城市生態(tài)系統(tǒng)

1、第十二章　城市生態(tài)系統(tǒng)　城市生態(tài)系統(tǒng)及其組成結(jié)構(gòu)（城市生態(tài)系統(tǒng)概念，構(gòu)成）　城市生態(tài)系統(tǒng)的主要特點和基本功能（特點，基本功能）　城市生態(tài)系統(tǒng)存在的問題（重點內(nèi)容）。,第一節(jié)　城市生態(tài)系統(tǒng)及其組成結(jié)構(gòu)一　概念： 城市生態(tài)系統(tǒng)（urban ecosystem）是指城市空間范圍內(nèi)的居民與自然環(huán)境系統(tǒng)和人工建造的社會環(huán)境系統(tǒng)相互作用而形成的有機(jī)整體。它是以人為主體的、人工化環(huán)境的、開放性的人工生態(tài)系統(tǒng)。,城市生態(tài)系統(tǒng),,自

2、然生態(tài)系統(tǒng),城市系統(tǒng)的三個子系統(tǒng)：,經(jīng)濟(jì)生態(tài)系統(tǒng),社會生態(tài)系統(tǒng),,生命,非生命,,第一產(chǎn)業(yè),第二產(chǎn)業(yè),第三產(chǎn)業(yè),,文化,政治,科學(xué),法律,政策,二　城市生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成：,城市生態(tài)系統(tǒng),,城市社會,城市空間,,城市居民,城市組織,,,年齡結(jié)構(gòu),勞動結(jié)構(gòu),教育結(jié)構(gòu),,政治組織,經(jīng)濟(jì)組織,文化組織,群眾組織,家庭組織,人工環(huán)境,自然環(huán)境,,人工設(shè)施,施工環(huán)境,,自然資源,地域環(huán)境,社會學(xué)者的劃分,城市生態(tài)系統(tǒng),,生物系統(tǒng),,非生物系統(tǒng),,城市

3、居民,家養(yǎng)生物,野生生物,,人工物質(zhì)系統(tǒng),環(huán)境資源系統(tǒng),能源系統(tǒng),,大氣、水域,土地、礦產(chǎn),,生物能,自然能,化石燃料,,住宅與公共建筑,道路設(shè)施,工　廠,交通運(yùn)輸,通訊設(shè)備,市政管網(wǎng)設(shè)施,環(huán)境學(xué)者的劃分,第二節(jié)　城市生態(tài)系統(tǒng)的主要特點和基本功能　一　城市生態(tài)系統(tǒng)的主要特點：１城市生態(tài)系統(tǒng)是以人為主體的生態(tài)系統(tǒng)　　　　　　一方面，人類在城市生態(tài)系統(tǒng)中的生物量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過城市中動物和植物的生物量；另一方面，城市生態(tài)系統(tǒng)是人類發(fā)展到一定

4、階段的產(chǎn)物，是按照人類的意愿規(guī)劃和建設(shè)的，人的活動決定了城市生態(tài)系統(tǒng)能否可持續(xù)發(fā)展。,三個城市人口生物量與植物生物量的比較,城市生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)比較,,,,,,,,植物,植食動物,肉食動物,植物,動物,人類,自然生態(tài)系統(tǒng),城市生態(tài)系統(tǒng),２城市生態(tài)系統(tǒng)是人工生態(tài)系統(tǒng)　　城市生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境變?yōu)槿斯きh(huán)境，城市居民為了生產(chǎn)生活的需要，在自然環(huán)境的基礎(chǔ)上，建造了大量的建筑物、交通、通訊、供排水、醫(yī)療、文化、體育等城市設(shè)施。,３

