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1、第三章 城市生态系统的构成及特征1第三章 城市生态系统的构成及特征n n第一节 城市生态系统基本概念n n第二节 城市生态系统的构成n n第三节 城市生态系统的特征2第第一一节节 城城市市生生态态系系统统基基本本概概念念n n城市生态系统是城市生态学的研究中心与研究重点。对城市生态系统的理解，因学科重点、研究方向等不同，有着一定差异。3 8080年代中期，我国生态学奠基人马世骏院士等提出年代中期，我国生态学奠基人马世骏院士等提出了社会、经济、自然复合生态系统，指出辨识社会、经济、了社会、经济、自然复合生态系统，指出辨识社会、经济、自然之间复杂的耦合关系，从技术、体制、行为方面去调自然之间复杂的
2、耦合关系，从技术、体制、行为方面去调控生产、生活与生态服务功能，将生态学原理运用到产业、控生产、生活与生态服务功能，将生态学原理运用到产业、社区及景观设计、规划与建设中去，对经济、社会和环境社区及景观设计、规划与建设中去，对经济、社会和环境协调发展有着重要意义。协调发展有着重要意义。一、城市生态系统概念一、城市生态系统概念n 城市生态系统是一个以人为中心的自然、经济与社会系城市生态系统是一个以人为中心的自然、经济与社会系统组成的结构复杂，功能多样，动态开放式的复合型人工统组成的结构复杂，功能多样，动态开放式的复合型人工生态系统。生态系统。4第一节第一节 城市生态系统基本概念城市生态系统基本概念
3、(2 2)城城市市生生态态系系统统是是以以城城市市居居民民为为主主体体，以以地地域域空空间间和和各各种种设设施施为为环环境境，通通过过人人类类活活动动在在自自然然生生态态系系统统基基础础上上改改造造和和营营建建的的人人工工生生态态系系统统 (王王发发曾曾)。(3 3)城城市市生生态态系系统统是是城城市市居居民民与与其其周周围围环环境境组组成成的的一一种种特特殊殊的的人人工工生生态态系系统统，是是人人们们创创造造的的自自然然经经济济社社会会复复合合体体(金金岚岚等等)。5第第一一节节 城城市市生生态态系系统统基基本本概概念念(4)凡拥有10万以上人口住房、工商业、行政、文化娱乐等建筑物占50以上
4、面积，具有发达的交通线网和车辆来往频繁的人类集聚的区域称为城市生态系统(何强等)。6第第一一节节 城城市市生生态态系系统统基基本本概概念念n n城市生态系统定义为：特定地域内的人口、资源、环境(包括生物的和物理的、社会的和经济的、政治的和文化的)通过各种相生相克的关系建立起来的人类聚居地或社会、经济、自然的复合体。（环境科学词典）7大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流8n n城市生态系统和一般自然生态系统城市生态系统和一般自然生态系统城市生态系统和一般自然生态系统城市生态系统和一般自然生态系
5、统(如森林、草原等如森林、草原等如森林、草原等如森林、草原等)或半自然今态系统或半自然今态系统或半自然今态系统或半自然今态系统(如农田等如农田等如农田等如农田等)的不同主要表现在：的不同主要表现在：的不同主要表现在：的不同主要表现在：9101112第第二二节节 城城市市生生态态系系统统的的构构成成 由于不同专业的研究角度和出发点不同，所以对城市生态系统构成的认识及划分也各不相同。1314海口德国城市生态系城市生态系生物系统生物系统城市居民城市居民家养生物家养生物野生生物野生生物非生物系统非生物系统住宅与公共建筑物住宅与公共建筑物人工物质系统人工物质系统道路设施道路设施工厂工厂交通运输交通运输通
6、迅设施通迅设施市政管网建设市政管网建设环境资源系统环境资源系统气域气域水域水域土地土地 矿产矿产能源系统能源系统生物能（食物等）生物能（食物等）自然能自然能化石燃料化石燃料1516三、生态学家等学者认为城市生态系统是一个以人为中三、生态学家等学者认为城市生态系统是一个以人为中心的自然经济，社会复合起来的人工生态系统，因而组心的自然经济，社会复合起来的人工生态系统，因而组成上包括这三个方面：成上包括这三个方面：自然系统：是居民赖以生存的基本环境。自然系统：是居民赖以生存的基本环境。以生物与环境的协同共生及环境对城市活动的支持、以生物与环境的协同共生及环境对城市活动的支持、容纳、缓冲及净化为特征。
