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1、城市生态与环境保护,5 城市土壤与生物群落,5.1 城市的土壤1 城市化对土壤的影响及城市土壤特点城市发展与建设导致形成废墟式土壤 这类土壤较利于植物根系伸展，但养分布不均；通气良好，但土体甚为干燥城市道路交通使其两侧土壤性质发生改变瓦砾、砖、砂、混凝土等建筑废料多，pH值高，铅金属含量大，紧实度增加,城市道路侧旁土壤中及其上生长的植物体内铅含量,5 城市土壤与生物群落,城市化过程常常导致土壤含水量减少和地下水位降低 大部分降水形成地表径流而流失，地下水得不到补偿 城市地下设施(地铁/地下停车场等)施工需要排出地下水,不同地表状况下形成的地表径流占降水量的平均比例,5 城市土壤与生物群落,2
2、城市环境污染对土壤的影响土壤酸化:酸雨影响的结果垃圾污染:城郊多有发生污水灌溉:造成土壤潮湿或过潮湿、通气性变差，营养元素虽丰富但也富集了有害物质。特别是由于镉和铅的富集，已不再适宜于蔬菜、农作物和其他经济作物生长。此外通过放牧常常还对动物造成毒害,5 城市土壤与生物群落,综上述，城市土壤具有较高污染物(重金属、有机物等)含量。工业“三废”和城市垃圾、废物是引起土壤污染最重要的物质来源 污染物质通过人类向水体排放或引工业污水和生活污水灌溉而进入土壤。此类引起的土壤污染最普遍进入大气，以飘尘、降尘的形式淋洗入土壤废渣、垃圾等固体废物堆放，或作为肥料施用而进入土壤,5 城市土壤与生物群落,5.2
3、城市生物群落1 生境特点生存空间狭窄:群落在条带状或斑块状存在自然光照少,人工光照多:夜间照明导致。24h持续光照,一方面有利于植物生长,另一方面也对植物生长产生间接不利影响:主要体现在植物更易于受到大气污染和早霜的伤害,这一现象被称为光污染,5 城市土壤与生物群落,小气候：温度高、湿度低、风速小,造成物候期较郊区提前土壤：盐离子浓、紧实度大、质地较粗 生境类型 表面蒸发蒸腾强烈生境:公园绿地,绿化良好而宽阔的街道,河流湖泊周边,夏季气温较低、湿度较高,冬季较周围区偏冷,适合多种生物生存 空旷干燥生境:未绿化的宽阔街道和广场,高温、干旱,不适于耐旱性差植物生存,5 城市土壤与生物群落,封闭狭窄
4、生境:狭窄的街区、被高大建筑物环绕的小空地;夏季气温低,风速小;冬季暖,小气候条件良好,适合许多生物生存 人类活动产生的特殊生境：屋顶(干旱,阳光充足,瓦松生长)建筑物外墙(越老越利于植物生长)路旁(污染严重,改变种间竞争关系,地衣/苔藓生长受抑)铁道侧(热条件好,喜城市植物可沿此分布很远),5 城市土壤与生物群落,2 城市植物群落的区系特征城市植物通常指仅限于城市地区出现的植物种类,主要包括以下两类：以建筑群密集地段为最佳生境，在城市以外地带缺失或即使存在，但只选择该地带内有限的特殊生境的种类，这类植物通常被称为喜城市环境种(urbanophile plant),如野大麦(Hordeum m
5、urinum),大蒜芥(Sisymbrium altissimum)等,5 城市土壤与生物群落,生活的最佳生境局限于城市环境，或者说是受人类活动强烈影响的环境，即城市或乡镇附近,在城市以外地方亦可存在,这类植物被称为城市环境中立种(urban neutral plant),如大车前(Plantago major),黄花柳(Salix caprea)等 那些明显回避城市生境的植物(多为典型的森林植物),即使他们有时也出现在城市地区,但并不能被认为属于城市植物,通常他们被称为厌城市环境种(urbanphob plant),5 城市土壤与生物群落,城市植物区系的特征往往只具有一种或少数几种常见植物,
