? 面对全球五大危机(人口膨胀、粮食不足、能源短缺、资源枯竭、环境污染),人类开
始反思自己的发展方式,并为此付诸实践。全新的发展模式(可持续发展)需要新的理论来指导。
可持续发展(Sustainable development)? ? Development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs (World Commission on Environment and Development, WCED, 1987). ? 既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需求能力构成危害的发展。 可持续发展城市
? 经济与合作发展组织OCED:
(1)减少对水和空气的污染,减少具有破坏性气体的产生与排放(日本京都议定书--减少温室气体的排放量);
(2)减少能源与资源的消耗;
(3)鼓励生物资源和其他自然资源的保护; (4)鼓励个人作为消费者承担生态责任;
(5)鼓励工商企业采用生态环境友善技术,保护环境; (6)鼓励减少不必要出行的城市交通;
(7)提供必要的公共设施以适应城市的发展需要,采用先进的技术或产品,提供基础设施服务。
二、基于现实的需要 ? 日益快速的城市化产生一系列严重的生态环境问题,对城市生态系统和居民身体健康产生严重影响:
1.影响城市的气候(如热岛效应等)和环境污染,包括水、空气、噪声和固体废弃物污染等; 2.自然资源的耗竭与短缺,特别是淡水、化石燃料、耕地的过度利用和生物多样性的减少; 3.城市人口的增加导致大量的社会问题,如住房紧张、交通拥挤、绿地减少、教育与卫生滞后等。
城市生态环境问题的根源
1. 城市是一个高度聚集与高度稀缺的统一体 (1)聚集 ※ 人口的聚集 ※ 人类财富的聚集 ※ 文化的聚集 ※ 信息的聚集
※ 建筑、生产、消费的聚集 ※ 污染物的聚集 (2)稀缺
自然环境因子:光照、清洁水源、清洁空气、土地、城市植被、城市动物、能源等 2. 人类对自然环境及城市环境的错误认识
美国海洋生物学家Rachel Carson 1962年出版了《Silent Spring》。作者以大量的科学事实和依据揭示了滥用杀虫剂对生态环境的破坏和对人体健康的损害。激烈抨击了依靠科学技术征服、统治自然的生活方式、发展模式和价值观念。
新的城市对生态学提出了新的要求,而生态学也正是在这样的条件下取得了新的发展,以至于形成了一门新的分支学科—城市生态学。 《Silent Spring》
? “在被用来对付昆虫之余,已转过来威胁着我们整个的大地了”。“它们是过去百鸟争鸣、
充满生机的春天变得万般寂籁的头号杀手”。有机氯农药的使用,致使原本生机勃勃的春天寂静了。
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? 该书出版后,引起极大的争议:反对力量来自化工集团与使用农药的农业部门,甚至美国医
学会也反对她。
? 1963年,肯尼迪总统任命委员会调查该书的结论。直接的后果是:各州通过立法限制杀虫剂的使用,最终DDT等剧毒杀虫剂被世界各国取消。
? 1992年,“寂静的春天”被推选为近50年来最具有影响的书。
第三节 城市生态学的发展阶段
一、萌芽阶段(20世纪之前) 1、 中国古代的生态学思想 ? 人口、人与土地、人与食物的关系 ? 人与自然的关系 ? 在城市选址、城市布局方面:
? 注重生态与自然环境条件,
? 讲究城市位置选在依山傍水,肥田沃野,森林资源丰富,宜农宜牧,气候宜人之处 ? 中国古代的城市生态学思想反映在人口、人与土地和人与食物的关系上。
? 390B.C.,商鞅第一个提出了具有城市生态学思想的认识:①在一个地区的土地组成上,城镇道路要占10%,才较为合理;②主张增加农业人口,农业人口与非农业人口的比例为100:1,最多不小于10:1,鼓励从事农业,不准开设旅店和不准擅自迁居。 ? 荀子(238B.C.)提出减少工业人口,国家才能强盛的主张。 ? 170A.D.,崔姓学者第一个提出人口的合理布局思想
? 1885年,包世臣提出农业与非农业劳动力比例关系应为5:1,限制非农业人口的发展。 ? “重农抑商”的思想在一定程度上影响了我国城市的发展。 2、国外古代的生态学思想 ? 2000多年前,古希腊就已有生态思想的萌芽 ? 公元前600年,希腊地理学家美勒(Thalesole Milet)曾提出生态区划的设想,按阳光照射引起地区温度和供水的不同,将地球分为北极带、夏热带、赤道带、冬热带和南极带等五大区。 ? 公元前300年,古希腊的哲学家提奥夫拉斯特(Theoprastus)到印度的途中就注意到各地植物分布与气候和土壤等的关系。 ? 直至100多年前(1869年),德国生物学家赫克尔提出了生态学的概念。 ? 巴黎的改建 ? 自17世纪以来,巴黎一直按着古典美学原则进行建设,把城市的道路和广场构成美丽的图案,推崇圆广场放射线型的路,讲究轴线、构图。