第4章城市生態(tài)基本原理與程序

生態(tài)城市學(xué)土木工程與建筑學(xué)院主講：謝宏杰

生態(tài)城市學(xué)緒論城市與城市生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)城市

城市生態(tài)學(xué)基本原理與生態(tài)規(guī)劃原則城市生態(tài)規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)與方法城市生態(tài)功能區(qū)劃城市生態(tài)環(huán)境專項(xiàng)規(guī)劃城市災(zāi)害及防治城市與社區(qū)可持續(xù)發(fā)展城市生態(tài)規(guī)劃案例第4章城市生態(tài)規(guī)劃基本原理與生態(tài)規(guī)劃原則

第1節(jié)

城市生態(tài)規(guī)劃基本原理生態(tài)位原理（niche）生態(tài)位：物種在群落中在時(shí)間、空間和營養(yǎng)關(guān)系方面所占的地位。生態(tài)位的寬度據(jù)該種的適應(yīng)性而改變，適應(yīng)性較大的物種占據(jù)較寬廣的生態(tài)位。

城市生態(tài)位（urbanniche）：城市給人們生存和活動(dòng)提提供的生態(tài)位。反映了一個(gè)城市的現(xiàn)狀對(duì)于人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng),生活活動(dòng)的適宜程度，既城市的性質(zhì)、功能、地位、作用及其人口、資源、環(huán)境的優(yōu)劣勢。

城市生態(tài)位類型：生產(chǎn)生態(tài)位：城市的經(jīng)濟(jì)水平（物質(zhì)和信息生產(chǎn)及流通水平）、資源豐盛度（如水、能源、原材料、資金、智力、土地、基礎(chǔ)設(shè)施等）。生活生態(tài)位：社會(huì)環(huán)境（物質(zhì)，精神及社會(huì)服務(wù)水平等）及自然環(huán)境（物理環(huán)境質(zhì)量、生物多樣性、景觀適宜度等）?？傊?，城市生態(tài)位是指城市滿足人類生存發(fā)展所提供的各種條件的完備程度。生物群落與環(huán)境之間保持動(dòng)態(tài)平衡的穩(wěn)定狀態(tài)的能力，是同生態(tài)系統(tǒng)物種及結(jié)構(gòu)的多樣性、復(fù)雜性呈正相關(guān)的。生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)愈多樣、復(fù)雜，則其抗干擾的能力愈強(qiáng)，因而也愈易于保持其動(dòng)態(tài)平衡的穩(wěn)定狀態(tài)。2多樣性導(dǎo)致穩(wěn)定性原理(diversity&stability)在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)中，當(dāng)食物鏈（網(wǎng)）上的某一環(huán)節(jié)發(fā)生異常變化，造成能量、物質(zhì)流動(dòng)的障礙時(shí)，可以由不同生物種群間的代償作用給予克服。如在物種十分豐富多樣的熱帶雨林中，某些物種的缺失就會(huì)因這種代償作用而不致對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的功能造成大的影響。而在僅有地衣、苔蘚的北極苔原，這種植被一旦受到破壞，就立即會(huì)使以地衣為食的馴鹿以及靠捕食馴鹿為生的食肉獸無法生存，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)過于簡單的的苔原生態(tài)系統(tǒng)是無法發(fā)揮物種間的代償作用的。人力資源多樣性，保證了城市各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展對(duì)人才的需求；土地的多樣性，保證了城市各類活動(dòng)的展開；城市功能與交通方式的多樣性，使城市具有更大的吸引力與輻射力；行業(yè)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的多樣性，使城市經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定，整體經(jīng)濟(jì)效益提高等。2多樣性導(dǎo)致穩(wěn)定性原理(diversity&stability)3食物鏈原理食物鏈（foodchain）:

