生态城市概念与定位.ppt

城市生态规划是什么？（what）,课程内容,2011.03-2011.05,概念与定位,城市生态规划概念,课程内容,以生态学原理和城乡规划原理为指导，应用系统科学、环境科学等多学科的手段辨识、模拟和设计人工复合生态系统内的各种生态关系，确定资源开发利用与保护的生态适宜度，探讨改善系统结构与功能的生态建设对策，促进人与环境关系持续协调发展的规划。,2011.03-2011.05,生态学,课程内容,生态学是研究生物与环境间相互关系的科学，这里的生物包括植物、动物、微生物学和人类等所有生物类型，人只是生态学关心的一个重要因素，通常只将其作为一个生态因子。 本质是探究包括人类在内的所有生物的生存和发展问题。,2011.03-2011.05,生态学,课程内容,生态学是生命科学领域，尤其是生物学中最早出现的分支学科，是环境科学的重要理论基础。 生态学作为生物学的一个重要分支学科，它的学科基础是生物学。因此，生物学各分支学科及其专业知识是生态学本科人才培养的知识平台，也是本专业相关基础学科的重点。,2011.03-2011.05,生态学,课程内容,生态学是生命科学领域，尤其是生物学中最早出现的分支学科，是环境科学的重要理论基础。 生态学作为生物学的一个重要分支学科，它的学科基础是生物学。因此，生物学各分支学科及其专业知识是生态学本科人才培养的知识平台，也是本专业相关基础学科的重点。,2011.03-2011.05,生态学,课程内容,生态学在其发展的一个半世纪的时间历程中，基本上是两大阶段 从诞生到20世纪中叶，“自然生态系统”研究为主流 20世纪60年代后，“复合（自然+人类）生态系统”研究为主的阶段 就其学科性质与任务而言，生态学由解释和认识自然已转变为指导人类“合理的利用自然、科学的保育自然、积极地建设自然”的庞大知识体系。,2011.03-2011.05,生态学,课程内容,生态学研究领域向微观和宏观两极延伸。现代生态学从个体（中观）出发，向微观层次上深入到分子水平，向宏观拓展到全球生物圈的层次,2011.03-2011.05,生态学,课程内容,新中国成立前，国内仅有北京大学李继侗教授等在个别大学开设生态学或生态学相关课程。 解放后，特别是从全国高校院系调整后到20世纪70年代，因国家建设继续各类基础性的和背景性的自然科学资料，“以任务带动学科”的方式急速推动了我国生态学的发展。 到20世纪70年代后期，生态学教育才逐步得到发展，成为规模较大的重要学科,2011.03-2011.05,中国至2050年生态与环境科学发展战略重点领域中，涉及生态学 方面的重点领域和优先主题,课程内容,退化生态系统重建： 生态区化与区域生态功能定位；退化生态系统的恢复、重建与转型；生物多样性保育和可持续利用。 区域性环境污染综合防治：环境分区与总量控制技术；重点流域水污染防治与修复；重点城市群符合污染形成机理与防治；农村面源污染控制与土壤生态修复。 有毒有害污染物对人群健康的影响与防治技术：影响人体健康的环境基准、标准和预警体系；重点污染物对人体健康影响的机理与识别技术；阻断和降低污染物危害人体健康的技术途径。 循环经济的科学理论及技术系统的研发与示范：循环经济理论与共性技术；生态资产核算与提供资源生产率；重点行业和典型城市的循环经济技术与示范；废旧产品和废弃物资源化的支撑技术。,2011.03-2011.05,中国至2050年生态与环境科学发展战略重点领域中，涉及生态学 方面的重点领域和优先主题,课程内容,全球变化适应与减缓：全球变化与区域响应；应对全球变化的能源、产业结构转型；履行国际公约的科技支撑。 自然生态保护与生物资源保育: 主要集中在林业部门中的自然保护区，环境保护部门的大自然保护部门，以及瞄准这些课题和项目为相关部门进行服务的企业； 区域生态监测、规划：主要涉及农业区划部门，水利水电中的水土保持部门，国家公园、自然保护区及其相关部门；围绕生态功能区、生态脆弱区、敏感区进行管理的政府相关部门；以及瞄准这些课题和项目为相关部门进行服务的企业；,2011.03-2011.05,中国至2050年生态与环境科学发展战略重点领域中，涉及生态学 方面的重点领域和优先主题,课程内容,生态恢复与重建：主要涉及林业、农业、水利、环保、交通等政府机构及其相关部门，以及瞄准这些课题和项目为相关部门进行服务的企业； 资源开发利用中的生态保护：主要涉及矿产、能源、基础设施建设、对生态环境产生扰动和破坏的产业部门； 城镇化进程中的生态问题：主要涉及新建、扩建、改建城镇过程中涉及的生态环境问题，如土地、水资源、建设布局等方面的生态监测、规划等问题； 生态学新兴应用部门：金融、保险机构对投资建设项目的生态风险分析，国民经济绿色核算（绿色GDP），生态旅游产业，生态工业园中生态经济产业链的设计等；,2011.03-2011.05,课程内容,生态学专业方向知识体系分为知识领域、知识单元和知识点三个层次。 