城市生態(tài)工程

城市生態(tài)工程教學(xué)目的和要求了解城市生態(tài)系統(tǒng)的特點和功能，城市生態(tài)系統(tǒng)面臨問題。掌握城市生態(tài)工程設(shè)計方法與原理。掌握典型城市生態(tài)工程設(shè)計。目錄一

城市生態(tài)系統(tǒng)二

城市生態(tài)工程設(shè)計三

案例分析城市生態(tài)系統(tǒng)一、城市生態(tài)系統(tǒng)的概念二、城市生態(tài)學(xué)的發(fā)展歷程三、城市生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)四、城市生態(tài)系統(tǒng)的功能五、城市生態(tài)系統(tǒng)的流一、城市生態(tài)系統(tǒng)的概念城市生態(tài)系統(tǒng)：具有特殊的自然地理屬性、特殊的社會經(jīng)濟文化屬性，是一個“社會-經(jīng)濟-自然”復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。城市生態(tài)系統(tǒng)的自然環(huán)境、社會環(huán)境和生物群落都具有與其他生態(tài)系統(tǒng)不同的特色。“社會-經(jīng)濟-自然”復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)城市生態(tài)系統(tǒng)的組成示意圖二、城市生態(tài)學(xué)的發(fā)展歷程1.國外城市生態(tài)學(xué)發(fā)展大事記1888年，英國學(xué)者霍華德（E.Howard）出版《田園城市》，反映了人們對保護城市自然生態(tài)系統(tǒng)的渴望。1915年，英國生物學(xué)家蓋迪思（P.Geodes）出版了《進化中的城市》，把生態(tài)學(xué)的原理和方法應(yīng)用到城市研究中。1952年，美國學(xué)者帕克（R.E.Park）出版了《城市和人類生態(tài)學(xué)》一書，把城市作為類似植物群落的有機體，用生物群落的觀點研究城市環(huán)境，進一步完善了城市與人類生態(tài)學(xué)研究的思想體系。1972年聯(lián)合國教科文組織制定了“人與生物圈（MAB）”研究計劃，把對人類聚居地的生態(tài)環(huán)境研究列為重點項目之一，以促進人類與其生存環(huán)境之間復(fù)雜關(guān)系的協(xié)調(diào)。1987年美國生態(tài)學(xué)家理查德（R.Richard）在其《生態(tài)城市：貝克萊》中提出了所期望的理想的生態(tài)城市應(yīng)具有的六個特征。1997年在德國萊比錫召開了國際城市生態(tài)學(xué)術(shù)討論會，目標都逐漸集中在城市可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)上。2.中國城市生態(tài)學(xué)的發(fā)展1973年第一次全國環(huán)境保護會議召開。此后，在城市開展了區(qū)域污染調(diào)查、評價和防治研究工作。1978年展開城市氣候、城市水文、城市地貌、城市園林綠化及城市環(huán)境質(zhì)量評價等方面的研究。1984年，馬世駿提出“社會－經(jīng)濟－自然”復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的思想，推動城市生態(tài)學(xué)的研究。1988年，王如松提出用生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化原理、控制論方法和目標規(guī)劃方法研究城市生態(tài)系統(tǒng)。20世紀90年代，我國城市生態(tài)學(xué)研究呈現(xiàn)多元化傾向。三、城市生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)生態(tài)元：地球表層在垂直方向和水平方向上都一致的地段。生態(tài)段：受地形制約，不同的生態(tài)元有規(guī)律的結(jié)合體。