7、容纳、缓冲及净化为特征。经济系统：涉及生产、分配、流通、消费各环节。经济系统：涉及生产、分配、流通、消费各环节。以物质从分散到集中的高密度运转，能量从低质到以物质从分散到集中的高密度运转，能量从低质到高质的高强度集聚，信息从低序到高序的连续积累为特征。高质的高强度集聚，信息从低序到高序的连续积累为特征。社会系统：涉及城市居民及物质和精神生活的各方面。社会系统：涉及城市居民及物质和精神生活的各方面。以高密度人口和高强度的生活消费为特征。以高密度人口和高强度的生活消费为特征。17城市生态系统的组成结构城市生态系统的组成结构1819四、其他四、其他20四、其他四、其他21第第三三节节 城城市市生生态
8、态系系统统的的特特征征一、人类属性及人类生态系统的特征(一)人类的两种属性1人类的生物属性2人类的社会属性22(二二)人类生态系统的特点人类生态系统的特点 1食物链顶端生物成分的变化 2.在构成生态系统的自然环境中，出现了日益扩大的人造(工)环境23(二二)人类生态系统的特点人类生态系统的特点3非食物的能量流和物质流的强度日益 增长4科学技术在人类生态系统中的作用日益重要24 二、城市生态系统的特征(一)城市生态系统区别于自然生态系统的根本特征1.系统的组成成分2系统的生态关系网络 城市生态系统中的网络则大多是具有社会属性的网络，城市生态系统中的网络则大多是具有社会属性的网络，包括城市生态系统
9、中的各种自然网络包括城市生态系统中的各种自然网络(已带有明显的人工已带有明显的人工色彩色彩)和更为重要的社会关系、经济关系网络。和更为重要的社会关系、经济关系网络。253生态位 自然生态系统能提供自然生态位；城市生态系统所能提供自然生态位、社会生态位、经济生态位。4系统的功能 自然生态系统表现出极高的生态效率；城市生态系统整个系统的生态效率极低。265调控机制6系统的演替 城市生态系统的演替是人类为了自身的生存和发城市生态系统的演替是人类为了自身的生存和发展，通过各种生产和生活活动。对系统能动地创展，通过各种生产和生活活动。对系统能动地创建、改造、拓展的结果，也是城市人类集聚的发建、改造、拓展
10、的结果，也是城市人类集聚的发生、发展、兴盛、衰亡的过程。生、发展、兴盛、衰亡的过程。27(二)城市生态系统的人为性1城市生态系统是人工生态系统2.城市生态系统是以人为主体的生态系统3城市生态系统的变化规律由自然规律和人类影响叠加形成28(二二)城市生态系统的人为性城市生态系统的人为性4人类社会因素的影响在城市生态系统中具有举足轻重的地位5城市生态系统中的人类活动影响着人类自身29(三)城市生态系统的不完整性1城市生态系统缺乏分解者2城市生态系统“生产者”(指绿色植物)不仅数量少，而且其作用也发生了改变30(四四)城市生态系统的开放性城市生态系统的开放性1对外部系统的依赖性2.对外部系统的辐射性
11、3城市生态系统的开放具有层次性 第一层次为城市生态系统内部备子系统之间的开放第一层次为城市生态系统内部备子系统之间的开放即各子系统之间的交流和互相依赖、互相作用。即各子系统之间的交流和互相依赖、互相作用。313城市生态系统的开放具有层次性 第二层次为城市社会经济系统与城市自然环境系统之间的开放 第三层次指城市生态系统作为一个整体向外部系统的全方位开放。32(五)城市生态系统的高“质量”性1物质、能量、人口等的高度集中性33世界主要城市面积、人口和人口密度（世界主要城市面积、人口和人口密度（1996年）年）3435(五)城市生态系统的高“质量”性2城市生态系统的高层次性（1）人们具有巨大的创造、