11个知识领域 77个知识单元 212个知识点,2011.03-2011.05,生态学知识体系,课程内容,11个知识领域 IE 生态学的思想与方法 OE 生物与环境的关系 AE 个体层次的生态分析 PE 种群层次的生态分析 CE 群落层次的生态分析 EE 生态系统层次的生态分析 ES 生物进化与物种形成 EP 自然资源利用与保护的生态分析 ET 环境污染的生态分析 RE 受损环境的生态修复 EH 生态学与人类社会,2011.03-2011.05,生态学知识体系,课程内容,2011.03-2011.05,生态学知识体系,课程内容,2011.03-2011.05,生态学知识体系,课程内容,2011.03-2011.05,生态学知识体系,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学内涵,城市生态学 (urban ecology) 生态学的一个分支，是以城市空间范围内生命系统和环境系统之间联系为研究对象的学科 由于人是城市中生命成分的主体，因此也可以说，城市生态学是研究城市居民与城市环境之间相互关系的科学,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学的目标,建立人类社会、经济与自然环境协调发展， 物质、能量、信息高效利用， 生态系统良性循环的人类聚居地， 即高效、和谐的人类生产与生活栖息环境，达到人与城市环境的天人合一,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学研究内容,城市居民变动及其空间分布特征(城市人口的生物特征、行为特征、社会特征研究) 城市物质代谢功能及其与城市环境质量之间关系(城市物流、能流及经济特征研究) 城市自然生态变化与城市环境的互动影响(城市生物及非生物环境的演变过程研究) 城市生态管理与调控(城市交通、供水、生活废物处理及其中的物质、能量利用，社会、自然和谐，系统动态调控方法研究) 城市生态规划与生态建设,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学研究动态,城市生态的单项基础性研究 如有关城市植被、植物区系、动物区系、水文、气候等及城市交通、人口居住、环境美化方面研究 城乡复合生态系统研究 由以单一城市为对象转变为包括半城市化地区乃至乡村工业化与城市群研究 城市生态景观规划研究 城市生态管理与调控研究,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学研究动态,生态城市建设适用技术体系研究 促进现有技术的生态化，发展新的生态化技术 城市生态文化研究 相应的道德公约和意识导向教育，增强城市居民的生态意识，促进城市向生态良性发展,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学研究动态,城市循环经济研究 城市生活垃圾处理及分类回收体系 (分类收集方式、计量方法、处理手段) 城市工业生产上、下游关系 (废渣变原料、回收利用、综合生产等) 城市水循环及中水利用 (循环处理、中水利用、节水措施) 自然能(太阳能、 风能)高效利用 绿化植物及绿地建设综合工程,城市生态规划是什么？（what）,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态规划定位,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态规划定位,传统城市规划的补充 不全面 城市规划的专项规划 独立于城市规划体系的新领域不扎实 生态专业为主导 生态理念指导下的城市规划（城市规划的生态化） 城市规划思想的完善城镇体系、总规、控规、城市设计、修规,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态规划定位,城市生态规划是什么？（what）,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,生态系统的基本概念 生物的生存环境 生态系统的能量流动与物质循环 生态因子及其作用 生态学的一般规律 生态系统平衡及其意义,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,生态学：研究生物之间、生物与环境之间的相互关系的学科。 