生態(tài)鏈：在地域分布上和發(fā)生上有生態(tài)聯(lián)系的生態(tài)段的有規(guī)律的組合。城市生態(tài)鏈城市生態(tài)區(qū)1．城市生態(tài)元2．城市生態(tài)段3．城市生態(tài)鏈4．城市生態(tài)區(qū)1．城市生態(tài)元城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能單元定義：人類與自然合作創(chuàng)造的占有一定空間，進行一定生態(tài)過程，完成某種特定功能，相對獨立的“自然-社會-經(jīng)濟”復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。長春第一汽車集團公司的生活區(qū)（居住區(qū)、學(xué)校、商店等生態(tài)元）；第一汽車集團公司的生產(chǎn)區(qū)（如發(fā)動機車間、傳動器車間、總裝車間）。2．城市生態(tài)段城市生態(tài)段：不同的但又相互聯(lián)系的城市生態(tài)元有規(guī)律的結(jié)合體。長春第一汽車集團的居民住宅、小區(qū)公園、幼兒園、小學(xué)、中學(xué)、中專和高專、職工大學(xué)、商店、農(nóng)貿(mào)市場等結(jié)合成城市生態(tài)段。發(fā)動機車間、傳動器車間、總裝車間、涂裝車間、沖壓車間等也組成廠區(qū)城市生態(tài)段。3．城市生態(tài)鏈城市生態(tài)鏈：有聯(lián)系的城市生態(tài)段的有規(guī)律的結(jié)合體。一、二廠區(qū)城市生態(tài)段、生活區(qū)城市生態(tài)段等共同結(jié)合成長春第一汽車集團城市生態(tài)鏈。長春第一汽車集團城市生態(tài)鏈4．城市生態(tài)區(qū)城市生態(tài)區(qū)：在一定小流域內(nèi)相互影響的城市生態(tài)鏈有規(guī)律的結(jié)合體。第一汽車集團城市生態(tài)鏈與西新城郊生態(tài)鏈共同組成西新河流域城市生態(tài)區(qū)。四、城市生態(tài)系統(tǒng)的功能1．生產(chǎn)功能2．生活功能3．人工反饋調(diào)節(jié)功能1．生產(chǎn)功能城市生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者主要是人類，自然生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者主要是綠色植物。城市的生產(chǎn)以冶煉、機器制造、加工、建筑、食品、化工、紡織、汽車、輪船、飛機等次級生產(chǎn)為主；初級生產(chǎn)主要在城郊和農(nóng)村進行（農(nóng)、林、牧、水產(chǎn)等）。城市生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)極為重要的是信息生產(chǎn)，如科學(xué)技術(shù)、文化教育、藝術(shù)及新聞，出版等都是城市生態(tài)系統(tǒng)的信息生產(chǎn)。2．生活功能生產(chǎn)者的衣、食、住、行就構(gòu)成了基本的生活需求；日益增長的文化、藝術(shù)及信息和精神的需求，進而是更近于自然的生活環(huán)境的需求。要求城市生態(tài)系統(tǒng)的生活功能應(yīng)該不斷完善。3．人工反饋調(diào)節(jié)功能自然生態(tài)系統(tǒng)可以通過正、負反饋相互作用的自我調(diào)節(jié)能力來緩沖自身發(fā)展過程中帶來的不良影響，以維持生態(tài)平衡和穩(wěn)定。城市生態(tài)系統(tǒng)：強調(diào)人工反饋調(diào)節(jié)，解決原料、產(chǎn)品及生產(chǎn)、生活中廢物的新陳代謝問題。五、城市生態(tài)系統(tǒng)的流1．能量流農(nóng)業(yè)部門、采掘部門、能源部門→運輸部門→社會再生產(chǎn)的生產(chǎn)、交換、分配和消費各個環(huán)節(jié)→“廢棄物”、余熱2．物質(zhì)流（1）人口流；（2）資源流和貨物流3．