5、调控机制
§2-3 城市生态学基本原理
二、城市生态系统的生态根本特征
城市生态系统则是以人类为中心, 人类与其外部环境的关系是人积极地、主动地适应环境和改造环境, 其系统行为很大程度上取决于人类所做出的决策, 因而它的调控机制主要是“ 通过人工选择的正反馈为主” 。
自然生态系统的演替可以认为是生物群落在各种自然力的作用下, 通过群落内生物种群内部和种群之间对各种资源利用过程中的相互竞争与相互作用, 以实现对自然资源的最充分利用即对自然生态环境承载容量的最充分利用的一种自然生态过程。在各种自然资源条件保持不变的条件下即环境承载的量值不变, 系统演替的结果必定是在某一特定群落组成和结构上达到动态稳定。 6、系统的演替
§2-3 城市生态学基本原理
二、城市生态系统的生态根本特征
城市生态系统的演替则是人类为了自身的生存和发展, 通过各种生产和生活活动。对系统能动地创建、改造、拓展的结果。在这一过程中, 存在着环境承载容量的提高和降低两种情况。由于人类生存和发展目标是随人类对自然的认识程度和改造能力的不断提高即环境承载容量的提高而不断提高的, 所以城市生态系统的演替不会达到特定的稳定状态。 §2-3 城市生态学基本原理 三、城市生态系统基本原理 1、生态学的一般规律
这里仅着重对生态学的一般规律进行简要概括。生态学所提示或遵循的下述一般规律, 对搞好城市生态环境保护, 发展工业生产, 保障居民生活等均有指导意义。 （1）相互依存与相互制约规律
反映生物间及生物与环境间的协调关系, 主要是普遍的依存与制约关系, 亦称“物物相关” 和“相生相克”规律 §2-3 城市生态学基本原理
生态系统中的(同种或异种)生物间, 不同生态系统间, 甚至生态系统中的生物与环境之间, 均存在相互依存和相互制约的关系, 亦可以说彼此影响。这种影响有些是直接的, 有些是间接的, 有些是立即表现出来的, 有些需滞后一段时间才显现出来。一言以蔽之, 生物之间和生态系统间的相互依存与制约关系, 是普遍存在的。
因此, 在城市建设和城市居民生活中, 特别是在需要排放污染、倾倒废物、喷洒药品、采伐、开山、筑路、修建大型给水工程及其它建设项目时, 务必注意调查研究, 摸清自然界诸事物之间的相互关系, 对与某生产活动有关的其它事物也加以通盘的考虑, 包括考虑此种活动可能会产生的影响(短期的和长期的、明显的和潜在的), 从而做到统筹兼顾, 全面安排。 三、城市生态系统基本原理 §2-3 城市生态学基本原理 （2）物质循环与再生规律
生态系统中, 生物借助能量的不停流动, 一方面不断地从自然界摄取物质并合成新的物质, 另一方面又随时分解为原来的简单物质, 即所谓“再生”, 重新被系统中的生产者植物所吸收利用, 进行着不停顿的物质循环。因此要严格防止有毒物质进入生态系统, 以免有毒物质经过生物放大作用和多次循环后富集到危及人类的程度。 三、城市生态系统基本原理 §2-3 城市生态学基本原理
至于流经生态系统中的能量, 通常只能通过系统一次, 当能量经食物链转移时, 每经过一个营养级, 就有大部分能量转化为热散失掉, 无法加以回收利用。因此, 为了充分利用能量, 必须设计出能量利用率高的系统。如城市垃圾的处理, 从最初的填埋法到后来的焚化法再进一步到堆肥制取沼气法, 便体现了人类逐步掌握生态学的循环与再生规律, 并应用于实践的过程。特别是后者, 既能较彻底地消除污染, 又能充分回收垃圾中含有的物质养分(有机肥料)和有用能量(沼气), 是较有前途的城市垃圾处理方法。 三、城市生态系统基本原理 §2-3 城市生态学基本原理
（3）物质输入输出的动态平衡规律
