城市生态与城市环境知识重点整理.docx

第一章、生态学概论1.生物的生存环境包括哪些方面？2.生态因子的作用特征？作用方式？作用规律？3.种群与群落的区别？4.群落的特征？5.生态系统的结构？功能？特征？6.生态系统平衡的调节机制？1.生物的生存环境包括哪些方面？生物的生存环境包含两个方面，其一是生物栖息地周围与之相关的理论因素的总和，即物理环境（又称非生物环境）；其二是生物环境，指包含活有机物的环境，由影响动植物生存和繁衍的其他生物所组成。生物生存环境包括非生物环境（即物理环境：能量环境、物质环境）、生物环境两方面。 一、生物的能量环境：能量环境包括:光环境和温度环境（热）。生物能量环境特点：a.具有唯一性，来自太阳。b.具有区间性，即能量环境所提供的不同生物的生存环境条件具有时空上的差异，生物对于能量环境的利用也具有选择“最适区间”的内在趋势。（一）光：1.光照强度在地球表面有空间和时间变化。如纬度、海拔、地形、坡向、四季、昼夜。北半球温带地区太阳位置偏南，南坡光照多。2.光质：光谱成分的变化。随太阳高度升高，紫外线和可见光所占比例随之增大；反之，高度变小，长波光比例增加。3.光照长度：不同纬度的日照长度呈周期性变化。纬度低最长日和最短日光照时间差距小（如赤道地区分别是12小时），反之差距大。纬度越高日照长短变化越明显。（二）温度：1.温度的空间变化：节律性变温：地球上不同地区与太阳的相对位置不同，而且相对位置不断变化，这样发生温度有规律变化。（1） 纬度：每增加1度，年均温度降低0.5C。（2） 海拔高度：每升高100米，即纬度北推1度，年平均温度降低0.5-0.6C。并不绝对，还受地形坡向影响。2.温度的时间变化：（1）季节变化：太阳高度角变化形成季节变化。平均温度10-22 C为春秋；大于22 C 为夏季，低于10 C为冬季。（2）昼夜变化：纬度高、海拔高、远离海洋，昼夜温差大。二、生物的物质环境：由大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈组成，具有空间性和营养性。前者提供生物栖息、生长、繁衍的空间场所，后者提供生物生长发育繁殖所需各种营养物质。（一）大气圈：包围地球的空气层，由多种气体组成。1.大气组成：恒定组分：N：78.09%, O: 20.95%, 氩0.93%。 可变组分：水（0-4%），CO2（0.035%）;不定组分：尘埃,H2S, NOx, SOx等受火山、工业污染、沙尘暴等影响（二） 水圈： 地球表面各种形态的水的总称。包括海洋、河流、湖泊、地下水、大气水、冰等。海洋占地球面积的79%，是水圈的主体，其中咸水占97%，淡水占2.53%.全世界淡水资源缺乏.按照联合国确定1200m3/年.人,有多数国家处于缺水.我国缺水国家之一. 水以大气环流、海洋和河流排水等形式在地球上流动和再分配，通过蒸发、降雨、渗透等进行水分循环，保证地球水量恒定、水分平衡。水中含有各种化学物质、各种溶解盐、有机营养等，可供生物需要。各地区水质差异对生物质量特征有影响。（三）、岩石圈地球划分为地壳、地幔、地核。又把地球表面30-40km厚的坚硬地壳层称为岩石圈。这里所讲的岩石圈处在地壳表层或称为地球表层。92种化学元素构成上千种矿物、160余种矿产资源、三大类岩石，为自然界生存的各种生物提供营养物质。为人类提供丰富的生产资料。岩石的风化：物理、化学、生物作用下岩石变成细小颗粒，化学组成变化、矿物组成变化。风化过程：原生岩石是在地壳深处的高温高压和缺氧及CO2，H2O条件下生成的。一旦发生火山及其他地壳运动而使岩石露于地表，上述条件发生改变，压力变小，温度降低。岩石内部矿物结晶水析出、蒸发，岩石吸水膨胀、微生物活动加剧，植物根系作用、温度变化促使岩石膨裂，与H2O 和空气接触更多。 O2H2O CO2及水中溶解质与岩石发生反应使其发生质变，形成土壤，为植物生存创造条件。（四）土壤圈：由岩石圈表面物理风化而成的疏松层作母质，加上水和有机物质通过化学变化以及土壤母质的生物作用，经过很长时间才形成的。土壤组成：矿物质（95%）、有机质、水分、空气。土壤的矿物质：原生矿物（岩石原始成分）和次生矿物（岩石风化形成）。土壤有机质由植物提供：碳水化合物、蛋白质、腐殖质、氨基酸、脂肪以及微生物等。