12、安排城市生态系统的能力（2）城市生态系统的构成物质体现着当今科学技术的最高水平；（3）为了维持城市生态系统的运行，科学技术在城市生态系统中起着关键的作用。36(六)城市生态系统的复杂性1城市生态系统是一个迅速发展和变化的复合人工系统2城市生态系统是一个功能高度综合的系统37383城市生态系统食物链简化，系统自我调节能力小4城市生态系统营养关系出现倒置，决定了其为不稳定的系统3940思考题：思考题：1 如何认识城市生态系统与自然生态系统的区别？2 如何认识城市生态系统的特征？41第四节第四节 城市生态系统的结构城市生态系统的结构 42 在城市生态系统中，生物的营养在城市生态系统中，生物的营养结构
13、有两种不同的食物类型：结构有两种不同的食物类型：自然自然相对人工食物链（传统）相对人工食物链（传统）城市生态系统的结构有四种方式：城市生态系统的结构有四种方式：一、食物链结构一、食物链结构绿色植物绿色植物草食动物草食动物肉食动物肉食动物 人人（直接食用简单加工的动植物）（直接食用简单加工的动植物）完全人工食物链完全人工食物链 经过复杂人工加工的食品、饮用品、药品等供人类直经过复杂人工加工的食品、饮用品、药品等供人类直接食用。食物链只有一级消费者。接食用。食物链只有一级消费者。43 资源利用链结构各由一条主链和副链构成。主链中：资源利用链结构各由一条主链和副链构成。主链中：各类资源经初加工，生产
14、出一系列中间产品，再经深加工各类资源经初加工，生产出一系列中间产品，再经深加工后生产出可供直接消费的最终产品。副链：废弃物如果加后生产出可供直接消费的最终产品。副链：废弃物如果加以重复，综合利用，即为资源链的副链。以重复，综合利用，即为资源链的副链。二、资源利用链结构二、资源利用链结构44 城市生态系统中的生命与环境之间，环境要素之间都城市生态系统中的生命与环境之间，环境要素之间都存在一定的相互作用关系。其中城市人群与环境之间的关存在一定的相互作用关系。其中城市人群与环境之间的关系是此种结构的主要内容。系是此种结构的主要内容。三、生命三、生命环境相互作用结构环境相互作用结构生命系统：受人为干预
15、，自然生生命系统：受人为干预，自然生物种类单一，群落结构简单。物种类单一，群落结构简单。次生自然环境：城市自然要素的次生自然环境：城市自然要素的演变适应人的生存需要，并可发演变适应人的生存需要，并可发挥一定的自然净化功能。挥一定的自然净化功能。人工环境：是人创造的财富（劳人工环境：是人创造的财富（劳动产品、资金、精神环境）。动产品、资金、精神环境）。广域环境：郊区环境是区域的内广域环境：郊区环境是区域的内核，区域环境是郊区环境的延伸核，区域环境是郊区环境的延伸和补充。城市和补充。城市区域是一种更大区域是一种更大尺度的有机系统。尺度的有机系统。45 圈层式结构，以市区生圈层式结构，以市区生命系统
16、与环境系统为内圈，命系统与环境系统为内圈，郊区环境为中圈，区域环郊区环境为中圈，区域环境为外圈。这种空间结构境为外圈。这种空间结构形式，体现了生命系统与形式，体现了生命系统与各环境要素的内在联系，各环境要素的内在联系，是人类生存的中心聚集倾是人类生存的中心聚集倾向和广域关联倾向的必然向和广域关联倾向的必然结果。结果。四、空间组合结构四、空间组合结构46 镶嵌式结构：镶嵌式结构：大镶嵌：指各圈层内部的各要素按土地利用所形成的大镶嵌：指各圈层内部的各要素按土地利用所形成的团块状功能分区的空间结构形式。团块状功能分区的空间结构形式。如以单一要素为主的居住区、工业区、商业区、文化如以单一要素为主的居住
17、区、工业区、商业区、文化区及多要素组合工业区及多要素组合工业居住居住商业区、行政商业区、行政文化文化绿化区绿化区 各区按各自的特点分布在不同的位置上，形成有规律的各区按各自的特点分布在不同的位置上，形成有规律的块状和条状镶嵌结构。块状和条状镶嵌结构。小镶嵌：指各功能分区内部组成要素按土地利用所形成的微小镶嵌：指各功能分区内部组成要素按土地利用所形成的微观空间组合形式。如：居住区内，由道路、居住单元、小片观空间组合形式。如：居住区内，由道路、居住单元、小片绿地和其它设施组成。绿地和其它设施组成。镶嵌式结构水平的高低是衡量城市规划质量与系统功镶嵌式结构水平的高低是衡量城市规划质量与系统功能效率的一个重要标准。能效率的一个重要标准。47