城市生态系统
城市生态系统
另外，最好对垃圾进行充分分拣，以回收资源。
垃圾填埋的目的是垃圾的无害化处理，封场后通过生态重建，效果还是比较好的。其中关键的技术是防止臭气散播、防渗等。并且通过沼气抽排可以回收能源。借助CDM可以申请国际补助，有一定的利润。
但是，垃圾填埋关键看如何操作，严格按照规范执行的话，是比较安全的。相比焚烧造成的大气污染(主要是二恶英，剧毒，是氰化钾的100倍）还是更容易让人接受的。
四.污水库
1.地理位置
唐河污水库位于保定市安新县北青村北，利用唐河北低水槽围建而成，库容720万立方米，1976年建成并投入使用，现仅有天鹅股份有限公司生产废水排入；经与天鹅股份有限公司负责人交换意见，要求该公司进一步对生产废水进行深度治理，并尽快纳入保定市污水处理厂。
五.白洋淀
1.位置 白洋淀位于河北保定境内，白洋淀淀区主要在保定地区安新县境内，一部分在沧州地区。涉及安新、雄县、任丘、容城、高阳等县市。是国家重点旅游区和开放区。水域面积366平方公里，为华北平原最大的淡水湖。南距石家庄189公里，北距北京162公里，东距天津155公里，是京津冀腹地。
一.城市生态系统
1.结构：是由自然系统、经济系统和社会系统所组成的(如图 ）。城市中的自然系统包括城市居民赖以生存的基本物质环境，如阳光、空气、淡水、土地、动物、植物、微生物等；经济系统包括生产、分配、流通和消费的各个环节；社会系统涉及城市居民社会、经济及文化活动的各个方面，主要表现为人与人之间、个人与集体之间以及集体与集体之间的各种关系。
4.农业生态系统的基本结构
就总体来讲，农业生态系统结构，指农业生态系统的构成要素以及这些要素在时间上、空间上的配置和能量、物质在各要素间的转移、循环途径。由此可见农业生态系统的结构包括三个方面，即系统的组成成分，组分在系统空间和时间上的配置，以及组分间的联系特点和方式。
第七章城市生态系统的生态流
城市生态系统 的生态流
❖生态系统的结构和功能是统一的
❖ 结构是指系统的组成成分及其相互联结的方式，
❖ 功能是指贯穿系统网络的各种过程的状态变化， 结构是功能的基础，而功能则是结构的表现。
❖ 本章重点讨论城市生态系统的功能。
❖城市生态系统最基本的功能是生活和生产，具体 表现为城市的物质生产、物质循环、能量流动以 及信息传递等.
❖ 从城市食物代谢一般研究来说， 主要是研究各类食品的供应数 量、来源、消耗和排泄物处理 与去路等。
二、城市的水循环
❖水是城市的生命线，它既是食物，又是原料， 还是传递物质和能量的载体，是城市生活和 生产中必不可少的物质。
❖为了维持生存，人每天至少需要2～2.5升水， 一般的生活需要5升，加上卫生方面的用途 共需40～50升。
❖ （2）食物链中的各种生物生长的条件以及它们的 作用范围。
❖ （3）各种生物在食物链中的位置，它们和食物链 中其他生物的关系，以及种群动态和遗传特征。
❖ （4）这些物种的生理学特性以及它们对环境污染 的反应，特别是有害物质在体内的累积及其效应 等。
❖ （5）这些物种与人类的关系。
❖ 如果这些弄清楚了，食品不光能在数量上满足人 类，更重要的是在品质上也能得到保证，这是要 多学科配合才能完成。
❖城市现存量不包括岩石圈。
❖城市中存在着物质的输入与输 出，在一定时间内物质收支之 差就是这个现存量的变量。
❖现存量：调查方法也还存在许多问题，理 论上可以设想，实际上几乎无法办到。
❖当前只能利用统计资料采取间接推算的办 法，此外，也可以利用照片，特别是航片 作为推算建筑物和树木体积、质量的重要 辅助手段。
❖ 城市物质的输入和输出的吞吐量很大。
《城市生态系统》PPT课件
R.E.帕克（1864—1944），芝加哥学派主要代表人物之 一。1914—1936年在芝加哥大学社会学系任教。他认为社 会学是一种研究人类行为的自然科学。他在社会学研究上
侧重于对种族和城市的研究，代表性著作是《城市—对都 市环境研究的建议》（1925）、《人类社区、城市和人类 生态学》（1925）。帕克认为，城市是人类文明的一种方 式。人类的生态总是由“生存斗争”进化原理所推动的，它
个象征上流商业地址的权利），也是竞争的目的之一。
长期担任新闻记者的经历，使帕克观察到20世纪早期芝 加哥城市形成过程。
R．E．帕克 （Robert Ezra Park 1864—
1944）
R．E．帕克 （Robert Ezra Park 1864——1944）生于宾夕法尼亚 州。美国著名社会学家，芝加哥
深入研究生态系统的结构和功能，生态系统中物质、能量