土壤类型与原岩、气候等有关。土壤的特征：一是肥力，二是同化和代谢外界输入的物质能力。土壤污染（污染超出其自净能力）：重金属、石油、农药化肥等，直接影响食品安全。2. 生态因子的作用特征？作用方式？作用规律？（一） 生态因子作用的特征:1. 综合作用：各因子彼此联系、互相促进、互相制约、互相转化。 比如：温度的高低不仅影响空气温湿度，同时也会影响土壤温湿度。再如温度是一二年生植物春化阶段中起决定作用的因子，但若通气条件不好、湿度不适，萌芽的种子仍然不能通过春化阶段。2. 主导因子作用：在诸多生态因子中，有一个生态因子对生物起决定性作用，称为主导因子，主导因子的变化会引起其他因子发生变化。 比如:以生物为主导因子，体现在动物食性方面为食植动物、食肉动物、食腐动物、杂食动物等。3. 直接作用和间接作用：直接作用:光照、温度、水分直接影响植物的生长分布及类型等间接作用:地形因子如起伏、坡度、海拔高度及经纬度等间接影响光照温度水分。4. 因子作用的阶段性：有些鱼类并非终生定居在某处，而是在生活史的不同阶段对生活条件会有不同要求。如鱼类的洄游。5. 生态因子的不可代替性和补偿作用：从总体上说生态因子是不能代替和补偿的，但在局部能补偿。如在植物进行光合作用时，若光照不足，可以增加二氧化碳量来补足。但这种补偿作用只能在一定范围内作部分补偿，而不能以一个因子代替另一个因子，且因子间的补偿作用也不是经常存在的。（二）生态因子的作用方式： 1.拮抗作用：各个因子联合作用时，一种因子能抑制或影响另一种因子其作用。如在制作酸菜和泡菜过程中，乳酸菌旺盛繁殖，产生大量乳酸，使环境变酸而抑制腐败细菌的生长。 2.协同、叠加和增强作用： 协同作用：两种或多种化合物共同作用时的毒性等于或超过各化合物单独作用时毒性的总和。 叠加作用：两种或多种化合物共同作用时的毒性为各化合物单独作用时毒性的总和。增强作用：一种化合物对某器官系统无毒作用，但与另一种化合物共同作用时毒性增强。3.净化作用：生态因子自身具有对污染物的清除作用：借助于物理、化学、生物的方式消除水、气、土中的污染物。分三类：物理净化作用有稀释、扩散、淋洗、挥发、沉降等；化学净化作用有氧化还原、化合分解、吸附、凝聚、交换、络合等；生物净化作用有吸收、降解等。（三）生态因子作用的规律：1.限制因子规律：限制一种生物或种群的分布与活动的环境因素。植物生长的光、水、CO2、温度是限制因子。2.最低量（最小因子）定律：（利比希最低量定律）生物受到那些只需要微量的营养物质所限制，如微量元素等。如：有些植物生长在阴暗处比生长在阳光下需要的锌少些，所以锌对阴暗中的植物的限制作用小。3.耐受性定律：每种生物对一种环境因子都有一个生态上的适应范围生态幅，存在最低点和最高点，两者之间的幅度为耐受限度。生态因子的过高或过低都对生物有影响。一种生物如果经常处于这种极限条件之下，生存就会受到严重危害。如土壤中的重金属在10-6以下对植物危害不大，但镉在3-5 *10-6就可产生镉米。玉米生长发育温度耐受限度为9.446.1。耐受性定律还存在以下几种情况：（1）生物对各种生态因子的耐性幅度有较大差异，生物可能对一种因子的耐性很广，而对另一种因子耐性很窄。（2）生物并非都在最适环境因子范围内生存，而对所有因子耐受范围都很广的生物分布也广。如美人蕉。（3）当一个物种的某个生态因子不是处在最适状况时，另一些生态因子的耐性限度会下降。如土壤含氮量下降时，草的抗旱能力下降。风景区规划，草坪刺槐（4）因为种群的相互作用（竞争、天敌）等会妨碍生物利用最适宜的环境，所以有些生物并不是在某一特定的最适范围内生存。（5）繁殖期通常是一个临界期，此间环境因子最能起 到限制作用。3.种群与群落的区别？一、种群：在一定时空中同种个体的总和。 群落（生物群落）：指一定时间内居住在一定空间范围内的生物种群的集合。它包括各种动物植物微生物等各个物种的种群，共同组成生态系统中有生命的部分。群落内部存在协调控制机制，使它在绝对的变动过程中，保持了相对稳定性。各物种在时间和空间上可以相互置换，因而功能相同的群落可能有不同的物种组成。二、 种群是种间关系的研究范围，种群内的个体之间既有种内互助，也有种内斗争，两者的对立统一，共同维持群落的相对稳定。