城市与城市生态学ppt课件教学教程.ppt

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1、城市生态学城市生态学北京师范大学资源与环境科学学院课程北京师范大学资源与环境科学学院课程本课程的着重点本课程的着重点城市城市气候学与城市自然环境气候学与城市自然环境城市生态系统的特点城市生态系统的特点城市中的环境问题城市中的环境问题城市园林绿地与绿化城市园林绿地与绿化城市生态环境管理与规划城市生态环境管理与规划城市生态系统研究方法举例城市生态系统研究方法举例1 城市与城市生态学城市与城市生态学1.1 城市的发展与城市化城市的发展与城市化1.1.1 1.1.1 城市的概念和城市的形成与发展城市的概念和城市的形成与发展城城市市(citycity)是是非非农农业业人人口口为为居居民民主主体体,以以空

2、空间间与与环环境境利利用用为为基基础础,以以聚聚集集经经济济效效益益为为特特点点,以以人人类类社社会会进进步步为为目目的的的的一一个个集集约约人人口口、经经济济、科科学学技技术术和和文文化化的的空空间地域综合体间地域综合体人类人类社会社会与与地域空间地域空间的高度结合的高度结合城市与其周围环境的联系城市与其周围环境的联系1 城市与城市生态学城市与城市生态学城市的形成城市的形成(三三次社会分工与私有制次社会分工与私有制)1 1 第一次第一次:畜牧业与农业分离畜牧业与农业分离聚落聚落(城市胚胎城市胚胎)第二次第二次:农业与手工业分离农业与手工业分离产生聚落中心产生聚落中心 第三次第三次:手工业与商

3、业分离手工业与商业分离“市市”(集集)形成形成 2 2 私有制产生私有制产生聚落争斗防卫聚落争斗防卫“城城”(镇镇)形形成成城市的发展城市的发展自然条件：大河冲积平原区；经济技术发展水自然条件：大河冲积平原区；经济技术发展水平：冲破自然束缚向外扩张拓展平：冲破自然束缚向外扩张拓展城市化景观城市化景观现代农业景观现代农业景观-1950传统农业景观传统农业景观-18001950历史乡村景观历史乡村景观-11001800铁器时代末期景观铁器时代末期景观-约公元前约公元前1000新石器及青铜时代新石器及青铜时代景观景观-原始自然景观原始自然景观-城城市市景景观观发发展展变变迁迁过过程程自然自然人工人工

4、 海岸地面抬升海岸地面抬升(1cm/a)促使港口向河流下游深水处迁移促使港口向河流下游深水处迁移,船只吨船只吨位位(吃水深度吃水深度)的增加亦加速了该过程的增加亦加速了该过程港口城市形成港口城市形成1 城市与城市生态学城市与城市生态学1.1.1.1.2 2 城市化与城市问题城市化与城市问题城市化城市化(urbanizationurbanization)通常是指农业人通常是指农业人口转化为城市人口的口转化为城市人口的过程过程。其表现为：。其表现为：l 空间上城市规模的扩大空间上城市规模的扩大l 数量上农业人口转变为城镇非农业人口数量上农业人口转变为城镇非农业人口l 质量上城市居民生活方式的现代化

5、质量上城市居民生活方式的现代化城市城市人口增长人口增长:(:(以前以前)自然自然(目前目前)机械机械城市化发展过程城市化发展过程孤立农家孤立农家 市井集镇市井集镇 老工业区老工业区 新工业区新工业区交通线形式对不同城市景观类型形成的影响交通线形式对不同城市景观类型形成的影响深圳深圳市的市的土地土地利用利用变化变化欧洲的城市化发展欧洲的城市化发展1 城市与城市生态学城市与城市生态学城市问题城市问题：由于城市化的发展和城市人：由于城市化的发展和城市人口、工业、建筑的高度集中口、工业、建筑的高度集中,带来了一系带来了一系列的列的。当城市人口膨胀到一定程度，。当城市人口膨胀到一定程度，城市扩大到一定规