和信息交换，生态系统的自我调节机制和抵抗干扰的能力，
生态系统的发育和演化过程。
人类生态学（human ecology）是借用生态学进化论原 理，研究城市环境的空间格局及其相互依赖关系的系统。
它是由美国芝加哥经验社会学派代表人物R.E.帕克和E.W. 伯吉斯提出.人类生态学注重研究生态对于人类组织形成 和行为的影响。
学派重要代表人物之一，城市社
会学的奠基人。主要从事对城市
现象和种族关系的研究，首创了参与观察法，是一位经验Fra bibliotek会学 学派的领袖。
芝加哥（Chicago）是美国第二大城市。1831年，芝加 哥还只是一个村庄，到1837年才形成城镇。1848年完工的 伊利诺伊河与密执安运河，将芝加哥与密西西比河连接起
来。1835年，芝加哥又与东部铁路相连，随着交通的发展， 芝加哥工业和商业迅速发展起来。芝加哥人民有光荣斗争
城市生态系统的结构及生态流
第六章城市生态系统的结构及生态流第一节第二节第三节第四节城市生态系统的结构城市生态系统的物质循环城市生态系统的能量流城市生态系统的信息流第一节城市生态系统的结构城市生态系统的结构第二节城市生态系统的物质循环城市生态系统中物质循环是指各项资源、产品、货物、人口、资金等在城市各个区域、各个系统、各个部门之间以及城市与外部之间的反复作用过程。
城市生态系统物质循环中物质流类型包括自然流（又称资源流）、货物流、人口流和资金流。
第二节城市生态系统的物质循环从市外进入城市的物质有两部分：天然输入：如空气、大部分水以及其中含有的物质，它们是由天然的空气流动和大气降水、河水、地下水流入城市。
人工输入：原材料、生产资料以及生活资料，这些物质是由人工生产，经过各种运输工具以及建造的特殊管线输入到城市的。
城市生态系统物质代谢概括示意图二、城市的水循环为了维持生存，人每天至少需2~2.5升水，一般生活需水5升，加上卫生方面的用途共需40~50升。
发达国家城市居民每人每天平均用水量为300~500升，发展中国家约100 ~ 300升/人·天；我国1996年人均用水208升，2001年为216升/人·日。
水是城市里流量最大、流速最快的物质，在现代化城市中用水量更高。
城市水循环由于自然循环的改变及增加了人工控制的排灌系统，使其错综复杂。
香港地区水量收支情况：淡水：来源于主要是降水，内地供水和地下水，并消耗于蒸发、蒸腾、地表径流和生产、生活。
海水：主要用于工业、商业、市政以及部分生活用水。
上海地区水量：降雨量76 ×108 t / 年；自黄浦江长江口取水26 ×108 t / 年；市区每日用水量约540 ×104 t ，其中工业用水占40%，生活用水60%，城市污水处理能力为190 ×104 t /天。
我国城市工业用水回收率还有待提高；并注意避免再次污染。
三、城市的氧气代谢城市中主要的氧气消耗：一部分与生物活动有关，包括人类、动物、植物的呼吸作用，随同细菌活动发生的有机质废物的氧化分解等；另一部分是以各种化合物燃料为主要的有机物燃烧时消耗的氧气。
第八章城市生态系统
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3.应对策略
（1）在城市建设中，要发展低污染的节能建筑和绿色交通；
（2）尽可能地与山、河、湖、海、植被等自然景观保持相协调，保持一种良性循环。
淹没在城市化中的江南水乡
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城市生态系统的非生物生产是人类生态系统特有的生产功能，是指其具有创造物质财富与精神财富满足城市人类的物质消费与精神需求的性质，有物质的与非物质两大类。
非物质生产是指满足人们的精神生活所需的各种文化艺术产品及相关的服务，实际上是城市文化功能的体现。
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（2）生活功能
（3）还原净化和资源再生功能
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5
呼和浩特57.61
10
福州56.00
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一、城市能源结构
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山西近七分之一地面“悬空”，大面积土地塌陷
