城市生态学-绪论

2026/5/25城市生态学－绪论1城市生态学

唐季林2005年2026/5/25城市生态学－绪论2绪论

一、城市生态学的定义二、城市生态学产生的历史背景三、城市生态学发展现况四、城市生态学研究内容和层次五、城市生态学基本原理2026/5/25城市生态学－绪论3一、城市生态学的定义PeterM，Blau(1977)，麦肯齐（1925）最先从狭义上对它作出定义。即“城市生态学是对人们的空间关系和时间关系如何受其环境影响这一问题的研究。”现代城市生态学

(urbanecology)是生态学的一个分支,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。2026/5/25城市生态学－绪论4城市与其周围环境的联系2026/5/25城市生态学－绪论5一、城市生态学的定义城市生态学研究的分支及流派：1.城市自然生态学西欧的城市生态学是由自然科学家,特别是植物学家所首先创立,在以后的研究中,也一直基本保持着自然科学的性质。把非自然科学亦纳入城市生态学研究范畴的观点,仅在近期才开始被德国和其他一些欧洲国家所接受。2.城市经济生态学研究重点是城市代谢过程和物流能流的转化、利用效率等。2026/5/25城市生态学－绪论6一、城市生态学的定义3.城市社会生态学在北美洲，城市生态学植根于社会科学。RobertE.Park-芝加哥学派著名的代表人物之一,在1926年就已开始讲授“城市生态学”课程,其内容是“城市和社会之间关系的多样性”。北美的城市生态学概念,从一开初到现在,始终比西欧的城市生态学概念具有更浓烈的社会科学色彩。特别是在其发展初期,纯粹属于社会科学。2026/5/25城市生态学－绪论7二、城市生态学产生的历史背景1.城市规划理论发展的需要－生态思想的介入

“田园城市概念”

“卫星城”

“明日之城”

“区域发展”城市规化的演变、生态学的发展2.城市问题的解决需要生态学思想2.1城市问题产生的根源城市的集聚性与稀缺性人们对自然环境及城市环境的错误认识2.2城市发展需要生态学思想朴素的自然中心论–

自我中心论、生态产物、生态城2026/5/25城市生态学－绪论8三、城市生态学发展现况1.萌芽阶段（２０世纪之前）1.1中国古代的生态学思想。反映在:人口思想与土地关系上；在人与自然的关系上；在城市选址，城市布局等方面。1.2国外古代的生态学思想。

2026/5/25城市生态学－绪论9三、城市生态学发展现况2.初级阶段芝加哥学派，城市同心圆增长理论、扇形理论、多核理论。2026/5/25城市生态学－绪论10三、城市生态学发展现况3.蓬勃发展阶段

城市生态学的大规模发展是在60年代末和70年代初，联合国教科组织的“人与生物圈”（MAB）计划提出了从生态学角度来研究城市项目，指出城市是一个以人类活动为中心的人类生态系统，开始将城市作为一个生态系统来研究。主要宗旨是促进人类及其环境之间的复杂关系，城市居住及其副产品供应地区之间的相互作用，以便为更合理地规划人类居住区打下基础。 德国、意大利、澳大利和日本东京都市生态系统的研究状况。我国城市生态的研究起步稍晚，但进展快。“天津城市生态系统与污染综合防台的研究”，“北京城市生态系统的研究”分8个子课题。上海典型街区（中心区）和卫星工业城镇的生态设计。2026/5/25城市生态学－绪论11四、城市生态学研究内容和对象

1.城市生态学研究内容城市生态学研究内容从生态学观点来看，城市是一个人、物、景融为一体，生产、生活相辅相成的新陈代谢体。是城市居民与其生存环境相互作用的网络结构，也是人类对自然环境适应、加工、改造而建设起来的特殊生态系统。研究内容可大致分为10个方面。2026/5/25城市生态学－绪论12四、城市生态学研究内容和对象1.1研究城市生态系统的主体；1.2研究城市物质代谢功能和环境质量之间的关系;1.3城市发展与制约条件;1.4城市生态系统与环境质量间关系;1.5环境质量与居民健康关系;1.6除人以外生物体构成、变化及环境对生物体的影响;2026/5/25城市生态学－绪论13四、城市生态学研究内容和对象1.7与其它生态系统关系;1.8社会环境对居民及其活动的影响;1.9各种环境质量指标及标准;1.10城市生态规划环境规划的内容、原理及方法。2026/5/25城市生态学－绪论14四、城市生态学研究内容和对象以上研究内容可看出几个特点;有机性、系统性和决策性A人口E生活D生产C环境B资源图2城市生态系统各因子网络结构人口2026/5/25城市生态学－绪论15四、城市生态学研究内容和对象2.城市生态学研究层次（趋势）