6、模时，势必造成城市城市扩大到一定规模时，势必造成城市用地紧张、交通拥挤、住房短缺、基础用地紧张、交通拥挤、住房短缺、基础设施滞后、环境污染、生态条件恶化，设施滞后、环境污染、生态条件恶化，并导致失业率增加和犯罪率上升等一系并导致失业率增加和犯罪率上升等一系列现代列现代城市社会弊病城市社会弊病。1 城市与城市生态学城市与城市生态学1.2 城市生态学的研究对象、目的、任务城市生态学的研究对象、目的、任务1.2.1 城市生态学城市生态学 经典的经典的生态学生态学研究生物研究生物与与其其生活环境之生活环境之间的相互关系。间的相互关系。其其研究对象研究对象主要是：主要是：1 城市与城市生态学城市与城市生

7、态学生物个体生物个体(个体生态学个体生态学 autecologyautecology)生物种群生物种群(种群生态学种群生态学 population population ecologyecology）生物群体生物群体(群落生态学群落生态学 synecologysynecology)生态系统生态系统(生态生态系统系统学学 ecosystemecosystem ecologyecology)将某一环境及其中的生物群体结合起将某一环境及其中的生物群体结合起来加以研究来加以研究,目的是阐明生态系统的机制。目的是阐明生态系统的机制。现代生态学强调的这种机制现代生态学强调的这种机制,主要指生态主要指生态系

8、统中物质和能量的流动。系统中物质和能量的流动。1 城市与城市生态学城市与城市生态学城市生态学城市生态学(urban ecologyurban ecology)生态学生态学的一个分支的一个分支,是以城市空间范围内生命系是以城市空间范围内生命系统和环境系统之间联系为研究对象的学统和环境系统之间联系为研究对象的学科。由于人是城市中生命成分的主体科。由于人是城市中生命成分的主体,因因此也可以说此也可以说,城市生态学城市生态学是是研究城市居民研究城市居民与城市环境之间相互关系的科学与城市环境之间相互关系的科学。其研。其研究内容主要包括：究内容主要包括：1 城市与城市生态学城市与城市生态学城市居民变动及其

9、空间分布特征城市居民变动及其空间分布特征(城市人口的生城市人口的生物特征、行为特征、社会特征研究物特征、行为特征、社会特征研究)城市物质代谢功能及其与城市环境质量之间关城市物质代谢功能及其与城市环境质量之间关系系(城市物流、能流及经济特征研究城市物流、能流及经济特征研究)城市自然生态变化城市自然生态变化与与城市环境的城市环境的互互动影响动影响(城城市生物及非生物环境的演变过程研究市生物及非生物环境的演变过程研究)城市生态管理城市生态管理与与调控调控(城市城市交通、供水、交通、供水、生活生活废废物处理物处理及其中的物质、能量利用及其中的物质、能量利用,社会、自然社会、自然和谐和谐,系统动态调控系

10、统动态调控方法方法研究研究)城市自然生态城市自然生态特特征的征的指标指标体系体系及及城市城市合理容量合理容量1 城市与城市生态学城市与城市生态学 对城市进行生态学研究对城市进行生态学研究,仅仅运用自然科学仅仅运用自然科学的原理是不够的。这首先因为城市是人类社会的原理是不够的。这首先因为城市是人类社会的产物的产物,所以有关生态学的研究也必然涉及社所以有关生态学的研究也必然涉及社会科学的不同领域。人类往往不能适应城市生会科学的不同领域。人类往往不能适应城市生活的自然环境活的自然环境,要按照自己的意愿要按照自己的意愿,如按照传统、如按照传统、政治、经济状况等改造城市。这种改变常常不政治、经济状况等改

11、造城市。这种改变常常不可能不使城市生态系统受到影响可能不使城市生态系统受到影响,而且而且是是影响影响到城市到城市的的自然和社会各个方面自然和社会各个方面,因此城市生态因此城市生态学必然要运用到自然科学和社会科学两方面研学必然要运用到自然科学和社会科学两方面研究领域的成果与方法。究领域的成果与方法。1 城市与城市生态学城市与城市生态学1.2.2 城市生态学研究的流派城市生态学研究的流派 城市生态学的研究起源于欧美城市生态学的研究起源于欧美,然而北美的城然而北美的城市生态学概念和西欧的城市生态学概念并不完市生态学概念和西欧的城市生态学概念并不完全相同。全相同。西欧的城市生态学是由自然科学家西欧的城

