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1、城市生态环境学与可持续发展城市,一、课程简介,课程性质：公共选修课 学分：2 学时数：36 其中 教学 34学时，课程考试 2 学时 使用教材：城市生态环境学（第二版）杨士弘等编著 科学出版社,二、主要内容,城市生态环境学主要从以下几方面进行介绍：城市的地质地貌城市气候、水文及水质城市生物、绿地及生态环境效应城市环境污染城市生态环境管理与环境管理,可持续发展的城市回顾可持续发展理论城市生态环境可持续发展生态城市建设可持续城市的模式与概念,第一章 引论,城市生态学研究的对象和内容,一、研究的对象（一）城市（CITY）,地理学家,是地球表层物质流大量集中的地域是以空间和环境资源利用为基础的区域是人
2、类生产、生活集聚的地理空间,城市生态学研究的对象和内容,一、研究的对象（一）城市（CITY）,地理学家,经济学家,是集约经济的地域是在一定空间范围内组织生产、集中进行社会物质生产和交流的产所是一个经济实体是区域的经济中心,城市生态学研究的对象和内容,地理学家,经济学家,是集约人口、集约经济、集约科技文化的中心是一个国家或地区的政治中心、经济中心、科技文化中心，是人民精神生活、物质生活的中心是一个政治社会实体是组织生产力、实现社会分工和联系推动社会发展空间的存在形式代表一个地区最先进的生产力和经济发展水平与方向，是前进的主要动力。,政治家,城市生态学研究的对象和内容,一、研究的对象（一）城市（C
3、ITY）,地理学家,经济学家,生态学家,政治家,是一个复杂的生态系统是以人为主体，人口、活动、设施、物质、科技、文化高度集中，并不断高速运转的开放性有机综合体,城市：城市是经过人类创造性劳动加工而拥有更高“价值”的人类物质、精神环境和财富，是更符合人类自身需要的社会活动的载体场所和人类进步的合理的生活方式之一是一类以人类占绝对优势的新型生态系统。,城市的定义（联合国）：凡拥有10万人以上，住房、工商业、行政、文化娱乐等建筑物占50%以上的面积，具有发达的交通网络和车来往频繁的人类集聚区域。,城市的发展历程:世界城市状况报告,联合国秘书长安南指出，城市可持续发展是人类在21世纪所面临的最紧迫挑战
4、之一。随着越来越多的人居住在城市，世界上最重要的政治、经济、环境和社会问题都会出现在城市，也将在城市化过程中逐步解决上述问题,城市的发展历程:世界城市状况报告,城市的出现:至少已有五千年我国商朝的遗址:殷墟的发掘,表明中国城市发展的雏形;古希腊的城市遗址城市的发展,促使城市人口的大幅度增长公元1800年，城市人口仅占世界人口的2。近200年来，城市发展迅速，世界人口约有一半居住在城市里，城市居民人数达到30亿。预计今后世界城市化的趋势还会加速发展，到2030年，世界城市人口接近50亿，约占世界总人口的60。,城市的发展历程:世界城市状况报告,发展中国家的城市化速度快于发达国家，经济最不发达国家
5、的城市化速度最快。到2020年发展中国家的城市人口比例将达到50。最不发达国家的城市人口将从19亿增加到2030年的39亿，这对许多最不发达国家的发展是一个巨大的挑战。,城市的发展历程:世界城市状况报告,世界人口更多地向大城市和特大城市集中目前，世界上1000万人口以上的特大城市有19个预计到2015年增加到23个，其中超过2000万人的大城市将有5个。新增加的特大城市都来自发展中国家。除日本东京继续以2600万人位居第一外，发展中国家的特大城市名次将普遍上升。,城市的发展历程:世界城市状况报告,无论是在发达国家还是发展中国家，城市在国家经济中的地位越来越重要。一个城市的经济就占据了某国国民经
