第七章城市生态系统结构论课件

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1、第七章第七章 城市生态系统结构论城市生态系统结构论On the Structure of Urban EcosystemOn the Structure of Urban Ecosystem 第一节 城市生态系统的基本概念1、基本概念：城市生态学1925年由美国芝加哥学派创始人PARK提出，1935年英国生态学家坦斯利提出“生态系统”概念，城市生态系统也成为城市生态学的研究中心与研究重点。（1）城市生态系统（马世骏）：是一个以人为中心的自然、经济与社会复合人工生态系统。（2）城市生态系统（王发曾）：是以城市居民为主体，以地域空间和各种设施为环境，通过人类活动在自然生态系统的基础上改造和建立的人

2、工生态系统。（3）城市生态系统（曲格平）：特定地域内的人口、资源、环境，通过各种相生相克的关系建立起来的人类聚居地或社会、经济、自然的复合体。第二节 城市生态系统的构成1、社会学家提出的城市生态系统构成（1994，何强）：城市生态系统城市社会 城市空间(城市环境)城市居民城市组织人工环境自然环境建成区环境施工环境自然资源地域环境人口结构劳动结构智力结构政治组织、经济组织文化组织、群众组织家庭组织基础设施生产设施生活服务设施土地、空气淡水、食物能源、原料地质、地貌气候、水文土壤、生物2、环境学家提出的城市生态系统构成（1994，何强）城市生态系统生物系统非生物系统城市居民家养生物野生生物人工物质

3、系统环境资源系统能源系统地质、地貌土地、空气淡水、矿产生物能自然能化石燃料住宅与公共建筑物道路设施工厂交通运输通讯设施市政管网3、其他学科专家城市生态系统构成城市生态系统社会经济系统自然系统生物部分非生物部分生物部分非生物部分陆地生物群落水生生物群落城市人群产业部门建筑物、公共设施污染物及公害植物群落动物群落微生物群落水生植物水生动物水生微生物城市绿化养殖动物光、温、水、土、气、岩石第三节 城市生态系统的特点生态城市：具有适度的人口数量与密度、合理的土地利用规模、良好的环境质量、足够的绿地系统、完善的基础设施和有效的自然保护。城市生态系统的主要特点是：集聚性；稀缺性；人为性；不完整性；开放性；

4、高质量性；复杂性；脆弱性；区别于自然生态系统。1、城市生态系统的集聚性：、城市生态系统的集聚性：（1）城市是国家地区政治、经济、文化活动中心，又是地球上人口最密集的区域。（2）城市是人类财富集中的区域。（3）城市是人类科学文化集中的地域。（4）城市是人类信息中心。（5）城市是交通集聚之处。（6）城市是建筑、能源、生产、消费中心。2、城市生态系统的稀缺性城市的稀缺性：是指城市在多个自然环境因素方面的缺少与紧缺。（1）植被稀缺；（2）生物（人除外）；（3）水源；（4）光照；（5）清洁的空气；（6）能源；（7）土地；3、城市生态系统的人为性（1）城市生态系统是人工生态系统。城市生态系统是人类为了自身

5、的利益，对自然生态系统进行改造所形成的生态系统。人工化的地形、人工化的土壤、人工化水系、人工化气候。（2）城市生态系统是以人为主体的生态系统。在城市生态系统中，人口高度密集，人口比重极大，其他生物种类和数量都很少。（3）城市生态系统的变化规律由自然规律和人类影响叠加形成。（4）人类社会因素的影响在城市生态系统中具有举足轻重的地位。人类社会的政治、经济、法律、文化、和科学技术对城市生态系统的发展具有重大影响。（5）城市生态系统的人类活动影响着人类本身。4、城市生态系统的 不完整性（1）城市生态系统缺乏分解者。（2）城市生态系统绿色植物数量少，作用功能发生改变。城市中的植物已经不再是生产者，其功能