巴黎的改建使城市的交通有了明显的改善,适应了当时马车快速行驶的要求,以及后来出现的机动车交通。1852年巴黎改建, 在改建中,在重点地段加强了街道绿化,建了许多街心花园。 “田园城市”理论(garden city) ? 1898年霍华德(E. Howard) 提出田园城市的理论。 ? 霍华德在他的著作《明日,一条通向真正改革的和平道路》中认为应该建设一种兼有城市和乡村优点的理想城市,他称之为“田园城市”。田园城市实质上是城和乡的结合体。 ? 1919年,明确提出田园城市的含义:田园城市是为健康、生活以及产业而设计的城市,它的规模能足以提供丰富的社会生活,但不应超过这一程度;四周要有永久性农业地带围绕,城市的土地归公众所有,由一委员会受托掌管。 ? 霍华德从城市规模、布局结构、人口密度、绿带等城市规划问题,提出一系列独创性的见解,是一个比较完整的城市规划思想体系。 ? 该理论对后来出现的一些城市规划理论,如“有机疏散”论、卫星城镇的理论颇有影响。1940’s后, 在一些重要的城市规划方案和法规中也反映了霍华德的思想。
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二、 初级阶段 ? 1. 芝加哥学派:创始人:帕克(Park)
《城市:关于城市环境中人类行为研究的几点意见》,将生物群落的原理和观点用于研究城市社会,并取得可喜的成果。 ? 认为城市土地价值变化与植物对空间的竞争相似 ? 土地的利用价值反映了人对最愿意和有价值地点的竞争 同心圆模式(1925年 伯克斯 城市的同心圆增长理论) ? 1区为社会、商业和市民生活的中心(CBD, central business district),土地价值最高。2区为过渡区,居住条件恶化,由移民居住。当CBD区向外扩大时, 该区的土地价值增高,对土地价值竞争逐渐使该区发展较密的多层住宅。3区为独立的工人住宅区,这些工人已远离中心,但仍愿意生活于工厂附近,这一区的许多居民大都为第二代,因而解释了上述演替理论,该区的住宅价格低廉。4区为较好的住宅区。5区为郊区或卫星城镇,为高收入者住宅区。 扇形理论:1933年土地经济学家 赫特 ? 城市从CBD区沿主要交通干道向外发展形成星形城市,总的仍是圆形,从中心向外形成各种扇形辐射区,各扇形向外扩展时仍保持了居住区特点,其中有较多住宅出租的扇形区是城市发展的最重要因素,因为它影响和吸引整个城市沿着该方向发展。这一理论与美国和加拿大当前许多城市的空间形成较相一致。
多核心模式:哈里斯和厄曼考虑汽车的重要影响提出多核理论 ? 许多北美城市的土地利用形式并不围绕一个中心,而围绕离散的几个中心发展,虽然市区有的核心不明显,有的核心是在迁移等原因下形成的,这最可能是由于汽车增长,成为上下班的主要交通工具所致。 三、蓬勃发展阶段 1、 世界: ? 1975年巴黎“人类居住地综合生态研究”工作会议和1977年波兰的第11课题(“城市系统地生态学研究”)协调会议上,正是确认“用综合生态方法研究城市系统及其他人类居住地”。 ? 1975年“关于人类居住地地生态综合研究”专题列入MAB计划,出版了《 Urban Ecology》杂志 ? 1980年,柏林,第二届欧洲生态学会议。 研究实例:
? 德国法兰克福 ? 意大利罗马
? 澳大利亚国立大学对香港城市生态地研究 ? 日本的城市生态研究分为四阶段。 日本的城市生态研究 四个阶段: ? 1. 1971-1974年,城市环境影响下的动植物、微生物群落的动态以及城市环境的特征; ? 2. 1975-1977年,以动植物为中心的多学科综合研究; ? 3. 1978-1980年,是以人为中心的多学科综合研究,包括大气、土壤、水文、植被、动物、人类行为、土地利用、人口统计学与健康和城市规划等多个方面; ? 4. 1980年后, 主要围绕着水资源及其循环,以及城市生态系统结构与功能的综合研究等等。 2、中国: ? 1984年12月在上海“首届全国城市生态科学研究会”。 ? 1986年6月 天津 第二届全国城市生态学讨论会 中心论题:“如何加强城市生态理论研究及在城市规划、建设和管理中的世纪应用”
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研究实例 ? 天津市城市生态系统与污染综合防治的研究” ? “北京市城市生态系统的研究”
建立了北京城市生态系统仿真模型,为认识北京城市生态系统发展的趋势、制定北京市发展的政策提供了科学依据。 ? 1987年 安徽屯溪 “长江流域城镇发展的生态对策研讨会” ? 《城市生态与生态环境》期刊;《城市生态经济学》,《城市生态研究》,《城市景观生态》,《城市生态与城市环境》等论著。 ? 上海市的城市生态研究:
① 上海典型街区和卫星工业城镇的生态研究 ② 上海郊区乡镇的生态研究
③ 上海农牧渔复合生态经济系统的环境工程研究。
第四节 城市生态学的学科基础、研究层次与研究内容
一、城市生态学的学科基础 ? 生态学(ecology)