群落是种间关系的研究范围，是由不同种群构成的，是生态系统的生物成分，包括生产者、消费者和分解者三、 在研究中，种群对其数量动态规律始终高度重视，群落主要分析垂直结构的分层现象和水平结构的不同种群以及小种群的分布差异。4. 群落的特征？群落的特征：1.群落中的优势种：群落的所有物种中，只有少数几种在数量大小活动上起主要影响控制作用称为优势种。建群种：群落中的优势种决定群落的内部结构和特殊环境，是群落的创造者和建设者，称为建群种。2.群落的物种多样性：包括两种含义： 丰富度：群落中物种的多少。 异质性：群落中各个种的相对密度。（与均匀性成正比）3.群落的种间关联性：正关联：物种趋于一起出现。负关联：物种由于竞争或对环境的、资源要求的明显差异而互相排斥，不一起出现。4.群落的交错区和边缘效应：群落的交错区（生态环境脆弱带）：不同群落的交界区域，或两类环境相结合的过渡空间域。边缘效应：群落交错区内单位面积内的生物种类和种群密度较相邻群落有所增加。这种现象称。如桑基渔塘5.群落的稳定性：群落稳定性是指群落在一段时间过程中维持物种互相结合及各物种数量关系的能力，以及在受到扰动的情况下恢复到原来平衡状态的能力。群落多样性是群落稳定性的一个重要尺度。生态系统的平衡、稳定直接反映在群落组成结构的稳定性上。5. 生态系统的结构？功能？特征？结构：1.营养结构：即食物网及相互关系。生态系统各组分之间建立起的营养关系，构成生态系统的营养结构。这是能量流动和物质循环的基础。2. 物种结构：各类生态系统中生物组成差异较大。如水生生态系统的生产者主要是浮游藻类；森林系统生产者是乔木和灌木。要搞清一个生态系统的物种结构是比较困难的。但可以研究指示种。多以群落优势种为研究对象。3.空间结构：包括群落的垂直结构和水平结构；4.时间结构：物种的时间变化关系和发育特征，构成一个季相。功能：四大功能：生物的生产、物质循环、能量流动、信息传递。（一）生物生产：包含初级生产和次级生产两个过程。初级生产是生产者把太阳能转化为化学能过程。次级生产是消费者（动物）将初级产品转化为动物能。初级生产力：太阳能转化为潜在生物质能的速率kcal/（m2 a）。生物质生产总速率总初级生产力（PG）。对于植物而言，还有一部分能量用于自身生长的需要，即细胞呼吸（R）。净初级生产力PN= PG -R。如： 6CO2+12H2O+光C6H12O6+6O2+6H2O 研究表明：海湾和礁石区是海洋生态系统在单位面积有最大初级生产能力的地区。陆地以潮湿温带森林、湿热带森林最大。保护这些区域对人类至关重要。（二）物质循环：生态系统中各种营养物质经过分解者分解成可被生产者利用的形式归还给环境中重复利用，周而复始地循环，这个过程较物质循环。 主要指维持生命活动正常进行所必需的各种营养元素CHONPS。通过食物链各营养级传递和转化；不是单方向、多次利用的。如水循环（三）能量流动：生态系统中的能量流动是能量通过食物网在系统内的传递和耗散过程，始于生产者的初级生产止于还原者功能的完成，包括能量形态的转变、转移、利用和耗散。能量来自太阳。（四）信息传递营养信息：通过营养交换把信息从一个种群传递给另一个种群；物理信息：颜色变化、光、声构成；化学信息：生物体分泌出某种特殊的化学物质；行为信息:燕子飞行格式。特征：1.动态功能特征：生长、发育、代谢、繁殖、衰老。不断进行物质交换和能量传递2.区域特征：南北方的森林生态系统在物种结构、物种丰度、系统功能等方面会有明显差异。3.开放的自持系统：生态系统功能连续的自我维持基础就是其自身具有代谢机能，循环往复，不断进行物质能量交换，通过生产者消费者分解者来完成。4.自动调节功能：生态系统受到外来干扰使稳定状态改变，而其依靠自身内部机制再返回到稳定协调状态的能力。6. 生态系统平衡的调节机制？（1） 反馈机制：正负反馈作用。正反馈：使系统不稳定，如种群数量增加；负反馈：通过自身功能减缓系统内的压力以维持系统稳定。如种群数量调节中，密度制约作用是负反馈机制的体现。（2）抵抗力：生态系统抵抗外界干扰并维持系统结构和功能原状的能力。环境容量、自净作用都是系统抵抗力的表现形式。（3）恢复力：生态系统遭受外界干扰破坏后恢复到原状的能力。