城市生態(tài)與環(huán)境保護教案

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第一章生態(tài)學概論

教學目的：

教學重點：

教學難點：

教學方法：講授法

課時安排：

教學過程：

第一節(jié)生態(tài)學的概念、起源及發(fā)展

一、生態(tài)學概念

1869年德國生物學家赫克爾(ErnstHeinrichHaeckel)提出：“可以將生態(tài)學定義為關于有機體與周圍外部世界的關系的一般學科，外部世界是廣義的生存條件”。

二、生態(tài)學的起源及分類

（一）生態(tài)學的起源

起源：生態(tài)學（尤其基礎生態(tài)學）來源于生物學、生物學是研究生物的結構、功能、發(fā)生和發(fā)展規(guī)律的科學，包括動物學、植物學、微生物學、古生物學等。

（二）生態(tài)學的分類

分類方法：生態(tài)學按其研究對象的不同等級單元，按照生物棲息的不同場所可分為若干類型。此外，按照生態(tài)學在自然學科及社會學科領域中的運用，也可劃分為若干類型。

三、生態(tài)學的發(fā)展

第二節(jié)生物生存環(huán)境

一、生物的能量環(huán)境

生物能量環(huán)境的特點：

其一是唯一性，即能量環(huán)境的能量唯一來源是太陽；

其二是區(qū)間性，即能量環(huán)境所提供的不同生物的生存環(huán)境條件具有時空上的差異，生物對于能量環(huán)境的利用也具有選擇“最適區(qū)間”的內在趨勢。

（一）光

1.光照強度：在地球表面有時間和空間的變化規(guī)律?？臻g變化包括緯度、海拔高度、地形、坡

向；時間變化則有四季變化和晝夜變化。

2.光質：由于大氣對太陽輻射的吸收和散射具有選擇性，所以當太陽輻射通過大氣后，不僅輻

射強度減弱，而且光譜成分——光質也發(fā)生改變。隨太陽高度升高，紫外線和可見光所占比例隨之增大；反之，高度變小，長波光比例增加。

3.光照長度：地球上不同緯度日照長度的變化各不相同，呈周期性變化。緯度越低，最長日和

最短日光照區(qū)別越小，緯度越高日照長短的變化越明顯。

（二）溫度

1.溫度的空間變化：受緯度和海拔高度的影響。低緯度地區(qū)太陽高度角大，輻射量大，晝夜長

短差異小，太陽輻射量的季節(jié)分配比較均勻。高山高原地區(qū)輻射較強，但由于空氣稀薄，水蒸氣和二氧化碳含量低，所以地面上輻射熱量散失很大。一般，南坡太陽輻射量大，氣溫、土溫比北坡高。

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2.溫度的時間變化：受季節(jié)變化和晝夜變化的影響。

能量環(huán)境的組成

二、生物的物質環(huán)境

（一）大氣圈

1.大氣的組成：包含恒定的（包括氮、氧、氬，約占99.97%，還有微量元素氖、氦、氪、氙以

及臭氧等等）、可變的（二氧化碳和水蒸氣）和不定的（塵埃、硫化氫、硫氧化物、氮氧化物等，主要由人為因素造成）三部分。

2.大氣的分層：對流層、平流層、中間層（屬于均質層），熱層（非均質層），外層

大氣圈的垂直結構

對流層

平流層

中間層

熱層（電離層）

外層（逃逸層）

（二）水圈

由海洋、河流、湖泊、地下水、大氣水和冰共同構成。水以大氣環(huán)流、海洋和河流排水等形式在地球上流動和再分配，再通過蒸發(fā)、降雨、滲透等進行水分循環(huán)、不斷往復，永無止境。水的自然循環(huán)

水的地質作用

水循環(huán)是改變地表面貌的重要因素。

大氣的降水、河水的流動、地下水的活動等等，一方面破壞地表及地下一定深度的巖石，一方面又形成新的巖石。

水是一切有機體的生長要素，而有機體是改變地球面貌的又一個重要的要素。由此可見，水是參與地球發(fā)展和地殼變化最積極的因素之一。

水在塑造地表形態(tài)的作用中占有極為重要的地位。海洋、河流、湖泊以及冰川等地表水是改造地表形態(tài)和盆地沉積等地質過程的主要營力，主要包括侵蝕、搬運和沉積三個階段。而地下流體和部分地表水對礦產(chǎn)形成有著積極的作用。

（三）巖石圈和土壤圈

巖石圈是地球表面30-40km后的堅硬地殼層，是大氣圈、水圈、土壤圈以及生物圈存在的牢固基礎，也是土壤形成的物質基礎。

土壤圈在地球陸地表面，由巖石圈表面物理風化而成的疏松層作母質，加上水和有機物質通過化學變化以及土壤母質的生物作用，經(jīng)過相當長的時間形成，是有機界與無機界相互聯(lián)系、相互作用的產(chǎn)物。

土壤的構成

三、生物圈

生物圈是由大氣圈、水圈、巖石圈、土壤圈這幾個圈層的交接的界面構成的

生物圈是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)，生物圈中各種生物體活質以太陽能為動力，進行大規(guī)模的物質的循環(huán)與能量的轉移。

第三節(jié)生態(tài)因子及其作用

一、生態(tài)因子概念及其分類

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教案紙①生境：任何一種生物都不可能脫離特定的生活環(huán)境，指的是在一定時間綜合作用：環(huán)境中各種生態(tài)因子不是孤立的，而是彼此聯(lián)系、互相促進、互相制約，任何

一個單因子的變化，必將引起其它因子不同程度的變化及其反作用。

2.主導因子作用：在諸多生態(tài)因子中，有一個生態(tài)因子對生物起決定性作用，成為主導因子，

主導因子變化會引起其它因子發(fā)生變化。

3.直接作用和間接作用：環(huán)境中的地形因子，如起伏、坡度、海拔高度及經(jīng)緯度登對生物的作

用不是直接的，但它們能影響光照、溫度、雨水等因子，對生物其間接作用；而光、溫度、水則對生物生長、分布及類型起直接作用。

4.因子作用的階段性：不同階段生物生長發(fā)育需求不同，因此因子對生物的作用有階段性，這

種階段是由生態(tài)環(huán)境的規(guī)律變化造成的。

5.生態(tài)因子的不可替代性和補償作用：總體上講每種生態(tài)因子的作用不盡相同，但都各具其重

要性，尤其作為主導因子，如果缺少便會影響生物的正常生長發(fā)育，甚至罹病死亡。總體來說，生態(tài)因子不能替代和補償，但在局部是可以補償?shù)摹?/p>

（二）生態(tài)因子的作用方式

1.拮抗作用：各種因子在一起聯(lián)合作用時，一種因子能抑制或影響另一種因子起作用。如有機

汞和硒同時在金槍魚中共存時，可以抑制甲基汞的毒性。

2.協(xié)同、增強和疊加作用

①協(xié)同作用：兩種或多種化合物共同作用的毒性等于或超過各化合物單獨作用時的毒性總和。②疊加作用：兩種或多種化合物共同作用的毒性為各化合物單獨作用是毒性的總和。

③增強作用：一種化合物對某器官系統(tǒng)并無毒作用，但與另一種化合物共同作用時，使后者毒

性加強。

3.凈化作用：部分生態(tài)因子具有以物理、化學和生物的方式消除水、氣、土中的污染物。凈化

可以分為物理凈化、化學凈化和生物凈化三類。

①物理凈化：包括稀釋、擴散、淋洗、揮發(fā)、沉降等。

②化學凈化：氧化還原、化合和分解、吸附、凝聚、交換和絡合等。

③生物凈化：生物的吸收、降解作用等，使污染物的濃度和毒性降低和消失。

（三）生態(tài)因子作用的規(guī)律

①限制因子規(guī)律：在諸多生態(tài)因子中使生物的耐受性接近或達到極限時，生物的生長、發(fā)育、

生殖活動以及分布等直接受到限制、甚至死亡的因子稱為限制因子。

②最低量（最小因子）定律：低于某種生物需要的最少量的任何特定因子，是決定該種生物生

存和分布的根本因素，亦稱為利比希最小因子定律。

③耐受性定律：生物對環(huán)境的適應存在耐性限度的法則稱為耐受性定律。每種生物對一種環(huán)境

因子都以一個生態(tài)上的適應范圍的大小，兩者之間的幅度為耐性限度，稱為生態(tài)幅。生物在

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最適點或接近最適點才能很好生活，趨向這兩端就減弱，然后被抑制。

第四節(jié)種群

一、種群的基本概念和特征

①種群（population）：在一定時空中同種個體的總和。

②種群的基本特征

a)空間特征：種群要占據(jù)一定的分布區(qū)，組成種群的每個有機體都需要有一定的空間進行繁殖

和生長。種群數(shù)量的增多和種群個體生長的理論說明，在一個局限的空間中，種群中個體在空間中越來越接近，而每個個體所占據(jù)的空間越來越小，種群數(shù)量的增加就會受到空間的限制，進而產(chǎn)生個體間的爭奪，出現(xiàn)領域性行為和擴散遷移等。

b)數(shù)量特征：種群數(shù)量特征是以占有一定面積或空間的個體數(shù)量，即種群密度來表示的，它是

指單位面積或單位空間的個體數(shù)目。另一種表示種群密度的方法是生物量，即單位面積或空間所有個體的鮮物質或干物質的重量。

c)遺傳特征：組成種群的個體在形態(tài)特征、生理特征方面有共性，但在某些形態(tài)特征或生理特

征方面有差異。一個種群的生物具有一個共同基因庫，以區(qū)別于其他物種，但并非每個個體都具有種群中貯存的所有信息。

二、種群數(shù)量動態(tài)參數(shù)

（一）出生率和死亡率

出生率：種群生殖狀況的指標。常用種群中每年內每千個個體的出生數(shù)或每年每個雌體的產(chǎn)仔數(shù)來計算。出生率分為最大出生率（或稱絕對生理出生率）和實際出生率（或稱生態(tài)出生率）。前者是指在理想條件下（無任何生態(tài)限制因子，繁殖只受生理因素限制）產(chǎn)生新個體的理論最大數(shù)量；后者表示種群在某個真實或特定的環(huán)境條件下的增長，它對種群來說由其組成、大小、物理環(huán)境條件而變化。

死亡率：種群中每千個個體種死亡的總數(shù)。死亡率也分最低死亡率和實際死亡率（生態(tài)死亡率）。前者是指種群在最適應環(huán)境條件下，種群的個體都是因年老而死亡的，即生物都能活到了生理壽命之后才死亡的情況；后者是在特定條件下喪失的個體數(shù)，同生態(tài)出生率一樣，不是常數(shù)，隨種群狀況和環(huán)境條件而改變。

