城市生態系統的基本概念

(一)城市生態系統的定義

特定地域內的人口、資源、環境(包括生物的和物理的、社會的和經濟的、政治的 和文化的)通過各種相生相克的關系建立起來的人類聚居地或社會、經濟、自然復合體。

(二)城市生態系統的構成

1.城市生態系統的基本結構

城市生態系統具有等級特征，它可以分成若干個相互聯系和制約的子系統，每一個一 級子系統又可以分為若干個次一級系統;這樣續分下去，最終每個次級系統可以分為若干 不同的組分( component)。各個亞系統還可以進一步續分為不同的子系統，彼此互為環 境。城市生態學主要研究不同層次內各個子系統之間或者組分間相互作用的復雜關系。一 般將城市生態系統分為社會、經濟、自然三個一級子系統(亞系統)。

社會生態亞系統以人口為中心，包括基本人口、服務人社會 口、撫養人口、流動人口等以滿足城市居民的就業、居住、交〈 通、供應、文娛、醫療、教育及生活環境等需求為目的，為經濟系統提供勞力和智力。它以高密度的人口和高強度的生活消費為特征。經濟自然 經濟生態亞系統以資源(包括能源、物資、信息等)為核心，由工業、農業、建筑、交通、貿易、金融、信息、科教等的基本結構 系統所組成。它以物資從分散向集中的高密度運轉，能量從低質向高質的高強度聚集， 信息從低序向高序的連續積累為特征。

自然生態亞系統以生物結構和物理結構為主線，包括植物、動物、微生物、人工設施 (房屋、道路、管線等)和自然地理環境(土地、水域、大氣、氣候景觀等)。它以生物 與環境的共存、城市活動的支持、容納、緩沖及凈化為特征。 自然生態亞系統是基礎，經濟生態亞系統是命脈，社會生態亞系統是主導。它們之間 相互作用，導致了城市復合體的矛盾運動。

2.城市生態系統的構成

城市生態系統是由城市人類及其生存環境兩大部分組成的統一體。其中城市人類是由 不同的人口結構、勞力結構和智力結構的城市居民所組成的;而城市人類生存環境是由自 然環境(大氣、水、土壤等)、生物環境(除人類外的動物、植物、微生物)和經濟、社 會文化環境以及技術物質環境(建筑物、道路、公共設施等)組成的。

二、城市生態系統的特點

1.城市是以人為主體的生態系統

城市中人口密集，供自然界生物生存的綠地面積很小，綠色植物和動物在城市生態系 統中僅僅作為環境的一部分。

2.城市是具有人工化環境的生態系統

人工化環境改變了城市的下墊面特征，形成"城市熱島"，并使城市的小氣候發生改 變：城市中的自然，如山體、河流、湖泊和沼澤等也都受到人類建設活動的嚴重影響，形 態和功能都發生了巨大變化。

3.城市是流量大、容量大、密度高、運轉快的開放系統 城市是一個需要輸入大量糧食、水、燃料、原料，同時輸出大量的產品和廢物的開放 系統，其物質和能量的"輸入一一轉化一一輸出"運轉效率很高。 4.城市是依賴性很強，獨創性很差的生態系統

生態系統所具有的自然調節和保持平衡功能在城市生態系統中顯得很弱。城市需要不 斷的人為干預來維持系統的平衡。

對城市生態系統的研究必須與人文社會科學相結合

由于城市生態系統是以人為主體的人工生態系統，包括人的社會活動、經濟活動在內 的"城市系統"才是人們真正需要廣加研究的對象。社會學、經濟學的觀點、方法必然 同時被生態學家所利用來解釋城市復雜的結構、功能和過程。

三、城市生態系統的功能

1.城市生態系統基本功能

城市生態系統的功能即是城市生態系統在滿足城市居民的生產、生活、游蔥、交通活 動中所發揮的作用。城市生態系統的結構及其特征決定了城市生態系統的基本功能，和自 然生態系統類似，城市生態系統也具有生產功能、能量流動功能、物質循環功能和信息傳 遞等功能。由于城市生產包括經濟生產和生物生產，經濟生產囊括了城市的主要社會過 程，因此城市生態系統的基本功能要比自然生態系統復雜得多。