城市生态学从宏观角度说，对城市自然生态系统、经济生态系统、社会生态系统之间关系的研究，可划分为下述几层。2.1城市生物环境层次研究，从传统的生物生态学出发，把城市作为一种特定的生物环境，研究此种环境中各种生物生态问题。也即研究不同质量的城市环境对于城市人类生存及发展的影响。2026/5/25城市生态学－绪论16四、城市生态学研究内容和对象2.2

城市生态系统层次，将城市作为人类活动为主体的人类生态系统来加以考虑研究，强调城市中自然环境与人工环境、生物群落与人类社会、物理生物过程与社会经济过程之间的相互作用。2.3城市系统生态层次，从区域和地理概念的高度来观察城市本身，站在历史发展高度来考察城市问题。城市群研究途径2026/5/25城市生态学－绪论17四、城市生态学研究内容和对象3.我国的城市生态学研究我国城市生态学的研究起步较晚,但发展很快。3.1

1984年12月在上海举行了“首届全国城市生态科学研讨会”,会议探讨了城市生态学的目的、任务、研究对象和方法，以及在实际工作中的作用。这次会议标志着中国城市生态研究工作的开始。以后的研究首先将注意力集中在把城市生态理论研究应用到城市规划、建设和管理实践中去,

主要是对一些大城市进行生态系统工程方面的研究。

2026/5/25城市生态学－绪论18四、城市生态学研究内容和对象3.21983~1985年间组织的“天津市城市生态系统与污染防治综合研究”；“北京市城市生态系统特征及其环境规划的研究”等。这些研究为制定城市总体规划、城市经济发展规划、城市环境保护规划和城市管理措施等提供了决策依据。 在城市生态系统个别组分的研究方面，有江苏植物研究所等开展的南京市“城市空气污染与某些植物种的关系”的个体生态研究。 此外在北京以及其它城市还有一些有关城市生态调控决策支持系统方面的研究，目的是为城市规划、环境管理与决策者提供信息支持、方法支持和知识支持。

2026/5/25城市生态学－绪论19五、城市生态学基本原理

1生态平衡及其反馈调节机制1.1生态平衡(ecologicalequilibrium)指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。2026/5/25城市生态学－绪论20五、城市生态学基本原理

1.2负反馈机制(negativefeedbackmechanism)生态系统的平衡靠负反馈机制维持。生态系统中的反馈现象十分复杂,既表现在生物组分与环境之间,也表现于生物各组分之间及结构与功能之间,其中起主要作用的是能够使系统达到和保持平衡或稳态的负反馈机制。负反馈是指系统或其中某成分因一系统输入而在输出上产生一响应变化趋势,该响应变化又反过来作用于导致产生该响应变化的系统输入,使该输入受到抑制从而衰减之(见下页图示)。2026/5/25城市生态学－绪论21生态系统稳态生态系统负反馈环作用示意图输入

向偏离

向偏离

向调整

向调整输出2026/5/25城市生态学－绪论22兔的食物增加兔数量减少兔因饥饿死亡兔吃少量植物植物增加兔数量增加兔吃大量植物植物减少兔与植物种群之间的负反馈环2026/5/25城市生态学－绪论23兔数量减少兔吃少量植物兔因饥饿死亡兔的食物增加植物减少植物增加兔数量增加兔吃大量植物狼数量下降狼数量增加狼因饥饿死亡狼的食物增多狼吃少量的兔狼吃较多的兔狼、兔、植物种群之间的双重负反馈环2026/5/25城市生态学－绪论24五、城市生态学基本原理

当自然生态系统处于平衡状态时,生物种类通常较多,结构复杂,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。有人称此为多样性—稳定性学说。此时系统内各物种通过竞争和生态适应,占据各自独特的生态位,彼此协调相处,对环境资源的利用较为充分;同时复杂的食物网结构使能量和物质可通过多种途径流动,一个环节或途径发生了损伤或中断,可以由其他方面的调节所抵消或得到缓冲,从而使整个系统不易受到致命伤害。2026/5/25城市生态学－绪论25五、城市生态学基本原理