5、城市生態(tài)系統(tǒng)是不完全的生態(tài)系統(tǒng)　　由于城市態(tài)系統(tǒng)的生命組份與環(huán)境組份發(fā)生了很大變化，維持城市生態(tài)系統(tǒng)所需要的大量營養(yǎng)物質(zhì)和能量，需要從系統(tǒng)外的其他生態(tài)系統(tǒng)輸入。城市中所產(chǎn)生的各種有機(jī)物，多數(shù)通過人類的環(huán)境保護(hù)措施（城市環(huán)衛(wèi)）加以處理，或輸出到系統(tǒng)之外. 因此，城市生態(tài)系統(tǒng)是一個不完全獨立的生態(tài)系統(tǒng)，它需要依賴城市周圍的其他生態(tài)系統(tǒng)甚至其他地區(qū)的物質(zhì)能量支持，才能維持運(yùn)轉(zhuǎn)。,４城市生態(tài)系統(tǒng)是高度開放的生態(tài)系統(tǒng)　　城市生態(tài)系

6、統(tǒng)所需要的大量能源和物質(zhì)，必須從外部輸入。同時城市生態(tài)系統(tǒng)又不斷得向外部輸出大量的產(chǎn)品和廢物，城市規(guī)模越大，它與外界的物質(zhì)和能量交換就越多?！　×硗?，在人力、資金、技術(shù)、信息等方面也與外界發(fā)生著強(qiáng)烈的交流。　　因此，城市生態(tài)系統(tǒng)是一個開放性很高的生態(tài)系統(tǒng)。,二　城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能１城市生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)功能 　 城市生態(tài)系統(tǒng)能夠利用城市內(nèi)外系統(tǒng)提供的物質(zhì)和能量等資源生產(chǎn)出產(chǎn)品的能力。包括生物生產(chǎn)和非生物生產(chǎn)。生物生產(chǎn)—包括

7、初級生產(chǎn)和人類在內(nèi)的生物交換、生長、發(fā)育和繁殖過程。初級生產(chǎn)所占的比重較低，次級生產(chǎn)有相當(dāng)一部分需要從城市外部輸入，表現(xiàn)出對外界物質(zhì)和能量輸入的明顯依賴性。 城市生態(tài)系統(tǒng)的次級生產(chǎn)具有社會性，它是在一定的社會規(guī)范和法律的制約下進(jìn)行的。,非生物生產(chǎn)　　物質(zhì)生產(chǎn)：為滿足人們物質(zhì)生活所需要的各類有形產(chǎn)品而進(jìn)行的生產(chǎn)活動。 包括工業(yè)產(chǎn)品、設(shè)施產(chǎn)品、服務(wù)性產(chǎn)品?！　》俏镔|(zhì)生產(chǎn)：滿足人們的精神生活所需要的各種

8、文化藝術(shù)產(chǎn)品和相關(guān)服務(wù)而進(jìn)行的生產(chǎn)活動。它是城市文化功能的體現(xiàn)。,,,,,自然能源,來源特點,生物能源,,,太陽能,風(fēng)能,木材,秸稈,天然氣,礦物能源,,潮汐能,地?zé)崮?煤,石油,沼氣,２城市生態(tài)系統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)和能量流動,（1）分類,,,一次性能源（初級能源）,利用方式,二次能源,,,太陽能,風(fēng)能,柴油,煤氣,天然氣,,煤,石油,電力,按照能源的利用方式劃分,２城市生態(tài)系統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)和能量流動 能源結(jié)構(gòu)：指城市能源總生產(chǎn)量與總消費(fèi)量的

9、種類構(gòu)成及比例關(guān)系。能源的生產(chǎn)結(jié)構(gòu):從總生產(chǎn)量分析能源結(jié)構(gòu)。包括各種一次性能源如煤炭、石油、天然氣、水能、核能等的產(chǎn)量及所占比重。能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu):從消費(fèi)量分析能源結(jié)構(gòu)。即城市能源消耗量中各種不同途徑消耗量的構(gòu)成。,一個國家的能源結(jié)構(gòu)在一定程度上可以反映該國生產(chǎn)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。城市是消耗能源的主要區(qū)域，城市的能源結(jié)構(gòu)與全國的能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、消費(fèi)結(jié)構(gòu)、城市的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)特征等密切相關(guān)。,世界部分國家能源結(jié)構(gòu) (%),電力消費(fèi)在能源消費(fèi)