6、济的主导地位泰国首都曼谷市的经济占全国经济的38。在最不发达的非洲国家，城市经济也占国民生产总值的60,城市的发展历程:世界城市状况报告,世界不同的地区和不同种类的国家，城市化发展有相当大的差距。发达国家:人口城市化率已达到80，今后增长率相当缓慢，预计到2020年人口城市化率仅上升到84，城市人口达到5.5亿。大部分城市人口居住在中小城市，其中约一半的城市人口居住在5万至10万人的小城镇。发达国家面临的城市问题主要是人口老龄化、种族和移民冲突、贫富悬殊等。,城市的发展历程:世界城市状况报告,亚洲和太平洋地区:城市化率只有35，到2020年上升到46，城市人口近20亿，其中孟买、达卡、卡拉奇的
7、人口都将超过2000万。城市贫困人口急剧增加是许多亚洲国家面临的严峻挑战。非洲地区:城市化增长率最快，预计到2020年达到46，即4.4亿人口。尼日利亚的拉各斯将以2300万人口成为世界第三大城市。该地区的主要问题是人口向城市迁移的过程中，未能形成真正的工业经济，因而缺乏解决城市可持续发展问题的经济手段。,城市的发展历程:世界城市状况报告,中国城市化进程,中国城市化进程,农村体制改革推动城市化发展阶段:19781984年 城市化主要表现为：2000万知青返城；城乡集贸市场开禁；乡镇企业异军突起等。同时，国家在政策面上加大力度，结束了城市建设多年徘徊的局面。城市化率在1984年上升为23,城市经
8、济改革推动城市化发展阶段:19841992年以新建城市化为主，沿海大中城市附近出现了“新兴工业化地区”，带动了小城市的发展。该时期的城市化率增长为27.6,中国城市化进程,城市化发展的第三阶段:1992年以后以开发区和大城市建设为主。该时期城市数目增长的起伏很大，城市化率30.4 城市化发展的特点:城市平均规模偏小。据统计，1998年，中国有人口超过100万的特大城市37座，只占城市总量的5.5，目前特大城市人口集中仍至少低于世界平均水平个百分点；,中国城市化进程,中国城市化进程缓慢带来的问题,城市化滞后已经成为制约当前经济发展的突出问题目前国内需求不足，很大程度上和农村消费市场难以启动有关
9、中国城市化进程滞后，造成第三产业在国民经济中所占比例明显偏低 城市化滞后所带来的社会问题相当严重 城乡对立的激化是隐藏的巨大的不稳定性因素，这对整个社会的稳定和发展都是不可忽视的威胁。,未来50年中国城市化战略目标,全面达到世界中等发达国家的城市水平，城市体系的总能力进入世界前三名，实现城市可持续发展的良性循环。中国的城市化率提高到75以上，具有容纳11亿-12亿人口的城市容量，形成结构合理、功能互补、整体效益最大化的大、中、小“城市体系”。,率先走过三个“零增长”：2020年左右:实现城市人口自然增长率的“零增长”2030年左右:实现城市资源和能源消耗速率的“零增长”2040年左右:实现城市
10、生态环境退化速率的“零增长”,未来50年中国城市化战略目标,土地占用面积不超过国土总面积的2，但其辐射带动的地理空间应不小于自身面积的50倍。中国城市的恩格尔系数不超过0.15,基尼系数保持在0.250.30的水平，中国城市的人均预期寿命达到85岁，人均受教育年限超过15年有效地克服人口、粮食、能源、资源、生态环境等制约可持续发展的瓶颈,未来50年中国城市化战略目标,（二）环境（ENVIRONMENT）1)中心:人2)层次:人类生产生活的场所进行生产生活活动的物质基础,城市生态学研究的对象和内容,（三）生态 生态的含义：是一种和谐:是生物与其生存关系的和谐是一种自然:是自然界的和谐是一种环境:
