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1、第八章第八章城市生态保护与绿色家园城市生态保护与绿色家园提纲提纲城市生态系统城市生态系统生态城市生态城市第一节 城市生态系统第一节 城市生态系统(一)概述(一)概述(二)结构(二)结构(三)功能(三)功能(四)特点(四)特点(五)问题(五)问题地学视角下的城市地学视角下的城市地域边界特征地域边界特征市场经济特征市场经济特征生态学生态学城市自然城市自然-社会社会-经济复合生态系统经济复合生态系统(城市生态系统)(城市生态系统)-马世俊,马世俊,1984城市生态系统(城市生态系统(Urban ecosystem):是在自然生态系统基础上建立起来的以人为主体的人工生态系统人工生态系统,它是由自然资源
2、系统、经济系统、社会系统相互作用,并通过物流、能流、信息流相互联系而共同构成的一个“社会-经济-自然社会-经济-自然”复合生态系统。(一)概述(一)概述城城市市生生态态系系统统自然生态系统自然生态系统经济生态系统经济生态系统社会生态系统社会生态系统生命生命非生命非生命第一产业第一产业第二产业第二产业第三产业第三产业政治政治科学科学法律法律政策政策文化文化环境影响主要矛盾:人类活动与自然还原能力的矛盾人类活动自然生态社会生态经济生活交通:铁路公路、内河铁路、航空港口劳动劳动产品产品主要矛盾:生产和生活的矛盾资源废物主要矛盾:经济开发和环境容量的矛盾建筑:基建勘探、建设信息:电讯情报、出版新闻农业
3、:农、林、牧、副、渔科教:科学教育、文化艺术金融:金融保险、信托贸易:商业外贸、旅游服务、饮食(二)城市生态系统的结构(二)城市生态系统的结构城市由各类建筑、街道等形成一定的空间结构,如城市由各类建筑、街道等形成一定的空间结构,如同心圆同心圆、扇形扇形、镶嵌结构镶嵌结构等。等。德国卡尔斯鲁厄北京上海空间结构空间结构人口结构人口结构-规模、年龄、性别等规模、年龄、性别等劳动力结构劳动力结构-职业类型、分配职业类型、分配智力结构智力结构-文化水平文化水平社会结构社会结构营养结构营养结构城市生态系统与自然生态系统的营养结构比较肉食肉食动物动物植食动物植食动物植物植物自然生态系统自然生态系统人类人类动
4、物动物植物植物城市生态系统(三)城市生态系统的功能(三)城市生态系统的功能城市的功能具体包括城市的功能具体包括生产、生活生产、生活和和生态生态功能功能生物性生产+社会性生产衣食住行自然调控+人工调控生物性生产+社会性生产衣食住行自然调控+人工调控城市生态系统通过城市生态系统通过物质循环、能量流动、信息传递物质循环、能量流动、信息传递等“等“功功能流能流”的方式将城市的生产、生活与生态功能以人为中心而联”的方式将城市的生产、生活与生态功能以人为中心而联系起来。系起来。城市生态功能流物质流物质流能量流能量流人口流人口流信息流信息流城市生态系统同样遵循自然生态系统物质循环的规律,城市生态系统同样遵循
5、自然生态系统物质循环的规律,其最大差异在于城市是一个庞大的有机体,每天需要大量其最大差异在于城市是一个庞大的有机体,每天需要大量的的物质输入物质输入和和输出输出。物质流物质流由于城市生态系统是自然-经济-社会复合生态系统,仅仅利用由于城市生态系统是自然-经济-社会复合生态系统,仅仅利用自然生态系统物质循环规律来寻找城市中物质流动规律是不够的。自然生态系统物质循环规律来寻找城市中物质流动规律是不够的。主要指自然能(太阳能、风能、地热能、生物能)和辅助能主要指自然能(太阳能、风能、地热能、生物能)和辅助能(煤、油、气、电等)满足城市功能过程中的(煤、油、气、电等)满足城市功能过程中的传递、流通传递
