城市生态学及基本原理.ppt

第二章 城市生态学及基本原理第一节 城市生态学定义城市生态学由芝加哥学派（Chicago School of Human Ecology）的创始人帕克（Robert Ezra Park,1864-1944）于本世纪20年代提出。芝加哥学派是以美国芝加哥大学社会学系为代表的人类生态学及其城市生态学术思想的统称。兴盛于上世纪2030年代，开创了城市生态学研究的先河。其代表人物有帕克、伯吉斯（）、麦肯齐（）等。该学派以城市为研究对象，以社会调查及文献分析为主要方法，以社区即自然生态学中的群落、邻里为研究单元，研究城市的集聚、分散、入侵、分割及演替过程、城市的竞争、共生现象、空间分布格局、社会结构和调控机理；运用系统的观点将城市视为一个有机体，一种复杂的人类社会关系，认为它是人与自然、人与人相互作用的产物，其最终产物表现为它所培养出的各种新型人格。城市生态学是研究城市人类活动与周围环境之间关系的一门学科，城市生态学将城市视为一个以人为中心的人工生态系统，在理论上着重研究其发生和发展的动因，组合和分布的规律，结构和功能的关系，调节和控制的机理；在应用上旨在运用生态学原理规划、建设和管理城市，提高资源的利用效率，改善系统关系，增加城市活力。根据研究对象的不同，城市生态学可分为城市自然生态学、城市经济生态学和城市社会生态学三个分支。第二节 城市生态学产生的背景一、城市规划理论发展需要生态思想的介入1848年最早制订了公众卫生法。1898年由F.霍华德创立了“田园城市”的规划理论，影响深远。“田园城市”的概念主要是确定职业与居民的正确关系，确定优美的环境素质，土地使用模式以及城市的财政、行政与城市最优规模之间的关系，从而描绘出一个理想的城市规划方案。“田园城市”最后改称为：“IFHP”（国际住宅与城市规划会议），谋求现实地解决城市问题。从20实际60年代开始，法国学者集中研究了“区域发展规划”，重点是研究核心城市与其外围地区的发展关系。例如著名的英国“东南研究计划”（south-east study），苏格兰的坎伯诺得（Cumbernauld），英国中部第三期新市镇，美国的河流流域研究都进行了大规模的区域发展规划。二、解决城市问题（包括城市环境问题）需要生态学思想（一）城市问题产生根源 1.城市是一个高度集聚与高度稀缺的统一体。（1）城市的集聚性 城市是社会生产力发展到一定阶段后的产物，是人类文明的集中表现。现代城市更是人类科学、技术和文化发展的体现，是社会政治活动和经济活动最集中的地方，又是地球上人口最密集的区域。（2）城市的稀缺性 城市的稀缺性指城市在多个自然环境因素方面的稀缺与紧缺特征。如城市中植被稀缺、生物（除人类外）、水源、光照、清洁空气、能源、土地等均呈不同程度的稀缺状态。2.人们对自然环境（包括城市环境）的错误认识。这种错误认识导致了人们在城市建设、城市管理、城市发展等方面的失误，使城市问题不断加剧。（二）城市发展需要生态学思想第三节 城市生态学的发展阶段一、萌芽阶段（20世纪以前）1中国古代的生态学生态学思想 2.国外古代的生态学思想2000多年前的古希腊就已有生态思想的萌芽。公元前600年，希腊地理学家美勒提出生态区划设想。公园前300年，古希腊哲学家提奥弗拉斯特注意到植被分布与气候、土壤的关系。1869年，德国生物学家提出生态学的概念。二、初级阶段20世纪初，国外一批科学家将生态学思想运用于城市问题的研究。1904年格迪斯城市开发 1915年进化中的城市 1916年美国芝加哥学派创始人帕克发表了城市：关于城市环境中人类行为研究的几点建议的著名论文，随后出版了城市一书，将生物群落原理应用于城市社会。美国芝加哥一批社会科学家开展了人与环境关系的研究（人类生态学），多集中于城市问题和城市生态环境与人的关系方面。1925年伯吉斯提出同心圆增长理论（Concentric Rings Growth Model），认为城市自然发展将形成同心圆形式，这是竞争优势及侵入演替的自然生态的结果。1939年土地经济学家赫特提出了扇形理论（Sector Theory），总的仍为圆形，从中心向外形成各种扇形辐射区，各扇形向外扩展时仍保持了居住区特点。之后，哈里斯和厄曼考虑到汽车的重要影响提出多核理论（Multiple Nuclei Model），指出城市的土地利用形式并不围绕一个中心，而围绕离散的几个中心发展。三、蓬勃发展阶段1971年开始的联合国教科文组织的人与生物圈（MAB）计划，使城市生态学进入蓬勃发展的阶段。现阶MBA段研究的重点：（1）建立并检验城市化与环境之间的相互关系的各种模型，并用于城市不同发展阶段的决策及一些福利标准和环境质量的比较;（2）城市人口与乡村人口流的关系及对环境作用的研究；（3）通过对城市地区生物学产量的研究及能量、资源的合理及循环利用的研究，以减少周围地区的负荷和资源的供给。（4）城市绿地管理的研究。