6、这一特点在城市行道树的树种组成中体现最为明显,如悬铃木(Plantanus acerifolia),国槐(sophora japonica),槭(Acer spp.)等具有较大比例的世界广布种和归化植物(naturalized plant):有人认为一地的植物区系中,归化植物种类数目占总种类数目的比率(归化率)是表示城市化程度的标志之一,5 城市土壤与生物群落,影响城市植被的植物区系种类组成的因素首先取决于城市所处地区的自然条件,如在南方城市中所常见的热带植物一般不会出现在北方城市中,反之亦然在很大程度上还受其本身目的或功能的影响，如为了满足遮挡阳光、美化环境之目的，常常选择冠幅大、色彩美的阔
7、叶树；而为了创造迷人的风景，则常常选择树形优美的常绿针叶树种,5 城市土壤与生物群落,在不同地区和不同国家,还受其文化传统和社会经济等因素的影响 如我国许多古老城市的古迹周围常分布着参天古柏或茂林修竹 又如在西方国家,低收入阶层居住区的植物群落中,常常只能见到散生的、生活力衰退的老龄土生树;或见到以速生树种为主的人工营造林地。而在高收入阶层居住的区域,则常可见到自然林地的群落片段,5 城市土壤与生物群落,城市土地利用对植物区系的影响大规模建筑群和不透水地面,是城市中人类利用土地资源的典型形式。就一般而言,这种土地利用形式的强度是从城市中心逐渐向外围减弱的。与之相应,城市植物区系中外来成分所占的
8、比例亦从城市中心向城市外围减少,而非外来成分则沿此方向增多。这一现象很类似于古典城市生态学派的同心圆学说,柏林四个城市分区中植物区系组成的变化,5 城市土壤与生物群落,城市土地利用对植物区系的影响,还表现在不同地区的城市,虽位于不同大陆不同气候带,但其植物区系组成具有一定相似性。如德国杜塞尔多夫的植物区系与北京的相似性为10%,与智利首都利马的为7%。而在这些城市所处区域中,由气候和土壤条件所决定的潜在自然植被,在种一级水平上则没有任何相似性。Kunick于1982年对中欧地区九个城市植物区系的比较结果表明,在所有被统计的种类当中,有15%的种为这九个城市所共有。如果仅仅对这些城市中工业用地范
9、围内的植物种类进行统计,则相似性程度可高达50%,5 城市土壤与生物群落,3 城市环境下的植物群落城市植物群落的结构特征群落结构简单:水平变化多为均匀结构;垂直分层多为单层或双层结构。如草坪、公园绿地、行道树群落均属此类种类组成单纯并相似:城市植物群落往往是为特定目的如绿化观赏而营造的,而观赏价值,在世界各地人们心目中有其共通之处,5 城市土壤与生物群落,城市植物群落中植物种的生态学特征 对光、温度、大陆性和土壤反应的平均指示值明显向高值区移动,而对湿度和氮素营养的指示值倾向于向低值区移动中生植物居多,但大多数具有旱生植物特点,绝少有湿生植物具有较高比例的常绿植物耐践踏、竞争力较强、种子易于广
10、泛散布,5 城市土壤与生物群落,4 城市环境下动物区系的变化(Numata,1978)鸟的种类呈减少趋势：如东京自然园内的鸟类从58年的16种减少到77年的8种因而以鸟类为天敌的害虫得以大量繁殖，从而危害到城市树木的生长不休眠的赤家蚊的生态型地下家蚊（赤家蚊的生理性变种）逐渐扩展,5 城市土壤与生物群落,鼠类发生变化：沟鼠正在排挤熊鼠-沟鼠以地下市街为居住场所，随着地下建筑的建成与发展，沟鼠在那里不断大量繁殖鱼的种类组成发生变化：喜欢清水的鱼类由于河水污染而已经消失，代之而来的是繁殖量很大的鲤科小鱼如白票子等,城市生态系统,前面已讲内容,城市环境城市生态城市气候城市土壤,城市复合生态系统模型,