如污染水域切断污染后，生物群落恢复到原状，就是系统恢复力的表现。生态平衡阈值：不使生态系统丧失调节能力或未超过其恢复力的干扰及破坏作用的强度。第二章城市生态学及基本原理1.城市生态学及城市生态学研究对象？2.为什么说在进行城市规划的过程中要运用到生态学观点作为理论指导？3.城市生态学研究层次？4.城市生态学基本原理？ 1. 城市生态学及城市生态学研究对象？城市生态学:是以生态学的概念、理论和方法研究城市生态系统的结构、功能及运动规律的生态学分支学科，即研究城市人口与自然环境和社会环境之间相互关系的一门学科。城市生态学将城市作为一个以人为中心的人工生态系统，在理论上着重研究其发生和发展的动因，组合和分布的规律，结构和功能的关系，调节和控制的机理，旨在运用生态学原理规划、建设和管理城市，提高资源利用率，改善系统关系，增加城市活力。三大分支（研究对象）城市自然生态学:研究城市人类活动对自然生态系统的影响及城市生物地理环境对城市居民的影响。城市经济生态学:城市代谢过程和物流能流的转化、利用效率社会生态学:研究人工环境对人的生理和心理的影响、效用及人在建设城市改造自然过程中遇到的城市问题。2. 为什么说在进行城市规划的过程中要运用到生态学观点作为理论指导？ (1).城市问题产生的根源：城市的聚集性：城市占地球面积0.3%，居住着世界全部人口的40%，人口高度密集；全球财富最集中的区域；人类科学文化的集中地；信息中心；交通集聚地；建筑能源生产消费中心。城市的稀缺性：植被生物水源光照能源土地稀缺；分解者稀缺人类热衷于征服自然：无论人类的技术如何高超，对于自然环境的依赖性仍然存在。 (2).城市发展需要生态学思想：城市问题实质：就是人、城市与自然生态系统相互作用过程中呈现出来的不平衡、不协调现象，从城市发展的全过程来看，它既有不可避免性，又有可调控性。要解决城市问题，就要调整好城市发展与自然环境及自然生态系统的协调关系。3. 城市生态学研究层次？1.城市生物环境层次：从传统的生物生态学理论出发，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。如：城市动植物区系分布，城市工业污染条件下的植物群落特点，鸟类行为变化等；试图以城市中植物生长及动物行为变化来揭示城市环境状况，找出解决污染、改善环境条件的策略。2.城市生态系统层次：把城市作为以人类活动为主体的人类生态系统来研究。从生态系统的理论出发，研究城市生态系统的特点、结构、功能的平衡，以及他们在空间形态上的分布模式与相互关系。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，从历史发展角度来考察城市问题。把城市作为整个区域范围内的一个有机体，通过研究城市的兴衰，揭示城市与其腹地在自然经济社会等方面的相互关系，分析同一地区的城市分布与分工合作及规模、功能各异的人类聚落间的相互关系；研究城市在不同尺度范围内的中心作用、吸引力和辐射作用；分析城市有机体在生态系统中的生态位势。城市群：长江三角洲、辽宁中部、珠江三角洲等；4. 城市生态学基本原理？ 1.城市生态位原理：生态位是物种在群落中在时间、空间和营养关系方面所占的地位。城市生态位是城市给人们生存和活动所提供的生态位。提供各种生态因子（水食物能源土地气候建筑交通等）和生态关系（生产力水平环境容量生活质量与外部系统的关系等）的集合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。生产生态位：资源利用和生产条件生活生态位：环境质量和生活水平城市市中心的生态位比城市其它空间组成部分更优越。（特定条件下和特定城市发展阶段）2.生物多样性导致稳定性原理：生态系统的结构愈多样、愈复杂，其抗干扰的能力就愈强，也就愈易于保持其动态平衡的稳定状态。原因是在结构复杂的生态系统中，当食物链上某一环节发生异常变化时，造成能量物质流动障碍时，可以由不同生物种群间的代偿作用加以克服，而不至于对整个生态系统的功能造成大的影响。在城市生态系统中，各种人力资源及多种性质保证了城市各项事业的发展对人才的需求；各种城市用地具有的多种属性保证了城市各类活动的展开；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城市经济效益高。