城市生态环境学引论.ppt
城市生态环境学,本课程主要内容 引论；城市地质地貌；固体废物的预处理；城市气候；城市水文及水资源；城市生物；城市绿地及生态效应。,本课程主要内容 城市环境污染；城市生态环境管理；城市生态环境系统调控及环境与经济协调发 展的定量评判城市生态环境可持续发展；生态城市建设。,一、课程简介,课程性质：环境保护专业自考课 学分：2.5 学时数：44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,第一章 引论,1.1城市生态环境学研究的对象和内容 1.1.1城市生态环境学研究的对象 1.1.2城市环境学的性质和任务 1.1.3城市环境学研究的主要内容和方法 1.2城市环境学的发展简史 1.2.1城市环境问题的出现和演变 1.2.2城市生态环境学的兴起和发展 1.3城市环境系统及特征 1.3.1城市生态系统 1.3.2城市化的生态环境效应 1.3.3城市环境生态位,1.1城市生态环境学研究的对象和内容,一、城市生态环境学研究的对象（一）、城市的概念,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类生产、生活集聚的地理空间,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,（一）、城市的概念,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,（一）、城市的概念,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,（一）、城市的概念,1、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。,2、城市的根本性质：人、物、空间（理化环境），是构成城市的三个基本因素。以人为主体是城市的根本性质。城市规划建设要以“以人为本”：a、充分考虑人的行为特征；b、善解人意，尊重人格；c、要努力满足人的基本需求。,（二）、环境1、环境的概念,概念：那些围绕着中心事物（主体）、占据一定空间、构成主体存在条件的各种物质实体或社会环境，就是该主体事物的环境。从不同角度有不同的定义：有从生物学角度、环境地学方面，不同方面的定义可以得到对环境概念多视角的看法。,2、环境的分类,根据环境主体：有以人为主体、以生物体为主题。根据环境范围大小：有特定空间环境、车间环境、生活区环境、区域环境、全球环境。根据环境要素的组分：分为自然环境和社会环境。,（三）、生态,生态学概念：我国学者马世骏（1980）提出：生态学是研究生命系统与环境系统之间相互作用规律及机理的科学。现今“生态”一词远超出本来的含义，不仅是种关系，而且是一种和谐，一种复杂关系的和谐。,（四）、城市生态环境,1、自然环境：生命有机体存在的周围空间，包括阳光、空气、水体、地质、地貌、动物、植物、微生物、土壤等。2、生态环境：生命有机体生活的环境是由许多因素组成的，包括有利的和不利的影响因素，称为生态因素或生态因子。3、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，以及这个统一体中进行物质能量流动的因素，即与城市居民相互作用的环境。,二、城市环境学的性质和任务（一）、城市环境学的性质：具有交叉性、二重性和综合性1、综合性：既研究城市自然环境，又研究城市社会经济环境；既研究单个因素或系统的状态，又研究多个系统或要素的相互关系。以及他们在时间上和空间上的发展变化规律。2、边缘科学特性：属于自然科学、社会科学和科学技术之间的边缘科学。3、二重性：具有自然科学和人文科学的两重属性。,（二）、城市生态环境学的根本任务 协调人类的社会经济活动与自然经济的关系，以城市生态系统平衡来支持和保证城市的持续发展，为建设一个规划布局合理，配套设施齐全，有利工作，方便生活，环境清洁、优美、安静，居住条件舒适的人类住区环境，从而实现城市可持续发展，是城市生态环境学研究的根本任务。,三、城市环境学研究的主要内容和方法（一）、研究的主要内容1、研究城市生态环境的组成和结构；2、研究城市环境的功能：生产、生活、还原净化和资 源再生三大功能；3、研究能流、物流、信息流；4、生态环境的动态变化；5、研究生态环境的管理和调节控制。,（二）、研究的基本原理和方法1、生态学的基本原理：整体性、物质循环再生、主导 因子、因子不可替代和补偿、限制因子和耐性定律、生态位、生态平衡、拮抗作用和协同作用原理、生 态演替、人与自然统一等原理。2、熵的法则、耗散结构和反馈作用原理：系统中各种 成分相互作用，互相调节，称反馈作用。3、实践方向：从人到物、从链到网、从单因子到多因 子、从多属性综合。,1.2 城市环境学的发展简史,一、城市环境问题的出现和演变,（一）、环境问题1、概念：指地球环境对人类生存和发展产生不良影响的问题。现代环境问题可分为三类：原生环境问题、次生环境问题、社会环境问题。2、全球化的十大环境问题：温室效应、臭氧层耗损、酸雨、森林锐减、水土流失、物种减少、淡水资源危机、海洋环境污染、固体废物污染、有毒化学品污染。,2、城市生态环境问题近代城市主要生态环境问题：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、城市环境污染严重。城市环境问题的生态学实质：在城市社会经济发展过程中出现的人与环境之间的相互关系问题，是人们不适当利用环境资源造成的。,3、不同发展类型的城市第一类，特别注意经济与环境协调发展的城市；第二类，先污染后治理的城市。如伦敦、东京、洛杉矶等较早发展起来的大都市；第三类，以牺牲环境为代价，只顾发展经济的城市，如墨西哥、圣保罗、孟买等第三世界的一些国家大城市。,二、城市生态环境学的兴起和发展,1、城市问题中生态学思想的渗入 18世界工业革命后，人口大量向城市集中，城市急剧膨胀，城市区域的自然环境发生了巨大变化，促使人类开始关注其生存环境；20世纪初，城市环境进一步恶化，人们开始考虑改善其生存环境。