讲城市空间结构-生态系统201

第3讲城市生态系统与城市地域（空间）结构城市生态系统分类与特点城市地域空间结构城市定位理论人类生态学理论与城市空间研究北京城市空间结构的演变3.1城市生态系统

城市生态系统包含对城市研究的两种观点：生态观（居民与环境对立统一）和系统观。系统：由相互联系的各个局部组成的整体。整体叫系统，局部叫子系统。系统是个有机的整体，不是局部的算术总和，具有各个子系统相互作用而产生的特殊功能。因此系统功能取决于子系统之间的协调关系。3.1。1城市生态系统分类

系统分类1自然系统：自然界物质自然形成的系统，如一片森林；人工系统：人工把某些物质组合在一起构成的系统，如工厂。城市系统：自然与人工相结合的复杂系统。包括三部分：作为城市存在条件的地理环境和自然资源；作为城市发展基础的房屋和人工设施；作为城市主体的居民及活动。不过，城市在更大程度上属于人工系统。系统分类2：封闭系统：系统内部能量转换、物质循环并维持系统运转的。飞机、森林。

开放系统：必须与系统外部发生能量转换、物质循环的系统。

城市：人口集中，完全靠外界输入粮食和能源，并向外界输出产品和废物。系统分类3：简单系统simplesyetem:输入、输出关系简单的系统。电炉

控制系统（controlsystem）：冰箱。系统内部的自动调节机制，称反馈机制。人体是复杂系统。越来越偏离正常状态，称正反馈。扭转并使其返回正常状态的，称负反馈。所有的生态系统都是复杂系统。当输入、输出发生变化时，系统内部自动调节机制即反馈机制就发生作用。但是，任何控制系统产生负反馈的范围是有限的，超过了限度就会出现正反馈。城市也是如此，如人口增加太快，资源供应不上，建设设施不足，城市就会运转不灵，城市问题就产生了。城市社会学的社区研究：把社区当作生态系统来看待，研究社与区的平衡关系，人与物、环境的相互矛盾。社区=人群+地域。重点研究社区的共生（Symbiosis）特征，分析社区的结构与功能。

3.1.2城市生态系统的特点1、以人类为主体的生态系统（与自然生态系统相比，城市生态系统中的生态金字塔P144）；

人口密集。人口增长量大。绿色植物比例很小。大多数城市绿化面积占5.7%；北京：绿色植物在城市生态系统中不是作为主体的部分，而是作为环境的一部分，是环境的非主要部分。动物比例更小。家畜、家禽为数不多，野生动物更罕见。作为环境一部分，它们几乎可以忽略不计。自然与城市生态金字塔自然生态系统中的生态金字塔

在自然生态系统中，生物群体分为生产者（绿色植物）、初级生产者（植食动物）、次级消费者（肉食动物）、分解者（微生物）。他们按照食物链和营养级的关系，形成ecologicalpyramid，植物、动物数量和活质总量小于绿色植物，肉食的小于植食的。各营养级产量也逐级递减。城市生态系统中的生态金字塔

植物、动物微不足道，在生物数量和活质总量关系上，呈倒金字塔型。单位面积上的人类活动重量远远超过植物。特点2：具有人工化环境的生态系统那些在自然生态系统中的主体——生物群，包括生产者、消费者和分解者，在此都受到限制和抑制，代之成为主体是人类社会。那些在自然系统中的环境因素（土地、水体、大气）也都受到人工的改造，并增添许多自然环境没有的东西。

有机环境：人类为主体。无机环境要素：土地、水体、大气面貌全非。土柏油、水泥覆盖，不仅抑制微生物活动，而且减弱地面吸水、吸热能力，增强地面增温效应。原来平坦的地形，被高楼大厦变成人工悬崖、峭壁和峡谷。使太阳辐射在建筑物间来回反射，加上城市中人体、锅炉的散热，使得城市比郊区高1~2度，形成城市热岛。局部环流。由于储热层（楼）厚。直到夜间比郊区温度高。城市的云、雾、降水略多。因此，无机环境也是人工化的：气候、地形、土壤、水系（供水、排水管道），及其他人工设施。（热岛效应与人工化气候/建筑道路与人工化地形/混凝土沥青与人工化土壤）供水排水管道与人工化水系；特点3：是流量大容量大密度高运转快的大开放系统