3.食物链（网）原理：可以根据一定目的进行城市食物网加链和减链。加链：增加新的生产环节，将不能直接利用的物质、资源转化为价值高的产品。减链：除掉或控制那些影响食物网传递效益，利润低、污染严重的链环。4.系统整体功能最优原理：城市各组分之间的关系并非总是协调一致的，而是呈现出相生与相克的关系状态。因此，有必要理顺城市生态系统结构，改善系统运行状态，要以提高整个系统的整体功能和综合效益为目标，局部功能与效率应当服从于整体功能和效益。5.最小因子原理：李比希最低量率在城市生态系统中，影响其结构、功能行为的因素很多，往往是处于临界量的生态因子对城市生态系统功能的发挥具有最大的影响力。所以有效改善提高其量值，会大大增强城市生态系统的功能与产出6.环境承载力原理：环境承载力是某一个环境状态与结构在不发生对人类生存发展有害变化的前提下，所能承受的人类社会作用（强度、规模、速度）三者的限制就是环境本身具有的有限性自我调节能力的量度。（1）资源承载力： 自然资源条件：淡水、土地、矿藏、生物 社会资源条件：劳动力资源、交通工具与道路系统、市场因子、经济发展实力（2）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。（3）污染承载力：反映本地自然环境的自净能力大小的指标。环境承载力原理内容：环境承载力会随城市外部环境条件的变化而变化；环境承载力的改变会引起城市生态系统结构和功能的变化，从而推动城市生态系统的正向演替或逆向演替；城市生态演替是城市适应外部环境变化及内部自我调节的结果；城市生态系统向结构复杂、能量最优利用、生产力最高的方向演化成正向演替；反之为逆向演替；城市生态系统的演替方向与城市生态系统中人类活动强度是否与城市环境承载力相协调密切相关。当城市活动强度小于环境承载力时，城市生态系统表现为正向演替；反之为逆向演替。第三章 城市生态系统的构成及特征1.城市生态系统的构成?2.城市生态系统的特征?1. 城市生态系统的构成?一、社会学家提出的生态系统的构成反映城市的主体人的能力、需求、活动状况，城市的职能特点等；城市空间、城市社会作为分类。从人工环境、自然环境、城市居民、城市组织加以区分。见66页图二、环境学家提出的城市生态构成：生物系统与非生物系统，在非生物系统中分为人工物质系统、环境资源系统、能源系统。见67页图三、其他学者提出的城市生态构成：分为自然生态系统与社会经济生态系统两大部分，又分别包括生物与非生物两方面。见68页图四、城市生态系统分成社会生态、经济生态、自然生态三个子系统。见68页图2. 城市生态系统的特征?一、自然生态系统特征：1.自然生态系统具有有机体的一系列生物学特征，如繁殖生长发育代谢衰老，具有内在的动态变化能力；2.具有一定的区域特征；3.是开放的“自我维持系统”；4.具有自动调节功能。二、城市生态系统其他特征（一）城市生态系统的人为性1.城市生态系统是人工生态系统：人工的环境、设施、人工化倾向明显；包括人工化营养结构、技术物质等；2.以人为主体的生态系统，人口比重极大，其他物种和生物量很少。生产者：绿色植物 从事经济生产的人类，消费者：人类3.受自然规律和人类影响作用：自然规律：物质-转换-合成-分解-再循环4.人类社会因素的影响占主导地位：人类社会的政治、经济、法律、文化和科技。5.人类活动影响人类自身：改变了人类的活动形态，创造了高度的物质文明；人类活动造成的环境变化，引起“城市病”，影响人类健康。（二）城市生态系统的不完整性1.城市生态系统缺乏分解者：生物群落数量少而且结构单一，城市废物不可能由分解者就地分解，几乎全部要送到化粪池、污水厂、垃圾处理厂。2.生产者数量少，作用也发生了改变：植物的任务并非为居住者提供食物，而是美化街景，改善环境条件。而城市生态系统依赖外界引入植物（粮食）满足消费者需求。（三）城市生态系统的开放性1.对外部系统的依赖性：能源与物质的依赖性占主导地位；其次是人力、资金、技术、信息。2. 对外部系统的辐射性：向外部输出能源与物质；输出人力、资金、技术、信息；输出废物等。3. 