:前不久召開的十八大五中全會,將生態(tài)文明建設列為“十三五”規(guī)劃任務目標,本文意在研究建設生態(tài)文明城市需應對的困難及相關應對措施。
關鍵詞:城市;生態(tài)文明;問題;建設;措施 內容:
自總書記提出能源生產(chǎn)和消費革命的指示以來,我國政府高度重視新能源的發(fā)展,相繼出臺了多項激勵政策。如今,隨著十八屆五中全會的召開,增強生態(tài)文明建設首度被寫入國家五年規(guī)劃。一 生態(tài)文明城市概述
生態(tài)文明城市是一個以人的行為為主導、自然環(huán)境為依托、資源流動為命脈、社會體制為經(jīng)絡的“社會—經(jīng)濟—自然”的復合系統(tǒng),是資源高效利用、環(huán)境友好、經(jīng)濟高效、社會和諧、發(fā)展持續(xù)的人類居住區(qū)。生態(tài)文明城市,是揭示當今世界快速城市化和城市人口加速增長的背景下,地球、城市、人三個有機系統(tǒng)之間關聯(lián)和互動創(chuàng)造更美好的城市,更美好的生活的關鍵所在。從生態(tài)哲學角度看,生態(tài)文明城市實質是實現(xiàn)人(社會)與自然的和諧,這是生態(tài)文明城市的價值取向所在;從開展循環(huán)經(jīng)濟,創(chuàng)建低碳經(jīng)濟,拓展綠色經(jīng)濟,形成生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系和發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟學的角度看,生態(tài)文明城市的經(jīng)濟增長方式是內涵增長模式,更加注重對低碳、綠色和生態(tài)技術的運用;從生態(tài)社會學角度看,生態(tài)文明城市的教育、科技、文化、道德、法律、制度等都將“生態(tài)化”;從系統(tǒng)學角度看,生態(tài)文明城市是一個與周邊城郊及有關區(qū)域緊密聯(lián)系的開放系統(tǒng),不僅涉及城市的自然生態(tài)系統(tǒng),如空氣、水體、土地、綠化、森林、動物生命體、能源和其他礦產(chǎn)資源等,也涉及城市的人工環(huán)境系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)和社會系統(tǒng)。
[1]
生態(tài)文明城市是建立在生態(tài)文明的基礎上的,是追求人與自然、人與社會、人與人的和諧的。具有鮮明的生態(tài)文明時代的特征,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:首先,各個方面的和諧性。生態(tài)文明城市的核心內容就是和諧性,體現(xiàn)在人與自然的關系、人與社會的關系、人與其他物種的關系、社會各個群體之間的關系、人的精神等各個方面是和諧的、有序的。其中人與自然的和諧是前提基礎,人與人和和諧是生態(tài)文明城市建設的根本目的。生態(tài)城市不僅只是用綠色點綴的人居住的環(huán)境,而是富有生機活力的人與自然和諧的共生體。其次,可持續(xù)性。生態(tài)文明城市是一個可持續(xù)發(fā)展的城市,它不僅考慮到當代人的利益,也兼顧后代的人需求, “是環(huán)境、社會、經(jīng)濟三方面的共同的可持續(xù)發(fā)展,經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展是生態(tài)文明城市建設核心內容,環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展是生態(tài)文明城市建設基礎,社會的可持續(xù)發(fā)展也是生態(tài)文明城市建設社會屬性,體現(xiàn)在經(jīng)濟配置上的效率、生態(tài)規(guī)模上的足夠、社會分配上的公平同時起作用”最后,社會生產(chǎn)高效性。在社會的生產(chǎn)中,傳統(tǒng)城市的生產(chǎn)方式是直鏈式的,而不是循環(huán)的,所以在生產(chǎn)時候會產(chǎn)生嚴重的污染,使我們的生活環(huán)境遭到破壞。而生態(tài)文明城市的生產(chǎn)方式是建立在低消耗的技術之上的,使物質、能量得到多層次的分級利用,廢棄物循環(huán)再生,各個行業(yè)、各個部門之間的共生關系協(xié)調,達到物盡其用、地盡其力、人盡其才,各施其能、各得其所,從而保持發(fā)展的穩(wěn)定性,提高社會生產(chǎn)的效益。
[3]
[2]二 城市發(fā)展中面臨的問題
(一)環(huán)境危機
由于在城市規(guī)劃之時,沒有注重城市的環(huán)境規(guī)劃,導致了一系列環(huán)境問題的出現(xiàn),造成了城市環(huán)境的污染和破壞。這些環(huán)境問題嚴重影響了居民的正常生活和生產(chǎn)。經(jīng)調查和研究,將我國城市發(fā)展中所面臨的諸多問題概括為以下幾個方面:其一,從城市的固體廢物來看,我國城市的固體廢物泛濫成災。這些年,我國城市經(jīng)濟發(fā)展迅速,人們的生活和生產(chǎn)產(chǎn)生了大量的固體廢物,造成了環(huán)境污染。其二,從城市的水體質量方面來看,我國城市的水體污染嚴重。隨著我國城市工業(yè)的快速發(fā)展,以及人口的高速增長,使城市每天都會產(chǎn)生大量的污水,導致水體質量受到很大程度的破壞,污染極其嚴重。其三,從城市空氣質量方面來看,城市空氣污染嚴重,大氣質量嚴重惡化。近年來,我國城市工業(yè)和交通運輸業(yè)發(fā)展迅速,工業(yè)生產(chǎn)需耗費大量的資源,這些工業(yè)生產(chǎn)將粉塵、臭氧等物質排入大氣層,使大氣質量嚴重惡化。
(二)城市社會生態(tài)狀況出現(xiàn)失衡
隨著城鎮(zhèn)化和市場經(jīng)濟的快速發(fā)展,一部分先富起來的人們進入城市優(yōu)越地區(qū),市區(qū)不少工薪、原住民由于房地產(chǎn)開發(fā)的拆遷移居邊緣地帶,加之大量的農村剩余勞動力到城市務工進入市區(qū),使城市社會人口結構和布局發(fā)生很大變化,這是我國跨世紀以來城市社會狀況
形成的明顯特征和現(xiàn)實問題。在這種情況下,一是城市中的貧富懸殊、生活居住差別顯現(xiàn)。高檔居住區(qū)集于市內,普通市民經(jīng)濟適用房及其社區(qū)市內少而外圍多,農民工在城市里散居和擠住在外圍的廉租房屋。二是城市中廣大人民群眾的就業(yè)難、住房難、出行難、看病難、上學難等令人糾結。大量的中低收入(包括農民工)人群是城市社會的主體,如今在城市特別是大城市,住房、子女教育、醫(yī)療和養(yǎng)老等生活成本越來越高,使大多數(shù)工薪階層背負上了巨大的生活壓力,制約了中低收入群體生活水平的增長。
(三)公眾生態(tài)文明意識及參與度不高
生態(tài)觀念的樹立是整個生態(tài)文明與生態(tài)文明城市建設的基礎。生態(tài)觀念,關系到人類如何認識自身在自然萬物中的位置。如何處理人與自然的關系,如何協(xié)調人與人、人與社會的關系,如何選擇自身發(fā)展的模式等諸多問題,這些都直接影響著人類的行為,影響著城市能否生態(tài)化、可持續(xù)地發(fā)展。而大多數(shù)群眾這種觀念意識并不高,甚至說沒有,那么如何提高公眾的意識與參與度是下一步城市生態(tài)建設的重點之一。
三 建設生態(tài)文明城市的措施
(一)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,解決環(huán)境資源危機
建設生態(tài)城市,要遵循經(jīng)濟規(guī)律、社會規(guī)律和自然規(guī)律,根據(jù)循環(huán)經(jīng)濟理論,以最小的環(huán)境資源代價謀求城市經(jīng)濟社會最大限度的發(fā)展,以最小的經(jīng)濟社會成本保護資源和環(huán)境,既不為發(fā)展而犧牲環(huán)境,也不為單純保護而放棄發(fā)展。既要創(chuàng)建一流的生態(tài)環(huán)境和居民生活質量,又要確保城市社會經(jīng)濟持續(xù)健康快速發(fā)展,從而走上一條科技先導型、資源節(jié)約型、生態(tài)保護型和循環(huán)經(jīng)濟型的現(xiàn)代城市發(fā)展之路。
[5]
[4]
(二)加強生態(tài)文明建設的宣傳,提高全民族的生態(tài)道德意識
培育全民生態(tài)道德意識,是生態(tài)文明建設的一項基礎性工程。我們必須把道德關懷引入到人與自然的關系中,樹立起人對于自然的道德義務感,養(yǎng)成良好的“生態(tài)德性”。只有大力培育全民族的生態(tài)道德意識,使人們對生態(tài)環(huán)境的保護轉化為自覺的行動,才能解決生態(tài)保護的根本問題,才能為生態(tài)文明的發(fā)展奠定堅實的基礎。“保護環(huán)境”是社會公德的重要內容,是否具有良好的生態(tài)道德意識,是現(xiàn)代社會衡量一個人的全面素質發(fā)展的重要尺度,也是衡量一個國家和民族文明程度的重要標志。同時,踐行生態(tài)道德,創(chuàng)造人與自然和諧有序的良好環(huán)境,也是社會文明程度的重要體現(xiàn)。培育全民生態(tài)道德意識,必須努力營造良好的社會氛圍。保護生態(tài)環(huán)境,不是哪一個人、哪一團體的事情,它有賴于廣大人民群眾的共同參與,也必須實現(xiàn)全體人民的思想觀念和行為方式的根本轉變。還須建立完善的環(huán)保教育機制,尤其要抓好學校教育的環(huán)節(jié),特別要重視青少年生態(tài)道德意識的培育和提高。一個人良好的生態(tài)道德意識,必須從小開始培育,力爭從我做起,從小事做起。
建設生態(tài)城市需要全民參與,共同努力,建設我們的美好家園。
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第四篇:城市生態(tài)學綜述
淺論城市生態(tài)系統(tǒng)建設 摘要在當前城市化不斷加速,城市趨于空心化巨型化的現(xiàn)狀下,人們深切感到環(huán)境污染嚴重,資源短缺,身心健康受損。如何構建合理的城市生態(tài)系統(tǒng)呢?要想建設好生態(tài)城市,必須加強城市規(guī)劃,其規(guī)劃不僅僅局限于將生態(tài)學原理應用于城市規(guī)劃過程中,而是將其思想滲透于各個方面和部分,使城市規(guī)劃生態(tài)化,也就是既考慮到現(xiàn)今的生態(tài)關系和生態(tài)質量,又要考慮到城市未來的生態(tài)關系和質量,以使城市和城市生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展。本文重點討論的是城市生態(tài)系統(tǒng)的建設。
關鍵詞城市生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)
城市生態(tài)系統(tǒng)構成與特征:
城市生態(tài)學是把城市作為一個整體來研究,這樣的整體,我們稱之為城市生態(tài)系統(tǒng)。這里我們引入了一個新概念——生態(tài)系統(tǒng)。什么是生態(tài)系統(tǒng)呢?生態(tài)系統(tǒng)是由一定空間內的生物群體及其所占有的環(huán)境所構成的,具有一定結構和特定功能的動態(tài)整體。按照這樣一個概念框架,城市生態(tài)系統(tǒng)就是城市空間范圍內人類及其它生物與自然環(huán)境系統(tǒng)、人工建造的社會環(huán)境系統(tǒng)相互作用而形成的動態(tài)整體,這個整體具有一定的結構和特定的功能。
城市生態(tài)系統(tǒng)具有如下特征:
1.城市生態(tài)系統(tǒng)中生物子系統(tǒng)的主體是人類,人類在整個系統(tǒng)中既是生產(chǎn)者,也是消費者。值得一提的是,在城市生態(tài)系統(tǒng)中,人口的發(fā)展代替和限制了其它生物的發(fā)展。因此,城市生態(tài)系統(tǒng)的能流呈倒金字塔,要維持系統(tǒng)穩(wěn)定、有序地運行,必須有外部生態(tài)系統(tǒng)的物質和能量的大量輸入;
2.城市生態(tài)系統(tǒng)中的非生物子系統(tǒng),主要部分是人工環(huán)境,是通過人的勞動和智慧創(chuàng)造出來的。人工控制和人工作用對它的存在和發(fā)展起決定性的作用。應該說這既是幸運,也是災難。幸運的是人類能夠改造自己生存的環(huán)境,可以使它更適合于人類自身的生存和發(fā)展;災難的是人類往往難以正確認識自己與自然的關系,濫用自己的智慧和創(chuàng)造力,不按生態(tài)學規(guī)律辦事,在看似發(fā)展中卻羈絆了自己。人類的已有歷史一再地證明了這一點。
3.城市生態(tài)系統(tǒng)具有不完整性。也就是說城市生態(tài)系統(tǒng)是一個不完全的生態(tài)系統(tǒng)。在自然生態(tài)系統(tǒng)中,三類生物——生產(chǎn)者、消費者、還原者處于平衡狀態(tài),維持系統(tǒng)的生存和發(fā)展。在城市生態(tài)系統(tǒng),缺乏還原者,即缺乏分解者。整個城市生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生的廢物,必須靠人類通過各種環(huán)保措施加以分解和處理,從而保證系統(tǒng)的正常運行。
4.城市生態(tài)系統(tǒng)的能量流動具有明顯的特點:量大、流動方式多、流動機制以人工為主。我們知道,自然生態(tài)系統(tǒng)的能量流動主要集中于系統(tǒng)內各生物物種間,反映在生物的新陳代謝中;而城市生態(tài)系統(tǒng)由于科技發(fā)展,能量主要在非生物之間變換和流動,反映在人力制造的各種機械設備的運行過程之中。在能量
傳遞方式上,自然生態(tài)系統(tǒng)主要通過食物鏈和食物網(wǎng)傳遞能量,城市生態(tài)系統(tǒng)則有多種渠道傳遞能量,主要地表現(xiàn)為非食物網(wǎng)形式。表現(xiàn)鮮明的人工機制的特色,如機械能傳遞、電能傳遞等等。
關于城市生態(tài)系統(tǒng)的特征,除了上述4點外,還具有開放性、高質量性和復雜性等等,這里就不贅述。
然而,了解和知道了城市生態(tài)系統(tǒng)的特征后,我們可以通過以下幾方面來進行城市生態(tài)系統(tǒng)的建設:
① 加強城市規(guī)劃確保城市生態(tài)環(huán)境的保護。城市化是人類社會發(fā)展不可避免的趨勢。在城市化進程中,人類將大多數(shù)野生生物限制在越來越狹小的范圍內,同時也將自己圈在鋼筋水泥和各種污染構成的人工環(huán)境中,遠離了人類祖先所擁有的野趣盎然的生活環(huán)境,產(chǎn)生了種種文明病。因此,改善和保護城市生態(tài)環(huán)境,是我們在城市規(guī)劃和城市發(fā)展過程中應當高度重視的重要課題。城市規(guī)劃中對城市生態(tài)環(huán)境越重視,城市生態(tài)環(huán)境就會朝著人們理想的方向發(fā)展,我們的生活質量和生存環(huán)境就會不斷改善。
② 調整和完善城市規(guī)劃工作中生態(tài)建設遵循的原則。
a、生態(tài)優(yōu)先,體現(xiàn)以人為本;
b、注重生物多樣性; c、系統(tǒng)優(yōu)先,強調整體效果;
d、因地制宜,突出本土特色;
③城市規(guī)劃工作中生態(tài)建設的規(guī)劃內容
a、規(guī)劃的框架
鑒于城市的土地的寶貴性,用“土地換生態(tài)”是城市發(fā)展過程中必須要走的道路。從目前城市生態(tài)環(huán)境與城市建設的現(xiàn)狀分析,迫切需要建設生態(tài)問題相對突
出的道路、河流、水源涵養(yǎng)、農田的土地利用;同時從城市發(fā)展以及人們對城市功能的不同需求,有序推進具有一定規(guī)模的、多種功能的城市生態(tài)系統(tǒng)結構布局。b、規(guī)劃模式的配置
根據(jù)城市生態(tài)環(huán)境類型主導功能目標進行城市結構、模式配置的設計,以實現(xiàn)綜合功能優(yōu)化為目的,利用豐富的小區(qū)多樣性進行模式配置,形成多方位復層結構模式、多樣式混和結構類型的接近自然的城市生態(tài)環(huán)境。在因地制宜、體現(xiàn)生物多樣性的原則基礎上,更加注重體現(xiàn)“以人為本、人與自然和諧”的建設主旨,在注重景觀效果的同時,把提高生態(tài)效益放在十分突出的位置。
利用生態(tài)定位理論,營造多種模式的城市生態(tài)配置類型,滿足城市建設需要。如在城市交通方面,在做好視線誘導、遮光、緩沖的基礎上,注重生態(tài)隔離、噪音隔離、抗污染、抗灰塵等生態(tài)效果。并建立基于游憩主導功能、隔離主導功能、美觀主導功能、文化主導功能、生物多樣性保護主導功能的城市生態(tài)交通環(huán)境。
在建設過程中推進生態(tài)城市建設的幾個關鍵
一是將樹立生態(tài)文明理念作為重要前提。建設生態(tài)城市,首先需要樹立生態(tài)文明理念。在建設生態(tài)城市的過程中,應著力培育市民的生態(tài)文明理念,包括生態(tài)憂患理念、生態(tài)科學理念、生態(tài)倫理理念、生態(tài)消費理念、生態(tài)責任理念等,使建設生態(tài)文明理念不斷深入人心,成為市民的自覺行動。在制定具體的行動計劃時,應拓寬公眾參與的渠道,廣泛激發(fā)公眾參與的熱情,使生態(tài)城市建設的愿望能夠迅速轉變成社會行動。
二是將遵循自然規(guī)律作為重要原則。堅持“以人與自然和諧為本”,始終記住人的社會目標和為實現(xiàn)社會目標所發(fā)揮的社會生產(chǎn)力決不能違反自然規(guī)律、更不能超越自然承載力這個底線。要把環(huán)境作為生產(chǎn)力的基本要素,善待環(huán)境、保護環(huán)境和改善環(huán)境,把生態(tài)恢復和修復作為突破口,把發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟作為基本途徑。優(yōu)化城市的用地結構,搞好城市的用地平衡,控制高層建筑的增加,疏解建筑密度。加強綠化建設,保護生物多樣性。加強生態(tài)環(huán)境保護,推廣清潔能源與綠色
消費,強化城市物質循環(huán)。實行城鄉(xiāng)社會、經(jīng)濟、生態(tài)一體化規(guī)劃,優(yōu)化城鄉(xiāng)空間,加強城市公共服務設施建設,提高居民生活質量。
三是將發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟作為中心任務。始終堅持以經(jīng)濟建設為中心,突出抓好經(jīng)濟結構調整和發(fā)展方式轉變,大力發(fā)展科技先導型、資源節(jié)約型、清潔生產(chǎn)型、生態(tài)保護型、循環(huán)經(jīng)濟型產(chǎn)業(yè)。大力發(fā)展生態(tài)農業(yè),調整和優(yōu)化農業(yè)結構和布局,促進特色農業(yè)的推廣,培育優(yōu)勢品種,提高農業(yè)效益。大力發(fā)展生態(tài)工業(yè),按照“不破壞資源、不污染環(huán)境、不搞重復建設”的原則,不斷深化工業(yè)結構調整,改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),發(fā)展高新技術產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)。加快產(chǎn)業(yè)結構調整及技術創(chuàng)新,大力發(fā)展生態(tài)服務業(yè),構建現(xiàn)代商貿體系、信息服務體系、技術保障體系等,支持各類企業(yè)參與污染治理,使環(huán)保產(chǎn)業(yè)成為具有良好經(jīng)濟效益和社會效益的新興產(chǎn)業(yè)。
四是將保護生態(tài)環(huán)境作為基礎條件。將生態(tài)環(huán)境保護放在突出位置,積極植樹造林,加強海濕地保護、生態(tài)功能區(qū)建設以及飲用水保護、開發(fā)與整治。大力實施節(jié)能技改、循環(huán)經(jīng)濟、清潔生產(chǎn)和資源綜合利用項目,深入開展化工行業(yè)整治,提高各類化工集聚區(qū)的污染集中處理能力。進一步完善執(zhí)法體系,強化目標責任制,嚴把項目準入關,嚴格實行節(jié)能減排一票否決制和問責制,加大監(jiān)管力度。把環(huán)境作為生產(chǎn)力的基本要素,善待環(huán)境、保護環(huán)境和改善環(huán)境,把生態(tài)恢復和修復作為突破口,把發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟作為基本途徑。
五是將培育生態(tài)文化作為重要內容。生態(tài)文化對生態(tài)文明建設具有促進作用,推進生態(tài)城市建設必須注重培育和發(fā)展生態(tài)文化。開展多形式、多層次的以普及生態(tài)環(huán)境知識和增強環(huán)境保護意識為目的的國民生態(tài)環(huán)境教育;把生態(tài)教育作為學生素質教育的一項重要內容,努力培養(yǎng)具有生態(tài)環(huán)保知識和意識的一代新人;積極開展群眾性生態(tài)科普教育活動;將生態(tài)示范區(qū)建設與生態(tài)科普基地建設結合起來,建設集生態(tài)教育和科普、生態(tài)旅游、生態(tài)保護、生態(tài)恢復示范等功能于一體的生態(tài)景區(qū)。組織公眾參與城市生活垃圾定點分類堆放和資源回收利用等活動,培育公眾保護生態(tài)環(huán)境的積極性和自覺性,努力在全社會形成提倡節(jié)約、愛護生態(tài)環(huán)境的價值觀念、生活方式和消費行為。
在生態(tài)城市建設過程中,只要做到以上所陳述的幾點,我想,就可以把生態(tài)城市系統(tǒng)建設的很完美的。
結語:
城市規(guī)劃與建設是人類在地球生物圈的重要活動,生物圈為人類提供了生存和發(fā)展的環(huán)境。生物圈中的各種生態(tài)系統(tǒng)都與人類的生存和發(fā)展息息相關。人們在開
發(fā)和利用生物圈中各種資源創(chuàng)造物質財富的同時,不能忽視生態(tài)系統(tǒng)自身的特點和生態(tài)規(guī)律,不能忽視人類活動對各種生態(tài)系統(tǒng)造成的脅迫效應和影響,更不能將充滿生命的生物圈簡單地看作人類的資源庫和蓄污池。因為,人類對生物圈施加的任何影響,生物圈都將按照自身的規(guī)律反饋給人類。我們在城市規(guī)劃和建設中在利用自然資源的同時,要尊重自然、善待自然、按生態(tài)學規(guī)律辦事,才能使大自然賜予人類的寶貴財富能夠被人類持續(xù)永久地利用,才能使人類與大自然和諧共處,持續(xù)擁有這美好的地球家園,實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展。參考文獻:
《借鑒國外生態(tài)城市建設的做法探討》
《城市生態(tài)和生態(tài)城市》
《城市建筑美學:城市生態(tài)系統(tǒng)》
第五篇:城市生態(tài)學講稿
第一章 緒論
一、城市與城市生態(tài)學的概念
1、城市的概念
絕大多數(shù)的城市(city)都是從農村、集鎮(zhèn)發(fā)展而來的。因此,一般詞典都把城市定義為人口集中、工商業(yè)發(fā)達、居民以非農業(yè)人口為主的地區(qū),通常是周圍地區(qū)的政治、經(jīng)濟和文化中心。但是為了更明確區(qū)分城市與農村,科學地把城市定義為:是非農業(yè)人口為居民主體,以空間與環(huán)境利用為基礎,以聚集經(jīng)濟效益為特點,以人類社會進步為目的的一個集約人口、經(jīng)濟、科學技術和文化的空間地域綜合體?!祟惿鐣c地域空間的高度結合。城市的特點:
1、空間上的聚集性。聚集大量的人口、資源和社會經(jīng)濟活動。
2、經(jīng)濟上的非農業(yè)性。是工業(yè)、商業(yè)、運輸業(yè)、服務業(yè)等非農業(yè)的聚集地。又稱“非農業(yè)的土地利用”。
3、構成上的異質性。人口的種族和民族、風俗與心理、語言與交往方式、以及宗教信仰、道德觀念和政治意識等。又稱“多樣性”、“流動性”。
2、城市生態(tài)學的概念
城市生態(tài)學(urban ecology)是以生態(tài)學(ecology)的概念、理論和方法研究城市的結構、功能和動態(tài)調控的一門學科,既是一門重要的生態(tài)學分支學科,又是城市科學(urban science)的一個重要分支學科。城市生態(tài)學以整體的觀點,把城市看成一個生態(tài)系統(tǒng),除了研究它的形態(tài)結構以外,更多地把注意力放在全面闡明它的組分之間的關系及其組分之間的能量流動、物質代謝、信息流通和人的活動所形成的格局和過程。城市生態(tài)學采用系統(tǒng)思維方式,并試圖用整體、綜合有機體等觀點去研究和解決城市生態(tài)環(huán)境問題。由于城市人口與城市環(huán)境(其他生物因素和非生物因素)相互作用形成復雜的網(wǎng)絡系統(tǒng),因而使城市體系的中心問題仍然是生物(人)與環(huán)境的問題,因此,從生態(tài)學角度又可把城市系統(tǒng)稱為城市生態(tài)系統(tǒng)。
二、城市生態(tài)學的研究內容
城市生態(tài)學是生態(tài)學的一個分支,這就決定了城市生態(tài)學的研究對象是城市生態(tài)系統(tǒng),重點研究城市居民與城市環(huán)境之間的關系。城市生態(tài)學的基本內容可歸納為城市生態(tài)系統(tǒng)的組成形態(tài)與功能、城市人口、生態(tài)環(huán)境、城市災害及防范、城市景觀生態(tài)、城市與區(qū)域持續(xù)發(fā)展和城市生態(tài)學原理的社會應用等七個方面。
根據(jù)研究的對象和內容的不同,城市生態(tài)學可分為城市自然生態(tài)學(urban naturalecology)、城市景觀生態(tài)學(urban landscape ecology)、城市經(jīng)濟生態(tài)學(urban economicecology)和城市社會生態(tài)學(urban socio-ecology)等四個分支學科。
城市自然生態(tài)學著重研究城市的人類活動對所在地域自然生態(tài)系統(tǒng)的積極和消極影響,以及地域自然要素對人類活動的影響,即人的城市活動與地域的自然生態(tài)系統(tǒng)要素之間的相互關系。
城市景觀生態(tài)學著重從景觀尺度研究城市不同生態(tài)系統(tǒng)之間代謝過程的物流、能流和信息流的轉化、利用效率等問題。城市經(jīng)濟生態(tài)學著重從經(jīng)濟學角度重點研究城市代謝過程的物流、能流和信息流的轉化、利用效率等問題。
城市社會生態(tài)學的研究重點是城市人工環(huán)境對人的生理和心理的影響、效應及人在建設城市、改造自然過程中所遇到的城市問題,如人口、交通、能源問題等。城市社會生態(tài)學的研究起源于20世紀20年代美國芝加哥學派及德國學者的城市演替研究。前者著重于城市系統(tǒng)的功能,后者強調城市的影響,目前這兩個學派趨于結合,形成了西方較為流行的結構功能學說。
三、城市生態(tài)學的發(fā)展簡史
科學來自人類的社會生產(chǎn)實踐,是人類認識事物客觀規(guī)律性的總結,城市生態(tài)學的形成與發(fā)展也是與
人類社會生產(chǎn)實踐和對客觀事物的認識密切相關的。
1.城市生態(tài)學的形成與發(fā)展
(1)中國古代的城市生態(tài)學思想簡述
首先,中國古代的城市生態(tài)學思想反映在人口、人與土地和人與食物的關系上。公元前390年后商鞅第一個提出了具有城市生態(tài)學思想的認識。主要觀點有:①在個地區(qū)的土地組成上,城鎮(zhèn)道路要占10%;才較為合理;②主張增加農業(yè)人口,提出農業(yè)人口與非業(yè)人口的比例為100:1,最多不小于10:1,并采取一系列政策鼓勵從事農業(yè),其中還規(guī)定了不準開設旅店和不準擅自遷居。隨后荀子(公元前238年)則提出減少工商業(yè)人口,國家才能強盛的主張。公元170年,崔姓學者第一個提出人口的合理布局思想,到1885年,包世臣提出了農業(yè)與非農業(yè)勞動力比例關系應為5:1,限制非農業(yè)人口的發(fā)展。這些思想在一定程度上影響了我國城市的發(fā)展。
(2)巴黎的改建
自17世紀以來,巴黎一直接著古典美學原則進行建設,把城市的道路和廣場構成美麗的圖案,推祟圓廣場放射線型的路,講究軸線、構圖。工業(yè)革命后,大工業(yè)在巴黎郊區(qū)發(fā)展起來,城市中出現(xiàn)了混亂,許多自發(fā)形成的工人住宅區(qū),道路彎曲、房屋擁擠。從1852年開始進行了巴黎的改建,除了要解決城市中的混亂外還在于把工人住宅區(qū)移出中心地帶和美化首都,主要的改建是對城市主道作了重新的規(guī)劃,在市中心形成一個大的十字交叉,東向是繁華的商業(yè)街,西向是著名的羅浮官、香榭里舍大街和凡爾賽宮,南北向為林蔭大道。為了解決交通的問題,修建內環(huán)線和外環(huán)線,再沿塞納河修一條弧形道以補充兩環(huán)。城市中修建了許多筆直的大道,在街道的交會點建廣場,如著名的民族廣場和明星廣場等就是在街道交會點修建起來的廣場。
巴黎的改建使城市的交通有了明顯的改善,適應了當時馬車快速行駛的要求,以及后來出現(xiàn)的機動車交通。在改建中,在重點地段加強了街道綠化,建了許多街心花園。井在主要道路兩側,規(guī)定了建筑高度,徹底改變了歐洲封建城堡原來閉塞、狹隘的面貌,造就了開闊、宏偉的城市景觀。體現(xiàn)出原初的城市生態(tài)學思想。這對歐洲及世界各國的大城市建設有很大的影響,成為許多城市仿效的楷模。但是改建并沒有很好地解決工業(yè)化所提出的問題,僅著重在形式外表上下功夫,付出了很高的代價,這也反映了當時理論的局限性和反映了資本主義上升時期炫耀財富的心理。
(3)田園城市規(guī)劃理論