,2、城市生态环境问题研究蓬勃发展时期 二战后，经济恢复时期，环境污染加重，对它的研究开始得到重视；随着世界城市化的发展，将人类对城市生态学的研究推上新台阶；20世纪八十年代，城市生态研究异军突起；20世纪九十年代，城市生态研究为世界可持续发展及制定21世纪议程奠定基础。城市生态环境学研究的兴起和发展，是现代城市发展和科学技术进步的标志，是人类改造、利用自然环境的必然结果。,3、中国城市生态环境研究的发展历程 研究发展过程：20世纪六十年代环境科学处于萌芽状态，有关生态环境的研究只限于解决城市交通、给排水、绿化为主；1978年，城市生态环境研究正式列入我国科技长远计划；八十年代后，各种会议的召开，为城市生态环境学的发展起了极大的促进作用。我国城市生态研究活动，自始至终紧密结合城市的经济建设、生态建设的开展，为社会经济发展服务。,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；城乡集贸市场开放；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。,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,4、我国城市生态环境问题可归纳为以下四个方面以城市人口为研究主体；以研究城市产业为研究主体；以城市生物及非生物环境为研究主体；将城市视为社会-经济-自然复合生态系统，以复合生态系统的理论方法为主线。,5、中国城市生态环境研究存在的问题和展望研究单因素多；各家的研究仍存在局限性；静态研究多，动态研究的少；生态各子系统单独研究多，之间的相互作用，相互制约的研究较少；区域研究的发展不平衡。今后研究需要加强的方面：大力开展综合研究；充分利用现代化手段；进一步加强理论和方法的研究；加强理论和实践的研究。,1.3 城市生态环境系统及其特征,一、城市生态环境问题,1、城市生态环境系统的概念生态系统概念：英国生物学家坦斯列于1935年提出，指生物与环境构成的有机整体。环境是空间的实体，它由各种生物因素和非生物因素共同构成。城市生态系统概念：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进行物质、能量流动的因素。,2、城市生态环境系统的组成 城市生态环境系统是空间实体，城市中进行物质能量流动的因素有城市自然环境因素和城市社会经济因素。所以，城市生态环境系统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组成。,3、城市生态环境系统的结构和功能结构：见教材29页，包括城市自然生态系统（物理环境和生物环境）、城市人工生态系统（城市设施、社会服务和生产对象。基本功能：包括生产、生活功能、还原净化和资源再生功能。结构和功能的协调关系：功能是结构的外在表现，结构合理与否直接影响系统功能的发挥。城市生态平衡：主要标志是结构与功能相协调、相适应，即人口、资源、设施、环境相协调、相适应。结构优化：目标主要是能充分发挥优势、保护生态环境，合理利用资源，整体最优，联系协同，相互融洽。,4、城市生态环境系统的基本特征人类处于主导地位。人工物质系统极其发达。城市生态环境系统具有不完全性。具有整体性和综合性。具有开放性。具有脆弱性和不稳定性。自我调节能力的有限性。能量的单向流动和低效性。是人类自我训化的过程。,二、城市化的生态环境问题,1、生态环境效应的类型生态环境效应概念：由于人类活动的影响，造成城市环境污染和生态破坏，引起城市生态环境结构和功能的变化以及生态环境的变异，称城市生态环境效应。一般可分为以下三种：物理效应：物理作用引起的生态环境效应，称物理效应。化学效益：化学反应引起的生态环境效应。生物效应：环境因素变化导致生物系统变异的效果，称生物学效应。,2、生态环境效应的机理改变能量流：城市建设过程中将原有的地表加以改造，于是反射率变化，区域的能量收入发生变化。改变物质流：调入的物品、环境排放的污水和废气；打破力的平衡：城市建设，人类活动将岩石、砂、土，从一个地方转移到另一个地方，改变了地表形态和地貌过程。,3、城市环境的自然净化过程污染物质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。按其发生机理可以分为：物理净化：物理作用有稀释、扩散、淋洗、挥发、沉降等；化学净化：化学作用有氧化和还原、化合和分解、吸附、凝聚、洛河、交换等。生物净化：生物的吸收降解作用，使环境污染物浓度降低或消失。,4、城市生态环境容量环境容量概念：指在人类生存和自然生态系统不至受害的前提下，某一环境所能容纳污染物的最大负荷值，即环境所能接受的污染物的限量或能耐力极限。城市环境容量和城市生态环境容量：后者除考虑上述自然环境对污染物的净化能力外，还要考虑环境资源对社会经济活动强度的承受能力。影响城市环境容量因素：城市空间大小和各环境要素特征；生物系统条件及特征；人工形成的城市环境系统；污染物的理化性质；人及生物有机体对某种污染物或能量的耐受力。,三、城市环境生态位,1、生态位概念1：生物种群所占据的基本生活单位，如指一个种或亚种所占据的基本单位。或生物在群落中所处的位置和所发挥的功能；概念2：有机体在与环境的相互关系中的功能和地位；概念3：多维生态因子。综合概念：指物种在群落中在时间、空间和营养关系方面所占的地位。,2、城市环境生态位概念：城市环境给人类活动所提供的多维因子空间称城市环境生态位。指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。生态位表达式：用多维向量X表示。城市环境生态位类型：生产位：生产条件生态位；生活位：生活水平生态位；环境位：环境质量生态位。,城市生态位分为,习题：一、简单题1、城市生态环境系统的概念和组成。2、城市生态环境学的性质和任务。3、城市生态环境学研究的对象。4、城市生态环境学研究的主要任务和方法。二、问答题1、城市生态环境系统的基本特征。,
