第二章城市生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)第一節(jié)城市生態(tài)學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)一、生態(tài)學(xué)（ecology）（一）生態(tài)學(xué)的發(fā)展與研究對象德國赫克爾（EmstHeinrichHaeckel）18691886立了生態(tài)學(xué)這門學(xué)科。Ecologyoikoslogos”究。境之間的相互關(guān)系的學(xué)科。（二）生態(tài)學(xué)研究尺度基因DNA位。①基因多樣性是生物多樣性的重要組成部分，是地球上所有生物攜帶的遺傳信息的總和。②轉(zhuǎn)基因通俗的說就是一種生物體內(nèi)的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物或同種生物的不同品種中的過程。一般來說轉(zhuǎn)基因是通過有性生殖過程來實現(xiàn)的。個體生態(tài)學(xué)①物種的生活史②個體對環(huán)境的適應(yīng)性——生活型③環(huán)境對個體的制約——生態(tài)型種群生態(tài)學(xué)同類生物所組成的群體。①種群的基本特征——年齡結(jié)構(gòu)、性比、大小等。1②種群的格局——空間分布等。③格局形成的過程——種內(nèi)競爭、生殖特征等。群落生態(tài)學(xué)不同類別生物所組成的集合。①群落的結(jié)構(gòu)——水平結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)、種類結(jié)構(gòu)。②群落的動態(tài)——演替過程、物種更替等。生態(tài)系統(tǒng)、景觀、全球生態(tài)學(xué)相互作用和相互依存所形成的一個功能單位。①結(jié)構(gòu)——食物鏈。②功能——能流、物流、信息流、價值流。③調(diào)控——機制、反饋。二、城市學(xué)城市學(xué)(urbanology)一詞最早見于日本磯村英一的《城市學(xué)》（1975）。造城市的各種學(xué)科的總稱.城市管理學(xué)、城市經(jīng)濟學(xué)、城市規(guī)劃學(xué)等被相繼納入城市學(xué)的范疇之中。三、人類生態(tài)學(xué)（anthropo-ecology）人類生態(tài)學(xué)(anthropo-ecology)其規(guī)律的學(xué)科。美國芝家哥學(xué)派的代表人物（帕克）首先提出這個科學(xué)術(shù)語。生態(tài)學(xué)也就自然成為生態(tài)學(xué)中最引人矚目的分支之一。2第二節(jié)城市生態(tài)學(xué)的有關(guān)概念與原理一、基本概念（一）生態(tài)系統(tǒng)定義指一定地域內(nèi)生存的一個生物群落與環(huán)境相互作用的，具有能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)循環(huán)代謝和信息傳遞功能的統(tǒng)一體。生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征（1954）生態(tài)系統(tǒng)的功能特征33能量流動特點：①“越流越細”，能量在流動過程中逐漸耗散。②單向流動，不可逆。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)4（二）城市生態(tài)系統(tǒng)定義動影響的、以人為中心的陸生生態(tài)系統(tǒng)（宋永昌等）。（松）。③城市空間范圍內(nèi)的居民與自然環(huán)境系統(tǒng)和人工建造的社會環(huán)境系統(tǒng)相互作用而形成的統(tǒng)一體（楊小波等）。合體（趙運林等）。城市生態(tài)系統(tǒng)的特點①人工生態(tài)系統(tǒng)，人是這個系統(tǒng)的核心和決定因素。②消費者占優(yōu)勢的生態(tài)系統(tǒng)。③分解功能不完全的生態(tài)系統(tǒng)。④自我調(diào)節(jié)和自我維持能力很薄弱的生態(tài)系統(tǒng)。⑤受社會經(jīng)濟多種因素制約的生態(tài)系統(tǒng)。二、基本原理（一）生態(tài)位定義①生態(tài)位(niche):物種在群落中在時間、空間和營養(yǎng)關(guān)系方面所占的地位。生態(tài)位的寬度據(jù)該種的適應(yīng)性而改變，適應(yīng)性較大的物種占據(jù)較寬廣的生態(tài)位。②城市生態(tài)位(urbanniche):能、地位、作用及其人口、資源、環(huán)境的優(yōu)劣勢。城市生態(tài)位分類①生產(chǎn)生態(tài)位：城市的經(jīng)濟水平（物質(zhì)和信息生產(chǎn)及流通水平）、資源豐盛度（如水、能源、原材料、資金、智力、土地、基礎(chǔ)設(shè)施等）。5②生活生態(tài)位：社會環(huán)境（物質(zhì)，精神及社會服務(wù)水平等）及自然環(huán)境（物理環(huán)境質(zhì)量、生物多樣性、景觀適宜度等）。