近代城市的發(fā)展產(chǎn)生了許多的矛盾,城市改建的社會實踐,引起了許多人對城市規(guī)劃理論的研究與探討,其中最有影響的是1898年英國人霍華德提出的田園城市理論。他經(jīng)過廣泛和深入的社會調查,認識到了資本主義城市的種種現(xiàn)象,他認為城市災難的根本問題是:城市無限制地發(fā)展、土地私有和土地投機買賣等。他提出城市的土地不但要統(tǒng)一管理,而且城市要與鄉(xiāng)村相結合,并提出了一整套的田園城市設想方案(圖l-1)。他設想,每個城市規(guī)模不宜過大,約3.2萬人包括周圍2000公頃土地的農田和綠地森林,城市中心是花園,工業(yè)區(qū)設在城市的邊緣,有便利的交通,整個城市像一座大花園,居民生活在安排合理、優(yōu)美舒適的環(huán)境之中。而建設這樣的城市必須統(tǒng)一開發(fā)、經(jīng)營和管理才能達到。在他的倡導下,英國曾有過試驗,如倫敦附近的列契華斯城。但是由于田園城市理論與社會現(xiàn)實距離較大,該理論在實踐中井未取得成功,然而這種城市生態(tài)思想?yún)s對城市規(guī)劃理論的研究和發(fā)展起了很大作用,后來的衛(wèi)星城鎮(zhèn)就是這種思想發(fā)展的產(chǎn)物。
2.現(xiàn)代城市生態(tài)學的產(chǎn)生與發(fā)展(1)芝加哥學派與芝加哥城
20世紀以來,資本主義國家生產(chǎn)迅猛發(fā)展,使城市問題更加嚴重。由于資本的壟斷,造成了大城市的畸形發(fā)展,中心城市衰落,城市問題尖銳。如巴黎從19世紀的270萬人,猛增至850萬人;日本東京從100萬人劇增至1000多萬人。這些大城市的工業(yè)、金融及科技教育占全國很大的比重。資產(chǎn)階級為了追求高額利潤,不注意環(huán)境,造成了建筑密集,高樓林立,交通混亂,環(huán)境進一步惡化。自霍華德的田園城市理論后,城市建設和改建的合理化需要更加強烈。1916年,美國芝加哥學派創(chuàng)始人帕克(R.E.PMk)發(fā)表《城市:關于城市環(huán)境中人類行為研究的幾點意見》的著名論文,對城市的調查勺和研究工作提出了綱領性的結論意見,特別是他將生物群落學的原理和觀點用。研究城市社會并取得丁可喜的成果,奠定了城市生態(tài)學的理論基礎,并在后來的社會實踐中得到發(fā)展。無疑如今美如畫,類似花園的芝加哥城的建設深受其影響。
芝加哥學派的主要理論認為城市土地價值變化與植物對空間的競爭相似,土地的利用價值反映了人對最愿意和有價值地點的競爭。這種競爭作用下導致經(jīng)濟上的分離,按土地價值支付能力分化出不同階層。例如,美國許多城市的內城地區(qū)通常為少數(shù)民族居住區(qū)。帕克的追隨者還應用植物優(yōu)勢概念解釋了有形群體的發(fā)展形式,土地價值決定市民各種活動水平和形式的優(yōu)勢。此外還將類似植物的侵入的演替概念應用于有形群體,特別是研究特殊的種族及商業(yè)活動逐漸進入居住區(qū)附近的情況。這些概念促使1925年伯吉斯提出了城市的同心圓增長理論,認為城市的自然發(fā)展將形成5—6個同心圓形式,它是競爭優(yōu)勢及侵入演替的自然生態(tài)的結果。
著名的土地經(jīng)濟學家赫特于1933年根據(jù)美國許多城市的實際情況提出了扇形理論。他認為城市從CBD區(qū)沿主要交通于道向外發(fā)展形成星形城市,總的仍是圓形,從中心向外形成各種扇形輻射區(qū),各扇形向外擴展時仍保持了居住區(qū)特點,其中有較多住宅出租的扇形區(qū)是城市發(fā)展的最重要因素,因為它影響和吸引整個城市沿著該方向發(fā)展。這一理論與美國和加拿大當前許多城市的空間形式較相一致。
以后哈里斯(Harris)和厄曼(Uiman)考慮了汽車的重要影響而提出了多核理論。他們指出許多北美城市的土地利用形式并不圍繞一個中心,而圍繞離散的幾個中心發(fā)展,雖然市區(qū)有的核心不明顯,有的核心是在遷移等原因下形成的,這最可能是由于汽車增長,成為上下班的主要交通工具所致。
(2)衛(wèi)星城與發(fā)展新城市
衛(wèi)星城的出現(xiàn)是受霍華德田園城市理論的啟發(fā),在惡性膨脹的大城市周圍,建立一些小城鎮(zhèn),并通過這些小城鎮(zhèn)的合理建設規(guī)模、布局等,使之創(chuàng)造良好的生活環(huán)境以疏散大城市的人口,緩解大城市的矛盾。它的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段:
最初只是附屬于大城市的近郊居住城,僅供居住。工作及公共建筑集中在母城,所必也被稱為臥城。在第二次世界大戰(zhàn)前,英國人和法國人分別在倫敦和巴黎周圍建了一些。以后又出現(xiàn)了半獨立的衛(wèi)星城。如住瑞典的斯德哥爾摩城周圍建立了一批,著名的有威林比等,它有一批工業(yè)和服務設施,部分可以就地工作。進入60年代,產(chǎn)生了完全獨立的衛(wèi)星城,它距母城較遠,有自己的工業(yè),有全套的服務設施,可以不依賴母城而獨立存在,再加以行政與財政的鼓勵措施,吸引了許多人,達到了真正疏散大城市人口的目的。
(3)新建的大城市
第二次世界大戰(zhàn)后,一些國家政府由于財富集中,有能力建設新城,在建設時吸取了新的理論與技術,并在建設者中發(fā)展了城市生態(tài)學理論。較為著名的有印度的昌迪加、巴西的巴西利亞,以及中同南方20世紀80年代興建的深圳等。
巴西利亞是巴西的新首都,于1956年在全世界征求方案,丹麥考斯塔中獎,1956年按他的方案實施,規(guī)劃人口50萬,城市中一條長8公里的縱軸和3公里的橫軸構成了像弓箭形的布局。弓的中部,東西交叉處為全市商業(yè)文化中心。其端部為火車站、體育場和旅館中心。箭頭部分為三角形的三權力廣場,即立法、司法和行政大廈。弓背為劃成方格的居住區(qū),按鄰區(qū)單位組織街坊,有寬闊的人工湖,布置大面積的城市植被。整個城市交通組織合理,主要道路交叉口全為立體化等。
四、城市生態(tài)學的學科基礎
與城市生態(tài)學有關系的學科很多。但最為重要的相關學科有,在城市生態(tài)學形成之前發(fā)展起來的生態(tài)學,與城市生態(tài)學同步發(fā)展的人類生態(tài)學和城市學,以及后來發(fā)展和形成的景觀生態(tài)學等等。
1.生態(tài)學。2.城市學。3.人類生態(tài)學。4.環(huán)境學
五、城市化及其生態(tài)后果
(一)城市的形成(三次社會分工與私有制)。
第一次:畜牧業(yè)與農業(yè)分離—聚落(城市胚胎);第二次:農業(yè)與手工業(yè)分離—產(chǎn)生聚落中心;第三次:手工業(yè)與商業(yè)分離—“市”(集)形成;私有制產(chǎn)生—聚落爭斗防衛(wèi)—“城”(鎮(zhèn))形成;城市發(fā)展的自然條件:大河沖積平原區(qū);經(jīng)濟技術發(fā)展水平:沖破自然束縛向外擴張拓展。
(二)城市化(urbanization)通常是指農業(yè)人口轉化為城市人口的過程。其表現(xiàn)為: 數(shù)量上農業(yè)人口轉變?yōu)槌擎?zhèn)非農業(yè)人口;質量上城市居民生活方式的現(xiàn)代化。城市人口增長:(以前)自然?(目前)機械。
(三)城市化的特點
1、人口集中;
2、產(chǎn)業(yè)集中;
3、能源結構改變;
4、需水量增加;
5、交通便捷;
6、信息傳遞快速;
7、不透水地面增加;
8、綠地減少;
9、人們相應的生活習慣改變。
(四)城市問題的生態(tài)學實質
1、城市中的物質流基本是線性的,物流鏈很短,常常及時資源到產(chǎn)品和廢物。
2、城市中的生產(chǎn)、生活等一切活動需要大量的能源。
3、城市中各部門分割,行業(yè)間缺乏自覺的相互合作,各自為政,各行其事。
4、城市生產(chǎn)多著眼于局部產(chǎn)品,看重當前的經(jīng)濟效益。
5、城市生態(tài)系統(tǒng)中的消費者和生產(chǎn)者的比例常常失調。
6、城市中人口密集,自我馴化,造成人和自然隔絕,人際間關系疏遠和緊張。
(五)世界八大公害事件
公害事件:因環(huán)境污染造成的在短期內人群大量發(fā)病和死亡事件。八大公害事件 :是指在世界范圍內,由于環(huán)境污染而造成的八次較大的轟動世界的公害事件。
1、馬斯河谷事件;
2、多諾拉事件;
3、洛杉磯光化學煙霧事件;
4、倫敦煙霧事件;
5、四日市哮喘事件;
6、米糠油事件;
7、水俁病事件;
8、骨痛病事件
六、課時安排
總學時/總學分:32/2 理論學時:24實驗學時:8 第一章 緒論(2學時)
第一篇 基礎篇 第二章 生態(tài)學基礎(2學時)第三章 城市生態(tài)學基本原理與思想(2學時)第二篇 原理篇 第四章 城市人口(2學時)第五章 城市植物群落(6學時,含實驗4學時。實驗一 測樹工具的使用 實驗二 葉片水勢、葉面積測定)第六章 城市非生物環(huán)境(8學時,含實驗4學時。實驗三 溫、濕度和光強度測定 實驗四 土壤含水量的測定)第七章 城市景觀(2學時)第八章 城市生態(tài)系統(tǒng)(2學時)
第三篇 應用篇 第九章 城市生態(tài)評價(2學時)第十章 城市生態(tài)規(guī)劃(2學時)第十一章 城市生態(tài)建設(2學時)
復習題:
1、名詞解釋:城市、城市生態(tài)學、城市化
2、根據(jù)研究的對象和內容的不同,城市生態(tài)學分為哪四類?
3、現(xiàn)代城市生態(tài)學中,芝加哥學派的主要理論觀點是什么?芝加哥學派(帕克)的主要追隨者有誰?他們各自的城市模型理論是什么?
4、城市化的特點是什么?
5、城市問題的生態(tài)學實質是什么?
6、什么是公害事件?上個世紀世界八大公害事件是什么?
第二章 生態(tài)學基礎 第一節(jié) 生態(tài)學概述
一、生態(tài)學的定義及研究對象
1、生態(tài)學在不同的發(fā)展時期的多種定義。生態(tài)學(英文Ecolocy)一詞,源于希臘文oikos+logos,意為―住所、棲息地‖和―論述、學科‖。從字義上講,生態(tài)學是關于居住環(huán)境的科學,即研究生物的聚居地或生境。生態(tài)學是研究生物及環(huán)境間相互關系的科學。這里,生物包括動物、植物、微生物及人類本身,即不同的生物系統(tǒng),而環(huán)境則指生物生活中的無機因素、生物因素和人類社會共同構成環(huán)境系統(tǒng)。生態(tài)學自創(chuàng)立以來,在不同的發(fā)展時期,生態(tài)學家曾提出過多種定義,馬世駿(1980):生態(tài)學是一門多學科的自然科學,研究包括人類在內的生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)之間相互作用規(guī)律(物質循環(huán)和能量轉化規(guī)律)及其機理。
2、生態(tài)學的研究對象
微觀(基因、細胞和器官)、個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)(生命系統(tǒng)的六個層次或者水平)和宏觀生態(tài)學及其應用。
傳統(tǒng)生態(tài)學是研究生物個體以上水平(個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng))的生物與生物、生物與環(huán)境之間關系的科學。它是生物學的基礎學科(形態(tài)、生理、遺傳等)之一,同時又是唯一將研究對象擴大到生物體以外的科學。
現(xiàn)代生態(tài)學主要以生態(tài)系統(tǒng)為研究的基本單位,生態(tài)系統(tǒng)由生產(chǎn)者、消費者、分解者和非生物環(huán)境組成,其功能主要表現(xiàn)在物質流、能量流和信息流(穩(wěn)態(tài)和調節(jié)功能)上,通過這三大流,生態(tài)系統(tǒng)的各個成員聯(lián)系成為一個具有統(tǒng)一功能的系統(tǒng)。生態(tài)學的研究已超出個體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)四個層次(或水平)的范圍,向宏觀和微觀兩個方向進一步發(fā)展。自然科學和社會科學相互滲透,形成了許多交叉學科,使得生態(tài)學的邊界非常模糊。
(1)根據(jù)研究對象的組織水平劃分:分子生態(tài)學、進化生態(tài)學、個體生態(tài)學或生理生態(tài)學、種群生態(tài)學、群落生態(tài)學、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學、景觀生態(tài)學與全球生態(tài)學。
(2)根據(jù)研究對象的分類學類群劃分:分出植物生態(tài)學、動物生態(tài)學、微生物生態(tài)學、陸地植物生態(tài)學、哺乳動物生態(tài)學、昆蟲生態(tài)學、地衣生態(tài)學,以及各個主要物種的生態(tài)學。
(3)根據(jù)研究對象的生境類別劃分:根據(jù)研究對象的生境類別劃分有陸地生態(tài)學、海洋生態(tài)學、淡水生態(tài)學、島嶼生態(tài)學等。
(4)根據(jù)研究性質劃分:理論生態(tài)學:涉及生態(tài)學進程、生態(tài)關系的數(shù)學推理及生態(tài)學建模-唐守正。應用生態(tài)學: A、應用于各類農業(yè)資源的管理,產(chǎn)生了農業(yè)生態(tài)學、森林生態(tài)學、草地生態(tài)學、家畜生態(tài)學、自然資源生態(tài)學等;B、應用于城市建設則形成了城市生態(tài)學;C、應用于環(huán)境保護與受損資源的恢復則形成了保育生物學、恢復生態(tài)學、生態(tài)工程學;D、應用于人類社會,則產(chǎn)生了人類生態(tài)學、生態(tài)倫理學等。E、還有學科間相互滲透而產(chǎn)生的邊緣學科。例如,數(shù)量生態(tài)學、化學生態(tài)學、物理生態(tài)學、經(jīng)濟生態(tài)學等。
二、生態(tài)學的形成
1、生態(tài)學的萌芽時期(公元16世紀以前);
2、生態(tài)學的建立時期(公元17世紀至19世紀末);
3、生態(tài)學的鞏固時期(20世紀初至20世紀50年代)。
4、現(xiàn)代生態(tài)學時期(20世紀60年代至現(xiàn)在)。
第二節(jié) 種群
一、種群的基本特征
(一)種群的定義 種群(population)人口學上就是人口,是一定空間中的同種個體的集合,也就是說,它是在一定空間中、特定時間內一起生活和繁殖的同種個體的總稱。種群是物種在自然界中存在的基本單位,又是生物群落的基本組成單位。種群是一種特殊組合,具有獨特性質、結構、機能,有自動調節(jié)大小的能力。
種群生態(tài)學(population ecology)——研究同種生物個體群數(shù)量動態(tài)、特性分化及其發(fā)生發(fā)展的科學。
(二)種群的基本特征
自然種群有三個基本特征:數(shù)量特征、空間特征和遺傳特征。數(shù)量特征是指單位面積或者單位空間內的個體數(shù)目,即種群密度??臻g特征是指種群都有一定的分布區(qū)域和分布形式。遺傳特征是指一個種群內的生物具有一個共同的基因庫,一區(qū)別與其他種,但并非每個個體都具有種群中所儲存的所有信息,這涉及到種群內的遺傳與變異。
1、種群密度:單位面積上個體數(shù)目或種群生物量。多度:調查樣地上個體的數(shù)目。
森林中,常采用德魯捷等級標準,多度和蓋度結合起來,劃分為七個等級。SOC 極多,覆蓋度75%以上;COP3很多,50-75%;COP2多,25-50%;COP1較多,5-25%;SP尚多,植株不多,星散分布,5%;SOI 稀少,偶見一株;Un單株,僅見一株。
2、分布格局(distribution pattern)——種群內個體空間分布方式或配置特點。分:均勻分布(uniform distribution)、隨機分布(random distribution)和集群分布(contagious distribution)
3、年齡結構(age structure)——種群內不同年齡的個體數(shù)量分布情況。種群中個體按其生殖年齡可以分為三個生態(tài)時期:繁殖前期、繁殖期和繁殖后期。分析年齡結構的方法是用年齡錐形圖或稱年齡金字塔圖。根據(jù)年齡結構劃分三種種群類型:增長型、穩(wěn)定型、衰退型。
增長型種群(increasing population)——年齡結構成典型金字塔型,表示種群有大量幼體,老齡個體小,出生率大于死亡率。穩(wěn)定型種群(stable population)——出生率與死亡率大致平衡,種群穩(wěn)定。下降(衰退)種群(declining population)——倒金字塔型。種群中幼體減少,老體比例增大,死亡率大于出生率。
種群(特別是優(yōu)勢種)年齡結構,直接關系著其本身及其所在群落的發(fā)展趨勢,是種群及其所在群落的動態(tài)趨勢的主要指標。測定種群的年齡結構,便可分析它的自然動態(tài),推知它及其所在群落的歷史,預測它們的未來。
4、性比(sex ration)——性比是種群中雄性個體和雌性個體數(shù)目的比例。
受精卵的♂/♀大致是50:50,這叫第一性比。從幼體出生到性成熟這段時間里,由于種種原因,♂/♀比繼續(xù)變化,到個體成熟時為正的♂/♀比例叫第二性比。最后還有充分成熟的個體性比,叫第三性比。性比對種群配偶關系及繁殖潛力有很大的影響。
5、生命表(life table)——是指列舉同生群在特定年齡中個體的死亡和存活比率的一張清單。動態(tài)生命表(dynamic life table)——真實記錄生物個體存活情況。根據(jù)觀察一群同時出生的個體死亡或者存活的動態(tài)過程所獲得的數(shù)據(jù)編制而成。靜態(tài)生命表(static life table)—根據(jù)某個種群在特定時間內的年齡結構的數(shù)據(jù)編制而成。
作用(意義):綜合記錄了生物體生命過程的重要數(shù)據(jù);系統(tǒng)表示出種群完整生命過程;研究種群數(shù)量動態(tài)必不可少的方法。
二.種群的增長與調節(jié)
種群動態(tài)(population dynamic)包括種群的數(shù)量動態(tài)、空間動態(tài)、種群調節(jié)以及種群對環(huán)境變化的生態(tài)對策等。本文僅就數(shù)量動態(tài),主要是種群的增長做些解釋。
種群增長在理論上取決三個因素:出生率、死亡率和開始增長時的種群大小。Nt=N0+(B-D)內稟增長率:當環(huán)境資源無限制時,在最適條件下,種群所能達到的最大瞬時增長速率(r值)。r=(Nt-N0)/ N0 *100%
(一)種群增長的模型
1、馬爾薩斯(Malthus)方程:又稱指數(shù)增長模型。如果食物空間和資源都不受限制,r 為一常數(shù),且種群的世代是不重疊。這個種群的增長理論上應按下式進行:Nt=N0ert 指數(shù)增長;ln Nt =ln N0ert 對數(shù)增長。
2、邏輯斯蒂增長(Logistic growth)模型:是比利時學者Verhulst 1838年創(chuàng)立的。邏輯斯蒂增長模型是指種群在有限環(huán)境下,受環(huán)境制約且與密度相關的增長方式。又稱阻滯增長。Nt =k/1+e(1-N/k)-rt
(三)種群大小的調節(jié)(population regulation)
種群大小的調節(jié)是指種群大小的控制或者是指種群大小所表現(xiàn)的作用限度。調節(jié)種群大小的因素:非密度相關——外界(物理)因素,如降水、溫度、土壤狀況等。密度相關(密度依賴)——內部的生物因素。自疏(self thinning)與-3/2定律:自疏——指同種植物因種群密度而引起種群個體死亡而密度減少的過程。–3/2定律——植物種群自疏過程中,其個體平均重量與種群密度成-3/2直線斜率的變化。W=Cd-3/2 logw=logc-3/2logd W~平均單株重量
C~為常數(shù) d~種群密度(植物個體重量與密度說:密度降低,重量增大)
第三節(jié)
生態(tài)系統(tǒng)一、生態(tài)系統(tǒng)的基本概念
生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)在一定的時空范圍內,生物群落與其環(huán)境之間通過不斷的物質循環(huán)與能量流動形成的相互依賴、相互作用、相互制約的統(tǒng)一體。
在自然界只要在一定空間內存在生物和非生物兩種成分,并能互相作用達到某種功能上的穩(wěn)定性,這個整體就可以視為一個生態(tài)系統(tǒng)。因此在我們居住的這個地球上有許多大大小小的生態(tài)系統(tǒng),大至生物圈(biosphere)或生態(tài)圈(ecosphere),海洋,陸地,小至森林,草原、湖泊和小池塘。
二、生態(tài)系統(tǒng)的組成和功能
1、生態(tài)系統(tǒng)的組成 任何一個生態(tài)系統(tǒng)都是由生物成分和非生物成分兩部分組成的,但是為了分析的方便,常常又把這兩大成分分為:(1)非生物成分(自然環(huán)境)(2)生產(chǎn)者(producers)(3)消費者(consumers)(4)分解者(decomposers或reducers)
生態(tài)系統(tǒng)還可以根據(jù)物質和能量的活動性,分為:貯存庫(reservoir pool):生態(tài)系統(tǒng)中,除運轉的物質和能量外,有一部分屬于貯存的物質和能量。包括生產(chǎn)者自身的一部分碳素,經(jīng)過長期礦化作用形成為泥炭,如化石,珊瑚礁等;有的則轉化成為化石燃料,例如石油和煤等;有的則流入大海形成沉積物,它們都暫時或長期地離開了生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)而貯存起來。交換庫(循環(huán)庫)(exchange of cycling pool):生物體與大氣圈、水圈和生物圈之間的物質循環(huán)和能量流動。與貯存庫相反,它們之間的交換是迅速的,但容量小,而且很活躍。
2、生態(tài)系統(tǒng)的功能 能量流動,物質循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能。能量流動是單方向的,物質流動是循環(huán)式的,信息傳遞則包括營養(yǎng)信息、化學信息、物理信息和行為信息,構成了信息網(wǎng)。
三、食物鏈和食物網(wǎng)
(一)食物鏈和食物網(wǎng)的概念
1、食物鏈(food chains)生產(chǎn)者所固定的能量和物質,通過一系列取食和被食的關系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞。各種生物按其食物關系排列的鏈狀順序稱為食物鏈(food chains)。舉例說明陸地生態(tài)系統(tǒng):綠色植物→食草動物→一級肉食動物→二級肉食動物→頂級肉食動物。水域生態(tài)系統(tǒng):浮游植物→浮游動物→食草性魚類→一級食肉性魚類→二級食肉性魚類→頂級食肉性魚類。
2、食物網(wǎng)(foodweb)食物鏈彼此交錯鏈結,形成一個網(wǎng)狀結構,這就是食物網(wǎng)。一個復雜的食物網(wǎng)是使生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定的重要條件,一般認為,食物網(wǎng)越復雜,生態(tài)系統(tǒng)抵抗外力干擾的能力就越強;食物網(wǎng)越簡單,生態(tài)系統(tǒng)就越容易發(fā)生波動和毀滅。
(二)食物鏈的類型
在生態(tài)系統(tǒng)中都存在著三種主要的食物鏈,捕食食物鏈(grazing food chain)和碎屑食物鏈(detrital food chain)和寄生食物鏈。
(三)食物鏈的特征
1、食物鏈的長度通常不超過6個營養(yǎng)級,最常見的4—5個營養(yǎng)級,因為能量沿食物鏈流動時不斷流失。
2、食物鏈越長,最后營養(yǎng)級位所獲得的能量也越少。因為從起點到終點經(jīng)過的營養(yǎng)級越多,其能量損耗也就越大。
3、食物鏈或食物網(wǎng)的復雜程度與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接相關。
4、生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈不是固定不變的,它不僅在進化歷史上有改變,在短時間內也會發(fā)生變化。
四、營養(yǎng)級和生態(tài)金字塔
(一)營養(yǎng)級(trophic levels)是指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和,因此,營養(yǎng)級之間的關系已經(jīng)不是指一種生物和另一種生物之間的營養(yǎng)關系,而是指一類生物和處在不同營養(yǎng)層次上另一類生物之間的關系。生產(chǎn)者的綠色植物和所有自養(yǎng)生物都位于食物鏈的起點,即食物鏈的第一環(huán)節(jié),它們構成了第一個營養(yǎng)級。所有以生產(chǎn)者(主要是綠色植物)為食的動物都屬于第二個營養(yǎng)級,即植食動物營養(yǎng)級。第三個營養(yǎng)級包括所有以植食動物為食的肉食動物。以此類推,還可以有第四個營養(yǎng)級(即二級肉食動物營養(yǎng)級)和第五個營養(yǎng)級等。由于食物鏈的環(huán)節(jié)數(shù)目是受到限制的,所以營養(yǎng)級的數(shù)目也不可能很多,一般限于3~5個。營養(yǎng)級的位置越高,歸屬于這個營養(yǎng)級的生物種類和數(shù)量就越少,當少到一定程度的時候,就不可能再維持另一個營養(yǎng)級中生物的生存了。
(二)生態(tài)金字塔(ecological pyramids)是指各個營養(yǎng)級之間的數(shù)量關系,這種數(shù)量關系可采用生物量單位、能量單位和個體數(shù)量單位,采用這些單位所構成的生態(tài)金字塔就分別稱為生物量金字塔、能量金字塔和數(shù)量金字塔。數(shù)量金字塔是以生物的個體數(shù)量表示每一營養(yǎng)級。生物量金字塔以生物組織的干重表示每一個營養(yǎng)級中生物的總重量。能量金字塔是利用各營養(yǎng)級所固定的總能量值的多少來構成的生態(tài)金字塔。
五、生態(tài)效率
生態(tài)效率(ecological efficiencies)是指各種能流參數(shù)中的任何一個參數(shù)在營養(yǎng)級之間或營養(yǎng)級內部的比值關系。營養(yǎng)級間的同化能量之比值為林德曼效率。
多個生態(tài)系統(tǒng)中,林德曼效率似乎是一個常數(shù),即10%,生態(tài)學家通常把10%的林德曼效率看成是一條重要的生態(tài)學規(guī)律,但近來對海洋食物鏈的研究表明,在有些情況下,林德曼效率可以大于30%。對自然水域生態(tài)系統(tǒng)的研究表明,在從初級生產(chǎn)量到次級生產(chǎn)量的能量轉化過程中,林德曼效率大約為15~20%;就利用效率來看,從第一營養(yǎng)級往后可能會略有提高,但一般說來都處于20~25%的范圍之內。這就是說,每個營養(yǎng)級的凈生產(chǎn)量將會有75~80%通向碎屑食物鏈。
六、生態(tài)系統(tǒng)的反饋調節(jié)與生態(tài)平衡
(一)生態(tài)平衡及其調節(jié)
由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調節(jié)機制,生態(tài)系統(tǒng)會保持自身的生態(tài)平衡。生態(tài)平衡是指生態(tài)系統(tǒng)通過發(fā)育和調節(jié)所達到的一種穩(wěn)定狀況,它包括結構上的穩(wěn)定、功能上的穩(wěn)定和能量輸入輸出上的穩(wěn)定。生態(tài)平衡是一種動態(tài)平衡,因為能量流動和物質循環(huán)總在不間斷地進行,生物個體也在不斷地進行更新。生產(chǎn)者、消費者和分解者在數(shù)量上保持平衡能夠增強生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力。
生態(tài)系統(tǒng)對于外界的干擾,在結構和功能上產(chǎn)生一系列對策,一保護其內部結構的穩(wěn)定。它包括以下四個基本原則:物質保護原則、生產(chǎn)保護原則、結構保護原則和關系保護原則。
生態(tài)平衡的調節(jié)主要通過系統(tǒng)的抵抗力、恢復力、自治力和內穩(wěn)機制來實現(xiàn)。(1)抵抗力(resistance): 生態(tài)系統(tǒng)抵抗外部干擾、維持系統(tǒng)結構功能原狀的能力。(2)恢復力(resilience): 指生態(tài)系統(tǒng)遭受外部干擾后,系統(tǒng)恢復到原狀的能力。(3)自治力(autonomy): 指生態(tài)系統(tǒng)對于發(fā)生內部的各種現(xiàn)象的自我控制能力。(4)穩(wěn)態(tài)機制(homeostasis): 指內部組織(internal organization)和結構的一種調節(jié)功能,即調節(jié)能量流動和物質循環(huán)的能力,調節(jié)生態(tài)系統(tǒng)中各種成分之間的營養(yǎng)關系的能力。
(二)生態(tài)平衡失調與生態(tài)危機
當外界干擾壓力很大,使系統(tǒng)的變化超出其自我調節(jié)能力限度即生態(tài)閾限時,系統(tǒng)的自我調節(jié)能力隨之喪失。此時,系統(tǒng)結構遭到破壞,功能受阻,整個系統(tǒng)受到嚴重傷害乃至崩潰,此即生態(tài)平衡失調。
嚴重的生態(tài)平衡失調,從而威脅到人類的生存時,稱為生態(tài)危機—由于人類盲目的生產(chǎn)和生活活動而導致的局部甚至整個生物圈結構和功能的失調。
復習題:
1、名詞解釋:種群、種群動態(tài)、生態(tài)系統(tǒng)、食物鏈、食物網(wǎng)、生態(tài)效率、內稟增長率、馬爾薩斯方程、邏輯斯蒂增長模型、生態(tài)平衡、生態(tài)平衡失調、生態(tài)危機
2、自然種群的三個基本特征是什么?
