第6章

城市生態學1精選ppt6.1城市生態學概述6.1.1城市生態學的概念6.1.2城市生態學的研究內容6.2城市生態系統6.2.1城市生態系統的基本特點6.2.2城市生態系統的結構與功能6.3城市生態系統的管理與建設6.3.1城市化及其生態效應6.3.2城市生態問題及其控制6.3.3城市生態系統的建設及科學管理2精選ppt6.1城市生態學概述

6.1.1城市生態學的概念城市作為人類的聚居地，是當地政治、經濟、科學、軍事和文化的中心。它是一類以人類為中心的人工生態系統。城市生態學是研究城市人類活動與城市環境之間相互關系的學科，是以生態學的理論和方法研究城市的結構、功能和動態調控的一門學科。它既是生態學的重要分支，又是人類學的下屬學科，還是城市科學的重要組成部分。3精選ppt城市生態學理論：“生態城”、“健康城”。生態城：按照生態學原理建立起來的一類社會、經濟、自然協調發展，物質、能量、信息高效利用，區域發展平衡、生態良性循環的人類聚居地。健康城：根據各國城市的不同實際，調節生態系統的結構和功能，使其向健康（包括城市居民的健康、城市代謝的健康和城市系統的健康）方向發展。是世界衛生組織所倡導的一項全球計劃。4精選ppt生態城規劃的五項原則①生態保護策略，包括自然保護，動、植物區系及資源保護和污染防治；②生態基礎設施，即自然景觀對城市的持續支持能力；③居民的生活標準；④文化歷史的保護；⑤將自然融入城市。5精選ppt生態城的衡量標準①生態滯竭系數測度城市物質、能量的流暢程度。②生態協調系數測度城市的組織合理程度。③自我調節能力測度城市的生態成熟度。包括“風水”原則，指城市空間設計與自然地形、氣候等相適應；共生原則，指人與其他生物共生、人與自然、人與人之間的共生；自凈原則，指具有凈化空氣、污水、減少噪音等的機制；持續原則，指人類努力“開啟”城市生態過程，城市生態系統持續運行。6精選ppt生態城建設的最終目的依據生態城建設的原則和標準去調節城市內部的各種不合理的生態關系，提高系統的自我調節能力，通過各種技術的、行政的和行為誘導的手段去實現因地制宜的持續發展。7精選ppt城市生態調控就是調節城市生態關系的時、空、量、序四種表現形式。時：眼前利益和長遠利益，歷史背景和現實發展，機會利用和風險防避。空：局部建設和區域發展、土地利用的空間格局，資源開發利用的區域影響。8精選ppt量：物質的輸入與輸出（效率、效益與效用），結構的多樣性和優勢度，系統的依賴性和自主性。序：自然的“美”（天藍地綠，氣潔水暢，鳥語花香，和諧而非失衡），經濟的“活”（物盡其用，地盡其力，人盡其才，高效而非高速），社會的“穩”（物茂財豐，人杰地靈，持續安定，開放而非封閉）。9精選ppt生態城建設的基本途徑①加強城市綠化工作，推進綠地、生態林的建設和保護；②建立城區生物、文化的多樣性；③技術綠色化；④節約能源；⑤利用現代科學技術協調經濟與生物之間的關系，提高利用資源的綜合能力，提高城市生態系統的自我調節、修復、維持和發展能力；⑥建立城市生態試驗區。10精選ppt6.1.2城市生態學的研究內容研究重點是城市居民與城市環境之間的關系。基本內容為城市生態系統的發生、發展、組合與分布，結構（包括社會、經濟和自然三個亞系統）和其物流、能流、信息流、人口流、資金流等功能以及這些功能的調控機理、方法和演替過程，城市人口、生態環境、城市災害及防范，城市景觀、城市與區域持續發展和城市生態學原理的社會應用等方面。11精選ppt城市生態系統研究主要集中在以下4個方面：①以城市人口為研究中心，側重于城市社會系統。②以城市能流、物流和信息流為主線，側重于城市生態經濟系統及以城市為中心的區域生態經濟系統功能的研究。③以城市生物與非生物環境的演變過程為主線，側重于城市的自然生態系統研究。