生态学教案

第一篇：生态学教案

生态学

ECOLOGY

Chap.1

绪论

一、生态学的定义 第一节

生态学的概念和研究内容

“生态学”一词最早由H.Thorean(索瑞)于1858年提出，“Eco—“一词源自”oikos”（希腊文），意思是：隐蔽所，居所，居住环境。

1866年，E.Heackel(海格尔，德国)最早给生态学下定义：研究有机体与其周围环境——包括生物环境和非生物环境相互关系的科学（The Study of organism in relation to their natural envirment.）。

从此，标志着生态学学科的正式诞生。

海格尔所下的定义内容很广泛，照其定义，生物学领域内不属于生态学的学问就不多了，因此，引起广泛的争论。从此以后，很多学者从自己从事的研究工作出发，对生态学下了一些定义，例如：

1.Elton（埃尔顿，英，1927）在《动物生态学》中定义：科学的自然史。2.Andrewartha（安德列乌斯，澳。1954）在〈动物的分布与多度〉中定义：研究有机体的分布和多度的科学。

3.E.P.Odum（奥德姆，美，1953，1959，1971，1983）在〈生态学基础〉中定义：研究生态系统结构与功能的科学。

4.马世骏（中，1958）定义：研究生命系统和环境系统相互关系的科学。

……..目前，多数学者认为：生态学是研究生命系统与其所处环境系统之间相互作用的规律及机制的科学（The Science that deals with the interrelationship of living organisms and their environment.）。

二、生态学的研究内容

1、是生物学的分支学科，主要研究生物与环境、生物与生物之间的关系。

2、以种群、群落和生态系统为研究对象的宏观学科，其重点是生态系统各成分之间的相互作用。

3、以人工生态系统为研究对象，研究环境生物学。

4、以社会生态系统为研究对象，研究人类社会所面临的生态学问题。

第二节、生态学的发展简史

大致可分为三个阶段，即1866年以前，1866—1970，1970年以后

一、生态学思想的萌芽时期（1866年以前）

生态学思想的萌芽，是人们在生产实践中积累起来的，是人们对自然现象的感性认识，虽然在这个阶段的晚期有一些相关著作，但是，显得很肤浅、零碎、片断的，没有上升到理性认识，没有建立起系统的理论。

1、在国内：（1）〈尔雅〉（公元前1000年）描述了226种植物的地形分布状况。

（2）〈诗经〉（公元前400—500年）记载了部分动物之间的相互

关系。

（3）〈管子.地员篇〉（公元前200年）记载了沼生植物带状分布与水土之关系，指出了农作物的生长与地形、土壤、水分的相关性。描述了部分植被的垂直分布状况。

其他人，如荀子、孟柯、沈括等人先后在其著作中记载了有关知识。

2、在国外：（1）希腊的Empedocles（安皮杜列斯）于公元前450年就注意到了植物营养与环境之间的关系。

（2）希腊的Aristotle（亚里斯多德）记载了一些动、植物的不同生态类型，如水生、陆生；肉食、草食、杂食等。

（3）法国的Buffon（布丰）于1768年提出了生物数量动态的概念。

（4）英国的Mathus（马尔萨斯）于1798年提出人口论，直接推动了动物种群数量统计学的发展。

其他如Humboldt（洪堡德，德）、Darwin（达尔文）等分别在其著作中阐述了对生态问题的认识。

二、生态学的建立和成长期（1866—1970）

1866年海格尔给生态学下定义后，标志着生态学科学理论的建立。在此阶段，为之作出重大贡献的主要代表人有：

（1）德国Mobius（摩比乌斯）于1877年提出“生物群落“概念。（2）德国Schroter（斯洛特）于1896年创立了个体生态学。（3）德国Schimper（新柏尔）于1898年出版了〈植物地理学〉。（4）丹麦Warming（瓦尔明）于1909年出版了〈植物生态学〉。

（5）美国Lindeman（林德曼）通过对湖泊生态系统的研究后，提出了“百分之十定律“、”生态金字塔规律“等理论。

生态学发展到了二十世纪初以后，逐渐形成了两大体系，即

1、植物生态学体系。该体系以植物群落研究为主，因研究对象、方法、观点、理论、代表人的不同，分为四大学派。（1）英美学派（又称动态学派、演替学派）

研究对象：英伦诸岛及北美大陆的森林、草原、湖泊、海滨。

特

点：以研究植物群落的演替和创建顶极学说而著名，比较强调植物群落

的动态和演替。

贡

献：提出演替、顶极、生态系统、生态平衡等概念及相关理论。

代表人、代表作：美国学者F.E.Clements（克莱门茨）于1929年出版了〈植物

生态学〉；英国学者G.Atansley（坦斯列）于1923年出版了

〈实生态学〉。

（2）法瑞学派（又称区系学派、南欧学派，Braun-Blanquet学派）研究对象：以阿尔卑斯山和地中海沿岸的植被为研究对象。特

点：以特征种和区别种作为划分群落的基础（群丛）。强调区系成分，并

建立了比较严格的植被等级分类系统。

贡

献：提出并运用了植被分类单位，制作了大量的植被图。

代表人、代表作：法国学者Braun-Blanquet（布郎-勃朗开，1884—1982）于1928

年出版了植物社会学〉；瑞士苏黎士大学的Erubel（卢比）

于1928 年出版了〈地植物学研究方法〉。（3）北欧学派（又称外貌学派）

研究对象：以北欧地区的寒温带针叶林为主要研究对象。特

点：强调群落的外貌。

贡

献：运用基础理论，建立了一整套细致的生态学分析方法。

代表人、代表作：瑞典阿普萨拉大学的Du-Rietz（多-瑞兹）于1921年出版了

〈近代社会学方法论》

该学派于1935年以后与法瑞学派合流，统称大陆学派。（4）俄国学派

研究对象：以欧亚大陆的寒温带草原、森林、土壤为研究对象，着重于草原资

源的利用、沼泽地的开发及北极资源的评价。特

点：重视植被生态与植被地理工作。贡

献：建立植被等级分类系统

代表人、代表作：俄国列宁格勒大学的苏卡切夫于1908年出版了《植物群落

学》，于1945年出版了《生物地理群落学与植物群落学》，以

及以苏卡切夫为首的一批学者编著的《苏联植被》。

2、动物生态学体系

该体系虽然没有象植物生态学体系那样形成多个学派，但是，其研究工作也 有特点，主要表现在：

（1）行为学的创立：以英国Jennings（杰尼斯）和美国Pearl（帕尔）为代表，前者于1906 年出版了〈无脊椎动物的行为〉；后者于1910年出版了〈蚂蚁的社会性行为〉。