3、種群中個體的三種空間分布格局是什么?
4、種群個體按生殖年齡劃分的三個生態(tài)時期是什么?
5、根據(jù)年齡結構劃分的三種種群類型是什么?
6、種群增長的模型主要有哪兩種?
7、什么是種群大小調節(jié),調節(jié)種群大小的因素主要是什么?
8、生態(tài)平衡調節(jié)的四個基本原則是什么?
9、生態(tài)平衡調節(jié)的四種機制是什么?
第三章 城市生態(tài)學基本原理與思想 第一節(jié) 城市生態(tài)學基本原理
一、城市生態(tài)位原理
1、生態(tài)位(niche)的概念
―生態(tài)位‖(niche)一個種群在生態(tài)系統(tǒng)中,在時間空間上所占據(jù)的位置及其與相關種群之間的功能關系與作用。一般說,生態(tài)位的寬度依據(jù)該種的適應性而改變,適應性較大的物種占據(jù)較寬廣的生態(tài)位。
2、生態(tài)位理論的基本要點
(1)生態(tài)位寬度(廣度)(niche breadth,niche width):一個有機體單位(物種)利用的各種各樣不同資源的綜合的幅度。(2)生態(tài)位重疊(niche overlap):不同物種的生態(tài)位之間的重疊現(xiàn)象?;蚴钦f兩個或
更多的物種對資源位和資源狀態(tài)共同利用。生態(tài)位重疊是競爭的必要條件但并非絕對條件,而決定于資源狀態(tài)。(3)生態(tài)位分離(niche separation)定義:兩個物種在資源系列上利用資源的分離程度。又稱競爭排斥原理(anticompetitive exclusion principle)或高斯(Gause,1934)原理:如果許多物種占據(jù)一個特定的環(huán)境,他們要共同生活下去,必然要存在某種生態(tài)學差別(具有不同的生態(tài)位),否則它們不能在相同的生態(tài)位內永久地共存。(4)生態(tài)位移動(niche drift):種群對資源譜利用的變動。這是環(huán)境脅迫或者競爭的結果。
3、用生態(tài)位理論解釋自然生物群落
(1)一個穩(wěn)定的群落中占據(jù)了相同生態(tài)位的兩個物種,其中一個終究要滅亡;(2)一個穩(wěn)定的生物群落中,由于各種群在群落中具有各自的生態(tài)位,種群間能避免直接的競爭,從而保證了群落的穩(wěn)定。(3)群落是一個相互起作用,生態(tài)位分化的種群系統(tǒng)。這些種群在它們對群落的時間、空間和資源利用方面,以及相互作用的可能類型方面,都趨于互相補充而不是直接競爭。大家配合共同生活,更有效地利用環(huán)境資源,從而保證了群落在一個較長時間有較高的生長力,具有更大的穩(wěn)定性。(4)競爭可以導致多樣性而不是滅絕,競爭在塑造生物群落的物種構成中發(fā)揮著主要作用。競爭排斥在自然開放系統(tǒng)中,很可能是例外而不是規(guī)律,因為,物種常常能夠轉換它們的功能生態(tài)位去避免競爭的有害效應。
4、城市生態(tài)位(urban niche)城市生態(tài)位(urban niche)是個城市給人們生存和活動所提供的生態(tài)位,是城市提供給人們的或可被人們利用的各種生態(tài)因子(如水、食物、能源、土地、氣候、建筑、交通等)和生態(tài)關系(如牛產(chǎn)力水平、環(huán)境容量、生活質量、與外部系統(tǒng)的關系等)的集合。它反映了一個城市(或者其他人類生境)的現(xiàn)狀對于人類各種經(jīng)濟活動和生活活動的適宜程度,反映了個城市的性質、功能、地位、作用及其人口、資源、環(huán)境的優(yōu)劣勢,從而決定了它對不同類型的經(jīng)濟以及不同職業(yè)、年齡人群的吸引力和離心力。
城市生態(tài)位大致可分為兩大類:一類是資源利用、生產(chǎn)條件生態(tài)位,一類是環(huán)境質量、生活水平生態(tài)位,簡稱生活生態(tài)位。其中生產(chǎn)條件生態(tài)位,簡稱生產(chǎn)生態(tài)位,包括了城市的經(jīng)濟水平(物質和信息生產(chǎn)及流通水平)、資源豐盛度(如水、能源、原材料、資金、智力、土地、基礎設施等);生活生態(tài)位包括社會環(huán)境(如物質生活和精神生活水平及社會服務水平等)及自然環(huán)境(物理環(huán)境質量、生物多樣性、景觀適宜度等)。
總之,城市生態(tài)位是指城市滿足人類生存發(fā)展所提供的各種條件的完備程度。一個城市既有整體意義上的生態(tài)位,如一個城市相對于其外部地域的吸引力與輻射力;也有城市空間各組成部分因質量層次不同所體現(xiàn)的生態(tài)位的差異。如有學者認為,城市市中心的生態(tài)位在城市各個空間組成部分是最優(yōu)越的(在特定的條件下和特定的城市發(fā)展階段)。對城市居民個體而言,在城市發(fā)展過程中,不斷尋找良好的生態(tài)位是人們生理和心理的本能。人們向往生態(tài)位高的城市地區(qū)的行為,從某種意義上說,是城市發(fā)展的動力與客觀規(guī)律之。
二、多樣性導致穩(wěn)定性原理
大量事實證明,生物群落與環(huán)境之間保持動態(tài)平衡的穩(wěn)定狀態(tài)的能力,是同生態(tài)系統(tǒng)物種及結構的多樣、復雜性呈正相關的。也就是說,生態(tài)系統(tǒng)的結構愈多樣、復雜,則其抗干擾的能力愈強,因而也愈易于保持其動態(tài)平衡的穩(wěn)定狀態(tài)。這是因為在結構復雜的生態(tài)系統(tǒng)中,當食物鏈(網(wǎng))上的某一環(huán)節(jié)發(fā)生異常變化,造成能量、物質流動的障礙時,以由生物種群間的代償作用給予克服。多樣、復雜的生態(tài)系統(tǒng)受到了較為嚴重的干擾,也總是會自發(fā)地通過群落演替,恢復原先的穩(wěn)定性狀態(tài),重建失去了的生態(tài)平衡,只是所需的時間,要比受較輕微干擾的生態(tài)系統(tǒng)長。
在城市生態(tài)系統(tǒng)中,各種人力資源及多種性質保證了城市各項事業(yè)的發(fā)展對人才的需求;各種城市用
地具有的多種屬性(自然的或人工整地形成的)保證了城市各類活動的展開;多種城市功能的復合作用與多種交通方式使城市具有遠比單一功能與單一交通方式的城市大得多的吸引力與輻射力;城市各部門行業(yè)和產(chǎn)業(yè)結構的多樣性和復雜性導致了城市經(jīng)濟的穩(wěn)定性和整體性的城市經(jīng)濟效益高等,這都是多樣性導致穩(wěn)定性原理在城市生態(tài)系統(tǒng)中的應用和體現(xiàn)。
三、食物鏈(網(wǎng))原理
在普通生態(tài)學里,食物鏈(food chain)指以能量和營養(yǎng)物質形成的各種生物之間的聯(lián)系。食物網(wǎng)(food web)則指一個生物群落中許多食物鏈彼此相互交錯連接而成的復雜營養(yǎng)關系。
廣義的食物鏈(網(wǎng))原理應用于城市生態(tài)系統(tǒng)中時,首先是指以產(chǎn)品或廢料、下腳料為軸線,以利潤為動力將城市生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者——企業(yè)相互聯(lián)系在一起。城市各企業(yè)之間的生產(chǎn)原料,是互相提供的。某一企業(yè)的產(chǎn)品是另一企業(yè)生產(chǎn)的原料;某些企業(yè)生產(chǎn)的―廢品‖也可能是另一些企業(yè)的原料。如此之間反復發(fā)生密切的聯(lián)系,因而可以根據(jù)需要進行城市食物網(wǎng)―加鏈‖和―減鏈‖。除掉或控制那些影響食物網(wǎng)傳遞效益,利潤低、污染重的鏈環(huán),即―減鏈‖;增加新的生產(chǎn)環(huán)節(jié),將不能直接利用的物質、資源轉化為價值高的產(chǎn)品,即―加鏈‖。其次,城市食物鏈(網(wǎng))原理反映了城市生態(tài)系統(tǒng)具有的這特點,即:城市的各個組分、各個元素、各個部分之間既有著直接、顯性的聯(lián)系,也有著間接、隱性的聯(lián)系。各組分之間是互相依賴、互相制約的關系,牽一發(fā)而動全身。
此外,城市生態(tài)學的食物鏈(網(wǎng))原理還表明:人類居于食物鏈的頂端,人類依賴于其他生產(chǎn)者及各營養(yǎng)級的―供養(yǎng)‖而維持其生存;人類對其生存環(huán)境污染的后果最終會通過食物鏈的作用(即污染物的富集作用)而歸結于人類自身。
四、系統(tǒng)整體功能最優(yōu)原理
各個子系統(tǒng)功能的發(fā)揮影響了系統(tǒng)整體功能的發(fā)揮;同時,各子系統(tǒng)功能的狀態(tài)也取決于系統(tǒng)整體功能的狀態(tài);城市各個子系統(tǒng)具有自身的目標與發(fā)展趨勢,作為個體存在,它們都有無限制地滿足自身發(fā)展的需要,而不顧其他個體的潛勢存在。所以,城市各組分之間的關系并非總是協(xié)調一致的,而是呈現(xiàn)出相生與相克的聯(lián)系狀態(tài)。因此,理順城市生態(tài)系統(tǒng)結構,改善系統(tǒng)運行狀態(tài),要以提高整個系統(tǒng)的整體功能和綜合效益為目標,局部功能與效率應當服從于整體功能和效益。
五、環(huán)境承載力原理
1、定義:所謂環(huán)境承載力(environmental load capacity)是指某一環(huán)境狀態(tài)和結構在不發(fā)生對人類生存發(fā)展有害變化的前提下,所能承受的人類社會作用,具體體現(xiàn)在規(guī)模、強度和速度上。其三者的限制,是環(huán)境本身具有的有限性自我調節(jié)能力的量度。
2、環(huán)境承載力最主要的特點是客觀性和主觀性的結合??陀^性體現(xiàn)在一定環(huán)境狀態(tài)下其環(huán)境承載力是客觀存在的,是可以衡量和把握的;主觀性表現(xiàn)在環(huán)境承載力的指標及其數(shù)值將因人類社會行為內容的不同而不同,而且人類可以通過自身行為,特別是社會經(jīng)濟行為來改變環(huán)境承載力的大小,控制其變化方向。環(huán)境承載力的另一特點是具明顯的區(qū)域性和時間性,地區(qū)不同或時間范圍不同,環(huán)境承載力也可以不同。
3、環(huán)境承載力包括:(1)資源承載力:含自然資源條件如淡水、土地、礦藏、生物等,也包含社會資源條件,如勞動力資源、交通工具與道路系統(tǒng)、市場因子、經(jīng)濟發(fā)展實力等。從資源發(fā)揮作用的程度來劃分,資源承載力又可分為現(xiàn)實的和潛在的兩種類型?,F(xiàn)實的:指在現(xiàn)有技術條件下,一區(qū)域范圍內的資源承載能力;潛在的:指技術進步,資源利用程度提高或外部條件改善促進經(jīng)濟腹地資源輸人,從而提高本區(qū)的資源承載力。(2)技術承載力:主要指勞動力素質、文化程度與技術水平所能承受的人類社會作用強度,它同樣也包括現(xiàn)實的與潛在的兩種類型。(3)污染承載力:是反映本地自然環(huán)境的自凈能力大小的指標。
4、環(huán)境承載力原理具體內容:(1)環(huán)境承載力隨城市外部環(huán)境條件的變化而變化。(2)環(huán)境承載力的改變會引起城市生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的變化,從而推動城市生態(tài)系統(tǒng)的正向演替或逆向演替。(3)城市生態(tài)演替是一種更新過程,它是城市適應外部環(huán)境變化及內部自我調節(jié)的結果。城市生態(tài)系統(tǒng)向結構復雜、能量最優(yōu)利用、生產(chǎn)力最高的方向的演化稱為正向演替;反之稱為逆向演替。(4)城市生態(tài)系統(tǒng)的演替方向是與城市生態(tài)系統(tǒng)中人類活動強度是否與城市環(huán)境承載力相協(xié)調密切相關的。當城市活動強度小于環(huán)境承載力時,城市生態(tài)系統(tǒng)可表現(xiàn)為正向演替;反之,則相反。
第二節(jié) 城市生態(tài)學研究的基本思路
一、系統(tǒng)的概念
系統(tǒng)(system)是相互依存、相互制約、相互作用的諸元素的綜合體。而體現(xiàn)這種整體性和相互聯(lián)系性的思想,就是系統(tǒng)思想。
系統(tǒng)思想要求:全面地、而不是局部地看問題;連貫地、而不是孤立地看問題;靈活地、而不是呆板地看問題。系統(tǒng)思想作為一種進行分析與綜合的辯征思維工具,在城市生態(tài)學學習和研究中,必須始終用系統(tǒng)思想作指導,才能取得預期效果。
二、系統(tǒng)的特征
(1)整體性或稱集合性:系統(tǒng)是由許多元素按一定方式組臺起來的,這些元素雖然各具不同的性能,但它們是根據(jù)邏輯統(tǒng)性的要求構成的整體。一部電視機有103個元件,一架噴氣式飛機有105個零件,一個城市有108個單位。(2)關聯(lián)性:系統(tǒng)各個組成部分之間是互相聯(lián)系、互相制約、有機地結合在一起的。(3)目的性:系統(tǒng)具有一定的功能,達到定的目的。(4)環(huán)境適應性:任何一個系統(tǒng)都處在個特定的環(huán)境之中,系統(tǒng)與環(huán)境不斷進行能量、物質與信息的交換,系統(tǒng)必須適應它的環(huán)境。(5)反饋機制:所有的系統(tǒng)都是信息反饋系統(tǒng),系統(tǒng)內部都有反饋機制。
三、系統(tǒng)的研究思路
系統(tǒng)作為一個統(tǒng)一的整體,在系統(tǒng)邊界確定以后,所有跨越邊界進入系統(tǒng)的流動,都是系統(tǒng)輸入;跨越邊界離開系統(tǒng)的流動都是系統(tǒng)的輸出。人們在認識系統(tǒng)的實踐中,常常會遇到各種各樣的系統(tǒng)。其中有的系統(tǒng),人們對其輸入與輸出比較容易了解,而對其內部組分及組分間相互聯(lián)系和相互作用的認識,則存在不同程度的困難。相反,人們對有的系統(tǒng)的內部組分及其組分間相互聯(lián)系和相互作用關系比較容易了解,而對其輸出與輸入則難以確定。因此,對于不同的系統(tǒng),應采取幣同的研究思路。我們把各種研究系統(tǒng)的思路,統(tǒng)稱為系統(tǒng)研究思路,一般可分為―黑箱‖、―白箱‖和―灰箱‖三種。
(1)黑箱研究思路:黑箱研究思路是完全忽略系統(tǒng)內部結構,只通過輸入和輸出的信息來研究系統(tǒng)的轉化特性和反應特征的系統(tǒng)研究思路。一般來說,當人們由于技術原因對系統(tǒng)內部難以了解,或研究者僅對系統(tǒng)整體功能感興趣時,都會采用黑箱這種研究思路。中醫(yī)通過―望、聞、聽、問、切脈‖進行疾病診斷就是典型的例子。黑箱研究思路除了可以了解系統(tǒng)的轉換功能外,有時還可以對系統(tǒng)的內部結構作出相當準確的推斷。
(2)白箱研究思路:白箱研究思路是建立在對系統(tǒng)的組分構成及其相互聯(lián)系有透徹了解的基礎上,通過揭示系統(tǒng)內部的結構和功能來認識包括系統(tǒng)輸入與輸出在內的整體特性。例如生物的形態(tài)解剖研究、各種電器設計等常采用白箱研究思路。
(3)灰箱研究思路:灰箱研究思路是同時兼用黑箱和白箱的研究思路而派生出來的一種系統(tǒng)分析思路。在認識系統(tǒng)的實踐過程中,人們常遇到這樣的情況,即研究者對系統(tǒng)內部結構與功能只有部分已知,而其
余部分則是未知的。在這種情況下,采用灰箱研究思路來認識分析系統(tǒng),往往能收到事半功倍的效果。例如,許多有關生物行為、生態(tài)系統(tǒng)結構與功能研究,大多采用―灰箱‖研究思路展開。有的系統(tǒng)其內部結構、參數(shù)、特征是確知的,明白的。有許多非技術系統(tǒng),例如人類的大腦,其內部結構、參數(shù)與特征是一無所知的,只能從系統(tǒng)外部表象來研究,我們把這種系統(tǒng)的內部稱作黑箱。也有介于黑與白之間的情況,系統(tǒng)內部的情況不甚了解,也不全知。鄧聚龍教授任1982年首創(chuàng)―灰色系統(tǒng)‖理論,將部分信息已知、部分信息未知的系統(tǒng)定義為灰色系統(tǒng)。
當然在城市生態(tài)學研究過程中,要解決的問題是多種多樣的。不同的問題將采用小同的思路和方法來解決。系統(tǒng)思路是最基本的思路和方法。
復習題:
1、如何用生態(tài)位理論解釋自然生物群落?
2、什么是城市生態(tài)位原理?
3、多樣性導致穩(wěn)定性原理在城市生態(tài)系統(tǒng)中的應用和體現(xiàn)主要在哪些方面?
4、廣義的食物鏈(網(wǎng))原理應用于城市生態(tài)系統(tǒng)中主要表現(xiàn)在哪些方面?
5、什么叫環(huán)境承載力?其主要內容是什么?
6、環(huán)境承載力原理的具體內容是什么?
7、城市生態(tài)學的基本原理有哪些?
8、什么是系統(tǒng)?系統(tǒng)研究的思路是什么?
第四章
城市人口 第一節(jié) 城市人口的規(guī)模和構成
一、城市人口的規(guī)模
城市人口的規(guī)模表現(xiàn)為數(shù)量和分布密度。不僅能反映城市規(guī)模,也可表明城市生態(tài)系統(tǒng)得人口負荷程度。
1、城市人口數(shù)量。城市容量:在一定自然背景基礎、生產(chǎn)力技術水平和生產(chǎn)條件下,城市所能供養(yǎng)的人口數(shù)量。對于一個未城市化的原始地區(qū),其人口容量主要取決于自然條件,人口容量相對很小。隨著人類社會和經(jīng)濟的發(fā)展,勞動生產(chǎn)率不斷提高,人類改造自然的能力逐漸增強,人口容量隨之增強。
由此可見,城市容量一般與下列因素密切相關:城市所在地區(qū)的自然條件: 不同的自然條件下所能提供的水、土資源和對污染物的自凈能力不同,限制著城市人口規(guī)模的發(fā)展。城市的技術經(jīng)濟發(fā)展水平: 城市能容納的勞動力數(shù)量一般隨城市的經(jīng)濟發(fā)展而增大;城市生態(tài)環(huán)境可通過追加資金投入和加強管理得到改善,從而使城市的容量得以擴大。
一般認為,城市容量主要分成以下三個方面:城市生產(chǎn)發(fā)展人口容量: 城市容納勞動力人口的最大數(shù)量。城市生活條件人口容量: 住房、市內交通、供水、供電、商業(yè)網(wǎng)點、學校、醫(yī)院、文化娛樂設施等綜合起來能夠容納的人口數(shù)量。城市生態(tài)環(huán)境的人口容量: 城市提供物質、能量和消耗、處理生活及工業(yè)垃圾的能力。
2、城市人口密度。
城市人口密度是人口結構的一個重要的基本要素,一般指城市用地范圍內(城市區(qū)域內)單位而積上居住的人口數(shù),常用人/平方公里或人/公頃等來表示。有兩種含義:①指城市行政區(qū)內單位面積上的人口數(shù);②指城市規(guī)劃區(qū)域建設區(qū)范圍內單位面積上的人口數(shù)。常用的城市人口密度通常是后者。城市人口密度反映一個城市乃至城市內某一區(qū)域居住人口的疏密程度。其指標常作城市規(guī)劃、建設、管理和人口遷移
等計劃的參考依據(jù)。
適當?shù)娜丝诿芏瓤梢栽鰪娙祟惛脑熳匀坏哪芰Γ偈股钬S富多彩,節(jié)省時間和空間,從而提高社會效益。但城市對人口的負荷力是有限的,城市人口過密化是造成城市交通捆擠、住宅緊張、環(huán)境惡化、犯罪率上升等一系列現(xiàn)代城市問題。相反,過低的人口密度也不利于城市生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展,如城鄉(xiāng)人口居住分散,分布稀疏而難以享受高質量的公共服務。
中國從1950年起,就以發(fā)達國家大城市存在的各種城市問題以及人口和產(chǎn)業(yè)向大城市外圍地區(qū)擴散的現(xiàn)象為依據(jù),制定了―控制大城市,發(fā)展小城鎮(zhèn)‖的城市發(fā)展方針,并于1989年在城市規(guī)劃法中明確提出了―嚴格控制大城市規(guī)模、合理發(fā)展中等城市和小城市‖的城市政策。對此,學術界一直存在很大約爭論,贊成和反對的兩種觀點針鋒相對。在中國堅持控制大城市發(fā)展方針的幾十年中,大城市用地規(guī)模受到相當程度的限制。而由于人口增長慣性,大城市人口規(guī)模卻越來越大。長期以來,大城市人口增長超過了城市用地發(fā)展速度,導致中國大城市人口過密化,在一定程度加劇大城市的城市問題。
二、城市人口的構成
城市人口的構成包括結構和組成兩方面,不僅能反映城市生態(tài)系統(tǒng)功能狀況,也可表明城市的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
1、城市人口的結構
城市人口的結構包括:年齡結構、性別結構、知識結構、職業(yè)結構等。也可以按照自然結構和社會結構來劃分。自然結構包括年齡結構、性別結構和人口增長速度等,它反映城市人口數(shù)量變化的可能性和趨勢;社會結構主要包括人口的知識結構、職業(yè)結構、民族結構和所有制等,它們反映城市人口在社會經(jīng)濟系統(tǒng)中的特征和作用。
(1)人口的自然結構。性別結構: 是否均衡,決定著城市內部人口再生產(chǎn)過程的變動方向。年齡結構: 部分地決定著城市人口群體再生產(chǎn)的速度,決定著能夠提供給社會的勞動力數(shù)量,影響著對社會生活消費物品的需求量。質量結構: 主要是指人口的先天素質情況,如發(fā)育屬于正常還是畸形,有否殘疾,比例多少等。
一個地區(qū)人口的自然結構,與該地區(qū)人口負荷量的變化、勞動力資源余缺程度、被撫養(yǎng)人口的增減等有十分密切的關系,是一項非常重要的社會經(jīng)濟發(fā)展因素指標,也是在城市規(guī)劃與建設中,規(guī)劃各類(針對不同年齡人口的)服務設施(如托兒所、幼兒園、中小學、醫(yī)院、養(yǎng)老院等)的重要依據(jù)。
(2)人口的社會構成。包括人口的社會分布、職業(yè)構成、民族組成等。
2、城市人口的組成 城亦稱人口分類,一般有以下四類。
(1)基本人口:指在工業(yè)、農業(yè)、交通運輸業(yè)以及其他不同地方行政、財政、文教單位工作的人口?;救丝趯Τ鞘幸?guī)模起確定性作用。
(2)服務人口:指為當?shù)胤盏钠髽I(yè)、行政機關、文教衛(wèi)生、商業(yè)服務機構中的人口,服務人口的多少隨城市規(guī)模大小而定。
(3)被扶養(yǎng)的人口:指未成年的、喪失勞動能力的以及沒有參加勞動的人,包括老弱病殘、兒童、學生以及無業(yè)人口,它一般是隨就業(yè)人數(shù)而變動的。
(4)流動人口:指在本市無固定戶口的人口。一般又分為常住流動人口和臨時流動人口;前者指臨時工、季節(jié)工、借調人員、支援人員等。后者指因多種活動過程而在短時間內滯留的人員。流動人口的比例直接牽涉到城市交通、商業(yè)、服務等行業(yè)的服務效果及社會生活質量。流動人口隨城市性質和季節(jié)而異。一些政治、經(jīng)濟、文化、旅游中心城市流動人口比例較高。據(jù)1997年的調查統(tǒng)計,上海有外來流動人口約370
萬,約占全市戶籍人口數(shù)的1/4。
城市規(guī)劃部門一般將人口比例控制在:基本人口30-40%,服務人口12-20%;被扶養(yǎng)人口45-50%。城市各類人口在總人口中的比例即為人口構成,亦即勞動構成。分析勞動構成的現(xiàn)狀是估算人口發(fā)展規(guī)模的重要標志之一。城市性質和規(guī)模不同,勞動構成也不同。一般說來,城市越大,服務人員比重越高。目前我國規(guī)定的特大城市服務人口的比重為20%一24%、低于美國特大城市的27%一31.4%的比重,只相當于它們中小城市的水平。上海市1996年服務人口比重約為38%。
第二節(jié) 城市環(huán)境對人類的影響
一、城市環(huán)境對人的生活質量的影響。1.城市擁擠;2.住房緊張;3.城市基礎設施滯后;4.環(huán)境污染。
二、城市環(huán)境對人體健康的影響。1.環(huán)境污染引起中毒。2.環(huán)境污染致癌。3.環(huán)境污染引起突變和畸變。
三、城市環(huán)境對人的心理影響。1.城市擁擠對人的心理影響。2.環(huán)境污染對人的心理影響(噪音污染、空氣污染、水污染等)
第三節(jié) 城市人口環(huán)境容量觀
一、城市人口容量概念
城市人口容量概念是指一個城市所能承載的最大人口數(shù)量。不同的學者基于不同的研究角度,對人口容量含義做出了不同的理解,包括:
1、生物生理的人口容量,就是把人類的人均消費水平壓縮到最低水平,即在只能滿足人類的生理基本要求所必須的水平上估算的最大人口撫養(yǎng)數(shù)。
2、環(huán)境人口容量即資源承載力,它是指一個特定城市生態(tài)系統(tǒng)中資源可供養(yǎng)的人口。
3、經(jīng)濟人口容量強調人口發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展過程的協(xié)調與統(tǒng)一,指在一定的經(jīng)濟發(fā)展水平下,一個特定的生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)資料所能容納的勞動力數(shù)量。
4、現(xiàn)實條件的人口容量,根據(jù)城市居民的現(xiàn)實消費水平,參照可以預見的生活水平、生產(chǎn)力水平、資源儲量和消耗量的變動情況,二估算的未來城市生態(tài)系統(tǒng)所能容納的最大人口規(guī)模。
5、適度人口容量,多角度考慮所謂的適度人口。
二、城市人口容量的基本特點
1、人口容量是超越自然生態(tài)系統(tǒng)的高容量。
2、人口容量的基礎是農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。
3、高人口容量需要依靠高投入來維持。
4、人口容量受眾多因素的制約。
5、人口容量是一定生活(消費)水平下的容量。
6、人口容量參數(shù)的不確定性。
三、城市人口容量的水桶理論與人口壓力系數(shù)
1、人口容量的水桶理論 如果我們把某一特定的人類生態(tài)系統(tǒng)(全球、一個國家或地區(qū))比作 一個形狀既定的水桶,則該系統(tǒng)的人口容量就是裝在這個水桶中的液體的“重量”,它取決于三個系數(shù):水桶底面積(S)、水桶的壁高(H)和液體的比重(P)。其人口容量(W)就是:W=S*H*P。所謂底面積是指自然資源和自然條件,它是人口容量的重要決定因素之一;壁高是指經(jīng)濟發(fā)展水平,它是人口容量動態(tài)特征的主要依據(jù);比重是指人口的消費水平倒數(shù),在自然資源和經(jīng)濟發(fā)展一定的前提下,人均消耗水平的提高將導致人口容量的縮小。
2、人口壓力系數(shù) 用來反映一個特定城市生態(tài)系統(tǒng)的人口壓力狀況的量化指標,公式:C=P/W。C人口壓力系數(shù);P現(xiàn)實人口數(shù);W人口容量。
四、人口環(huán)境容量觀
關于人口環(huán)境容量世界上存在著樂觀論、悲觀論和辯證的觀點。
一些學者認為,地球能夠維持的人口要比21世紀初將在地球上生存的人口數(shù)高得多。個別人斷言,地球可以養(yǎng)育500億人口,樂觀派觀點的基本依據(jù)主要有四點:①地球陸地還有大量資源尚未開發(fā)利用;②人類對海洋資源,包括海底和海水資源的開發(fā)利用還處于起步階段;③高度發(fā)達的經(jīng)濟條件是合理和優(yōu)化環(huán)境的基礎,現(xiàn)在的環(huán)境污染和環(huán)境退化都是暫時的;④科學技術正以跳躍速度發(fā)展,隨著生產(chǎn)力的發(fā)展,深人認識自然規(guī)律,在深度和廣度上不斷提高綜合利用現(xiàn)有資源和開發(fā)新資源的能力日益增長的社會需求,擴大人口環(huán)境容量。
這是對人口環(huán)境容量的看法與樂觀論相對的學術觀點。以極端的生態(tài)保護主義和西方綠色和平運動中的政治家和學者為代表的悲觀派認為,當前地球上現(xiàn)有人口已經(jīng)過多,人滿為患,進—步增長后果不堪設想,其觀點的主要依據(jù)是:①人口規(guī)模超過環(huán)境容量的基本表現(xiàn)是整個環(huán)境內生態(tài)系統(tǒng)的退化,如污染、毀林、草原減退、沙漠化、土壤侵蝕以及解體、食物和其他自然資源的短缺、氣候變異,災害頻繁等;②即使現(xiàn)有的人口規(guī)模不再增長,但人均消費水平還會繼續(xù)以相當快的速度上升,資源的耗用量仍會不斷擴大;③人類只是地球上生物群中的—種,人類不能只是保證自身的生存、發(fā)展和幸福,還必須為其他生物保留和創(chuàng)造適合于它們生存和維持某種程度繁榮的條件。
世界多數(shù)科學家普遍認為,人口環(huán)境容量不像生物環(huán)境容量那樣主要決定于自然環(huán)境因素,而是一個非常復雜和不斷變化的人口—自然環(huán)境—社會經(jīng)濟、文化綜合體系,是由多種,甚至是不確定的因素共同決定的。現(xiàn)階段,人口必須控制,否則將加重環(huán)境污染和生態(tài)失衡,甚至給人類造成不可逆轉的損失。因此,對人口環(huán)境容量過于樂觀不是科學的態(tài)度。但人類科學技術的發(fā)展是無限的,資源的潛能是巨大的,科學技術的重大突破,特別是對海洋資源利用和保護技術的提高,人口環(huán)境容量也會迅速增大。因此,對人口環(huán)境容量過于悲觀也不是科學的態(tài)度。人口環(huán)境容量隨著人類科學技術水平和經(jīng)濟發(fā)展水平的發(fā)展而發(fā)展,任何超越現(xiàn)實和落后于現(xiàn)實狀況的觀點都是透背人類歷史發(fā)展規(guī)律的。
總之,制約人口容量及其變化的社會經(jīng)濟和修飾生態(tài)環(huán)境因素是多樣和復雜的。社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展使得人口容量超越了通常的環(huán)境容量限度,人類物質文化生活高水平的追求又使得人口容量具有有限性。自然生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)動態(tài)平衡的客觀要求,有限的資源、能源是制約人口容量及其彈性的基本因素。土地資源、水資源及其他資源雖潛力大,但有限的能源與資源,將通過影響人口的生活質量以至生存而制約人口容量。隨著人類社會文明與發(fā)達程度的不斷提高,影響和制約人口容量的因素還將日益增多。這也說明了要準確地定量計算某一生態(tài)系統(tǒng)的人口承載力是不可能的。
第四節(jié) 城市流動人口和人口遷居
一、城市流動人口概念
①在城市中從事短期、季節(jié)性工作的外地人口;②到城市旅游、出差、探親、借讀、就學人口。
二、城市化與流動人口的關系
暫住人口大多從事建筑施工、集貿商販、保姆、修理工等經(jīng)濟活動,填補了一些城市人不愿問津的臟、苦、累、差的就業(yè)崗位,構成了城市運行、發(fā)展不可缺少的一部分。但反過來農村到城市的暫住人口都需要城市提供衣食住行,城市生態(tài)規(guī)劃與建設必須考慮到他們的需求。
三、中國人口城市化的特征
在城市人口增長過程中,出現(xiàn)過交通擁擠、住房緊張、環(huán)境污染、就業(yè)困難等問題。政府利用行政手段,實現(xiàn)了城市人口穩(wěn)定有序的增長。歸功于限制農村人口向城市遷移的政策以及與之相適應的各種管理制度。限制遷移政策對人口城市化乃至整個經(jīng)濟、社會的發(fā)展產(chǎn)生了一系列的不利影響:(1)延緩了人口城市化進程,造成了人口城市化滯后于工業(yè)化。(2)割裂了人口從農業(yè)向非農業(yè)產(chǎn)業(yè)轉移與人口從農村向
城市遷移的必然聯(lián)系,影響了城市聚集效益的充分發(fā)揮。(3)妨礙了城鄉(xiāng)統(tǒng)一的勞動力市場的建立和發(fā)展,造成一方面就業(yè)困難,另一方面崗位空缺。
四、城市人口遷居(residential mobility)
城市中以住宅位置改變?yōu)闃酥镜?、城市地域范圍的人口移動。也稱城市內的遷移(interurban migration)
(一)1960‘s中期以前的人口遷居
大量低收入流動人口移入城市,可能向城市中心區(qū)聚集,迫使其他人向外移動,開始入侵和演替過程;同時高級住戶不滿意現(xiàn)有住宅而移向新住宅,并引起低級住戶的移動;還有一些人的遷居是因為結婚、生小孩、年老等對住宅空間產(chǎn)生特定需求所致,但所有這些移動都要受個人經(jīng)濟狀況以及工作地點的制約。
(二)1960’s中期以后
決定遷居是內、外壓力作用的結果。內部壓力: 住戶的需求與期望。外部壓力: 住宅與環(huán)境特征.(住宅大小與質量、鄰里、相對位置)。內外壓力達到一定的程度時,就發(fā)生遷居。
五、中國城市人口遷居基本原因
(一)遷居者本身內部因素
1.遷居者的需求,包括住宅需求和住宅區(qū)需求(上下班、環(huán)境等)兩方面。2.遷居者文化心理。
(二)外界的影響 1.社區(qū)環(huán)境的影響;2.城市規(guī)劃與建設;3.經(jīng)濟發(fā)展與住宅建設;4.人口政策(生育政策、勞動政策、戶籍政策);5.土地制度(地價的變化);6.住房政策(租、補貼、買賣)。
復習題:
1、城市人口一般分為哪四類?城市規(guī)劃部門一般將人口比例控制在什么范圍?