城市生态系统的开放具有层次性：各子系统之间的开放：内部性城市社会经济系统与城市自然环境系统之间的开放：规模强度稍大城市生态系统作为整体向外部系统的全方位开放：高强度、双向性、普遍性（四）城市生态系统的高质量性指其构成要素的空间高度集中性与其表现形式的高层次性。1.物质、能量、人口的高度集中性城市用地面积只占到全球面积的0.3%，却集中了大量的人口、物质、能量。单位面积上的所含有的物质性要素是任何生态系统所无法比拟的。2.城市生态系统的高层次性最高层次的生态系统。人类创造能力的高水平；科学技术的高水平。（五）城市生态系统的复杂性1.是一个不断发展变化的复合人工系统通过人工对原有能源和物质的合成或分解，迅速形成新的能源和物质。城市内部以及与外部之间的生态关系需要不断调整和适应，形成新的生态系统。2.是一个功能高度综合的系统功能多样：政治经济文化科学技术旅游功能多样以提高稳定性，功能协调，系统内耗最小，才能使城市生态系统整体功能效率最高。（六）城市生态系统的脆弱性1.城市生态系统不是一个自给自足的系统，要靠外力才能维持。需要人工输入能量和物质，人工输出无法自净的废物。2.城市生态系统在一定程度上破坏了自然调节机能。城市生态系统的高集中性、高强度性及人为因素，产生城市污染，同时城市物理环境发生迅速变化，如城市热岛、土壤板结、地面下沉等破坏了自然调节机能。3.城市生态系统食物链简化，系统自我调节能力小。以人为主体的食物链只有二三级，即植物-人；植物-食草动物-人。系统本身自我调节能力减少，其稳定性主要取决于社会经济系统的调控能力和水平及人类的认识和道德责任。4.城市生态系统营养关系出现倒置，决定了其为不稳定的系统。一个稳定的生态系统要求生产者在数量和比例上大于消费者。图示：79页第四章 城市生态系统的结构与基本功能1.城市生态系统的结构?2.城市生态系统的功能?课堂讨论:共生思想在城市规划中的应用 1、城市生态系统的结构? 生态系统的结构：是系统组成要素在系统一定空间范围内和一定演化阶段内相互连接、相互影响及发生关系的方式和秩序。 城市生态系统结构有以下四种方式：一、食物链结构：自然相对人工食物链（植物为初级生产者，植食动物与肉食动物为一二级消费者兼次级生产者，人类是高级消费者）和完全人工食物链（只有一级消费者，由环境提供的食品、饮用品、药品供人类食用）。城市生态系统的食物链结构二、资源利用链结构因为人类除了食物消费外，还需要穿、住、行、使用消费、文化消费和社会消费等高级消费。这产生了不同于其他生态系统的资源利用链结构。该结构由一条主链和副链构成。在主链中，环境系统提供的各类资源经初步加工后生产出一系列中间产品，再经深度加工后生产出可供直接消费的最终产品。最终产品一部分存留在市区环境，一部分输出到广域环境。如图：市区环境提供的资源数量极少，少部分洁净水太阳辐射，岩矿资源未被利用，土地的50%被改为建设用地，却与最终产品没有直接的物质能量关系。在副链中，能源转变为中间产品、中间产品转变为最终产品的过程中都会产生一定量的废弃物。经过重复利用、综合利用后，部分有价值的废弃物返还主链，其他进入市区环境和广域环境。 三、生命-环境相互作用结构：P82城市生态系统中，生命与环境之间，各种环境之间，环境要素之间都存在一定的相互作用关系。其中，人地关系（人与环境）是主体。以生命系统为中心，人工环境、广域环境、次生环境的相互作用。在市区：自然生物种群单一，优势种突出，群落结构简单，空间分布受限制在次生自然环境中，自然要素是自然资源的母体，自然资源是自然要素中有价值的部分。人为改变局部气候、地质基础、土壤结构等自然要素；人口剧增大量占用土地、消耗水资源。在广域环境中，郊区环境是区域环境的内核，区域环境是郊区环境的补充。郊区是城市人类生存的保证，弥补了市区生态环境的不足。区域是城市发展的基础，城市是区域发展的中心。 四、要素空间组合结构：P831，圈层式结构：以市区为核心，市区生命系统与环境系统为内圈，郊区环境为次外圈，区域环境为外圈的结构。显示了生命系统与各种环境要素的内在联系，是人类生存的中心聚居倾向和广域关联倾向的必然结果。2，镶嵌式结构 ：功能区的镶嵌。镶嵌式结构水平的高低是衡量城市规划质量与系统功能效率的一个重要标准。大镶嵌：各圈层内部要素按土地利用分异所形成的团块状功能分区的空间组合形态。