（2）生态演替观念的确立：美国的Adams（亚当斯）于1909年对鸟类的生态演替做了比较细致的研究；美国的Shelford（希尔福德）于1907年对瓢虫的分布与植物演替的关系做了大量的研究工作，于1913年出版了〈温带美洲的动物群落〉一书。（3）动物群落学的迅速发展：美国的Davenport（达尔波特）于1913年创立该学科。Jorden（乔顿）、Kellogg（考尔奇）等人为之做出过贡献。

（4）种群生态学的创立与发展：美国的Chapman（恰普曼）所研究的昆虫种群动态；英国的Bews（比尤斯）所研究的人类生态学；费鸿年所研究的鱼类生态学等。

除此以外，在水生系统的生产力及能量输入、输出等方面均有进展。

三、现代生态学理论的迅速发展时期（1970年以后）

因为人口、环境、资源及全球性气候变化等一系列关系到人类自身的问题日趋严重，使得生态学迅速发展有了现实的背景和实践基础，再加上一些现代研究手段的不断应用（系统分析方法、统计方法、电脑的应用、遥感技术、高精度分析测试等），使得生态学迅速发展成为可能。其主要发展趋势如下：

1、生态系统生态学研究成为生态学发展的主流：

从二十世纪六十年代到七十年代中期实施的国际生物学计划（IBP：

International Biology Plan）和七十年代后期实施的人与生物圈计划（MAB： Man and Biosphere）充分地突出了生态系统结构和功能及生产力的研究。美国的 E.P.Odum（奥德姆）于1983年出版了《生态学基础》（Basic Ecology）是代表作。

2、数学统计方法及模型的广泛应用使得生态学研究的量化概念更加突出：

美国的 Smith（史密斯）的《生态学模型》（1975），Jorgenson（乔森）的生态模型法原理》（1988），H.T.Odum（奥德姆）的《系统生态学引论》（1983）等。

3、群落生态学的发展更快、更完善：

例如Strong（斯恰）的《生态群落》（1984），Gee（戈利）的《群落的组织》）1987），Tilman（迪姆）的《植物对策与植物群落的结构和动态》（1988），Pimm（皮姆）9的《食物网》（1982）等。

4、现代生态学向宏观和微观两极发展，虽然宏观是主流，但是微观成就也不容忽视：

例如英国的 J.Coobs（库伯斯）的《生物生产力与光合作用的测定技术》（1985）；德国Larcher（拉齐）的《植物生理生态学》（1975）；日本村田吉男的《作物的光合作用与生态》（1980）等。

5、应用生态学迅速崛起：

例如Anderson（安德胜）的《环境科学中的生态学》（1981）；Park（帕克）的《生态学与环境管理》（1980）；Clark（克拉克）的《生态经济学》（1981）；Mitsch（米奇）的《生态工程》（1989）；Forman（发姆）的《景观生态学》（1986）；Rambler（莱比尔）的《全球生态学：走向生物圈科学》（1989）等。

6、生态学研究方法的尝试取得了重大进展： 例如美国的D.Mueller-Dombois（米勒—唐布依斯）的《植被生态学的目的和方法》（1974）；日本佐藤大七郎的《陆地植物群落的物质生产》（1977）；美国

J.N.R.Jeffers（杰弗）的《系统分析及其在生态学上的应用》（1978）。

目前，全球已开展计划IGBP（国际生物圈和地圈计划）的研究。

第三节、现代生态学的特点及生态学规律

一、特点

1、由野外——室内

2、从定性——定量

3、从低层次——高层次

4、从理论——应用

5、从自然生态——半自然生态——社会生态

二、生态学的基本规律

由我国著名生态学家马世骏先生所归纳，共五条：

1、相互制约和相互依赖的互生、共生规律

此规律是构成生物群落的基础，体现在（1）以食物为纽带联系起来的关系： 食物链、食物网。（2）以不同个体，不同种群的生理、生态特性的差异而形成的关系：生态位。

2、物质循环转化的再生规律

3、物质输入、输出的动态平衡规律

4、相互适应与补偿的协同进化规律

协同进化：物种受自然及人类的压力不断进化，其中某个物种的进化会给与之相关的物种造成压力，使得这些物种引起相关进化，这样又反过来影响该物种在形态、生理、生态特征上新的适应变化，这种现象称之为“协同进化”。这种例子很多。

（*插播“为生存而杀戮”）

5、环境资源的有效极限规律

第四节、生态学的分支学科及研究方法

一、分支学科

1、按研究对象的层次划分：个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学

2、按研究的主体划分：动物生态学、植物生态学、昆虫生态学、微生物生态学、鸟类生态学

3、按栖息环境划分：淡水生态学、海洋生态学、陆地生态学

森林生态学、草地生态学、荒漠生态学

4、按交叉学科划分：数学生态学、化学生态学、物理生态学

地理生态学、生理生态学、行为生态学

经济生态学、进化生态学、农业生态学

资源生态学、污染生态学、渔业生态学

放射生态学

二、研究方法

1、野外

2、实验

3、理论

第二篇：森林生态学教案

《森林生态学》教案

开课班级：2012级森林保护专业专科班 任课教师：江川 2014年3月5日

第一章 绪论（2学时）

一、教学目的与要求：学生通过学习，能掌握生态学及森林生态学的概念，了解生态学的研究对象、分支学科与研究方法，了解森林生态学的研究内容和范围及其发展简史，理解可持续发展的内涵及森林在可持续发展中的作用。

二、教学内容：生态学的概念、研究对象、分支学科、研究方法、研究内容及范围、发展概况以及森林可持续经营等内容。

三、重点与难点：本次课重点是生态学的概念及其研究方法；难点是生态学的研究内容及范围、森林的可持续经营。

四、教学方法：讲授法、讨论法。

五、教学手段：多媒体讲解。

六、教学过程：

（一）生态学的研究对象与分支学科

1、生态学的概念：生态学是研究生物有机体与其周围环境（包括生物环境和非生物环境）相互关系的科学。

2、研究对象：现代生态学研究的范畴按生物组织水平分为：分子、个体、种群、群落、生态系统、景观和全球生态学；按研究对象分为：动物、植物、微生物生态学等；按栖息地类型分为：森林生态学、草地生态学、海洋生态学、淡水生态学等；按与其他学科相互交叉形成的分支学科分为：数学、化学、生理、经济、进化生态学等；按生态学应用的门类分为：农业生态学、资源生态学、污染生态学等；按研究方法分为：理论生态学、野外生态学、实验生态学等。

3、分支学科：生态学的各个分支分别研究不同的生物学组织水平。

个体生态学：对个体生物或某一物种的生活史以及它们对其环境的反应进行研究的学科。种群生态学：对同类生物群（单物种种群）的多度、分布、生产力或动态进行研究的学科。群落生态学：对不同生物种形成的某一自然集合的某些方面进行定性或定量分析的学科。生态系统生态学：同时研究生物群落及其非生物环境的有关学科。