2、什么是城市人口容量,其基本特點是什么?
3、城市人口容量的水桶理論的內容是什么?
4、中國城市人口遷居基本原因是什么?
6、談談你的城市人口容量觀
7、中國長期實施的嚴格限制農村人口向城市遷移的政策,把中國的經(jīng)濟、社會劃分為城市和農村兩大截然不同的板塊,把國民劃分為城市居民和鄉(xiāng)村農民兩種截然不同的身份,對人口城市化乃至整個經(jīng)濟、社會的發(fā)展產(chǎn)生了哪些不利的影響?
第五章 城市植物群落
一、城市植被的概念
城市植被(urban vegetation): 城市植被是城市里覆蓋著的生活植物。它包括城市里的公園、校園、寺廟、廣場、球場、醫(yī)院、街道、農田以及空閑地等場所擁有的森林、灌木、綠籬、花壇、草地、樹木、作物等所有植物的總和。
人類在城市建設的過程種,一方面破壞或屏棄了許多原有的自然植被和土生植物,另一方面又引來了許多外來植物和建造了許多新的植被類型。城市植被應屬于以人工植被為主的一個特殊的植被類群。城市植被的第一生產(chǎn)者的作用屬于次要地位,而其美化和凈化環(huán)境的作用則是其主要的功能。
二、城市植被的特色
城市植被已被深深地打上了人為活動的烙印,其生境組成、結構、動態(tài)均不同于自然植被。
(一)植被生境的特化 城市環(huán)境改變了植被的生境。如城市地表改變了土壤結構和理化性質以及土壤微生物成分,大氣污染改變了光、濕、溫和風等氣候條件,影響到植物的正常生理活動。所以城市植被處于完全不同于自然植被的特化生境之中。
(二)植被區(qū)系成分的特化 城市植被區(qū)系成分應該與本地區(qū)原生植被相同,但受人為影響,其組成較原生植被少,且因人為的喜好,有一些外來物種歸化率(外來種占原植物區(qū)系成分的比率)較高。城市綠化應該適地適樹。
(三)植被格局的園林化 城市植被的組成、結構、布局均受人為規(guī)劃的影響。
(四)結構單一化 物種減少,樹齡(級)受人為影響。
(五)演替偏途化 城市植被的形成、更新及演替都是在人為干預下進行的,因此,植被演替是一條按人的綠化政策發(fā)展的偏途途徑。
三、城市植物群落的區(qū)系特征
1、植物區(qū)系(flora)是指一定地區(qū)范圍內全部植物的分類單位,包括所有的科、屬和種的數(shù)量。對一個城市植物區(qū)系的研究,是要對這個城市化地區(qū)所有的植物種類進行科、屬、種的鑒定,并對它們的地理成分和歷史成分進行分析。一個城市的植物區(qū)系多樣性除了與該城市所處的地理位置有關外,還與它的面積以及城市化程度有關,特別是與環(huán)境污染有關。
2、城市植物區(qū)系的特征。城市化對植物區(qū)系的影響:一方面是鄉(xiāng)土植物種類的減少,另一方面是人布植物(anthropochore)的增多。人布植物是指隨著人類活動而散布的植物,如農作物和雜草等,也包括人類有意或無意引入、后來逸出野化了的植物,這類植物也稱為歸化植物(alien,naturalized plants)。有人認為一地的植物區(qū)系中,歸化植物種類數(shù)目占總種類數(shù)目的比率(歸化率)是表示城市化程度的標志之一。人布植物種類的百分數(shù)明顯呈現(xiàn)出從郊區(qū)向城市逐步增多的趨勢。
3、影響城市植被的植物區(qū)系種類組成的因素。首先取決于城市所處地區(qū)的自然條件,如在南方城市中所常見的熱帶植物一般不會出現(xiàn)在北方城市中,反之亦然。其次,在很大程度上還受其本身目的或功能的影響,如為了滿足遮擋陽光、美化環(huán)境之目的,常常選擇冠幅大、色彩美的闊葉樹;而為了創(chuàng)造迷人的風景,則常常選擇樹形優(yōu)美的常綠針葉樹種。在不同地區(qū)和不同國家,還受其文化傳統(tǒng)和社會經(jīng)濟等因素的影響。如我國許多古老城市的古跡周圍常分布著參天古柏或茂林修竹;又如在西方國家,低收入階層居住區(qū)的植物群落中,常常只能見到散生的、生活力衰退的老齡土生樹;或見到以速生樹種為主的人工營造林地。而在高收入階層居住的區(qū)域,則??梢姷阶匀涣值氐娜郝淦?/p>
4、城市土地利用對植物區(qū)系的影響。大規(guī)模建筑群和不透水地面,是城市中人類利用土地資源的典型形式。就一般而言,這種土地利用形式的強度是從城市中心逐漸向外圍減弱的。與之相應,城市植物區(qū)系中外來成分所占的比例亦從城市中心向城市外圍減少。
城市土地利用對植物區(qū)系的影響,還表現(xiàn)在不同地區(qū)的城市,雖位于不同大陸不同氣候帶,但其植物區(qū)系組成具有一定相似性。如德國杜塞爾多夫的植物區(qū)系與北京的相似性為10%,與智利首都利馬的為7%。Kunick于1982年對中歐地區(qū)九個城市植物區(qū)系的比較結果表明,在所有被統(tǒng)計的種類當中,有15%的種為這九個城市所共有。如果僅僅對這些城市中工業(yè)用地范圍內的植物種類進行統(tǒng)計,則相似性程度可高達50%。
四、城市植被的功能
(一)城市植被綠化美化環(huán)境的景觀效益
綠色是自然界很柔和的顏色,使人感到舒適、愜意,有助于消除疲勞和精神壓抑。通過花開花謝,草木枯榮和動物的生命活動,讓人們感覺自然界的美好、生命力的旺盛和生活的可愛。對不同的植物賦予不同的含義或象征,是人們精神上的享受,如松、竹、梅“歲寒三友”寓意正氣凜然、堅貞不屈;松、柏傲立表示肅穆和莊重;垂柳依依、油橄欖伸展象征和平等等。不同場所的科學綠化,可增加城市文化的內涵,也可為人們的游玩、休憩、鍛煉等提供好的處所,給城市帶來勃勃生機。
(二)城市植被保護和凈化環(huán)境的生態(tài)效益
1、城市綠化實體的小氣候效應。夏季降溫1~3oC(7.6 oC),增加濕度3%~12%(33%),阻擋輻射60%
(88% ~ 94%);冬季氣溫,林內高1oC ~ 2oC。
2、吸收二氧化碳和釋放氧氣平衡的生態(tài)效益。10m2 的森林或50m2的草坪即可供1成人耗氧0.75kg/d,并清除呼出的CO2 0.9kg/d。
3、對大氣污染的凈化作用。
(1)減少粉塵污染:一方面由于樹木具有降低風速的作用,另一方面由于樹葉多具絨毛,且分泌粘性油脂及汁液,可吸附大量飄塵。研究表明,吸滯粉塵能力強的城市綠化樹種中國北部地區(qū)有:刺槐、沙棗、國槐、家榆、核桃、構樹、側柏、圓柏、梧桐等;中部地區(qū)有:家榆、樸樹、木槿、梧桐、泡桐、懸鈴木、女貞、荷花玉蘭、臭椿、龍柏、圓柏、楸樹、刺槐、桑樹、夾竹桃、絲棉木、紫薇、烏桕等;南部地區(qū)有:構樹、桑樹、雞蛋花、黃槿、刺桐、羽葉垂花樹、黃槐、小葉榕、高山榕、夾竹桃等。
(2)降低有毒氣體濃度及有毒氣體對植物的危害。幾乎所有的植物都能吸收一定量的有毒氣體。高15m,寬15m的懸鈴木林帶能降低SO2或Cl2濃度50%左右。污染物濃度和接觸時間的聯(lián)合作用稱為劑量強度。能引起植物傷害的最低劑量和時間稱為臨界劑量強度或傷害域值(threshold value)。植物進入污染區(qū)吸收有毒氣體,部分積累,部分轉移,部分降解。離開污染區(qū)后,體內有毒物含量即下降。
(3)殺菌作用:空氣中散布著各種細菌等微生物,其中不少是對人體有害的病菌。城市植被可以減少空氣中的細菌數(shù)量,一是由于植物吸滯粉塵,減少細菌載體,從而使大氣中細菌數(shù)量減少,另外植物本身具有殺菌作用,許多植物能分泌出殺菌素。
(4)指示和檢測環(huán)境污染方面的作用:城市植被在指示和檢測環(huán)境污染方面有重要的作用。有些植物對大氣污染的反映,要遠比人敏感的多。植物成為“永不下崗的哨兵”,為保護環(huán)境、人類健康服務。
4、減弱噪聲作用。城市植被可以減弱噪聲,主要是植物對聲波的反射和吸收作用。一棵樹的生態(tài)價值
印度加爾各答農業(yè)大學德斯教授對一棵樹的生態(tài)價值進行了計算:一棵50年樹齡的樹,產(chǎn)生氧氣的價值約31,200美元;吸收有毒氣體、防止大氣污染價值約 62,500美元;增加土壤肥力價值約31,200美元;涵養(yǎng)水源價值37,500美元;為鳥類及其他動物提供繁衍場所價值31,250美元;產(chǎn)生蛋白質價值2,500美元,除去花、果實和木材價值,總計創(chuàng)值約196,000美元。
(三)城市植被保護生物多樣性的作用
目前中國植物園共有110余個,屬城市建設系統(tǒng)內的有16個。城市植物園一般地處城郊和城市之間,是城市植被的組成之一,多是廣泛收集地方特色鄉(xiāng)土樹種,引種馴化適合于本地區(qū)造林綠化的樹種資源(耐寒、旱、堿、沙),為大面積造林提供種質資源。所以,城市植物園承擔著開發(fā)野生觀賞植物資源、馴化和培養(yǎng)城市特殊生態(tài)條件下植被建設所需的植物材料等任務。因此,城市植被的建設,特別是植物圓的建設過程,亦是實施生物多樣性保護的過程。
生物多樣性是人類賴以生存的物質基礎:1.直接價值: 從生物多樣性中,人類得到了所需的全部食品、許多藥物和工業(yè)原料,同時,它在娛樂和旅游業(yè)中也起著重要的作用;2.間接價值: 主要表現(xiàn)在固定太陽能、調節(jié)水文過程、防止水土流失、調節(jié)氣候、吸收和分解污染物、貯存營養(yǎng)元素并促進養(yǎng)分循環(huán)和維持進化過程等7個方面。隨著時間的推移,生物多樣性的最大價值在于為人類提供適應當?shù)睾腿蜃兓臋C會。生物多樣性的未知潛力為人類的生存發(fā)展顯示了不可估量的美好前景。
生物多樣性喪失的原因: 主要有生境喪失和片段化、外來種的侵入、生物資源的過度開發(fā)、環(huán)境污染、全球氣候變化和工業(yè)化的農林業(yè)等。但問題的根源在于人口的劇增及高速度的自然資源消耗、不斷狹窄的農業(yè)、林業(yè)和漁業(yè)的貿易譜、經(jīng)濟系統(tǒng)和政策未能評估環(huán)境及其資源的價值、生物資源利用和保護產(chǎn)生的
惠益分配的不均衡、知識及其應用的不充分以及法律和制度的不合理。
總之,人類活動是造成生物多樣性以空前速度喪失的根本原因(比2,000年前快1,000倍)。
(四)城市植被的經(jīng)濟效益
有城市園林產(chǎn)品等本身的收入,還有改善環(huán)境、美化城市促進其他行業(yè),如旅游業(yè)、房產(chǎn)業(yè)等增值的效益。完善的城市防護林體系,可使糧食、蔬菜增產(chǎn)10~15﹪,降低取暖費10~20﹪。在紐約,房屋周圍若有較好的植被,房價可提高15﹪左右;在公園或公共綠地附近的住宅價格高15~20﹪。復習題:
1、名詞解釋:城市植被、綠地、人布植物、歸化率
2、城市植被有哪些生態(tài)特征?
3、城市植物區(qū)系的特征及影響因素主要是什么?
4、城市植被的功能。
5、城市植被無疑已被深深地打上了人為活動的烙印。不僅是植被的生境特化了,植被的組成、結構、動態(tài)等也改變了,完全不同于自然植被的特征。就你對城市植被的理解來解釋之。
第六章 城市非生物環(huán)境 第一節(jié) 城市氣候
大氣環(huán)境主要是指大氣圈。從地表向上大約80公里或85公里的高度,大氣的化學組成按其體積成分比例基本上是一致的,稱為均質層,包括對流層,平流層和中間層。均質層里有地球生物賴于生存的干潔大氣,即除水汽以外的純凈空氣。
對流層: 大氣最下層為對流層,下界為地表,上界距地表約8-18 km,夏季比冬季略高。它提供生物生存所必需的C、H、O、N等元素,這層大氣有垂直對流與水平運動,含有雜質,并集中了地球大氣總質量的74%以及幾乎全部水汽。產(chǎn)生一系列復雜的氣候變化,直接影響著人類的生產(chǎn)和生活。
平流層:對流頂層至50-55 km的范圍為平流層。這是一個強大的逆溫層,垂直運動微弱,氣流平穩(wěn),水汽和塵埃極少,除偶有貝母云、夜光云外,沒有復雜的天氣現(xiàn)象。距地表25-50公里處有一圈臭氧層。它能吸收太陽紫外線和宇宙射線,成為人類的“保護傘”。
中間層:自平流層頂?shù)?0-85公里時中間層。
熱層:從中間層頂以上進入非均質層,氣流急劇上升,溫度高達1100-1650oC。這是太陽輻射中的紫外線被該層大氣中的氧原子強烈吸收的結果。從85-800公里的氣層稱電離層,反射無線電波,通訊中起作用。GPS(Global Position System全球定位系統(tǒng)),衛(wèi)星高度20,000km左右,三顆即覆蓋全球。中國大地原點陜西涇陽,水準原點青島觀象山。
一、影響城市氣候的因素
1、城市氣候的定義:城市除了受當?shù)鼐暥?、大氣環(huán)流、海陸位置、地形等區(qū)域氣候因素的作用外,還受人類(生產(chǎn)與生活)活動中放出熱量及水汽的影響,因而形成有別于近郊區(qū)和鄉(xiāng)村的局地氣候。通常我們稱之為城市氣候。
2、城市氣候所涉及的范圍主要包括三個部分:即城市覆蓋層、城市邊界層和城市尾煙氣層。城市覆蓋層(urban canopy layer)指城市建筑物屋頂以下至地面這一層。它受人類活動最大,與建筑物密度、高度、幾何形狀、門窗朝向、外壁涂料顏色、街道寬度和走向、路面鋪砌材料、人為熱、人為水氣的排放量等關系密切。城市邊界層(urban boundary layer)由建筑物屋頂向上到積云層中部高度。它受城市污染物性質及其濃度、參差不齊屋頂?shù)臒崃蛣恿τ绊懀牧骰旌献饔蔑@著,與城市覆蓋層間存在著物質和能量交
換,并受區(qū)域氣候因子的影響。城市尾煙氣層(urban plume layer)或稱城市尾羽層,在城市的下風方向。它的氣流、污染物、云霧、降水和氣溫都受城市的影響。鄉(xiāng)村邊界層(rural boundary layer)在城市尾羽層之下。
3、影響城市氣候的因素
在城市高強度的經(jīng)濟活動中,要消耗大量能源。據(jù)統(tǒng)計一個百萬人口的城市,每天要消耗煤3000t,石油2800t,天然氣2700t,同時排放出粉塵約150t,二氧化硫150t,一氧化碳450t,一氧化氮100t。當這些粉塵和有害氣體進入空氣后,會改變大氣的組成成分,影響城市空氣的透明度和輻射熱能收支,減弱能見度,為云霧提供豐富的凝結核,從多方面影響氣候。如果污染物超過大氣的自凈能力,還會造成城市大氣污染。
由于城市居民的生活和生產(chǎn)活動,如家庭爐灶、取暖、工廠生產(chǎn)、公共交通、人、畜的新陳代謝和其他各種能源燃燒所排放的熱量,使城市比郊區(qū)增加了許多額外的熱量收入。這種人為的熱量在某些中高緯度城市可以接近或超過太陽輻射熱量。如在德國的漢堡每天從煤燃燒所產(chǎn)生的熱量為167J?cm2,而冬季地面從太陽直接輻射和天空輻射一天中所得到的熱量為175J?cm2。在莫斯科,人為熱竟超過太陽輻射熱的3倍,對城市增溫的影響十分顯著。
此外由于城市供水、排水的方式和農村不同,在燃燒和某些工業(yè)生產(chǎn)過程中還產(chǎn)生一定量的―人為水汽‖進入大氣,致使城市中的水分平衡與農村有明顯差異。
4、城市氣候不同于周圍地區(qū)的主要表現(xiàn)
1、年平均氣溫和最低溫度普遍較高,即形成城市“熱島效應”;
2、風速小,靜風多;
3、年平均相對濕度和冬夏季相對濕度都較低;
4、多塵埃和云霧,太陽輻射較少;
5、降雨日數(shù)和降雨量增加。
二、城市的輻射與日照
1、城市的輻射
輻射平衡方程式:Q=(S+H)*(1-a)+(G-E)。Q輻射平衡,又稱凈輻射;S太陽直接輻射;H天空散射輻射;a反射率;G空氣逆輻射;E地面凈輻射。
(1)城市太陽總輻射較鄉(xiāng)村少。污染物濃度大?直接輻射S少?散射輻射H多?總輻射(S+H)少。(2)城市下墊面反射率a小,反射率小意味著吸收率高。(3)空氣逆輻射G大于郊區(qū);地面凈輻射E比郊區(qū)大??傮w說,城市地面吸收的太陽輻射與鄉(xiāng)村差別不大。
2、城市日照
1)城市日照總時數(shù)和日照百分率小于鄉(xiāng)村。大氣污染物多,云霧多,透明度小。
2)城市內部日照的局地差異明顯。此為建筑物遮陰所致,主要取決于街道走向,及建筑物高度(H)與街道寬度。一般來說,可照時數(shù)隨街道狹窄指數(shù)(N= H/D)的增加而減少。北墻冬半年完全蔭蔽,夏半年一天兩次日照,但時間不長;南墻每天一次,但隨太陽赤緯增加而減少。東西向街道中心可照時數(shù)比南北向街道多,全年總輻射也多。
三、城市的熱量平衡與城市熱島效應
1、城市熱量平衡。
1)人為熱的大量輸入: 工業(yè)生產(chǎn)、家庭爐灶、空調制冷、機動車排放、冬季取暖等。2)下墊面導熱率高出鄉(xiāng)村3倍,熱容量較鄉(xiāng)村大1/3倍,因而貯熱量大。3)建筑物密集而參差不齊,減少輻射損失;同分不良不利于熱量擴散。因此,城市熱收入遠高于鄉(xiāng)村。
2、城市熱島效應。(1)城市熱島(urban heat island)—城市內部氣溫比周圍郊區(qū)高的現(xiàn)象,城市氣候中
最典型的特征之一。無論是在中高緯度或低緯度地區(qū),這一現(xiàn)象均普遍存在。
城市熱島形成的原因:(i)城市下墊面的性質特殊。(ii)下墊面的建筑材料的熱容量,導熱率比郊區(qū)自然界的下墊面要大。(iii)建筑物,道路,廣場不透水。(iv)有較多的人為熱進入大氣層。(v)建筑密集,通風不良,不利于熱量的擴散。
城市熱島效應可以從兩個方面來分析:同一時間城市和郊區(qū)氣溫的對比;同一城市歷史發(fā)展過程中氣溫的前后對比。①城、郊氣溫對比。?Tu-r—熱島強度=同時間同高度(離地1.5m)熱島中心與近郊的氣溫差值。―城市熱島‖矗立在農村較涼的―海洋‖之上,國內外均如此:冬季傍晚上海市區(qū)比郊外要高2~5?C;巴黎城中心年均溫比郊區(qū)高1.7?C。②城市發(fā)展過程中氣溫的前后對比。隨城市化發(fā)展,市區(qū)呈現(xiàn)出越來越暖的趨勢.如東京歷史時期氣溫逐年變化可分三個階段。1920~1942年: 氣溫變化趨勢逐年上升(城市發(fā)展);1942~1945年: 氣溫變化趨勢逐年下降(值第二次世界大戰(zhàn)期間,東京城市受到大規(guī)模的破壞,城市熱島效應不存在);1945~1967年: 氣溫變化趨勢逐年上升(戰(zhàn)后城市建設迅速恢復,氣溫又開始回升)。
(2)城市熱島強度的變化。①周期性。日變化: 夜晚強,白晝午間弱。周變化: 明顯受工休日周期影響,周末弱,周內強。年變化: 冬秋兩季比夏春兩季表現(xiàn)更明顯,可能歸因于冬季城市取暖耗能較多,釋放大量人為熱量。②非周期性。臨界風速:風速大則熱島效應小,超過臨界風速時則消失。云量:強熱島大多出現(xiàn)在無云的天氣狀態(tài)下。③城市熱島強度的地區(qū)差異。城市熱島強度與城市的布局形狀、城市地形等有密切關系。團塊狀緊湊布局,城中心增溫效應強。條形分散結構,城中心增溫效應弱。盆地或凹地,由于風速小,熱島效應特別強,這里不僅抵消了冷空氣的下沉作用,反而成為最暖的熱島中心;城市規(guī)模(面積、人口及其密度等)對熱島強度亦有影響;城市附近自然景觀以及城市內部下墊面性質亦對城市熱島強度起一定作用。無綠化的寬闊街道和廣場,到中午時劇烈增溫,在夜里又急劇冷卻,氣溫日振幅最大。林蔭道和有綠化的廣場白晝較涼爽,氣溫的日振幅較小。
3、逆溫(inversion temperature)
在大氣圈的對流層內,氣溫垂直變化的總趨勢是隨著海拔高度的增加而逐漸降低。這是因為大氣主要在近地面的低層中,可能有氣溫的垂直遞減率t>0,t=0或t<0。t=0時,氣溫不隨高度變化,這種氣層逆溫的形成有多種原因,在晴朗無風的夜晚,地面和近地面的大氣層強烈冷卻降溫,而上層空氣降溫較慢,因而出現(xiàn)上暖下冷的逆溫現(xiàn)象,這種逆溫稱為輻射逆溫。在山區(qū),夜間山坡上的空氣冷卻很快,于是冷空氣順坡下沉到谷底,把谷地中原來的暖空氣抬擠上升,而形成上暖下冷的逆溫現(xiàn)象。這種逆溫是要在一定的地面條件下才會形成,叫地面逆溫。
20世紀的8次大氣污染事件,總計病例和死亡者達數(shù)十萬人,都與濃霧和逆溫相關。濃霧和逆溫多發(fā)生于冬季,深秋,專家稱濃霧和逆溫為“冬季殺手”。
逆溫的存在可以阻礙空氣垂直運動的發(fā)展,它像一層厚厚的被子罩在我們城鄉(xiāng)上空,上下層空氣減少了流動,近地面層大氣污染物“無路可走”,空氣污染勢必加重。同時,有逆溫時,一般風速都很小,污染物更不易擴散。
在逆溫造成大霧茫?;蛭廴緡乐貢r,人們應減少晨練及室外活動時間,盡力避免“逆溫”帶來的危害。
四、城市的風及局部環(huán)流
城市風是由于城市生活和生產(chǎn)消耗大量燃料,致使城市內的氣溫高于周圍地區(qū)的氣溫,熱氣溫上升,形成一個低壓區(qū),郊區(qū)冷空氣隨之侵入市區(qū)構成的空氣環(huán)流。城市布局,建筑,街道,綠化均影響風速風 依靠吸收地面的長波輻射而增溫。
稱為等溫氣層;t<0時,氣溫隨海拔高度增加而增加,這種氣層稱為逆溫層。
向。
1、城市熱島環(huán)流
在天氣睛朗無云,大范圍內氣壓梯度極小的形勢下,由于城市熱島的存在,城市中形成一個低壓中心,并出現(xiàn)上升氣流。從熱島垂直結構看來,在一定高度范圍內,城市低空都比郊區(qū)同高度的空氣為暖,因此隨著市區(qū)熱空氣的不斷上升,郊區(qū)近地面的空氣必然從四面八方流入城市,風向向熱島中心輻合。這種由于城市熱島的存在,在近地面部分風由郊區(qū)向城市輻合,稱為鄉(xiāng)村風(country breeze)。
此時郊區(qū)因近地面層空氣流失需要補充,于是熱島中心上升的空氣又在一定高度上流回到郊區(qū),在郊區(qū)下沉,形成一個緩慢的熱島環(huán)流(local heat island circulation),又稱城市風系。不應該指出,向城市中心輻合的鄉(xiāng)村風,并不是很穩(wěn)定的,它往往具有間歇性或脈動性(周期性),即吹一段時間,要停一段時間。此脈動周期約為1.5~2.0h。這種脈動性在夜間特別明顯。
2、城市發(fā)展對盛行風的影響
隨著城市的發(fā)展,人口增多,建筑物的密度和高度增加,下墊面的粗糙度加大,因而有使城市年平均風速減小的趨勢。城市的平均風速比郊區(qū)小。城市與郊區(qū)風速的差值還因時、因風速而異: 一般是白天差值大,晚上小;夏季大,冬季小。
3、城市覆蓋層內部風的局地差異
從城市整體而言,其平均風速比同高度的開曠郊區(qū)小,但在城市覆蓋層內部風的局地性差異很大。有些地方風速極微;而在特殊情況下,某些地點其風速亦可大于同時期同高度的郊區(qū)。造成城市覆蓋層內部風速差異的主要原因是由于街道的走向、寬度、兩側建筑物的高度、形式和朝向不同,當風吹過城市中鱗次櫛比、參差不齊的建筑物時,因阻障效應產(chǎn)生不同的升降氣流、渦動和繞流等,使風的局地變化復雜化。
盛行風遇到不能穿透的建筑物時,在迎風面上一部分氣流上升越過屋頂,一部分氣流下沉降至地面,另一部分則繞過建筑物的周側向屋后流去。當盛行風向與街道平行時,由于狹管效應,風速會加大。如果風向與街道成一定角度則風受阻而速度減小。在街道中部風速要比人行道靠近建筑物的部分大些。如果以街道中心的風速算作100%的話,那么在迎風面的人行道風速為90%,背風面的人行道風速只有45%。人行道旁如果種植行道樹,樹葉茂盛時風速將再減低20%~30%;在公園的濃蔭中,風速更會削弱50%上下。
城市風對城市空氣的污染有擴散、稀釋作用。但城市風有時還會導致城市的空氣更加混濁,使城市空氣污染加重。由于城市風的存在,城區(qū)的污染物隨熱空氣上升,往往在城市上空籠罩著一層煙和二氧化碳等形成的穹形塵蓋,使上升的氣流受阻,污染物不易擴散。所以上升的氣流轉向水平運動,到了郊區(qū)下沉,下沉氣流又流向城市的中心。