④以復合生態系統的概念、理論為主線，研究該系統中物質、能量的利用，社會和自然的協調，以及系統動態的自身調節等。12精選ppt城市生態學分支：城市社會生態學(urbansocio-ecology)城市經濟生態學(urbaneconomicecology)城市自然生態學(urbannaturalecology)城市景觀生學(urbanlandscapeecology)13精選ppt6.2城市生態系統城市生態系統指特定地域內人口、資源、環境（包括生物的和物理的、社會的和經濟的、政治的和文化的環境）通過各種相生相克的關系建立起來的人類聚居地或社會、經濟、自然復合體。14精選ppt6.2.1城市生態系統的基本特點1．以人類為主體的生態系統2．以人工生態系統為主的生態系統3．流量大、運轉快的開放系統4．依賴性很強、獨立性很弱的生態系統5．文明的產物與文明的異化15精選ppt城市生態系統的結構

城市居民或城市人群生命自然環境城市生非生命態系統城市環境系統政治社會環境法律經濟文化教育6.2.2城市生態系統的結構與功能16精選ppt城市生態系統中的三個子系統生命自然生態系統非生命人類的經濟活動經濟生態系統第一產業城市生態系統第二產業第三產業文化政治社會生態系統科學法律政策17精選ppt2.城市生態系統的功能城市生態系統的功能主要表現為系統內外的物質流、能量流、信息流、貨幣流及人口流的輸入、轉換和輸出。（1）城市生態系統的生產功能（2）城市生態系統的能源結構與能量流動（3）城市生態系統的信息流18精選ppt（1）城市生態系統的生產功能1）生物初級生產是指植物的光合作用過程。2）生物次級生產由于城市次級生產者主要是人，故次級生產過程具有明顯的人為可調性。3）物質的非生物生產是指滿足人們物質生活所需各類有形產品的生產及服務。4）非物質的非生物生產是指滿足人們的精神生活所需要的各種文化藝術產品及相關的服務。19精選ppt（2）城市生態系統的能源結構與能量流動能源結構是指能源總生產量和總消費量的構成及比例關系。能源的生產結構是從總生產量分析能源結構，即各種一次能源如煤炭、石油、天然氣、水能、核能等所占比重；能源的消費結構是從消費量分析能源結構，即能源的使用途徑。20精選ppt能源結構是反映一個國家或一個城市的生產技術發展水平的一個重要標志。我國目前能源的生產結構為：煤炭約占70%，石油天然氣約占26%，其他能源所占的比重較低；能源的消費結構為：工業用能約占63%，農業約占8.3%，商業與民用約占18%，交通運輸約占2.4%。21精選ppt城市生態系統的能量流動是指能源在滿足城市多種功能過程中在城市生態系統內外的傳遞、流通和耗散過程。能源可分為原生能源、次生能源、有用能源和最終能源等。原生能源是從自然界直接獲取的能源形式，主要包括：煤、石油、天然氣、油頁巖、油沙、太陽能、生物能、風能、水力、潮流能、波浪能、海洋溫差能、核能和地熱能等。22精選ppt城市生態系統中的能量流動就是原生能源轉化為次生能源，原生能源或次生能源經傳輸成為有用能源，并經過利用轉變為最終能源的過程。在能量生產和消費活動過程中，有一部分能量以“三廢”形式被排入城市環境而造成污染。23精選ppt（3）城市生態系統的信息流城市是信息中心。城市具有現代化的信息傳播技術、完善的新聞傳播網絡和發達的信息服務設施，它們服務于城市生態系統的各個層次和階段，滿足城市規劃、城市建設、城市管理和城市居民的各種不同需求。24精選ppt6.3城市生態系統的管理與建設6.3.1城市化及其生態效應6.3.2城市生態環境問題及其控制6.3.3城市生態系統的建設及科學管理25精選ppt6.3.1城市化及其生態效應城市化通常是指農業人口轉化為城市人口的過程，是一個國家經濟、文化發展的結果，是社會進步的象征，也是城市人口增長和分布、土地利用方式、工業化過程及工業化水平和趨勢的綜合表征。