6、已经变为美化景观，减少污染，净化空气。5、城市生态系统的开放性、城市生态系统的开放性（1）对外部系统的依赖性（2）对外部的放射性（3）城市生态系统的开放具有层次性系统内部各子系统之间的开放；城市社会系统与城市自然系统之间开放；城市生态系统作为整体向外部系统开放。6、城市生态系统的高质量性 城市生态系统的高质量性是指其构成要素的空间高度集中性于其表现形式的高层次性。（1）物质、能量、人口等的高度集中性。效率高（物流、能流、信息流、物质生产、土地利用、交通流、资金流）功能强。（2）城市生态系统的高层次性自然生态系统 农业生态系统 城市生态系统人们具有巨大的创造力，安排城市生态系统的能力；城市生态系

7、统的构成物质与景观系统体现着当今科学技术的最高水平；为了维持城市生态系统的正常运行，科学技术在城市生态系统在起着关键的作用。7、城市生态系统的复杂性（1）城市生态系统是一个迅速发展和变化的复合人工系统（2）城市生态系统是一个功能高度综合的系统8、城市生态系统的脆弱性、城市生态系统的脆弱性（1）城市生态系统不是一个“自给自足”的系统，需要外力才能维持；（2）城市生态系统在一定程度上破坏了自然调节机能；（3）城市生态系统食物链简化，系统自我调节能力小；（4）城市生态系统的营养关系出现倒置，决定其为不稳定系统；（4）能源系统以及城市支持系统供应单一，增加其不稳定性。（供水、供电、供汽、电脑系统等等）

8、9、城市生态系统与自然生态系统区别很大（1）自然生态系统的演进方向是成熟化；系统的净产量趋于零，生物能流趋于彻底耗散，物质循环趋于完全。城市生态系统发展是趋于年轻化，为了获得净产量。（2）自然生态系统的演进方向是多样化，成熟阶段也就是系统物种多样化最高阶段；（3）自然生态系统的演进方向是稳定性不断增强；城市生态系统却朝着不稳定性增强的方向发展；（4）自然生态系统的相对封闭性。（5）城市生态系统缺乏绿色植物；（6）城市生态系统缺乏分解者；（7）城市生态系统是反自然程度最强的人类生态系统；（8）城市生态系统是一个开放的高投入系统；（9）自然生态系统的营养关系是金字塔形，而城市生态系统是是倒金字塔；

9、（10）城市生态系统有强大人流、资金流和高新技术。第五节 城市生态系统的结构城市是一个规模庞大、关系复杂的多目标、多层次、多功能的动态生态系统，按复合生态系统的观点，又可分为社会、经济、自然三个亚系统。人口结构，空间结构，绿地结构，道路结构，景观结构，用地结构，功能结构，社会结构，经济结构，营养结构，生命结构，资源结构，1、城市生态系统的空间结构城市是存在于地球表面并占有一定地域空间的物质形态，由人工要素及城市绿地在自然要素（地形地貌河流水系）的作用下，组成了具有一定形态的空间结构，如同心圆、扇形辐射、多中心镶嵌、带状、组团状等。这些空间结构形成取决于城市的社会制度、经济状况、种族组成、地理条

10、件（地形地貌、气候水文）等。例如：社会分配制度引起了同心圆结构的变化；土地经济的价值规律引起了扇形结构的变化；种族组成和城市区域分异规律引起多中心镶嵌结构变化；城市的地形地貌和河湖水系等自然要素又通过对城市规划、城市建设的制约，对城市空间、形态和城市环境产生了不同的影响。例如：平原、盆地地貌已形成集中式、多格局结构的城市，如石家庄、北京、成都、西安等；山区、丘陵、峡谷地貌，已形成带状城市，如兰州、青岛、深圳等；分散多点状城市如攀枝花。因势利导，合理利用城市组成的人工要素与自然要素，可组织合理的城市空间结构，体现城市的个性，提高城市的活力与魅力。2、城市生态系统的人口结构1）人口的组成：常住人口