12、市生态学是由自然科学家,特别是植特别是植物学家所首先创立物学家所首先创立,在以后的研究中在以后的研究中,也一直基也一直基本保持着自然科学的性质。把非自然科学亦纳本保持着自然科学的性质。把非自然科学亦纳入城市生态学研究范畴的观点入城市生态学研究范畴的观点,仅仅是在近期仅仅是在近期才开始被德国和其他一些欧洲国家所接受。才开始被德国和其他一些欧洲国家所接受。1 城市与城市生态学城市与城市生态学 在北美洲，城市生态学植根于社会科学。在北美洲，城市生态学植根于社会科学。Robert E.Park芝加哥学派著名芝加哥学派著名的的代表人物代表人物之一之一,在在1926年就已开始讲授年就已开始讲授“城市生态学

13、城市生态学”课程课程,其内容是其内容是“城市和社会之间关系的多样城市和社会之间关系的多样性性”。北美的城市生态学概念。北美的城市生态学概念,从一开初到现从一开初到现在在,始终比西欧的城市生态学概念具有更浓烈始终比西欧的城市生态学概念具有更浓烈的社会科学色彩。特别是在其发展初期的社会科学色彩。特别是在其发展初期,纯粹纯粹属于社会科学。属于社会科学。1 城市与城市生态学城市与城市生态学 随着时间的推移，城市生态学概念在西欧随着时间的推移，城市生态学概念在西欧和北美间开始相互协调，逐渐趋于统一。在欧和北美间开始相互协调，逐渐趋于统一。在欧洲，城市生态学的概念正在逐渐扩展自己的含洲，城市生态学的概念正

14、在逐渐扩展自己的含义；在北美义；在北美,自然科学方面的研究自然科学方面的研究(如气候学、如气候学、绿地建设和城市园林树木的意义等绿地建设和城市园林树木的意义等),已在有关已在有关的城市环境规划中获得了广泛的应用。的城市环境规划中获得了广泛的应用。1 城市与城市生态学城市与城市生态学1.2.3 我国的城市生态学研究我国的城市生态学研究 我国城市生态学的研究起步较晚我国城市生态学的研究起步较晚,但发展很快。但发展很快。1984年年12月在上海举行了月在上海举行了“首届全国城市生态首届全国城市生态科学研讨会科学研讨会”,会议探讨了城市生态学的目的、会议探讨了城市生态学的目的、任务、研究对象和方法，以

15、及在实际工作中的任务、研究对象和方法，以及在实际工作中的作用。这次会议标志着中国城市生态研究工作作用。这次会议标志着中国城市生态研究工作的开始。以后的研究首先将注意力集中在把城的开始。以后的研究首先将注意力集中在把城市生态理论研究应用到城市规划、建设和管理市生态理论研究应用到城市规划、建设和管理实践中去实践中去,主要是对一些大城市进行生态系统主要是对一些大城市进行生态系统工程方面的研究。工程方面的研究。1 城市与城市生态学城市与城市生态学19831985年间组织的年间组织的“天津天津市城市生态系统与污染防市城市生态系统与污染防治综合研究治综合研究”；“北京北京市城市生态系统特征及其环境规市城市

16、生态系统特征及其环境规划的研究划的研究”等。这些研究为制定城市总体规划、城市经等。这些研究为制定城市总体规划、城市经济发展规划、城市环境保护规划和城市管理措施等提济发展规划、城市环境保护规划和城市管理措施等提供了决策依据。供了决策依据。在城市生态系统个别组分的研究方面，有江苏植物研在城市生态系统个别组分的研究方面，有江苏植物研究所等开展的究所等开展的南京南京市市“城市空气污染与某些植物种的城市空气污染与某些植物种的关系关系”的个体生态研究。的个体生态研究。此外在北京以及其它城市还有一些有关此外在北京以及其它城市还有一些有关城市生态调控城市生态调控决策支持系统决策支持系统方面的研究，目的是为城市

17、规划、环境方面的研究，目的是为城市规划、环境管理与决策者提供信息支持、方法支持和知识支持。管理与决策者提供信息支持、方法支持和知识支持。1 城市与城市生态学城市与城市生态学城市生态学研究城市生态学研究现现阶段研究方向阶段研究方向:为使为使城市城市发展步发展步入正常良性循环轨道入正常良性循环轨道,为使为使日益严重的城市问题得日益严重的城市问题得到妥善解决到妥善解决,应应该该分分城市职能类别城市职能类别开展开展城市城市生态的生态的深入研究深入研究(以政治以政治文化、工业企业、风景旅游、交通枢纽、商贸金文化、工业企业、风景旅游、交通枢纽、商贸金融、港口运输等各类城市进行研究融、港口运输等各类城市进行