物质输入输出的平衡规律, 又称协调稳定规律, 涉及到生态系统中生物与环境两个方面。生态系统中生物与环境之间的输入与输出, 是相互对立的关系, 当生物体进行输入时, 环境必然进行输出, 反之亦然。生物体一方面从周围环境摄取物质, 另一方面又向环境排放物质, 以补偿环境的损失(这里的物质输入与输出, 包含着量和质两个指标)。 因而, 一个稳定的生态系统, 其物质的输入与输出总是相平衡的。当输入不足时, 会产生生态匮乏, 例如一个城市物资供应不足, 必然造成生产生活紧张, 效率下降; 反之, 当城市物资供应足够但输出不足, 又会导致生态滞留, 使环境恶化, 生产生活同样受阻。 三、城市生态系统基本原理 §2-3 城市生态学基本原理
（4）相互适应与补偿的协同进化规律
这种相互相互适应与补偿的协同进化不仅存在于物种与物种之间，同时存在于生物与环境之间。生物可以改变环境，生物同时可以在不同的环境中不断适应与壮大。（如系统的演化、生物与物种之间的共生、外来生物的 入侵与扩散等都能阐明这一规律）。 三、城市生态系统基本原理 §2-3 城市生态学基本原理 （5）环境资源的有效极限规律
任何生态系统中, 作为生物生存的各种环境资源, 在质量、数量、空间和时间等方面, 其供给量和供给速度都有一定的限度, 因而生态系统的生物生产通常都有一个大致的上限。也因此, 每一生态系统对任何外来干扰都有一定的忍耐极限。所以, 采伐森林、捕鱼狩猎等不应超过资源利用的最大可持续产量; 保育某一物种时, 必须保有足够它生存和繁殖的空间; 城市排污时, 必须使排污量不超过环境的自净能力等。 三、城市生态系统基本原理 §2-3 城市生态学基本原理
以上几条生态学的一般规律, 是生态平衡的理论基础, 也是解决人类当前面临的人口、粮食、能源、资源、环境等五大问题的理论基础。许多科学家认为, 解决这五大问题, 核心是控制人口的增长, 即维持人类自身种群数量的稳定, 做到与地球生物圈协调共处, 从而实现既满足当前人类需要, 又不危及后代子孙生存的可持续发展(sustainable development)。 三、城市生态系统基本原理 §2-3 城市生态学基本原理 三、城市生态系统基本原理 2、城市生态学基本原理 （1）城市生态位原理
城市生态位(urbanniche)是一个城市给人们生存和活动所提供的生态位。是城市提供给人们的或可被人们利用的各种生态因子(如水、食物、能源、土地、气候、建筑、交通等)和生态关系(如生产力水平、环境容量、生活质量、与外部系统的关系等)的集合。它反映了一
个城市(或者其他人类生境)的现状对于人类各种经济活动和生活活动的适宜程度，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。 §2-3 城市生态学基本原理 三、城市生态系统基本原理
城市生态位大致可分为两大类：生产生态位:包括了城市的经济水平(物质和信息生产及流通水平)、资源丰盛度(如水、能源、原材料、资金、智力、土地、基础设施等)；生活生态位:包括社会环境(如物质生活和精神生活水平及社会服务水平等)及自然环境(物理环境量、生物多样性、景观适宜度等)。
总之，城市生态位是指城市满足人类生存发展所提供的各种条件的完备程度。 §2-3 城市生态学基本原理
一般说来，一个生态系统中的物种的品类越多，生态系统的异质性就越强，物质、能量、信息输出和输入的渠道就越密集，网络化程度就越高，同化异化的代谢功能就越健全，补偿功能也就越强，即使受到损坏，自我修复也较快，从而系统的稳定性和有序性便可保持在较高的水平上。这就是生态科学关于多样性导致稳定性和有序性的规律。 三、城市生态系统基本原理 （2）多样性导致稳定性原理 §2-3 城市生态学基本原理
如生长茂密的自然森林生态系统, 生物成分不仅种群丰富, 而且个体数量多, 它们之间形成复杂的能流物流关系。如果一个或几个物种的数量发生变化或消失, 一部分能流物流途径的功能发生障碍, 可被其他物种的调节所补偿, 不会危及整个系统, 从而保持其稳定性。反之, 如果这个系统中只有少数物种,每个物种的重要性就比较大, 一个或少数物种的兴衰就要影响系统的稳定性。如北极生态系统, 成分单纯, 结构简单, 如果地衣的生长受到损害, 整个系统就会崩溃。因为那里所有生物直接或间接依靠地衣而生活, 不象森林生态系统中有代替的食物可以利用。