（二）遷入和遷出

遷入：生物個體或者其種子從原有生活地向特定地區(qū)整群遷居的一種行為。

遷出：遷出的相反行為。

遷入與遷出是生物的一種擴散行為，它有助于防止近親繁殖，同時又是個地方種群之間進行基因交流的生態(tài)過程。

（三）年齡結構和性別比

年齡比例：一個種群的所有個體一般具有不同的年齡，各個齡級的個體數(shù)目與種群個體總體的比例。

性別比：反映種群中雄性個體與雌性個體比例的參數(shù)。

（四）種群內稟增長率

內稟增長率：指當環(huán)境是無限的（空間、食物和其他有機體等都沒有限制性影響），在該理想條件下，穩(wěn)定年齡結構的種群所能達到的恒定的、最大增長率。

三、種群增長的基本模式

（一）在無限環(huán)境中的指數(shù)增長

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種群不受任何食物、空間等條件的限制，則種群就能發(fā)揮其格林尼爾“生境生態(tài)位”（habitatniche）（指物種的最小分布單元，其中的結構和條件能

夠維持物種的生存）；

②埃爾頓“功能生態(tài)位”（roleniche/functionalniche）（生態(tài)位應是有機體在生物群落中的

功能作用和位置，特別強調和其他種的營養(yǎng)關系，他指出生態(tài)為主要是營養(yǎng)生態(tài)位）；

③哈林奇提出的“超體積生態(tài)位”（hupervolumeniche）（指生態(tài)維數(shù)遠遠多余三個，形成n

維適合度明確的超體積）。

（三）種間捕食與寄生作用

捕食：指一個物種對另一個物種的取食現(xiàn)象。此現(xiàn)象對捕食者有利，對被捕食這不利，但不一定造成被捕食者的死亡。

寄生：連個有機體或物種之間的密切關系。其中一個從另一個獲取食物、前者稱寄生者，后者稱宿主。

（四）種間合作與互利共生

2.植物種間關系

在植物造景中恰當?shù)靥幚砗弥参锏姆N間關系，可以增加景觀的變化，改善環(huán)境的生態(tài)效益。

例如：在亞熱帶、熱帶雨林的植物群落中，附生著著如藻類、天南星科、蘭科、蘿

藦科等植物，這種附生關系增加了單位面積中綠葉的數(shù)量，增大了改善環(huán)境的生態(tài)

效益，還可形成各種各樣美麗的植物景觀。

在植物造景中還應當重視植物分泌的物質對種間組合的影響。

例如：如刺槐、丁香兩種植物的花香會抑制鄰近植物的生長；榆屬與櫟樹、白樺與

松、松與云杉之間具有對抗性。

第五節(jié)群落

一、群落的基本概念及特征

群落（community）：全稱生物群落（biocoenosis），指在一定時間內居住在一定空間范圍內生物種群的集合。

（二）群落的特征

1.群落中的優(yōu)勢種

優(yōu)勢種：群落中因大小、數(shù)量或活動上起著重要影響和控制作用的少數(shù)幾種物種。

建群種：建群種的個體數(shù)量不占絕對優(yōu)勢，但它決定著群落的內部結構和特殊環(huán)境，是群落的創(chuàng)建者和建設者。

共建種：如果群落主要層的優(yōu)勢種由多個物種組成，這些物種稱為~。

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附屬種：雖然也參加群落建設，但屬于群落中優(yōu)勢度較小的物種。

2.群落的物種多樣性

含義：一是說明群落中物種的多少，即豐富度；二是說明群落中各個種的相對密度，又可稱為群落的異質性。

3.群落的種間關聯(lián)性

含義：反映群落物種之間的聯(lián)系特征。當許多物種經(jīng)常趨向于一齊出現(xiàn)，稱之為正關聯(lián)；當另一些物種由于競爭或對環(huán)境、資源要求的明顯差異而互相排斥、不一起出現(xiàn)，稱之為負關聯(lián)。

4.群落的交錯區(qū)和邊緣效應

群落交錯區(qū)（ecotone）：不同群落的交界區(qū)域，或兩類環(huán)境相接觸部分，也成為生態(tài)環(huán)境脆弱帶。

邊緣效應（edgeeffect）：交錯區(qū)或兩個群落的邊緣和兩個群落的內部核心區(qū)域，環(huán)境條件往往有明顯的區(qū)別，在群落交錯區(qū)內單位面積內的生物種類和種群密度較之相鄰群落有所增加,這種現(xiàn)象稱為邊緣效應。

其形成需要一定的條件，如兩個相鄰群落的滲透力大致相似、兩個群落造成的過渡帶需相對穩(wěn)定各自具有一定均一面積或只有較小的面積的分割、具有兩個群落交錯的生物類群等。

5.群落的穩(wěn)定性

定義：指在一段時間過程中維持物種互相結合及各物種數(shù)量關系的能力，以及在受到擾動的情況下恢復到原來平衡狀態(tài)的能力，即現(xiàn)狀的穩(wěn)定、時間過程的穩(wěn)定、抗變動能力和變動后恢復原狀的能力。通常群落的穩(wěn)定性通過如下三個特性來考察：a.當擾動一個群落系統(tǒng)時，所需施加的擾動強度越大，表明群落越穩(wěn)定；b.群落從平衡位置上被擾動后，所產(chǎn)生波動的幅度越小，群落越穩(wěn)定；c.群落變動后恢復到原來的平衡狀態(tài)所需的時間，時間越短越穩(wěn)定。

二、群落與環(huán)境

（一）、群落與生境

生境（habitat）：群落具體生長的環(huán)境，它指動植物物種生存繁衍完成世代生活史所要求的各種不同生存條件總和的地域空間。

（二）、群落對環(huán)境的指示作用

1.植物群落的指示作用

植被的特征和組成是作用一個生境所有因素的綜合影響的表達，因此這種起指示作用的群落稱為指示群落。

2.生物群落對污染環(huán)境的指示作用

通常采用群落中的優(yōu)勢種，其適應環(huán)境的范圍越窄就越能起到指標作用。

污染指示植物

第六節(jié)生態(tài)系統(tǒng)

一、生態(tài)系統(tǒng)的概念

生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）一詞由英國生態(tài)學家A.G.Tansley在1935年提出。1971年生態(tài)學家E.P奧德姆1971年提出：生態(tài)系統(tǒng)就是包括特定地段中的全部生物和物理環(huán)境的統(tǒng)一體。具體說：生態(tài)系統(tǒng)是一定空間內生物和非生物成分通過物質的循環(huán)、能量的流動和信息的交換而相互作用、相互依存所構成的一個生態(tài)學功能單位。

二、生態(tài)系統(tǒng)的組成成分、功能及其相互關系

（一）生態(tài)系統(tǒng)的組成成分

生態(tài)系統(tǒng)是由兩大部分、四個基本成分組成的。兩大部分就是生物和非生物環(huán)境，也稱之為生

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命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)或生命成分和非生命成分；四個基本成分是指生產(chǎn)者、消費者、還原者和非生物環(huán)境。

（二）生態(tài)系統(tǒng)組成成分的功能

1.生產(chǎn)者（producers）：指生物成分中能利用太陽能等能源，將簡單無機物合稱為復雜有機物的自養(yǎng)生物。主要是綠色植物、藻類，也包括一些光能細菌和化能細菌。

2.消費者（consumers）：指靠自養(yǎng)生物或其他生物為食物而獲得生存能量的異養(yǎng)生物，主要是各種動物。通常各種食草動物被稱為初級消費者；以食草動物為食的食肉動物統(tǒng)稱為次級消費者。

3.還原者（reducers）：也稱分解者，主要指細菌、真菌、放線菌和原生動物。

4.非生物環(huán)境（abioticenvironment）:主要包括三個部分，其一為氣候因子，如光照、熱量、水分和空氣等；其二為無機物質如C,H及無機鹽分等；其三為有機物質，如碳水化合物、蛋白質、脂肪類及腐殖質等。

（三）生態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)組成成分的關系

三、生態(tài)系統(tǒng)的結構

（一）空間結構

生態(tài)系統(tǒng)的空間結構指生態(tài)系統(tǒng)中各種生物的空間配置（分布）狀況，亦即生物群落的空間格局狀況，包括群落的垂直結構（成層現(xiàn)象）和水平結構（種群的水平配置格局）。

（二）物種結構

物種結構是指生態(tài)系統(tǒng)中各類物種在數(shù)量方面的分布特征。

（三）營養(yǎng)結構

生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構即食物網(wǎng)及其相互關系。

1.食物鏈：食物鏈即生物圈中一種生物以另一種生物為食，彼此形成一個以食物聯(lián)系起來的鏈鎖關系。

2.食物網(wǎng)：生態(tài)系統(tǒng)中各種食物鏈相互交錯連接形成的網(wǎng)狀結構。食物網(wǎng)揭示了生態(tài)系統(tǒng)中生物之間的食與被食的關系。

四、生態(tài)系統(tǒng)的基本特征及類型

（一）生態(tài)系統(tǒng)的基本特征

1.生態(tài)系統(tǒng)是動態(tài)功能系統(tǒng)（任何一個生態(tài)系統(tǒng)總是處于不斷發(fā)展、進化和演變之中，這就是系統(tǒng)的演替。人們可按發(fā)育的狀況將生態(tài)系統(tǒng)分為幼年期、成長期和成熟期）。

2.生態(tài)系統(tǒng)具有一定的區(qū)域特征

3.生態(tài)系統(tǒng)是開放的“自持系統(tǒng)”（生態(tài)系統(tǒng)的代謝通過生產(chǎn)者、消費者和分解者三個不同營養(yǎng)水平的生物類群完成，它們是生態(tài)系統(tǒng)“自維持”的結構基礎）

4.生態(tài)系統(tǒng)具有自動調節(jié)的功能（生態(tài)系統(tǒng)受到外來干擾和穩(wěn)定狀態(tài)改變時，系統(tǒng)靠自身內部的機制再返回穩(wěn)定、協(xié)調狀態(tài)的能力）。

（二）生態(tài)系統(tǒng)的類型

1.按生態(tài)系統(tǒng)空間環(huán)境性質

即按生態(tài)系統(tǒng)所處的地理區(qū)域的空間性質分類，可分為淡水生態(tài)系統(tǒng)、海洋生態(tài)系統(tǒng)、陸地生態(tài)系統(tǒng)。