11、6 城市生态系统,6.1 城市社会经济系统系统基本结构 城市是一个以人为中心的自然、经济与社会的复合人工生态系统，其中城市社会经济子系统涉及到城市居民的物质生活与精神生活诸方面，主要由生产、流通和消费三大系统构成,城市社会经济系统的结构,6 城市生态系统,社会经济发展的需求一般是先物质后精神：物质生产部门的结构和布局与城市经济发展、城市环境质量以及居民生活等关系密切非物质生产部门的发展和消费系统的完善,随现代化工业与社会的发展、居民生活水平的提高，从而对居住环境及生活服务的追求多样化而发展,6 城市生态系统,城市的基础设施 城市水源、自来水厂与输配水管网、排水系统及污水处理 道路、桥梁、隧道、
12、公共交通 城市煤气热力厂及输配管网、电力输配网 邮电通讯 园林绿化、环境卫生 安全防御：防洪、消防、抗震、控制地面沉降,6 城市生态系统,城市基础设施是国民经济基础设施的重要组成部分，为城市的生产、流通、消费和国民经济服务，具有明显的经济、社会与环境生态效益，是城市生产与城市居民正常生活的基本保证 城市基础设施也是城市现代化水平和文明程度的重要标志,城市基础设施体系与人体生理机能比拟,6 城市生态系统,我国的城市化往往发展不平衡,城市人口增长速度远快于城市基础设施建设。基础设施水平与西方国家相比,处于相当落后的状态,如:城市供水紧张:北方城市几乎全部缺水,日缺水达15106t以上;排水设施落后
13、,97%的污水未经处理排入江河,造成水体污染城市道路短缺,交通拥挤:地铁线路尤其匮乏城市居民住房紧张:人均不足10m2城市绿化覆盖率低:许多城市未达国家标准,6 城市生态系统,6.2 城市人口人口的数量和结构 城市人口类型 增加型:人口向该城市集中,城市规模在扩大 减少型:人口向其他地区迁移,城市吸引力下降 静止型:人口相对保持稳定,城市活力后劲不足,6 城市生态系统,人口的自然结构性别结构:是否均衡,决定着城市内部人口再生产过程的变动方向年龄结构:部分地决定着城市人口群体再生产的速度,决定着能够提供给社会的劳动力数量,影响着对社会生活消费物品的需求量质量结构:主要是指人口的先天素质情况,如发
14、育属于正常还是畸形,有否残疾,比例多少等?,西安市人口年龄结构分布图(资料截止于1998年),男性,女性,北京市人口年龄结构对比,6 城市生态系统,北京市1990,1982和1964年人口普查结果分析:不满周岁的乳儿、学龄前儿童和少年儿童人口占总人口比重:1990年1964年,分别增长9.03%,3.95%和8.1%:50s和60s生育高峰的结果;1990年1982年,分别回落5.43%,0.64%和1.53%:人口已进入稳定增长的阶段,6 城市生态系统,劳动年龄人口占总人口的比重:1982年 1964年,较有大幅度的增长(高出17%),1990年 1982年,比重达到66.3%,显示出男女劳
15、动力资源非常富足老年人口占总人口的比重:1990年1982年1964年,反映出居民生活水平提高,医疗保健事业发展,人口寿命有所延长;同时也提示我们:北京市人口开始出现老龄化迹象,6 城市生态系统,一个地区人口的自然结构，与该地区人口负荷量的变化、劳动力资源余缺程度、被抚养人口的增减等有十分密切的关系，是一项非常重要的社会经济发展因素指标，也是在城市规划与建设中，规划各类(针对不同年龄人口的)服务设施(如托儿所、幼儿园、中小学、医院、养老院等)的重要依据,6 城市生态系统,人口的社会构成 包括人口的社会分布、职业构成、民族组成等。可被分为三大类:基本人口:工矿交通企业、行政机关事业单位及高等院校