三、城市生态系统基本原理 （2）多样性导致稳定性原理 §2-3 城市生态学基本原理
食物链(网)原理应用于城市生态系统中时，首先是指以产品或废料、下脚料为轴线，以利润为动力将城市生态系统中的生产者——企业相互联系在一起。城市各企业之间的生产原料，是互相提供的。某一企业的产品是另一企业生产的原料；某些企业生产的“废品”也可能是另一些企业的原料。如此之间反复发生密切的联系。 三、城市生态系统基本原理 （3）食物链(网)原理
§2-3 城市生态学基本原理
可以根据需要进行城市食物网“加链”和“减链”。除掉或控制那些影响食物网传递效益，利润低、污染重的链环，即“减链”；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，即“加链”。其次，城市食物链(网)原理反映了城市生态系统具有的这一特点，即：城市的各个组分、各个元素、各个部分之间既有着直接、显性的联系，也有着间接、隐性的联系。各组分之间是互相依赖、互相制约的关系，牵一发而动全身。城市生态学的食物链(网)原理还表明：人类居于食物链的顶端，人类依赖于其他生产者及各营养级的“供养”而维持其生存；人类对其生存环境污染的后果最终会通过食物链的作用(即污染物的富集作用)而归结于人类自身。 三、城市生态系统基本原理
（3）食物链(网)原理
§2-3 城市生态学基本原理
人类作为城市生态系统的主体, 属于食物链的顶端, 人类对其生存环境污染的后果最终是通过食物链的作用而归结于人本身。设计中生态原理的适
用在对物质流的运用上要尽减少或消除废物的产生, 减少消耗。 ①保护不可再生资源, 如文物和古树古木。
②对于废弃物的利用和改造, 如工业废弃地的改造。
③设计过程中尽量地利用自然条件减少能源的消耗, 提高使用的效率。合理利用艺、风、水、温度等要素, 避免大量单一耗能要素的出现,如草坪。 ④设计中充分考虑资源再生要素。针对于植物而是更有说服力。自然界中的植物是自生自灭自播繁衍的, 而在我们的景观设计植物设计也可以采用生命循环往复的规律。 三、城市生态系统基本原理 §2-3 城市生态学基本原理
城市各个子系统具有自身的目标与发展趋势，作为个体存在，它们都有无限制地满足自身发展的需要，而不顾其他个体的潜势存在。所以，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，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。
三、城市生态系统基本原理 （4）系统整体功能最优原理 §2-3 城市生态学基本原理
各个子系统功能的发挥影响了系统整体功能的发挥;同时,各个子系统功能的状态也取决于系统整体功能的状态;城市各个子系统具有自身的目标和发展趋势,作为个体存在,它们都有无限制地满足自身发展需要而不顾
其他个体的潜势存在。不同的城市利益群体,在利用资源、保持生态的过程中,取得权利与义务的对应、贡献与索取的对应、机会与风险的对应、恶行与惩罚的对应、善行与奖赏的对应、作用与地位的对应。
比如农民工作为城市人口的最底层群体,它们的攀比心理与求生本能,与强势团体和富人的贪得无厌相对峙,必然导致对自然资源的掠夺性开发,引发贫富双方对“生存用资源”和“奢侈用资源”的“环境掠夺”性竞争,加速资源枯竭和环境恶化趋势。贫富差距过大,收入悬殊将成为生态环境的潜在杀手。 三、城市生态系统基本原理 §2-3 城市生态学基本原理