然而生态系统的稳定性(stability)至少包含两方面的涵义(其他有持久性persistence等):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。恢复力(resilience)—当系统遭到外界干扰致使系统受损后迅速修复还原自己的能力,恢复力越强则系统恢复(restoration)到正常的时间越短。两者难以兼得,恢复力强则抵抗力弱,反之亦然(见下二页图)。2026/5/25城市生态学－绪论26生态系统总稳定性(抵抗力与恢复力)关系示意图生态系统功能时间干扰抵抗力的量度：当一次干扰的强度和作用时间一定时，此区域的面积越大(轨迹偏离正常范围越晚和幅度越小)，生态系统的抵抗力越强功能轨迹曲线正常作用范围2026/5/25城市生态学－绪论27五、城市生态学基本原理

1.3生态平衡失调与生态危机现实中生态系统常受到外界的干扰,但干扰造成的损坏一般都可通过负反馈机制的自我调节作用使系统得到修复,维持其稳定与平衡。不过生态系统的调节能力是有一定限度的。当外界干扰压力很大,使系统的变化超出其自我调节能力限度即生态阈限(ecologicalthreshold)时,系统的自我调节能力随之丧失。此时,系统结构遭到破坏,功能受阻,整个系统受到严重伤害乃至崩溃,此即生态平衡失调。2026/5/25城市生态学－绪论28五、城市生态学基本原理

严重的生态平衡失调,从而威胁到人类的生存时,称为生态危机(ecologicalcrisis)—由于人类盲目的生产和生活活动而导致的局部甚至整个生物圈结构和功能的失调。生态平衡失调起初往往不易被人们觉察,如果一旦出现生态危机就很难在短期内恢复平衡。因此,人类应该正确处理人与自然的关系,在发展生产,提高生活水平的同时,注意保持生态系统结构和功能的稳定与平衡,实现人类社会的可持续发展(sustainabledevelopment)。2026/5/25城市生态学－绪论29五、城市生态学基本原理

2生态学的一般规律这里仅着重对生态学的一般规律进行简要概括。生态学所提示或遵循的下述一般规律,对搞好城市生态环境保护,发展工业生产,保障居民生活等均有指导意义。2.1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2026/5/25城市生态学－绪论30五、城市生态学基本原理

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。2026/5/25城市生态学－绪论31五、城市生态学基本原理

因此,在城市建设和城市居民生活中,特别是在需要排放污染、倾倒废物、喷洒药品、采伐、开山、筑路、修建大型给水工程及其它建设项目时,务必注意调查研究,摸清自然界诸事物之间的相互关系,对与某生产活动有关的其它事物也加以通盘的考虑,包括考虑此种活动可能会产生的影响(短期的和长期的、明显的和潜在的),从而做到统筹兼顾,全面安排。2026/5/25城市生态学－绪论32五、城市生态学基本原理

2.2物质循环与再生规律生态系统中,生物借助能量的不停流动,一方面不断地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。因此要严格防止有毒物质进入生态系统,以免有毒物质经过生物放大作用和多次循环后富集到危及人类的程度。2026/5/25城市生态学－绪论33五、城市生态学基本原理

至于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。如城市垃圾的处理,从最初的填埋法到后来的焚化法再进一步到堆肥制取沼气法,便体现了人类逐步掌握生态学的循环与再生规律,并应用于实践的过程。特别是后者,既能较彻底地消除污染,又能充分回收垃圾中含有的物质养分(有机肥料)和有用能量(沼气),是较有前途的城市垃圾处理方法。2026/5/25城市生态学－绪论34五、城市生态学基本原理

2.3物质输入输出的动态平衡规律物质输入输出的平衡规律,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)。2026/5/25城市生态学－绪论35五、城市生态学基本原理

因而,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。2026/5/25城市生态学－绪论36五、城市生态学基本原理

2.4环境资源的有效极限规律任何生态系统中,作为生物生存的各种环境资源,在质量、数量、空间和时间等方面,其供给量和供给速度都有一定的限度,因而生态系统的生物生产通常都有一个大致的上限。也因此,每一生态系统对任何外来干扰都有一定的忍耐极限。所以,采伐森林、捕鱼狩猎等不应超过资源利用的最大可持续产量;保育某一物种时,必须保有足够它生存和繁殖的空间;城市排污时,必须使排污量不超过环境的自净能力等。2026/5/25城市生态学－绪论37五、城市生态学基本原理

2.5微观与宏观协调发展规律2.6相互适应与补偿的协同进化规律2026/5/25城市生态学－绪论38五、城市生态学基本原理以上几条生态学的一般规律,是生态平衡的理论基础,也是解决人类当前面临的人口、粮食、能源、资源、环境等五大问题的理论基础。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(sustainabledevelopment)。2026/5/25城市生态学－绪论39五、城市生态学基本原理

3.城市生态学基本原理3.1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地位，一般适应性较大物种占据较宽广的生态位；生态位（urbane