城市化標志：①空間上城市規模的擴大；②數量上農業人口轉變為城鎮非農業人口；③質量上城市居民生活方式的現代化。26精選ppt1.世界城市化的發展水平1800年世界城市人口約占總人口的2.4%，1925年占到21%，1950年為29.2%，1990年激增到42.6%，到2000年，全世界有近一半、發達國家有70～80%的居民生活在城市中。經濟發展水平對各國城市化進程有明顯影響。英、法、美、德等國家目前已達到70%以上；東歐國家在計劃經濟體制下，有計劃地建設新城市，城市化水平也已達50%以上。27精選ppt2.我國城市化發展現狀以城市和城鎮實際居住的統計人口為標準，1995年城市人口占總人口的比重為29.04%。至2000年，城鎮人口超過4億，達到了總人口的36.1%。2050年，我國人口達到高峰時，總人口為16億左右，屆時城市化水平將超過60%，全國約有10億人口將在城市工作和生活。人口城市化的主要途徑：一是農村人口涌入城市，二是農村人口通過社會經濟發展就地轉化為具有城市生活方式的人口。28精選ppt3.城市化的特點人口密集；產業集中；能源結構改變；需水量增加；交通便捷；信息傳遞快速；不透水的地面增加；綠地減少；人們相應的生活習慣改變。29精選ppt城市化的影響正面影響：城市化給發展生產、繁榮經濟、擴大貿易、提高文化、促進科技、方便生活、防御入侵、提高行政管理效率、便于總人口控制等帶來一系列好處。負面影響：住房困難、交通擁擠、水源短缺、環境污染、疾病流行、犯罪增加、就業困難等。30精選ppt城市問題的生態學實質①城市中的物流鏈很短，從資源到產品和廢物。大量資源不能完全被利用，以“三廢”（廢液、廢渣、廢氣）形式輸出，資源利用效率低，而且污染環境；②城市中的生產、生活需要大量能源特別是礦物能源。消耗大量氧氣，加重了大氣污染，使環境問題更加嚴重；③城市中的各部門、各行業條塊分割，各自為政，缺乏自然生態系統中互利共生的關系和追求整體最適的特點；31精選ppt④城市生產多著眼于本部門、本企業的局部利益和當前的經濟效益，忽視城市生態系統的整體功能和長遠效益；⑤城市生態系統中消費者和生產者的比例失調，生態錐體倒置，穩定性很差，對外部環境有較大依賴性；⑥城市中人口密集，把人們集中在一個相對密閉的有限空間內，人和自然隔絕、人際間關系疏遠及緊張。32精選ppt6.3.2城市生態環境問題及其控制1.人口壓力2.城市水問題及其解決途徑3.大氣污染及其控制4.噪聲污染及其控制5.固體廢物及其處理6.熱島效應及其防治33精選ppt1.人口壓力有人估計，公元前6000年，世界人口不到1000萬。公元初，增加到1.5億。公元1650年已達5億。到1800年，世界人口達到了第一個10億。近200年來，人口幾乎呈直線增長，1930年世界人口增至20億，1960年增到30億，1975年猛增到40億。1987年7月11日，聯合國宣布，世界人口已經突破50億。僅過了13年，到2000年時，又突破60億。預測：2025～2030年，世界人口將達到120～140億。中國人口學家預測，中國人口屆時會達到15～20億，超過中國自然資源綜合考察委員會報告的中國土地最高承載人口量15～16億的極限。34精選ppt地球究竟能養活多少人？地球上一切生物賴以生存的能量來源于太陽。估計全球綠色植物的凈生產力每年約為162×1015噸，折合成能量約為3.05×1021焦耳。植物能食用的部分只占1%，同時地球上還有其他動物靠植物生存，地球上只能養活80億人。35精選ppt2.