6、、流通和和耗散耗散。能量流能量流城市生态系统信息流是城市生态系统信息流是其功能发挥的其功能发挥的基础条件基础条件,通过信息流的串联系统中通过信息流的串联系统中各组分要素形成一个相互各组分要素形成一个相互联系的有机的整体。联系的有机的整体。信息流信息流人口流是一种特殊的物质流,包括人口在时间和空间上的变化。人口流是一种特殊的物质流,包括人口在时间和空间上的变化。人口流人口流(四)城市生态系统的特点(四)城市生态系统的特点人类是城市生态系统的人类是城市生态系统的生产者生产者,城市的一切设施都是,城市的一切设施都是人造的;人造的;人类又是城市生态系统的主要人类又是城市生态系统的主要消费者消费者,与植
7、物和其他,与植物和其他动物相比,人类处在营养级倒金字塔的顶端;动物相比,人类处在营养级倒金字塔的顶端;人类是城市生态系统的人类是城市生态系统的主宰主宰,为自身利益对城市生态,为自身利益对城市生态系统进行控制和管理;系统进行控制和管理;以人为主体以人为主体人类一方面创造舒适的生活条件,满足自身在生存、发展人类一方面创造舒适的生活条件,满足自身在生存、发展上的需求;另一方面又受自己创造的环境影响,使自身不断适上的需求;另一方面又受自己创造的环境影响,使自身不断适应城市环境和生活方式。应城市环境和生活方式。人类自我驯化的系统人类自我驯化的系统容量大、密度高、运转快、高度开放容量大、密度高、运转快、高
8、度开放输入大量物质和能量,通过生输入大量物质和能量,通过生产建设、加工改造等输出生产、产建设、加工改造等输出生产、废弃物以及人力、资金、信息废弃物以及人力、资金、信息和技术等;和技术等;城市的规模越大,与外界的联城市的规模越大,与外界的联系越密切,要求输入的物质和系越密切,要求输入的物质和能量就越多,接受、消纳和转能量就越多,接受、消纳和转变的能力也越强。变的能力也越强。人与其生存环境人与其生存环境的土壤、大气、的土壤、大气、水、废弃物等构水、废弃物等构成的子系统成的子系统人与能源、原料、人与能源、原料、生产、分配、流生产、分配、流通和消费等构成通和消费等构成的子系统的子系统人的社会组织、政治
9、活动、文化、人的社会组织、政治活动、文化、教育、服务等构成的子系统教育、服务等构成的子系统各子系统内部都有能量、物质、信息流,各系统之间又相互联系,在各子系统内部都有能量、物质、信息流,各系统之间又相互联系,在人类的管理与调控下形成一个不可分割的整体人类的管理与调控下形成一个不可分割的整体多层次的复杂系统多层次的复杂系统(五)城市生态系统存在的问题(五)城市生态系统存在的问题城市人口问题-城市人口问题-根本原因根本原因城市自然生境破碎化城市自然生境破碎化城市化进程改变了城市生态系统的各个方面,对城城市化进程改变了城市生态系统的各个方面,对城市自然环境的影响最为突出。在市区或城市近郊区市自然环境
10、的影响最为突出。在市区或城市近郊区很难再找到尚未破坏的自然环境。很难再找到尚未破坏的自然环境。作为城市主体,人类向着自己的意愿改变着城市,作为城市主体,人类向着自己的意愿改变着城市,并被包围在人工化的城市环境之中,这就导致了城并被包围在人工化的城市环境之中,这就导致了城市居民与自然生态环境的长期隔离,并引起各类城市居民与自然生态环境的长期隔离,并引起各类城市“市“文明病文明病”“”“富贵病富贵病”的大量发生。”的大量发生。热岛效应热岛效应城市小气候的恶化:上海最热夏天环境污染环境污染随着城镇化进程的加速发展,由城镇化所引随着城镇化进程的加速发展,由城镇化所引起的生态环境破坏也越来越严重,其中环
