第二讲 城市生态系统2

城市居民 或城市人群 自然环境 城市生 态系统 非生命
生命
城市环境系统
社会环境
政治 法律 经济 文化教育
城市生态系统的功能
城市生态系统是城市居民与城市环境构 成的对立统一体，它和自然生态系统一样， 也具有进行物质循环、能量流动和信息交换 的三项基本功能，简称“流”同时还特有人 口 流与价值流等城市生态流，也可以归入物质 流中。
（３）城市生态系统是人类的自我驯化的系 统
开采
制造
输入
使用
废弃
这种与周围其他生态系统高速而大量的能流和物 流交换，主要靠人类活动来协调，使之趋于相对平 衡，从而最大限度地完善城市生活环境，满足居民需 要。正是由于城市生态系统的这种非独立性和对其他 生态系统的依赖性，使城市生态系统显得特别脆弱， 自我调节能力很小。
１.城市生态系统的能量流
为了推动城市生态系统的物质流动，必须从外 部不断地转入能量， 如，煤、石油、电力、水及 食物（生物燃料）等，并通过加工、储存、传输、 使用等环节，使能量在城市生态系统中进行流动。 一般来说，城市的能流随着物流的流动而逐渐 转化和消耗，它是城市居民赖以发展的基础。
城市生态系统的能量流动一般是由低质能量向高质能量的 转化及消耗高质能量的过程.其中一部分能量被储存在产 品中，而一部分损耗的所谓“废能”则以热能、磁能、辐 射能等形式耗散于环境中，成为城市的热、磁、光、微波 污染的污染源。 城市生态系统与自然生态系统一样，其能量流动 有两个相同的性质。 一是，遵守热力学第一、第二定律，在流动中不断 有损耗，不能构成循环 二是，除部分热损耗是由辐射传输外，其余的能量 都是由物质携带的，能流的特点体现在物质流中。但是能 量每流过一个能级时，并不服从所谓的“百分之十率”。
中央商务区（Central Business District，简称：CBD）指一个 国家或大城市里主要商业活动进行的地区。其概念最早产生于1923 年的美国，当时定义为“商业会聚之处”。随后，CBD的内容不断 发展丰富，成为一个城市、一个区域乃至一个国家的经济发展中枢。 一般而言，CBD高度集中了城市的经济、科技和文化力量，作为城 市的核心，应具备金融、贸易、服务、展览、咨询等多种功能，并配 以完善的市政交通与通讯条件。世界上比较出名的城市CBD有纽约 曼哈顿、伦敦金融城、东京新宿、香港中环等等。
1925年伯吉斯（R．Burgess）提出了城 市的 “同心圆增长理论”: 认为城市的自然发展将形成5－6个同心圆 形式，它是竞争优势及侵入演替的自然生 态的结果。
赫特（H．Hoyt）于1933年提出了扇形理论。 认为城市从CBD区沿主要交通干道向外发展 形成星形城市，总的仍是圆形，从中心向外形成 各种扇形辐射区，各扇形向外扩展时仍保持了居 住区特点，其中有较多住宅出租的扇形区是城市 发展的最重要因素，因为它影响和吸引整个城市 沿着该方向发展。这一理论与美国和加拿大当前 许多城市的空间形成较相一致。
（４）城市生态系统是多层次的复杂系统
仅以人为中心，即可将城市生态系统划分为三个层次的子系 统 ①生物（人）—自然（环境）系统
②工业——经济系统
③文化——社会系统 以上各层次的子系统内部，都有自己的能量流、物质流和信 息流，而各层次之间又相互联系，构成一个不可分割的整体。
城市生态系统的结构
城市生态学（Urban Ecology）
城市生态学发展简史
(一)中国古代的城市生态学思想
390B.C.,商鞅第一个提出了具有城市生态学思想 的认识：①在一个地区的土地组成上，城镇道路 要占10％，才较为合理；②主张增加农业人口， 农业人口与非农业人口的比例为100：1，最多不 小于10：1，鼓励从事农业，不准开设旅店和不 准擅自迁居。
城市的重要功能之一，就是输入分散、无序的 信息，输出经过加工、集中、有序的信息。对于 以政治、文化、科学、商业为中心的城市，这一 功能尤其重要。
城市的输出物中，除了物质产品和废物外，还有精 神产品，这就要靠信息流来完成。 信息流是附于物质流中，报刊、广告、书刊、 信件、照片等是信息的载体，电话、电视、电讯 通讯、网络也是信息的载体，人的各种活动，如 集会、交谈、讲演、表演等，也是在交流信息。 信息流量大小反映了城市的发展水平和现代化 程度。信息流的高密度集中与高速有序是现代城 市的重要特征之一。
1898年霍华德(E. Howard) 提出田园城市的理论。 霍华德在他的著作《明日，一条通向真正改革的和 平道路》中认为应该建设一种兼有城市和乡村优点 的理想城市，他称之为“田园城市”。田园城市实 质上是城和乡的结合体。
1919年，英国“田园城市和城市规划协会 ” 经与 霍华德商议後﹐明确提出田园城市的含义：田园城 市是为健康、生活以及产业而设计的城市，它的规 模能足以提供丰富的社会生活，但不应超过这一程 度；四周要有永久性农业地带围绕，城市的土地归 公众所有，由一委员会受托掌管。
热力学第一定律: “在自然界的一切现象中， 能量既不能创造，也不能消灭，而只能以 严格的当量比例，由一种形式转变为另一 种形式。” △E=Q-W △E是系统内能的改变；Q是系统从外界吸 收的热量；W是系统对外界所作的功