10、中的比重和一次能源用于發(fā)電的比例也是反映城市能源供應(yīng)現(xiàn)代化水平的兩個指標(biāo)，發(fā)達(dá)國家這兩個指標(biāo)一般在24％、35％左右而我國則低得多，上海也僅為11.1％和23.4％。,,有用能源,次生能源,原生能源,最終能源,,,,,轉(zhuǎn)化,利用,利用,傳輸,,傳輸,,熱,損耗,,損耗,熱,,損耗,熱,,損耗,熱,,熱,,損耗,熱,城市生態(tài)系統(tǒng)能量流動的基本過程,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(tài)系統(tǒng)內(nèi)外的傳遞、流通和耗散過程。,３城

11、市生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)流動：　 包括資源流、貨物流、人口流、廢物流等 ４城市生態(tài)系統(tǒng)的信息流：　 經(jīng)營信息（生產(chǎn)信息、流通信息）、生活信息（物質(zhì)生活信息、精神生活信息）、科技信息（科技情報、期刊等）、社會信息（政治信息、軍事信息等）?！　∪耸浅鞘行畔⒌闹饕d體，每個城市居民即是信息的源又是信息的匯，還是信息的處理車間。 信息的流量反映了城市的發(fā)展水平和現(xiàn)代化程度,第三節(jié)　城市生態(tài)系統(tǒng)存在的問題　　

12、 城市生態(tài)系統(tǒng)存在的問題，實質(zhì)上就是城市中的人類與城市環(huán)境之間出現(xiàn)了不協(xié)調(diào)關(guān)系。 當(dāng)前我國城市生態(tài)問題主要表現(xiàn)為如下幾方面 ：,一 城市自然生境破碎化： 城市化進(jìn)程改變了城市生態(tài)系統(tǒng)的各個方面，對城市自然環(huán)境的影響最為突出。在市區(qū)或城市近郊區(qū)很難再找到尚未破壞的自然環(huán)境。 作為城市主體，人類向著自己的意愿改變著城市，并被包圍在人工化的城市環(huán)境之中，這就導(dǎo)致了城市居民與自然生態(tài)環(huán)境的長期

13、隔離，并引起各類城市“文明病”“富貴病”的大量發(fā)生。,二 城市土地占用和土壤變化： 1 城市占用的土地不斷擴(kuò)大 城市化進(jìn)程使得城市人口急劇增加，住房、交通、工業(yè)園區(qū)和其他基本建設(shè)都要大量占用寶貴的土地資源。 目前我國每年大約有50 萬hm2耕地被三項建設(shè)（國家建設(shè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)、農(nóng)民建房）所占用，極大地侵占了城郊耕地資源，對農(nóng)業(yè)發(fā)展構(gòu)成威脅，使原本糧食短缺的國情更加嚴(yán)重。,2 城市土壤變化 城市地下水

14、位下降與地面沉降：城市建筑物密度相對較大，地面硬化程度高，排水系統(tǒng)發(fā)達(dá)，很大程度上阻止了雨水的下滲；再者，城市地下水開采較多，使地下水位顯著降低。 地下水位的下降，會帶來取水地區(qū)的地面作垂直方向的沉降，而且沉降范圍向四周擴(kuò)展，形成下降漏斗。 另外，城鎮(zhèn)地區(qū)大量開采地下礦藏也會形成地面沉降。地面沉降都具有相當(dāng)大的危害性，對城市安全具有很大威脅。,2024/2/29,27,據(jù)《中國環(huán)境報》報道，2005年全國地下水降落漏斗1