百万人口大城市每天排出废物量特点4：依赖性很强独立性很弱的系统（依靠农田、草地、矿山、河流输入能量物质粮食/肉奶/燃料或原料/水和水产，；依靠其他系统接纳排放。并把大量污水、垃圾排出。自然系统具有较强的反馈机制，城市作为巨大开放系统，一切靠人工调节、修复、维持、发展。城市规划、建设、管理，就是为了搞好人、环境、及城市外部之间的平衡。——城市生态系统的反馈机制取决于这些部门对内外关系变化的反应能力。自然生态系统以人类为主体的城市生态系统特点5：城市是人类自我驯化的、

多层次、多功能的系统

结构：静态；着重空间因素；功能：动态，着重时间因素，二者是不可分离的。城市具有两方面功能：对外和内部。前者完全靠内部功能的协调运转来维持。城市外部功能是其内部结构的反映。它们表现为系统内部的各种输入、转化、输出。生态学把输入转出的过程，称为流（flows）。分析城市生态系统的功能，就是分析各种流：人口、劳力、智力的变动和物质、能量、信息的流动。人口流：常住人口（出生、死亡、入、出）流，即自然增长和机械增长、走动人口流（指日常走动：有规律的定点走动，造成造成向心流、晚上离心流，形成早晚人流高峰；在大城市与郊区之间还形成周末晚、周初晨的更大高峰；从全年来看，形成寒暑假、节假日人流高峰）无规律的流动。在走动人口流中不可忽视的是流动人口。劳力流：随着年龄变化或职业变化而形成的特殊人口流。城市化的发展小城镇的理论，实际上是把其当作劳动力的蓄水池、水库。智力流：随着学业变化的特殊人口流。学校是制造智力的工厂，入学、就读、毕业、升学、就业是智力流的全过程。（留级是一股逆流）从城市生态系统来说，我们更重视入学率、升学率、就业率。城市生态系统的结构城市比喻人体:城市行政：大脑工业：肠胃商业：心肺卫生、文教：肝脾道路：骨骼管线：经脉房屋：肌肉建筑景观：皮肤对外交通：四肢通讯：耳目城市任何组织结构或功能失调，都会引起城市病。由于人口增长、设施不全、资源有限、环境污染使城市产生许多问题：就业困难、住房紧张、缺水少电、交通拥挤、环境恶化，因此，疏通城市内各个社区或者各个子系统之间以及城市外部之间的人口、劳力、智力、物质、能量、信息流就是解决城市问题的重要途径。这也是城市社会学的主要内容。3.1.3城市生态系统研究方法开展社会调查／建立指标体系／进行统计分拟定数学模式：模式是系统的简化——把城市这个复杂、巨大的系统简化，在大量统计数据的基础上，拟定数学模式。比如，以城市人口为核心，拟定人口与土地、水源、食物、能源、住房、道路、环境等数量关系。在数据的处理过程中，引进时间尺度，就可以获得动态模式，进而预测城市发展和选择控制、促进城市发展的最佳方案绘制社区地图对于城市这个规模庞大的系统，必须划分成若干较小子系统——社区，研究社区间关系，逐步认识整个大系统。如何划分社区？就要绘制社区地图——把城市各个小片上的社会结构、建筑结构、资源、环境结构都标示在万分之一或五千分之一地图上。。社区分析的目的为城市规划、管理服务。从城市社会学观点来看，城市每个社区必须力求保持各方面平衡：人口－土地空间／劳力数量－职业岗位／各类产业之间／生产设施－基础设施－生活服务设施／城市规模－地区资源／工业结构－城市环境。