2.按人類對生態(tài)系統(tǒng)的影響程度

五、生態(tài)系統(tǒng)的基本功能

（一）生物生產(chǎn)

生態(tài)系統(tǒng)中生物生產(chǎn)包括初級生產(chǎn)（植物性生產(chǎn)）和次級生產(chǎn)（動物性生產(chǎn)）兩個過程。

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1.生產(chǎn)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)過程

生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)是能量的轉化和物質的累積過程，是綠色植物光合作用的過程。生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)可以分為總初級生產(chǎn)量和凈初級生產(chǎn)量。

PG=PN+Ra

總初級生產(chǎn)力PG包括生產(chǎn)者自身呼吸作用中被消耗的有機物在內的總累積量

凈初級生產(chǎn)量PN指植物光合作用累積量中除去用于生產(chǎn)者自身呼吸所剩余的累積量

Ra生產(chǎn)者用于自身呼吸的消耗量

2.生態(tài)系統(tǒng)的次級生態(tài)過程

生態(tài)系統(tǒng)的次級生態(tài)過程：消費者和分解者利用初級生產(chǎn)物質進行同化作用建造自身和繁衍后代的過程，即異養(yǎng)生物對于初級生產(chǎn)物質的利用和再生產(chǎn)過程。

（二）能量流動

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動：是指能量通過食物網(wǎng)絡在系統(tǒng)內的傳遞和耗散過程。

1.能量流動過程

包含能量形式的轉變（太陽能轉化為化學能）、能量的轉移（能量由植物轉移到動物和微生物上）、能量的利用（提供各類生物生長繁殖之需）及能量的耗散（生物的呼吸和排泄耗費能量）四部分。

2.能量流動的渠道

通過食物關系使能量在生物之間轉移，即通過食物鏈和食物網(wǎng)能量進行流動。

3.能量流動的特點

（1）生產(chǎn)者（綠色植物）對太陽能利用率很低，只有0.14%左右。

（2）能量流動為不可逆的單向流動。

（3）流動中能量因熱散失而逐漸減少，每經(jīng)過一個營養(yǎng)級都有能量以熱的形式散失掉。。

（4）各級消費者之間能量的利用率平均為10%。

（5）只有當生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)的能量與消耗的能量平衡的，生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能才能保持動態(tài)的平衡。

（三）生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)中各種營養(yǎng)物質經(jīng)過分解者分解成可以被生產(chǎn)者利用的形式歸還環(huán)境中重復利用，周而復始地循環(huán)，這個過程叫做~（materialcycle）。

1.生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的層次和類型

（1）生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的層次

①生物個體層次的物質循環(huán)（個體的新陳代謝）

②生態(tài)系統(tǒng)層次的物質循環(huán)（在初級消費者代謝的基礎上，各級消費者和分解者將營養(yǎng)物質歸

還環(huán)境）

營養(yǎng)物質再循環(huán)的六種途徑：物質由動物排泄返回環(huán)境，由微生物分解碎屑返回環(huán)境，通過植物根系中的真菌直接從植物殘體中吸收營養(yǎng)物質而重返到植物體，分化和侵蝕過程加上水循環(huán)攜帶營養(yǎng)物質進入生態(tài)系統(tǒng)，動、植物尸體或糞便不需任何微生物分解也能釋放營養(yǎng)元素，人類利用化石燃料生產(chǎn)化肥、海水制淡水及金屬的利用。

③生物圈層次的物質循環(huán)

營養(yǎng)物質在各生態(tài)系統(tǒng)之間的輸入和輸出，以及它們在大氣圈、水圈和土壤圈之間的交換。

（2）生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的類型

——碳的循環(huán)——

——氮循環(huán)——

——磷循環(huán)——

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——水循環(huán)——

（四）信息傳遞

定義：是指生態(tài)系統(tǒng)處于生態(tài)平衡狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)，能通過自我調節(jié)（或人為控制）抵抗外來，使系統(tǒng)

保持穩(wěn)定狀態(tài)。

當外來干擾超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力，而不能恢復到原始狀態(tài)時稱作生態(tài)失調或生態(tài)平

衡的破壞。

人為活動可以破壞原有平衡，也可以建立新的平衡，使之結構更加合理，生態(tài)效益更高。生態(tài)平衡是一個動態(tài)過程，維護生態(tài)平衡不只是保護其原始穩(wěn)定狀態(tài)。

（二）破壞生態(tài)平衡的因素

破壞生態(tài)平衡的因素有自然因素和人為因素。

1.自然因素包括水災、旱災、地震、臺風、山崩、海嘯等。由自然因素引起的生態(tài)平衡破壞，稱為第一環(huán)境問題。

2.人為因素是生態(tài)平衡失調的主要原因。由人為因素引起的生態(tài)平衡破壞，稱為第二環(huán)境問題。人為因素造成的第二環(huán)境問題具體表現(xiàn)在以下三方面：

①物種改變引起生態(tài)平衡失調破壞;

②環(huán)境因素改變引起生態(tài)平衡破壞;

③信息系統(tǒng)破壞引起生態(tài)平衡失衡。

（三）生態(tài)平衡失調的標志

1.結構標志

生態(tài)平衡失調首先表現(xiàn)在結構上，一方面是結構缺損，即生態(tài)系統(tǒng)的某一個組分成分消失；另一方面是結構變化，即生態(tài)系統(tǒng)的組成組分內部發(fā)生了變化。

2.功能標志。

生態(tài)平衡失調表現(xiàn)在功能上，一方面是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動受阻；另一方面是物質循環(huán)中斷。

（四）生態(tài)系統(tǒng)的調節(jié)機制

1.反饋機制：是指當系統(tǒng)中某一成份發(fā)生變化的時候，它必然會引起其它成分出現(xiàn)一系列的相

應變化。這些變化又反過來影響最初發(fā)生變化的那種成分，這種現(xiàn)象稱為反饋，反饋有兩種，正反饋和負反饋。生態(tài)系統(tǒng)達到和保持平衡或穩(wěn)態(tài)，負反饋的結果是抑制或減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化。正反饋的作用常常使生態(tài)系統(tǒng)遠離平衡狀態(tài)。

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教案紙

第二章城市生態(tài)學及基本原理

教學目的：

教學重點：

教學難點：

教學方法：講授法

課時安排：

教學過程：

第一節(jié)城市生態(tài)學定義

城市生態(tài)學由芝加哥學派（ChicagoSchoolofHumanEcology）的創(chuàng)始人帕克（RobertEzra

Park,1864--1944）于本世紀20年代提出。芝加哥學派是以美國芝加哥大學社會學系為代表的人類生態(tài)學及其城市生態(tài)學術思想的統(tǒng)稱。興盛于上世紀20~30年代，開創(chuàng)了城市生態(tài)學研究的先河。其代表人物有帕克、伯吉斯（E.W.Burgess）、麥肯齊（R.D.Mckenzie）等。該學派以城市為研究對象，以社會調查及文獻分析為主要方法，以社區(qū)即自然生態(tài)學中的群落、鄰里為研究單元，研究城市的集聚、分散、入侵、分割及演替過程、城市的競爭、共生現(xiàn)象、空間分布格局、社會結構和調控機理；運用系統(tǒng)的觀點將城市視為一個有機體，一種復雜的人類社會關系，認為它是人與自然、人與人相互作用的產(chǎn)物，其最終產(chǎn)物表現(xiàn)為它所培養(yǎng)出的各種新型人格。

城市生態(tài)學是研究城市人類活動與周圍環(huán)境之間關系的一門學科，城市生態(tài)學將城市視為一

個以人為中心的人工生態(tài)系統(tǒng)，在理論上著重研究其發(fā)生和發(fā)展的動因，組合和分布的規(guī)律，結構和功能的關系，調節(jié)和控制的機理；在應用上旨在運用生態(tài)學原理規(guī)劃、建設和管理城市，提高資源的利用效率，改善系統(tǒng)關系，增加城市活力。

根據(jù)研究對象的不同，城市生態(tài)學可分為城市自然生態(tài)學、城市經(jīng)濟生態(tài)學和城市社會生態(tài)

學三個分支。

第二節(jié)城市生態(tài)學產(chǎn)生的背景

一、城市規(guī)劃理論發(fā)展需要生態(tài)思想的介入

1848年最早制訂了《公眾衛(wèi)生法》。

1898年由F.霍華德創(chuàng)立了“田園城市”的規(guī)劃理論，影響深遠?！疤飯@城市”的概念主要是

確定職業(yè)與居民的正確關系，確定優(yōu)美的環(huán)境素質，土地使用模式以及城市的財政、行政與城市最優(yōu)規(guī)模之間的關系，從而描繪出一個理想的城市規(guī)劃方案?！疤飯@城市”最后改稱為：“IFHP”（國際住宅與城市規(guī)劃會議），謀求現(xiàn)實地解決城市問題。

從20實際60年代開始，法國學者集中研究了“區(qū)域發(fā)展規(guī)劃”，重點是研究核心城市與其

外圍地區(qū)的發(fā)展關系。例如著名的英國“東南研究計劃”（south-eaststudy），蘇格蘭的坎伯諾得（Cumbernauld），英國中部第三期新市鎮(zhèn)，美國的河流流域研究都進行了大規(guī)模的區(qū)域發(fā)展規(guī)劃。

二、解決城市問題（包括城市環(huán)境問題）需要生態(tài)學思想

（一）城市問題產(chǎn)生根源

1.城市是一個高度集聚與高度稀缺的統(tǒng)一體。

（1）城市的集聚性

城市是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段后的產(chǎn)物，是人類文明的集中表現(xiàn)?，F(xiàn)代城市更是人類科

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教案紙

學、技術和文化發(fā)展的體現(xiàn)，是社會政治活動和經(jīng)濟活動最集中的地方，又是地球上人口最密集的區(qū)域。

（2）城市的稀缺性

城市的稀缺性指城市在多個自然環(huán)境因素方面的稀缺與緊缺特征。如城市中植被稀缺、生物（除人類外）、水源、光照、清潔空氣、能源、土地等均呈不同程度的稀缺狀態(tài)。

2.人們對自然環(huán)境（包括城市環(huán)境）的錯誤認識。這種錯誤認識導致了人們在城市建設、城市管理、城市發(fā)展等方面的失誤，使城市問題不斷加劇。