（二）研究方法：

1、野外观察和定位站

2、实验方法

3、数学模型与数量分析

（三）生态学的发展

生态学的发展可分为经典生态学和现代生态学两个时期。其分界线是20世纪60年代。

1、经典生态学

经典生态学经历了建立前期和成长期两个阶段。公元前5世纪到公元16世纪是生态学的萌芽期；20世纪初生态学有了蓬勃发展；20世纪30-50年代生态学已日趋成熟。2现代生态学

现代生态学的发展始于20世纪60年代，其发展特点和趋势主要有以下几点： 一是生态学的研究有越来越向宏观发展的趋势，二是系统生态学的产生和发展，是生态学方法论上的突破，三是新兴的分支学科不断出现，四是分子生态学的兴起是生态学发展的重要特征，应用生态学的发展是现代生态学的重要特色。

（四）森林生态学的研究内容和范围

1、森林生态学的概念：森林生态学是研究森林中乔木树种之间、乔木树种与其他生物之间，以及与其所处的外在环境之间相互关系的学科。

2、研究内容：个体生态——研究构成森林的各树木与环境的生态关系；种群生态——研究森林生物种群的形成与变化规律；群落生态——研究研究群落的形成和变化与环境条件的关系；森林生态系统——研究系统中物质与能量的循环与转化。

3、森林生态学的任务：从树木与环境间的相互关系规律出发，在调节和控制树木与环境之间的关系中更好发挥作用；要充分发挥树木的生态适应性，根据环境条件进行科学管理，使其最大限度利用环境，从而扩大森林资源和提高森林生产力；要有意识地利用森林改造环境，调节人类与环境之间的物质能量交换，以利于维持自然界的平衡。

4、可持续林业与森林的可持续经营

可持续林业：是对森林生态系统在确保其生产力和可更新能力和森林生态系统的物种和生态多样性不受损害的前提下的林业实践活动。

森林的可持续经营：通过科学管理和合理经营维持森林生态系统的健康和活力，维护生物多样性及其生态过程，以此满足人类对森林产品及其环境服务功能的需求，保障社会经济可持续发展。

5、森林在可持续发展中的作用：

①森林是生态平衡的主要调节器，是实现自然生态系统和社会经济协调发展的重要纽带。②森林能有效控制污染和酸沉降，改善人类和其他生物生存环境。③森林能有效保护生物多样性。④森林能有效防治土壤流失和退化。⑤森林可以涵养水源。

⑥森林可有效防治土地荒漠化。

⑦森林能有效缓解温室效应，维护全球碳循环。⑧森林能防灾减灾，保护农牧业稳产高产。

七、作业与思考题

1、什么是生态学？其主要研究方法有哪些？

2、什么是森林生态学？其研究内容包括哪些？

3、森林在可持续发展中的作用有哪些？

八、教学后记

第二章 森林与环境（1、2、3节，2学时）

一、教学目的与要求：学生通过学习，能掌握森林和环境的概念以及环境的类型，理解生态因子的概念、分类和生态因子作用的一般特征，掌握光因子的生态作用，了解光的性质及其变化规律，对树种的耐荫性有一定的认识。

二、教学内容：森林和环境的概念以及环境的类型，生态因子的概念、分类和生态因子作用的一般特征，光的性质及其变化规律，光因子的生态作用，树种的耐荫性等内容。

三、重点与难点：本次课的重点是森林和环境的概念，环境的类型，生态因子的概念、分类，光因子的生态作用；难点是光因子的生态作用。

四、教学方法：讲授法、讨论法。

五、教学手段：多媒体讲解。

六、教学过程：

（一）森林、环境的概念与类型

1、森林的概念：森林是指一个以木本植物为主体，包括乔木、灌木、草本植物以及动物、微生物等其他生物，占有相当大的空间，并显著影响周围环境的生物群落复合体。

2、环境的概念：环境是指生物（个体或群体）生活空间的外界自然条件的总和，包括生物存在的空间及维持其生命活动的物质和能量。环境总是针对某一特定主体或中心而言，因此，环境只有相对意义。

3、环境的类型： ① 按其范围大小分：宇宙环境、地球环境、区域环境、生境、微环境、体内环境。② 按其主体分：人类环境和生物环境。③ 按其性质分：人工环境、自然环境、社会环境。

（二）生态因子的作用分析

1、生态因子的概念：是指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。如温度、湿度、氧气等。

2、生态因子的分类：一般根据生态因子的性质将其归纳为5类： ① 气候因子：光、温、水、空气、风、雷电、气压等。② 土壤因子：土壤结构、土壤有机或无机成分的理化性质、土壤生物等。③ 地形因子：地貌、海拔、坡向、坡度、坡位、地表起伏。④ 生物因子：生物间的相互关系，如捕食、共生、竞争等，生物对环境的影响。⑤ 人为因子：人类对植物资源的利用、改造、发展、破坏过程中的作用及环境污染的危害作用。

（三）光因子

1、光的性质及其变化规律 ① 光的性质

光是以电磁波的形式投射到地表的辐射线。主要波长范围在150-4000nm，根据人眼对光谱段感受的差异分为可见光和不可见光。可见光波长在380-760nm，波长由长到短分别是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种颜色的光。不可见光分别是红外光和紫外光。② 光的变化

地表光照强度随纬度增加而降低，随海拔增加而增强；一年中光照强度时夏强冬弱，一天中是中午光照强早晚弱；在森林生态系统内，光强自上而下减弱。太阳高度角增大，短波光比例增加，长波光比例减少；低纬度和高海拔地区短波光较多；夏季短波光多，冬季长波光多；一天中，中午短波光多，早晚长波光多。

2、光的生态作用 ① 光谱成分的生态作用

紫外光能抑制植物的生长，红外光能促进植物的生长发育，提高植物体的温度。可见光是植物色素利用最多的波段。在太阳辐射中，植物光合作用和色素吸收，具有生理活性的波段称为生理有效辐射或光合有效辐射。光合有效辐射的波长约为380-740nm，与可见光波段基本相符，对植物有重要意义。红橙光是被植物叶绿素吸收最多的部分，具有最大的光合活性，而绿光利用最少。红光有利于碳水化合物的合成，蓝光有利于蛋白质的合成。蓝紫光和青光对植物伸长及幼芽形成有抑制作用，使其形成矮态，还能引起植物向光性敏感，并能促进花青素的形成；红光影响植物的开花、茎的伸长和种子萌发。② 光照强度的生态作用

对光合作用的影响：叶片吸收的全部太阳辐射中，约1%-2%用于光合作用，其余转化为热能消耗与蒸散及用于增加叶温与周围空气进行热交换。光合速率随光照强度的增加而增加，直到达到最大值。