城市规划管理人员应具备城市社会学知识和人类生态学观点，避免见物不见人，规划的原则是经济、社会、生态效益三者并重，建造理想的人类“住所”——ecology

3.2城市空间地域结构3.2.1基本概念城市地域：城市坐落在地表上的位置及实际范围。早期确定地域的标准是人口密度及土地利用状况。城市本身存在多种结构，其中，地域（空间）结构是最基本结构。定义：指城市功能组织在地域空间上的配置，是城市功能在地域上的表现。城市地域结构具体表现为城市分区：商业区、工业区、生活居住区等。3.2.2城市地域的变动明显表现出两种特性和景观结节性与结节地域指城市地域中某些地段对人口流动、物质能量交换产生的集聚作用。这些具有集聚性能的特殊地段称为结节点。它服务于一个或大或小的区域，称为吸引区，二者的组合称为结节地域。城市中心云集的商店、稠密的人群，是结节性的生动体现，也是城市发展的象征。均质性与均质地域

均质性是城市地域在职能分化中保持同质、排斥异质的特性。在它的作用下，城市地域中出现的那些与周围毗邻地区存在明显职能差别的连续地段，叫均质地域。城市内部存在明显功能分区，如商业区、居住区，这些成片区就是均质性能造就出来的均质地域。

两种运动在时间上是连续的，在空间上是普遍存在的，二者共同作用于城市。就城市整体而言，均质性刻画了城市的容量，结节性刻画了城市的活力，只有容量、活力相结合，才构成一定规模、一定能量的城市。3.3城市定位理论

研究城市所处地理位置的理论，目的在于分析城市地理位置的各种社会、经济、文化因素，探索城市空间分布和位置确定的过程。3.3.1货运中转理论库利提出的一种假说，强调交通运输在城市定位中的作用。“货运中转”是商品在运输中不得不中断原来的运输方式，并转到另一种运输系统中去的情形。中转通常发生在两种不同的运输系统的相交处。在货运中转中，人口、财富汇集，商业、服务、金融机构产生，为城市形成和发展提供经济、生活条件。机械性中转商业性（贸易）中转根据这个理论，城市常常出现在交通线的交会处，商品的存储、集散、装卸处及不同运输系统的转换处。3.3.2中心场理论基本命题：城市的存在是为了向周围地区提供服务。这种具有中心集散性质的服务功能的城市被称为中心场。该理论主要依据一定地区对商业性服务的需求状况来解释城市的定位，因此更适合解释各种商业城市的分布，特别是在人口稀少的经济落后地区中城市的形成。3.3.3工业布局理论揭示影响工业布局的决定性因素及工业城市形成和定位的规律。主要因素：是否有现成市场、市场规模大小、是否有足够技术、熟练劳动力，原料产地、能源供应、运输设施条件、土地、资本条件、政府帮助、工资、税赋等。理论主张：工业城市的分布和定位，或是资源所在地，或是市场中心，或在交通线附近。

3.4人类生态学

对空间地域变动的解释人类生态学借用自然科学中生态学的概念和方法来研究人类社会而形成的一种理论。古典人类生态学偏重人类社会运动的生物类比新人类生态学关注人类社区运动的社会因素转变

区位学理论模式

理论模式的思想渊源于人类生态学（或翻译为人文区位学HUMANECOLOGY），是80年前美国芝加哥大学城市社会学家帕克等人创立的一种理论。

研究生物与环境之关系的叫生物生态学，简称生态学，是生物学的一个分支。人文生态学家认为，人类与所有其他生物没什么两样，都存在于一定的自然环境之中并与环境发生关系，因此，研究人类与环境之关系的叫人类生态学。

研究对象：“社”就是人群，“区”就是地区、空间、环境。社区就是一定的人口与其活动的地理位置和空间环境的组合。人类社区发端于人类本性的一些特征（群居动物）和人类自身的基本需求。

社区的特征：共生与竞争社区的人口之间是共生关系，即各种不同的人口单位之间在特定的地理环境中存在相互依存的状况，没有一个单位离开了其他单位而能生存下去。

人类的生存需要有一定的资源，但在一定的环境中，资源供需不平衡，人们为获得资源还需要竞争，这样一来，人们不仅处于相互依存，而且处于竞争状况中。人类生态学家把共生和对匮乏资源的竞争当成一种不可避免的过程，它支配着人类对自己所处环境的组织活动。