以能量和營養(yǎng)物質(zhì)形成的各種生物之間的聯(lián)系。

食物網(wǎng)（foodweb）：生物群落中許多食物鏈彼此相互交錯(cuò)連接而成的復(fù)雜營養(yǎng)關(guān)系。

用于城市系統(tǒng)時(shí)，各企業(yè)之間相互提供生產(chǎn)原料，某一企業(yè)的產(chǎn)品是另一企業(yè)生產(chǎn)的原料；某些企業(yè)生產(chǎn)的“廢品”也可能是另一些企業(yè)的原料。如此可以對(duì)城市食物網(wǎng)“加鏈”和“減鏈”。減鏈：除掉或控制那些影響食物網(wǎng)傳遞效益，利潤低、污染重的鏈環(huán)。加鏈：增加新的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，將不能直接利用的物質(zhì)、資源轉(zhuǎn)化為價(jià)值高的產(chǎn)品。食物鏈（網(wǎng)）原理表明：人類居于食物鏈的頂端，人類依賴于其他生產(chǎn)者及各營養(yǎng)級(jí)的“供養(yǎng)”而維持其生存；人類對(duì)其生存環(huán)境污染的后果最終會(huì)通過食物鏈的作用（即污染物的富集(enrichment)作用）而歸結(jié)于人類自身。

4限制因子原理

（Liebig’slawofminimum）

水桶效應(yīng):美國管理學(xué)家彼得提出的。說的是由多塊木板構(gòu)成的水桶，其價(jià)值在于其盛水量的多少，但決定水桶盛水量多少的關(guān)鍵因素不是其最長的板塊，而是其最短的板塊。這就是說任何一個(gè)組織，可能面臨的一個(gè)共同問題，即構(gòu)成組織的各個(gè)部分往往是優(yōu)劣不齊的，而劣勢部分往往決定整個(gè)組織的水平。

低于某種生物需要的最小量的任何特定因子，是決定該種生物生存和分布的根本因素。該定律只在物質(zhì)和能量的輸入和輸出處于平衡狀態(tài)時(shí)，才能應(yīng)用。概念：環(huán)境承載力是指某一環(huán)境在不發(fā)生對(duì)人類生存發(fā)展有害變化的前提下，在規(guī)模、強(qiáng)度和速度上所能承受的人類社會(huì)作用的能力。5環(huán)境承載力原理

（environmentalloadcapacity）環(huán)境容量指某一環(huán)境對(duì)污染物最大承受限度，在這一限度內(nèi)，環(huán)境質(zhì)量不致降低到有害于人類生活、生產(chǎn)和生存的水平，環(huán)境具有自我修復(fù)外界污染物所致?lián)p傷的能力。環(huán)境容量由靜態(tài)容量和動(dòng)態(tài)容量組成。靜態(tài)容量指在一定環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)下，一個(gè)區(qū)域內(nèi)各環(huán)境要素所能容納某種污染物的靜態(tài)最大量（最大負(fù)荷量）；動(dòng)態(tài)容量是指區(qū)域內(nèi)各要素在確定時(shí)段內(nèi)對(duì)該種污染物的動(dòng)態(tài)自凈能力。

5生態(tài)環(huán)境承載力原理

（environmentalloadcapacity）包括：（1）資源承載力：自然資源：淡水、土地、礦藏、生物等。社會(huì)資源：勞動(dòng)力資源、交通工具與道路系統(tǒng)、市場因子、經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)力等。還可以分為：現(xiàn)實(shí)的：在現(xiàn)有技術(shù)條件下，某一區(qū)域范圍內(nèi)的資源承載能力；潛在的：技術(shù)進(jìn)步，資源利用程度提高或外部條件改善而提高本區(qū)的資源承載力。（2）技術(shù)承載力：勞動(dòng)力素質(zhì)、文化程度與技術(shù)水平所能承受的人類社會(huì)作用強(qiáng)度。包括現(xiàn)實(shí)的與潛在的兩種類型。（3）污染承載力：反映本地自然環(huán)境的自凈能力大小的指標(biāo)。

環(huán)境承載力原理具體內(nèi)容：（1）環(huán)境承載力會(huì)隨城市外部環(huán)境條件的變化而變化。（2）環(huán)境承載力的改變引起系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的變化，從而推動(dòng)系統(tǒng)的正向演替或逆向演替。生態(tài)演替（succession）

當(dāng)城市活動(dòng)強(qiáng)度小于環(huán)境承載力時(shí)，城市生態(tài)系統(tǒng)可表現(xiàn)為正向演替；反之，則相反。生態(tài)演替（succession）：一種更新過程，指一個(gè)群落被另一個(gè)群落，或一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)被另一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)代替的過程。正向演替（progressivesuccession）：生態(tài)系統(tǒng)向結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能量最優(yōu)利用、生產(chǎn)力最高的方向的演化稱為；反之稱為逆向演替（retrogressivesuccession）。演替方向:當(dāng)城市活動(dòng)強(qiáng)度小于環(huán)境承載力時(shí)，城市生態(tài)系統(tǒng)可表現(xiàn)為正向演替；反之，則相反。生態(tài)承載力生態(tài)承載力是生態(tài)系統(tǒng)的自我維持、自我調(diào)節(jié)能力,資源與環(huán)境的供容能力及其可維持的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)強(qiáng)度和具有一定生活水平的人口數(shù)量。生態(tài)承載力評(píng)價(jià)方法1)模型預(yù)估法。