信息流新聞網(wǎng)絡(luò)傳播系統(tǒng)、通信基礎(chǔ)設(shè)施、書籍、…（1）傳遞知識；（2）傳遞情報；（3）節(jié)省時間提高效率六、城市生態(tài)系統(tǒng)組成自然生態(tài)子系統(tǒng)城市地貌、城市氣候、城市水文及城市的植物群落與動物區(qū)系。經(jīng)濟生態(tài)子系統(tǒng)物質(zhì)生產(chǎn)、信息生產(chǎn)、流通服務(wù)及行政管理等組成社會生態(tài)子系統(tǒng)以人為主體的人與自然環(huán)境相互作用形成的復(fù)雜整體。經(jīng)濟學(xué)名言：生活無處不經(jīng)濟城市生態(tài)工程設(shè)計一、城市生態(tài)危機二、城市自然保護工程三、城市綠化工程四、有害生物的抑制工程五、城市綜合治理的生態(tài)工程六、生態(tài)城的未來方向一、城市生態(tài)危機1.城市生態(tài)危機城市膨脹、交通擁擠、資源短缺、住房緊張、就業(yè)困難、環(huán)境污染等。北京城市及周邊地區(qū)2001年4個季節(jié)的白天地表溫度的空間距平分布熱島效應(yīng)2.城市生態(tài)危機的生態(tài)學(xué)實質(zhì)①物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)呈線狀而不是環(huán)狀，分解功能不全，大量物質(zhì)、能量以廢棄物形式輸出。②城市生態(tài)系統(tǒng)中各組成要素間缺乏必要的物質(zhì)、能量多層分級利用的功能。③人類社會經(jīng)濟活動與自然環(huán)境之間缺乏反饋調(diào)節(jié)機制。④人類社會與自然環(huán)境的對立矛盾過多，而互利共生的行為過少。二、城市自然保護工程1．城市自然保護的內(nèi)涵及特點城市自然保護關(guān)系到城市居民的生活質(zhì)量和城市的可持續(xù)發(fā)展。2．城市自然保護的目的必須重視城市中人和自然界的聯(lián)系，使被隔離于自然之外的人們采取必要行動，保護他們認為有價值的生境，改善他們居住環(huán)境的質(zhì)量。河貍常常被人稱為“野生世界中的建筑師”，除了人類河貍是以自己的建筑對環(huán)境產(chǎn)生影響的唯一的動物。它們筑起小水壩，并在水壩四周圍起靜水區(qū)，以此建成自己的巢穴。相對于人類活動不同的是，河貍所創(chuàng)造的是一個可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Ω蟮氖澜?。它們的大壩對環(huán)境非常有益，因為它們舒緩了水流速度，減少了河水干涸和泛濫的可能性。水中的植物死掉后會變成泥炭，那是存儲二氧化碳的最佳方法之一。這個和人類城市在哲學(xué)上有何不同？3.案例研究廣州市國土規(guī)劃中，到2010年擬建立16個自然保護區(qū)，如白云山風(fēng)景林保護區(qū)、海珠區(qū)新果樹林保護區(qū)、羅崗果樹林與物古跡保護區(qū)、金雞窿人工林生態(tài)保護區(qū)、芳村葵蓬洲人工生態(tài)花果林保護區(qū)等。這些保護區(qū)既可保護生物種群，改善生態(tài)環(huán)境，促進教學(xué)和科研，又可以發(fā)展生產(chǎn)和旅游，為城市居民就近提供休息娛樂場所，達到經(jīng)濟效益、社會效益飛生態(tài)效益相統(tǒng)一的目的，因此應(yīng)大力提倡。三、城市綠化工程1．城市街道綠化2．中國城市行道樹類型3．工廠企業(yè)區(qū)的綠化及其要求4．城市及社會綠化5．城市園林綠化植物的選擇1．城市街道綠化街道綠化是城市綠化的重要組成部分，它分布在全城的大小街道，聯(lián)系著城市中分散的各類綠地，使城市綠地組成一個美麗壯觀的有機整體。構(gòu)成了一個良好的城市防護林網(wǎng)防暑降溫、凈化空氣和美化市容都有重要作用2．中國城市行道樹類型類型I—吸收有毒氣體和吸滯粉塵能力強以懸鈴木、白臘樹、毛白楊、槐樹等落葉喬木為主。類型II—樹種美化街景的作用較強，有較強的減噪、防塵和殺茵能力以雪松、檜柏等常綠針葉樹為主的，作為行道樹。類型III—中緯偏南地區(qū)的城市以棕櫚、大葉女貞等常綠闊葉樹為主的類型。3．