无论是“李比希最低量率”还是“木桶效应”“门槛理论”都说明在城市生态系统中,影响其结构、功能行为的因素中,往往是处于临界量(最小) 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。有效地改善提高其量值,会大大地增强城市生态系统的功能与产出。 三、城市生态系统基本原理 （5）最小因子原理
§2-3 城市生态学基本原理
城市生态演替是一种更新过程,它是城市适应外部环境变化及内部自我调节的结果。城市生态系统的演替方向是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的。环境本身具有有限的自我调节能力。城市生态系统的复杂性和脆弱性限制了其环境承载力的大小。
三、城市生态系统基本原理
（6）环境承载力原理
§2-3 城市生态学基本原理
所谓环境承载力是指某一环境状态和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，具体体现在规模、强度和速度上。其三者的限制，是环境本身具有的有限性自我调节能力的量度。
环境承载力最主要的特点是客观性和主观性的结合。客观性体现在一定环境状态下其环境承载力是客观存在的，是可以衡量和把握的；主观性表现在环境承载力的指标及其数值将因人类社会行为内容的不同而不同，而且人类可以通过自身行为，特别是社会经济行为来改变环境承载力的大小，控制其变化方向。环境承载力的另一特点是具明显的区域性和时间性，地区不同或时间范围不同，环境承载力也可以不同。 三、城市生态系统基本原理 §2-3 城市生态学基本原理 环境承载力包括：
(1)资源承载力：含自然资源条件如淡水、土地、矿藏、生物等，也包含社会资源条件，如劳动力资源、交通工具与道路系统、市场因子、经济发展实力等。现实的、潜在的。 (2)技术承载力：主要指劳动力素质、文化程度与技术水平所能承受的人类社会作用强度，它同样也包括现实的与潜在的两种类型。
(3)污染承载力：是反映本地自然环境的自净能力大小的指标。 三、城市生态系统基本原理 §2-3 城市生态学基本原理 环境承载力原理具体内容：
1)环境承载力会随城市外部环境条件的变化而变化。
2)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。
3)城市生态演替是一种更新过程，它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、生产力最高的方向的演化称为正向演替；反之称为逆向演替。
4)城市生态系统的演替方向是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的。当城市活动强度小于环境承载力时，城市生态系统可表现为正向演替；反之，则相反。
三、城市生态系统基本原理 §2-3 城市生态学基本原理
环境承载力的内容是十分广泛的, 它包括资源承载力、技术承载力和污染承载力三部分。资源承载力包括自然资源条件如淡水、土地、矿藏生物等, 也包括社会资源条件，如劳动力资源、交通工具与道路系统、市场因子、经济发展实力等。从资源发挥程度来划分, 资源承载力又可分为现实的和潜在的两种类型, 前者指的是在现有技术条件下，某一区域范围内资源承载能力, 而潜在的资源承载力则是指技术进步, 资源利用程度提高或外部条件改善促进经济腹地资源输入，从而提高本区的资源承载力。技术承载力主要是指劳动力素质, 文化程度与技术水平所能承受作用强度, 它同样也包括现实的与潜在的两种类型。污染承载力则是反映本地自然环境的自净能力大小的指标。 三、城市生态系统基本原理 §2-3 城市生态学基本原理 城市生态演替是一种更新过程。它是城市适应外部环境变化及内部自我调整的结果。城市生态系统向结构复杂, 能量最优利用, 生产力最高的方向的演化称为正向演替，反之为逆向演