16、在册人员,对城市规模起决定性作用服务人口:指为本地区服务的企业单位、文教、医疗和商业单位的在册人员被抚养人口:未成年、未参加工作和丧失劳动能力的人,城市规划部门一般将人口比例控制在基本人口:30%40%服务人口:12%20%被抚养人口:45%50%,6 城市生态系统,6 城市生态系统,根据劳动职工按国民经济部门统计的九大部类,又可将城市人口分为:生产性劳动人口:工业职工、基本建设职工、农林水职工、交通邮电职工非生产性劳动人口:商业服务系统职工、城市公用事业职工、科教、文化、卫生部门职工、金融部门职工、国家机关与人民团体的职工非劳动人口:除上述两类外不从事社会劳动人口 城市劳动人口比例一般应占在
17、45%60%左右,6 城市生态系统,人口密度单位面积空间内生存容纳的居民人口数,是区分城市大、中、小等级的主要依据 城市人口密度也说明区域的拥挤程度,间接地反映着城市的环境质量 人口密度大是我国城市人口的一大特点:如北京市1995年底已达1 251.1万人,平均745人/km2,其中城区人口密度超过15 000人/km2,6 城市生态系统,与人口密度相关的问题是城市人均用地状况:英国每人大于100m2 美国每人大于150m2 俄罗斯每人大于200m2 我国1985年全国城市用地为每人73m2,上海每人仅为26m2 我国城市在用地的比例上,工业用地偏大,生活用地偏紧,6 城市生态系统,针对人口密
18、度的高低对城市生态系统的利弊,存在两种截然相反的观点:1 一派认为:传统的生理、心理和社会学观点表明:人口密度增加将加重人的生理和精神压力,降低生活水平,恶化环境质量,使犯罪率上升等2 另一派提出:适当增加人口密度,将有助于降低按人口平均的资源消耗和环境影响,减少运输量,节约能源,充分发挥城市功能,提高经济效益,6 城市生态系统,事实上,这里牵涉到一个适度人口密度的问题:固然人口密度增加,有利于降低按人口平均的资源消耗和环境影响,提高经济效益;然而过高的人口密度,必然造成人的生理和精神负担加重,从而使人的生活质量和工作效率降低,甚至罹患疾病,到头来仍然会使城市背上沉重的经济包袱 有关城市合理人
19、口密度问题,将在后面章节城市规模与城市资源和环境容量关系继续讨论,6 城市生态系统,6.3 城市生态系统的特点城市生态系统的概念 城市是城市居民与其周围环境相互作用形成的网络,是人类生产和生活活动集中的较大场所,是人类在改造和适应自然环境的基础上建立起来的特殊空间地域综合体 该空间地域综合体是自然实体和社会,、经济和科学文化实体的有机统一:,6 城市生态系统,占有一定空间,有包括人类在内的生物和非生物组成等要素要素间存在物质能量代谢、生物地球化学循环以及物质供应(输入)和废物处理(输出)要素间相互作用构成有内在联系的统一整体 因而可将城市看成是一个(马世俊等,1984)：自然经济社会复合生态系
20、统SENCE,i.e.,Social-Economic-Natural Complex Ecosystem,城市复合生态系统模型,6 城市生态系统,在这个复合生态系统中:各种自然及物理组分是城市赖以生存的基础各个部门的经济活动和代谢过程是城市生存发展的活力和命脉每个人的社会行为及文化观念是城市演替与进化的动力泵,6 城市生态系统,严格地讲,城市只是人口集中居住的地方,是当地自然环境的一部分,并非一个完整的、自我稳定的、典型的生态系统:1)城市所需的物质和能量大都来自周围其它生态系统,城市之状况如何往往取决于外部条件 2)城市同时也具有生态系统的某些特征,如组成城市的生物成分,除人类外,还有植物