（二）多樣性與穩(wěn)定性(diversity&stability)及結(jié)構(gòu)的多樣性、復(fù)雜性呈正相關(guān)的。持其動態(tài)平衡的穩(wěn)定狀態(tài)。在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)中，當(dāng)食物鏈（網(wǎng)）造成能量、物質(zhì)流動的障礙時，可以由不同生物種群間的代償作用給予克服。整體經(jīng)濟效益提高等。（三）食物鏈(網(wǎng))原理基本概念①食物鏈（foodchain）:以能量和營養(yǎng)物質(zhì)形成的各種生物之間的聯(lián)系.②食物網(wǎng)web）：雜營養(yǎng)關(guān)系。此可以對城市食物網(wǎng)“加鏈”和“減鏈”。A.減鏈：除掉或控制那些影響食物網(wǎng)傳遞效益，利潤低、污染重的鏈環(huán)。B.產(chǎn)品。6食物鏈（網(wǎng)）（四）系統(tǒng)整體功能最優(yōu)原理1.整體大于部分之和，1>1/2+1/2。子系統(tǒng)功能和系統(tǒng)整體功能相輔相成。子系統(tǒng)都有無限制地滿足自身發(fā)展的需要，而不顧其他個體的潛勢存在。城市各組分之間的關(guān)系并非總是協(xié)調(diào)一致的。效益為目標，局部功能與效率應(yīng)當(dāng)服從于整體。（五）環(huán)境承載力原理環(huán)境承載力（environmentalloadcapacity）:的人類社會作用。環(huán)境承載力會隨城市外部環(huán)境條件的變化而變化。逆向演替。生態(tài)演替（succession）一種更新過程，指一個群落被另一個群落，或一個生態(tài)系統(tǒng)被另一個生態(tài)系統(tǒng)代替的過程。正向演替（progressivesuccession）生態(tài)系統(tǒng)向結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能量最優(yōu)利用、生產(chǎn)力最高的方向的演化稱之；反之稱為逆向演替（retrogressivesuccession）。演替方向:當(dāng)城市活動強度小于環(huán)境承載力時，城市生態(tài)系統(tǒng)可表現(xiàn)為正向演替；反之，則相反。（六）生態(tài)平衡失調(diào)與生態(tài)危機生態(tài)平衡失調(diào)7生態(tài)失調(diào)（EcologicalDisturbance）它是指當(dāng)外來干擾超越生態(tài)系統(tǒng)的自我控制能力而不能恢復(fù)到原初狀態(tài)時稱之生態(tài)危機(ecologicalcrisis(ecologicalcrisis)，而導(dǎo)致的局部甚至整個生物圈結(jié)構(gòu)和功能的失調(diào)生態(tài)平衡失調(diào)起初往往不易被三、城市生態(tài)學(xué)研究思路（一）系統(tǒng)思想系統(tǒng)的統(tǒng)一體。體現(xiàn)這種整體性和相互聯(lián)系性的思想，就是系統(tǒng)思想。系統(tǒng)思想要求：全面地、連貫地、靈活地看問題。（二)系統(tǒng)的特征根據(jù)邏輯統(tǒng)一性的要求構(gòu)成。關(guān)聯(lián)性：各個組分之間相互聯(lián)系、制約、有機地結(jié)合在一起。目的性：具有一定的功能，達到一定的目的。統(tǒng)必須適應(yīng)它的環(huán)境。(feedback)（三）系統(tǒng)研究思路系統(tǒng)輸入：系統(tǒng)在邊界確定以后，所有跨越邊界進入系統(tǒng)的流動。3.黑箱理論（Blackboxtheory）8和反應(yīng)特性的系統(tǒng)研究思路。用黑箱研究思路。白箱理論(Whiteboxtheory)能來認識系統(tǒng)輸入與輸出在內(nèi)的整體特性。②如生物的形態(tài)解剖研究、各種電器設(shè)計等常采用白箱研究思路。灰箱理論(Greyboxtheory)①兼用黑箱和白箱的研究思路。采用灰箱研究思路來認識分析系統(tǒng)。四、城市生態(tài)學(xué)的一般規(guī)律（一）相互依存與相互制約規(guī)律稱“物物相關(guān)””和“相生相克”規(guī)律。遍存在的。噴灑藥品、采伐、開ft（（二）物質(zhì)循環(huán)與再生規(guī)律9的程度。至于流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)中的能量，通常只能通過系統(tǒng)一次，當(dāng)能量經(jīng)食物鏈轉(zhuǎn)移時，每經(jīng)過一個營養(yǎng)級，就有大部分能量轉(zhuǎn)化為熱散失掉，無法加以回收利用。因此，為了充分利用能量，必須設(shè)計出能量利用率高的系統(tǒng)特別是后者，既能較徹底地消除污染，又能充分回收垃圾中含有的物質(zhì)養(yǎng)分(有機肥料)和有用能量(沼氣)，是較有前途的城市垃圾處理方法。（三）物質(zhì)輸入與輸出動態(tài)平衡規(guī)律取物質(zhì)，另一方面又向環(huán)境排放物質(zhì)