11、与流动人口；基本人口、服务人口和被抚养人口；基本人口：对外服务的工矿交通企业、行政机关事业单位以及高等院校的在册人员；一般控制在3040。服务人口：为本地区服务的企事业单位、文教、医疗、商业单位的在册人员；控制在1220。被抚养人口：未成年、未参加工作和丧失劳动力的人员。控制在4550。按国民经济部门统计分类：生产性劳动人口、非生产性劳动人口及非劳动人口。2）人口的结构：包括年龄、性别、智力和职业等结构年龄结构：分为六组：托儿组（03岁）幼儿组（46岁）小学组（712岁）中学组（1318岁）成年组（男1960岁，女1955岁）老年组（男61，女55，）性别结构：男女100：105职业结构：职业

12、结构的情况决定城市的主要职能。中国将城市职业分为十大类：农业、矿业、工业、建筑业、运输业、邮电业、商业、服务业、专门职业、行政公务。第三产业所占的比例是城市是否发达的标志之一。智力结构：是指具有一定专业知识或技术水平的劳动力占全体劳动力的比例。日本第一产业15.8，第二产业40.3，第三产业43.9%.3、城市生态系统的经济结构一般由物质生产、信息生产、流通服务及行政管理等职能部门组成。各种产业的比例决定了城市的性质。（1）物资生产部门主要有：工业、农业、建筑业。按社会需求提供有一定功能的产品。（2）信息生产部门主要有：科技、教育、文艺、宣传、出版等部门。（3）流通服务部门主要有金融、保险、交

13、通、通讯、商业、物质供应、旅游、服务等部门。（4）行政管理部门通过各种纵向联系和管理维持城市功能的正常发挥和社会的正常秩序。世界发达国家的先进城市在经济上有三大特点：三大产业构成：第一产业占35，第二产业占1540，第三产业占5080。产业就业构成：第一产业占0.1%0.5%,第二产业占20%30%,第三产业占70%80%。人均国民生产总值(GNP)500020000美元.4、城市生态系统的生物结构（1）城市动物：野生动物基本绝迹，以人工饲养与圈养为主。（2）城市植物：主要是以观赏为主的植物群落。（3）城市微生物：包括真菌、细菌、病菌等。种类也由于人类活动的干扰而大量减少。对城市的生死存亡至关

14、重要。5、城市生态系统的营养结构城市生态系统营养结构是倒金字塔型：食物链关系是营养结构的具体体现，是系统中物质与能量流动的重要途径。城市人群位于食物链的顶端，是最高级最主要的消费者；绿色植物很少，其他生物也较自然生态系统少；城市生态系统有两条食物链。其一为自然人工食物链，其二为完全人工食物链。肉食动物草食动物绿色植物城市人群植物动物城市生态系统的食物链结构绿色植物草食动物肉食动物城市人群植物食品动物食品饮 用 品药 品饲 料6、城市生态系统的资源利用链结构人类除了食物消费外,还具有大量衣食住行以及文化活动和社会活动等高级消费需求。结构由一条主链和一条副链构成。水源能源建材资源重工资源轻工资源洁

15、净水二次能源建筑材料金属材料非金属材料化学材料生物材料建筑物构筑物道路设施生产资料产品生活资料产品洁净水二次能源建设用地水源太阳辐射土地岩矿废气、废液、废渣中间产品最终产品中间产品广域环境市区环境资源分类7、城市生态系统的生命与环境相互作用结构在城市生态系统中人与环境的关系是最主要的关系。在人的干预下，自然生物种群单一，优势种突出，群落结构简单，空间分布也变得较为规则和机械，引起其他环境要素发生变化，导致城市生态与环境问题的发生。人工环境生命系统物质环境精神环境城市人群自然生物次生自然环境自然要素自然资源广域环境郊区环境区域环境8、城市生态系统的用地结构（1）用地结构类型小城市（镇）:一般由市区和郊区组成中等城市：一般由市区、郊区和郊区工业区以及其它功能区组成。大城市及特大城市：由市区、近郊区、近郊工业区或其它功能区、远郊区和远教小城镇组成。城市用地分类：R：居住用地；C：公共设施用地；M：工业用地；W：仓储用地；T：对外交通用地；S：道路广场用地；U：市政公用设施用地；G：绿地；D：特殊用地；E：水域和其它用地。用地结构实例分析：上海中心城区用地结构与形态