15、88個。在具備系統(tǒng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的171個地下水降落漏斗中，漏斗面積擴(kuò)大的有65個（面積擴(kuò)大了6736平方公里）、漏斗面積縮小的有57個（面積縮小了2175平方公里）、漏斗面積保持穩(wěn)定的有49個。,城市廢棄物污染土壤： 隨著工業(yè)生產(chǎn)和消費(fèi)水平的提高，城市固體廢棄物逐年增多，逐漸形成了垃圾包圍城市的局面。 城市垃圾分為有機(jī)垃圾和無機(jī)垃圾兩類。前者是可以分解的。垃圾在堆放過程中不僅占用大量耕地面積，還會給有害生物提供孳生場

16、所，威脅人類健康；還能影響市容市貌；還能破壞土質(zhì)，污染地下水資源。,2024/2/29,29,主要國家城市垃圾處理方式比例（%）,三 城市氣候變化和大氣污染： 1 城市氣候變化—城市化的進(jìn)程中，城市下墊面性質(zhì)的改變、空氣組成的變化、人為熱源及建筑物高度密集，都在一定程度上影響了城市的局部環(huán)境，城市“熱島效應(yīng)”就是最突出的特點。,,城市熱島溫度剖面示意圖,2 城市大氣污染—城市人口密集，人為生成的各類氣體污染物（硫氧化物、碳氧化物、

17、氮氧化物等）在城市局部地區(qū)往往會超過城市環(huán)境的自凈能力所能承受的量，使空氣中的有毒物質(zhì)濃度增加，達(dá)到有害程度，形成大氣污染。,四 城市水資源短缺和水污染 我國是水資源貧乏國家，城市水資源更顯匱乏，近年來，全國666個城市中，缺水城市已達(dá)333個，嚴(yán)重缺水城市50多個，京、津、青島、大連、西安等大城市尤為嚴(yán)重。 我國水資源總量為28000億方/年，居世界第6位，人均水資源2730方/（人.年）列世界第88位，相當(dāng)于世界平

18、均水平的1/4。且時空分布不均勻，南多北少，東多西少，春夏多，秋冬少。中國2/3的土地年降雨量不足200mm，而且浪費(fèi)非常嚴(yán)重。,五 城市人口密集與綠地缺乏： 1 人口密集 是城市的普遍現(xiàn)象，大城市尤為突出。人口密集加劇了城市交通擁堵、住房緊張、環(huán)境污染、資源緊張等社會問題。 2 城市綠地缺乏 聯(lián)合國規(guī)定的城市綠地面積人均為50－60m2，我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)是7－11m2。,由于環(huán)境污染而

19、造成的八次較大的轟動世界的公害事件：,馬斯河谷事件 多諾拉事件 洛杉磯光化學(xué)煙霧事件 倫敦?zé)熿F事件 四日市哮喘事件 米糠油事件 水俁病事件 骨痛病事件,2024/2/29,35,馬斯河谷事件 1930年12月1～5日比利時馬斯河谷工業(yè)區(qū) 由于該工業(yè)區(qū)處于狹窄的河谷中，許多重型工廠分布在那里，12月1～5日時值隆冬，大霧籠罩了整個比利時大地。由于該工業(yè)區(qū)位于狹長的河谷地帶，發(fā)生氣溫逆轉(zhuǎn)，大霧像一層厚厚的棉被

20、覆蓋在整個工業(yè)區(qū)的上空，工廠排出的有害氣體在近地層積累，無法擴(kuò)散，二氧化硫的濃度也高得驚人。3日這一天霧最大，加上工業(yè)區(qū)內(nèi)人煙稠密，整個河谷地區(qū)的居民有幾千人生起病來。病人的癥狀表現(xiàn)為胸痛、咳嗽、呼吸困難等。一星期內(nèi)，有60多人死亡，其中以原先患有心臟病和肺病的人死亡率最高。與此同時，許多家畜也患了類似病癥，死亡的也不少。,2024/2/29,36,多諾拉事件1948年10月26～31日美國賓夕法尼亞州多諾拉鎮(zhèn) 該鎮(zhèn)處于