11、境污起的生态环境破坏也越来越严重,其中环境污染是城镇化最严重的问题。染是城镇化最严重的问题。大气污染大气污染固体废弃物污染固体废弃物污染水污染水污染噪音污染噪音污染大气污染大气污染随着工业、交通运输等事业的迅速发展,尤其是煤的随着工业、交通运输等事业的迅速发展,尤其是煤的燃烧和机动车等排放的废气,伴随城镇化的发展,对人燃烧和机动车等排放的废气,伴随城镇化的发展,对人们的生活、工作和健康产生严重影响。们的生活、工作和健康产生严重影响。北京 PM2.5 超标广东污水排放入海,根本就没有污水厂先进行处理水污染固体废弃物污染固体废弃物污染“光污染”成城市隐形“杀手”其他污染其他污染噪声污染、电磁辐射污
12、染、光污染、生物污染等。越是城镇噪声污染、电磁辐射污染、光污染、生物污染等。越是城镇化程度高的区域,污染的种类与危害越大,对人们的生理和化程度高的区域,污染的种类与危害越大,对人们的生理和心理损害也越大,影响人们的生产活动和生活质量。心理损害也越大,影响人们的生产活动和生活质量。电磁核辐射污染噪声污染噪声污染社会问题社会问题何去何从?何去何从?第二节 生态城市第二节 生态城市生态城市生态城市空气清新,河水清空气清新,河水清洁;洁;资源可以循环利用,资源可以循环利用,减少污染产生;减少污染产生;道路是畅通无阻的;道路是畅通无阻的;人与自然和谐相处,人与自然和谐相处,舒适的生活体验。舒适的生活体验
13、。理想中的城市理想中的城市现代生态城市思想的最早起源于霍华德现代生态城市思想的最早起源于霍华德(Edward Howard)“田园城市田园城市”理论,强调要在城市周围”理论,强调要在城市周围永久保留一定绿地的原则,通过城市周边的农田和园地控永久保留一定绿地的原则,通过城市周边的农田和园地控制城市用地的无限扩张。制城市用地的无限扩张。英格兰列契沃斯(英格兰列契沃斯(Letchworth)是由霍华德设计并于是由霍华德设计并于1903年建成的田园城市,经历了一个世纪之后,仍然保持着年建成的田园城市,经历了一个世纪之后,仍然保持着较为宜人的居住环境。较为宜人的居住环境。(一)生态城市概述(一)生态城市
14、概述生态城市(Eco-city)这一概念是在20世纪70年代联合国教科文组织发起的“人与生物圈(MAB)”计划研究过程中提出来的,这一崭新的城市概念和发展模式一经提出,就得到了全球的广泛关注和响应。标志着人类社会由工业文明向生态文明转型的开始。“生态城市”概念以反对环境污染、追求优美的自然环境为起点,随着社会和科技的进步与发展,其概念与内涵也在不断扩展。生态城市概念生态城市概念是建立在人类对人与自然关系更深刻认识基础上的是建立在人类对人与自然关系更深刻认识基础上的新的文新的文化观化观,是按照生态学原则建立起来的,是按照生态学原则建立起来的社会、经济、自然协社会、经济、自然协调调发展的新型社会关
15、系,是有效的利用环境资源实现可持发展的新型社会关系,是有效的利用环境资源实现可持续发展的续发展的新的生产和生活方式新的生产和生活方式。空间布局合理空间布局合理基础设施完善基础设施完善环境整洁优美环境整洁优美生活安全舒适生活安全舒适生态城市内涵生态城市内涵生产空间集约高效生产空间集约高效生活空间宜居适度生活空间宜居适度生态空间山清水秀生态空间山清水秀目前,生态城市实践活动已经遍布全球各地,这些正在实施、或在研究准备阶段的城市。都是根据自身的特点,在某些方面或多或少体现了生态和可持续发展的理念根据这些项目各自的特点,生态城市大致可分为8种类型。(二)生态城市的分类(二)生态城市的分类库里蒂巴库里蒂