五、城市的濕度、降水及水分平衡
1、城區(qū)年均絕對濕度和相對濕度比郊區(qū)低。
2、城區(qū)比郊區(qū)霧多,能見度低
城市多霧的原因,首先是因為人為造成的大氣污染,顆粒物質為霧的形成提供了豐富的凝結核。城市中鱗次櫛比的建筑物群,增加了下墊面的粗糙度,減少了風速,為霧的形成提供了合適的風速條件。又由于城市熱島環(huán)流,郊區(qū)農村帶來的水汽,使低空輻合上升凝結成霧的機率增大。城市的大霧阻礙交通,使航班停開,增加城市交通事故。大霧阻滯了空氣中污染物的稀釋與擴散,加重了大氣污染。城市霧還減弱了太陽輻射,不利于人類與其它生物的生活。
3.城市水分收入項比郊區(qū)大
城市水分收入比郊區(qū)大,首先在于城市中的降水量一般比郊區(qū)多,一般比郊區(qū)多5%~15%。形成城市降水較多的原因有三:第一,城市熱島效應。城市由于有熱島效應,空氣層結不穩(wěn)定,有利于產(chǎn)生熱力對流,當城市中水汽充足時(城市中還有一定量的人為水汽和人工管道供應的水分),容易形成對流云和對流性降水。第二,城市阻滯效應。城市因有高高低低的建筑物,其粗糙度比附近郊區(qū)平原大。它不僅能引起機械湍流,而且對移動滯緩的降水系統(tǒng)有阻滯效應,使其移動速度減慢,在城區(qū)滯留時間加長,因而導致城區(qū)的降水強度增大,降水的時間延長。第三,城市凝結核效應。城市因生產(chǎn)和生活強度較大,空氣中塵粒及其它微粒比周圍地區(qū)多,為形成降水提供了豐富的凝結核。
4、城市下墊面蒸散量和水分貯存量比郊區(qū)小
城市由于地面一般經(jīng)人工鋪裝,植被覆蓋率低,不透水面積大,降雨后雨水滯留地面時間短,地面水分蒸發(fā)量及植物蒸騰量均小于郊區(qū)。根據(jù)在美國東北部一個小流域的觀測研究估算: 當流域面積的25%為不透水區(qū)時,其年蒸騰量要減少19%;若不透水面積增加到50%,年蒸騰量減少38%;不透水面積增大到75%時,則年蒸騰量減少59%.城市下墊面善于貯存熱量,卻不善于貯存水分。這自然是由于城市中建筑物密集,植被覆蓋率小,又有人工排水管道,降水后水分滲透并貯存在下墊面中極少的緣故。
5、城市徑流量比郊區(qū)大,峰值出現(xiàn)時間早
城市下墊面的水分收入量比郊區(qū)多,而向空氣的蒸散量和向下墊面內部的滲透貯存量比郊區(qū)少,則其徑流量必然要比郊區(qū)大得多。城市在降雨后,徑流量急劇增高,很快出現(xiàn)峰值,然后又迅速降低,其徑流曲線非常陡峻,急升急降。郊區(qū)徑流曲線則平緩得多,其峰值比市區(qū)低,出現(xiàn)時間比市區(qū)遲,緩升緩降。
在城市水分平衡中,上述三個特征(3、4、5)對于如何規(guī)劃城市的排水管道,有極重要的意義。
六、城市大氣污染
1、城市中大氣污染源和污染物
污染源.固定源:燃料燃燒、廢物焚化、工業(yè)生產(chǎn)。流動源:汽車、火車、輪船、飛機等。
城市大氣中的主要污染物。煙塵,粉塵:碳粒、飛灰、碳酸鈣、氧化鋅、氧化鋁。硫化物:二氧化硫、三氧化硫、硫酸、硫化氫、硫醇。氮化物:一氧化氮、二氧化氮、氨等。氧化物:臭氧、過氧化物、一氧化碳等。鹵化物:氯,氟化氫、氯化氫等。有機化合物:甲醛、有機酸、焦油、有機鹵化物,酮等。
(1)顆粒狀污染物
(i)降塵: 直徑大于10 μm的微粒,在空氣中很容易自然沉降。(ii)飄塵: 直徑小于10 μm的微粒,它在大氣中長時間漂浮而不易沉降下來。飄塵中,粒徑在0.25-10 μm之間的均稱為云塵。(iii)粉塵: 工業(yè)生產(chǎn)中由于物料的破碎、篩分、堆放、轉運或其他機械處理而產(chǎn)生的直徑介于1-100 μm之間的固體微粒,其化學組成相當復雜,有鎘、鉻、銅、鐵、猛、鈦、鋅,非金屬氧化物、各種鹽類及有機化合物。(iv)煙塵: 由于燃燒、熔融、蒸發(fā)、升華、冷凝等過程所形成的固態(tài)或液態(tài)懸浮微粒,起粒徑多大于1微米。(v)煙霧: 空氣中的煤煙和自然界的霧相結合的產(chǎn)物。較典型的有兩種:①倫敦型,煤塵、二氧化硫和霧相混合并伴有化學反應產(chǎn)生的煙霧。②洛杉磯型,汽車排氣和氮氧化合物通過光化學反應形成的煙霧。(vi)煙氣: 含有粉塵、煙霧及有害有毒氣體成分的廢氣。
顆粒狀污染物約占整個大氣污染物的10%,其余90%為氣態(tài)污染物。(2)氣態(tài)污染物
(i)硫氧化物:SO2、SO3。(ii)氮氧化物:NO、NO2。.(iii)碳氫化物:化石燃料不完全燃燒的產(chǎn)物。
(iv)碳的氧化物:CO,可降低血液中的輸氧能力而引起死亡(v)微粒:微粒有塵、煙、霧3種。大于1 μm的固體物質為塵,小于1 μm的固體物質為煙,液體微粒為霧。降塵可以為人們上呼吸道纖毛所阻攔,危害不大,飄塵則可能進入肺泡并吸收進血液循環(huán)。飄塵的成分十分復雜。(vi)3,4-苯并芘:BP,是燃料及有機物質400℃以上熱解,環(huán)化,聚合生成的一種芳香族類化合物,是一種對人及動物有較強致癌作用的化學物質。
(3)酸雨(acid rain)pH<5.6的雨雪或其他方式形成的大氣降水(如霧,露,霜等)。酸雨的毒害比SO2大,當空氣中硫酸霧達到0.8 ml.L-1 時,會使人患病。酸雨影響動植物的生長,使水體酸化,腐蝕金屬,油漆,含碳酸鈣的建筑材料等。引起酸雨的主要離子有:SO42-、NO3-、Cl-、F-。
中國酸雨的特點:1.在空間地理分布上南方比北方嚴重,尤以燒高硫煤的西南城市為重,如重慶和貴陽.2.在時間分布上冬天和春天比較嚴重。
2、城市大氣污染與氣象條件 對大氣污染物的稀釋和擴散作用。
(1)風和湍流的影響
風對排入大氣中的污染物有顯著的輸送、沖淡、稀釋和擴散作用。
城市中嚴重的大氣污染現(xiàn)象都出現(xiàn)在風速小的時候,一般在風速?2m/s或?3 m/s時。必須指出,風速與污染濃度的關系是比較復雜的,如其它條件相同,一般呈反比關系。但如果風速劇增,在煙囪的下風方向近地面層反而會出現(xiàn)較高的污染濃度。這是因為煙囪下風方向近地面空氣污染濃度不僅與風速有關,也與煙囪的有效高度有關。
煙囪的有效高度:煙囪的實體高度與煙氣高度之和,也就是煙流中心線完全變成水平時的高度。煙囪有效高度越高,下風方向地面濃度也越小,但隨著風速增大煙氣離煙囪口以后的上升高度隨之降低,從而使煙囪有效高度也隨之降低,這樣使地面附近濃度增大。這個效果正好與風速對濃度影響效果相反。所以當風速增大到某一定值時,在煙囪附近的下風方向,就有可能出現(xiàn)最高的地表濃度。特別是當煙氣從煙囪口排出的速度小于風速時,煙氣就在煙囪背后發(fā)生渦流,在附近建筑物影響下,渦流卷入渦旋,急速降落地面。這種現(xiàn)象稱為下曳氣流(downdraft)(2)大氣穩(wěn)定度的影響
大氣中溫度、濕度等要素隨高度的分布,稱為大氣層結。
大氣穩(wěn)定度(?): 表示空氣是否安于原在的層次,是否易于發(fā)生垂直運動,即是否易于發(fā)生對流的量度。假定有一微團空氣受到對流沖擊力的作用產(chǎn)生上下移動后,如果該空氣微團減速,并有返回原來高度的趨勢,這時的氣層對于該空氣微團而言是穩(wěn)定的;如果空氣微團一離開原位后,就逐漸加速運動,并有遠離起始高度的趨勢,這時的氣層對于該空氣微團而言是不穩(wěn)定的;如果空氣微團被推到某一高度后,既不加速也不減速,而是隨遇而安,這時的氣層,對于該空氣微團而言,它的穩(wěn)定度是中性的。
干絕熱線亦稱干空氣的狀態(tài)曲線。指在熱力圖解上,表示干空氣塊在絕熱上升或下降過程中溫度變化的一種曲線。由于干絕熱直減率為近似1℃/100米的常數(shù),故干絕熱線是一些相互平行的直線,如果取橫坐標上1℃和縱坐標上100米的比例相同時,干絕熱線為一組傾斜直線,其傾斜角為135℃。
大氣是否穩(wěn)定,通常用周圍空氣的―溫度直減率(γ)‖與上升空氣微團的―干絕熱直減率(γd)‖的對比來判斷。干絕熱直減率γd是每上升100m溫度降低1℃。而周圍空氣氣溫隨高度變化的直減率γ是多種多樣的:γ>γd: 每隔100m高度氣溫降低很快,空氣層處于不穩(wěn)定狀態(tài)(不穩(wěn)定層結)。γ<γd: 每隔100m高度氣溫降
低很少,甚至隨高度而遞增,稱為―逆溫‖,空氣層處于穩(wěn)定狀態(tài)(穩(wěn)定層結)。γ=γd: 每隔100m高度剛好是減低1℃,空氣層的穩(wěn)定度處于中性狀態(tài)(中性層結)大氣穩(wěn)定度是影響污染物在大氣中擴散的極重要因素。當大氣層不穩(wěn)定時,熱力湍流發(fā)展旺盛,對流強烈,污染物容易擴散;當大氣層穩(wěn)定時,湍流受到抑制,污染物不易擴散稀釋。特別是當有逆溫層出現(xiàn)時,通常風力微弱甚或平靜無風,低空好象蒙上一個―蓋子‖,使煙塵聚集地表,造成嚴重污染。
(3)對大氣污染物的沖洗、凝聚和化學反應影響。降水的淋洗作用: 雨滴在下降過程中捕獲顆粒污染物,從而―清冼大氣‖。霧的凝聚作用: 水汽與凝結核結合形成霧滴.高濃度的SO2污染常與濃霧相伴出現(xiàn)。光化學反應作用: 高溫與強光照下易發(fā)生,光化學煙霧呈淺藍色,其化學反應復雜
3、城市大氣污染實況(1)城市大氣污染的地區(qū)差異
①不同城市對比。雷克雅未克(Reykjavik,冰島首都): 無煙城市,可謂 天藍、地綠、水清、氣爽。中國城市: 屬煤煙型污染,北方城市比南方城市更甚,尤其是在冬天。我國因能源結構以煤炭為主,因此各大城市大氣污染狀況基本上類似。
②同一城市內部不同區(qū)域。大氣污染濃度分布不均勻: 靠近工業(yè)區(qū)污染最為嚴重;靠近市中心的交通和商業(yè)區(qū)污染次之,也較嚴重;綠化區(qū)稍好些。當市內的污染區(qū)風速較小,低空又有逆溫層存在時,在市區(qū)上空往往形成一穹隆形的塵蓋。如果風速達到3.5m/s,就會使穹形塵蓋破壞,形成鳥羽狀塵蓋。在強污染源的排放下,如果低空層結穩(wěn)定,地面風能將城市羽狀塵蓋向下風方向擴展數(shù)百千米。
(2)城市大氣污染的類型及其日變化和年變化
倫敦型(煤炭型)空氣污染:大氣污染源主要來自工業(yè)爐窯和民用爐灶,使用燃料為煤炭類,排出的主要污染物為煙塵、SO2、CO等。在冬季因取暖用的燃料較多,排放的煙塵量大,再加上冬季輻射逆溫頻率大,湍流弱,煙塵不易擴散,因此大氣中煙塵濃度冬季最高,春秋次之,夏季最小。日變化煙塵濃度以早晨8時左右為最大。我國各大城市的空氣污染基本上屬于這種類型。
洛杉磯型(石油型)空氣污染:大氣污染源主要來自汽車等交通工具。污染物為汽車尾氣排出的一次污染物 氮氧化合物(NOX)、碳氫化合物(HXCX)、一氧化碳(CO)和鉛塵等,以及在強烈的陽光照射下,由光化學反應生成二次污染物(光化學氧化劑)。由這些氮氧化合物、碳氫化合物、以及光化學反應的中間產(chǎn)物、最終產(chǎn)物所組成的特殊混合物,被稱為光化學煙霧。濃度年變化: 夏、秋季節(jié)(5月~9月)為最濃,冬季最淡。日變化: 光化學煙霧只在白天出現(xiàn),以中午附近為最濃。夜晚無日照,因而不會有污染現(xiàn)象出現(xiàn)。
4.城市大氣污染的影響
(1)對城市氣候的影響。城市大氣污染與整個城市氣候是相互影響相互制約的。城市中的風、大氣穩(wěn)定度、天氣形勢、降水、霧、溫度和日照等影響和制約著城市大氣污染的濃度及其時空分布;而城市大氣污染又反過來影響城市的氣候。其中最突出的影響有以下幾方面:減少太陽入射輻射和日照時數(shù);增加城市煙霧頻率、減小能見度;改變城市的熱狀況。
(2)對城市居民健康的危害。呼吸道疾病、致癌、心血管、消化道、神經(jīng)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)疾病等(3)對各種物品的腐蝕。城市紀念性建筑物(30=500)、藝術品等
(4)酸雨及其危害。pH<5.6;跨地區(qū)、跨國界;我國西南嚴重,以貴州、重慶、四川盆地較集中;北方較輕。
第二節(jié) 城市的土壤
一、城市土壤性質
1、城市發(fā)展與建設導致形成廢墟式土壤。這類土壤較利于植物根系伸展,但養(yǎng)分布不均;通氣良好,但土體甚為干燥。
2、城市道路交通使其兩側土壤性質發(fā)生改變;瓦礫、磚、砂、混凝土等建筑廢料多,pH值高,鉛金屬含量大,緊實度增加。
3、城市土壤含水量:城市化過程常常導致土壤含水量減少和地下水位降低;大部分降水形成地表徑流而流失,地下水得不到補償;城市地下設施(地鐵/地下停車場等)施工需要排出地下水。
二、城市土壤污染
1、水污染:主要是由污水灌溉造成。土壤潮濕或過潮濕、通氣性變差,營養(yǎng)元素雖豐富但也富集了有害物質。特別是由于鎘和鉛的富集,已不再適宜于蔬菜、農作物和其他經(jīng)濟作物生長。此外通過放牧常常還對動物造成毒害。
2、大氣污染: 城市工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸以及其他活動所排放的廢氣,以飄塵、降塵等形式降落,造成土壤污染。
3、固體廢氣物污染: 主要指垃圾、廢渣等固體廢棄物所造成的土壤污染。我國城市垃圾年產(chǎn)量達1.5億噸,一半以上進入城郊土壤。
污染物質通過人類向水體排放或引工業(yè)污水和生活污水灌溉而進入土壤,此類引起的土壤污染最普遍。進入大氣,以飄塵、降塵的形式淋洗入土壤。廢渣、垃圾等固體廢物堆放,或作為肥料施用而進入土壤。
綜上述,城市土壤具有較高污染物(重金屬、有機物等)含量。工業(yè)―三廢‖和城市垃圾、廢物是引起土壤污染最重要的物質來源。
第三節(jié) 城市噪聲
噪聲屬物理污染,是現(xiàn)代城市公民每天必須忍受的公害之一。各地噪聲近年來有上升趨勢。
一、噪聲的定義和特性
1、噪聲(noise)—指人不需要的、使人厭煩的、對生活和生產(chǎn)有妨礙的聲音。噪聲不單取決于聲音的物理性質,還與人的生活狀態(tài)有關。作為感覺公害,噪聲分為: 過響聲(飛機),妨礙聲(不大,但影響正常生活),不愉快聲(剎車)及無影響聲。
2、噪聲的特性:(1)無污染物,不留毒害;(2)不積累,不持久;(3)具有聲音的一切聲學特性和規(guī)律。
3、與噪聲有關的幾個物理量
(1)頻率—聲音是物體振動以波的形式在弱性介質(氣體/固體/液體)中進行傳播的物理現(xiàn)象,即通常所說的聲波.聲波的頻率等于造成和產(chǎn)生該聲波的物體振動的頻率(Hz)。頻率的高低,反映聲調的高低。頻率高,聲調尖銳;頻率低,聲調低沉,人耳對聲波的感應范圍在20~20000Hz,其中對1000Hz以下聽覺反應遲頓。換句話說,人耳對低頻率噪聲容易忍受些,而對高頻噪聲則感覺煩燥些。
(2)聲壓(P): 聲波在空氣中傳播時,空氣分子在其平衡位置的前后,沿著波的前進方向前后運動,使空氣的密度也隨之時疏時密。在密處與大氣壓相比壓力稍許上升;反之在疏處則稍許下降。在聲音傳播過程中,空氣壓力相對于大氣壓力的變化,稱為聲壓,其單位為帕(Pa)。
(3)聲強(J): 聲音的強度: 1秒鐘內通過與聲音前進方向成垂直的1m2面積上的能量稱為聲強,其單位是W/m2。聲強與聲壓的平方成正比,其關系式如下: J=P2/ρc[ρ—介質的密度(kg/m3); c —聲音的傳播速度(m/s)]。
(4)聲壓級:由于常遇到的噪聲聲強大小差別極大,例如飛機發(fā)動機噪聲的聲壓為20Pa,而剛能聽 JP2PLP?lg?lg2?2lgJ0P0P0
到的蚊子飛過的噪聲聲壓約為2?10-5Pa。兩者聲強之比達1012倍。因此采用聲強之比(亦即聲壓之比)的對數(shù)來表示。
P—被測聲壓,P0—基準聲壓,其值為2?10-5Pa,LP—聲壓級(Bel)用貝做聲壓級的單位太大,常用它的它的十分之一即分貝(dB)作單位。所以聲壓級就是被測聲壓與基準聲壓之比的對數(shù)乘以20的分貝數(shù)。
(4)噪聲級—聲壓級只反映了人們對聲音強度的感覺,不能反映人們對頻率的感覺,而且由于人耳對高頻聲音比對低頻聲音較為敏感,因此聲壓級和頻率不同的聲音聽起來很可能一樣的響。這樣,要表示噪聲的強弱,就必須同時考慮聲壓和頻率對人的作用,這種考慮了共同作用的噪聲強弱稱為噪聲級。噪聲級可用噪聲計測量,它能把聲音轉變?yōu)殡妷?,?jīng)過處理后用電表指示出分貝數(shù)。
二、噪聲的危害
40dB(A)以下屬正常的環(huán)境聲音,一般被認作噪聲的衛(wèi)生標準。在其上便是有害的噪聲,它影響睡眠、干擾工作、妨礙談話、使聽力受損害,甚至引起心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等方面的疾病。噪聲危害有以下主要表現(xiàn):1.干擾睡眠。2.損傷聽力。3.對人體的生理影響。4.對兒童和胎兒的影響。5.對動物的影響。6.對建筑物的損害。
三、噪聲的控制標準及噪聲控制
1.噪聲控制標準(隨地區(qū)和時間的不同而異,具體分三類: 第一類聽力保護標準: 目前大多數(shù)國家定為90(85)dB(A),能保護80%(90%)的人。若平均聽力損失超過25dB(A),稱為噪聲性耳聾。
第二類機動車輛噪聲標準(城市噪聲中交通占70%)
第三類環(huán)境噪聲標準的制訂最為復雜。通常是從噪聲引起煩惱的角度來考慮,對休息睡眠與交談思考的干擾是日常生活最易引起煩惱的因素,因此環(huán)境噪聲標準的制訂,主要是以對睡眠和交談思考的干擾程度為依據(jù)的。例如,對睡眠而言,一個40dB(A)的連續(xù)噪聲,會使10%的人的睡眠受到影響,在70dB(A)時受到影響的人達50%。從睡眠角度看,30~35dB(A)的噪聲對睡眠基本上沒有影響。因此我國把安靜住宅區(qū)夜間的噪聲標準訂為35dB(A)噪聲來源
2.就城市環(huán)境噪聲而言,則大致可分為: ①交通噪聲: 占城市環(huán)境噪聲的70%,噪聲源活動,影響面廣,主要來自交通運輸工具的行駛、振動和喇叭聲。如載重車、公共車、拖拉機等車輛的行進噪聲約89~92dB(A);喇叭聲在我國城市噪聲中最為嚴重,(距車輛5m處,)電喇叭大約為90~110dB(A),汽喇叭大約為105~110dB(A)。我國城市交通噪聲普遍高于國外,市區(qū)噪聲級都在75dB(A)以上,有的夜間仍高達70dB(A)②工廠噪聲: 來自生產(chǎn)過程和市政施工地等,是造成職業(yè)性耳聾,甚至年青人脫發(fā)禿頂?shù)闹饕?。一般電子工業(yè)和輕工業(yè)的噪聲在90dB以下,紡織廠噪聲約為90~106dB(A),機械工業(yè)噪聲為80~120dB(A),鑿巖機、大型球磨機達120dB(A),風鏟、風鎬、大型鼓風機在130dB(A)以上,工廠噪聲不僅給生產(chǎn)工人帶來危害,而且廠區(qū)附近居民也深受其害。
③生活噪聲: 即街道和建筑物內部各種生活設施、人群活動等產(chǎn)生的聲音。如樓上挪動東西、敲打物體、兒童哭鬧、收音機和電視機的大聲播放、戶外小學生的喧嘩聲等,均屬此類。生活噪聲一般在80dB(A)以下,對人沒有直接生理危害,但都能干擾人們談話、工作、學習和休息,使人心煩意亂。
3.噪聲控制
噪聲的傳播一般分為三段: 噪聲源?傳播媒介?接受者;聲波傳播途徑包括行進過程中的反射和衍射等??刂圃肼暤脑?,就是在噪聲到達耳膜之前,采取阻尼、隔振、吸聲、隔聲、消聲器、個人防護和建筑布局等七大措施,盡力減弱或降低聲源的振動,或將傳播中的聲能吸收掉,或設置障礙,使聲音全部或部分反射出去,減弱噪聲對耳膜的作用,達到控制噪聲目的。
(1)從聲源上降低噪聲: 包括研制和采用噪聲低的設備和改進加工工藝等措施
(2)在傳輸途徑上控制噪聲: 采取聲學處理的方法,如吸聲、隔聲、隔振和阻尼等來降低噪聲(3)在接受點阻止噪聲: 在上述兩種控制方法失效時,應采取耳塞、耳罩、防聲蠟棉和防護面具等個人防護措施
(4)其它方式: 如實行新的交通法規(guī),廣泛進行植樹造林,綠化城市,可在一定程度上減輕城市噪聲
第四節(jié) 城市災害及其防治
城市災害(urban disaster)是發(fā)生在城市范圍內的自然災害和人為的各種災害。主要有:①地質災害;②氣象災害;③火災;④各種交通災害;⑤各種傳染病和環(huán)境污染等。
一、城市地質災害
(一)城市地質災害的主要類型及危害
地質災害(geological disaster)是地殼動力地質作用及巖石圈表層在大氣圈、水圈、生物圈相互作用和影響之下,使城市的生態(tài)環(huán)境和人類生命及財富遭受損失的現(xiàn)象。城市地質災害主要包括:地震災害、崩滑流災害、地面變形災害、開挖工程災害、水土流失災害、風沙塵暴災害和海平面上升災害等七種。
1、地震災害
地震是城市面臨的第一大天災,是城市環(huán)境使居民遭受最致命打擊的城市災害。殺傷殺死城市居民的既是地震本身,也是人們自己建造的建筑物,但絕大多數(shù)的人是死于后者。
地震就是因地球內部緩慢積累的能量突然釋放而引起的地球表層的振動。它是一種經(jīng)常發(fā)生的自然現(xiàn)象,是地殼運動的一種特殊表現(xiàn)形式。地球上每天都在發(fā)生地震,一年約有500萬次。其中約5萬次人們可以感覺到;能造成破壞的約有1000次;7級以上的大地震平均一年有十幾次。
地球內部由表及里可分為地殼、地幔、地核三個圈層。據(jù)統(tǒng)計約有92%的地震發(fā)生在地殼中,其余的發(fā)生在地幔上部。由于引起地殼震動的原因不同,可以把地震分為構造地震、火山地震和陷落地震。構造地震是由于巖層斷裂,發(fā)生變位錯動,在地質構造上發(fā)生巨大變化而產(chǎn)生的地震,也叫斷裂地震。目前世界上發(fā)生的地震90%以上屬于構造地震。構造地震的震源深度通常多在60公里以內。
地球內部發(fā)生地震的地方叫震源。震源在地面上的投影點稱為震中。從震中到地面上任何一點的距離稱為震中距。
地震有兩個主要參數(shù),一是震級,二是烈度。震級反映地震本身的大小,只跟地震釋放的能量多少有關,能量越大,震級就越大;震級相差一級,能量相差約30倍。地震震級分為九級,一般小于2.5級的地震人無感覺;2.5級以上人有感覺;5級以上的地震會造成破壞。簡稱震級。按震級大小分:一般將小于1級的地震稱為超微震;大于、等于1級,小于3級的稱為弱震或微震 ;大于、等于3級,小于4.5級的稱為有感地震;大于、等于4.5級,小于6級的稱為中強震;大于、等于6級,小于7級的稱為強震;大于、等于7級的稱為大地震 ;8級以及8級以上的稱為巨大地震。地震烈度是指地震時某一地區(qū)的地面和各類
建筑物遭受到一次地震影響的強弱程度。從概念上講,地震烈度同地震震級有嚴格的區(qū)別,不可互相混淆。對于同一次地震只應有一個數(shù)值。烈度在同一次地震 中是因地而異的,它受著當?shù)馗鞣N自然和人為條件的影響。影響一地地震烈度的五要素:震級、震源深度、震中距、地質結構、建筑物。我國將地震烈度劃分為12度:3度:少數(shù)人有感,儀器能記錄到;4-5度:睡覺的人會驚醒,吊燈擺動;6度:器皿傾倒,房屋輕微損壞;7-8度:房屋破壞,地面裂縫;9-10度:橋梁、水壩損壞、房屋倒塌,地面破壞嚴重;11-12度:毀滅性的破壞。