（二）城市發(fā)展需要生態(tài)學思想

第三節(jié)城市生態(tài)學的發(fā)展階段

一、萌芽階段（20世紀以前）

1．中國古代的生態(tài)學思想

2.國外古代的生態(tài)學思想

2000多年前的古希臘就已有生態(tài)思想的萌芽。

公元前600年，希臘地理學家美勒提出生態(tài)區(qū)劃設想。

公園前300年，古希臘哲學家提奧弗拉斯特注意到植被分布與氣候、土壤的關系。

1869年，德國生物學家提出生態(tài)學的概念。

二、初級階段

20世紀初，國外一批科學家將生態(tài)學思想運用于城市問題的研究。

?1904年格迪斯《城市開發(fā)》

?1915年《進化中的城市》

?1916年美國芝加哥學派創(chuàng)始人帕克發(fā)表了《城市：關于城市環(huán)境中人類行為研究的幾點建議》的著名論文，隨后出版了《城市》一書，將生物群落原理應用于城市社會。美國芝加哥一批社會科學家開展了人與環(huán)境關系的研究（人類生態(tài)學），多集中于城市問題和城市生態(tài)環(huán)境與人的關系方面。?1925年伯吉斯提出同心圓增長理論（ConcentricRingsGrowthModel），認為城市自然發(fā)展將形成同心圓形式，這是競爭優(yōu)勢及侵入演替的自然生態(tài)的結果。。

?1939年土地經(jīng)濟學家赫特提出了扇形理論（SectorTheory），總的仍為圓形，從中心向外形成各種扇形輻射區(qū)，各扇形向外擴展時仍保持了居住區(qū)特點。

?之后，哈里斯和厄曼考慮到汽車的重要影響提出多核理論（MultipleNucleiModel），指出城市的土地利用形式并不圍繞一個中心，而圍繞離散的幾個中心發(fā)展。

三、蓬勃發(fā)展階段

1971年開始的聯(lián)合國教科文組織的《人與生物圈》（MBA）計劃，使城市生態(tài)學進入蓬勃發(fā)

展的階段。

現(xiàn)階MBA段研究的重點：

（1）建立并檢驗城市化與環(huán)境之間的相互關系的各種模型，并用于城市不同發(fā)展階段的決策及一些福利標準和環(huán)境質量的比較;

（2）城市人口與鄉(xiāng)村人口流的關系及對環(huán)境作用的研究；

（3）通過對城市地區(qū)生物學產(chǎn)量的研究及能量、資源的合理及循環(huán)利用的研究，以減少周圍地區(qū)的負荷和資源的供給。

（4）城市綠地管理的研究。

國際城市生態(tài)學研究機構及規(guī)劃

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教案紙

在我國城市生態(tài)學的發(fā)展大致分四個階段

1．環(huán)境覺悟階段（1973~1980）

人們對城市生產(chǎn)和生活活動帶來的各種環(huán)境影響和生態(tài)破壞再也不熟視無睹了。

2．綜合治理及系統(tǒng)研究階段（1981~1985）

我國城市生態(tài)學研究蓬勃發(fā)展的興盛時期。1984年1底在上海召開首屆城市生態(tài)研討會。

3．城鄉(xiāng)生態(tài)建設階段（1986~1990）

城市生態(tài)研究從大中城市擴展到中小城市。1986年在天津召開第二屆研討會；87年在北京召開國際性的城市與周圍地區(qū)生態(tài)與發(fā)展研討會；88年出版《城市生態(tài)與城市環(huán)境》。

4．城市可持續(xù)發(fā)展研究階段（1990年以后）

探討生態(tài)城市、可持續(xù)發(fā)展。

第四節(jié)城市生態(tài)學的學科基礎、研究層次與研究相生相克

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教案紙

2.微觀與宏觀協(xié)調發(fā)展規(guī)律：

生物與環(huán)境之間是通過食物鏈的能流、物流、信息流而保持聯(lián)系，構成統(tǒng)一的系統(tǒng)。

3.物質循環(huán)轉化與再生規(guī)律

4.物質輸入輸出的動態(tài)平衡規(guī)律

當生物體的輸入不足時，產(chǎn)出就會下降，會影響輸出；當輸入大于輸出時，會出現(xiàn)積累。

5.相互適應與補償?shù)膮f(xié)同進化規(guī)律

生物與環(huán)境之間存在著作用與反作用的過程，即生物給環(huán)境以影響，反過來環(huán)境也會影響生物，二者協(xié)同進化。

6.環(huán)境資源的有限規(guī)律

環(huán)境資源在質量、數(shù)量、空間和時間等等方面都具有一定限度，不能無限地供給。

二、城市生態(tài)學基本原理

1.城市生態(tài)位（urbanecologicalniche）是一個城市給人們生存、生活提供的生態(tài)位。它是城市

給人們提供的各種生態(tài)因子和生態(tài)關系的集合。

2.多樣性導致穩(wěn)定性原理

在城市各部門行業(yè)和產(chǎn)業(yè)結構的多樣性和復雜性導致了城市經(jīng)濟的穩(wěn)定性和整體的城市經(jīng)濟高效性。

3.食物鏈（網(wǎng)）原理

食物鏈原理應用于城市生態(tài)系統(tǒng)中

（1）以產(chǎn)品或廢料、下腳料為軸線，以利潤為動力將城市中的生產(chǎn)者——企業(yè)相互聯(lián)系在一起。

（2）城市各組分、各元素、各部分之間都是有直接或間接的聯(lián)系，相互依賴相互制約的關系。

（3）人類居食物鏈頂端，人類對生存環(huán)境的污染最終會通過食物鏈作用（富集）而歸結于人類自身。

4.系統(tǒng)整體功能最優(yōu)原理

城市各組分之間的關系并非總是協(xié)調一致，而是呈現(xiàn)相生與相克的關系狀態(tài)。理順城市生態(tài)系統(tǒng)結構，改善系統(tǒng)運行狀態(tài)，要以提高整個系統(tǒng)的整體功能和綜合效益為目標。

5.最小因子原理

這一原理指出,城市生態(tài)系統(tǒng)中,往往是處于臨界量最小的因子會對城市產(chǎn)生最大的影響力。因此,有效地改善和提高最小因子的數(shù)量和質量,會大大增強城市生態(tài)系統(tǒng)的整體功能。

6.環(huán)境承載力原理

環(huán)境承載力是環(huán)境本身具有的有限性自我調節(jié)能力的量度，指某一環(huán)境狀態(tài)和結構在不發(fā)生對人類生存發(fā)展有害變化的前提下，所承受的人類社會作用。環(huán)境承載力隨城市外部環(huán)境條件的變化而變化；環(huán)境承載力的改變會引起城市生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的變化；引起城市生態(tài)系統(tǒng)的演替；城市生態(tài)演替是城市適應外部環(huán)境變化及內部自我調節(jié)的結果。

環(huán)境承載力包括：

（1）資源承載力：自然資源條件和社會資源條件,可分為現(xiàn)實和潛在資源承載力。

（2）技術承載力：主要指勞動力素質、文化程度與技術水平所能承受的人類社會作用強度，包括現(xiàn)實與潛在兩種類型。

（3）污染承載力：反映當?shù)刈匀画h(huán)境的自凈能力大小的指標。

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教案紙

第三章城市生態(tài)系統(tǒng)構成及特征

教學目的：

教學重點：

教學難點：

教學方法：講授法

課時安排：

教學過程：

第一節(jié)城市生態(tài)系統(tǒng)基本概念

不同學者基于學科重點、研究方向不同對城市生態(tài)系統(tǒng)的理解存在差異。

馬世駿：強調城市生態(tài)系統(tǒng)是以人為中心的自然、經(jīng)濟和社會復合人工生態(tài)系統(tǒng)；

王發(fā)曾：強調城市生態(tài)系統(tǒng)是城市居民為主體，地域空間和設施為環(huán)境，通過人類活動在自然生態(tài)系統(tǒng)上改造和營建的人工生態(tài)系統(tǒng)；

金嵐：認為城市生態(tài)系統(tǒng)是城市居民與周圍環(huán)境組成的特殊人工生態(tài)系統(tǒng)，是人們創(chuàng)造的自然-經(jīng)濟-社會復合體；

何強：認為人口在一定規(guī)模（10萬）以上，住房、工商業(yè)、行政、文娛等設施占面積50%以上，擁有交通線網(wǎng)和車輛來往頻繁的人類集聚區(qū)域稱為城市生態(tài)系統(tǒng)。

綜上，不同學者認同人在城市生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用。

第二節(jié)城市生態(tài)系統(tǒng)的構成

一、社會學家提出的城市生態(tài)系統(tǒng)的構成

二、環(huán)境生態(tài)學家提出城市生態(tài)系統(tǒng)構成

三、其他

第三節(jié)城市生態(tài)系統(tǒng)的特征

一、人類屬性及人類生態(tài)系統(tǒng)的特征

（一）人類的兩種屬性

1.人的生物屬性

人類的生存和發(fā)展需遵循生物與環(huán)境相互作用、相互依存的客觀規(guī)律。

2.人的社會屬性

在客觀認識的基礎上人類有意識、有目的地改造自然，改造的實踐反過來又加深對客觀世界的認識。相互促進使得科學技術的不斷發(fā)達和對環(huán)境的改造能力愈加強大，物質財富與日俱增。

（二）人類生態(tài)系統(tǒng)的特點

1.人類生態(tài)系統(tǒng)：指居民與生存環(huán)境相互作用的網(wǎng)絡結構，也是人類對自然環(huán)境適應、加工、

改造而建造起來的人工生態(tài)系統(tǒng)。該系統(tǒng)中，一方面環(huán)境以其固有的成分以物質流和能量流的形式控制人類活動的過程，另一方面，人類活動有對壞境產(chǎn)生反作用，不斷改變物質的循環(huán)和能量的流動過程。

2.與自然生態(tài)系統(tǒng)的區(qū)別

a)食物鏈頂端生物成分的變化,較之自然生態(tài)系統(tǒng)頂端捕食能力強的獅子、老虎等角色由人取

代；

b)在構成生態(tài)系統(tǒng)中的自然環(huán)境中，出現(xiàn)日益擴大的人工環(huán)境

c)非食物的能量流和物質流強度日益增強；

d)科學技術在人類生態(tài)系統(tǒng)中的作用日益重要。

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教案紙

二、城市生態(tài)系統(tǒng)的特征

（一）城市生態(tài)系統(tǒng)區(qū)別于自然生態(tài)系統(tǒng)的根本特征

1.系統(tǒng)的組成成分：

2.系統(tǒng)的關系網(wǎng)絡：自然生態(tài)系統(tǒng)的關系網(wǎng)絡包括生物種群內外各種競爭、捕食、共生關系網(wǎng)，

群落與自然環(huán)境之間的關系網(wǎng)；城市生態(tài)系統(tǒng)中以社會關系、經(jīng)濟關系網(wǎng)絡具有人工特性的網(wǎng)絡為主。