16、巴克里夫兰(三)生态城市建设的内容与组织形式最有效的还是政府主导,公众和社会团体支持的模式最有效的还是政府主导,公众和社会团体支持的模式“生态之都”库里蒂巴“生态之都”库里蒂巴国内外生态城市案例分析国内外生态城市案例分析无论在历史、地理位置还是人口方面都没有什么无论在历史、地理位置还是人口方面都没有什么特别的地方。特别的地方。30多年前,同样被许多问题所困扰:街道拥挤、多年前,同样被许多问题所困扰:街道拥挤、空气污浊、垃圾围城、洪涝灾害不断、社区一片空气污浊、垃圾围城、洪涝灾害不断、社区一片衰败景象。衰败景象。曾与巴黎、罗马、悉尼同时被联合国命名为首批曾与巴黎、罗马、悉尼同时被联合国命名为首批
17、“最适宜人居的城市”“最适宜人居的城市”有“世界生态之都”的美誉有“世界生态之都”的美誉并被评为“世界第三大生活质量最高的城市并被评为“世界第三大生活质量最高的城市CUNITIBA现代城市规划理论“生态之都”现代城市规划理论“生态之都”库里蒂巴库里蒂巴生态绿地(景观、旅游)生态绿地(景观、旅游)库里蒂巴是世界上绿化最好的城市之一,库里蒂巴是世界上绿化最好的城市之一,人均绿地面积人均绿地面积581平方米,是联合国推荐平方米,是联合国推荐数的数的4倍倍库里蒂巴的人工绿化注重树种的多样化库里蒂巴的人工绿化注重树种的多样化配置配置个性的公园设计:市政府要求公园内的个性的公园设计:市政府要求公园内的建筑
18、面积不得超过建筑面积不得超过1/3;禁止在公园铺设;禁止在公园铺设硬质路面硬质路面将绿地还给民众的市政理念将绿地还给民众的市政理念生态交通生态交通私人小汽车拥有量为私人小汽车拥有量为1.6人人/一辆,是巴西人均一辆,是巴西人均拥有汽车量第二多的城市,但这里却没有汽拥有汽车量第二多的城市,但这里却没有汽车尾气污染和交通堵塞的问题车尾气污染和交通堵塞的问题库里蒂巴的库里蒂巴的BRT不仅有享誉世界,有不仅有享誉世界,有“路面地路面地铁铁”之称,还被联合国评为之称,还被联合国评为“当今世界最好和当今世界最好和最实际的城市交通系统最实际的城市交通系统”,“实现城市可持续实现城市可持续发展的典范发展的典范
19、”BRT快速公交系统快速公交系统生态卫生生态卫生“垃圾不是废物垃圾不是废物”的垃圾回收运动的垃圾回收运动“绿色交换绿色交换”计划:计划:70%的家庭把收集垃圾作的家庭把收集垃圾作为每天副食品采购的主要支付手段。为每天副食品采购的主要支付手段。库里蒂巴的垃圾循环回收达到库里蒂巴的垃圾循环回收达到95%街头看不到垃圾街头看不到垃圾生态意识(教育、理念)生态意识(教育、理念)环保意识的形成是与政府长期不懈的环保意识的形成是与政府长期不懈的支持以及社会努力分不开的。支持以及社会努力分不开的。库里蒂巴生态建设的特点是强调政府、企库里蒂巴生态建设的特点是强调政府、企业和社会三方面的参与和合作。业和社会三方
20、面的参与和合作。在所有学校内开展的生态扫盲教育计划在所有学校内开展的生态扫盲教育计划“爱护环境免费大学爱护环境免费大学”生态经验生态经验公交导向式的城市开发规划公交导向式的城市开发规划土地利用与公共交通一体化混合士地利用开发的方式走廊式开发实行垃圾回收项目实行垃圾回收项目对市民进行环境教育对市民进行环境教育中国 上海 崇明(CHONGMING)国内已经开始的大都市圈内拥有湿地资源的大规模生态型区域规划/建设60崇明岛地处上海北部的长江入海口,包括崇明岛、长兴岛和横沙岛。三岛陆域总面积为1411平方公里,总人口为70.4万61崇明岛优越的区位优势,丰富的资源条件成为拓展上海城市发展、建设世界级城