生态系统：一定时间和空间内，生物的和非生物的成分之间，通过不断的物质循环和能量流动而互相依存的统一整体，构成一个生态学的功能单位,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,生态系统,无生命成分,生命成分,太阳辐射能 无机物质 有机物质,生产者（绿色植物） 消费者（动物） 还原者（微生物）,生态系统的构成,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,生物的能量环境 光环境（光照强度、光质、光照长度） 温度环境 温度的空间变化、温度的时间变化,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,生物的物质环境 大气圈（对流层、平流层、中间层、热层） 水圈（淡水资源2.53%，人类能够利用的只有20%，其中只有0.5%的淡水能直接取用于河湖） 岩石圈（土壤形成的物质基础：为植物生长提供矿物质营养；丰富的地下资源） 土壤圈（介于生物界与非生物界的复杂独立的开放性物质体系：具有肥力；具有同化和代谢外界输入的物质的能力）,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,生物的能量环境 光环境（光照强度、光质、光照长度） 温度环境 温度的空间变化、温度的时间变化,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,能量流动能量通过食物网络在系统内的传递和耗散过程 转变 转移 利用 耗散,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,物质循环生物地球化学循环(biogeochemical cycles) 水循环 气态循环 沉积循环,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,生境：在一定时间内对生命有机体生活、生长发育、繁殖以及对有机体存货数量有影响的空间条件及其他条件的总合。（物质和能量两方面） 生态因子：组成生境的因素（非生物因素；生物因素；人为因素）,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,生态因子作用的一般特征 综合作用 主导因子作用 直接作用与间接作用 因子作用的阶段性 生态因子的不可替代性和补偿作用,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,这里仅着重对生态学的几条基本规律进行简要概括。生态学所描述的下述一般规律，对开展城市生态保护、美化城市环境、发展工业生产、改善居民生活等具重要指导意义 相互依存与相互制约规律 反映生物间及生物与环境间的协调关系，主要是普遍的依存与制约关系，亦称“物物相关” 和“相生相克”规律,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,生态系统中的(同种或异种)生物间，不同生态系统间，甚至生态系统中的生物与环境之间，均存在相互依存和相互制约的关系，亦可以说彼此影响 这种影响有些是直接的，有些是间接的，有些是立即表现出来的，有些需滞后一段时间才显现出来 一言以蔽之，生物之间和生态系统间的相互依存与制约关系，是普遍存在的,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,物质循环(再生)与能量单向流动规律 生态系统中，生物借助能量的不断流动，一方面从自然界摄取物质并合成新的物质，另一方面又随时分解为原来的简单物质，即所谓“再生” ，重新被系统中的生产者植物所吸收利用，进行着不停顿的物质循环。 流经生态系统中的能量, 通常只能通过系统一次，当能量经食物链转移时，每经过一个营养级，就有大部分能量转化为热散失掉，无法加以回收利用。因此，为了充分利用能量，必须设计出能量利用率高的系统。 城市垃圾处理：填埋法焚化法堆肥制沼法,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,物质输入输出的动态平衡规律 又称协调稳定规律，涉及到生态系统中生物与环境两个方面。生态系统中生物与环境之间的输入与输出，是相互对立的关系，当生物体进行输入时，环境必然进行输出，反之亦然。生物体一方面从周围环境摄取物质，另一方面又向环境排放物质，以补偿环境的损失(这里的物质输入与输出，包含着量和质两个指标),课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,一个稳定的生态系统，其物质的输入与输出总是相平衡的。当输入不足时，会产生生态匮乏，例如一个城市物资供应不足，必然造成生产生活紧张，效率下降；反之，当城市物资供应足够但输出不足，又会导致生态滞留，使环境恶化，生产生活同样受阻,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,环境资源的有效极限规律 许多科学家认为，解决这五大问题，核心是控制人口的增长，即维持人类自身种群数量的稳定，做到与地球生物圈协调共处，从而实现既满足当前人类需要，又不危及后代子孙生存的可持续发展(sustainable development),课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,生态平衡(ecological equilibrium) 生态系统的一种相对稳定状态。