3.生態(tài)位：自然生態(tài)系統(tǒng)提供自然生態(tài)位；城市生態(tài)系統(tǒng)提供社會生態(tài)位、經(jīng)濟生態(tài)位。

4.系統(tǒng)的功能：經(jīng)過長期演化自然生態(tài)系統(tǒng)中形成了多樣化、多層次的營養(yǎng)結構及合理的空間

結構，各種流在其中顯示出高效率利用和高循環(huán)再生自凈能力，表現(xiàn)出生態(tài)學高效率；城市生態(tài)系統(tǒng)中的各種流需要自然生態(tài)系統(tǒng)的支持，其網(wǎng)絡系統(tǒng)不完善其高強度的生態(tài)流運轉伴隨巨大的浪費，生態(tài)效率低下。

5.調控機制：自然生態(tài)系統(tǒng)中的“通過自然選擇的負反饋進行自我調節(jié)”，城市生態(tài)系統(tǒng)中是

“通過人工選擇的正反饋為主”。

6.系統(tǒng)的演替：自然生態(tài)系統(tǒng)中系統(tǒng)演替的結果必定是在某一特定群落組成和結構上達到動態(tài)

穩(wěn)定、城市生態(tài)系統(tǒng)中是人通過改造環(huán)境、增加城市容量，可將系統(tǒng)從成熟期拉回到發(fā)展期。

（二）城市生態(tài)系統(tǒng)的人為性

1.城市生態(tài)系統(tǒng)是人工生態(tài)系統(tǒng)

2.城市生態(tài)系統(tǒng)是以人為主體的生態(tài)系統(tǒng)

3.城市生態(tài)系統(tǒng)的變化規(guī)律有自然規(guī)律和人類影響疊加形成

4.人類社會因素的影響在城市生態(tài)系統(tǒng)中起著舉足輕重的地位

5.城市生態(tài)系統(tǒng)中人類活動影響著人類本身

（三）城市生態(tài)系統(tǒng)的不完整性

1.城市生態(tài)系統(tǒng)中缺乏分解者

2.城市生態(tài)系統(tǒng)“生產(chǎn)者”（綠色植物）不僅數(shù)量稀少，作用也發(fā)生改變

（四）城市生態(tài)系統(tǒng)的開放性

1.對外部系統(tǒng)的依賴性

2.對外部系統(tǒng)的輻射性

3.城市生態(tài)系統(tǒng)的開放具有層次性：城市生態(tài)系統(tǒng)內部各子系統(tǒng)之間的開放，特點范圍小局限

于內部；城市社會經(jīng)濟系統(tǒng)與城市自然系統(tǒng)之間的開放，特點開放規(guī)模強度大于前者，仍具單向性；城市生態(tài)系統(tǒng)作為一個總體向外部系統(tǒng)全方位開放，特點高強度、雙向性、普遍性。

（五）城市生態(tài)系統(tǒng)的“高質量性”

1.物質、能量、人口的高度集中性

2.城市生態(tài)系統(tǒng)的高層次性

（六）城市生態(tài)系統(tǒng)的復雜性

1.城市生態(tài)系統(tǒng)是一個迅速發(fā)展變化的復合人工系統(tǒng)

2.城市生態(tài)系統(tǒng)是一個功能高度綜合的系統(tǒng)

（七）城市生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性

1.城市生態(tài)系統(tǒng)是一個功能高度綜合的生態(tài)系統(tǒng)

2.城市生態(tài)系統(tǒng)一定程度上破壞自然調節(jié)機能

3.城市生態(tài)系統(tǒng)食物鏈簡化，系統(tǒng)自我調節(jié)能力小

4.城市生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)關系出現(xiàn)倒置，決定了其為不穩(wěn)定的系統(tǒng)

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第四章城市生態(tài)系統(tǒng)的結構與基本功能

教學目的：

教學重點：

教學難點：

教學方法：講授法

課時安排：

教學過程：

第一節(jié)城市生態(tài)系統(tǒng)的結構

一、城市

定義：以空間和環(huán)境資源利用為基礎、以人類社會進步為目的的一個集約人口、集約經(jīng)濟、集約科學文化的空間地域系統(tǒng)，它是一個經(jīng)濟實體、科學文化實體和自然環(huán)境實體的綜合體。篆字：

二、城市系統(tǒng)

定義：城市是以人為中心的，以一定的環(huán)境條件為背景的以經(jīng)濟為基礎的社會、經(jīng)濟、自然

綜合體，按照系統(tǒng)論的觀點，這個綜合體稱為城市系統(tǒng)。

特征：城市由許多個子系統(tǒng)構成，又可進一步分解為單位要素，他們之間具有相互依賴、相

互制約的特點關系。

城市大系統(tǒng)的總目標：發(fā)揮城市效益，包括社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境生態(tài)效益,來滿足人們

對物質和精神文化的要求。

城市概念的發(fā)展

1933.8國際現(xiàn)代建筑學會“雅典憲章”

城市主要功能：居住、工作、休憩、交通

1978.12“馬丘皮克丘”宣言修正雅典宣言

指出：城市規(guī)劃是力求創(chuàng)造一個綜合多功能的生活環(huán)境；不能單純追求功能的劃分而犧牲城市的有機組織，忽視城市中人與人的多重聯(lián)系。

城市的吸引力與城市規(guī)模成正比，與城市間距離成反比。

三、城市生態(tài)系統(tǒng)

定義：城市空間范圍內的居民與自然環(huán)境系統(tǒng)和人工建造的社會環(huán)境系統(tǒng)相互作用而形成的

統(tǒng)一體，屬于人工生態(tài)系統(tǒng)（Artificialecologicalsystem）,是以人類為主體的，人工化環(huán)境的，人類自我馴化的，開放性的生態(tài)系統(tǒng)。

四、城市生態(tài)系統(tǒng)的結構

城市生態(tài)系統(tǒng)的結構是系統(tǒng)組成要素在一定空間范圍內相互聯(lián)系、相互影響及其發(fā)生關系的

方式和順序。

A.食物鏈結構——分為自然食物鏈和人工食物鏈

B.資源利用鏈結構

C.生命-環(huán)境相互作用結構

D.要素空間組合結構——分為圈層式結構和鑲嵌式結構；

大鑲嵌：各圈層內部要素按土地利用分異所形成的團塊狀功能分區(qū)的空間組合形態(tài)。

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小鑲嵌：是指各個功能分區(qū)城市生態(tài)系統(tǒng)的基本功能

城市生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)功能

生物生產(chǎn)：生物通過新陳代謝作用與周圍環(huán)境進行物質交換、生長、發(fā)育和繁殖，分為生物初級生產(chǎn)和生物次級生產(chǎn)。

生物初級生產(chǎn)：包括人工、自然植被的光合作用。

生物次級生產(chǎn)：主要以人為主，表現(xiàn)出明顯的依賴性和人為可調性；同時有一定的社會性。

非生物生產(chǎn)：具有創(chuàng)造物質與精神財富滿足城市人類的物質消費與精神需求的性質。物質生產(chǎn)：滿足人類生活所需的各類有形產(chǎn)品及服務。

非物質生產(chǎn)：滿足人們精神生活所需的各種文化藝術產(chǎn)品及相關服務，是城市文化功能的體現(xiàn)。

城市生態(tài)系統(tǒng)的能源結構與能量流動

城市生態(tài)系統(tǒng)的能量是指能源在滿足城市多功能過程中在城市生態(tài)系統(tǒng)分類：勞力流和智力流

城市生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的特點

1.所需物質對外界有依賴性；

2.既有物質輸入，又有物質的輸出；

3.生產(chǎn)性物質遠遠大于生活性物質；

4.物流缺乏循環(huán)

5.物質循環(huán)在人為狀態(tài)下進行

6.物質循環(huán)過程中產(chǎn)生大量廢物。

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信息傳遞

信息：客觀世界帶有某種特性的訊號。

特征：客觀性、普遍性、無限性、動態(tài)性、依附性、計量性、變換性、傳遞性、系統(tǒng)性、轉

化性。

信息流：是任何系統(tǒng)維持正常的有目的性運動的基礎條件，它起著支配作用，調節(jié)著人流和

物流的數(shù)量、方向、速度、駕馭人和物做有目的、有規(guī)則的活動。

信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用

自然生態(tài)系統(tǒng)中，信息傳遞就是指生態(tài)系統(tǒng)中各生命成分之間存在的信息流。

包括：物理信息（如：光、聲、顏色）

化學信息（生物代謝產(chǎn)生的一些化學物質，尤指各種腺體分泌的激素）

營養(yǎng)信息（生物生長發(fā)育的諸多食物因素及其作用）

行為信息（生物在相互交往中所呈現(xiàn)出的行為格式）

信息與城市生態(tài)系統(tǒng)

信息在城市生態(tài)系統(tǒng)中的作用

1.城市功能的發(fā)揮需要信息；

2.城市是信息的集聚點；

3.城市是信息的處理地；

4.城市是信息高度利用的區(qū)域；

5.城市是信息的輻射源；

6.城市信息流量與信息質量反映了城市現(xiàn)代化水平。

在城市規(guī)劃、城市研究時，須注意：

1.確定正確的信息收集方法

2.信息的處理

3.信息的傳播

4.信息的利用

5.信息的采集、處理、傳播等專門化、規(guī)范化、標準化、城市間統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)，并爭取與國際信息系統(tǒng)接軌。

生態(tài)信息的應用：生態(tài)指示劑

貨幣流：特殊的信息流，凝聚著各生產(chǎn)部門之間，生產(chǎn)與消費部門之間物質、能量流動的大

量信息，反映了產(chǎn)品的價值和需求程度。

人口流：包括空間范圍內的移動流（市內流動、城鄉(xiāng)流動和城市間流動）和時間范圍內的變

動流（人口出生、死亡、遷入、遷出的變動及職業(yè)、家庭結構的變動等）。

第18頁

教案紙

第五章城市人口

教學目的：

教學重點：

教學難點：

教學方法：講授法

課時安排：

教學過程：

第一節(jié)城市化與城市人口概念

一、城市化

城市形成于人類社會第二次大分工過程中。

第一次大分工出現(xiàn)了農業(yè)和畜牧業(yè),始于10,000年前,即早期的農業(yè)時期(earlyfarmingphase)。

第二次大分工出現(xiàn)了商業(yè)和手工業(yè)，形成了以農業(yè)為主的鄉(xiāng)村，以商業(yè)和手工業(yè)為主的城市，稱之為早期城市時期(earlyurbanphase)，約始于5,000年前的美索不達米亞(兩河流域)、中國、印度。