11、生物生存的环境、自然环境、人类生存的环境是一种“适应”：是生物对环境的适应，人对环境的适应是一种综合：多因素的综合作用的系统,城市生态学研究的对象和内容,城市生态是城市和居民与城市环境关系的和谐城市生态关系人类对环境资源的开发和保护、利用与补偿、污染与治理产业之间、城乡之间、行业之间生产与生活、市区与郊区、局部与整体活动强度与环境容量眼前与长远、效益与风险、机会与失误,（四）城市生态环境自然环境生态环境城市生态环境在特定城市区域中，城市居民与城市环境的统一体，以及这个统一体中及逆行能够物质能量流动的因素，即与城市居民相互关系的环境,城市生态学研究的对象和内容,二、城市生态环境学的性质与研究内容
12、,（一）性质1、综合性研究城市自然环境和城市经济社会环境研究单个要素和整个系统2、边缘科学特性介于自然学科、社会学科和技术学科之间的边缘学科3、二重属性具有自然科学和人文科学的两重性,（二）研究内容研究城市生态环境的组成和结构研究城市生态环境的功能研究城市生态环境中能流、物流和信息流研究城市生态环境的动态变化研究城市生态环境管理和调节控制,二、城市生态环境学的性质与研究内容,城市生态学的发展历史,一、城市生态问题1、近代城市的生态问题城市人口爆炸式增长交通拥挤，居住环境恶劣城市超负荷运转水资源短缺，城市供水紧张城市环境污染严重,2、城市生态问题的生态学实质 城市环境问题的产生正是生态关系失调的
13、具体表现，因此解决城市的生态危机的关键在于解决人与环境的关系。改变城市人口失控状态，以及资源配置的不合理模式；提出用生态学原理和最优化方法去调节城市内部各组分之间的 关系，提高物质转化和能量利用的生态效率。开发城市未被利用的人力、物力和环境资源。,二、萌芽阶段（20世纪之前）,1、中国古代的生态学思想人口、人与土地、人与食物的关系人与自然的关系在城市选址、城市布局方面：注重生态与自然环境条件，讲究城市位置选在依山傍水，肥田沃野，森林资源丰富，宜农宜牧，气候宜人之处,二、萌芽阶段（20世纪之前）,2、国外古代的生态学思想 2000多年前，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
14、勒（Thalesole 们Milet）曾提出生态区划的设想，按阳光照射引起地区温度和供水的不同，将地球分为北极带、夏热带、赤道带、冬热带和南极带等五大区。公元前300年，古希腊的哲学家提奥夫拉斯特（Theoprastus）到印度的途中就注意到各地植物分布与气候和土壤等的关系。直至100多年前（1869年），德国生物学家赫克尔提出了生态学的概念。,三、发展阶段,1.芝加哥学派：创始人：帕克 城市：关于城市环境中人类行为研究的几点意见，将 生物群落的原理和观点用于研究城市社会，并取得可喜的成果。,2.芝加哥学派的主要理论：,认为城市土地价值变化与植物对空间的竞争相似土地的利用价值反映了人对最愿意和
15、有价值地点的竞争,同心圆模式：1925年 伯克斯 城市的同心圆增长理论,扇形模式：1933年 土地经济学家 赫特 扇形理论,多核心模式：哈里斯和厄曼考虑汽车的重要影响提出多核理论,四、蓬勃发展阶段,1、世界：1975年巴黎“人类居住地综合生态研究”工作会议和1977年波兰地第11课题（“城市系统地生态学研究”）协调会议上，正是确认“用综合生态方法研究城市系统及其他人类居住地”。,1975年“关于人类居住地地生态综合研究”专题列入MAB计划，出版了城市生态学杂志（Urban Ecology）1980年，柏林，第二届欧洲生态学会议。研究实例：德国法兰克福意大利罗马澳大利亚国立大学对香港城市生态地研