国际城市生态学研究机构及规划国际城市生态学研究机构及规划国际机构名称国际机构名称研究计划研究计划联合国教科文组织（联合国教科文组织（UNESCO)从从1971年开始的年开始的MAB计划中第计划中第11项和项和13项项国际生态学会（国际生态学会（INTECOL)1974年建立城市生态学专业委员会、季刊年建立城市生态学专业委员会、季刊世界卫生组织（世界卫生组织（WHO)健康的城市健康的城市世界气象组织（世界气象组织（WMO)城市气象城市气象欧洲联盟（欧洲联盟（EU)从从1974年开始的可持续的城镇运动年开始的可持续的城镇运动国际城市环境研究所国际城市环境研究所(IIUE)资源丰富的城市、城市可持续性的指标、资源丰富的城市、城市可持续性的指标、地区环境特征地区环境特征经济合作与发展组织（经济合作与发展组织（OECD)从从1994年开始生态城市计划年开始生态城市计划国际森林研究组织联盟（国际森林研究组织联盟（IUFRO)从从1986年开始的城市森林计划年开始的城市森林计划国际景观生态学协会（国际景观生态学协会（IALE)城市生态学研究组城市生态学研究组巴巴西西库库里里蒂蒂巴巴英英国国米米尔尔顿顿凯凯恩恩斯斯市市美国伯克利设计规划美国伯克利设计规划在我国城市生态学的发展大致分四个阶段1环境觉悟阶段（19731980）人们对城市生产和生活活动带来的各种环境影响和生态破坏再也不熟视无睹了。2综合治理及系统研究阶段（19811985）我国城市生态学研究蓬勃发展的兴盛时期。1984年1底在上海召开首届城市生态研讨会。3城乡生态建设阶段（19861990）城市生态研究从大中城市扩展到中小城市。1986年在天津召开第二届研讨会；87年在北京召开国际性的城市与周围地区生态与发展研讨会；88年出版城市生态与城市环境。4城市可持续发展研究阶段（1990年以后）探讨生态城市、可持续发展。第四节 城市生态学的学科基础、研究层次与研究内容一、城市生态学的学科基础（一）生态学：研究生物间、生物与环境间相互关系的科学，是城市生态学最基本的学科基础。（二）城市学：以城市为研究对象，从不同角度、不同层次观察、剖析、认识改造城市的各种学科的总称。（三）人类生态学：研究人与周围环境之间的相互关系及其规律的科学。二、城市生态学的研究层次（一）城市生物环境层次：即生物环境层次研究，即以传统生态学理论出发，将城市作为特定的生态环境，研究此种环境中各种生物的生态问题。（二）城市生态系统层次：将城市作为以人类活动为主体的人类生态系统进行考察研究。强调城市中自然环境与人工环境、生态群落与人类社会、物理生物过程与社会经济过程之间的相互作用研究的主导方向。（三）城市系统生态层次：从区域和地理概念的高度来观察城市本身，站在历史发展的高度来考察城市问题。三、城市生态学研究的主要内容城市居民变动及其空间分布特征;城市物质和能量代谢功能及其与城市环境质量之间的关系(城市物流、能流及经济特征);研究城市发展及其制约条件，阐明城市发展与城市环境之间的关系；研究城市生态系统与环境质量之间的关系，建立城市生态系统模型；研究城市环境质量与城市居民健康之间的相互关系；研究城市生态系统除人以外的生物体（动植物和微生物）的构成与变化，以及环境因子对生物体的影响；从区域环境质量管理的角度，研究城市生态系统与其他生态系统（如农田、河流及海洋生态系统）的相互关系；研究社会环境对城市居民及其活动的影响；研究合理的各种城市环境指标及其标准；研究城市生态规划、环境规划的内容、原理和方法。第五节 城市生态学基本原理一、生态学的一般规律1.相互依存与相互制约规律：物物相关 相生相克2.微观与宏观协调发展规律：生物与环境之间是通过食物链的能流、物流、信息流而保持联系，构成统 一的系统。3.物质循环转化与再生规律4.物质输入输出的动态平衡规律 当生物体的输入不足时，产出就会下降，会影响输出；当输入大于输出时，会出现积累。5.相互适应与补偿的协同进化规律 生物与环境之间存在着作用与反作用的过程，即生物给环境以影响，反过来环境也会影响生物，二者协同进化。6.环境资源的有限规律 环境资源在质量、数量、空间和时间等等方面都具有一定限度，不能无限地供给。二、城市生态学基本原理1.城市生态位（urban ecological niche）是一个城市给人们生存、生活提供的生态位。它是城市给人们提供的各种生态因子和生态关系的集合。2.多样性导致稳定性原理 在城市各部门行业和产业结构的多样性和复杂性导致了城市经济的稳定性和整体的城市经济高效性。3.食物链（网）原理食物链原理应用于城市生态系统中（1）以产品或废料、下脚料为轴线，以利润为动力将城市中的生产者企业相互联系在一起。（2）城市各组分、各元素、各部分之间都是有直接或间接的联系，相互依赖相互制约的关系。（3）人类居食物链顶端，人类对生存环境的污染最终会通过食物链作用（富集）而归结于人类自身。4.系统整体功能最优原理 城市各组分之间的关系并非总是协调一致，而是呈现相生与相克的关系状态。理顺城市生态系统结构，改善系统运行状态，要以提高整个系统的整体功能和综合效益为目标。5.最小因子原理 这一原理指出,城市生态系统中,往往是处于临界量最小的因子会对城市产生最大的影响力。因此,有效地改善和提高最小因子的数量和质量,会大大增强城市生态系统的整体功能。6.环境承载力原理 环境承载力是环境本身具有的有限性自我调节能力的量度，指某一环境状态和结构在不发生对人类生存发展有害变化的前提下，所承受的人类社会作用。环境承载力随城市外部环境条件的变化而变化；环境承载力的改变会引起城市生态系统结构和功能的变化；引起城市生态系统的演替；城市生态演替是城市适应外部环境变化及内部自我调节的结果。环境承载力包括：（1）资源承载力：自然资源条件和社会资源条件,可分为现实和潜在资源承载力。（2）技术承载力：主要指劳动力素质、文化程度与技术水平所能承受的人类社会作用强度，包括现实与潜在两种类型。（3）污染承载力：反映当地自然环境的自净能力大小的指标。