21、,动物和微生物;能够进行初级生产和次级生产;具有物质循环和能量流动等功能,6 城市生态系统,上述类似或不似典型生态系统的方面,因人类的参与而发生大小不等的变化。然而不管怎样,城市与其周围的自然和人工生态系统间存在着各种联系,彼此间相互影响,相互作用。因此将城市看作一个生态系统,研究其物质和能量的高效利用,社会与自然的协调发展,系统内部的动态调控,不仅有益于城市本身的规划与管理,也有利于处理和协调城市与其周围地区的关系,从而达到整个区域的可持续发展,6 城市生态系统,城市生态系统的组成自然系统:居民赖以生存的基本物质环境,如阳光、空气、雨露、植被、土壤、动物等自然景观要素经济系统:生产、分配、流
22、通与消费的各个环节,包括工业、农业、交通、运输、贸易、金融、建筑、通讯、科技等社会系统:物质生活与精神生活诸方面,如衣、食、住、旅、医等和人们的心理状态,以及文化、艺术、宗教、法律等上层建筑,城市生态系统的结构空间结构:土地利用的空间排布形式社会结构:包括人口结构劳动力结构智力结构劳动力 劳动人口中不同职业劳动力所占比例,反映城市的经济特点和主要职能智力 具有一定专业知识和技能的劳动力部分,能反映城市的文化水平和现代化程度,并往往决定着城市的经济发展前景,6 城市生态系统,6 城市生态系统,营养结构:为一特殊的倒三角形(见下页图),城市生态系统与自然生态系统的营养结构比较,6 城市生态系统,在
23、城市生态系统的结构研究中,最能反映系统内部运动规律的关键因素有:城市人口变动 城市经济活动 城市土地利用对之研究尤其重要,因为它是人类社会经济活动规模与水平的综合反映,是城市空间结构状况的实际反映,6 城市生态系统,城市生态系统的特点城市生态系统是以人为主体的生态系统 身兼数任:生产者、消费者、主宰者城市生态系统是容量大、流量大、密度高、运转快、高度开放的系统城市生态系统是人类自我驯化的系统城市生态系统是多层次的复杂系统,6 城市生态系统,上述城市生态系统特点表明:与周围其它生态系统高速而大量的能流和物流交换,主要并必须靠人类活动来进行协调,使之趋于相对平衡,从而最大限度地完善城市生产和生活环
24、境,满足城市生产和居民生活的需要 正是由于城市生态系统的这种非独立性(对其它生态系统的依赖性),使城市生态系统显得特别脆弱,传统生态意义上的自我调节能力极小,6 城市生态系统,6.4 城市生态系统的功能组织社会生产,方便居民生活1 城市生态系统的能量流能量流动的基本过程原生次生有用最终自然界加工转化,便于输送或贮存做功利用转移至产品中或投入到使用中,生态系统中的能量流与物质流特征的关系比较,城市生态系统能流的基本过程,6 城市生态系统,能量流动的性质 1)遵循热力学第一、第二定律,在流动中不断有损耗,不能构成循环(单向性);2)能流的特点体现在物质流中:除部分热损耗由辐射传输外,其余的能量均由
25、物质携带。但是能量在流过每一个能级时,并不服从所谓的“百分之十律”(10%law),6 城市生态系统,城市能源的利用率和利用形式直接影响着城市的污染状况,但城市能源利用政策既不能走所谓“多多亦善”论的道路,也不必刻求“零增长”论的效果“多多亦善”论发展城乡经济必须相应增加体外能量投入,愈多愈好,形成所谓规模效应“零增长”论能量消耗的指数增长已造成严重生态破坏,决不能再持续下去,否则会导致人类的毁灭,故必须把能量消耗严格限制在现有水平,6 城市生态系统,Comments:两者均过于极端化,其实在这两者之间有一条更合理的道路:加快能源结构改造,积极开发无污染和商业价值更大的新能源,开发并合理利用能