光补偿点：当光合作用吸收的二氧化碳与呼吸放出的二氧化碳相等时的光照强度称为光补偿点（CP）。光饱和点：光合速率不再随光照强度增加而增加，光合速率达到光饱和时的光照强度称为光饱和点（SP）。喜光植物：适应于强光地段的植物，其光补偿点和光合速率及代谢速率都较高。耐荫植物：适应于弱光地段的植物，其光补偿点和光合速率及呼吸速率都较低。

对叶片的影响：由于叶片所在生境光照强度不同其形态结构和生理特征往往产生适应光的变异称为叶片适光变态。同一树种，强光下发育的叶片称为阳生叶，弱光下发育的叶片称为阴生叶。喜光树种的叶片主要具有阳生叶的特征。

对植物发育的影响：光是光合作用能量的来源，光合产物是植物生长的物质基础。因此，光强关系到植物体各组织器官的正常发育。具体表现在对树木花芽分化的影响：强光可使花芽分化良好，提高种子产量。强光还可提高果实含糖量及耐储性，促进花青素合成，果实着色好。光照充足，可形成较大根茎比。③ 光照时间的生态作用

光周期现象：指动植物对昼夜长短日变化和年变化的反应。植物的光周期反应主要是诱导花芽形成和转入休眠；动物的光周期反应主要是调整代谢活动和进入繁殖期。

日照生态类型：根据对日照长度的反应差异可把植物分为4种类型：一是长日照植物，即日照长度超过其临界日长才能开花的植物，常需14h以上才能开花，如落叶松、杨、柳、榆等。二是短日照植物，即日照长度短于其临界日长才能开花的植物，需10h以下日长才能开花，如牵牛花、紫杉等。三是中日照植物，即昼夜长度相近才能开花的植物，开花需12.5h日长。四是中性植物，即开花受日照长度影响较小的植物，如蒲公英、黄瓜、四季豆、番茄等。

光周期的影响：光照时间长短影响植物的生长发育、开花、休眠、地理分布和生态习性等。

3、树种的耐荫性 ① 类型：根据树种的耐荫程度，可分为喜光树种、耐荫树种和中性树种。喜光树种需在全光下才能正常生长发育，不耐荫，林冠下不能更新，如落叶松、水杉、杨、柳等。耐荫树种能耐荫，在林冠下可更新，甚至有些树种只能在林冠下才能更新，如铁杉、云杉、冷杉等。中性树种需光量介于两者之间，在全光下生长较好，也能忍受一定荫蔽，如红松、侧柏、椴树等。② 鉴别：林冠下能否完成更新过程和正常生长是鉴别树种耐荫性的主要依据。根据树种光补偿点和光饱和点判断树种耐荫性是现代植物生理学的常用方法。③ 影响耐荫性的因素：树种不同，耐荫性不同，此外还与树种的生理状态、年龄和生境有关。同一树种的耐荫性取决于树龄、气候、土壤等。一般树木幼年耐荫性较强，随着树龄增加，耐荫性减弱；在温暖湿润气候下树种的耐荫性较干旱寒冷的气候条件强；生长在湿润肥沃土壤的树种耐荫性较生长在干旱贫瘠土壤的树种强。

七、作业与思考题

名词解释：森林、环境、生态因子、光周期现象、光补偿点、光饱和点、光合有效辐射。

八、教学后记

第二章 森林与环境（4、5、6节，2学时）

一、教学目的与要求：学生通过学习，能了解温度对植物的影响及树种对极端温度的适应，掌握水分和大气成分的生态作用，理解植物对水分胁迫的适应、森林对水分的调节作用、大气污染与植物的生态关系等。

二、教学内容：温度的变化规律、温度对植物的影响、树种对极端温度的适应、水分的生态意义、植物对水分胁迫的适应、森林对水分的调节作用、大气成分的生态作用、大气污染与植物的生态关系等。

三、教学重点与难点：本次课的教学重点是温度对植物的影响、水分的生态意义、植物对水分胁迫的适应、森林对水分的调节作用、大气污染与植物的生态关系。难点是植物对水分胁迫的适应、大气污染与植物的生态关系。

四、教学方法：讲授法、讨论法。

五、教学手段：多媒体讲解

六、教学过程：

（一）温度的变化规律

1、温度的空间变化： ① 纬度：纬度每增加1度，气温约下降0.5-0.6℃。从赤道到北极可划分出热带、亚热带、暖温带、温带、寒温带和寒带。② 海陆位置：我国大陆性气候特点显著，夏季酷热，冬季严寒漫长，温度年较差大。③ 地形和海拔：巨大山体阻挡气团运行，影响热量传递和湿润状况地区分配，局部的山谷、盘地影响温度的昼夜变化规律，形成霜穴、暖带，出现逆温现象。坡向影响热量分配，在北半球的南坡空气和土壤温度都较北坡高。山地温度随海拔升高而降低，海拔每升高100m，气温下降0.5-0.6℃，春节推迟2-2.5天。

2、温度的时间变化： ① 季节变化：大陆性气候区温度变化较海洋性气候区剧烈，温带和寒带气温较热带变化剧烈。② 昼夜变化：一天中，气温最低值出现在将近日出的时候，最高值出现在13:00-14:00间。

（二）温度对植物的影响

1、生理代谢：温度对光合作用和呼吸作用的影响是借助酶和温度的关系实现的：在一定温度范围内，温度升高，反应加快，光合和呼吸作用增强。

2、生长发育：陆生维管束植物维持生命的温度范围在-5-55℃，但在5-40℃间才能正常生长发育。

3、温周期现象：植物对温度昼夜变化和季节性变化的反应称为温周期现象。植物长期适应于一年中温度、水分节律性变化，形成与此相适应的植物发育节律称为物候。发芽、生长、现蕾、开花、结实、果实成熟、落叶休眠等生长发育阶段称为物候期。

4、非节律性变温

① 低温危害：寒害，指气温降到0℃以上植物受到的伤害。冻害，指温度降到0℃以下植物组织冰冻引起的伤害。生理干旱，指冬季或早春土壤冻结，树木根系不活动时，如果气温过暖，地上部分蒸腾失水，而根系又不能吸水加以补充，时间长了就会枝叶干枯和死亡。② 高温危害：皮烧，强光使树木形成层和树皮组织局部死亡。根颈灼烧，土表温度过高，灼烧幼苗根颈。

（三）树种对极端温度的适应

1、树种对低温的适应

树种对低温的忍耐和抵抗的特性称为树种的抗寒性。长期生活在低温环境中的植物通过自然选择，在形态、生理和行为方面表现出明显的适应特征。

2、树种对高温的适应

树种对高温的适应性于原产地密切相关。旱生树种比中生树种抗高温。树种对高温的适应主要表现在形态和生理两方面。

（四）水的生态意义

1、水是生物体的重要组成部分，植物体内一般含水量为60%-80%，风干种子的含水量在6%-10%，一些水果的含水量高达92%-95%。

2、植物的一切代谢活动，养分的吸收、运输、利用，废物的排出和激素的传递都必须借助于水才能进行。

3、蒸腾作用消耗大量的水分，调节缓和了植物体表温度状况。

（五）植物水分的生态类型

1、水生植物：沉水植物，整株植物沉于水下；浮水植物，叶片漂浮于水面；挺水植物，植物体大部分挺出水面。

2、陆生植物：湿生植物，不能长时间忍受缺水；中生植物，适于生长在水湿条件适中的生境，介于湿生和旱生植物之间；旱生植物，泛指生长在干旱环境，能长时间忍耐干旱的一类植物。