持人类生态学观点的城市社会学家认为城市是一种生态秩序，支配城市组织的基本过程是竞争和共生。这也就是说，社区的特点就是城市的基本特征。联想。

如果说，社区是一个空间单位的话，这个空间就是城市。共生性研究人们之间的共存关系以及人们与环境之间的适应应关系。研究方法首先识别区域的边界（比如通过住宅、人口密度特征识别城市边界）；然后研究在这一城市中的人口数量和类别，研究不同人口群体之间关系和他们对城市生态体系的功能贡献。竞争性物种依赖资源生存，但一个社区内的资源有限，当社区资源供给匮乏时，为争夺资源展开的竞争就不可避免。通过竞争得以生存的物种必然在环境中、在与其他物种的分工合作中找到一个自己的位置——区位。区位本身就是最重要的资源之一，因为它直接关系到能否有利地接近其他资源或得到其他资源。

竞争必然表现为区位的竞争。一般来讲，一个社区中最佳的区位是该区域的中心位置。城市的空间结构是与土地价值联系在一起的，城市中心区往往形成于土地价值最高的地区，而中心区的功能定位直接影响到其他地区的功能定位，中心区占据城市的统治地位。竞争导致均衡。

一个由栖息地和居住者——无论居住者是动植物还是人——构成的生态体系，称为社区。研究角度：人类生态学研究人口地域分布的过程，以及机构的设置和调整的过程。人自身和他的机构在空间上的安置方式。他们不仅对描述在不同人口分布情况下土地利用模式感兴趣，而且致力于理解那个产生并改变人们的空间利用的过程。基本概念工具：1.区位结构（某社区同其他社区的位置关系，也包括该社区内部个人与机构的位置。）。位置（生态位置，一个人在相互作用着的人们和职能机构的空间集群中的地位，这个空间地位是一个重要的资源，可以用它来支持对经济利益的追求，它对于获取经济利益的能力是一个具有决定性作用的因素。——这是古典生态学家定义的两类匮乏的资源之一：经济商品供应不足；缺少有价值的自然空间。二者具有内在联系。）距离：对生态学家来说，距离不仅仅是两点之间相隔的距离，它还是一种时间/成本现象。在一个生态布局中，任何两点之间的距离，用时间和运输成本来衡量。因此，在地理上仅相距1公里的两点，可能比18公里还远。时间成本因素受可行的交通方式、气候状况、运输项目等影响。距离既是具体的自然条件，又是一个生态学的变量。2.生态过程把城市看作是一种永恒变动、不断调整的现象。对空间利用方面不断发生这种变化的原因与结果进行分析是人类生态学的重要内容。在既定城市中，群体或机构内部的自然关系的改变称之为“空间的流动性”，而引起这些变化的现实条件则属于生态过程。已认识到的生态过程有：1）浓缩与离散：（concentration\diepersion）在既定区域内安置的同类人口和机构的数量增长的趋势。浓缩程度用密度衡量。大红门地区浙江人

2）集中与分散(centralization\decentralization)：有相同职能的机构都聚集于中枢地带——中心位置。分散指离开中枢位置的趋势。如美国郊区商业中心积聚增加。它们不是势不两立的过程，而是互补的过程，这两个过程可以在同一城市同时进行。如居住分散化。他们分别是浓缩与离散的特例。区别在于是否涉及到轴心位置。

3）隔离(segragation)：对空间位置竞争的结果，是使相似的人群或职能机构聚集到特定的区域。隔离可能是自愿或不自愿的，但结果都是特定群体或机构在空间上与其他分离。例：居住隔离

4）侵入与接替(invasion\succession)：这是紧密相连的两个过程一个群体进入另一个群体居住的区域的运动。在取代之后，又对这一地区实施了有效的统治，即接替。3.区位模式（社区中各种职能部门，如商业区、工业区、不同阶层的居民区的分布模式，美国社会学家提出同心圆模式、扇形模式、副中心模式）。一个城市发展和空间组织方式的模型。生态地图是研究的基础。

伯吉斯1923年提出。对芝加哥研究，总结出城市社会人口流动对城市分区的五种作用力：向心、专门化、分离、离心、向心性离心。在这五种力量的综合作用下，城市发生了自内向外的同心圆状的移动城市内部的各个功能地域都是按同心圆状配置的。围绕城市中心，形成许多环带，分别是：中心商业区、过渡带、工人住宅带、中产阶级住宅带、通勤带（高级住宅区）。理论优点：动态分析城市地域结构变化，在一定程度上揭示了城市地域分化的规律。缺点，形状过于规则，没有考虑到城市交通的作用，适用性受到限制。