如以单一要素为主的居住区、工业区、商业区、文化区、仓库区等，以及多种要素组合的工业-交通-仓库区，工业居住-商业区等。小镶嵌：各功能分区内部组成要素按土地利用分异所形成的微观空间组合形态。如在居住区内部，可由道路或自然、人工界限划分为居住小区、居住生活单元。2.城市生态系统的功能?城市生态系统的功能就是城市生态系统在满足城市居民的生产、生活、游憩、交通活动中所发挥的作用。具有生产功能、能量流动、物质循环和信息传递功能。一、生产功能：（一）生物生产：是指城市生态系统所具有的有利于包括人类在内的各类生物生长、繁衍的作用。1.生物初级生产：（绿色植物生产）不占主导地位；与自然生态系统的生物初级生产相比，不是自然生长，处于高度的人工干预状态下，其生产效率大，品种单调，稳定性很差。2.生物次级生产：在一般生态系统中是指消费者和分解者利用初级生产物质建造自身和繁衍后代的过程。而在城市生态系统中是指城市中的人类对初级生产物质的利用和再生产过程。相当部分需要外部调运，具有明显的依赖性。同时具有明显的人为可调性。（二）非生物生产：城市生态系统所特有的。是指其具有创造物质与精神财富满足城市人类的物质消费与精神需求的性质。1.物质生产：城市物质生产量巨大，其消耗的资源与能量惊人，对城市区域及外部区域自然环境的压力也大。2.非物质生产：精神文化产品。城市非物质生产能力的提高有利于提高城市的品位和层次，提高城市人类及整个人类的精神素养。二、能量流动(能量流)：生态系统的能量流：生物与环境之间、生物与生物之间能量的传递与转化过程。能量流的主要渠道是食物链和食物网；是单向的，不可逆转；遵循热力学第一第二定律，能量逐级递减，有效率为10%。城市生态系统的能量流：能源在满足城市四大功能（生产、生活、游憩、交通）过程中在城市生态系统内外的转化、传递、流通和耗散过程。城市生态系统的能量流是以各类能源的消耗与转化为其主要特征的。城市能源类型：太阳能、生物能、核能、矿物燃料、风能、海洋能、地热能等。城市是一个国家消耗能源的主要区域。城市的能源结构与全国的能源生产结构、消费结构、城市所在地区的经济结构特征等密切相关。城市环境污染与城市能源消费结构密切相关。沈阳市大气污染主要由燃煤产生，煤在该市燃料构成中占60-70%。三、物质循环自然生态系统中的物质指维持生命活动正常进行所必需的各种营养元素。它们是通过食物链各种营养级传递和转化的。该系统中的各种有机物质经过分解者分解成可被生产者利用的形式归还到环境中重复利用，周而复始地循环，称物质循环。城市生态系统中的物质循环是指各项资源、产品、货物、人口、资金等在城市各个区域、各个系统、各个部分之间以及城市与外部之间的反复作用过程。维持居住、工作、游憩、交通四大城市功能。四、信息传递自然生态系统中的“信息传递”指生态系统中各生命成分之间存在的信息流。主要包括：物理信息、化学信息、营养信息、行为信息。共生:共生，原指两种以上的生物为自身的生存安全或获得食物而建立的相互依赖、共同生存的一种生物现象。后来，生态学家将多种多样的生物在安定的环境中通过物质新陈代谢实现自给自足，呈现出“生态可持续性”的现象定义为一种广义的生物共生。都市生态学家以自然的生态观点来解释城市的多样化功能和结构，将城市描述为各种不同功能、活动、环境的共同表现空间.他们认为，城市的空间具有共生的形态，各部分是相互依赖、协调共存的。各种空间的、社会的、经济的、文化的要素在城市集聚，因此城市是一个综合、复杂的大系统，是一个庞杂的矛盾构成体。各种矛盾的弱化或解决、各种要素的协调与融合,实际就是城市走向和谐共生的过程。这正是规划师所孜孜追求的理想。城市规划中的共生思想的表述：1.自然与城市（人类）的共生；2.幼儿到老人的不同世代的共生；3.其它生物和人类的共生；4.历史和现代（先进技术）的共生；5.经济和文化的共生；6.科学技术与艺术的共生；7.多种功能的共生；8.城市和农业的共生；9.异质文化的共生；10.传统产业和先进技术的共生；第五章、城市生态系统分析讨论话题:1.快速城市化对城市生态系统的影响2.针对上述影响,需要采取什么样的城市规划措施1. 快速城市化对城市生态系统的影响城市化具有正、负两个方面的效应。一方面，城市化可以促进经济繁荣和社会进步,集约地利用土地,提高能源利用效率,促进教育、就业、健康和社会服务。