（六）植物对水分胁迫的适应

1、植物对水分不足的适应

① 避旱植物：以种子或孢子避开干旱的影响。② 抗旱植物：表现为高水势延迟脱水耐旱和低水势脱水耐旱两种方式。

2、植物对水分过剩的适应：具有气室、通气组织、不定根（通气根）。

（七）森林对水分的调节作用

1、林冠截留：滴落量、茎流量和穿透雨量之和为林内雨量；林冠上方或旷地雨量为林外雨量。林外雨量减去林内雨量等于林冠截留量（含降雨期间林冠的蒸发量）。

2、入渗土壤水：林地土壤结构好，孔隙度大，入渗率高，可减少流量增加植物可利用水量。

3、蒸发散：土壤水经森林植被蒸腾和林地表蒸发而进入大气，森林这种作用称为蒸发散。

4、地表径流：降水或融雪强度一旦超过下渗强度，多余水量可能暂时留在地表，当地表贮流量达到一定限度时，即向低流动成为地表水汇入溪流，这个过程称为地表径流。森林可显著减少地表径流。

5、森林涵养水源和保持水土的作用：森林起到贮存降水、补充地下水和缓慢进入河流或水库、调节河川径流量、在枯水期仍能保持一定水位的作用。这种功能叫做涵养水源。

（八）大气成分的生态作用

1、二氧化碳的生态作用：光合作用的原料、温室气体。

2、氧气的生态作用：呼吸作用的原料。

（九）大气污染与植物的生态关系

1、森林受害机制及其症状：大气污染物毒性最大的有氟化氢、二氧化硫、臭氧、氯气等，它们影响植物的气孔开闭、光合作用、蒸腾作用、呼吸作用，破坏酶活性，损坏叶片内部结构。

2、森林受害的环境条件：风、光照、降雨和大气湿度、地形。

3、森林的抗性：取决于叶片结构和生理生化特性，抗性由大到小顺序为：常绿阔叶树、落叶阔叶树、针叶树。

4、森林的净化作用：吸收有毒气体、滞尘作用、杀菌作用、吸收二氧化碳放出氧气、减噪作用。

（十）风与植物的生态关系

1、风对植物的影响：影响植物的生长、生理活动和形态；影响植物繁殖；具破坏力。

2、森林的防风效应：减弱风力，降低风速。

七、作业与思考题

名词解释：生理干旱、截留量。简述树种抗旱性的机理。指出水生植物的生态类型。

八、教学后记

第二章 森林与环境（7、8、9节，2学时）

一、教学目的与要求：学生通过学习，能了解土壤与植物的相互影响、地形因子的生态意义、火对土壤的影响，掌握地形对森林的影响、火对植物的影响和植物的适应，理解火对生态系统的影响。

二、教学内容：土壤对林木的影响、森林对土壤的影响、地形的概念及其生态意义、地形对森林的影响、火的发生条件和林火类型、火对土壤的影响、火对植物的影响和植物的适应、火对生态系统的影响等。

三、教学重点与难点：本次课的教学重点是土壤与植物的相互影响、地形对森林的影响、火对植物的影响和植物的适应。难点是地形对森林的影响、火对植物的影响和植物的适应。

四、教学方法：讲授法、讨论法。

五、教学手段：传统教学方式讲授。

六、教学过程：

（一）土壤对林木的影响

1、土壤的物理性质与林木的生长

（1）母岩：土壤是由母岩分化形成的，母岩影响土壤的理化性质，如土壤质地、结构、水分、空气、热量、养分和ph值等。

（2）土层厚度：土层厚度影响土壤养分、水分和根系分布范围，所以土层厚度是决定森林生产力的重要因素。土层厚度影响森林组成、结构、林木生长和生产力。

（3）土壤质地：指组成土壤矿质颗粒的相对比例或重量百分比，分为砂土、壤土汇入黏土3类。

（4）土壤结构：指土壤颗粒的排列方式或状况，如团粒状、块状、柱状、核状和碎屑状等。其中，团粒状结构最为理想，可协调土壤水分、空气、养分的关系，改善土壤理化性质。

（5）土壤水分：为林木生长所必须，且养分必需溶于水才能被吸收。土壤水分过多或过少都会抑制植物生长。

（6）土壤空气：影响植物根系呼吸、生理机能和土壤微生物的种类、数量和分解。

（7）土壤温度：影响植物根系生长、吸水力，制约土壤中生化反应和生物作用速度，间接影响植物生长。

2、土壤化学性质与林木生长

（1）土壤酸碱度：对土壤中各种营养元素的转化和释放、土壤有机质的合成和分解、土壤微生物的活动和土壤动物都有重要影响。土壤酸碱度常用PH值表示，分为酸性土（PH﹤6.5）、中性土（PH6.5-7.5）和碱性土（PH﹥7.5）

（2）土壤无机元素：包括7种大量元素（N、P、K、Ca、Mg、S、Fe）和6种微量元素（B、Cu、Zn、Mo、Mn、Cl），主要来源于土壤矿物质和有机质的分解，腐殖质是无机元素的储存库，通过矿化过程从腐殖质中缓慢释放无机元素。

（3）土壤有机质：是由生物遗体、分泌物、排泄物以及它们的分解产物组成，包括非腐殖质和腐殖质两类。腐殖质是土壤微生物在分解有机质时，重新合成的相对稳定的多聚体化合物，是植物营养的重要碳源和氮源，也是矿质元素的重要来源，是土壤肥力的重要指标。

3、土壤生物与林木生长

（1）土壤微生物：含土壤中的细菌、真菌、放线菌和藻类，是生态系统的分解者和还原者，它们使有机质腐烂，释放养分，促进养分循环；某些细菌和真菌和某些植物根系形成根瘤和菌根，能改善土壤营养状况。

（2）土壤动物：分为大型（体长﹥10mm）、中型（体长在0.2-10mm间）和小型（体长﹤0.2mm）土壤动物，其作用主要是机械粉碎，纤维素和木质被爵食后可供微生物再利用。

（3）植物根系：根系死亡后可增加土壤下层的有机质和阳离子交换，促进土壤结构形成；腐烂后的孔道可改善土壤透气性，利用重力水下排；根系分泌物和根围微生物能促进矿物和岩石分化。