例：伯吉斯的芝加哥：同心圆假说——中心商业区、过渡区、工人居住区、高级住宅区、往返区。

说明：随着城市发展，存在从城市中心向外扩散的趋势，同时发生侵入和接替。

距中心城市越远，土地面积越大，居住密度越小，反曲线型，密度与距离的关系叫密度斜率。

理想模式，以此为基础，认识现存的土地利用模型中的畸变和背离的原因。变形：扇形理论：城市里，工厂一般位于水源附近并沿铁路线分布，因此从城市中心向外放射出去形成扇型，而不是围绕中心区形成同心圆。流动和搬迁过程使城市呈现章鱼形状，发出许多触须。霍伊特研究许多城市的房租资料，发现城市地域分异并非同心环状，由于交通线的存在而扭曲了。

由于某种相类似的土地使用要求使功能地域按一定方向从城市中心一直伸向郊区，形成扇形。

原因是交通干线从城心向外辐射，功能地域沿交通线扩展。

该模型强调交通条件对城市地域的分割性。

缺点是仅凭房租这一个指标来研究。

多核心论：影响城市设施设置地点的四个基本标准：特殊资源地区的特殊设施；相互对抗和影响设施回避；买不起理想地区而不适当设置；某些设施以彼此接近为宜。相互作用产生一个城市，在城市的各个核心形成不同类型功能，该功能适合于当地需要。如西城建设。城市发展特点是协调的，集中并强化，不协调的空间隔离。

批评：生态学家无视文化对人类交往和自然空间利用的影响是错误的。

多数城市有两个以上的市中心或数个副市中心。在四个过程的相互作用下：各种行业以自身利益为前提的区位过程；产生积聚利益的过程；由于相互利益得失而产生离异过程；地价房租影响某些行业在地理位置上的过程加上历史遗留习惯、局部地区特殊性，使城市产生多极核心。该理论强调城市具有多个中心，城市地域分化到一定程度会产生离心作用，会出现郊区化现代生态学：新正统生态学：强调经济变量对空间位置的影响。研究范围扩大了，社会现象和文化现象，但重点仍然是生态上最适宜的土地利用模式，不排除其他变量。

研究成果：1955邓肯居住分布与职业地位的分析。各社会群体在在城市中居住地点的“自然距离”与他们之间的社会距离相关联。或社会地位有明显差异的人们在空间互相分离。利用人口统计数据，设计人口普查区为同心圆或扇形，100多个。利用职业差别、隔离、低价租房的集中及与城市中心的距离等指数，揭示自然分离的社会地位之间的关联。可以用社会经济地位指标衡量，职业群体分离是经济地位差别造成的。社会分层理论。

生态复合体理论与城市生态系统理论描述

邓肯，1959年提出生态复合体（ecologicalcomplex）

将自然、生物和社会三者之间的关系称为“生态系统”，由四个关联变量组成的功能相互依赖的生态复合体。即人口（Population）、组织(Organization)、环境(Environment)、技术(Technology)，即简称POET生态复合体。

POET变量：确定自然变量、生物、社会变量间关系的“生态系统”。人口、组织、环境、技术。环境变化引起人口、技术、环境其他成分和社会组织的变化。

例：空气污染，，人口疾病，汽车轮胎变质（技术问题），杀死植物，组成环保组织，制定法律。POET在分析社会变迁中的应用例1：1975~1977旧金山海湾地区干旱及其带来的变化分析（Schwab,W.A,1982,27）

T→E→PT→EO→PO→EP→TP→OO→PE→EE→PE→P

P→EP→O北京：转变中的城市社会空间结构顾朝林《城市社会学》北京社会空间结构及其转变过程大致分为如下4个时期和类型。

1)传统的社会空间结构(1271--1949)

不同于西方国家的城市。它基于2500年前所写的《考工记》中理想的城市规划原理。城市空间形式为规则的、具有等级体系、由城墙环绕的矩形空间形态。典型的中国传统城市的社会空间结构城市空间被九经九纬大道分隔，中央为皇宫，前朝后市，前祖后