城市水問題①地面徑流量增多，匯流時間縮短，河流的洪水位不斷抬高，致使洪澇災害頻發；②地下滲水量減少，地下水大量抽取，地下水位降低，引起地面下沉；③綠地、水面和自然裸地減少，地面蒸發水量減少，導致城市熱島效應加劇；④水質惡化，河流人工化、渠道化，水生生物適宜生境消失；⑤水邊綠化地減少，開放空間逐漸消失。36精選ppt目前我國有300多個城市缺水，嚴重缺水的城市達40多個，而水浪費和水污染仍日趨嚴重，尤其是水污染。37精選ppt城市水污染來源：①城市降水可能把空氣中許多污染物，例如塵埃、廢氣、重金屬等攜帶到地面；②城市的徑流也會污染城市水體；③工業廢水與生活廢水是城市水污染的主要來源。城市水污染可分為5大類：無機物污染；有機物污染；生物污染；熱污染和放射性物質污染。38精選ppt1）無機物污染包括：①酸、堿、及一般無機鹽類污染；②氰化物；③重金屬污染；④顆粒沉淀物。2）有機物污染包括：①耗氧污染物，指標為生化需氧量（BOD）、化學耗氧量（COD）等；②難降解有機污染物，如石油、酚類化合等39精選ppt3）生物污染包括：①病原微生物；②水體富營養化。4）熱污染工業生產過程中，特別是發電廠排出的大量熱水，其溫度比水域的溫度平均高7～8℃。水體熱污染導致水中溶氧量下降。排入大量熱水，水體可能會成為無生命的“死水”。5）放射性物質污染開采、加工放射性礦石、核電站、醫院及應用放射性物質的實驗室。40精選ppt解決城市水問題的途徑解決城市水問題的關鍵是推行“城市水資源可持續開發利用戰略”，即“節流優先，治污為本，多渠道開源”。“節流優先”反對用水浪費、降低供水投資、減少污水排放、提高用水效率。是我國水資源匱乏這一基本水情的客觀要求。

將城市人均綜合需水量控制在160m3/年以內。41精選ppt“治污為本”治理污水，改善環境，保護水源，增加可用水量，減少供水投資。是保護供水水源水質，改善水環境的必然要求，是實現城市水資源與水環境協調發展的根本出路。“多渠道開源”除合理開發地表水和地下水等傳統水資源外，大力提倡開發利用再生水、雨水、海水和微咸水等非傳統水資源。水資源綜合利用，不同水工程技術經濟比較和投資組合優化。效益優先原則。42精選ppt推動污水資源化，基礎是轉變觀念，關鍵是創新政策，核心是為污水資源化的產業化經營創造條件。①大力宣傳，樹立水資源“稀缺”、水資源有價的觀念；②理順水資源價格體系，調整污水處理收費標準，建立“按質論價”的水資源價格體系；③保證再生水用戶的利益，穩定并擴大再生水用戶；④拓寬污水資源化項目融資渠道，實行企業化運營管理；⑤從全局出發，把污水資源化工作納入社會發展規劃，統一管理，統籌安排。43精選ppt3.大氣污染及其控制當前公認的三大全球性環境問題（溫室效應、酸雨和臭氧層破壞）都與大氣污染有關。污染物可分為兩類：氣態污染物和顆粒污染物。顆粒污染物約占整個大氣污染物的10%，氣態污染物占90%。氣態污染物主要有：①硫氧化物（SO2）

；②氮氧化物(NO和NO2）；③碳氫化物；④碳氧化物；⑤3，4-苯并芘(BP)。44精選ppt顆粒污染物是指空氣中分散的微小的固態或液態物質，其顆粒直徑在0.005～100μ。習慣上分為煙、霧和塵。①煙氣即含有粉塵、煙霧及有毒、有害成分的廢氣；②煙霧空氣中的煙和自然界的霧結合的產物。一為倫敦型，由煤塵、SO2、霧混合并伴有化學反應產生的煙霧；二為洛杉磯型，汽車排氣和氮氧化合物通過光化學反應形成的煙霧；45精選ppt③煙塵由燃燒、熔融、蒸發、升華、冷凝等過程所形成的固體或液體懸浮顆粒，其粒徑大多小于1μ；④粉塵工業生產中物料破碎、篩分、堆放、轉運或其他機械處理而產生的固體微粒，直徑介于1～100μ之間。其中直徑小于10μ的微粒為飄塵，直徑大于10μ的微粒為降塵。46精選ppt