18、研究);城市城市生态生态的的单项基础性单项基础性研究研究(要构建城市总体模型要构建城市总体模型,首先应有单项基础研究首先应有单项基础研究,如有关城市植被、植物区如有关城市植被、植物区系、动物区系、水文、气候、土壤等以及有关城系、动物区系、水文、气候、土壤等以及有关城市交通、人口居住、环境美化方面的研究市交通、人口居住、环境美化方面的研究);城市生态环境城市生态环境管理管理及及规划规划研究研究2 生态学生态学有关有关概念与原理概念与原理2.1 生态平衡及其反馈调节机制生态平衡及其反馈调节机制生态平衡生态平衡(ecological equilibriumecological equilibrium

19、)指生态系统的一种相对稳定状态。当处于这指生态系统的一种相对稳定状态。当处于这一状态时一状态时,生态系统内生物之间和生物与环境生态系统内生物之间和生物与环境之间相互高度适应之间相互高度适应,种群结构和数量比例长久种群结构和数量比例长久保持相对稳定保持相对稳定,生产与消费和分解之间相互协生产与消费和分解之间相互协调调,系统能量和物质的输入与输出之间接近平系统能量和物质的输入与输出之间接近平衡。生态系统平衡是一种动态平衡衡。生态系统平衡是一种动态平衡,因为能量因为能量流动和物质循环仍在不间断地进行流动和物质循环仍在不间断地进行,生物个体生物个体也在不断地进行更新。也在不断地进行更新。2 生态学生态

20、学有关有关概念与原理概念与原理负反馈负反馈机制机制(negativenegative feedback mechanismfeedback mechanism)生态系统的平衡靠负反馈机制维持。生态系生态系统的平衡靠负反馈机制维持。生态系统中的反馈现象十分复杂统中的反馈现象十分复杂,既表现在生物组分既表现在生物组分与环境之间与环境之间,也表现于生物各组分之间及结构也表现于生物各组分之间及结构与功能之间与功能之间,其中起主要作用的是能够使系统其中起主要作用的是能够使系统达到和保持平衡或稳态的负反馈机制。负反馈达到和保持平衡或稳态的负反馈机制。负反馈是指系统或其中某成分因一系统输入而在输出是指系统或

21、其中某成分因一系统输入而在输出上产生一响应变化趋势上产生一响应变化趋势,该响应变化又反过来该响应变化又反过来作用于导致产生该响应变化的系统输入作用于导致产生该响应变化的系统输入,使该使该输入受到抑制从而衰减之输入受到抑制从而衰减之(见下页图示见下页图示)。生态系生态系统稳态统稳态生态系统负反馈环作用示意图生态系统负反馈环作用示意图输输 入入 向偏离向偏离 向偏离向偏离 向调整向调整 向调整向调整输输 出出兔的食兔的食物增加物增加兔数量减少兔数量减少兔因饥兔因饥饿死亡饿死亡兔吃少兔吃少量植物量植物植物增加植物增加兔数量增加兔数量增加兔吃大兔吃大量植物量植物植物减少植物减少兔与植物种群之间的负反馈

22、环兔与植物种群之间的负反馈环兔数量减少兔数量减少兔吃少兔吃少量植物量植物兔因饥兔因饥饿死亡饿死亡兔的食兔的食物增加物增加植物减少植物减少植物增加植物增加兔数量增加兔数量增加兔吃大兔吃大量植物量植物狼数量下降狼数量下降狼数量增加狼数量增加狼因饥狼因饥饿死亡饿死亡狼的食狼的食物增多物增多狼吃少狼吃少量的兔量的兔狼吃较狼吃较多的兔多的兔狼、兔、植物种群之狼、兔、植物种群之间的双重负反馈环间的双重负反馈环2 生态学生态学有关有关概念与原理概念与原理 当当自自然然生生态态系系统统处处于于平平衡衡状状态态时时,生生物物种种类类通通常常较较多多,结结构构复复杂杂,食食物物链链网网错错综综,对对外外界界的的干