1860’s的工業(yè)革命，人類社會進入了現(xiàn)代技術時期(moderntechnologicalphase)。

城市化(urbanization)：人口向城鎮(zhèn)或城市地帶集中的過程”(《簡明不列顛百科全書》

（Encyclopedia））；人口向城市地區(qū)集中，農村地區(qū)轉變?yōu)槌鞘械貐^(qū)（農業(yè)人口變?yōu)榉寝r業(yè)人口）的過程（<<中國大百科全書>>）。

表現(xiàn)為兩種形式：

（1）城市數(shù)目增加；

（2）各城市人口規(guī)模不斷擴大。

二、城市化水平

城市化水平：一般用一定地域發(fā)達國家70%，第三世界30%，全世界平均值為40%左右。

城市化也包括城市地區(qū)居民的生活，居住方式等變化及其衍生的后果，叫城市態(tài)

（urbanism）。

城市的巨型化(megalopolitanization)：許多城市,連同它們的廣大郊區(qū)同時發(fā)展，擴大，最

后連成一片綿延不斷的廣大建成區(qū)。

6個大都市帶：美國東北部大西洋沿岸大都市帶，日本東部太平洋沿岸大都市帶，歐洲西

北部大都市帶，美國五大湖沿岸大都市帶，英格蘭大都市帶，中國長江三角洲大都市帶(J.Gottmann，大都市帶，1989，戈特曼認為都市圈應以2500萬人口規(guī)模和每平方公里250人的人口密度為下限)。

4個正在形成的大都市帶：美國西部沿岸，巴西南部沿海，意大利北部波河平原，中國珠

江三角洲。

共同特征：良好地理位置和自然條件，適于人類居住，適于耕作和交通聯(lián)絡，國家或洲際

大陸，乃至全世界的政治,經(jīng)濟中心。

第19頁

教案紙城市化的特點是:

（1）人口集中；

（2）產(chǎn)業(yè)集中；

（3）能源結構改變；

（4）需水量增加；

（5）交通便捷；

（6）信息傳遞快速；

（7）不透水地面增加；

（8）綠地減少；

（9）人們相應的生活習慣改變。

第二節(jié)城市人口(urbanpopulation)

居住在城市規(guī)劃區(qū)域建成區(qū)城市的一切設施和物質供應，活動場所必須考慮容納這些人口，并為他們提供各種各樣的

服務?？捎贸鞘腥巳簛肀硎境鞘腥丝?。

城市人口結構(structure)：①城市人口自然結構，如性別、年齡等；②城市人口社會結構，

如民族、家庭、文化、宗教、職業(yè)、經(jīng)濟收入結構等。

一、城市人口數(shù)量

城市區(qū)域城市人口的數(shù)量是不斷的變化的，由人口的出生率、死亡率、遷入率、遷出率四個參數(shù)決

定。

Nt+1=Nt+B-D+I-E

Nt是時間t的人口數(shù)量;Nt+1是1個時期后人口數(shù)量;B、D、I、E分別是在時間t和

t+1期間出生(born)、死亡(decease)、遷入(immigrate)、遷出(emigrate)的個體數(shù)。

二、城市人口的年齡結構(agestructure)

反映不同年齡的個體數(shù)量的分布情況。

一般將人口劃分成：托幼年齡、中小學年齡、勞動年齡和老齡；或：幼齡、中齡和老齡。人口年齡結構模型：增長型、穩(wěn)定型和衰退型

老齡級

中齡級

幼齡級

三、城市人口性比

人口總數(shù)某個齡級的個體中男性對女性的比例.

城市人口性別構成(sexstructureofurbanpopulation)是城市人口自然結構的基本要素之一。

四、城市人口密度

（一）城市人口密度(urbanpopulationdensity)

城市人口密度：指城市區(qū)域城市人口密度過大，超過合理密度的狀態(tài)，是人口在城市過度集中的表現(xiàn).

東京、紐約等是公認的過密城市上海城市化地域面積為東京的40%。

發(fā)達國家大城市地域的城市人口主要分布在半徑50km的實際城市化范圍內，而中國則為

第20頁

教案紙10km。

五、城市人口分布(distribution)

城市人口分布指人口在城市空間的分布狀況。（見圖4-2）

（一）人口遷移

人口在地理空間改變居住地的移動。

（二）人口城市化

農村人口向城市轉化和集中。農村人口轉入城市；農村人口就地轉化。

（三）人口城市規(guī)劃

以人口為主體對城市發(fā)展進行統(tǒng)籌安排、合理布局的一種方法。

（四）城市人口的分布格局

關于人口在城市中的水平空間上的分布狀況，可分為四種類型:隨機分布、集群分布、均勻

分布和散式分布。

第三節(jié)城市人口的分類

一、城市人口的服務結構分類

分為基本人口、服務人口、被托養(yǎng)人口三大類。

二、城市人口職業(yè)結構分類(employmentstructure)

城市人口職業(yè)結構：勞動人口在各個社會部門所占的比例。

分為生產(chǎn)性勞動人口;非生產(chǎn)性勞動人口;非勞動人口。

三、城市人口文化結構分類

根據(jù)文化構成分類，一般分為七歲上學前、文盲、小學學歷、中學學歷和大學學歷五大類。不同的行業(yè)分類不同，如大學教師分：大學本科、碩士和博士學歷三大類或高級、中級、

初級職稱和實習教師四大類。

四、城市人口民族結構分類

指根據(jù)民族結構的特征進行的分類。

第四節(jié)城市人口動態(tài)

一、城市人口規(guī)模

（一）城市人口自然增長率

凈增人口數(shù)與總人口數(shù)之比。

自然增長率=（(年或自然增長率=出生率-死亡率

（二）城市人口機械增長率

一定時期機械增長率=（某一時間遷入人口數(shù)-遷出人口數(shù)）/該時間平均人口數(shù)）*1000?

（三）城市人口承載力

1940s威廉福格特公式為：C=B:E

C:某土地面積的承載力，指土地向人類提供飲食住所的能力；

B:指土地的生物潛力；

E:環(huán)境阻力

生態(tài)系統(tǒng)的人口承載力：

CP=Sm/∑(Xⅰ/Pⅰ)+∑(Yⅰ∑Nji/Pi)

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教案紙

CP：某生態(tài)系統(tǒng)在保證系統(tǒng)結構和功能不受破壞，人的食物鏈結構為（XiYi）(i=1,2,?

I.j=1,2?J)的人口承載力；

X:年人均對第i種植物性食物需要量；

Y:年人均對第j種動物性食物需要量；

Nji:生態(tài)系統(tǒng)有關的第j種動物性食物對第i種植物食物需要量，即飼料轉化率；

Sm:生態(tài)系統(tǒng)中人類可利用的土地資源面積；

Pi:第i種植物性作物的單產(chǎn)。

（四）人口環(huán)境容量觀

1、樂觀論

認為地球可以養(yǎng)育500億人，主要觀點：

①地球陸地還有大量資源尚未開發(fā)利用；

②人類對海洋資源，包括海底和海水資源的開發(fā)利用還處于起步階段；

③高度發(fā)達的經(jīng)濟條件是合理和優(yōu)化環(huán)境的基礎，環(huán)境污染和環(huán)境退化都是暫時的；

④科學技術正以跳躍速度發(fā)展。

2、悲觀論

①生態(tài)系統(tǒng)的退化，如污染、毀林、草原退化、沙漠化，自然資源的短缺、氣候變異，災害頻繁等；②即使人口規(guī)模不再增長，但人均消費水平仍將快速上升，資源耗用量擴大；

③人類只是地球上生物群中的一種，人類不能只是保證自身的生存、發(fā)展和幸福，還必須為其他生物保留和創(chuàng)造適合于它們生存和維持某種程度繁榮的條件。

3、辨證觀

①人口必須控制，否則將加重環(huán)境污染和生態(tài)失衡，給人類造成不可逆轉的損失，因此，過于樂觀不是科學的態(tài)度。

②但人類科學技術的發(fā)展是無限的，人口環(huán)境容量也會迅速擴大。因此，過于悲觀也不是科學的態(tài)度。

二、城市人口增長

（一）指數(shù)增長（exponentialgrowth）模型

Malthus（1978）提出的生物種群有按幾何級數(shù)增長的趨勢，認為人口有無限的以指數(shù)增長

的性質。

Nt=Rt0N0

R0為親代的生殖力；N0是起始時人口數(shù)量；t為世代或時間。

如果方程兩側都取自然對數(shù)則可得線性方程：

lnNt=lnN0+rt

r>0，N增大；r<0，N減??；r=0，即出生率和死亡率相等，人口數(shù)量不變。

（二）邏輯斯蒂增長模型（logisticgrowth）

種群在有限環(huán)境下，受環(huán)境制約且與密度相關的增長方式。（見圖4-3）

dN/dt=rN(1-N/K)

r：自然增長率，K：環(huán)境容量

它須滿足下述假定才能成立：

（1）所有個體在生態(tài)學上是完全相同的，具有相同的死亡和生殖特征。

（2）種群的個體數(shù)量是合理的計量單位。

（3）種群自然增長率r為常數(shù)。

第22頁

教案紙

（4）一個固定不變的上限k，即環(huán)境容量。

（三）人口自然增長方程

N(t)=N(0)e(u0+Δu)t

——(D0/(u0+Δu))(e(u0+Δu)t-1)

N(t)：t時刻的人口總數(shù)，N(0)：t0的人口總數(shù)，e為自然底數(shù)，u0為t0時的出生率。D0為t0時的死亡人數(shù).Δu為相對死亡率。

第五節(jié)城市流動人口和人口遷居

一、城市流動人口概念

①在城市中從事短期、季節(jié)性工作的外地人口；

②到城市旅游、出差、探親、借讀、就學人口。

二、城市化與流動人口的關系

暫住人口大多從事建筑施工、集貿商販、保姆、修理工等經(jīng)濟活動，填補了一些城市人不愿問津的臟、苦、累、差的就業(yè)崗位，構成了城市運行、發(fā)展不可缺少的一部分。但反過來農村到城市的暫住人口都需要城市提供衣食住行，城市生態(tài)規(guī)劃與建設必須考慮到他們的需求。

三、中國人口城市化的特征

在城市人口增長過程中，出現(xiàn)過交通擁擠、住房緊張、環(huán)境污染、就業(yè)困難等問題。政府利用行政手段，實現(xiàn)了城市人口穩(wěn)定有序的增長。歸功于限制農村人口向城市遷移的政策以及與之相適應的各種管理制度。