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二、城市的能源利用与城市发展
1.中国的能源问题
（1）人均能源资源少，供需有差距；
（2）能耗强度高、效率低、浪费大；
（3）结构不良，污染严重。
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2.城市能源利用的发展方向
他生态系统中输入；
（2）分解功能不充分的生态系统；
（3）城市的生产活动中把许多自然界中深藏地下的甚至本来不存在的物
质引进城市系统，加重了环境污染。
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5能量流动主要产生于非生物之间的生态系统。
6自我调节和自我维持能力很薄弱的生态系统。
7受社会、经济等诸多因素制约的生态系统。
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二、城市生态系统的功能
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一、城市生物多样性的价值
生物多样性是人类赖以生存的物质基础，也是城市生存的根本条件，它对维持区域和城市的生态平衡、可持续发展具有十分重要的意义。
什么是城市的生态系统
城市生态系统科技名词定义中文名称：城市生态系统英文名称：urban ecological system;urban ecosystem定义1：是以城市为中心、自然生态系统为基础、人的需要为目标的自然再生产和经济再生产相交织的经济生态系统。
应用学科：地理学（一级学科）；城市地理学（二级学科）定义2：是人为改变了结构、改造了物质循环和部分改变了能量转化过程、以人类活动为主导的一类开放型人工生态系统。
应用学科：生态学（一级学科）；城市生态学、生态工程学和产业生态学（二级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布城市生态系统按人类的意愿创建的一种典型的人工生态系统。
其主要的特征是：以人为核心，对外部的强烈依赖性和密集的人流、物流、能流、信息流、资金流等。
科学的城市生态规划与设计能使城市生态系统保持良性循环，呈现城市建设、经济建设和环境建设协调发展的格局。
城市生态系统是城市居民与其环境相互作用而形成的统一整体,也是人类对自然环境的适应、加工、改造而建设起来的特殊的人工生态系统。
介绍按人类的意愿创建的一种典型的人工生态系统。
其主要的特征是：以人为核心，对外部的强烈依赖性和密集的人流、物流、能流、信息流、资金流等。
科学的城市生态规划与设计能使城市生态系统保持良性循环，呈现城市建设、经济建设和环境建设协调发展的格局。
城市生态系统是城市居民与其环境相互作用而形成的统一整体,也是人类对自然环境的适应、加工、改造而建设起来的特殊的人工生态系统。
组成要素城市生态系统不仅有生物组成要素(植物、动物和细菌、真菌、病毒)和非生物组成要素(光、热、水、大气等),还包括人类和社会经济要素,这些要素通过能量流动、生物地球化学循环以及物资供应与废物处理系统,形成一个具有内在联系的统一整体。
相关系统在城市生态系统中,人起着重要的支配作用,这一点与自然生态系统明显不同。
在自然生态系统中,能量的最终来源是太阳能,在物质方面则可以通过生物地球化学循环而达到自给自足。
城市生态系统
城市
城市 自然 环境
工业生产 农业生产
人类 生活 消费
各种社会活动
外部
排出物
排物
空气、 水、 土地及其他资源
活动3 城市生态系统有哪些特点？
1、依赖性：大量能量和物质必须从外部输入，对外 部生态系统的依赖性大。
2、分解功能不完全：产生的大量废物只能输出 3、城市生态系统的食物链简单化，营养关系出现倒置
城市生态系统示意图
人工输入
城市 自然 环境
空气、 水、 土地及其他资源
城市居民的日常生活和 经济生产活动，都要持 续地从城市外部输入能 量。
输入能量形态:以生物 的形态输入的各种主、 副食品;以化石能源或 次生能源形态输入的能 量。
能量流
活动2 城市生态系统是如何运作的呢？
城市生态系统中能源的来源是什么？能源 又是如何被利用的？
信 息 流
城市中最本质的流是信息 流，城市生态学研究的主 要对象也就是城市信息。
活动2 城市生态系统是如何运作的呢？
城市生态系统中能源的来源是什么？能源 又是如何被利用的？
人们如何在城市生态系统中满足生活需求 （衣、食、住、行）？
人类是怎样处理生活垃圾和废品的？