另一方面,我国近三十多年来的快速城市化进程，在一定程度上影响了我国城市生态系统持续健康的发展。这些问题主要表现在以下几个方面。1快速城市化致城市生态系统失衡(1)城市规模的快速扩张致城市周边的优质土地多被占用在城市规模的快速扩张中，增加的面积多来自原来城市周边的郊区，这使得城市周边的农业用地不断减少，比较优质的农业用地不断地被高楼、道路和绿地占用。城市土地利用规模的快速扩张，导致了农地与非农地供求的严重失衡，并且由此产生了“土地财政”、“恶性拆迁”、“农民被上楼”等一系列严重的经济及社会问题。(2)城市生活必需品供应链延长致通货膨胀严重据国家统计局发布的数据，2011年末我国大陆总人口为135亿人，其中城市人口为69亿人，我国的城市人口首次超过农村人口。庞大的城市人口每天需要大量的蔬菜粮油肉类等生活日用品。但是，我国大部分农村地区还处在传统的耕作方式状态，还属于劳力农业，也就是说，在我国城市人口每天需要的生活日用品中，维持城市人口生存延续的粮食蔬菜肉类基本上还是原来的生产模式，农业产业化率还比较低。因此，当城市人口激增时，从外部生态系统输入城市的生活必需品就会大量增加。这种情况导致了城市生态系统与其他生态系统交换的失衡，这种失衡的结果又导致了物价的不断上涨，使物价处于上涨态势。2快速城市化致城市生态系统内部各环节的关系失衡由于城市生态系统具有开发性、依赖性、脆弱性、复合性等特点，因此，其极易受到自然环境条件和人为因素变动的干扰。某个因素的单方面发展或缺失，都有可能引起整个城市生态系统的失衡。结合城市化发展相关数据进行分析可发现，我国城市化进程中城市生态系统内部失衡主要体现在:(1)城市内涝据住房和城乡建设部2010年对351个城市进行的专项调查，20082010年间，全国62%的城市发生过城市内涝，内涝灾害超过3次以上的城市有137个.(2)交通阻塞及事故频繁目前，交通拥堵已不是个别大城市独有的现象，在中小城市也同样随处可见。我国城市交通规划及设计的滞后，已远远不能适应快速城市化的节奏。此外，我国的交通事故一直呈高发态势，20世纪80年代末我国交通事故年死亡人数首次超过五万人，近十余年来每年发生的交通事故更是多达50万起，因交通事故死亡人数年均超过10万人。(3)大气污染严重以煤炭为主的能源结构以及能源利用率低等因素使我国的区域性大气环境受到了严重的污染，使生态遭到了严重破坏。据统计，在目前世界十个污染最重的城市中，我国就占了7个。(4)垃圾围城有数据显示，在我国668个城市中，有三分之二的城市处于垃圾包围之中，其中四分之一已经无垃圾填埋堆放场地。全国城市垃圾堆存累计侵占土地超过5亿平方米，每年的经济损失高达300亿元。(5)城市贫富差距呈扩大之势经济学家徐滇庆在北京大学中国经济研究中心所做的“中国贫富差距与当前出路”的演讲中指出:“改革开放初期，中国的基尼系数只有031。现在无论从那个角度来看，都突破了05。”此数据表明，在快速城市化进程中，我国城市中存在着两极分化的现象，贫富差距呈扩大之势。3快速城市化使得其他生态系统亦遭到破坏在快速城市化进程中，一些城市存在着片面追求城市规模扩张和发展速度，致滥垦、滥牧、滥伐、滥采现象非常普遍，使水、空气、土壤、植被等生态系统受到严重威胁及破坏。例如，我国的森林面积以每年5000平方公里的速度在减少;草原由于超载过牧、毁草开荒的影响，退化面积达87万平方公里。有的地方甚至发生了非常严重的环境灾难。2. 针对上述影响,需要采取什么样的城市规划措施1树立科学的城市发展理念针对目前我国城市生态系统失衡的现状，首先应制定一套科学的指标体系，开发出一套测评干部素质能力的方法和技术，把那些能够重视民生、责任心强、有很强的城市经营管理能力的干部选拔出来，从而改变现在很多城市粗放的扩张模式，进而提高城市资源的利用效率。其次，政府部门应加强对干部进行相关的教育、培训，增强其建设生态城市的能力，提高其生态意识，使其树立科学的城市发展理念。如此，城市才能健康有序地发展，城市生态系统才能平衡起来。2健全法律法规，探寻协调的城市发展路径城市建设须法制先行。在城市规划建设中，只有加强相关法律法规的建设，以法律规范城市建设与发展的决策，才能减少和杜绝在城市建设中无法可依、盲目攀比、注重眼前