一般將城市生態系統的基本功能概括為三個，分別為生產，為社會提供 物資和信息產品;二是生活(消費)功能，城市具有利用域內外環境所提供的自然資源 及其他資源，生產出各類"產品" (包括各類物質性及精神性產品) ，既為市民提供方便 的生活條件和舒適的棲息環境的能力;三是還原(調節)功能，城市具備的消除和緩沖 自身發展帶來的不良影響能力以及在自然界發生不良變化時能盡快恢復原狀，既保證城市 自然資源的永續利用和社會、經濟、環境的協調發展的能力。也有的認為城市生態系統的 基本功能還應包括區域主導，即城市是區域經濟集聚增長的結果，同時又引導著區域經濟 的發展和環境質量的好壞。城市生態系統的基本功能通過能量流和物質循環來實現。

2.城市生態系統的能量流動

城市生態系統中原生能源一般皆需從城市外調人，其運輸量十分驚人。

城市生態系統能量流動具有以下特征：

(1)在能量使用上，能量來源不僅僅局限于生物能源，還包括大量的非生物能源。 能量流動和交換同時存在于生物與生物、生物與人類、生物和人類與非生物(如人類所 制造的各種機械設備等) ，以及非生物與非生物之間。隨著城市的發展，它的能量、物資 供應地區越來越大，從城市所在的鄰近地區到整個國家，直至世界各地。

(2)在傳遞方式上，城市生態系統的能量流動方式要比自然生態系統多。自然生態 系統主要通過食物網傳遞能量，而城市生態系統通過農業部門、采掘部門、能源生產部 門、運輸部

門等傳遞能量。

(3)在能量流運行機制上，自然生產系統能量流動是自發的，而城市生態系統能量 流動以人工為主，如一次能源轉換成二次能源、有用能源等皆依靠人工。

(4)在能量生產和消費活動過程中，除造成熱污染外，還有一部分物質伴隨著以 “三廢”形式排入環境，使城市環境遭受污染。如我國每燃燒1t煤排放二氧化硫4.9kg， 煙塵1.45kg，氧化物3.6-9.2嶺，一氧化碳0.2 -22. 7kg。

(5)能量流動在流動中不斷有損耗，不能構成循環，具有明顯的單向性。

(6)除部分能量是由輻射傳輸外(熱損耗) ，其余的能量都是由各類物質攜帶。

3.城市生態系統的物質循環

城市生態系統中物質循環是指各項資源、產品、貨物、人口、資金等在城市各個區 域、各個系統、各個部分之間以及城市與外部之間的反復作用過程。 城市生態系統物質循環具有以下

特征：

(1)城市生態系統所需物質對外界有依賴性

絕大多數城市都缺乏維持城市的各種物質，皆需從城市外部輸入城市生產、生活活動 所需的各類物質，離開了外部輸入的物質，城市將立即陷入困境。 (2)城市生態系統物質既有輸入又有輸出

城市生態系統在輸入大量物質以滿足城市生產和生活需求的同時，也輸出大量的物 質，包括產品及各類"廢棄物"。

(3)生產性物質遠遠大于生活性物質

這是由于城市的最基本的特點是經濟集聚(生產集聚) ，城市首先是一個生產集聚的 區域所決定的。

(4)城市生態系統的物質流缺乏循環

城市生態系統中分解者的作用微乎其微(因城市生態系統是高度人工化的生態系 統) ，數量也很少，再加上物質循環中產生的廢物數量巨大，故城市生態系統中廢物難以 分解、還原，物質被反復利用，周而復始地循環(利用)的比例相當小。

(5)物質循環在人為干預

狀態下進行與自然生態系統的物質循環主要在自然狀態下進行不同，城市生態系統的物質循環皆 在人為狀態下進行。人們為了增加產品種類、提高生產效率、滿足物質享受，使得城市生 態系統的物質循環受到了很大影響。

(6)物質循環過程中產生大量廢物

由于科學技術的限制以及人們認識的局限，城市生態系統物質利用的不徹底性導致了 物質循環的不徹底，物質循環的不徹底又導致了物質循環過程中產生大量廢物。

例題：

1在自然界里，一般一個種總是以( B )形式存在。

A個體

B種群

C群落

D生境

2.下面說法正確的是( ACD )。(多選)

A種群是物種存在的基本單位

B功能相同的群落，其物種組成也是相同的

C群落具有一定的組成和營養結構

D生態系統的邊界有的是比較明確的，有的則是模糊的

3生態學的研究內容包括以下( ABC )部分。(多選)

A生物生存環境

B種群特征

C生態因子及其作用

D個體特征

4.生物的生存環境包含以下( C )方面。

A生物的物質環境、生物的能量環境

B物質環境、生物環境

C物理環境、生物環境

D生物環境、生物圈

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