21、市和生态型城市的新空间区位优势:崇明地处西太平洋沿岸中点,位于我国东部沿海黄金海岸与长江黄金水道的交汇点,为长江之龙舌,亦是中国“T”型发展战略的节点和前哨,有着不可替代的地位发展优势:崇明将跨越传统的工业时代,直接从农业时代进入生态时代作为一个工业化程度不高、经济有待进一步发展的地区,处在倡导知识经济、绿色产业的时代,崇明有进行跨跃式发展的自身和外部条件,绕过传统的工业化制造业发展模式,直接发展低能耗、低污染、高效益的绿色环保产业是崇明应走的发展之路。资源优势:湿地、森林及土地资源丰富,环境优良。崇明岛丰富的土地后备资源为上海市未来发展扩展出新的空间。崇明岛主要是由长江下泄泥沙在江海交汇作用
22、下沉积而成,面积不断增加。目前仍以150-350米/年的速度向外淤涨。生物多样性:丰富的生物资源十分有利于维持崇明生态系统的平衡,上海市建立生态型城市提供动力和源泉。62上海向世界级、生态型城市的发展中将崇明岛定位为其“可持续发展的重要战略空间”上海城市发展进入第三次飞越21世纪已逐渐被清晰地定格为“环境世纪”,环境革命、生态文明将成为世界级城市发展的重要衡量标准,也为上海提供了站在新时代的最前沿开创21世纪发展新辉煌的机遇与途径;上海市城市总体规划(1999-2020年)城市发展方向中“将崇明作为21世纪上海可持续发展的重要战略空间”上世纪上世纪30年代年代 工业化初期 上海的社会、经济和城
23、市发展经历了跨过苏州河的工业化时代的跨河发展“发展重点:中心城区190年代年代 工业化与信息化快速发展 跨过黄浦江向浦东发展的信息化时代的“跨江发展”的重要阶段 发展重点:浦东开发区221世纪世纪 生态化时代 跨长江和跨海发展的第三次飞越“发展重点:崇明岛 上海走向长江口和太平洋时代,建设世界级城市和生态型城市 上海将从赶超型模式跨越到示范型模式363根据规划,崇明岛将建设成为社会生态化的国家级生态建设示范区,建立宜居城市64崇明三岛规划在功能定位、产业引导以及工农业生产等方面都体现了经济生态化的发展理念崇明岛的功能定位是环保、人居、休闲度假、绿色食品、科技创新以及海洋装备等,充分保护了当地的
24、自然环境,体现了生态化的理念。作为生态岛区的崇明,对产业的选取十分谨慎。根据规划,崇明重点发展的产业依次是:度假旅游和户外运动产业、生态型现代农业、接近大自然型的现代办公服务产业、生态型的房地产业和清洁型工业。这些产业都不会对环境和生态产生破坏。崇明岛发展循环型生态农业图崇明岛发展循环型生态农业图按照崇明生态岛的功能定位,在农业生产推行生态农业,能源方面推广应用太阳能新技术和风力发电技术,建设和应用清洁能源。这些有利于环境保护,减少对环境的破坏和污染,避免掠夺式开发。65在交通设施建设、能源利用、污水处理等公共建设方面崇明岛都坚持环保和生态的原则66在土地利用方面,崇明三岛划分了不同的功能分区
25、,而且还按照生态保护和经济发展的矛盾划分了四个地带实行分区控制农业和战略储备区农业和战略储备区中央森林区中央森林区新新城城和和新新市市镇镇景景湖湖会会展展区区门户观景区门户观景区海洋装备岛海洋装备岛休休闲闲度度假假岛岛67崇明岛案例经验启示一启示一产业选择以环境保护为出发点,发展无污染、生态型、清洁型的产业,主要包括旅游、房地产、自然型现代办公、清洁工业等启示二启示二强调对外交通的便捷和内部交通的生态化。对外规划由轨道及高速组成的快捷交通体。启示三启示三基础设施的建设贯彻环境保护原则。充分利用可再生能源。启示四启示四土地利用采用分区控制,划定永久性保护用地。从环境承载力出发确定科学合理的开发强