16、究日本的城市生态研究分为四阶段。,四、蓬勃发展阶段,四、蓬勃发展阶段,2、中国：1984年12月在上海“首届全国城市生态科学研究会”。1986年6月 天津 第二届全国城市生态学讨论会 中心论题：“如何加强城市生态理论研究及在城市规划、建设和管理中的世纪应用”,1987年 安徽 屯溪“长江流域城镇发展的生态对策研讨会”城市生态与生态环境期刊；城市生态经济学，城市生态研究,城市景观生态,城市生态与城市环境等论著。,四、蓬勃发展阶段,四、蓬勃发展阶段,研究实例天津市城市生态系统与污染综合防治的研究”“北京市城市生态系统的研究”8个子课题。3个结论。成绩：建立了北京城市生态系统仿真模型，为认识北京城市
17、生态系统发展的趋势、制定北京市发展的政策提供了科学依据。,上海市的城市生态研究：上海典型街区和卫星工业城镇的生态研究 上海郊区乡镇的生态研究 上海农牧渔复合生态经济系统的环境工程研究。,四、蓬勃发展阶段,城市生态系统及其特征,一、城市生态系统（一）概念 城市中进行物质交换、能量流动、信息传递而发生相互作用，相互制约，构成一定结构和功能的有机联系的整体,（二）组成由自然环境和社会经济环境以及沟通自然、社会、经济的各种人工设施和上层建筑共同构成,（三）结构和功能结构:,城市生态环境系统,2.功能,还原净化和资源再生,3.城市生态平衡取决于：城市规模与地区资源城市人口与土地空间生产设施与基础设施、生
18、活设施城市“三废”排放与环境容量劳动力数量与职业岗位各类产业之间社会生产与消费之间城乡物资与居民需求之间,标志：结构与功能相互协调、相适应，即人口、资源、环境、设施相协调适应。,核心：达到城市生态环境系统结构和功能最优化。,4.结构优化的目标与途径目标：能充分发挥优势，保护生态环境，合理利用资源，整体最优，联系协同，相互融洽。途径：自然调节和人工调控可持续发展战略的实施三同步原则的应用,(四)基本特征,人居主导地位人工物质系统极度发达城市生态环境系统具有不完全性城市生态环境系统具有整体性和综合性城市生态环境系统具有开放性,城市生态环境系统具有脆弱性和非稳态平衡性自我调节能力的有限性能量流动的单
19、向性和低效性是人类自我驯化的系统,二、城市化的生态效应,（一）类型城市生态环境生态效应：是指城市自然过程和认为活动造成的环境污染和破坏，引起城市生态环境结构和功能的变化，以及生态环境的生态环境变异。,分类：物理效应 化学效应 生物效应,二、城市化的生态效应,（二）机理城市化的环境效应机理表现为：改变能量流 改变物质流 打破力的平衡,二、城市化的生态效应,（三）自然净化过程自净能力：污染物进入城市自然生态系统时，系统对污染物质进行转化、迁移、降解和扩散，降低其浓度，或使之完全消除，不致造成危害。分类物理净化化学净化生物净化,二、城市化的生态效应,（四）城市生态环境容量环境容量：人类生存和自然生态
20、不致受害的前提下，某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量。城市环境容量：城市特定区域环境所能容纳的污染物的最大负荷量。自然环境的净化能力或所允许的污染物排放总量。城市生态环境容量：净化能力，以及环境资源对社会经济活动强度的承受能力。,二、城市化的生态效应,（四）城市生态环境容量影响城市生态环境容量的因素：城市空间的大小和各环境要素的特征生物系统条件及其生物特征 人工形成的城市环境系统 污染物的物理化学性质人及生物有机体对某种污染物质或能量的耐受力,三、城市环境生态位,（一）生态位生态位：指物种在群落中在时间、空间和营养关系方面所占的地位。,（二）城市生态位城市生态位（urban ecological niche）：一个城市给人们生存和活动所提供的生态位。是城市提供给人们的或可被人们利用的各种生态因子和生态关系的集合。指城市满足人类生存发展所提供的各种条件的完备程度。人们向往生态位高的城市地区的行为，从某种意义上说，是城市发展的动力与客观规律之一,三、城市环境生态位,城市生态位分为：,三、城市环境生态位,