地震發(fā)生較多又比較強烈的地帶,叫地震帶。世界主要有兩大地震帶:一是環(huán)太平洋地震帶,包括南北美洲太平洋沿岸和從阿留申群島、堪察加半島、日本列島南下至我國臺灣省,再經(jīng)菲律賓群島轉向東南,直到新西蘭。釋放能量占全球地震釋能量的76%;二是喜馬拉雅-地中海地震帶,從印度尼西亞經(jīng)緬甸到我國橫斷山脈、喜馬拉雅山區(qū),越過帕米爾高原,經(jīng)中亞細亞到地中海及其附近地區(qū),釋放能量占全球地震釋放能量的24%。我國處在世界上兩大地震帶之間,大陸地震約占世界大陸地震的三分之一。
2、崩滑流災害 崩塌、滑坡、泥石流災害是世界上城市危害比較嚴重的地質災害之一。它僅次于地震災害,危害慘重,分布廣泛,且歷史悠久。這三種災害具有相同的形成條件與分布規(guī)律,常在同一地區(qū)相伴而生,因此歸為一類。它屬于外動力地質災害或外動力作用下形成的巖石圈災害。
3、地面變形災害 地面變形災害包括地面沉降、地面塌陷和地面裂縫。在中國,造成城市地面塌陷的原因大體上有兩個方面:①開采地下礦產(chǎn)資源引起塌陷;②表面巖溶活動引起塌陷。
4、開挖工程災害 在工礦企業(yè)工程建設過程中產(chǎn)生了大批城市,如:山西、廣西南丹、黑龍江等地。在這些城市周圍礦產(chǎn)資源開發(fā)和隧道等工程建設中經(jīng)常發(fā)生突水、突泥、沖擊地壓、冒頂、煤瓦斯突出等。煤田自燃和煤礦井下自燃主要發(fā)生在北方,它是指煤田、埋藏淺、含量高的煤層和干旱地區(qū)干燥煤層發(fā)生的煤炭自燃災害。
5、水土流失災害 水土流失災害是土壤在外力(風、水等)的作用下,被剝蝕搬運和沉積.由于它的作用發(fā)生緩解,平時察覺不到,故有又稱之為“靜悄悄的危機”和“爬行性的災難”。氣候、地形、土壤種類和植被覆蓋等會影響水土流失的發(fā)生,但人類不合理利用土壤,破壞植被則是水土流失的主要因素。
6、風沙塵暴災害
風沙塵暴都是威脅城市安全的災害性自然現(xiàn)象,但卻是與人類的活動密切相關。目前,西部的西安、蘭州、銀川、烏市、呼市、北京等常受到風沙的侵襲。在受風沙塵暴危害嚴重的城市和地區(qū),加強植被的恢復工作,提高植被的覆蓋率,是減少災害的最佳途徑。
沙塵暴發(fā)生的條件為:沙源:沙源或很細的沙土等基本物質。地表性質:土質松軟、干燥、無植被或草木生長及沒有積雪。氣象條件:強烈而持久的地面風、垂直不穩(wěn)定的氣象條件及沒有降雨降雪天氣現(xiàn)象。
我國北方劃分出4個主要沙塵暴中心和源區(qū):
1、甘肅河西走廊及內蒙古阿拉善盟;
2、南疆塔克拉瑪干沙漠周邊地區(qū);
3、內蒙古陰山北坡及渾善達克沙地毗鄰地區(qū);
4、蒙陜寧長城沿線。
沙塵暴頻頻發(fā)生是生態(tài)環(huán)境惡化的標志之一。我國沙漠、戈壁和沙漠化面積已達1,653,000km2,并正以每年2,460 km2/yr速度發(fā)展。
中國林科院利用1000多個觀測站、10年資料模擬干旱半干旱地區(qū)的條件做了一些實驗,預計到2050年,我國的干旱區(qū)還在擴大,沙塵暴的來源還會存在的。
7、海平面上升災害
全球的氣候變暖,地球表面降雨歷時加長,強度增大,加速海洋中冰雪的融化,海平面上升,過去的100年來,全球平均氣溫升高0.15-0.45℃,全球海平面上升了10-20cm。給沿海城市帶來了一系列災害:(1)影響城市供水:海平面上升加劇鹽水入侵危害和阻礙城市污水放而引起的供水水源污染。(2)阻礙城市防洪:沿海平原城市高程較低,天津和上海現(xiàn)狀重現(xiàn)期為100年一遇的高潮位,將變成10年一遇,廣州降為20年一遇。(3)旅游業(yè)受到危害:海平面如上升50cm,大連、秦皇島、青島、北海和三亞濱旅游區(qū)淹沒和侵蝕加劇后退31-366m,沙灘損失24%。
(二)城市地質災害防治對策
(1)加強對城市地質災害鏈、災害機理、災害區(qū)劃、災害評估及災害預警系統(tǒng)的綜合研究。(2)加強法制建設,建立健全有關減災法規(guī)。(3)中國城市地質災害損失慘重,進行城市災害的綜合評價,提出切合實際的因災設防,因地減災。(4)加大城市地質災害防治的投入,加強防災工程建設,開展包括城市綠化、水土流失治理、防滑、防泥石流和入??诜莱惫こ蹋畮?、危壩的加固工程,防洪、防震等城市防災工程,以及小流域治理。(5)打破地方保護主義,只顧本單位的眼前利益,忽視社會利益的消極思想。(6)加強宣傳教育。(7)總結減災經(jīng)驗教訓、彌補工作不足。(8)推動減災工作的社會化,為社會減災做出貢獻。(9)發(fā)展城市地質災害學科建設。(10)制定科學的、切實可行的減災措施。
二、城市火災及其防治
(一)城市火災的危害
火災(fire disaster)是一種發(fā)生頻率最高且又無法預見的城市災害。它常常孕育于強風、地震、戰(zhàn)爭等其他重大災害之中,對人民生命財產(chǎn)的危害及城市建設的破壞十分嚴重。
2010年11月15日,上海靜安區(qū)膠州路728號的一幢28層民宅發(fā)生嚴重火災。大樓火災遇難人數(shù)53人。另外還有70人住院,其中17人傷勢嚴重。事故原因是由無證電焊工違章操作引起的。上海靜安大火,抓捕8名無證電焊工。
三、城市洪澇災害及其防治
(一)城市化對洪澇災害的影響
城市化對雨洪水匯流過程中影響最敏感的因素:(1)地面覆蓋不透水鋪砌。(2)地面排水系統(tǒng)的改造。(3)土地利用結構的變化。城市的發(fā)展使土地得到充分利用,它往往侵占一些天然河道的洪水灘地和滯洪洼地。
城市化后單位過程線的洪峰流量約等于城市化前的3倍,漲峰歷時縮短1/3,暴雨徑流的洪峰流量預期可達未開發(fā)流域的2-4倍。
(二)中國城市布局特點及洪澇災害
76%城市分布在東部和中部地區(qū)。沿海、沿江分布,珠江、長江、淮河、黃河、遼河、松花江等江河流域集中了中國90%以上的城市人口,集中了工業(yè)總產(chǎn)值和固定資產(chǎn)90%的資源,集中了中國政治、經(jīng)濟、文化的精華。30%的城市分布在僅占國土面積的10%的經(jīng)濟發(fā)達的地帶,海拔在50m以下,極易遭受洪澇災害。1954年的長江洪水,確保了漢、寧、滬等沿江大中城市,但淹沒農田313萬頃,損失100余億元,死亡人數(shù)萬計。1998年入夏后,長江發(fā)生了自1954年以來的又一次全流域的特大洪水,嫩江、松花江也發(fā)生了歷史上的大洪水。據(jù)初步統(tǒng)計,全國共有29個?。▍^(qū)、市)遭受了不同程度的洪澇災害,受災面積3.18億畝,成災面積1.96億畝,受災人口2.23億人,死亡3004人,倒塌房屋685萬間,直接經(jīng)濟損失達1666億元。
(三)城市洪水的控制和防治
1、增加防洪戰(zhàn)略研究;
2、充分利用先進技術和設備;
3、結合具體條件,開辟滯洪區(qū)(荊江分洪區(qū))
4、制定河流管理法規(guī),明確防洪責任制
四、其他災害
(一)傳染病災害
傳染病災害(infectious disease disaster)是城市的人為災害,傳染病的死亡率在發(fā)達國家僅占1%,在發(fā)
展中國家仍然是主要殺手,1993年傳染病死亡率占41.5%。
導致傳染病的主要因素:
1、城市環(huán)境變化。全球變暖(global warming)。溫室氣體造成氣溫逐漸上升,對傳播傳染病的蚊蟲、蒼蠅、田螺和嚙齒類動物產(chǎn)生巨大影響。氣候變暖會導致瘧疾病人數(shù)的增加。另外潮濕和持久的大雨也是瘧疾突然快速蔓延的主要原因。
2、人類活動。城市大量人口造成過度的擁擠,從而導致衛(wèi)生問題,它是致使傳染病擴散的媒介。
3、現(xiàn)代醫(yī)藥的并發(fā)癥。
大約5%的病人進入急救醫(yī)院,從他們住院治療的地方獲得傳染病。
4、微生物的適應性和變化。病毒能迅速演變成再次感染以前受感染的病人。如流行感冒病毒有一條繼續(xù)生存和產(chǎn)生疾病的獨特途徑。
5、公共衛(wèi)生措施的破壞。種牛痘苗和很好的衛(wèi)生條件有助于防治傳染病,保護人體健康。中國近年來公共場所投毒中毒事件增多。
(二)城市交通事故
交通事故災害包括車禍和航空災難。全世界死于車禍的累計3000多萬人,比第二次世界大戰(zhàn)多出1倍。中國僅次于美國,年均死亡人數(shù)在5.3萬左右。超速、強行超車、搶道、酒后駕車,疲勞駕駛和無證開車等嚴重危害交通安全的現(xiàn)象極為普遍。人們把交通事故稱為“永無休止的交通戰(zhàn)爭”。
復習題:
1、名詞解釋:城市氣候、城市熱島、熱島強度、鄉(xiāng)村風、倫敦型污染、洛杉磯型污染、噪聲
2、城市氣候所涉及的范圍有些?
3、城市氣候不同于周圍地區(qū)的主要表現(xiàn)是什么?
4、城市熱島形成的原因是什么?
5、城市熱島強度如何變化?
6、什么是逆溫層?逆溫形成的主要原因是什么?
7、城市降水較多的原因是什么?
8、城市大氣污染與氣象條件的關系如何?
9、城市土壤有何特點?
10、如何控制噪音?
11、什么是城市災害,主要有哪些?
12、、什么是城市地質災害,其類型主要有哪些?
13、沙塵暴發(fā)生的條件什么?
14、導致傳染病的主要因素是什么?
第七章
城市景觀生態(tài)
第一節(jié) 城市景觀的概念
一、景觀的定義與內涵
福曼(R.Forman)在《景觀生態(tài)學》中,景觀―以類似方式重復出現(xiàn)的相互作用的若干生態(tài)系統(tǒng)的聚合所組成的異質性土地地域‖。具備四個特征:①生態(tài)系統(tǒng)的聚合;②各生態(tài)系統(tǒng)之間和物質能量流動的相互關系;③具有一定的氣候和地貌特征;④與一定的干擾狀況的聚合相對應。
結構上景觀是若干生態(tài)系統(tǒng)組成的鑲嵌體,功能上各生態(tài)系統(tǒng)相互作用。以景觀的形成來說,受兩方面的影響,一是地貌和氣候條件,二是干擾因素。
二、城市景觀生態(tài)的概念
城市景觀是指城市所有空間范圍,或者說是城市布局的空間結構外觀形態(tài)。包括城市區(qū)域內各種組成要素的結構及外觀形態(tài)。在城市景觀中,人與環(huán)境的相互關系是核心,所以,城市景觀是由若干個以人與環(huán)境的相互作用關系為核心的生態(tài)系統(tǒng)組成。
三、景觀要素的基礎知識
景觀是一個由不同生態(tài)系統(tǒng)組成的鑲嵌體,其組成單元稱為景觀要素(element)。按自然環(huán)境或立地條件劃分的單元稱之為景觀成分,按人類活動的影響(如土地利用方式)劃分的單元稱之為景觀要素。景觀和景觀單元或景觀要素的關系是相對的。村莊、農田、牧場、森林、道路和城市的異質性地域稱之為景觀,它們每一類即為景觀要素,景觀強調的是異質鑲嵌體,而景觀要素強調的是均質同一的單元。
第二節(jié)
城市景觀要素的基本類型
一、景觀要素的基本類型
景觀要素是景觀的基本單元,按各景觀要素在景觀中的地位和形狀分為三種類型:
1、斑塊(嵌塊體patch):在外貌上與周圍地區(qū)(本底)有所不同的非線性地表區(qū)域(最小景觀單元)。
2、廊道、走廊corridor:與本底有所區(qū)別的帶狀土地。
3、基底(本底)matrix :面積最大,連接度最高且在景觀功能上起優(yōu)勢作用的景觀要素類型。斑塊和走廊都是本地所包圍的。
(一)斑塊。按照起源斑塊可分為四類:干擾斑塊、殘余斑塊、環(huán)境資源斑塊和引入斑塊。
引入斑塊(introduced patch)原因:人類將有機體引進一個地區(qū),就產(chǎn)生了引入斑塊。引入斑塊的類型:(1)種植斑塊(planted patch)原因:由人種植植物而產(chǎn)生的。特點:人的活動對其影響較大,如果停止人為活動,則有的種要有本底向種植斑塊遷入,種植種要被天然種代替,最后的結果是種植斑塊消失。如果經(jīng)常維護、存留時間長。(2)聚居地(homes habitation)人類今天已經(jīng)成為景觀的主要成分。無論種植斑塊中還是干擾斑塊、殘余斑塊中,都可見人的參與。但更明顯的是人類的聚居地斑塊。小到幾家?guī)讘簦蟮缴锨f的大城市。例如:村落、城鎮(zhèn)、城市、城市群。聚居地是由于人為干擾造成的。先是部分或全部清除天然植被.然后建造許多房屋和其他設施。聚居地可作為一個斑決存在幾年、幾十年,甚至幾世紀。聚居地生態(tài)系統(tǒng)的基本生物成分有人、引入的植物和動物、無意中引入的有害生物和引入的本地種。因為它是高度人為化的,所以這些引入成分的成活在很大程度上要決定于人為的維護上作。聚居地中城市和鄉(xiāng)村區(qū)別很大。城市及其郊區(qū)面積很大,可足以稱之為單獨的景觀。相反地,小城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村或幾家?guī)讘舻木用顸c則是一個鄉(xiāng)村景觀中的聚居地斑塊。
(二)廊道(corridor)廊道是斑塊的一種特殊形式,高速公路、傳輸電纜、河流、樹籬等廊道形式較為常見,目前尚沒有一個公認的定量標淮去區(qū)別廊道與斑快,一般來說,長寬比至少在10—20以上的斑塊,且分割景觀,又為斑塊相連的可認為是廊道。
廊道的起源與斑塊相一致,其出現(xiàn)在景觀中有重要意義。在人類的經(jīng)濟生活中扮演重要角色。河流灌溉兩岸的土地,并提供舟揖之便,高速公路連接城鎮(zhèn)。大大方便了各地物資與人口的流動,電話線為人類架起信息傳輸?shù)臉蛄?。人們可在任何地方了解國際上發(fā)生的事情??隨社會的發(fā)展,人類文明的進步,廊道在現(xiàn)代社會中的意義將愈益顯現(xiàn)出來。
廊道與本底有所區(qū)別的一條帶狀土地,可以看作是一個線狀或帶狀的斑塊。例如:樹籬、公路
1、廊道的作用。雙重作用:將景觀分離、將景觀連接(1)運輸:公路、鐵路、運河、輸電線等;(2)保護:長城、圍墻、林帶等;(3)資源:走廊地帶野生動物豐富、植物種類較多;(4)觀賞:古代曲徑通幽、頤和園的長廊、西湖的蘇堤、長城、高速公路的景觀設計。
2、廊道的起源。走廊按起源可分為:干擾廊道、殘余廊道、環(huán)境資源廊道、種植廊道
各種走廊的持久性與其成因有密切關系。環(huán)境資源走廊一般具有相對的持久性。干擾走廊和殘余走廊變化較快,它要受因干擾所發(fā)生的植被演替過程所控制。種植走廊的持久性完全決定于人類的經(jīng)營管理活動,一旦這種活動停止,種植走廊不可能繼續(xù)存在。
(三)本底(基質)范圍廣、連接度最高,并且在景觀功能上起著優(yōu)勢作用的景觀要素類型。景觀中的背景地域。
1、本底的標準(1)相對面積。一般來說,本底的面積超過現(xiàn)存其他類型景觀元素的面積總和。假如一種景觀元素類型覆蓋50%以上的面積,就可以認為是本底。(2)連通性。如果一個空間不被兩端與該
空間的周界相連的邊界隔開,則認為該空間是連通的。連通性高的作用:可以作為障礙物將其他要素分開。例如:防火帶。便于物種遷移與基因交換。使其他要素成為生境島。
二、城市景觀要素特征
(一)城市景觀生態(tài)單元特點。由于人類活動的強烈影響,城市中自然條件,如水文氣象、地質地貌和動植物等,都發(fā)生了很大變化。城市景觀變化極快,表現(xiàn)出不穩(wěn)定性,在邊緣區(qū)表現(xiàn)尤為明顯。城市景觀的破碎性,是與城市人口的工作、生活相適應的。
(二)城市景觀結構要素特點
1、斑塊。城市景觀中的斑塊,主要指各呈連續(xù)島狀鑲嵌分布的不同功能分區(qū)。最明顯的斑塊如殘存的森林植被、公園等,由于植被覆蓋好,外觀、結構和功能明顯不同于周圍建筑物密集的其他區(qū)域。學校、機關單位、醫(yī)院、工廠、農貿市場等,也可視為不同規(guī)模的功能斑塊體。
2、廊道。城市廊道可以分為兩大類:人工廊道和自然廊道。前者是以交通為目的的鐵路、公路和街道等,后者有以交通為主的河流以及環(huán)境效益為主的城市自然植被帶等。
3、本底(基質)城市景觀中,占主體的組成部分是建筑群體。城市的本底是由街道和街區(qū)構成的。
第三節(jié) 景觀多樣性與城市景觀異質性
一、景觀多樣性的概念和描述指標
景觀多樣性又常被成為生態(tài)系統(tǒng)多樣性。多樣性指數(shù)是以數(shù)學公式描述群落結構特征的一種方法,一般僅限于植物種類數(shù)量的考察。計算多樣性的公式很多,形式各異,而實質是差不多的。大部分多樣性指數(shù)中,組成群落的生物種類越多,其多樣性的數(shù)值越大。
重要值計算公式如下:
喬木重要值: IV=(相對密度+相對高度+相對優(yōu)勢度)×100/3 灌木和草本的重要值: IV=(相對多度+相對蓋度+相對頻度)×100/3 不同群落物種多樣性是以各樣地中物種重要值為基礎,按生長型(喬木、灌木、草本)計算群落各層的物種多樣性。研究多樣性的指數(shù)很多,多樣性的計算方法也各不相同。實驗中多采用a多樣性指數(shù),包括物種豐富度、物種多樣性和均勻度。
物種豐富度:S=出現(xiàn)在樣地中的物種數(shù);
物種多樣性指數(shù):Simpson指數(shù):D =1-∑[Ni(Ni-1)/N(N-1)] Shannon—wiener指數(shù):H′ =-∑PilnPi,均勻度指數(shù):Pielou指數(shù):Jsw= H′/lnS Alatalo指數(shù):Ea=[1/(∑Pi2)-1]/[ exp(H′)-1]
式中,Ni為種i的重要值,N為種i所在樣方的各個種的重要值之和,Pi=Ni/N為種i的相對重要值。根據(jù)群落垂直結構的特點,在測度群落總體多樣性指數(shù)時,對不同生長型的多樣性指數(shù)進行加權。加權參數(shù)的計算公式為:Wi=(Ci/C+Hi/H)/2。式中:Wi為群落第i個生長型多樣性指數(shù)的加權參數(shù),Ci為第i個生長型的蓋度,C為總蓋度(C=∑Ci),Hi為第i個生長型的平均高度,H為高度之和(H=∑Hi)。對群落不同生長型的加權參數(shù)進行計算后,再計算群落總體多樣性=∑Wi×第i層的多樣性。
二、城市景觀異質性(heterogeneity)
異質性是景觀的根本屬性,任何景觀都是異質的。城市景觀的異質性首先表現(xiàn)為二維平面的空間異質性,公園、綠地、水面、建筑物、街道性質各異,功能各不相同。城市景觀的異質性同時還表現(xiàn)為垂直的空間異質性。垂直的異質性導致了水平的異質性,如高樓兩側接受太陽輻射的多少,氣溫高低不同,植物開花,放葉時間早晚。時空耦合(coupling)異質性,也存在于城市景觀中。一般而言,異質性是指景觀要素的空間分布的不均勻性,而把時間異質性用動態(tài)變化來表述,異質性的表現(xiàn)形式為空間格局。(景觀植物的搭配,落葉,常綠,針葉,闊葉)垂直的空間異質性。時空耦合(coupling)異質性。
三、城市廊道效應。
城市廊道的經(jīng)濟,社會,生態(tài)效益結合。街道(廊道)在城建中不可或缺,須合理規(guī)劃,理由:街道主要
職能是交通運輸。城市街道是線形污染源,汽車排放的尾氣、噪聲、塵埃、垃圾等污染物沿街道分布于擴散,街道的長度、寬度、方向與污染的擴散有密切關系。城市的街道直接起人流導向作用。城市的社區(qū)組織或居民委員會等城市小區(qū)都靠街道分隔劃界與彼此聯(lián)系,有利于城市社區(qū)的管理。
第四節(jié) 城市景觀規(guī)劃
一、城市景觀規(guī)劃的目的和基本原則
(一)以人為主體的基本原則
人是城市空間的主體,任何景觀設計都應以人的需求為出發(fā)點,體現(xiàn)對人的關懷,根據(jù)嬰幼兒、青少年、成年人、老年人、殘疾人的活動行為特點和心理活動特點,創(chuàng)造出滿足其各自需要的空間,如運動場地、寬闊的草地和老人俱樂部等。(better city,better life!城市﹐讓生活更美好﹗)
(二)尊重自然、和諧共存創(chuàng)建園林城市
自然環(huán)境是人類賴以生存和發(fā)展的基礎,地形地貌、河流湖泊、城市植被等要素構成城市的主要景觀資源,尊重并強化城市的自然景觀特征,人工環(huán)境與自然環(huán)境和諧共處,有助于城市特色的創(chuàng)造。園林城市為城市景觀規(guī)劃和建設的主導思想。
(三)延續(xù)歷史、開創(chuàng)未來
對于具有歷史價值、紀念價值和藝術價值的景物,要有意識地挖掘、利用和維護保存,以使歷代所經(jīng)營的城市空間及景觀得以連貫。(華盛頓榆樹)
(四)協(xié)調統(tǒng)一、多元變化
一個城市只有達到各景觀要素協(xié)調統(tǒng)一,富有變化,才能體現(xiàn)出整體的健康與美。紐約的每一幢建筑都很漂亮,但整個城市較雜亂。
二、城市景觀規(guī)劃的內容
城市景觀規(guī)劃設計是以城市中的自然要素與人工要素的協(xié)調配合,以滿足人們的生存與活動需要,創(chuàng)造具有地方特色和時代特點的空間環(huán)境為目的的工作過程。分為城市總體景觀、城市區(qū)域景觀與城市局部景觀等三個層次。
城市規(guī)劃一般是對城市土地所作的平面使用計劃,其道路系統(tǒng)的組織與用地安排對城市景觀的形成有很大影響,因而在做城市規(guī)劃時就應該考慮到景觀的內容。城市景觀規(guī)劃就是土地立體使用并考慮各局部與整體構成所做的規(guī)劃,對各城市景觀要素按上述的原則,進行合理的規(guī)劃設計。
三、城市道路網(wǎng)絡系統(tǒng)景觀規(guī)劃
(一)道路建設的景觀生態(tài)規(guī)劃思想
1、重視道路的形態(tài)結構和總體格局規(guī)劃。
2、加強道路綠化體系建設,完善道路網(wǎng)絡的生態(tài)功能。
(二)城市道路系統(tǒng)規(guī)劃基本原則
1、交通流暢、快速安全,體系完整。聯(lián)系各功能用地。根據(jù)各城市的實際情況決定交通體系。路網(wǎng)間距
主干路
600—1000米,次干路
300—500米,支路
200—300米。道路密度。道路線密度 主干路:中心區(qū)≥4公里/平方公里,一般2.0~3.3,道路面密度,國標:8—15%,國外:20%以上。
2、利于環(huán)境,美化城市。與主導風向的關系。廢氣擴散、抵御寒風。過境交通的布置。減少噪音和尾氣污染、加置音障。將自然、人文景色引入城市。對景、借景。
3、結合現(xiàn)狀,節(jié)約用地。山區(qū)與平原城市的路網(wǎng)不同。山區(qū)城市路網(wǎng)應符合地形,不要追求寬大平直。要靠慮地質、水文情況。盡量利用原有設施,避免拆遷量過大。道路設計要與其他城市基礎設施相協(xié)調??v坡與排水方向一致。管線綜合。地下交通和地下空間的綜合利用。
四、城市景觀的文化研究
城市景觀不僅是城市內部和外部形態(tài)的有形表現(xiàn),它還包括了更深層次的文化內涵,是物質與精神的總和。希臘的雅典衛(wèi)城、北京的故宮、法國的巴黎圣母院、意大利的圣彼得大教堂等成為了城市的永恒標志。法國的巴黎,沿著塞納河這根城市軸線,盧浮宮、萬神廟、德方斯,一直到新城等一組建筑群不斷展示開
來,各個時期、不同時代的建筑風格沿著成網(wǎng)的干道向城市四周攤開。
Parkinson說:―全世界有一個很大的危害,我們的城鎮(zhèn)正在趨向同一個模樣,這是很遺憾的,因為我們生活中許多情趣來自多樣化和地方特色?!?/p>
我國城市以前街道上很少有雕塑,或城市標志,現(xiàn)在又一擁而上,到處都是大同小異的雕塑,沒有自己的特點。(Boston 的鴨子雕塑,公園的鱷魚雕塑)復習題:
1、名詞解釋:景觀、斑塊、本底、廊道
2、景觀要素的有哪三種基本類型?
3、為什么說廊道在城建中不可或缺?
4、城市景觀規(guī)劃的基本原則是什么?