（二）森林对土壤的影响

1、森林土壤的形成与剖面构造 森林土壤的形成依赖于母岩、气候、生物、地形和时间五大自然成土因素，还决定于三大特有因素即森林凋落物、林木根系和森林土壤生物。土壤剖面指从地表向下挖掘一直到母质的一段垂直剖面。典型的森林土壤剖面从上往下分为O、A、B、C4个层次。O层为枯落物层，A层为腐殖质层，B层为沉积层，C为母岩层。

2、森林凋落物和死地被物对土壤的影响

（1）森林凋落物：一年中凋落到地面的叶、枝、花、果、树皮及森林其他残体的统称。是土壤有机质的主要来源。

（2）森林死地被物：由森林当年的、累积的凋落物、生物残骸和某种程度上已分解的有机残余物组成。含有大量有机质、氮和矿质元素，是土壤养分的主要来源。

（三）地形的概念及其生态意义

1、地形的概念：是指地球表面的形态特征。有陆地和海洋之分。陆地地形分为山地、丘陵、高原、平原和盆地5种。实践中，按地形面积大小分为巨地形、大地形、中地形、小地形和微地形。

2、地形因子的生态意义：地形因子主要通过改变光、热、水、土和风等自然条件间接作用于植物。

（四）地形对森林的影响

1、巨大山脉对森林分布的影响：巨大山脉通过对气团的阻碍和抬升影响地区的温度和降水量。

2、山地地形对森林的影响：

（1）坡向：坡向不同则日照强度和时数不同，使不同坡向的光、热、水和土壤条件有很大差异、（2）坡位：分为上坡（含山脊）、中坡、下坡，体现了相对高度的差异。山坡有凸形、凹形和直形3种基本形状。

（3）坡度：指坡的倾斜程度，分为平坡（5度以下）、缓坡（6-15度）、斜坡（16-25度）、陡坡（26-35度）、急坡（36-45度）和险坡（46度以上）。

（4）海拔高度：海拔高度不同，土壤发育条件不同；不同高度山地有不同的气候土壤条件，相应出现不同森林植被，高山上存在树木分布上界（高山树木线）。

（5）沟谷宽度：也称山坡的开阔度，即沟谷深度与宽度的比例，分宽谷和峡谷2种。

3、河谷地形对植物的影响：河谷扩大了气团的范围，山谷河口是气团的主要通道；河谷是生物隐蔽所和迁徙的通道。

（五）火的发生条件和林火的类型

1、火的发生条件：林火的发生需具有可燃物、助燃物和火源三要素。

2、林火的类型：分为地表火、地下火和林冠火3种。

（六）火对土壤的影响

1、物理变化：土壤含水率和土壤温度。

2、化学变化：PH值、土壤有机质和养分含量和可利用性。

3、生物变化：生物数量减少或死亡。

（七）火对植物的影响和植物的适应

1、火对植物的影响：火影响植物生长发育的各个阶段，从能量分配角度，把耐火树种分为2种类型：再萌芽型和火后大量结实型。

2、植物对火的适应：

营养阶段：抗火树皮、减少易燃性、保护芽。繁殖阶段：提前开花结实、种子散布。

七、作业与思考题：

简述森林土壤的基本特征以及森林对土壤的生态影响。简述林火的生态效应。

八、教学后记

第三篇：城市生态学教案

《城市生态学》教案

第一章

生态学概论

第一节 生态学的概念、起源及发展

一、生态学概念

1869年

德国生物学家 赫克尔(Ernst Heinrich Haeckel)提出：“可以将生态学定义为关于有机体与周围外部世界的关系的一般学科，外部世界是广义的生存条件”。

二、生态学的起源及分类

（一）生态学的起源

起源：生态学（尤其基础生态学）来源于生物学、生物学是研究生物的结构、功能、发生和发展规律的科学，包括动物学、植物学、微生物学、古生物学等。

（二）生态学的分类

分类方法：生态学按其研究对象的不同等级单元，按照生物栖息的不同场所可分为若干类型。此外，按照生态学在自然学科及社会学科领域中的运用，也可划分为若干类型。

三、生态学的发展

第二节 生物生存环境

一、生物的能量环境

生物能量环境的特点：

其一是唯一性，即能量环境的能量唯一来源是太阳；

其二是区间性，即能量环境所提供的不同生物的生存环境条件具有时空上的差异，生物对于能量环境的利用也具有选择“最适区间”的内在趋势。

（一）光

1.光照强度：在地球表面有时间和空间的变化规律。空间变化包括纬度、海拔高度、地形、坡向；时间变化则有四季变化和昼夜变化。

2.光质：由于大气对太阳辐射的吸收和散射具有选择性，所以当太阳辐射通过大气后，不仅辐射强度减弱，而且光谱成分——光质也发生改变。随太阳高度升高，紫外线和可见光所占比例随之增大；反之，高度变小，长波光比例增加。

3.光照长度：地球上不同纬度日照长度的变化各不相同，呈周期性变化。纬度越低，最长日和最短日光照区别越小，纬度越高日照长短的变化越明显。

（二）温度

1.温度的空间变化：受纬度和海拔高度的影响。低纬度地区太阳高度角大，辐射量大，昼夜长短差异小，太阳辐射量的季节分配比较均匀。高山高原地区辐射较强，但由于空气稀薄，水蒸气和二氧化碳含量低，所以地面上辐射热量散失很大。一般，南坡太阳辐射量大，气温、土温比北坡高。

2.温度的时间变化：受季节变化和昼夜变化的影响。能量环境的组成

二、生物的物质环境

（一）大气圈

1.大气的组成：包含恒定的（包括氮、氧、氩，约占99.97%，还有微量元素氖、氦、氪、氙以及臭氧等等）、可变的（二氧化碳和水蒸气）和不定的（尘埃、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物等，主要由人为因素造成）三部分。

2.大气的分层：对流层、平流层、中间层（属于均质层），热层（非均质层），外层

大气圈的垂直结构

对流层

平流层 中间层

热层（电离层）外层（逃逸层）

（二）水圈

由海洋、河流、湖泊、地下水、大气水和冰共同构成。水以大气环流、海洋和河流排水等形式在地球上流动和再分配，再通过蒸发、降雨、渗透等进行水分循环、不断往复，永无止境。

水的自然循环

水的地质作用

水循环是改变地表面貌的重要因素。

大气的降水、河水的流动、地下水的活动等等，一方面破坏地表及地下一定深度的岩石，一方面又形成新的岩石。

水是一切有机体的生长要素，而有机体是改变地球面貌的又一个重要的要素。由此可见，水是参与地球发展和地壳变化最积极的因素之一。

水在塑造地表形态的作用中占有极为重要的地位。海洋、河流、湖泊以及冰川等地表水是改造地表形态和盆地沉积等地质过程的主要营力，主要包括侵蚀、搬运和沉积三个阶段。而地下流体和部分地表水对矿产形成有着积极的作用。