23、干扰扰有有较较强强的的抵抵御御能能力力,功功能能发发挥挥亦亦较较稳稳定定。有有人人称称此此为为多多样样性性稳稳定定性性学学说说。此此时时系系统统内内各各物物种种通通过过竞竞争争和和生生态态适适应应,占占据据各各自自独独特特的的生生态态位位,彼彼此此协协调调相相处处,对对环环境境资资源源的的利利用用较较为为充充分分;同同时时复复杂杂的的食食物物网网结结构构使使能能量量和和物物质质可可通通过过多多种种途途径径流流动动,一一个个环环节节或或途途径径发发生生了了损损伤伤或或中中断断,可可以以由由其其他他方方面面的的调调节节所所抵抵消消或或得到缓冲得到缓冲,从而使整个系统不易受到致命伤害。从而使整个系统

24、不易受到致命伤害。2 生态学生态学有关有关概念与原理概念与原理 然而生态系统的然而生态系统的稳定性稳定性(stabilitystability)至少包至少包含两方面的涵义含两方面的涵义(其他有其他有持久性持久性persistencepersistence等等):):抵抗力抵抗力(resistanceresistance)系统抵御外界干扰使自身系统抵御外界干扰使自身不致受到伤害的缓冲能力不致受到伤害的缓冲能力,抵抗力越强则系统抵抗力越强则系统越不容易出现伤害或崩溃现象。越不容易出现伤害或崩溃现象。恢复力恢复力(resilienceresilience)当系统遭到外界干扰致使当系统遭到外界干扰致使

25、系统受损后迅速修复还原自己的能力系统受损后迅速修复还原自己的能力,恢复力恢复力越强则系统恢复越强则系统恢复(restorationrestoration)到正常的时间到正常的时间越短。越短。两者难以兼得两者难以兼得,恢复力强则抵抗力弱恢复力强则抵抗力弱,反之反之亦然亦然(见下二页图见下二页图)。生态系统总稳定性生态系统总稳定性(抵抗力与恢复力抵抗力与恢复力)关系示意图关系示意图生生态态系系统统功功能能时时 间间干扰干扰抵抵抗抗力力的的量量度度：当当一一次次干干扰扰的的强强度度和和作作用用时时间间一一定定时时，此此区区域域的的面面积积越越大大(轨轨迹迹偏偏离离正正常常范范围围越越晚晚和和幅幅度度

26、越越小小)，生态系统的抵抗力越强生态系统的抵抗力越强功能轨迹曲线功能轨迹曲线正常作用范围正常作用范围生态系统总稳定性生态系统总稳定性(抵抗力与恢复力抵抗力与恢复力)关系示意图关系示意图生生态态系系统统功功能能时时 间间干扰干扰恢恢复复力力的的量量度度：当当一一次次干干扰扰的的强强度度和和作作用用时时间间一一定定时时，此此区区域域的的面面积积越越大大(轨轨迹迹回回复复到到正正常常范范围围越越早早)，生生态态系系统统的恢复力越强的恢复力越强功能轨迹曲线功能轨迹曲线正常作用范围正常作用范围2 生态学生态学有关有关概念与原理概念与原理生态平衡失调与生态危机生态平衡失调与生态危机 现实中生态系统常受到外

27、界的干扰现实中生态系统常受到外界的干扰,但干扰但干扰造成的损坏一般都可通过负反馈机制的自我调造成的损坏一般都可通过负反馈机制的自我调节作用使系统得到修复节作用使系统得到修复,维持其稳定与平衡。维持其稳定与平衡。不过生态系统的调节能力是有一定限度的。当不过生态系统的调节能力是有一定限度的。当外界干扰压力很大外界干扰压力很大,使系统的变化超出其自我使系统的变化超出其自我调节能力限度即调节能力限度即生态阈限生态阈限(ecological ecological thresholdthreshold)时时,系统的自我调节能力随之丧失。系统的自我调节能力随之丧失。此时此时,系统结构遭到破坏系统结构遭到破坏

28、,功能受阻功能受阻,整个系统整个系统受到严重伤害乃至崩溃受到严重伤害乃至崩溃,此即生态平衡失调。此即生态平衡失调。2 生态学生态学有关有关概念与原理概念与原理 严重的生态平衡失调严重的生态平衡失调,从而威胁到人类的生从而威胁到人类的生存时存时,称为称为生态危机生态危机(ecological crisisecological crisis)由由于人类盲目的生产和生活活动而导致的局部甚于人类盲目的生产和生活活动而导致的局部甚至整个生物圈结构和功能的失调。至整个生物圈结构和功能的失调。生态平衡失调起初往往不易被人们觉察生态平衡失调起初往往不易被人们觉察,如如果一旦出现生态危机就很难在短期内恢复平衡。