限制遷移政策對人口城市化乃至整個經(jīng)濟、社會的發(fā)展產(chǎn)生了一系列的不利影響：

（1）延緩了人口城市化進程，造成了人口城市化滯后于工業(yè)化。

（2）割裂了人口從農業(yè)向非農業(yè)產(chǎn)業(yè)轉移與人口從農村向城市遷移的必然聯(lián)系，影響了城市聚集效益的充分發(fā)揮。

（3）妨礙了城鄉(xiāng)統(tǒng)一的勞動力市場的建立和發(fā)展，造成一方面就業(yè)困難，另一方面崗位空缺。

四、城市人口遷居(residentialmobility)

城市中以住宅位置改變?yōu)闃酥镜摹⒊鞘械赜蚍秶娜丝谝苿?。也稱城市決定遷居是內、外壓力作用的結果。

內部壓力:住戶的需求與期望。

外部壓力:住宅與環(huán)境特征.（住宅大小與質量、鄰里、相對位置）。

內外壓力達到一定的程度時，就發(fā)生遷居。

五、中國城市人口遷居基本原因

（一）遷居者本身內部因素

1．遷居者的需求，包括住宅需求和住宅區(qū)需求（上下班、環(huán)境等）兩方面。

2．遷居者文化心理。（浦西的床和浦東的房1990s）

（二）外界影響

第23頁

教案紙

1．社區(qū)環(huán)境的影響

2．城市規(guī)劃與建設

3．經(jīng)濟發(fā)展與住宅建設

4．人口政策（生育政策、勞動政策、戶籍政策）

5．土地制度（地價的變化）

6.住房政策（租、補貼、買賣）

第六章城市環(huán)境及主要污染源

第24頁

教案紙教學目的：

教學重點：

教學難點：

教學方法：講授法

課時安排：

教學過程：

江蘇泰興化工園區(qū)的化工廢料堆放長江堤上2009年5月15日

河南安陽市范家莊離煉鋼爐只有一墻之隔，村里每天都下鐵雨，村民在這污染嚴重的環(huán)境下

生活2008年3月24日

浙江蕭山化工園區(qū)的工業(yè)污水排放河道后再經(jīng)過河閘排放錢塘江2009年4月24日河南安陽鋼鐵廠出來的污水流入安陽河2008年3月25日

廣東省貴嶼鎮(zhèn)河流、水塘都已被污染，村民們只好在被嚴重污染的水塘里洗滌2005年11

月25日

寧夏石嘴山湖濱工業(yè)園區(qū)高大的煙囪上粉塵從天而降，當?shù)鼐用窠锌噙B天，他們出門就得做

好防范措施2006年4月22日

在黃海海岸線上，無數(shù)的污水管道埋在海灘上，甚至延伸進深海2008年4月28日

安徽馬鞍山長江岸邊有很多小規(guī)模的選鐵廠、塑料加工廠，排放大量污水進入長江2009年

6月18日

內蒙古拉僧廟發(fā)電廠二條黑色的巨龍覆蓋著村莊2005年7月26日

江蘇省常熟市氟化學工業(yè)園污水處理廠，負責收集處理各化工廠的污水，但他們并沒有處理

污水，通過管道從長江底延伸1500米處排放污水。2009年6月11日

安徽省馬鞍山化工園區(qū)長江邊上被化工廠污染的土地2009年6月26日

內蒙古拉僧廟工業(yè)園區(qū)每天大量的工業(yè)污水流向黃河灘2005年7月26日

鎮(zhèn)江市鈦粉廠每天大量的化工污水排放長江，下游不到1000米處是丹陽市自來水取水處

2009年6月10日

江蘇省海門市化工園區(qū)污水處理廠偷排污水進入長江2009年6月5日

河北省涉縣天津鋼鐵廠是重污染企業(yè)，企業(yè)規(guī)模還在不斷擴大，嚴重影響當?shù)鼐用竦纳?/p>

2008年3月18日

陜西省韓城市龍門鎮(zhèn)大規(guī)模發(fā)展工業(yè)，環(huán)境污染非常嚴重2008年4月8日

江蘇濱海頭罾沿?；@區(qū)有一百多家化工廠，有一部分通過排水溝進入大海，有一部分特

別濃的污水存放在5個“污水暫存池”。每月二次小潮來時就把“污水暫存池”的污水排入大海2008年6月20日

江西省胡口縣化工園區(qū)在長江邊上，化工廠私自填埋長江堤岸，擴大化工廠規(guī)模

安徽省慈湖化工園區(qū)，修了一條地下管道，污水每天從這里排放長江，污水有時是黑色的，

有時是灰白色的，有時是深紅色的，有時是黃色的，不同化工廠排放的污水顏色不同2009年6月18日

山西省是全國污染最嚴重的地區(qū)，也是缺陷嬰兒出生率最高的省份，這是一對愛心的農婦領

養(yǎng)17名殘疾孩子2009年4月15日

山西省臨汾市下康村村民長期飲用被工業(yè)污水污染的地下水，有五十多人得了癌癥和腦血

栓。64歲的王寶生在2003年發(fā)病，一直臥床不起，使他全身很多地方潰爛。不能上床睡覺，

第25頁

教案紙每天只能趴在床前過日子2005年7月10日

每天大量粉塵吸進肺部。在這里干一、二年，他們就感到身體不適，甚至發(fā)病，這些民工大

多是貧困地區(qū)來的2005年4月10日

在山西臨汾市污染嚴重地區(qū)，農民在棉花地里干了兩小時的活之后全身都是煤灰2007年9

月24日

山西省民間有很多慈善育嬰院，來幫助被父母拋棄的殘疾嬰兒2009年4月14日

云南宣威是個癌癥村，每年有20多人死于癌癥。11歲的學生徐麗患的是骨癌2007年5月

8日

河北省涉縣固新村現(xiàn)有癌癥病人50多人，每年癌癥死亡20多人2008年3月18日

環(huán)境問題的產(chǎn)生和生態(tài)危機農業(yè)、畜牧業(yè)帶來的生態(tài)問題工業(yè)化、城市化帶來的生態(tài)問題當代人類面臨的生態(tài)環(huán)境問題概括

1.人口劇增

2.資源匱乏：土地資源、淡水資源、森林資源

3.生態(tài)環(huán)境惡化：沙漠化、全球性氣候變化、臭氧層流失、自然災害

世界八大公害事件簡況

第一節(jié)城市生態(tài)系統(tǒng)存在的主要問題

1.自然環(huán)境遭到破壞

2.土地占用和土壤變化

a.城市占用土地的擴大

b.城市土壤的變化

城市地下水水位下降與地面下降

城市廢物污染土壤

土壤污染

3.氣候變化和大氣污染

氣候變化

大氣污染

a.粉塵污染

b.一氧化碳

c.硫氧化物

d.氮氧化物與光化學煙霧

4.用水短缺和水污染

a.資源型缺水水質型缺水

b.缺乏完善的污水處理系統(tǒng)

水污染對人類健康通過兩方面造成危害：

①水中致病微生物引起傳染

②有毒性物質引起中毒

水體化學污染物質主要包括：

a.無機有毒物質：主要包括重金屬離子、氰化物、氟化物和亞硝酸鹽等；

b.有機有毒物質：主要有農藥（DDT、六六六等有機氯農藥）、醛、酮、酚以及多氯聯(lián)苯、芳香

第26頁

教案紙

胺、高分子聚合物、染料等

汞存在形式：無機汞和有機汞

有機汞中的甲基汞毒性最大。水體中的無機汞經(jīng)厭氧性細菌分解后，可轉化成甲基

汞。

含汞廢水排入江河后，魚、貝類生物將汞吸收并積累于體劇毒物質，人一次服用150mg/kg劑量的鎘經(jīng)1.5ｈ后可致死。

積累在人體骨骼中能引起骨骼軟化癥，使人癱瘓。還能使腎功能失調，刺激呼吸道，

增加氣管炎和肺氣腫的發(fā)病率。

來源金屬礦開采冶煉、電鍍、染料、磷肥、電池、塑料、化學試劑等工礦企業(yè)生

產(chǎn)廢水。

鉛鉛在人體的各個部位均可積累，并引起慢性中毒。

危害鉛對神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)和腎臟的毒害能引起神經(jīng)麻痹、貧血、腎炎。

來源鉛、鋅礦的開采、含鉛汽油的煉制和使用及電纜、電池、涂料、電鍍等工礦

企業(yè)的生產(chǎn)廢水。

氟氟及其化合物是劇毒物質

進入人體途徑通過呼吸道、消化道、皮膚

危害有刺激性和腐蝕性，能引起呼吸道及皮膚炎癥。

氟能在人體內積累，積累到一定程度能造成慢性中毒。人體吸收氟有99%沉積在骨

髓和牙齒中，從而引起氟骨病和牙斑病。

氟及其化合物廣泛存在于自然環(huán)境中，故氟的污染除與工業(yè)生產(chǎn)排放有關外，還與

地質環(huán)境有關。

人為污染來源自冶金、鋼鐵、焦碳、玻璃、陶瓷、電鍍、農藥、化肥和含氟礦物的

生產(chǎn)廢水。

5.人口密集與綠地奇缺

6.鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)問題嚴重

原因：

1.工廠規(guī)模小，凈利潤低，難以進行必要的環(huán)保投資。

2.工廠效益低，資源浪費。

3.鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)高污染負荷比企業(yè)比重大，調整困難。

4.生產(chǎn)工藝落后，設備陳舊，能耗高，資源利用率和重復利用率低。

城市生態(tài)系統(tǒng)治理措施

1.水污染治理措施

主要包括：

目前，控制工業(yè)廢水污染是關鍵。

1.改進生產(chǎn)工藝，發(fā)展無公害工藝，把污染物控制和消滅再生產(chǎn)過程中。(e.g.禁止生產(chǎn)高毒農藥；氯堿工業(yè)用隔膜電解法代替汞催化法，以取消汞污染；電鍍工藝采用無氰、低鉻電鍍工藝以控制氰、鉻的污染等等)