第八章 城市生態(tài)系統(tǒng) 第一節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)基本概念
一、城市(city)是非農業(yè)人口為居民主體,以空間與環(huán)境利用為基礎,以聚集經(jīng)濟效益為特點,以人類社會進步為目的的,一個集約人口、經(jīng)濟、科學技術和文化的空間地域綜合體。——人類社會與地域空間的高度結合。
二、城市系統(tǒng)(urban system):指以人為中心的,以一定的環(huán)境條件為背景以經(jīng)濟為基礎的社會、經(jīng)濟、自然綜合體。
估計城市組成單元為108個。有許多子系統(tǒng)組成,如經(jīng)濟、金融、交通、城建、科學、文化、法律等。隨著城市規(guī)模的擴大和各種設施的發(fā)展與完善,城市具有越來越多的功能,單一功能的城市少。
子系統(tǒng)分類如下:(1)科教文衛(wèi)(科學、醫(yī)療衛(wèi)生、文化、教育);(2)交通郵電(交通運輸、郵電業(yè));(3)財政(財政收入、財政支出);(4)產(chǎn)業(yè)(機關團體、旅游業(yè)、金融業(yè)、公用事業(yè)、商業(yè)、服務業(yè)、建設業(yè)、工業(yè)、地質勘探、礦業(yè)、林業(yè)、農業(yè));(5)資源&能源(社會資源、物資供應、自然資源);(6)環(huán)境(人工環(huán)境自然環(huán)境);(7)人口(需求、就業(yè)與撫養(yǎng)、流動、分布、人才開發(fā)、人口發(fā)展)
城市大系統(tǒng)的總目標是發(fā)揮城市效益,包括社會效益、經(jīng)濟效益與生態(tài)環(huán)境效益,滿足人們對物質和精神文化的需要。
三、生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)在一定的時空范圍內,生物群落與其環(huán)境之間通過不斷的物質循環(huán)與能量流動形成的相互依賴、相互作用、相互制約的統(tǒng)一體。
四、城市生態(tài)系統(tǒng)(urban ecosystem):指城市空間范圍內的居民與自然環(huán)境系統(tǒng)和人工建造的社會環(huán)境系統(tǒng)相互作用而形成的統(tǒng)一體,屬于人工生態(tài)系統(tǒng)。有的稱之為人類生態(tài)系統(tǒng)(human ecology system),還有稱為人工生態(tài)系統(tǒng)(artificial ecological system),也有稱之為生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)(ecological economic system)。
第二節(jié)
城市生態(tài)系統(tǒng)的構成
城市生態(tài)系統(tǒng)的構成是指該系統(tǒng)內包括哪些組成部分或子系統(tǒng)。它著重反映系統(tǒng)的空間因素及其相互作用,由于不同專業(yè)的研究角度和出發(fā)點不同,所以對城市生態(tài)系統(tǒng)構成的認識及劃分也各不相同。城市生態(tài)系統(tǒng)是地球表層人口集中地區(qū),由城市居民和城市環(huán)境系統(tǒng)組成。
馬世駿指出:”城市生態(tài)系統(tǒng)是一個以人為中心的自然,經(jīng)濟與社會的復合人工生態(tài)系統(tǒng)”。
第三節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)的特征
一、人類屬性及人類生態(tài)系統(tǒng)的特征
1、人類的兩種屬性
(1)人類的生物屬性。(2)人類的社會屬性。人類的生物屬性,決定了作為生物界的一部分的人類,仍然必須遵循一般生態(tài)學規(guī)律才能求得生存和發(fā)展。但人類的社會屬性,必然會使生態(tài)系統(tǒng)及其運行規(guī)律產(chǎn)生某些新的特點。
2、人類生態(tài)系統(tǒng)的特點
所謂人類生態(tài)系統(tǒng),是指居民與生存環(huán)境相互作用的網(wǎng)絡結構,也是人類對自然環(huán)境適應、加工、改造而建造起來的人工生態(tài)系統(tǒng)。(1)食物鏈頂端生物成分的變化;(2)構成生態(tài)系統(tǒng)的自然環(huán)境中,出現(xiàn)了日益擴大的人造(工)環(huán)境;(3)非食物的能量流和物質流的強度日益增長;(4)科學技術在人類生態(tài)系統(tǒng)中的作用日益重要??傊?,人類的存在已使生態(tài)系統(tǒng)或生物界的發(fā)展進入了一個新的歷史階段。
二、城市生態(tài)系統(tǒng)的特征
自然生態(tài)系統(tǒng)的特征主要體現(xiàn)在四個方面,其一,自然生態(tài)系統(tǒng)具有有機體的一系列生物學特征,如發(fā)育、代謝、繁殖、生長與衰老等,這表明自然生態(tài)系統(tǒng)具有內在的動態(tài)變化能力;其二,自然生態(tài)系統(tǒng)具一定的區(qū)域特征,它與特定的空間地域相聯(lián)系,使自然生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能反映了一定的地區(qū)特性;其三,自然生態(tài)系統(tǒng)是開放的―自我維持系統(tǒng)‖,具有功能連續(xù)的代謝機能,這種代謝機能是通過系統(tǒng)內生產(chǎn)者、消費者和分解者三個不同營養(yǎng)水平生物類群完成的;其四,自然生態(tài)系統(tǒng)具有自動調節(jié)的功能,這種調節(jié)功能是指生態(tài)系統(tǒng)受到外來干擾而使穩(wěn)定狀態(tài)改變時,系統(tǒng)靠自身內部的機制再返回穩(wěn)定、協(xié)調狀態(tài)的能力。
城市生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)具有一定的相似性,因此,它也有以上自然生態(tài)系統(tǒng)的一般特征,如動態(tài)變化性、區(qū)域性、自我維持性與自我調節(jié)性。然而,城市生態(tài)系統(tǒng)作為人類生態(tài)系統(tǒng)的一種類型在許多方面具有獨特鮮明的特征。
1.城市生態(tài)系統(tǒng)區(qū)別于自然生態(tài)系統(tǒng)的根本特征
(1)系統(tǒng)的組成成分。自然生態(tài)系統(tǒng)是由生物群體與無機自然環(huán)境構成的,其中生產(chǎn)者是綠色植物,消費者是動物,還原者是微生物,流經(jīng)它們的能量呈金字塔,城市生態(tài)系統(tǒng)則是由人類與城市環(huán)境(自然環(huán)境和人工環(huán)境)構成的,其中生產(chǎn)者是從事生產(chǎn)的人類,消費者是以人類為主體進行的消費活動。城市生態(tài)系統(tǒng)的還原功能則是主要由城市所依靠的區(qū)域自然生態(tài)系統(tǒng)中的還原者以及人工造就的各類設施來完成的。此時,城市生態(tài)系統(tǒng)中能量流呈倒金字塔形。
(2)系統(tǒng)的生態(tài)關系網(wǎng)絡。自然生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)關系網(wǎng)絡包括生物種群內外各種競爭、捕食、共生關系網(wǎng),群落與自然環(huán)境之間的關系網(wǎng)等。這些網(wǎng)絡都是自然產(chǎn)生的,也是自然生態(tài)系統(tǒng)長期進化的必然結果。城市生態(tài)系統(tǒng)中的網(wǎng)絡則大多是具有社會屬性的網(wǎng)絡,它們是人類社會發(fā)展過程中逐漸建立起來的。包括城市生態(tài)系統(tǒng)中的各種自然網(wǎng)絡(已帶有明顯的人工色彩)和更為重要的社會關系、經(jīng)濟關系網(wǎng)絡。
(3)生態(tài)位。各種網(wǎng)絡的交結點,自然生態(tài)系統(tǒng)所能提供的生態(tài)位是其發(fā)展過程形成的自然生態(tài)位;而城市生態(tài)系統(tǒng)所能提供的生態(tài)位除了自然生態(tài)位以外,更主要的是各種社會生態(tài)位、經(jīng)濟生態(tài)位。
(4)系統(tǒng)的功能。生態(tài)系統(tǒng)的功能由系統(tǒng)中各種流在系統(tǒng)生態(tài)關系網(wǎng)絡中的運行狀況體現(xiàn)。由于自然生態(tài)系統(tǒng)本身就是一個從生產(chǎn)到還原的完整生態(tài)網(wǎng)絡體系,只能在長期演化過程中形成了多樣化、多層
次的營養(yǎng)結構及合理的空間結構,因而各種流在自然生態(tài)系統(tǒng)中的運轉表現(xiàn)出高效率利用和高循環(huán)再生自凈能力,使整個系統(tǒng)表現(xiàn)出極高的生態(tài)學效率。
城市生態(tài)系統(tǒng)中各種生態(tài)流在生態(tài)關系網(wǎng)絡上的運轉還需要依靠區(qū)域自然生態(tài)系統(tǒng)的支持,而城市生態(tài)系統(tǒng)的關系網(wǎng)絡是不完善的,加上城市生態(tài)系統(tǒng)中各種流的強度遠遠大于自然生態(tài)系統(tǒng),使得在高強度的生態(tài)流運轉中伴隨著極大的浪費,整個系統(tǒng)的生態(tài)效率極低。
(5)調控機制。自然生態(tài)系統(tǒng)的中心事物是生物群體,它與外部環(huán)境的關系是消極地適應環(huán)境,只能在一定程度上改造環(huán)境,因而自然生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)、演替,無論是生物種群的數(shù)量、密度的變化,還是生物對外部環(huán)境的相互作用、相互適應,均表現(xiàn)為―通過自然選擇的負反饋進行自我調節(jié)‖的特征。
城市生態(tài)系統(tǒng)則是以人類為中心,人類與其外部環(huán)境的關系是人積極地、主動地適應環(huán)境和改造環(huán)境,其系統(tǒng)行為很大程度上取決于人類所作出的決策,因而它的調控機制主要是―通過人工選擇的正反饋為主‖。
(6)系統(tǒng)的演替。自然生態(tài)系統(tǒng)的演替可以認為是生物群落在各種自然力的作用下,通過群落內生物種群內部和種群之間對各種資源利用過程中的相互競爭與相互作用,以實現(xiàn)對自然資源的最充分利用(即對自然生態(tài)環(huán)境承載容量的最充分利用)的一種自然生態(tài)過程。在各種自然資源條件保持不變的條件下(即環(huán)境承載的量值不變),系統(tǒng)演替的結果必定是在某一特定群落組成和結構上達到動態(tài)穩(wěn)定。
城市生態(tài)系統(tǒng)的演替則是人類為了自身的生存和發(fā)展,通過各種生產(chǎn)和生活活動。對系統(tǒng)能動地創(chuàng)建、改造、拓展的結果,也是城市人類集聚的發(fā)生、發(fā)展、興盛、衰亡的過程。在這一過程中,存在著環(huán)境承載力的提高和降低兩種情況。由于人類生存和發(fā)展目標是隨著人類對自然的認識程度和改造能力的不斷提高(即環(huán)境承載力的提高)而不斷提高,以城市生態(tài)系統(tǒng)的演替不會達到特定的穩(wěn)定狀態(tài)。城市生態(tài)演替不同于自然生態(tài)演替的一個最大特點是人能改造環(huán)境、擴大城市容量,把系統(tǒng)從成熟期重新拉回到發(fā)展期。
2.城市生態(tài)系統(tǒng)的人為性
(1)城市生態(tài)系統(tǒng)是人工生態(tài)系統(tǒng)。(2)城市生態(tài)系統(tǒng)是以人為主體的生態(tài)系統(tǒng)。(3)城市生態(tài)系統(tǒng)的變化規(guī)律由自然規(guī)律和人類影響疊加形成。(4)人類社會因素的影響在城市生態(tài)系統(tǒng)中具有舉足輕重的地位。(5)城市生態(tài)系統(tǒng)中的人類活動影響著人類自身。
3.城市生態(tài)系統(tǒng)的不完整性
(1)城市生態(tài)系統(tǒng)缺乏分解者。(2)城市生態(tài)系統(tǒng)―生產(chǎn)者‖(指綠色植物)不僅數(shù)量少,而且其作用也發(fā)生了改變。
4.城市生態(tài)系統(tǒng)的開放性
(1)對外部系統(tǒng)的依賴性。城市生態(tài)系統(tǒng)不能提供自身所需的大量能源和物質,必須從外部輸入經(jīng)過加工,將外來的能源和物質轉變?yōu)榱硪环N形態(tài)(產(chǎn)品),以提供本城市人們使用。城市規(guī)模越大,與外界的聯(lián)系越密切,要求輸入的物質種類和數(shù)量就越多,城市對外部所提供的能源和物質的接受、消化、轉變的能力也越強。城市生態(tài)系統(tǒng)的能源和物質依賴于外部系統(tǒng)外,在人力、資金、技術、信息方面也對外部系統(tǒng)有不同程度的依賴性。
(2)對外部系統(tǒng)的輻射性。城市生態(tài)系統(tǒng)除了在能源、物質等方面對外部系統(tǒng)的吸引力外,還具有強烈的輻射力,這即是城市生態(tài)系統(tǒng)的輻射性特征。城市生態(tài)系統(tǒng)在輸入外部的能源與物質后,經(jīng)過加工,一部分輸出為產(chǎn)品,而另一部分為廢棄物,且數(shù)量驚人。
(3)城市生態(tài)系統(tǒng)的開放具有層次性。城市生態(tài)系統(tǒng)的開放具有三個層次,第一層次為城市生態(tài)系統(tǒng)內部各子系統(tǒng)之間的開放,即各子系統(tǒng)之間的交流和互相依賴、互相作用。如就城市經(jīng)濟活動而言,在生產(chǎn)、流通、分配、消費各個環(huán)節(jié)之間就有很密切的交流和開放,否則,經(jīng)濟活動就不能維持和發(fā)展。第二
層次為城市社會經(jīng)濟系統(tǒng)與城市自然環(huán)境系統(tǒng)之間的開放,這主要指城市社會經(jīng)濟系統(tǒng)要利用自然環(huán)境資源,同時在利用過程中也對自然環(huán)境施加各種影響。第三層次指城市生態(tài)系統(tǒng)作為一個整體向外部系統(tǒng)的全方位開放。既從外部系統(tǒng)輸入能量、物質、人才、資金、信息等,也向外部系統(tǒng)輸出產(chǎn)品、改造后的能量和物質以及人才、資金、信息等。城市生態(tài)系統(tǒng)第一層次的開放具有內部性,范圍較小;第二層次的開放規(guī)模、強度要大于第一層次,但仍具有某些單向性的痕跡;而第三層次的開放則具有高強度,雙向性及普遍性的特征。
5.城市生態(tài)系統(tǒng)的高“質量”性
(1)物質、能量、人口等的高度集中性。城市在自然界只占有很小的一部分空間,卻集中了大量的能源、物質和人口,這是所有生態(tài)系統(tǒng)中最高的。此外,城市中大量的人口、交通和信息流以及建立的大量的人類技術物質(建筑物、道路、橋梁和其他設施等),也使得城市相對于自然生態(tài)系統(tǒng)與外部系統(tǒng)具有鮮明的高度密集與擁擠的特征,其單位面積上所含有的物質、能量、人口、信息等物質性要素是任何自然生態(tài)系統(tǒng)與外部系統(tǒng)無法比擬的。
(2)城市生態(tài)系統(tǒng)的高層次性。不僅與自然生態(tài)系統(tǒng)相比,而且與漁獵、農業(yè)時代的人類生態(tài)系統(tǒng)相比,城市生態(tài)系統(tǒng)都是屬于迄今為止最高層次的生態(tài)系統(tǒng),這種高層次性主要體現(xiàn)在如下幾個方面:—是人們具有巨大的創(chuàng)造、安排城市生態(tài)系統(tǒng)的能力;二是城市生態(tài)系統(tǒng)的構成物質體現(xiàn)著當今科學技術的最高水平;三是為了維持城市生態(tài)系統(tǒng)這—復雜的人工生態(tài)系統(tǒng)的運行,科學技術在城市生態(tài)系統(tǒng)中起著關鍵的作用,6.城市生態(tài)系統(tǒng)的復雜性
(1)城市生態(tài)系統(tǒng)是一個迅速發(fā)展和變化的復合人工系統(tǒng)。與自然生態(tài)系統(tǒng)不同,城市生態(tài)系統(tǒng)的這種對能源和物資的處理能力并非來自自然天賦,而是來自人們的勞動和智慧。在自然規(guī)律之下,一種新物種的出現(xiàn)不知要經(jīng)過多少億萬年,自然生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展變化,主要表現(xiàn)于在生物圈內生物數(shù)量的增減上,以及各自所占地域的擴大或縮小上。而在城市生態(tài)系統(tǒng)中,通過人工對原有能源和物質的合成或分解,可以形成新的能源和物質。在這種情況下,城市內部以及與外部之間的生態(tài)關系需要不時加以調整和適應,形成新的生態(tài)系統(tǒng)。
(2)城市生態(tài)系統(tǒng)是一個功能高度綜合的系統(tǒng)。從本質上說,城市生態(tài)系統(tǒng)是人類為其生存所創(chuàng)造的一個人工生態(tài)系統(tǒng),它是人類追求美好生存環(huán)境質量的象征和產(chǎn)物。城市生態(tài)系統(tǒng)要達到這一目標,就必須形成一個多功能的系統(tǒng),包括政治、經(jīng)濟、文化、科學、技術及旅游等多項功能。一個優(yōu)化的城市生態(tài)系統(tǒng)除要求功能多樣以提高其穩(wěn)定性外,還要求各項功能協(xié)調,系統(tǒng)內耗最小,這樣才能達到系統(tǒng)整體的功能效率最高。
7.城市生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性
(1)城市生態(tài)系統(tǒng)不是一個―自給自足‖的系統(tǒng),需靠外力才能維持。城市生態(tài)系統(tǒng)中能量與物質要依靠其他生態(tài)系統(tǒng)(農業(yè)和海洋生態(tài)系統(tǒng)等)人工地輸入,同時城市生產(chǎn)生活所排放的大量廢棄物,遠超過城市范圍內的自然凈化能力,也要依靠人工輸送系統(tǒng)輸?shù)狡渌鷳B(tài)系統(tǒng)(圖)。所以城市生態(tài)系統(tǒng)需要有一個人工管理完善的物質輸送系統(tǒng),以維持其正常機能。如果這個系統(tǒng)中的任河一個環(huán)節(jié)發(fā)生故障,將會立即影響城市的正常功能和居民的生活,從這個意義上說,城市生態(tài)系統(tǒng)是個十分脆弱的系統(tǒng)。
(2)城市生態(tài)系統(tǒng)一定程度上破壞了自然調節(jié)機能。城市生態(tài)系統(tǒng)的高集中性、高強度性以及人為的因素,產(chǎn)生了城市污染,同時城市生境也發(fā)生了迅速的變化,如城市熱島與逆溫層的產(chǎn)生,地形的變遷,人工地面改變了自然土壤的結構和性能,增加了不適水的地面、地面下沉等等,從而破壞了自然調節(jié)機能,加劇了城市生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性。
(3)城市生態(tài)系統(tǒng)食物鏈簡化,系統(tǒng)自我調節(jié)能力小。在城市生態(tài)系統(tǒng)中,以人為主體的食物鏈常常只有二級或三級,即植物一人;植物—動物一人,而且作為生產(chǎn)者的植物,絕大多數(shù)都是來自周圍其他系統(tǒng),系統(tǒng)內初級生產(chǎn)者綠色植物的地位和作用已完全不同于自然生態(tài)系統(tǒng)。與自然生態(tài)系統(tǒng)相比,城市生態(tài)系統(tǒng)由于物種多樣性的減少,能量流動和物質循環(huán)的方式、途徑都發(fā)生改變,使系統(tǒng)本身自我調節(jié)能力減小,而其穩(wěn)定性主要取決于社會經(jīng)濟系統(tǒng)的調控能力和水平,以及人類的認識和道德責任。
(4)城市生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)關系出現(xiàn)倒置,決定了其為不穩(wěn)定的系統(tǒng)。城市生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)關系形成的金字塔截然不同,前者出現(xiàn)倒置的情況,遠不如后者穩(wěn)定(圖)。在絕對數(shù)量和相對比例上,城市生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者(綠色植物)遠遠少于消費者(城市人類)。而一個穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)最基本的一點即是要求生產(chǎn)者與消費者在數(shù)量和比例上后者要小于前者。這表明城市生態(tài)系統(tǒng)是一個不穩(wěn)定的系統(tǒng)。
小結:城市生態(tài)系統(tǒng)是由特定地城內的人、資源、環(huán)境通過各種相生相克的關系建立起來的人類聚居地;是自然、經(jīng)濟、社會復合體。它是人類生態(tài)系統(tǒng)的一種,既具有人類生態(tài)系統(tǒng)的某些共性,也有獨特的個性,包括:城市生態(tài)系統(tǒng)的人為性、不完整性、開放性、高―質量性‖、復雜性、脆弱性等。
第四節(jié)
城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能
城市生態(tài)系統(tǒng)的功能即是城市生態(tài)系統(tǒng)在滿足城市居民的生產(chǎn)、生活、游憩、交通活動中所發(fā)揮的作用。城市生態(tài)系統(tǒng)的結構及其特征決定了城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能,這就是城市生態(tài)系統(tǒng)所具有的生產(chǎn)功能、能量流動功能、物質循環(huán)功能和信息傳遞功能。
一、生產(chǎn)功能
城市生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)功能是指城市生愁系統(tǒng)具有利用域內外環(huán)境所提供的自然資源及其他資源,生產(chǎn)出各類―產(chǎn)品‖(包括各類物質性及精神性產(chǎn)品)的能力。這—能力顯然相當程度上是由其具有的基本特征之一——空間性(即具有滿足包括人類在內的生物生長、繁衍的空間)所決定的,1、生物生產(chǎn)。城市生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)功能是指城市生態(tài)系統(tǒng)所具有的有利于包括人類在內的各類生物生長、繁衍作用;這種作用在層次上有高低之分,一般分成以下兩種。
(1)生物初級生產(chǎn)。城市生態(tài)系統(tǒng)中的綠色植物包括農田、森林、草地、蔬菜地、果園、苗圃等,40
它們生產(chǎn)糧食、蔬菜、水果、農副產(chǎn)品以及其他各類綠色植物產(chǎn)品。然而,由于城市是以第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)為主的,故城市生物生產(chǎn)(綠色植物生產(chǎn))所需的空間占城市總面積的比重并不大。
應該指出:雖然城市生態(tài)系統(tǒng)的綠色植物生產(chǎn)(生物初級生產(chǎn))不占主導地位,但生物初級生產(chǎn)過程中所具有的吸收,釋放氧氣等功能依然對人類十分有利,對城市生態(tài)環(huán)境質量的維持具有十分重要的作用,因此,保留城市郊區(qū)的農田,盡量擴大城市的森林、草地等綠地面積是非常必要的。
城市生態(tài)系統(tǒng)的生物初級生產(chǎn)與自然生態(tài)系統(tǒng)中的生物初級生產(chǎn)具有的一個很大的區(qū)別為:前者處于高度的人工干預狀態(tài)之下,雖然生產(chǎn)效率大大高于后者,但就穩(wěn)定性而盲,遠遠不如后者。此外,城市生態(tài)系統(tǒng)的生物初級生產(chǎn)還具有人工化程度高、生產(chǎn)效率高、品種單調的特點。
(2)生物次級生產(chǎn)。一般生態(tài)系統(tǒng)的生物次級生產(chǎn)過程是指消費者和分解者利用初級生產(chǎn)物質進行建造自身和繁衍后代的過程,而城市生態(tài)系統(tǒng)的生物次級生產(chǎn)則是城市中的異養(yǎng)生物(主要為人類)對初級生產(chǎn)物質的利用和再生產(chǎn)過程,即城市居民維持生命、繁衍后代的過程。
由于城市生態(tài)系統(tǒng)的生物次級生產(chǎn)所需要的物質和能源并不能僅由城市本身供應、相當部分需從城市外調入,這一過程表現(xiàn)出明顯的依賴性;城市居民后代的繁衍,除受非人為因素的影響外,主要是城市人類道德、規(guī)范、文化、價值觀等人為因素的制約,表現(xiàn)出明顯的人為可調性,即城市人類可根據(jù)需要使其改變發(fā)展過程的軌跡。此外,城市生態(tài)系統(tǒng)的生物次級生產(chǎn)還表現(xiàn)出社會性(城市人群維持生存、繁衍后代的行為是在一定的社會規(guī)范和規(guī)程的制約下進行的)。
2、非生物生產(chǎn)。是指其具有創(chuàng)造物質與精神財富(產(chǎn)品)滿足城市人類的物質消費與精神需求的性質。城市非生物生產(chǎn)所生產(chǎn)的―產(chǎn)品‖包括物質與非物質兩類。
(1)物質生產(chǎn)。是指滿足人們的物質生活所需的各類有形產(chǎn)品及服務,包括:①各類工業(yè)產(chǎn)品;設施產(chǎn)品,指各類為城市正常運行所需的城市基礎設施,城市是一個人口與經(jīng)濟活動高度集聚的地域,各類基礎設施為人類活動及經(jīng)濟活動提供了必需的支撐體系;③服務性產(chǎn)品,指服務、金融、醫(yī)療、教育、貿易、娛樂等各項活動得以進行所需要的各項設施。
(2)非物質生產(chǎn)。是指滿足人們的精神生活所需的各種文化藝術產(chǎn)品及相關的服務。如城市中具有眾多人類優(yōu)秀的精神產(chǎn)品生產(chǎn)者,包括作家、詩人、雕塑家、圓家、演奏家、歌唱家、劇作家…,也有難以計數(shù)的精神文化產(chǎn)品出現(xiàn),如小說、繪畫、音樂、戲劇、雕塑等等。這些精神產(chǎn)品滿足人類的精神文化需求,陶冶了人們的精神情操。
城市生態(tài)系統(tǒng)的非物質生產(chǎn)實際上是城市文化功能的體現(xiàn),城市從它誕生的第一天起就與人類文化緊密聯(lián)系在一起。城市的建設和發(fā)展反映了人類文明和人類文化進步的歷程,城市既是人類文明的結晶和人類文化的薈萃地,又是人類文化的集中體現(xiàn)。從城市發(fā)展的歷史看,城市起到了保存與保護人類文明與文化進步的作用。城市又始終是文化知識的―生產(chǎn)基地‖,是文化知識發(fā)揮作用的―市場‖,同時城市又是文化知識產(chǎn)品的消費空間。城市非物質生產(chǎn)功能的加強,有利于提高城市的品味和層次,有利于提高城市人類及整個人類的精神素養(yǎng)。
二、能量流動
城市生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指能源(能產(chǎn)生能量的物質,亦指已知的全部能量來源)在滿足城市四大功能(生產(chǎn)、生活、游憩、交通)過程中在城市生態(tài)系統(tǒng)內外的傳遞、流通和耗散過程。
1、城市生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程。城市生態(tài)系統(tǒng)中原生能源一般皆需從城市外部調入,其運輸量十分驚人。原生能源轉化為次生能源的過程(如煤、石油轉化為電力、柴油),是最容易產(chǎn)生污染的環(huán)節(jié)。如我國最大的城市上海的工業(yè)(含電力業(yè))耗煤量每年以10%的速度遞增,燃煤產(chǎn)生的二氧化硫也以每年平均
7.7%的速度遞增。兩者之間的對應關系十分明顯。因此,應盡量選用清潔的原生能源如天然氣、核能等。因天然氣是一種不含硫、散放二氧化碳只有煤一半的潔凈燃料,而核能更是一種―潔凈能源‖。
2、城市生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點:①在能量使用上,城市生態(tài)系統(tǒng)的由于技術發(fā)展,大量的是非生物之間能量的變換和流轉,反映在人力所制造的各種機械設備的運行過程之中,這種非生物性能量決定在城市這一相對―狹隘‖的自然環(huán)境所能滿足的,隨著城市的發(fā)展,它的能量、物資供應地區(qū)越來越大,從城市所在的鄰近地區(qū)到整個國家,直至世界各地。②在傳遞方式上,城市生態(tài)系統(tǒng)的能量流動方式要比自然生態(tài)系統(tǒng)多,自然生態(tài)系統(tǒng)主要通過食物網(wǎng)傳遞能量、而城市生態(tài)系統(tǒng)可通過農業(yè)部門、采掘部門、能源主產(chǎn)部、運輸部門等傳遞能量。③在能量流運行機制上,自然生產(chǎn)系統(tǒng)能量流動是自發(fā)的、天然的,而城市生態(tài)系統(tǒng)能量流動以人工為主,如一次能源轉換成二次能源、有用能源等皆依靠人工。④在能量生產(chǎn)和消費活動過程中,有一部分能量以三廢形式排入環(huán)境,使城市遭受污染。⑤能量流動在流動中不斷有損耗,不能構成循環(huán),具有明顯的單向性。⑥除部分能量是由輻射傳輸外(熱損耗),其余的能量都是由各類物質攜帶。
三、物質循環(huán)
城市生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)是指各項資源、產(chǎn)品、貨物、人口、資金等在城市各個區(qū)域、各個系統(tǒng)、各個部分之間以及城市內部之間的反復作用過程。它的功能是維持城市生存和運行,具體是維持居住、工作、游憩、交通四大城市功能的運行。
1、城市生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的物質來源