29、果一旦出现生态危机就很难在短期内恢复平衡。因此因此,人类应该正确处理人与自然的关系人类应该正确处理人与自然的关系,在在发展生产发展生产,提高生活水平的同时提高生活水平的同时,注意保持生注意保持生态系统结构和功能的稳定与平衡态系统结构和功能的稳定与平衡,实现人类社实现人类社会的可持续发展会的可持续发展(sustainable developmentsustainable development)。2 生态学生态学有关有关概念与原理概念与原理2.2 生态学的一般规律生态学的一般规律 这里仅着重对生态学的一般规律进行简要概括。这里仅着重对生态学的一般规律进行简要概括。生态学所提示或遵循的下述一般规律

30、生态学所提示或遵循的下述一般规律,对搞好对搞好城市生态环境保护城市生态环境保护,发展工业生产发展工业生产,保障居民保障居民生活等均有指导意义。生活等均有指导意义。相互依存与相互制约规律相互依存与相互制约规律 反映生物间及生物与环境间的协调关系反映生物间及生物与环境间的协调关系,主要主要是是普遍的依存与制约关系普遍的依存与制约关系,亦称亦称“物物物物相关相关”和和“相生相克相生相克”规律规律2 生态学生态学有关有关概念与原理概念与原理 生态系统中的生态系统中的(同种或异种同种或异种)生物间生物间,不不同生态系统间同生态系统间,甚至生态系统中的生物与甚至生态系统中的生物与环境之间环境之间,均存在相

31、互依存和相互制约的均存在相互依存和相互制约的关系关系,亦可以说彼此影响。这种影响有些亦可以说彼此影响。这种影响有些是直接的是直接的,有些是间接的有些是间接的,有些是立即表有些是立即表现出来的现出来的,有些需滞后一段时间才显现出有些需滞后一段时间才显现出来。一言以蔽之来。一言以蔽之,生物之间和生态系统间生物之间和生态系统间的相互依存与制约关系的相互依存与制约关系,是普遍存在的。是普遍存在的。2 生态学生态学有关有关概念与原理概念与原理 因此因此,在城市建设和城市居民生活中在城市建设和城市居民生活中,特特别是在需要排放污染、倾倒废物、喷洒别是在需要排放污染、倾倒废物、喷洒药品、采伐、开山、筑路、修

32、建大型给药品、采伐、开山、筑路、修建大型给水工程及其它建设项目时水工程及其它建设项目时,务必注意调查务必注意调查研究研究,摸清自然界诸事物之间的相互关系摸清自然界诸事物之间的相互关系,对与某生产活动有关的其它事物也加以对与某生产活动有关的其它事物也加以通盘的考虑通盘的考虑,包括考虑此种活动可能会产包括考虑此种活动可能会产生的影响生的影响(短期的和长期的、明显的和潜短期的和长期的、明显的和潜在的在的),从而做到统筹兼顾从而做到统筹兼顾,全面安排。全面安排。2 生态学生态学有关有关概念与原理概念与原理物质循环与再生规律物质循环与再生规律 生态系统中生态系统中,生物借助能量的不停流动生物借助能量的不

33、停流动,一方面不断地从自然界摄取物质并合成新一方面不断地从自然界摄取物质并合成新的物质的物质,另一方面又随时分解为原来的简另一方面又随时分解为原来的简单物质单物质,即所谓即所谓“再生再生”,重新被系统中重新被系统中的生产者植物所吸收利用的生产者植物所吸收利用,进行着不停顿进行着不停顿的物质循环。因此要严格防止有毒物质进的物质循环。因此要严格防止有毒物质进入生态系统入生态系统,以免有毒物质经过生物放大以免有毒物质经过生物放大作用和多次循环后富集到危及人类的程度。作用和多次循环后富集到危及人类的程度。2 生态学生态学有关有关概念与原理概念与原理 至于流经生态系统中的能量至于流经生态系统中的能量,通