当处于这一状态时, 生态系统内生物之间和生物与环境之间相互高度适应, 种群结构和数量比例长久保持相对稳定, 生产与消费和分解之间相互协调, 系统能量和物质的输入与输出之间接近平衡。 生态系统平衡是一种动态平衡, 因为能量流动和物质循环仍在不间断地进行, 生物个体也在不断地进行更新。,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,多样性稳定性学说: 当自然生态系统处于平衡状态时，生物种类间形成的结构较复杂，食物链网错综，对外界的干扰有较强的抵御能力，功能发挥亦较稳定 功能复合城市、活力城市、多样性 德方斯、cbd功能,课程内容,2011.03-2011.05,生态学基础知识,生态系统的稳定性(stability)至少包含两方面的涵义 抵抗力(resistance)系统抵御外界干扰使自身不致受到伤害的缓冲能力, 抵抗力越强则系统越不容易出现伤害或崩溃现象 复弹力(resilience)系统遭外界干扰致使系统受损后迅速修复还原自己的能力, 复弹力越强则系统恢复(restoration)到正常的时间越短 两者难以兼得, 复弹力强则抵抗力弱,城市生态规划是什么？（what）,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学基础知识,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学基础知识,城市生态系统 城市是城市居民与其周围环境相互作用形成的网络，是人类生产和生活活动集中的较大场所，是人类在改造和适应自然环境的基础上建立起来的特殊空间地域综合体 该空间地域综合体是自然实体和社会、经济和科学文化实体的有机统一,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学基础知识,在该复合生态系统中: 各种自然及物理组分是城市赖以生存的基础物质空间 各个部门的经济活动和代谢过程是城市生存发展的活力和命脉经济 每个人的社会行为及文化观念是城市演替与进化的动力人,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学基础知识,严格地讲，城市只是人口集聚的地方，并非一个完整、典型、自我稳定的生态系统，仅是当地自然环境和自然生态系统的一部分: 城市所需物质和能量大都来自周围其它生态系统，城市之状况如何往往取决于外部条件 城市同时具有自然生态系统的某些特征，如城市中存在多种生物成份，除人类外还有植物、动物和微生物；能够进行初级生产和次级生产；具有物质循环和能量流动等功能,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态系统组成,按社会学角度划分 城市社会：城市居民；城市组织 城市空间：人工环境；自然环境（自然资源；地域环境）,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态系统组成,按环境学角度划分 生物系统：城市居民；家养生物；野生生物 非生物系统：人工物质系统；环境资源系统；能源系统,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态系统组成,按人居环境科学角度划分 自然系统 社会系统 经济系统,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态系统结构,空间结构: 土地利用的空间排布形式 营养结构,课程内容,2011.03-2011.05,植食动物,肉食动物,植物,动物,人,植 物,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态系统特征,城市生态系统是容量大、流量大、密度高、运转快、多层次、高度开放的复杂系统 城市生态系统是以人为主体的生态系统，因其身兼数任: “生产者”、消费者、主宰者 城市生态系统是人类自我驯化、进步、发展的系统,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态系统特征,城市生态系统具有非独立性(对其它生态系统的依赖性), 使城市生态系统显得特别脆弱, 传统生态意义上的自我调节能力极小,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态系统功能,城市生态系统的物质流 城市生态系统的能量流 城市生态系统的信息流,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态系统功能,城市生态系统的物质流 