廢氣治理技術主要有溶劑吸附法，固體吸收法，熔融鹽法，催化還原法，廢氣除塵法等。利用綠色植物凈化空氣是大氣污染防治的有效方式，具有投資少、見效快、安全性好、無二次污染、易于管理等優點。聯合國生物圈與環境組織提出：城市每人擁有60m2綠地面積為最佳居住環境。47精選ppt提倡和推廣節能建筑、節能技術、節能生活方式，設計清潔生產工藝及原材料處理程序，降低能源消耗，改善城市燃料結構，能有效減少煙塵和有害氣體的排放。以煤氣和電力取代礦物燃料，對改善城市大氣質量起到重要作用。“西氣東送”工程。減輕機動車的排氣污染：改善交通道路、通暢車行、避免怠速引起更多排氣；改革車輛的動力結構，降低車輛的燃料消耗，逐步發展燃氣機車和電動汽車等。48精選ppt4.噪聲污染及其控制噪聲是指一切不需要的聲音，指振幅和頻率雜亂、斷續和統計上無規律的聲振動。噪聲屬于感覺公害。噪聲的大小，以“分貝”（dB）數表示。強噪聲可使交感神經興奮、失眠、疲勞、心跳加速、心律紊亂、心電圖異常，還會引起頭暈、頭痛、神經衰弱、消化不良和心血管病等。49精選ppt噪聲超過60dB，人工作時就易感到疲倦。80dB以下的噪聲不損傷人的聽力，90dB以上的噪聲將造成明顯的聽力損傷，115dB是聽力保護最高容許限，120～130dB的噪聲會使人有痛感，噪聲到達140～160dB時會使聽覺器官發生急性外傷，鼓膜破裂出血，雙耳完全失聰。50精選ppt城市噪聲主要有：①交通噪聲主要指機動車輛在市區內運行時產生的噪聲，約占城市噪聲聲源的40%；②工業噪聲指工廠的機器運轉時產生的噪聲；③建筑施工噪聲指建筑施工現場使用各種動力機械時所產生的噪聲。特點有突發性、沖擊性、不連續性，特別容易引起人們的煩惱；④社會生活噪聲指商業、娛樂、體育、游行、慶祝、宣傳和不適時的音樂等產生的噪聲。51精選ppt控制噪聲源的措施：①改進設備結構，提高部件加工精度和裝配質量，采用合理的操作方法，降低聲源的噪聲發射功率；②采用吸聲、隔聲、減振、隔振等措施以及安裝消聲器等來控制聲源的噪聲輻射。控制噪聲傳播途徑的措施：①增加聲源離接受者的距離；②控制噪聲的傳播方向；③建立隔聲屏障或利用天然屏障；④應用吸聲材料和吸聲結構；⑤城市建設采用合理的防噪聲規劃等。加強城市綠化是減輕城市噪聲污染的有效措施。52精選ppt5.固體廢物及其處理固體廢物是指在社會生產、流通、消費等一系列過程中產生的一般不再具有進一步使用價值而被丟棄的以固態或泥狀存在的物質，包括城市垃圾和工業廢渣等。城市垃圾（城市固體垃圾）指城市居民在日常生活、工作中產生的廢棄物。工業廢渣指工業生產過程排出的廢石、尾礦、燃料廢渣、冶煉廢渣等，可分為有毒廢渣與無毒廢渣兩類。凡含有氟、汞、砷、鉻、鎘、鉛、氰、酚和放射性物質的，均為有毒廢渣。53精選ppt固體廢物是“三廢”中最難處置的。固體廢物污染的防治方法，首先是要控制其產生量，提高產品的使用壽命，提高廢品的回收率等。其次是開展綜合利用，把固體廢物作為資源和能源對待，實在不能利用的則可經壓縮和無毒處理后再焚燒、填埋或堆肥。最后是建立完善的垃圾管理法規體系，成立專業性垃圾清運和處置公司，實行垃圾處置有償服務。垃圾是放錯了位置的資源！54精選ppt6.熱島效應及其防治“熱島效應”是指城市氣溫比周圍地區高的現象，即氣溫以城市為中心向郊區遞減。如果將高溫區用紅色描出，低溫區用藍色描出，城市就象汪洋大海中的孤島，氣象學上把這種現象稱之為城市“熱島效應”。“熱島效應”形成原因：城市工業的高度集中城市人口密集55精選ppt“熱島效應”能引發人類許多疾病。如消化系統疾病、神經系統損害、憂郁癥及呼吸道疾病、皮膚病等。防止和減輕“熱島效應”的方法：把建筑物表面涂上白色或換上淺顏色的材料，以減少吸收太陽輻射；在路邊、花園和屋頂種