26、够提高能效的新技术 这样,人类就有可能在不是无限增加人均能量消耗的情况下,仍然保持社会经济的持续增长,使人类的生活水平逐步得到提高,生活质量得到不断改善,6 城市生态系统,2 城市生态系统的物质流 可从资源货物流、人口流等方面分析:人口流:城市人口在时间与空间上的变化常住人口流:出生/死亡 迁入/迁出 规则或不规则的市内流动:合理的城市布局可以使居民的上下班时间缩短,也会使居民生活感到方便,西安市城区道路网示意图,6 城市生态系统,流动人口流:旅游、探亲、过境、出差、经商、做生意,和“打工族”8000万(1993年)流动人口同样参与城市的物流与能流,消耗的物质与能量常常超过常住人口的水平,从而
27、大大加剧城市环境污染和交通拥挤。据桂林市调查,外国游客比本市居民排放的生活污水多6.8倍,生活垃圾多9.8倍,废气多8倍。国内游客比本市居民排放的生活污水多2倍,生活垃圾多2.5倍,废气多2倍,6 城市生态系统,资源货物流:包括资源流(如水流)和货物流等 资源货物流不仅仅是简单的输入与输出,还包括其中的开发、生产(形态与功能的转变)、交换、分配、消耗、累积、及废物排放等物质在系统中所经过的一切过程货物流程(见下页图),城市生态系统中的货物流示意,唐山市物质流动估算(19811983年平均),6 城市生态系统,不同规模、不同性质的城市,其物质输入、输出的规模、性质、代谢水平不同:如工业城市输入以
28、原材料、能源资源为主,输出以加工产品为主;风景旅游城市输入以消费品为主,输出以废弃物垃圾为主城市物质流的输入输出收支平衡非常重要:凡输入近等于或略大于输出的城市,其规模和内部积蓄量变动较小,维持着相对的动态平衡;输入比输出大得多的城市是发展型的城市;输入比输出小得多的城市,是整体已开始衰落的城市,6 城市生态系统,城市的物流运转,消纳,输入与输出可看做城市的物质代谢。研究城市物质代谢的重点:物质的来源、利用、分配、管理废物的排放、扩散、处理、再生城市的负载能力、环境容量污染物质的流动规律及对人和物理环境的影响等问题,6 城市生态系统,3 城市生态系统的信息流:信息(information,me
29、ssage)就是指消息,是对某一事物不确定性的度量,或者说指对某事物知道和了解的程度。一个事物越复杂,它其中所包含的信息就越多,要想了解该事物,就需要掌握更多的信息。信息虽无形,但却有价 信息具有三个作用:传递知识:通过发布消息、宣传广播、输出数据、图象、指令、信号等,可以传递和散播知识,把知识变成生产力,6 城市生态系统,传递情报:战争时代的军事情报,和平时代的政治、经济和科技情报,都要依靠灵通的信息传递。掌握了情报,往往就会在竞争中居于有利地位节省时间提高效率:信息出时间,出效率。据国外资料报道,交通部门采用调度通讯,可使运输能力提高50%以上;基建部门利用电信指挥,可以提高劳动生产率15
30、%以上。日本有人计算,靠电话及电报传真进行业务联系,可节约交通能源60%,6 城市生态系统,城市的信息功能(反映城市的现代化程度):具有完善的新闻传播网络系统,可在广阔范围内高速、高容、及时传播信息具有现代化的通信基础设施,能以信息系统连接生产、交换、分配和消费的各个领域和环节,高效组织社会生产和生活输入分散的无序信息,输出经加工浓缩的有序信息。对于政治、文化、科学、商业中心城市,这一功能尤其重要:输出精神产品,6 城市生态系统,6.5 城市生态系统的平衡与调控1 城市生态系统的平衡城市自然社会经济复合生态系统在动态发展过程中,自身保持相对稳定有序的一种状态:人类与自然环境间相互协调各个组成部