21、河谷， 10月最后一個星期大部分地區(qū)受反氣旋和逆溫控制，加上26～30日持續(xù)有霧，使大氣污染物在近地層積累。二氧化硫及其氧化作用的產(chǎn)物與大氣中塵粒結(jié)合是致害因素，發(fā)病者5911人，占全鎮(zhèn)人口43%。癥狀是眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、頭痛、肢體酸乏、嘔吐、腹瀉，死亡17人。,2024/2/29,37,洛杉磯光化學(xué)煙霧事件40年代初期美國洛杉磯市 　 全市250多萬輛汽車每天消耗汽油約1600萬升，向大氣排放大量碳?xì)浠衔铩⒌趸?/p>

22、、一氧化碳。該市臨海依山，處于50公里長的盆地中，汽車排出的廢氣在日光作用下，形成以臭氧為主的光化學(xué)煙霧。 這種煙霧使人眼睛發(fā)紅，咽喉疼痛，呼吸憋悶、頭昏、頭痛。1955年，因呼吸系統(tǒng)衰竭死亡的65歲以上的老人達(dá)400多人；1970年，約有75%以上的市民患上了紅眼病。這就是最早出現(xiàn)的新型大氣污染事件--光化學(xué)煙霧污染事件。,2024/2/29,38,倫敦?zé)熿F事件1952年12月5～8日英國倫敦市 　　5～8日英國幾乎全

23、境為濃霧覆蓋，四天中死亡人數(shù)較常年同期約多4000人， 45歲以上的死亡最多，約為平時3倍； 1歲以下死亡的約為平時2倍。事件發(fā)生的一周中因支氣管炎死亡是事件前一周同類人數(shù)的93倍。,2024/2/29,39,四日市哮喘事件1961年日本四日市 　　1955年以來，該市石油冶煉和工業(yè)燃油產(chǎn)生的廢氣，嚴(yán)重污染城市空氣。重金屬微粒與二氧化硫形成硫酸煙霧。1961年哮喘病發(fā)作， 1967年一些患者不堪忍受而自殺。1972年該市共確認(rèn)哮喘病

24、患者達(dá)817人，死亡10多人。,2024/2/29,40,米糠油事件1968年3月日本北九州市、愛知縣一帶 　　生產(chǎn)米糠油用多氯聯(lián)苯作脫臭工藝中的熱載體，由于生產(chǎn)管理不善，混入米糠油，食用后中毒，患病者超過1400人，至七八月份患病者超過5000人，其中16人死亡，實際受害者約13000人。,2024/2/29,41,水俁病事件　1953～1956年日本熊本縣水俁市 　 含甲基汞的工業(yè)廢水污染水體，使水俁灣和不知火海的魚中

25、毒，人食用毒魚后受害。1972年日本環(huán)境廳公布：水俁灣和新縣阿賀野川下游有汞中毒者283人，其中60人死亡。 1954年，水俁灣開始出現(xiàn)一種病因不明的怪病，叫"水俁病"，患病的是貓和人，癥狀是步態(tài)不穩(wěn)、抽搐、手足變形、神經(jīng)失常、身體彎弓高叫，直至死亡。經(jīng)過近十年的分析，科學(xué)家才確認(rèn)：工廠排放的廢水中的汞是"水俁病"的起因。,2024/2/29,42,骨痛病事件1955～1972年

26、日本富山縣神通川流域 　　 鋅、鉛冶煉廠等排放的含鎘廢水污染了神通川水體，兩岸居民利用河水灌溉農(nóng)田，使稻米和飲用水含鎘而中毒， 1963年至1979年3月共有患者130人，其中死亡81人。 鎘通過稻米進(jìn)入人體，首先引起腎臟障礙，逐漸導(dǎo)致軟骨癥，在婦女妊娠、哺乳、內(nèi)分泌不協(xié)調(diào)、營養(yǎng)性鈣不足等誘發(fā)原因存在的情況下，使婦女得上一種渾身劇烈疼痛的病，叫痛痛病，也叫骨痛病，重者全身多處骨折，在痛苦中死亡。,2024/2/29,43