2)自然植被凈第一性生產(chǎn)力測算法。

3)生態(tài)足跡法。4）資源與需求差量法。

5）狀態(tài)空間法。

生物之間、生物與環(huán)境之間，既有競爭，又有共生；在某種情況下，共生占主導(dǎo)；而且，只有共生，才能生存。共生及協(xié)同進(jìn)化是生態(tài)系統(tǒng)普遍存在的現(xiàn)象。共生關(guān)系是生物種群構(gòu)成有序組合的基礎(chǔ)，也是生態(tài)系統(tǒng)自組織結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)6共生原理(intergrowth)空間上的臨近性時(shí)間上的長期性功能上的互補(bǔ)性個(gè)體之間的差異性作用關(guān)系的協(xié)調(diào)性共生關(guān)系的特征共棲互利共生偏利共生生態(tài)系統(tǒng)正是通過競爭與共生的相互作用而得到發(fā)展的共生關(guān)系的類型健全城市共生單元優(yōu)化城市共生模式改善城市系統(tǒng)共生環(huán)境選擇適宜的機(jī)制達(dá)到共生競爭與共生的協(xié)調(diào)城市共生原理第2節(jié)城市生態(tài)規(guī)劃的原則

1.自然生態(tài)原則這一原則要求生態(tài)規(guī)劃設(shè)計(jì)要重視社會(huì)發(fā)展的整體利益，體現(xiàn)尊重、包容和公正，生態(tài)規(guī)劃要著眼于社會(huì)發(fā)展規(guī)劃，包括政治、經(jīng)濟(jì)、文化等社會(huì)生活的各個(gè)方面。公平是這一原則的核心價(jià)值。2.經(jīng)濟(jì)生態(tài)原則經(jīng)濟(jì)活動(dòng)是城市最主要、最基本的活動(dòng)之一，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展決定著城市的發(fā)展，生態(tài)規(guī)劃在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，還要注重經(jīng)濟(jì)發(fā)展的質(zhì)量和持續(xù)性。這一原則要求規(guī)劃設(shè)計(jì)要貫徹節(jié)能減排、提高資源利用效率以及優(yōu)化產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)生態(tài)型經(jīng)濟(jì)的形成。效率是這一原則的核心價(jià)值。3.社會(huì)生態(tài)原則城市是在自然環(huán)境的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，這一原則要求生態(tài)規(guī)劃必須遵循自然演進(jìn)的基本規(guī)律，維護(hù)自然環(huán)境基本再生能力、自凈能力和穩(wěn)定性、持續(xù)性，人類活動(dòng)保持在自然環(huán)境所允許的承載能力之內(nèi)。規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合自然，適應(yīng)與改造并重，減少對(duì)自然環(huán)境的消極影響。平衡是這一原則的核心價(jià)值。4.復(fù)合生態(tài)原則城市的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然系統(tǒng)是相互關(guān)聯(lián)、相互依存、不可分割的有機(jī)整體。規(guī)劃設(shè)計(jì)必須將三者有機(jī)結(jié)合起來，三者兼顧，綜合考慮，使整體效益最高。規(guī)劃設(shè)計(jì)要利用這三方面的互補(bǔ)性，協(xié)調(diào)相互之間的沖突和矛盾，努力在三者之間尋求平衡。協(xié)調(diào)是這一原則的核心價(jià)值。以上這些原則都是普遍性的，但城市是地區(qū)性的，地區(qū)的特殊性又受自然地理和社會(huì)文化兩方面的影響。因此，這些原則的具體應(yīng)用需要與空間、時(shí)間和人（社會(huì)）的結(jié)合，在特定的空間中有不同的應(yīng)用。 生態(tài)規(guī)劃的程序國外生態(tài)規(guī)劃的技術(shù)路線McHarg生態(tài)規(guī)劃法（I.L.McHarg,19