城市生态系统的能量流 城市生态系统的信息流,城市的水文循环,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态系统功能,城市与其周边环境的高强度(物质与能量)代谢,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态系统功能,城市生态系统的能量流 能量流动的性质 遵循热力学第一、第二定律，在流动中不断有损耗，不能构成循环(单向性)； 加快能源结构改造，积极开发无污染和商业价值更大的新能源，寻求并合理利用能够提高能效的新技术,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态系统功能,城市生态系统的信息流 具有完善的新闻传播网络系统，可在广阔范围内高速、高容、及时传播信息 具有现代化的通信基础设施，能以信息系统连接生产、交换、分配和消费的各个领域和环节，高效组织社会生产和生活 输入分散的无序信息，输出经加工浓缩的有序信息。对于政治、文化、科学、商业中心城市，这一功能尤其重要: 输出精神产品,城市生态规划是什么？（what）,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学基本原理,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学基本原理,城市生态位原理 多样性导致稳定性原理 食物链原理 系统整体功能最优原理 最小因子原理 环境承载力原理,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学基础知识,城市生态位原理 生态位(niche)指物种在群落中在时间、空间和营养关系方面所占的地位。 城市生态位(urban ecological niche)指一个城市给人们生存和活动所提供的生态位。 反映了一个城市的现状对于人类各种经济活动和生活活动的适宜程度； 反映了一个城市的性质、功能、地位、作用及其人口、资源、环境的优劣势，从而决定了它对不同类型的经济以及不同职业、年龄人群的吸引力和离心力,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学基础知识,城市生态位原理 生产生态位 经济水平：物质和信息生产及流通水平 资源丰富度：生产资料的丰富程度 生活生态位 社会环境：物质精神生活水平、社会服务水平等 自然环境：生物多样性、景观适宜度等 人们向往生态位高的城市地区的行为，从某种意义上说，是城市发展的动力和客观规律之一。,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学基础知识,多样性导致稳定性原理 城市各部门行业和产业结构的多样性和复杂性导致了城市经济的稳定性和整体的经济效益高 城市多种交通方式使得城市具有更大的吸引力和辐射力 城市多种用地属性保证了城市各类活动的展开 城市各种人力资源及多种性质保证了城市各项事业的发展等,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学基础知识,食物链（网）原理 城市食物链原理反映了城市的各个组分之间的直接、显性和间接、隐性的联系 人类居于食物链的顶端，人类依赖于其他生产者及各营养级的“供养”而维持其生存；人类对其生存环境污染的后果最终会通过食物链的作用而归结于人类自身,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学基础知识,系统整体功能最优原理 城市各个子系统具有自身的目标与发展趋势，作为个体存在，他们都有无限制的满足自身发展的需要，而不顾其他个体的潜势存在。各组分之间还呈现出相生与相克的关系状态 因此，要以提高整个系统的整体功能和综合效益为目标，局部功能与效率应服从于整体功能和效益。,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学基础知识,最小因子原理 在城市生态系统中，影响其结构、功能行为的因素很多，往往是处于临界值的最少生态因子对城市生态系统功能的发挥具有最大的影响力。有效地改善提高其量值，会大大的增强城市生态系统的功能与产出,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学基础知识,环境承载力原理 指某一环境状态和结构在不发生对人类生存发展有害变化的前提下，所能承受的人类作用，具体体现在规模、强度和速度上。 资源承载力：自然社会资源条件所能承受的人类作用 技术承载力：指劳动力素质、文化程度与技术水平所能承受的人类社会作用强度 污染承载力：本地自然环境自净能力大小的指标,课程内容,2011.03-2011.05,城市生态学基础知识,环境承载力原理 环境承载力会随着城市外部环