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1、第5章 聚落地理学,第三节 聚落生态系统,一、城市生态系统的特点与结构二、城市生态系统的平衡与调控三、系统的协同与评价四、聚落生态研究现状与发展前景,城市生态系统：是以居民为主体，以地域空间和各种设施为环境，通过人类的生产与生活活动在自然生态系统基础上改造和营建出来的人工生态系统村落生态系统:以村落（自然村落和行政村落）为基础，以农村人群为核心，伴生生物为主要生物群落，建筑设施为主要栖息环境的人工生态系统。,生态系统基本概念生态系统生物群落+环境条件自然生态系统四种基本成分：非生物环境、生产音、消费者与分解者自然生态系统功能：生物生产、能量流动、物质循环与信息传递。,（一）城市系统的特点人是城
2、市生态系统的主体高度人工化的生态系统非平衡的开放系统城市生态系统脆弱而且敏感,一、城市生态系统的特点与结构,自然生态系统,城市生态系统,25.6,27.2,城市热岛效应引自沈建柱等，1986,生物系统 产业系统 社会系统 环境系统 净化系统,（二）城市生态系统结构,管理与决策,生产污染,资源利用,消费需求,经济收入,生活污染,生态需求,信息反馈,信息反馈,信息反馈,经济措施,环保法规,人口控制企业管理,物流和能流,价值度,信息流,二、城市生态系统的平衡与调控,（一）城市生态系统的平衡城市生态系统的平衡不是静态平衡，而是城市生态经济社会复合人工系统在发展过程中的平衡。城市生态系统的平衡是在非平衡
3、状态下保持稳定有序的结构城市生态平衡的标志：生态平衡、综合经济平衡、社会安定，三个效益达到最佳。,（二）城市生态系统的调控原则,生态控制论的原则循环再生原则协调共生原则持续自生原则,生态学法则依存法则有阈限法则循环法则平衡法则协同法则最佳法则,（三）城市生态系统的容量与规模,城市容量城市本身条件所能容纳的人口数 城市合理规模城市的功能要求城市拥有多少人口,1.制约城市容量的主要因素,（1）城市地域空间 PSq/A 式中：S为城建用地总面积；A为人均生活居住用地面积；q为生活居住用地系数，一般可掌握在4560，视城市性质对用地结构的要求和人口密度、居住团聚情况而定。,（2）水源和能源,供需平衡分
4、析 基本水资源，包括可开采的地下水和可控制的地表水量(按95的保证率计)城市用水主要有生产、生活和消防用水 能源的供需平衡分析需在较大范围内进行,（3）城市内部设施的服务能力,城市周围一定区域内的生物生产力、农副产品供应、自然资源状况以及环境自净能力等,（4）城市的区域环境,城市公共交通、商业服务、医疗、教育及市政公用事业,2.确定合理规模的方法,（1）用地、水源和能源、服务能力与区域环境等4个因素（2）受城市人口劳动构成影响的基本规模（3）由城市在区域城市体系中的地位所决定的顺序规模,基本规模的确定,劳动平衡法 P=p/k k=1-(e+f)式中：p为在城市工、交及其它不属于地方性的部门中就
5、职的基本人口数；k，e，f分别为基本人口、服务人口与被抚养人口占城市总人口的比例。,顺序规模的确定,P=p/rq式中：P为城市体系内首位城市的人口数；r为所有城市按规模大小排列的序号；P为第r号城市的人口数；q为指数。按此法则，由p和q可求出第r号城市的顺序规模。,城市合理规模的层次结构,O,目标层O城市的合理规模,单一规模层P,准则层A,三、系统的协同与评价,系统的协同客观世界的物质系统是由若干子系统所组成的，各子系统之间存在着某种关联当子系统之间的关联足以束缚子系统的状态使系统的总体在宏观上显示出定结构时，子系统之间便形成了协同，协同导致有序。,（一）加强城市生态系统协同的途径,城市地域空
6、间的开敞性扩展和功能区的综合化，有利于推动系统物质、能量的运动循环和扩大城市容量。重视城市基础设施和住宅、厂房建设，开拓城市的立体空间，努力克服“城市病”。提高资源的再利用率，在重复利用中完善系统的物质、能量循环圈，减少有害物输出量。工厂区的科学绿化是净化城市生态环境和改善工作、生活条件的重要措施。建立城市郊区复合生态系统，弥补城市生态系统的不足。,（二）城市生态系统评价,1.城市生态系统发展趋势评价第一步，建立指标体系。第二步，搜集研究年份的资料并计算。第三步，分析评价。,建立指标体系,最高层次综合指数中间层次“三生”指标体系（生产、生活、生态）基础层次对应于“三生”指标体系具体指标,表5.
