城市生态系统结构与功能

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1、1城市生态学第三讲城市生态系统结构与功能2第三讲城市生态系统结构与功能一、城市生态系统的概念与结构二、城市生态系统的功能三、城市生态流四、城市生态系统的特性五、城市生态位与城市生态演替第一节城市生态系统的概念与结构4一、城市生态系统的概念城市是人类技术进步、经济发展和社会文明的结晶，是加工物资、提练信息的高效场所。与乡村相比，城市是人口、物资高度密集，环境改变十分激烈的人工生态系统。城市由“城”和“市”组成“日中为市，各易而退，各得其所”6一、城市生态系统的概念城市生态系统是城市空间范围内的居民与自然环境和人工建造的社会环

2、境相互作用形成的统一体，属人工生态系统。由于以人的生产和生活活动为核心，城市在自然生态系统的基础上，增加了社会和经济两个子系统，我们称其为社会--经济--自然复合生态系统。在此复合系统中，最活跃的积极因素是人，最强烈的破坏因素也是人。城市生态系统既是自然生态系统发展到一定阶段的结果，也是人类生态系统发展到一定阶段的结果。7一、城市生态系统的概念城市生态系统兼有复杂的社会属性和自然属性两方面的内容：一方面，人是社会经济活动的主体，以其特有的文明和智慧驱使大自然为自己服务，使物质生产和生活水平以正反馈为特征持续上升；另一方面，

3、人毕竟是大自然的一员，其一切宏观性质的活动，都不能违背自然生态系统的基本规律，都受到自然地理条件的负反馈约束和控制。这两种力量间的基本冲突，正是复合生态系统的一个最基本的特征。。8二、城市生态系统的结构城市生态系统社会、经济系统自然系统生物部分非生物部分生物部分非生物部分城市人群人工栽培植物饲养动物各种产业部城市建筑物、公共设施各种污染物及公害陆地生物群落水生生物群落植物群落动物群落微生物群光、热、大气、水、岩石、土壤行道树人工林家庭养的鱼、鸟公园中的动物水生植物群落水生动物群落水生微生物群落天然森林灌丛杂草群落栖息在居民

4、区周围的动物群其它动物群体空气中的微生物土壤中的微生物图1-1城市生态系统构成（引自金岚等，1992）9城市生态系统可分为社会、经济、自然三个亚系统，各个亚系统又可分为不同层次的子系统，彼此互为环境。城市生态学要研究的就是这些不同层次内各组分间相生相克的复杂关系。1.自然生态亚系统以生物结构及物理结构为主线，它以生物与环境的协同共生及环境对城市活动的支持、容纳、缓冲及净化为特征。2.社会生态亚系统以人口为中心，它是高密度的人口和高强度的生活消费为特征。二、城市生态系统的结构103.经济亚系统以资源（能源、物资、信息资金等）

5、为核心，以物资从分散向集中的高密度运转，能量从低质向高质的高强度集聚，信息从低序向高序的连续积累为特征。总之，自然子系统是基础，经济子系统是命脉，社会子系统是主导。它们相辅相成、相生相克，导致了城市这个复合体复杂的矛盾运动。二、城市生态系统的结构111.自然生态亚系统城市的有形部分是自然生态亚系统，它可分为物理结构和生物结构两部。1.1城市生态系统的物理结构城市是存在于地球表面并占有一定地理空间的一种物质形状，其物理结构包括自然环境和人工环境两部分：二、城市生态系统的结构121.1.1城市的自然环境城市地貌城市气候城市水文

6、城市土壤城市大气二、城市生态系统的结构城市小气候最突出的表现是“热岛效应”，即市区温度比郊区高，市中心比一般市区高；城市愈大表现愈突出。13城市的热量平衡与城市热岛效应热量平衡人为热的大量输入:工业生产、家庭炉灶、空调制冷、机动车排放、冬季取暖等下垫面导热率高出乡村3倍,热容量较乡村大1/3倍,因而贮热量大热收入远高于乡村二、城市生态系统的结构14城市热岛效应城市热岛(urbanheatisland)—城市内部气温比周围郊区高的现象，城市气候中最典型的特征之一，无论是在中高纬度或低纬度地区，这一现象均普遍存在。城市热岛效应

7、可以从两个方面来分析：同一时间城市和郊区气温的对比同一城市历史发展过程中气温的前后对比二、城市生态系统的结构15城、郊气温对比Tu-r—热岛强度=同时间同高度(离地1.5m)热岛中心与近郊的气温差值。“城市热岛”矗立在农村较凉的“海洋”之上,国内外均如此:冬季傍晚上海市区比郊外要高2~5C;巴黎城中心年均温比郊区高1.7C二、城市生态系统的结构城市生态学－第一讲16城市热岛温度剖面示意图二、城市生态系统的结构城市生态学－第一讲17二、城市生态系统的结构18城市发展过程中气温的前后对比随城市化发展,市区呈现出越来越暖的

8、趋势.如东京历史时期气温逐年变化可分三个阶段1920~1942年:气温变化趋势逐年上升(城市发展)1942~1945年:气温变化趋势逐年下降(值第二次世界大战期间,东京城市受到大规模的破坏,城市热岛效应不存在)1945~1967年:气温变化趋势逐年上升(战后城市建设迅速恢复,气温又开始回升)二、城市生态