34、常只能通过系统通常只能通过系统一次一次,当能量经食物链转移时当能量经食物链转移时,每经过一个营养每经过一个营养级级,就有大部分能量转化为热散失掉就有大部分能量转化为热散失掉,无法加以无法加以回收利用。因此回收利用。因此,为了充分利用能量为了充分利用能量,必须设计必须设计出能量利用率高的系统。如城市垃圾的处理出能量利用率高的系统。如城市垃圾的处理,从从最初的填埋法到后来的焚化法再进一步到堆肥最初的填埋法到后来的焚化法再进一步到堆肥制取沼气法制取沼气法,便体现了人类逐步掌握生态学的循便体现了人类逐步掌握生态学的循环与再生规律环与再生规律,并应用于实践的过程。特别是后并应用于实践的过程。特别是后者者

35、,既能较彻底地消除污染既能较彻底地消除污染,又能充分回收垃圾又能充分回收垃圾中含有的物质养分中含有的物质养分(有机肥料有机肥料)和有用能量和有用能量(沼气沼气),是较有前途的城市垃圾处理方法。是较有前途的城市垃圾处理方法。2 生态学生态学有关有关概念与原理概念与原理物质输入输出的动态平衡规律物质输入输出的动态平衡规律 物质输入输出的平衡规律物质输入输出的平衡规律,又称又称协调稳定协调稳定协调稳定协调稳定规律规律,涉及到生态系统中生物与环境两个方面。生态涉及到生态系统中生物与环境两个方面。生态系统中生物与环境之间的输入与输出系统中生物与环境之间的输入与输出,是相互是相互对立的关系对立的关系,当生

36、物体进行输入时当生物体进行输入时,环境必然环境必然进行输出进行输出,反之亦然。生物体一方面从周围环反之亦然。生物体一方面从周围环境摄取物质境摄取物质,另一方面又向环境排放物质另一方面又向环境排放物质,以以补偿环境的损失补偿环境的损失(这里的物质输入与输出这里的物质输入与输出,包含包含着量和质两个指标着量和质两个指标)。2 生态学生态学有关有关概念与原理概念与原理 因而因而,一个稳定的生态系统一个稳定的生态系统,其物质的输其物质的输入与输出总是相平衡的。当输入不足时入与输出总是相平衡的。当输入不足时,会产生会产生生态匮乏生态匮乏,例如一个城市物资供应例如一个城市物资供应不足不足,必然造成生产生活

37、紧张必然造成生产生活紧张,效率下降效率下降;反之反之,当城市物资供应足够但输出不足当城市物资供应足够但输出不足,又会导致又会导致生态滞留生态滞留,使环境恶化使环境恶化,生产生生产生活同样受阻。活同样受阻。2 生态学生态学有关有关概念与原理概念与原理环境资源的有效极限规律环境资源的有效极限规律 任何生态系统中任何生态系统中,作为生物生存的各种环境资作为生物生存的各种环境资源源,在质量、数量、空间和时间等方面在质量、数量、空间和时间等方面,其供其供给量和供给速度都有一定的限度给量和供给速度都有一定的限度,因而生态系因而生态系统的生物生产通常都有一个大致的上限。也因统的生物生产通常都有一个大致的上限

38、。也因此此,每一生态系统对任何外来干扰都有一定的每一生态系统对任何外来干扰都有一定的忍耐极限。所以忍耐极限。所以,采伐森林、捕鱼狩猎等不应采伐森林、捕鱼狩猎等不应超过资源利用的最大可持续产量超过资源利用的最大可持续产量;保育某一物保育某一物种时种时,必须保有足够它生存和繁殖的空间必须保有足够它生存和繁殖的空间;城城市排污时市排污时,必须使排污量不超过环境的自净能必须使排污量不超过环境的自净能力等。力等。2 生态学生态学有关有关概念与原理概念与原理 以上几条生态学的一般规律以上几条生态学的一般规律,是生态平衡是生态平衡的理论基础的理论基础,也是解决人类当前面临的人也是解决人类当前面临的人口、粮食、能源、资源、环境等五大问题口、粮食、能源、资源、环境等五大问题的理论基础。许多科学家认为的理论基础。许多科学家认为,解决这五解决这五大问题大问题,核心是控制人口的增长核心是控制人口的增长,即维持即维持人类自身种群数量的稳定人类自身种群数量的稳定,做到与地球生做到与地球生物圈协调共处物圈协调共处,从而实现既满足当前人类从而实现既满足当前人类需要需要,又不危及后代子孙生存的又不危及后代子孙生存的可持续发可持续发展展(sustainable developmentsustainable development)。