7、3.1 生产指标,表5.3.2 综合指数,2.城市生态环境质量评价案例分析,（1）2000年沈阳市生态环境质量评价用层次分析法作系统分析整个城市生态环境分为自然生态环境,社会生态环境和经济生态环境3个组成部分环境质量指标体系包括4个层次:总体层,系统层,要素层,目标层,形成一个多层次的分析结构模型,表5.3.3 沈阳城市生态环境质量评价指标体系、权重值以及结果（引自李月辉等，2003）,指标层（N自然，S社会，E经济）,1城市热岛效应、城市干岛效应;2大气综合污染指数;3河流水质综合污染指数、城市景观水质综合污染指数、城市集中式饮用水源水质达标率(%);4区域环境噪声、交通噪声;5人均公共绿地
8、面积(2)、绿化覆盖率(%)、硬覆盖率(%)、自然保留地面积率(%);1第二、三产业占国内生产总值比(%)2人均值(元)、万元产值能耗(吨标煤)、土地产出率(%);3人均可支配收入(%)、恩格尔系数;4环保投资占比重(%)、科研投入占比重(%)。,1人口自然增长率(%)、人口密度(人/2)、非农业人口占城市总人口比、万人具有高等学历人数(人);2万人拥有病床数(张)、人均住房面积(2)、人均道路面积(2);3每百人拥有电话机(部)、城市气化率(%)、人均生活日用水量(升)、工业用能耗占能源消费总量比(%);4城市污水处理率(%)、粪便无害化处理率(%)、固体废弃物综合利用率(%)、生活垃圾无害
9、化处理率(%);5登记失业率(%)、人均保险费用(元);6万人拥有藏书量(册)、绿静美安小区百分比(%)、刑案发生数(起);,指标层（N自然，S社会，E经济）,评价结果分析,沈阳城市总体生态环境评价为一般（评价等级：好、较好、一般、差）结果分析:城市绿化覆盖率低(23.91%);城市热岛和干岛效应明显;环境空气、河流和城市景观水环境质量污染严重,城市污水处理率和粪便无害化处理率低;能耗结构不合理;医疗保健水平差。,张家港市城镇生态因子（引自李宏文，2003）,城镇生态环境评价指标,四、聚落生态研究现状与发展前景,（一）“人与生物圈”()计划1971年开始“人与生物圈”()计划的第十一个课题是城
10、市系统的生态学研究,1984年,联合国在其“人与生物圈”()报告中提出了生态城市规划的5项原则:生态保护战略,包括自然保护,动植物区系及资源保护和污染防治;生态基础设施,即自然景观和腹地对城市的持久支持能力;居民的生活标准;文化历史的保护;将自然融入城市。,计划主要研究领域,(1)开发包括城市地区及其周围地区在内的城市化与环境变化之间的相互关系的模型;(2)研究城市化带来的人口变化以及城乡人口流动的环境结果;(3)示范领域的研究集中在城市的能量与物质循环研究;(4)城市绿地的规划管理,包括市民对绿地的需求及土地利用与自然环境的负荷等。(5)海岸带城市生态研究、城市气候和土壤研究等。,综合自然与
11、人文变量的一体化城市生态系统研究框架（据刘力，2001）,（二）美国长期生态研究()网络,环境背景决定了土地利用范围的可能性;社会决策与人的行为是土地利用变化的驱动力;土地利用方式决定了生态方式;土地利用变化的人类感知与反应;生态方式与过程变化的人类感知与反应;生态方式与过程变化导致的生态条件变化;生态条件变化引起的人类感知的变化;人类感知变化反馈到社会系统;生态条件变化引起的环境背景变化;社会系统对生态条件变化的控制;社会系统对生态方式和过程的控制;环境背景直接影响生态方式与过程。,的主要研究内容,（三）北京市城市生态系统的研究,北京城市生态系统总体模拟分析及预测研究；北京城市水资源系统的基
12、本特征及其对城市发展影响的预测分析；北京城市生态系统能源结构研究北京工业结构、布局与环境质量关系的分析；北京城市生态系统空间结构及特征分析研究；北京城市郊区环境传染空间分布特征分析；北京城市绿色空间分布特征及其在城市生态系统中的作用；城市因素对居民健康的影响。,城市生态十大战略引自俞孔坚,维护和强化整体山水格局的连续性保护和建立多样化的乡土生态环境系统维护恢复河道和海岸的自然形态保护和恢复湿地系统城郊防护林体系与城市绿地系统相结合建立人行“绿色”通道开放专用绿地“溶解”公园“溶解”城市建立乡土植物苗圃,（四）村落生态系统研究,乡村聚落生态评价和生态区划对特殊聚落进行研究乡村聚落的选址乡村聚落生态区位论乡村聚落生态与生态村建设,