热力学第二定律：非生命的自然界发 生的变化，都不必借助于外力的帮助 而能自动实现，即自发过程或自动过 程。热自发的从高温物体传到低温物 体，直到两者温度相等。 当顶级生态系统达到平衡时，即自由 能最小或等于零，熵值最大。系统能 够自发地向顶级方向发展，到自由能 最小和熵值最大时为限度。
２.城市生态系统的物质流：
在城市生态系统里，物质运动同样必须遵守“物质不 灭定律”。城市生态系统里的物质流动是建立在城市与城 市外域大量的工业原料和农副产品的输入和工业产品与废 弃物的输出形成的城市新陈代谢基础之上的。每个城市天 天都要从外界转入大量的矿石、煤、油、粮食、淡水等， 同时，又向外界输出大量的产品、副产品、生活垃圾与工 业废弃物。香港每天物质流动量高达１００万吨。所以， 城市是地球表层物质在空间大量聚集的地域，其物质的流 速依据不同城市的状况而变化。
哈里斯（Harris）, 厄曼（Uiman）提出 了多核理论。 指出ห้องสมุดไป่ตู้多北美城市的土地利用形式并 不围绕一个中心，而围绕离散的几个中心 发展，虽然市区有的核心不明显，有的核 心是在迁移等原因下形成的，这最可能是 由于汽车增长，成为上下班的主要交通工 具所致。
城市生态学的大规模发展是在1960’s，联合国教 科文组织(UNESCO, United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization)的“人与生物圈”（MAB）计划 提出了从生态学角度研究城市居住区的项目，指 出城市是一个以人类为活动中心的人类生态系统， 开始将城市作为一个生态系统来研究。
城市生态系统
定义：
指特定地域内人口、资源、环境（包括生物 的和物理的、社会的和经济的、政治的和文化的 环境）通过各种相生相克的关系建立起来的人类 聚居地或社会、经济、自然复合体。
城市生态系统的特点
（１）城市生态系统是以人为主体的生态系
统
（２）城市生态系统是容量大、流量大、密 度高、运转快、高度开放的生态系统
荀子（238B.C.）提出减少工业人口，国家才能 强盛的主张。 170A.D.，崔姓学者第一个提出人口的合理布局 思想。 1885年，包世臣提出农业与非农业劳动力比例关 系应为5：1，限制非农业人口的发展。这些“重 农抑商”的思想在一定程度上影响了我国城市的 发展。
(二) “田园城市”理论（garden city）
３.城市生态系统的信息流
信息流是对城市生态系统的各种“流”的状 态的加工、传递、控制和认识的过程。 信息就是指消息，是对某一事物不确定性的 度量，或者说指某事物知道、了解的程度。一个 事物越复杂，其中所含有的信息就越多。信息具 有传递知识、传递情报、节省时间、提高效率的 作用。

城市中的任何运动都要产生一定的信息。 如属于自然信息的水文、气候、地质、生物、环 境等信息； 属于经济信息的市场、金融、价格、新技术、 人才、贸易等信息。城市具有完善的新闻传播网 络系统，因而，可以在广阔的范围内能以 高速度、大容量及时地传播信息。 城市具有现代化的通讯基础设施，能够以信息 系统连接生产、交换、分配和消费的各个领域、 环节，可高效地组织社会生产和生活。
特点：非农业人口集中区域；一定区域的政治、 经济、文化中心；由多种建筑物组成的物质设施 综合体，由村、镇发展来的。
城市问题
人口密集、住房困难、土地资源紧张、工业资源 短缺、水源短缺、交通拥挤、环境污染、疾病流 行、犯罪增多、就业困难
城市生态学（Urban Ecology）
概念
城市生态学将城市视为一个生态系统，除研究其 形态结构外，更侧重于各组分之间的关系，及组分 之间的能量流动、物质代谢、信息流通，人为活动
城市生态系统的物质流包括资源流、货物流、人 口流、劳力流、智力流。
劳力流是特殊的人口流，包括劳力在时间上的变化，即 由于就业、退休等导致劳力数量的变动和劳力在空间上的 变化，即劳力在个职业部门的分配情况的变化; 智力流则是特殊的劳力流，智力的开发过程（入学、就 读、毕业、升学）是智力在时间上的变化，反映着城市智 力结构的改变过程；而智力在空间上的变化则反映智力 （人才）在不同部门中的改变。 物质流中，以货物流的流动过程最为复杂，它不是简单 的输入和输出，其中还经过生产（形态、功能的转变）、 消耗、累积及排放出废弃物等过程。
城市经济生态学（Urban economic ecology）： 从经济学角度重点研究城市代谢过程的物流、能 流和信息流的转化、利用效率等问题。 城市社会生态学（Urban socio-ecology）：城 市人工环境对人的生理和心理的影响、效应及人 在建设城市、改造自然过程中所遇到的城市问题， 如人口、交通、能源问题等。
莱奇沃思花园城市
创建人：Ebenezer Howard。 莱奇沃思是世界上首座花园城市，其建 造的目的在于解决城市生活中的肮脏和贫困以及 英国 19 世纪末期农村地区的工作缺乏现象。基 于 Ebenezer Howard 将乡村健康与城市舒适 相结合的理念，莱奇沃思引领了一场国际化的运 动。