（三）岩石圈和土壤圈

岩石圈是地球表面30-40km后的坚硬地壳层，是大气圈、水圈、土壤圈以及生物圈存在的牢固基础，也是土壤形成的物质基础。

土壤圈在地球陆地表面，由岩石圈表面物理风化而成的疏松层作母质，加上水和有机物质通过化学变化以及土壤母质的生物作用，经过相当长的时间形成，是有机界与无机界相互联系、相互作用的产物。土壤的构成

三、生物圈

生物圈是由大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈这几个圈层的交接的界面构成的

生物圈是地球上最大的生态系统，生物圈中各种生物体活质以太阳能为动力，进行大规模的物质的循环与能量的转移。

第三节 生态因子及其作用

一、生态因子概念及其分类

① 生境：任何一种生物都不可能脱离特定的生活环境，指的是在一定时间内对生命有机体生活、生长发育、繁殖以及对有机体存活数量有影响的空间条件及其他条件的综合，包含对生物体有影响的自然条件和生物体种内和种间的相互影响。

② 生态因子：组成生境的因素。主要包括两方面：a.非生物因素：即物理因素，如光、热、水、风、矿物质养分等；b.生物因素，即对某一生物而言的其它生物、如动物、植物、微生物，它们通过自己的活动直接或间接影响其它生物。另有一种观点将人为因子纳入第三种因素，即人类的砍伐、挖掘、采摘、引种、驯化以及环境污染。

二、生态因子作用的分析

（一）生态因子作用的一般特征

1.综合作用：环境中各种生态因子不是孤立的，而是彼此联系、互相促进、互相制约，任何一个单因子的变化，必将引起其它因子不同程度的变化及其反作用。2.主导因子作用：在诸多生态因子中，有一个生态因子对生物起决定性作用，成为主导因子，主导因子变化会引起其它因子发生变化。

3.直接作用和间接作用：环境中的地形因子，如起伏、坡度、海拔高度及经纬度登对生物的作用不是直接的，但它们能影响光照、温度、雨水等因子，对生物其间接作用；而光、温度、水则对生物生长、分布及类型起直接作用。

4.因子作用的阶段性：不同阶段生物生长发育需求不同，因此因子对生物的作用有阶段性，这种阶段是由生态环境的规律变化造成的。

5.生态因子的不可替代性和补偿作用：总体上讲每种生态因子的作用不尽相同，但都各具其重要性，尤其作为主导因子，如果缺少便会影响生物的正常生长发育，甚至罹病死亡。总体来说，生态因子不能替代和补偿，但在局部是可以补偿的。

（二）生态因子的作用方式

1.拮抗作用：各种因子在一起联合作用时，一种因子能抑制或影响另一种因子起作用。如有机汞和硒同时在金枪鱼中共存时，可以抑制甲基汞的毒性。

2.协同、增强和叠加作用

① 协同作用：两种或多种化合物共同作用的毒性等于或超过各化合物单独作用时的毒性总和。

② 叠加作用：两种或多种化合物共同作用的毒性为各化合物单独作用是毒性的总和。

③ 增强作用：一种化合物对某器官系统并无毒作用，但与另一种化合物共同作用时，使后者毒性加强。

3.净化作用：部分生态因子具有以物理、化学和生物的方式消除水、气、土中的污染物。净化可以分为物理净化、化学净化和生物净化三类。

① 物理净化：包括稀释、扩散、淋洗、挥发、沉降等。

② 化学净化：氧化还原、化合和分解、吸附、凝聚、交换和络合等。

③ 生物净化：生物的吸收、降解作用等，使污染物的浓度和毒性降低和消失。

（三）生态因子作用的规律

① 限制因子规律：在诸多生态因子中使生物的耐受性接近或达到极限时，生物的生长、发育、生殖活动以及分布等直接受到限制、甚至死亡的因子称为限制因子。

② 最低量（最小因子）定律：低于某种生物需要的最少量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素，亦称为利比希最小因子定律。

③ 耐受性定律：生物对环境的适应存在耐性限度的法则称为耐受性定律。每种生物对一种环境因子都以一个生态上的适应范围的大小，两者之间的幅度为耐性限度，称为生态幅。生物在最适点或接近最适点才能很好生活，趋向这两端就减弱，然后被抑制。

第四节 种群

一、种群的基本概念和特征

① 种群（population）：在一定时空中同种个体的总和。

② 种群的基本特征

a)空间特征：种群要占据一定的分布区，组成种群的每个有机体都需要有一定的空间进行繁殖和生长。种群数量的增多和种群个体生长的理论说明，在一个局限的空间中，种群中个体在空间中越来越接近，而每个个体所占据的空间越来越小，种群数量的增加就会受到空间的限制，进而产生个体间的争夺，出现领域性行为和扩散迁移等。

b)数量特征：种群数量特征是以占有一定面积或空间的个体数量，即种群密度来表示的，它是指单位面积或单位空间的个体数目。另一种表示种群密度的方法是生物量，即单位面积或空间所有个体的鲜物质或干物质的重量。

c)遗传特征：组成种群的个体在形态特征、生理特征方面有共性，但在某些形态特征或生理特征方面有差异。一个种群的生物具有一个共同基因库，以区别于其他物种，但并非每个个体都具有种群中贮存的所有信息。

二、种群数量动态参数

（一）出生率和死亡率

出生率：种群生殖状况的指标。常用种群中每年内每千个个体的出生数或每年每个雌体的产仔数来计算。出生率分为最大出生率（或称绝对生理出生率）和实际出生率（或称生态出生率）。前者是指在理想条件下（无任何生态限制因子，繁殖只受生理因素限制）产生新个体的理论最大数量；后者表示种群在某个真实或特定的环境条件下的增长，它对种群来说由其组成、大小、物理环境条件而变化。

死亡率：种群中每千个个体种死亡的总数。死亡率也分最低死亡率和实际死亡率（生态死亡率）。前者是指种群在最适应环境条件下，种群的个体都是因年老而死亡的，即生物都能活到了生理寿命之后才死亡的情况；后者是在特定条件下丧失的个体数，同生态出生率一样，不是常数，随种群状况和环境条件而改变。