城市生态系统示意图
人工输入
城市生态系统
活动1 城市生态系统的组成
城市生态系统
（人核类心--）--
城市居民 人工设施
生存环境 其他各种动、植物 自然环境（水、阳光、温度等）
城市生态系统不同于自然生态系统，它注重的是人类活动 和周围环境的相互关系，它是“以人为主体的人工生态系 统”
活动2 城市生态系统是如何运作的呢？
城市生态系统中能源的来源是什么？能源 又是如何被利用的？
城市生态系统
城市生态系统基本特征早在1935 年,当英国生态学家坦斯利提出“生态系统”这一重要的科学概念时,就有人认为它的提出是生态学发展过程中的一个转折期的开始。
“生态系统既是生态学的研究中心,也是研究环境以及环境科学的基础”。
而“城市生态”由美国芝加哥学派创始人帕克于1925 年提出后,得到了迅速的发展,与自然生态系统成为生态学的研究中心一样,城市生态系统也成为城市生态学的研究中心与研究重点。
城市生态系统是指:特定地域内的人口、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) 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。
严格意义上说,城市是人口集中居住的地方,是当地自然环境的一部分,它本身并不是一个完整、自我稳定的生态系统。
但按照现代生态学的观点,城市也具有自然生态系统的某些特征,具有某种相对稳定的生态功能和生态过程。
尽管城市生态系统在生态系统组分的比例和作用方面发生了很大的变化,但城市生态系统内仍有植物和动物,生态系统的功能基本上得以正常进行,还与周围的自然生态系统发生着各种联系;另一方面,也应看到城市生态系统确实已发生了本质变化,具有许多不同于自然生态系统的突出特点。
因此,深入探讨城市生态系统的基本特征,对于城市生态环境保护、城市规划、建设、管理事业的发展具有重要的意义。
城市生态系统的人为性城市生态系统是人工生态系统城市及城市生态系统是通过人的劳动和智慧创造出来的,人工控制与人工作用对它的存在和发展起着决定性的作用。
城市生态系统不仅使原有自然生态系统的结构和组成发生了“人工化”倾向的变化(如绿地锐减、动物种类和数量发生变化,大气、水环境等物理、化学特征发生了明显的变化) ;而且,城市生态系统中大量的人工技术物质(建筑物、道路、公用设施等) 完全改变了原有自然生态系统的形态结构(物理结构) 。
城市生态系统具有人工化的营养结构:一是指,城市生态系统不但改变了自然生态系统的营养级的比例关系,而且改变了营养关系(谁供应谁) ;二是指在食物(营养) 输入、加工、传送过程中,人为因素起着主要作用。
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３城市生态系统是不完全的生态系统
由于城市态系统的生命组份与环境组份发生了 很大变化，维持城市生态系统所需要的大量营养 物质和能量，需要从系统外的其他生态系统输入。 城市中所产生的各种有机物，多数通过人类的环 境保护措施（城市环卫）加以处理，或输出到系 统之外.
因此，城市生态系统是一个不完全独立的生态 系统，它需要依赖城市周围的其他生态系统甚至 其他地区的物质能量支持，才能维持运转。
城市生态系统的次级生产具有社会性，它是在一 定的社会规范和法律的制约下进行的。
❖ 非生物生产
物质生产：为满足人们物质生活所需要的各类 有形产品而进行的生产活动。
包括工业产品、设施产品、服务性产品。
非物质生产：满足人们的精神生活所需要的各 种文化艺术产品和相关服务而进行的生产活动。 它是城市文化功能的体现。
二 城市生态系统的基本功能
１城市生态系统的生产功能
城市生态系统能够利用城市内外系统提供的物质 和能量等资源生产出产品的能力。包括生物生产和 非生物生产。
❖ 生物生产—包括初级生产和人类在内的生物交换、 生长、发育和繁殖过程。初级生产所占的比重较低， 次级生产有相当一部分需要从城市外部输入，表现 出对外界物质和能量输入的明显依赖性。
人是城市信息的主要载体，每个城市居民即是信 息的源又是信息的汇，还是信息的处理车间。
能量流动：是指能源在满足城市多种功能过程
中，在城市生态系统内外的传递、流通和耗散
过程。
损耗
热
次生能源热损 Nhomakorabea转化
耗
原生能源
利用
损耗
传
热
输
最终能源 热
损
传输
耗
利用
热
有用能源
损耗
热
城市生态系统能量流动的基本过程
３城市生态系统的物质流动：
包括资源流、货物流、人口流、废物流等
４城市生态系统的信息流：