31、分比例结构合理系统的输入与输出均衡,功能得到正常发挥各经济部门有计划按比例发展社会安定,人民安居乐业,6 城市生态系统,从定义出发,可以想像,城市生态系统的平衡与自然生态系统的平衡间最大的不同点在于:前者是在人类有意识的参与和调控下才能达到。这是因为城市不能自给自足,需要周围腹地支持供养城市为高度开放系统,与自然有物能交流,资源来自自然,向自然排放污染物,发展最终决定于自然容量内部组分之间关系错综复杂,6 城市生态系统,2 城市生态系统平衡的标志1)城市生存发展的基础资源环境(水,土地)土地资源 前已述及,我国城市与世界其他国家城市相比,人均用地面积偏小。就本国来说,也有差异:,我国不同规模城
32、市人均占地情况,6 城市生态系统,考虑到我国人口众多的特点,大城市的用地按 104人/km2或 1人/100m2的标准来规划,比较实际,也比较合理。据此,我国制定了城市发展的基本方针:控制大城市规模合理发展中等城市积极发展小城市,6 城市生态系统,大城市拥有雄厚的物质条件和技术优势,专业门类齐全,协作条件好;并具有科学文化发达,交通便利等优势,因此经济效益较高 然而城市规模过大,将会受到供水、能源、交通、环境等许多因素的限制,当规模超过一定限度时,城市各部门就会运转不灵,效率下降 城市规模的控制,主要是人口和土地利用规模的控制,6 城市生态系统,按照我国目前的经济和技术发展水平,城市的最佳规模
33、以不超过50万人口为宜,占地约50km2,城市直径为78km,职工上下班交通,无论是骑自行车,还是乘公交车,耗时一般不超过半小时。若人口再增加,占地面积势必过大,不仅需加密交通网,污染问题也会变得严重 如果城市面积过小,公共设施不易完善,企业之间难以协作,投资建设的经济效益比较低,城市本身的发展亦受到限制,6 城市生态系统,城市土地作为各项工程建设的基础,对其质量一般有以下几点要求:地形较平坦,一般情况下坡度应小于10;具有一定的承载力,通常不小于 1000g/cm2或100kg/m2;不易受洪水淹没,排水较畅通,地下水埋深应大于1m,6 城市生态系统,淡水资源 淡水是城市居民生活和城市生产不
34、可缺少的重要资源,水既是生活必需品,又是原材料,还是传递物质和能量的载体。如洗涤用水是污染物的载体,发电和冶金用冷却水是余热(能量)的载体。每发1000kWh电、炼1t钢、造1t纸,大约都需要200t水 一座百万人口的城市,仅就生活用水而言,若按人均用水300L/d计算,100万人每年需要至少1108t水,6 城市生态系统,我国大城市人均用水明显低于世界发达国家世界几个主要城市的居民生活用水量(1980s),6 城市生态系统,我国是水资源并不丰富的国家,淡水资源的人均拥有量仅为世界的四分之一,北方城市缺水是普遍现象。许多北方和沿海城市,水源不足已成为限制城市发展的重要因素。为此,在城市规划、建
35、设和管理过程中,必须周密地考虑城市人口与淡水资源之间的平衡,合理分配生产用水和生活用水,并要注意节约用水 解决城市水资源缺乏的关键药方是什么?合理制定水价,6 城市生态系统,2)城市容量城市容量在一定自然背景基础、生产力技术水平和生产条件下,城市所能供养的人口数量 对于一个未城市化的原始地区,其人口容量主要取决于自然条件,人口容量相对很小。随着人类社会和经济的发展,劳动生产率不断提高,人类改造自然的能力逐渐增强,人口容量随之增强,6 城市生态系统,由此可见,城市容量一般与下列因素密切相关:城市所在地区的自然条件:不同的自然条件下所能提供的水、土资源和对污染物的自净消纳能力不同,限制着城市人口规