是由德国赫克尔(E. H. Haeckel)于1869年提出,并于1886年创立了生态学这门学科。Ecology来自希腊语“oikos” (居住地、隐蔽处、家庭)与“logos” 科学研究。 ? 生态学研究的基本对象是两个方面的关系,其一为生物与生物之间的相互关系,其二为生物与环境之间的相互关系。因此,生态学是研究生物之间、生物与环境之间的相互关系的学科。 ? 城市学(urbanology) ? 最早见于日本几村英一的《城市学》(1975)。城市学是以城市为研究对象,从不同角度、不同层次观察、剖析、认识、改造城市的各种学科的总称。 ? 城市地理学、城市管理学、城市经济学等相继被纳入城市学的范畴之中,加上原有的城市规划学的内容,城市学成为一个相对综合性较强、包容性较广的学科。 ? 人类生态学(anthropo-ecology)
研究人与周围环境之间的相互关系及其规律的学科。即研究当代人口、资源、环境与发展的关系,研究人类生态系统中各要素之间能量、物质和信息的交换关系。其研究方法是把人口、资源、环境视为一个巨大的生态系统进行综合研究。 ? 人类生态学的产生和发展,是与人们对面临的生存危机的本质的认识及环境意识的提高分不开的。 ? 环境学
是研究“人类-环境”系统的发生和发展、调节与控制以及改造与利用的科学。其目的在于探讨人类社会持续发展对环境的影响及其环境质量的变化规律,从而为改善环境和创造新环境提供科学依据。
二、城市生态学的研究层次 ? 城市自然生态学(Urban natural ecology):人类活动对所在地域自然生态系统的积极和消极影响,以及地域自然要素对人类活动的影响,即人的城市活动与地域的自然生态系统要素之间的相互关系。 ? 城市景观生态学(Urban landscape ecology):从景观尺度研究城市不同生态系统之间代谢过程的物流、能流和信息流的转化、利用效率等问题。 ? 城市经济生态学(Urban economic ecology):从经济学角度重点研究城市代谢过程的物流、能流和信息流的转化、利用效率等问题。 ? 城市社会生态学(Urban socio-ecology):城市人工环境对人的生理和心理的影响、效应及人在建设城市、改造自然过程中所遇到的城市问题,如人口、交通、能源问题等。
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? 城市社会生态学源于1920’s芝加哥学派及德国学者的城市演替研究。前者侧重于研究城市
系统的功能,后者强调城市的影响,目前这两个学派趋于结合,形成了西方较为流行的结构功能学说 。
三、城市生态学的研究内容 ? 城市生态学是研究城市人类活动与城市环境之间的关系的学科。将城市视为以人为中心的人工生态系统。 ? 理论上:研究其发生、发展的动因、组合和分布规律,结构和功能的关系,调节和控制的机理。 ? 应用上:规划、建设和管理城市,提高资源利用率,改善城市系统关系,增加城市活力。 ? 研究城市生态环境的组成和结构; ? 研究城市生态环境的功能; ? 研究城市生态环境中能流、物流和信息流; ? 研究城市生态环境的动态变化; ? 研究城市生态环境管理和调节控制.
第五节 城市生态学基本原理
一、生态学的一般原理。
(一)相互依存与相互制约规律 ? 普遍的依存与制约 ? 以食物链和食物网为纽带 ? 食物链(food chain): 生产者所固定的能量和物质,通过一系列取食和被食的关系在生态系统中传递,各种生物按照其食物关系排列的链状顺序. ? 食物网(food web): 食物链彼此交错连结,形成的一个网状结构 (二)微观与宏观协调发展规律
生物与环境之间是通过食物链和食物网的能量流、物质流和信息流保持联系,构成一个统一的系统。
(三)物质循环转化与再生规律
Lindemen效率:能量只有十分之一被下一营养级所吸收、利用。 (四)物质输入输出的动态平衡规律 (五)相互适应与补偿的协同进化规律
协同进化理论的核心是古代中国的“相生相克理论”:
一些生物的进化与另一些生物的进化相互之间是相生相克的关系,即相互竞争、制约,又相互协同、受益。它们之间通过生存竞争,各自夺取所需资源,求得自身的生存和发展,又通过协同,相互利用、共同生存、节约资源,求得相互之间的生存平衡和持续发展。 (六)环境资源的有限规律
能源、矿产、水、森林、草原、植物 二、城市生态学基本原理 (一)城市生态位原理。
生态位(niche):物种在群落中在时间、空间和营养关系方面所占的地位。
生态位的宽度根据该种的适应性而改变,适应性较大的物种占据较宽广的生态位。 ? 城市生态位(urban ecological niche)
是一个城市满足人类生存发展所提供的各种条件的完备程度。 城市生态位包括 1. 生产生态位: ? 城市的经济水平: 物质和信息生产及流通水平; ? 资源丰盛度: 水、能源、原材料、资金、智力、土地、基础设施等。
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