26、度和人口密度。我国未来生态城市建设规划我国未来生态城市建设规划(一)科学规划的主要观点与开发原则(一)科学规划的主要观点与开发原则(二)生态城市建设支撑技术和标准(二)生态城市建设支撑技术和标准恢复和充分展示土地的生态健康和发展潜力;恢复和充分展示土地的生态健康和发展潜力;平衡开发强度与处理好土地承载力的相互关系;平衡开发强度与处理好土地承载力的相互关系;阻止城市过度开发与郊区无序蔓延;阻止城市过度开发与郊区无序蔓延;实现新型工业化与循环经济的战略思想;实现新型工业化与循环经济的战略思想;实行低水平的能量消耗,优化能源结构与效用;实行低水平的能量消耗,优化能源结构与效用;建立一个具有活力的城市
27、绿化网架与绿色走廊;建立一个具有活力的城市绿化网架与绿色走廊;在生态环境优美的条件下,在城市建立市民安全、健康的居住在生态环境优美的条件下,在城市建立市民安全、健康的居住、工作与游憩空间,鼓励社区福利化的建设;、工作与游憩空间,鼓励社区福利化的建设;讲究生态开发策略,尊重历史,发掘精华,保护有价值的城市讲究生态开发策略,尊重历史,发掘精华,保护有价值的城市断面,丰富人们的文化精神生活,保持并促进文化多样性、民族断面,丰富人们的文化精神生活,保持并促进文化多样性、民族性地方性,并将生态城市的意识贯穿人类住区发展、建设与保护性地方性,并将生态城市的意识贯穿人类住区发展、建设与保护的各个方面,创造一
28、个新型的、现代的生态城市模式。的各个方面,创造一个新型的、现代的生态城市模式。根根据据我我国国众众多多的的生生态态城城市市规规划划经经验验与与问问题题,其其科科学学规规划划的的主主要要观观点点与与开开发发原原则则如如下下:8个基本原则支撑技术能源技术太阳能光热技术太阳能光热技术秸秆燃料燃烧技术秸秆燃料燃烧技术浅层水平埋式地源热泵技术浅层水平埋式地源热泵技术末端低温辐射技术末端低温辐射技术太阳能采暖系统太阳能采暖系统气候、水文资源综合利用技术绿色交通系统绿色交通系统自然通风解决热岛效应自然通风解决热岛效应雨水的收集与利用技术雨水的收集与利用技术污水处理与回用技术污水处理与回用技术植物节水绿化技术
29、植物节水绿化技术支撑技术和标准绿色交通系统绿色交通系统步行自行车公共交通商务车/货运车辆高乘载车辆单独驾单独驾驶车辆驶车辆通过混合功能的城市布局通过混合功能的城市布局减少机动车的出行量,鼓减少机动车的出行量,鼓励就近就业。励就近就业。引导发展新型的生活方式,引导发展新型的生活方式,比如在家工作,订单式购比如在家工作,订单式购物等。物等。将过去以小汽车为主导的将过去以小汽车为主导的城市道路系统改变为行人、城市道路系统改变为行人、自行车和公交优先的道路自行车和公交优先的道路系统。创造对行人和自行系统。创造对行人和自行车友好的环境,使其较少车友好的环境,使其较少受到机动车的干扰,大力受到机动车的干扰,大力推广绿色能源。推广绿色能源。引入不同技术层面的最优引入不同技术层面的最优方式,在探索高技术交通方式,在探索高技术交通模式(如轨道交通)可能模式(如轨道交通)可能性的同时,鼓励好的低技性的同时,鼓励好的低技术(如步行、自行车)模术(如步行、自行车)模式的发展,进行优化组合。式的发展,进行优化组合。