36、模的发展城市的技术经济发展水平:城市能容纳的劳动力数量一般随城市的经济发展而增大;城市生态环境可通过追加资金投入和加强管理得到改善,从而使城市的容量得以扩大,6 城市生态系统,一般认为,城市容量主要分成以下三个方面：城市生产发展人口容量:城市容纳劳动力人口的最大数量城市生活条件人口容量:住房、市内交通、供水、供电、商业网点、学校、医院、文化娱乐设施等综合起来能够容纳的人口数量城市生态环境的人口容量:城市提供物质、能量和消纳、处理生活及工业垃圾的能力,6 城市生态系统,3)城市生态平衡的标志 就是城市生态系统的高度有序:生态协调,经济发展,社会安定。表现为城市三个效益达到最佳,城市各子系统间协调
37、有序,比例适当:居民消费需求、经济发展需求与自然环境自我补偿能力之间的平衡人口数量与城市基础设施的平衡生产发展与生活消费之间的平衡,6 城市生态系统,城市生活质量不断提高 城市生活质量不同于城市生活水平的概念,生活水平多以货币和实物的数量来反映。生活水平是生活质量的基础,但是单纯的、丰富的物质生活享受并不能全面反映生活质量的提高 生活质量还包括以心理上的满足与满意程度为准则的感觉评价,6 城市生态系统,城市生活质量的(8字)目标:舒适:生活、居住、工作、休息的满足与满意方便:居民的各种生理和心理需要在时间和空间上得到合理分配的水平和质量和谐:物质、精神、社会政治生活之间的有序,人与人(社会)、
38、人与物(自然)之间的融洽;城市结构与功能,自然与人文景观美之间的和谐康乐：居民心理和生理上的健康发展,涉及医疗保健、文化享受、旅游休憩和社会安全感等,6 城市生态系统,衡量生活质量的指标可以参照如下表达式:Ii对某一生活领域i的满意指数 P因素的实际状态 S因素的期望状态 Wi权重生活质量的表达式可由下式得出:1,2,n为生活领域的维数,6 城市生态系统,衡量生活质量也可以用生态环境适宜度来表示生态环境适宜度城市生态环境为人类的生存和延续所提供的各种条件与人类对这些条件需求之比的总合。这些条件包括人口密度指数、人类活动强度指数、物质生活指数、居住指数、教育服务指数、医疗服务指数、交通便利指数、
39、环境污染指数、安全指数等 如这些单项因素的适宜度用S1(t),S2(t),Sn(t)表示,则有n维矢量,6 城市生态系统,显然,各种因素对人类生存和延续所产生的影响是不同的,即权重不一样,由此定义适宜度指数为,6 城市生态系统,式中,iSi(t)的权重,并有 李自珍和陈维东(1986)对全国18个百万以上人口大城市的适宜度指数进行调查,得出如下有意思的结果,全国百万以上人口城市的适宜度指数,6 城市生态系统,3 城市生态系统的调控1)调控的原则协调共生原则:节约和合理配置资源循环再生原则:废物利用,污染净化持续自生原则:保障供给,决策正确2)调控的途径生态工艺的设计与改造:能源,物质,景观等生态关系的规划与协调:发挥比较优势潜力生态意识的普及与提高:生态哲学与伦理学,6 城市生态系统,3)走向生态城生态城(ecopolis)高效、和谐的理想人类居住环境:社会、经济协调发展,物质、能量高效利用,人与自然良性互动生态城标准:(天人合一)地尽其能生态环境改善,自然景观、历史文化、现代文明共存共荣 人尽其才由自发的人走向自为的人,创造力得到充分发挥,身心健康得到有力保障,本章到此结束,谢谢!,