工廠企業(yè)區(qū)的綠化及其要求面積要求從綠地面積上看，占全廠總面積的30%～40%，甚至50%以上合理布局綠化不但要保有一定的綠地面積，而且還要合理布局，均勻分布，這樣才能充分發(fā)揮綠地衛(wèi)生防護和美化環(huán)境的作用。4．城市及社會綠化（1）大城市的綠化（2）中小城鎮(zhèn)園林綠化（3）機關(guān)、學(xué)校園林綠化（4）社區(qū)綠化5．城市園林綠化植物的選擇（1）以鄉(xiāng)土樹種為主（2）選擇抗性強的植物（3）速生與慢生樹種組合（4）常綠植物和落葉植物結(jié)合，針葉樹和闊葉樹結(jié)合（5）與園林綠地的功能相適應(yīng)五、城市綜合治理的生態(tài)工程1．城市綜合治理的目標2．城市綜合治理的生態(tài)工程1．城市綜合治理的目標建成自然環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境、生活環(huán)境相互協(xié)調(diào)、有機融合的統(tǒng)一體。建成環(huán)境優(yōu)美、經(jīng)濟高效、生活舒適的自然、社會、經(jīng)濟復(fù)合系統(tǒng)。完善信息社會的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，克服農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會的弊端。2．城市綜合治理的生態(tài)工程（1）城市大氣降水、地表水與地下水綜合利用的生態(tài)工程（2）城市給排水系統(tǒng)的生態(tài)工程（3）城市水體富營養(yǎng)化控制工程（4）城市生活垃圾的生物處理工程大氣降水、地表水與地下水利用示意圖蚯蚓處理生活垃圾流程圖六、生態(tài)城的未來方向生態(tài)城：就是社會、經(jīng)濟、自然協(xié)調(diào)發(fā)展，物質(zhì)、能量、信息高效利用、生態(tài)良性循環(huán)的人類聚居地。換句話說，就是高效和諧的人類環(huán)境。案例分析1.生態(tài)小區(qū)綠化1999年，全國首座環(huán)保住宅小區(qū)——北潞春小區(qū)，“三無”小區(qū)落成，即無廢水、廢氣的排出和垃圾的資源化。保障空氣潔凈度、污水資源化、垃圾無害化、噪聲衰減、建筑節(jié)能、環(huán)境綠化等，創(chuàng)建人與自然和諧、可持續(xù)發(fā)展的人居環(huán)境。綠地覆蓋率在30%以上，公共綠地25m2/人；以休閑活動的綠地為主，只設(shè)少量限高綠地立體空間綠化沿環(huán)路布置大型的公共綠地斑塊，供居民休憩；最大的公共綠地斑塊為社區(qū)活動中心；架空平臺及配套公建的頂部約有1萬m2立體綠化基地；利用剩余的再生水構(gòu)建小區(qū)人工湖。優(yōu)點（1）充分利用原有的地形地貌，盡可能減少對自然環(huán)境的負面影響，對小區(qū)進行“林蔭型”綠化，不僅豐富了植物群落的色彩，而且對人類活動的主要場地-道路、小區(qū)、游園及廣場起到了遮蔭效果。（2）北潞春生態(tài)小區(qū)在物質(zhì)利用方面，開挖人工湖，將處理后的生活污水排入人工湖，將生活污水再生，循環(huán)利用，既充分利用了水資源，增加了水景，而且也增加了小區(qū)生境的異質(zhì)性，提高了空氣的濕度。關(guān)鍵技術(shù)：生物技術(shù)與工程技術(shù)的整合。小區(qū)充分利用地形地物，在綠化方面，力求適地適樹，適地適草，盡量采用本地植物，喬、灌、草結(jié)合，在垂直和水平兩個層面進行小區(qū)綠化；開挖人工湖，將處理后的生活污水排入人工湖，提升小區(qū)的環(huán)境質(zhì)量。物質(zhì)循環(huán)再生南京水閣垃圾場位于南京市南郊，占地36hm2，可“吃進”南京市2/3的垃圾。日處理垃圾2600t，供5000戶家庭用電，化解溫室效應(yīng)氣體（CH4）相當于3900hm2森林消耗的CO2。優(yōu)點：有效地控制甲烷對大氣的污染，將城市垃圾轉(zhuǎn)化為“綠色能源”。其投資少、管理方便、運行費用低，實現(xiàn)了城市生活垃圾的“減量化、無害化、資源化”。關(guān)鍵技術(shù)本區(qū)采用了垃圾的綜合處理技術(shù)，包括