经营信息（生产信息、流通信息）、生活信息 （物质生活信息、精神生活信息）、科技信息（科 技情报、期刊等）、社会信息（政治信息、军事信 息等）。
世界部分国家能源结构 (%)
美国 俄罗斯 法国 德国 英国 日本 中国 世界总计
煤炭 24.3 19.0 6.1 28.9 23.1 17.1 76.4 27.2
石油 39.8 24.5 39.0 40.6 38.2 56.1 19.2 40.0
天然气 26.3 50.4 11.9 18.3 28.0 11.3 2.0 23.0
分
城市空间 人工环境
施工环境
自然资源
自然环境
地域环境
环境学者的划分
住宅与公共建筑
城市居民
道路设施
生物系统 家养生物
城 市 生
野生生物 人工物质系统
工厂 交通运输
通讯设备
态
市政管网设施
系 统
非生物系统
环境资源系统
大气、水域 土地、矿产
生物能
能源系统
自然能
化石燃料
第二节 城市生态系统的主要特点和基本功能
第十二章 城市生态系统
➢ 城市生态系统及其组成结构（城市生态系统概念，构成） ➢ 城市生态系统的主要特点和基本功能（特点，基本功能） ➢ 城市生态系统存在的问题（重点内容）。
第一节 城市生态系统及其组成结构
一 概念：
城市生态系统（urban ecosystem）是指城市空间范围内 的居民与自然环境系统和人工建造的社会环境系统相 互作用而形成的有机整体。它是以人为主体的、人工 化环境的、开放性的人工生态系统。
４城市生态系统是高度开放的生态系统
城市生态系统所需要的大量能源和物质，必须 从外部输入。同时城市生态系统又不断得向外部 输出大量的产品和废物，城市规模越大，它与外 界的物质和能量交换就越多。
另外，在人力、资金、技术、信息等方面也与 外界发生着强烈的交流。
因此，城市生态系统是一个开放性很高的生态 系统。
一 城市生态系统的主要特点：
１城市生态系统是以人为主体的生态系统
一方面，人类在城市生态系统中的生物量要 远远超过城市中动物和植物的生物量；另一方 面，城市生态系统是人类发展到一定阶段的产 物，是按照人类的意愿规划和建设的，人的活 动决定了城市生态系统能否可持续发展。
三个城市人口生物量与植物生物量的比较
城市系统的三个子系统：
生命
自然生态系统 非生命
城 市
第一产业
生
经济生态系统 第二产业
态
系
第三产业
统
文化
社会生态系统 政治
科学 法律 政策
二 城市生态系统的构成：
年龄结构
城市居民 劳动结构
教育结构
统 城
城市社会
政治组织
经济组织
社 会
市 生 态 系
城市组织 文化组织
群众组织
学 者 的
家庭组织
划
人工设施
城市
植物平均生物
人类平均生物量a（吨、 量ｂ（吨、平
平方公里）
方公里）
东京 23个区
610
60
北京 城区
976
130
伦敦
410
280
a:b
10：1 8：1 10：7
城市生态系统与自然生态系统的营养结构比较
肉食 动物
植食动物
植物
人类 动物
植物
自然生态系统
城市生态系统
２城市生态系统是人工生态系统
城市生态系统的环境变为人工环境，城市 居民为了生产生活的需要，在自然环境的基 础上，建造了大量的建筑物、交通、通讯、 供排水、医疗、文化、体育等城市设施。
２城市生态系统能源结构和能量流动
（1）分类
自然能源
来源特点
矿物能源
生物能源
太阳能 风能 潮汐能 地热能
煤
石油
天然气
沼气 秸秆 木材
按照能源的利用方式划分
利用方式
一次性能源 （初级能源）
二次能源
太阳能 风能 煤 石油
天然气 电力 煤气 柴油
２城市生态系统能源结构和能量流动 ❖ 能源结构：指城市能源总生产量与总消费量的种类
构成及比例关系。 能源的生产结构:从总生产量分析能源结构。包括
各种一次性能源如煤炭、石油、天然气、水能、核 能等的产量及所占比重。
能源的消费结构:从消费量分析能源结构。即城市 能源消耗量中各种不同途径消耗量的构成。
❖ 一个国家的能源结构在一定程度上可以反映该国生产技术 和经济发展水平。
❖ 城市是消耗能源的主要区域，城市的能源结构与全国的能 源生产结构、消费结构、城市的经济结构特征等密切相关。
核能 8.6 3.8 40.0 11.7 10.5 14.1 0.4 7.3
水电 1.1 2.3 3.0 0.5 0.3 1.3 1.0 2.6
❖ 电力消费在能源消费中的比重和一次能源用于发电的比例 也是反映城市能源供应现代化水平的两个指标，发达国家 这两个指标一般在24％、35％左右而我国则低得多，上海 也仅为11.1％和23.4％。