城市生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的物質來源有兩種。其—為自然性來源,包括:空氣(風)、水、綠色植物(非人工性)等;其二為人工性來源、包括:人工性綠色植物,采礦和能源部門的各種物質,具體為食物、原材料、資材、商品、化石燃料等。如從地源性看,城市生態(tài)系統(tǒng)的物質主要來自城市外部區(qū)域,城市本身提供的物質所占比例甚少。
2、城市生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)中物質流類型
城市生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)中物質流類型包括自然流(又稱資源流)、貨物流、人口流和資金流。
(1)自然流:即由自然力推動的物質流,如空氣流動、自然水體的流動等等。自然流具有數(shù)量巨大、狀態(tài)不穩(wěn)定、對城市生態(tài)環(huán)境質量影響大的特征。尤其是其流動速率和強度,更是對城市大氣質量和水體質量起著重要的影響作用。
(2)貨物流:指為保證城市功能發(fā)揮的各種物質資料在城市中的各種狀態(tài)及作用的集合,一般認為它是物質流中最復雜的,它不是簡單的輸入與輸出,其中還經(jīng)過生產(chǎn)(形態(tài)、功能的轉變)、消耗、累積及排放廢棄物等過程。
(3)人口流:這是一種特殊的物質流,包括人口在時間上和空向上的變化,前者即人口的自然增長和機械增長;后者是反映城市與外部之間人口流動中的過往人流、遷移人流以及城市內部人口流動的交通人流。人口流對城市生態(tài)系統(tǒng)各個方面具有深刻的影響。人口流的流動強度及空間密度反映了城市人類對其所居自然環(huán)境的影響力及作用力大小,與城市生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境質量密切相關,人口流的反映形式之一(靜止形式)——人口密度與環(huán)境污染和資源破壞損失具有一定的對應關系,可用人口密度約束系數(shù)表示。人口密度約束系數(shù)指不同區(qū)域范圍內環(huán)境污染和資源破壞損失的變化率與相對的人口密度變化率之比(人口密度為單位面積上的人口數(shù))。它可為調控人口發(fā)展和合理分布,制定與環(huán)境保護相適應的人口政策,以及適應不同人口密度區(qū)域的環(huán)境政策和標準提供依據(jù),此外,人口流還包括勞力流與智力流兩類。勞力流為一種特殊的人口流,它反映了勞力在時間上變化
(即由于就業(yè)、失業(yè)、退休等導致勞力數(shù)量的變化)和勞力在空間上的變化(即勞力在各職業(yè)部門的分布)等情況。一定程度上反映了社會經(jīng)濟發(fā)展的軌跡與趨勢。而智力流則為一種特殊的勞力流。它表明了智力和知識資源在時間上的變化(即智力的演進、開發(fā)以及智力結構的改變過程)和在空間上的變化(即人才在不同部門和地區(qū)的分布),除上述物質流類型外,人們還從經(jīng)濟觀點出發(fā),提出了城市的價值流、資金流、包括投資、產(chǎn)值、利潤、商品流通和貨幣流通等,以反映城市社會經(jīng)濟的活躍程度。其實質與物質流是相同的。
3、城市生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的特點
(1)城市生態(tài)系統(tǒng)所需物質對外界有依賴性。絕大多數(shù)城市都缺乏維持城市的各種物質,皆需從城市外部輸入城市生產(chǎn)需的各類物質,離開了外部輸入的物質,城市將立即陷入困境。(2)城市生態(tài)系統(tǒng)物質既有輸人又有輸出。城幣生態(tài)系統(tǒng)在輸人大量物質滿足城市生產(chǎn)和生活的需求的同時,也輸出大量的物質(不僅僅是?廢物‘)。(3)生產(chǎn)性物質遠遠大于生活性物質。這是由于城市的最基本的特點是經(jīng)濟集聚(生產(chǎn)集聚),城市首先是一個生產(chǎn)集聚的區(qū)域所決定的。(4)城市生態(tài)系統(tǒng)的物質流缺乏循環(huán)。城市生態(tài)系統(tǒng)中分解者的作用微乎其微(因城市生態(tài)系統(tǒng)是高度人工化的生態(tài)系統(tǒng)),數(shù)量也很少,再加上物質循環(huán)中產(chǎn)生的廢物數(shù)量巨大,故城市生態(tài)系統(tǒng)中廢物難以分解、還原。物質被反復利用,周而復始地循環(huán)(利用)的比例是相當小的。(5)物質循環(huán)在人為狀態(tài)下進行。城市生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)皆在人為狀態(tài)下進行,人們?yōu)榱嗽黾赢a(chǎn)品種類,提高生產(chǎn)效率,滿足物質享受,使得城市生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)從物質輸入到物質處理、利用等過程皆由人力控制,這表明城市生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)受強烈的人為因素的影響。(6)物質循環(huán)過程中產(chǎn)生大量廢物。由于科學技術的限制以及人們思想的局限,城市生態(tài)系統(tǒng)物質利用的不徹底導致物質循環(huán)的不徹底,物質循環(huán)的不徹底導致了物質循環(huán)過程中產(chǎn)生大量廢物。其后果之一即是排放大量廢棄物,造成環(huán)境污染,降低城市環(huán)境質量。
四、信息傳遞
1、信息概念 信息(information),最早是通訊技術上的一個名詞。信息論科學誕生后,信息被解釋為用符號傳遞的、接受者預先不知道的情況,以后,將這個定義推廣,信息被表述為客觀世界帶有某種特性的訊號。信息就是知識,就是消息,指具有新思想、新知識、新技術、新方法的消息。信息與材料、能源共同組成社會物質文明的三大要素。信息雖無形,但卻有價。
按照信息論觀點,信息流是任何系統(tǒng)維持正常的有目的性運動的基礎條件。任何實踐活動都可簡化為三股流:即人流、物流、信息流,其中信息流起著支配作用,它調節(jié)著人流和物流的數(shù)量、方向、速度、目標,駕馭人和物做有目的、有規(guī)則的活動。
2、信息與城市生態(tài)系統(tǒng)
(1)信息在城市生態(tài)系統(tǒng)中的作用
①城市功能的發(fā)揮需要信息。城市生態(tài)系統(tǒng)的信息流最基本的功能是維持城市生存和發(fā)展,它是城市功能發(fā)揮作用的基礎條件之一。因為信息是與物質、能源共同組成社會物質文明的三大要素之一,城市離不開信息。城市生態(tài)系統(tǒng)中,正是因為有了信息流的串結,系統(tǒng)中的各種成分和因素,才能被組成縱橫交錯、立體交叉的多維網(wǎng)絡體,不斷地演替、升級、進化、飛躍。
②城市是信息的集聚點。城市對其周圍地區(qū)有集聚力,其體現(xiàn)交通集中,金融集中,娛樂集中,交換活動集中吸引從而導致信息在城市中的高度集聚。
③城市是信息的處理基地。即是對輸入的分散的、無序的信息進行加工、處理。城市有現(xiàn)代化的信息處理設施和機構,如新聞傳播系統(tǒng)(報社、電臺、電視臺、出版社、雜志社、通訊社等),郵電通訊系統(tǒng)(郵政局、郵電樞紐等),科研教育系統(tǒng)(各類學校、科研機構等);此外還有高水平的信息處理人才,進入城市
時還是分散的無序的信息,輸出時卻是經(jīng)過加工的、集中的、有序的信息。
④城市是信息高度利用的區(qū)域。城市各項活動的正常進行片刻也離不開信息,人類各種信息在城市中得到了最充分的利用。城市只有不斷地提高從外部環(huán)境接受信息、處理信息、利用信息的能力,才能調整自身的發(fā)展過程,在競爭中處于有利地位。
⑤城市是信息的輻射源。城市對其周圍地區(qū)除了凝聚力之外,還有強大的輻射力,這是體現(xiàn)城市對人類社會進步產(chǎn)生影響的重要方面,輻射力有多種形式,其中之一即是信息的輻射。城市擁有的先進的信息設施也是完成這一功能的保證。
⑥城市信息流量與質量反映了城市現(xiàn)代化水平。城市生態(tài)系統(tǒng)內部本身的運轉以及它與外部區(qū)域的聯(lián)系離不開信息流,城市信息流是附于城市物質流與能源流中的。城市信息的流量反映了城市的發(fā)展水平和現(xiàn)代化程度。城市信息流的質量則表明了信息的有用程度,它綜合反映了信息的準確性,時效性、影響力、促進力等各種特征。
(2)信息與城市規(guī)劃、城市研究
信息同樣也是城市系統(tǒng)的重要資源,離開了信息,無所謂城市的控制與管理,更談不上對城市進行規(guī)劃,在對與城市研究、城市規(guī)劃有關的信息的采集、處理、利用的過程中,有如下幾個問題需要引起重視:
①制定正確的采集方法。城市信息包羅萬象,覆蓋面廣,如全部予以收集,耗時長,花費大,因而不具現(xiàn)實性,故必須對其篩選,選最具有影響力、最具有代表性的信息,這是充分利用信息的必要前提。
②信息的處理。信息在未處理前,還是一大堆紛繁復雜、彼此間聯(lián)系松散的資料和數(shù)據(jù)。必須對其進行有效的處理,包括明確信息的類型、界定范圍、相互之間作用……等等。目的是使之簡明、扼要、清晰、條理化。這是利用信息的必要的中間過程。
③信息的傳播。采集處理后的信息已經(jīng)具備了一定的利用價值。要使其利用價值得到實現(xiàn),還必須借助于迅速可靠的傳播媒介和傳播手段。這里要強調的是信息的傳播受體不僅是城鎮(zhèn)與城市規(guī)劃、管理、建設部門和有關的決策部門,還應擴大至廣大市民階層。
④信息的利用。信息的利用是整個問題的核心。信息不被利用其價值就無法體現(xiàn)。往往出現(xiàn)這種情況,必須對重大問題決策時,并未主動積極地采集分析有關信息,而是憑主觀經(jīng)驗―模糊決策。因此,有必要強調城市規(guī)劃、管理、建設部門對信息的自覺利用。
⑤信息的采集、處理、傳播等應形成專門化(專人定期)、規(guī)范化(有章可循)、標準化。國內城市間統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng),并應爭取與國際城市信息系統(tǒng)接軌,經(jīng)常可以發(fā)現(xiàn),國內外城市信息在不小程度上無可比性,不利于進行更深層次的城市研究。當然,國情的不同也在一定程度上決定了國內外城市信息各個方面的差異。但注重這一問題,將有利于城市比較研究的順利開展。
(3)生態(tài)信息的應用
形形色色污染物質的逸散,使生物賴以生存的生態(tài)環(huán)境發(fā)生復雜的變化。不同的生物對同一污染物質作出的反應或敏感程度是不同的;而同一種生物對不同的污染物質其敏感程度也是不同的。因此,生物對污染物質各種不同的反應和癥狀表現(xiàn),就包含著豐富的有關環(huán)境污染情況的信息,信息的接收者人類就可以根據(jù)這些信息對環(huán)境進行監(jiān)測評價。在城市生態(tài)系統(tǒng)中,這種生態(tài)污染的信息是大量存在的,它們是否被充分的接收和利用。取決于人類的知識背景和認識能力。
第五節(jié) 城市生態(tài)系統(tǒng)平衡
一、城市生態(tài)系統(tǒng)的平衡
城市自然—社會—經(jīng)濟復合生態(tài)系統(tǒng)在動態(tài)發(fā)展過程中,自身保持相對穩(wěn)定有序的一種狀態(tài):人類與自然環(huán)境間相互協(xié)調;各個組成部分比例結構合理;系統(tǒng)的輸入與輸出均衡,功能得到正常發(fā)揮;各經(jīng)濟部門有計劃按比例發(fā)展;社會安定,人民安居樂業(yè)。
從定義出發(fā),可以想像,城市生態(tài)系統(tǒng)的平衡與自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡間最大的不同點在于: 前者是在人類有意識的參與和調控下才能達到。這是因為:城市不能自給自足,需要周圍腹地支持供養(yǎng);城市為高度開放系統(tǒng),與自然有物能交流,資源來自自然,向自然排放污染物,發(fā)展最終決定于自然容量;內部組分之間關系錯綜復雜。
二、城市生態(tài)系統(tǒng)平衡的標志
就是城市生態(tài)系統(tǒng)的高度有序: 生態(tài)協(xié)調,經(jīng)濟發(fā)展,社會安定。表現(xiàn)為:城市三個效益達到最佳,城市各子系統(tǒng)間協(xié)調有序,比例適當;居民消費需求、經(jīng)濟發(fā)展需求與自然環(huán)境自我補償能力之間的平衡;人口數(shù)量與城市基礎設施的平衡;生產(chǎn)發(fā)展與生活消費之間的平衡;城市生活質量不斷提高。城市生活質量不同于城市生活水平的概念,生活水平多以貨幣和實物的數(shù)量來反映。生活水平是生活質量的基礎,但是單純的、豐富的物質生活享受并不能全面反映生活質量的提高。生活質量還包括以心理上的滿足與滿意程度為準則的感覺評價。
城市生活質量的(8字)目標:1.舒適: 生活、居住、工作、休息的滿足與滿意。2.方便: 居民的各種生理和心理需要在時間和空間上得到合理分配的水平和質量。3.和諧: 物質、精神、社會政治生活之間的有序,人與人(社會)、人與物(自然)之間的融洽;城市結構與功能,自然與人文景觀美之間的和諧。4.康樂:居民心理和生理上的健康發(fā)展,涉及醫(yī)療保健、文化享受、旅游休憩和社會安全感等。
衡量生活質量也可以用生態(tài)環(huán)境適宜度來表示。生態(tài)環(huán)境適宜度—城市生態(tài)環(huán)境為人類的生存和延續(xù)所提供的各種條件與人類對這些條件需求之比的總合。這些條件包括人口密度指數(shù)、人類活動強度指數(shù)、物質生活指數(shù)、居住指數(shù)、教育服務指數(shù)、醫(yī)療服務指數(shù)、交通便利指數(shù)、環(huán)境污染指數(shù)、安全指數(shù)等。
三、城市生態(tài)系統(tǒng)的調控
1、調控的原則
協(xié)調共生原則: 節(jié)約和合理配置資源;循環(huán)再生原則: 廢物利用,污染凈化;持續(xù)自生原則: 保障供給,決策正確。
2、調控的途徑
生態(tài)工藝的設計與改造: 能源,物質,景觀等;生態(tài)關系的規(guī)劃與協(xié)調: 發(fā)揮比較優(yōu)勢潛力;生態(tài)意識的普及與提高: 生態(tài)哲學與倫理學。
3、走向生態(tài)城 生態(tài)城—高效、和諧的理想人類居住環(huán)境: 社會、經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展,物質、能量高效利用,人與自然良性互動。生態(tài)城標準:(天人合一):地盡其能—生態(tài)環(huán)境改善,自然景觀、歷史文化、現(xiàn)代文明共存共榮;人盡其才—由自發(fā)的人走向自為的人,創(chuàng)造力得到充分發(fā)揮,身心健康得到有力保障。
復習題:
1、城市生態(tài)系統(tǒng)區(qū)別于自然生態(tài)系統(tǒng)的根本特征是什么?
2、為什么說城市生態(tài)系統(tǒng)具有脆弱性?
3、什么是城市生態(tài)系統(tǒng)能量流動?其特點是什么?
4、城市生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的特點是什么?
5、信息在城市生態(tài)系統(tǒng)中的作用是什么?
第九章 城市生態(tài)評價
城市生態(tài)學就其主要方面而言是一門應用性學科。它的首要任務不僅在于解釋生態(tài)系統(tǒng)各成分間的關
系,而在于探索一條對人們最友善的城市生態(tài)系統(tǒng)的建設道路。城市生態(tài)學研究的最終目的是為了建設符合生態(tài)學原則的、適合人類生活的生態(tài)城市為此,需要對城市的現(xiàn)狀進行生態(tài)評價,對城市進行生態(tài)規(guī)劃,并在此基礎上開展生態(tài)建設和管理。
第一節(jié) 城市生態(tài)評價的概念
城市生態(tài)評價與城市環(huán)境質量評價的關系非常密切,但它們的側重點又有所不同。城市生態(tài)評價是根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的觀點,運用生態(tài)學、環(huán)境科學的理論與方法,對城市生態(tài)系統(tǒng)的結構、功能和協(xié)調度進行綜合分析評價,以確定該系統(tǒng)的發(fā)展水平、發(fā)展?jié)摿椭萍s因素。城市生態(tài)評價是城市生態(tài)規(guī)劃、生態(tài)建設和生態(tài)管理的基礎和依據(jù)。
第二節(jié) 城市生態(tài)評價的內容
城市建設的目標是在一定的社會經(jīng)濟條件下,為人們提供安全、清潔的工作場所和健康、舒適的生活環(huán)境,把城市建設成為一個結構合理、功能高效和關系協(xié)調的生態(tài)城市。城市生態(tài)評價一般從城市生態(tài)系統(tǒng)的結構、功能和協(xié)調度三個方面著手進行。
城市生態(tài)系統(tǒng)的結構是指系統(tǒng)內各組成成分的數(shù)量、質量及其空間格局。它包括城市人群、無機的物理環(huán)境(包括城市人工構筑物)以及有機的生物環(huán)境等。一個生態(tài)化的城市要有適度的人口密度、合理的土地利用、良好的環(huán)境質量、完善的綠地系統(tǒng)、完備的基礎設和有效的生物多樣性保護。
從生態(tài)角度看,城市有三大主要功能,即生活功能、生產(chǎn)功能和還原功能。
城市中的協(xié)調關系包括人類活動和周圍環(huán)境間相互關系的協(xié)調、資源利用和資源承載的相互匹配、環(huán)境脅迫和環(huán)境容量的相互匹配、城鄉(xiāng)關系協(xié)調以及正反饋與負反饋相協(xié)調等等。
第三節(jié) 城市生態(tài)評價的指標
一、評價指標建立的原則
具體可以歸納為以下幾點:(1)綜合性:以城市復合生態(tài)系統(tǒng)的觀點為指導,在單項指標的基礎上,構建能直接而全面地反映城市功能、結構及協(xié)調度的綜合指標。(2)代表性:城市生態(tài)系統(tǒng)結構復雜、龐大,具有多種綜合功能,要求選用的指標最能反映系統(tǒng)的主要性狀。(3)層次性:根據(jù)不同評價需要和詳盡程度對指標分層分級。(4)可比性:既充分考慮城市發(fā)展的階段性和環(huán)境問題的不斷變化,使確定的指標具有社會經(jīng)濟發(fā)展的階段性,同時又具有相對穩(wěn)定性和兼有橫向、縱向的可比性。(5)可操作性:有關數(shù)據(jù)有案可查,在較長時期和較大范圍內都能適用,能為城市的發(fā)展和城市的生態(tài)規(guī)劃提供依據(jù)。
二、指標體系的構建方式
指標體系的構建可采用層次分析方法,首先確定城市生態(tài)評價的主要方面,然后分解為能體現(xiàn)該項指標的亞指標,按此原則再次進行分解了一個三層次的生態(tài)城市評價指標結構的框架,用以評價城市的生態(tài)化程度。其中一級指標由結構、功能和協(xié)調度三方面組成。二級指標是根據(jù)前述評價指標選擇原則,選擇若干因子所組成;三級指標又是在二級指標下選擇若干因子組成整個評價指標體系。由于城市生態(tài)系統(tǒng)的結構、功能和協(xié)調度都是由許多因子組成的,其中有些因子可以定量并且容易定量,而有些因子是難以定量或者說是難以取得定量數(shù)據(jù)的。因此,對二級指標,特別是二三級指標的選擇只能根據(jù)評價指標建立的原則加以選擇,不可避免地存在著不完備的缺陷。隨著對城市生態(tài)系統(tǒng)研究的發(fā)展和日益深入以及統(tǒng)計資料的不斷完備,對二級指標,特別是三級指標還可以進行不斷修改和補充。
第四節(jié) 城市生態(tài)評價的程序與方法
一、評價的一般程序
城市生態(tài)評價的一般程序可以歸納為以下步驟:(1)資料收集和實地調查。(2)城市生態(tài)系統(tǒng)組成因子的分析。(3)評價指標篩選和指標體系設計。(4)專家咨詢。(5)確定指標標準,選擇評價方法。(6)進行單項和綜合評價,向專家咨詢和民意測驗。(7)修改評價。(8)論證與驗證。(9)提出評價報告。
二、評價標準的制定
對城市生態(tài)評價離不開對各項評價指標標準值的確定,有些指標,例如大氣環(huán)境、水環(huán)境、土壤環(huán)境等已經(jīng)有了國家的或國際的、經(jīng)過研究確定的標準。對于這些指標可以直接使用規(guī)定的標準進行評價,但是有些指標,例如人均期望壽命、萬人具高等學歷人數(shù)、土地產(chǎn)出率、人均保險費、環(huán)保投資占GDP比重等并沒有一定標準,而且有的指標也并非越多越好,或越少越好,呈簡單的直線關系。
為了適應當前評價的要求,現(xiàn)擬定以下幾項原則供制定標準時參考。(1)凡已有國家標準的或國際標準的指標盡量采用規(guī)定的標準值。(2)參考國外具有良好城市生態(tài)的城市的現(xiàn)狀值作為標準值。(3)參考國內城市的現(xiàn)狀值作趨勢外推,確定標準值。
(4)依據(jù)現(xiàn)有的環(huán)境與社會、經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展的理論,力求將標準值定量化。(5)對那些目前統(tǒng)計數(shù)據(jù)不十分完整,但在指標體系中又十分重要的指標,在缺乏有關指標統(tǒng)計前,暫用類似指標標準替代。
三、標準值的計算 1.三級指標的計算
2.二級指標的計算
3.一級指標的計算
4.生態(tài)綜合指數(shù)的計算
5.權值確定
復習題:
1、什么是城市生態(tài)評價?其主要內容是什么?
2、城市生態(tài)評價從哪三個方面著手?
3、建立城市生態(tài)評價指標的原則是什么?
第十章 城市生態(tài)規(guī)劃 第一節(jié) 城市生態(tài)規(guī)劃的概念
馮向東(1988)認為,城市生態(tài)規(guī)劃是在國土整治、區(qū)域規(guī)劃指導下,按城市總體規(guī)劃要求,對生態(tài)要素的綜合整治目標、程序、內容、方法、成果、實施對策全過程進行的人工生態(tài)綜合體的規(guī)劃。
第二節(jié) 城市生態(tài)規(guī)劃的原則
l.整體優(yōu)化原則;2.協(xié)調共生原則; 3.功能高效原則; 4.趨適開拓原則;5.生態(tài)平衡原則;6.保護多樣性原則;7.區(qū)域分異原則。
第三節(jié) 城市生態(tài)規(guī)劃的主要內容
一、生態(tài)功能分區(qū)規(guī)劃;
二、地利用規(guī)劃;
三、人口容量規(guī)劃;
四、環(huán)境污染綜合防治規(guī)劃;
五、園林綠地系統(tǒng)規(guī)劃;
六、資源利用與保護規(guī)劃;
七、城市綜合生態(tài)規(guī)劃。
第四節(jié) 城市生態(tài)規(guī)劃的步驟
1.根據(jù)規(guī)劃要求選擇有關專業(yè)。
2.生態(tài)要素資料的收集與調查。
(1)確定生態(tài)規(guī)劃區(qū)范圍,采用1:10 000(較大區(qū)域為1:50 000)地形圖為底圖,依據(jù)一定原則將規(guī)劃區(qū)域劃分為若干個網(wǎng)格,網(wǎng)格一般為1km×1km,有的也采用0.5km×O.5km(網(wǎng)格大小視具體情況而定),每個網(wǎng)格即為生態(tài)調查與評價的基本單元。
(2)調查登記的主要內容有:規(guī)劃區(qū)內的氣象條件、水資源、植被、地貌、土壤類型、人口密度、經(jīng)濟密度、產(chǎn)業(yè)結構與布局、土地利用、建筑密度、能耗密度、水耗密度、環(huán)境污染狀況等。
(3)生態(tài)適宜度分析:在收集和調查取得資料的基礎上對規(guī)劃區(qū)域進行分析和評價,并對各類用地進行適宜度分析。
(4)編制規(guī)劃:在以上幾個步驟的基礎上制定單項的和綜合的城市生態(tài)規(guī)劃,在這一過程中地理信息系統(tǒng)(GIS)技術將發(fā)揮非常重要的作用。
(5)公布規(guī)劃草案征求意見:規(guī)劃草案不僅要向領導征求意見,而且需向群眾公布,廣泛征求意見,公眾的參與是完善規(guī)劃和實施規(guī)劃的重要條件和保證。
(6)確定規(guī)劃,上報批準:在多方反復征求意見的基礎上修訂規(guī)劃,最后予以確定,規(guī)劃一旦確定并得到有關部門批準,即應該成為一種法律,規(guī)范著人們的行為,非經(jīng)合法程序的修訂,不得隨意變更。
復習題
1、城市生態(tài)規(guī)劃應遵循哪些原則?
2、城市生態(tài)規(guī)劃的主要內容是什么?
第十一章 城市生態(tài)建設 第一節(jié) 城市綠地系統(tǒng)建設
一、城市綠地系統(tǒng)建設原則
城市綠地系統(tǒng)建設須以生態(tài)學理論為指導,這不僅因為生態(tài)學是我們認識人與自然、植物與環(huán)境關系的理論基礎,而且也因為,通過對它的實際應用確實可以提高綠化工作的質量和效率,與城市綠化有關的主要原則有以下幾個方面:(1)建成群落的原則。(2)地帶性原則。任何一個群落的存在都需要一定的環(huán)境條件,因而每一個群落都有一定的分布區(qū)。(3)生態(tài)演替理論。生態(tài)演替是指一個群落被另一個群落所代替的過程。(4)潛在植被理論。(5)保護生物多樣性原則。(6)景觀多樣性原則。(7)整體性和系統(tǒng)性原則。
二、城市綠地的類型
不同的城市從地質地貌和河湖水系等自然條件到布局形式和環(huán)境狀況都有不同的特點,綠地的類型也是多種多樣的??梢园闯鞘幸?guī)劃和建設部門的用地類型、規(guī)模及位置來劃分,也可按使用性質和功能特征來劃分。
1、按用地類型、規(guī)模及位置來劃分:(1)公共綠地:包括市、區(qū)級綜合公園,兒童公園,動物園,植物園,體育公園,紀念性園林,名勝古跡跡園林,游憩林帶。(2)居住區(qū)綠地:包括居住區(qū)游園、居住小區(qū)游園、宅旁綠地,居住區(qū)公建庭園,居住區(qū)道路綠地。(3)附屬綠地(或專用綠地):包括機關單位、大專院校、工礦企業(yè)、倉庫綠地,公用事業(yè)綠地,公共建筑庭園。(4)交通綠地:包括道路綠地,公路、鐵路等防護綠地。(5)風景區(qū)綠地:包括風景游覽區(qū)、休假療養(yǎng)區(qū)綠地。(6)生產(chǎn)防護綠地:包括苗圃、花圃、果園、林場、衛(wèi)生防護林、風沙防護林、水源涵養(yǎng)林等。
2、按使用性質和功能特征類型來劃分:(l)防護型綠地:防護型綠地是以保護城鄉(xiāng)環(huán)境,減災防災,促進生態(tài)平衡為目的的綠地。(2)保健型綠地:保健型綠地是利用不同植物具有分泌有益物質的功能,組成一種植物配置,達到增強人體健康、防病治病的目的。(3)觀賞型綠地:觀賞型綠地是綠地生態(tài)建設中植物合理配置的一個重要類型,它將景觀、生態(tài)和人的心理、生理感受融為一體,建設成具有較高生態(tài)價值和審美價值的綠地。(4)科普型綠地:運用植物典型的特征建立起各種不同的科普知識型綠地,使人們在良好的綠化環(huán)境中獲得知識,激發(fā)人們熱愛自然、探索自然奧秘的興趣和愛護環(huán)境、保護環(huán)境的自覺性。(5)生產(chǎn)型綠地:在不同的立地條件下,建設生產(chǎn)型綠地,發(fā)展具有經(jīng)濟價值的喬、灌、草、花、果、藥的苗圃和園地生產(chǎn)型綠地既能與環(huán)境協(xié)調,又能滿足市場的需要,并增加社會效益。(6)文史型綠地:特定的文化環(huán)境如歷史遺跡、紀念性園林、風景名勝、宗教寺廟、古輿園林等,要求通過各種植物的配置形成不同品位的文史型綠地,使其具有相應的文化環(huán)境氛圍,促使人們主觀感情與客觀環(huán)境之間的情景交融,提高人們的文化素養(yǎng)。
三、城市園林綠地系統(tǒng)的布局
1、園林綠地規(guī)劃布局應考慮的因素:(1)綜合考慮、全面安排;(2)從實際出發(fā),因地制宜;(3)均衡分布、比例合理;(4)遠景目標和近期安排相結合。
2、理想的城市園林體系: 三級綠化系統(tǒng):市內小型綠化系統(tǒng): 將居住區(qū)與工業(yè)區(qū)分隔,用防護帶、行道樹、小游園等構成市內綠化系統(tǒng)。市內環(huán)綠化網(wǎng): 以市內公共綠地為核心,以林蔭大道和水系綠帶為骨架,圍繞市區(qū)和市中心區(qū)形成內環(huán)綠化網(wǎng)。市外環(huán)綠化網(wǎng): 在市郊以風景區(qū)、森林公園、大型果園和苗圃為基地,用自然防護林帶串通,形成城市外環(huán)綠化圈,將城市包圍,并以此控制城市用地向外擴展。
3、園林綠地系統(tǒng)的布局形式
(1)塊狀綠地布局: 這類狀況多出現(xiàn)在舊城改建中,如上海、天津、青島、大連等,目前我國多
數(shù)城市屬這類情況。塊狀綠地的布局方式,可以做到均勻分布,接近居民,但對構成城市整體藝術風貌作用不大,對改善城市小氣候的作用也不顯著
(2)楔形綠地布局:一個城市中由郊區(qū)深入市中心的由寬到窄的綠地,稱為楔型綠地,如合肥市的綠地系統(tǒng)。一般都是利用河流、水庫、起伏丘陵、穿過城內的運河、鐵路和放射干道等結合市郊農田、防護林布置,使之與城市綠化帶和城市林蔭道有機結合。楔形綠地的優(yōu)點是可以改善城市小氣候,也有利于城市藝術風貌的體現(xiàn)
(3)帶狀綠地布局:這種布局多數(shù)利用河湖水系、城市道路、舊城墻等條件形成縱橫向綠帶、放射狀綠帶與環(huán)狀綠地交織的綠地網(wǎng),如蘇州、西安、南京等地。帶狀綠地的布局容易表現(xiàn)城市的藝術風貌
(4)混合型綠地布局。為上述幾類的有機結合,如北京市的綠地布局
第二節(jié) 城市自然保護
一、城市自然保護的主要內容
二、城市自然保護的建設途徑
第三節(jié) 城市環(huán)境保護的生態(tài)工程
一、城市水污染防治的生態(tài)工程
二、城市大氣污染防治的生態(tài)工程
三、城市固體廢棄物處理的生態(tài)工程
四、城市工業(yè)污染防治生態(tài)工程 復習題:
1、城市綠地建設的生態(tài)學原則是什么?
2、城市自然保護的作用和建設途徑是什么?