第27頁

教案紙

2.提高水循環(huán)率，力求少排或不排廢水。

3.加強廢水處理，必須達到國家規(guī)定的排放標準后再行排放。

2.大氣污染治理措施

根據(jù)1995年制定的《大氣污染防治法》，治理重點是強化燃煤污染防治，規(guī)定不僅要防治由

燃煤造成的污染，同時要控制SO2及NOx污染；遏制區(qū)域性的酸雨污染，加強機動車排氣管理。

從根本上講，要大力開發(fā)使用潔凈新能源，逐步減少化石燃料(煤、石油、天然氣)的使用量，

改變我國的能源結構；大力研究開發(fā)無污染生產(chǎn)工藝；禁止使用排放有損臭氧層的化學品；防塵治沙，植樹造林，營造草地，綠化環(huán)境。

3.土壤污染治理措施（針對無機物）

A.物理法：對重金屬污染的土壤可采用排土法(排去污染土壤)或客土法(非污染土壤覆蓋污染

表土上)進行改良

B.化學法：施用土壤改良劑(常使用石灰、磷酸鹽；碳酸鹽等)，使重金屬轉化成難溶性化合

物以阻礙重金屬向作物體內轉移。

C.生物法：利用植物的富集作用將污染物收集到植物體內部，通過回收植物焚燒，回收重金

屬的辦法，降低土壤中的污染物。

第二節(jié)城市中的主要污染源

一、工業(yè)污染源

首先，工業(yè)生產(chǎn)過程中需要動力、熱能、電能等主要來自燃料的燃燒，產(chǎn)生大量污染物；其次生產(chǎn)過程中伴隨工業(yè)成品產(chǎn)生廢氣、廢水、廢渣和噪音。

（一）冶金工業(yè)

1.鋼鐵工業(yè)產(chǎn)生洗滌水、冷卻水、煙氣、粉塵、廢渣、噪聲污染

2.有色金屬工業(yè)礦渣、選礦廢水、金屬粉塵。

（二）化學工業(yè)

1.化工污染物的產(chǎn)生

①化學反應不完全產(chǎn)生的廢料；

②副反應產(chǎn)生的廢料；

③燃燒廢氣；

④冷卻水

⑤設備和管道泄漏；

⑥其他化工生產(chǎn)過程中排出的廢棄物

2.化學工業(yè)廢水污染特點

有毒性和刺激性；生化需氧量和化學需氧量較高；PH值不穩(wěn)定；富營養(yǎng)物較多；廢水溫度較高；油污染普遍；恢復比較困難。

3.化工廢氣污染特點

易燃、易爆氣體較多；排放物大多具有刺激性和腐蝕性；浮游離子種類多，危害大；化工生產(chǎn)大氣污染有害物質主要有碳的化合物。

（三）石油化工

石油化工廠廢水水量大、水質變化多，PH值均值偏高或偏低，大多數(shù)為水溶性油分的廢水，水溫較高；廢氣主要以飛塵、二氧化硫、氧化氮、一氧化碳和惡臭；廢渣主要是生產(chǎn)過程種不合格產(chǎn)品，不可出售的副產(chǎn)品、催化劑、廢水處理時產(chǎn)生的污泥，以及廢氣除塵時取下的飛灰。

第28頁

教案紙

（四）造紙工業(yè)

在制漿過程中，排除大量帶色廢水，生化需氧量高，還排放惡臭和刺激性氣體，及一定數(shù)量的固體廢氣物。

（五）制革工業(yè)

制革廢水中COD、BOD值高，硫化物對水質影響大，有臭雞蛋氣味，總懸浮物含量高。

（六）紡織工業(yè)

產(chǎn)生廢水及噪聲污染。

（七）印染工業(yè)

印染工藝不同，廢水成分不同，但一般帶色廢水會影響日光透射，影響光合作用。

（八）動力工業(yè)

不同動力工業(yè)中燃料和設備不同，污染各異。

二、交通運輸污染源

（一）鐵路運輸

清洗污水、鐵路噪聲是主要污染源。

（二）市內交通

大氣污染（光化學煙霧）和交通噪聲。

（三）航空運輸

大氣污染（光化學煙霧）和噪聲。

三、農業(yè)污染源

（一）農藥污染

1.農藥污染：指農藥或其有害代謝物、降解物對土壤、水（地表水、地下水）和空氣等環(huán)境介質及其農作物、農牧業(yè)產(chǎn)品和食品的沾污。

2.農藥對大氣的污染

噴灑農藥導致藥劑微粒漂浮在空氣中；配灑在作物表面的藥劑蒸發(fā)是被浮游塵埃吸附；土壤表面的農藥向大氣擴散；農藥廠排出廢氣。

3.農藥對水體的污染

直接向水體中噴灑防治水中蟲害；空中配灑藥劑降落到水面上；雨水沖刷造成土壤流失；工廠廢液排入江河；附著塵埃的藥劑降雨落入江河湖泊。

4.農藥對土壤的污染

對作物施用農藥大部分落入土壤中，附著于作物上的農藥由于風吹雨淋落入土壤中，帶有農藥的塵埃隨降雨落入土壤中，部分施藥方式直接使農藥混入土壤。

5.農藥污染對鳥類的危害

造成鳥類急性、慢性中毒；破壞天然生態(tài)系統(tǒng)平衡，使生態(tài)群落發(fā)生改變。

6.農藥對食品污染

由于農藥殘留出現(xiàn)食品污染事件。

（二）化肥污染

化肥施用使得土壤板結、結構破壞、微生物區(qū)系退化，進而直接影響農作物產(chǎn)量；施用化肥會使蔬菜瓜果中硝酸鹽含量增加破壞品質；進入水體，造成水體富營養(yǎng)化問題。

（三）農業(yè)廢棄物污染

土壤肥料的主要來源的牲畜糞便作為未經(jīng)處理可能會傳播疾??；焚燒秸稈、殘株可能產(chǎn)生嚴重的大氣污染。

第29頁

教案紙四、生活污染源

1.生活用煤

2.生活污水

3.生活垃圾

第七章城市生態(tài)系統(tǒng)分析

教學目的：

第30頁

教案紙教學重點：

教學難點：

教學方法：講授法

課時安排：

教學過程：

第一節(jié)城市生態(tài)系統(tǒng)主要問題

1.自然生態(tài)環(huán)境遭到破壞

2.土地占用和土壤變化

3.

4.

5.

6.

第二節(jié)城市生態(tài)空間研究方法

一、城鎮(zhèn)生態(tài)空間概念與用水短缺和水污染人口密集與綠地奇缺鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)問題嚴重

教案紙

1.結構和功能原理：城鎮(zhèn)空間可以看作是巨大的鑲嵌體，其結構在某些尺度范圍內具有相似性，

決定空間結構形成的基本元素是空間功能；

2.空間多樣性原理：高空間多樣性提高了空間發(fā)展的潛力，其與空間異質性緊密相關，高空間

異質性提高了多空間并存的可能性；

3.空間流動原理：由于不同空間位勢的差異，造成空間類型的轉移和擴散，對空間異質性有著

重要的影響；

4.空間變化原理：城市生態(tài)空間的水平結構將空間類型、人口、鑲嵌體、走廊、走廊等范圍形

狀和結構聯(lián)系起來，由于干擾的不斷介入和各空間單元的變化速率不等，一個完全均質的空間永遠達不到；

5.空間穩(wěn)定性原理：城鎮(zhèn)空間的穩(wěn)定性起因于其對干擾的抗性和干擾后復原的能力。每個單元

都有自己的穩(wěn)定度，因而區(qū)域總的穩(wěn)定性反映其內部類型的比例。

二、城鎮(zhèn)生態(tài)空間研究方法

城鎮(zhèn)生態(tài)空間的基本研究方向包括空間生態(tài)位分析、空間干擾分析、空間特性分析等。

1.空間生態(tài)位分析基于Grinell的生態(tài)位理論和擴展生態(tài)位、城市生態(tài)位等的研究，城市生態(tài)位

于景觀生態(tài)位關系密切，城市生態(tài)位分為生產(chǎn)生態(tài)位和生活生態(tài)位；

2.城鎮(zhèn)空間干擾分為自然干擾、隨機性煩擾、規(guī)律性干擾、瞬時干擾和長期干擾、，局部干擾

和全局干擾等，城鎮(zhèn)生態(tài)空間景觀是由環(huán)境基質和干擾體系共同作用的結果；

3.空間特性分析主要從研究城鎮(zhèn)生態(tài)位空間異質性、時空耦合性和空間進化發(fā)展的基本機制，

從空間現(xiàn)象、過程和關系方面入手。

1.空間形態(tài)：首先分析城鎮(zhèn)空間的結構單元，即決定城鎮(zhèn)空間形態(tài)的基本要素，包括生活型、層片、中心、邊界、優(yōu)勢型和網(wǎng)絡。

空間形態(tài)的分析涉及到集中與分散指數(shù)、梯度指數(shù)和空間多樣性指數(shù)等形態(tài)分析指數(shù)。

2.城市生態(tài)空間最基本的狀態(tài)是集聚與分散運動，可分為空間溢出效應（空間密度的變化情況，顯著特征是距離衰減率，通常用擴散限制模型和動力學集團凝聚模型來描述）、空間規(guī)模效應（不同類型空間隨距離變化的效應不同，可分為可達制約性、土地制約性、中間制約性和均勻制約性）和空間分化效應（應用因子生態(tài)法進行分析）。

3.空間動態(tài)：溢出效應、規(guī)模效應和分化效應沿時間軸的綜合作用結果。

4.空間進態(tài)：空間發(fā)展和進化的過程，表現(xiàn)出有序與無序統(tǒng)一、確定與隨機統(tǒng)一、相似與非相似統(tǒng)一以及穩(wěn)定性與非穩(wěn)定性統(tǒng)一的基本特性。

第三節(jié)城市生態(tài)系統(tǒng)綜合評價

一、城市生態(tài)系統(tǒng)評價基本內容

城市生態(tài)系統(tǒng)評價工作立足于對城市經(jīng)濟發(fā)展-社會活動-環(huán)境保護交互作用的關系深入研究的基礎上，運動系統(tǒng)方法，找出制約城市發(fā)展中的主要環(huán)境問題，解釋和評價城市經(jīng)濟社會系統(tǒng)的結構特征和城市在利用環(huán)境資源方面出現(xiàn)的問題；分析經(jīng)濟活動與城市生態(tài)環(huán)境承載力的關系，尋求調節(jié)城市發(fā)展與生態(tài)環(huán)境、區(qū)域人口合理規(guī)模、經(jīng)濟開發(fā)強度與環(huán)境效應等關系的途徑

城市生態(tài)系統(tǒng)評價包括：

1.城市生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀評價：全面對城市自然本底、功能本底和包括大氣、土壤、植被、地址、

地貌等環(huán)境本底狀況進行調查，掌握城市生態(tài)特征（包括工業(yè)布局和經(jīng)濟結構、城市規(guī)模、人口密度、城市建設投資比例及綠化發(fā)展）以及不同功能區(qū)環(huán)境質量現(xiàn)