（二）迁入和迁出

迁入：生物个体或者其种子从原有生活地向特定地区整群迁居的一种行为。

迁出：迁出的相反行为。

迁入与迁出是生物的一种扩散行为，它有助于防止近亲繁殖，同时又是个地方种群之间进行基因交流的生态过程。

（三）年龄结构和性别比

年龄比例：一个种群的所有个体一般具有不同的年龄，各个龄级的个体数目与种群个体总体的比例。

性别比：反映种群中雄性个体与雌性个体比例的参数。

（四）种群内禀增长率

内禀增长率：指当环境是无限的（空间、食物和其他有机体等都没有限制性影响），在该理想条件下，稳定年龄结构的种群所能达到的恒定的、最大增长率。

三、种群增长的基本模式

（一）在无限环境中的指数增长

种群不受任何食物、空间等条件的限制，则种群就能发挥其内禀增长能力，数量迅速增长，呈现指数增长（又称“J”型增长）格局，这一规律称为种群的指数增长规律。

四、种间关系

（一）种间关系形式

“+”“-”“○”分别表示有利、有害、无利无害

（二）种间竞争关系

种间竞争关系：就是指两个或更多物种的种群对同一对象的争夺，如空间、食物或营养物质、光线等等。

竞争排斥原理（格乌斯原理）：种间竞争使亲缘关系密切或者各方面都相似的物种之间产生生态上的分离，称为~。

生态位：生态位的定义各有不同，大体可以分为以下几种。

①

格林尼尔“生境生态位”（habitat niche）（指物种的最小分布单元，其中的结构和条件能够维持物种的生存）；

②

埃尔顿“功能生态位”（role niche/functional niche）（生态位应是有机体在生物群落中的功能作用和位置，特别强调和其他种的营养关系，他指出生态为主要是营养生态位）；

③

哈林奇提出的“超体积生态位”（hupervolume niche）（指生态维数远远多余三个，形成n维适合度明确的超体积）。

（三）种间捕食与寄生作用

捕食：指一个物种对另一个物种的取食现象。此现象对捕食者有利，对被捕食这不利，但不一定造成被捕食者的死亡。

寄生：连个有机体或物种之间的密切关系。其中一个从另一个获取食物、前者称寄生者，后者称宿主。

（四）种间合作与互利共生

2.植物种间关系

 在植物造景中恰当地处理好植物的种间关系，可以增加景观的变化，改善环境的生态效益。

 例如：在亚热带、热带雨林的植物群落中，附生着著如藻类、天南星科、兰科、萝藦科等植物，这种附生关系增加了单位面积中绿叶的数量，增大了改善环境的生态效益，还可形成各种各样美丽的植物景观。

 在植物造景中还应当重视植物分泌的物质对种间组合的影响。

 例如：如刺槐、丁香两种植物的花香会抑制邻近植物的生长；榆属与栎树、白桦与松、松与云杉之间具有对抗性。

第五节 群落

一、群落的基本概念及特征

群落（community）：全称生物群落（biocoenosis），指在一定时间内居住在一定空间范围内生物种群的集合。

（二）群落的特征 1.群落中的优势种

优势种：群落中因大小、数量或活动上起着重要影响和控制作用的少数几种物种。

建群种：建群种的个体数量不占绝对优势，但它决定着群落的内部结构和特殊环境，是群落的创建者和建设者。

共建种：如果群落主要层的优势种由多个物种组成，这些物种称为~。

附属种：虽然也参加群落建设，但属于群落中优势度较小的物种。

2.群落的物种多样性

含义：一是说明群落中物种的多少，即丰富度；二是说明群落中各个种的相对密度，又可称为群落的异质性。

3.群落的种间关联性

含义：反映群落物种之间的联系特征。当许多物种经常趋向于一齐出现，称之为正关联；当另一些物种由于竞争或对环境、资源要求的明显差异而互相排斥、不一起出现，称之为负关联。

4.群落的交错区和边缘效应

群落交错区（ecotone）：不同群落的交界区域，或两类环境相接触部分，也成为生态环境脆弱带。

边缘效应（edge effect）：交错区或两个群落的边缘和两个群落的内部核心区域，环境条件往往有明显的区别，在群落交错区内单位面积内的生物种类和种群密度较之相邻群落有所增加,这种现象称为边缘效应。

其形成需要一定的条件，如两个相邻群落的渗透力大致相似、两个群落造成的过渡带需相对稳定各自具有一定均一面积或只有较小的面积的分割、具有两个群落交错的生物类群等。

5.群落的稳定性

定义：指在一段时间过程中维持物种互相结合及各物种数量关系的能力，以及在受到扰动的情况下恢复到原来平衡状态的能力，即现状的稳定、时间过程的稳定、抗变动能力和变动后恢复原状的能力。通常群落的稳定性通过如下三个特性来考察：a.当扰动一个群落系统时，所需施加的扰动强度越大，表明群落越稳定；b.群落从平衡位置上被扰动后，所产生波动的幅度越小，群落越稳定；c.群落变动后恢复到原来的平衡状态所需的时间，时间越短越稳定。

二、群落与环境

（一）、群落与生境

生境（habitat）：群落具体生长的环境，它指动植物物种生存繁衍完成世代生活史所要求的各种不同生存条件总和的地域空间。

（二）、群落对环境的指示作用

1.植物群落的指示作用

植被的特征和组成是作用一个生境所有因素的综合影响的表达，因此这种起指示作用的群落称为指示群落。

2.生物群落对污染环境的指示作用

通常采用群落中的优势种，其适应环境的范围越窄就越能起到指标作用。

污染指示植物：

第六节 生态系统一、生态系统的概念

生态系统（ecosystem）一词由英国生态学家A.G.Tansley在1935年提出。1971年生态学家E.P奥德姆1971年提出：生态系统就是包括特定地段中的全部生物和物理环境的统一体。具体说：生态系统是一定空间内生物和非生物成分通过物质的循环、能量的流动和信息的交换而相互作用、相互依存所构成的一个生态学功能单位。

二、生态系统的组成成分、功能及其相互关系

（一）生态系统的组成成分

生态系统是由两大部分、四个基本成分组成的。两大部分就是生物和非生物环境，也称之为生命系统和环境系统或生命成分和非生命成分；四个基本成分是指生产者、消费者、还原者和非生物环境。

（二）生态系统组成成分的功能

1.生产者（producers）：指生物成分中能利用太阳能等能源，将简单无机物合称为复杂有机物的自养生物。主要是绿色植物、藻类，也包括一些光能细菌和化能细菌。

2.消费者（consumers）：指靠自养生物或其他生物为食物而获得生存能量的异养生物，主要是各种动物。通常各种食草动物被称为初级消费者；以食草动物为食的食肉动物统称为次级消费者。

3.还原者（reducers）：也称分解者，主要指细菌、真菌、放线菌和原生动物。

4.非生物环境（abiotic environment）:主要包括三个部分，其一为气候因子，如光照、热量、水分和空气等；其二为无机物质如C,H及无机盐分等；其三为有机物质，如碳水化合物、蛋白质、脂肪类及腐殖质等。

（三）生态系统系统组成成分的关系

三、生态系统的结构

（一）空间结构

生态系统的空间结构指生态系统中各种生物的空间配置（分布）状况，亦即生物群落的空间格局状况，包括群落的垂直结构（成层现象）和水平结构（种群的水平配置格局）。

（二）物种结构

物种结构是指生态系统中各类物种在数量方面的分布特征。

（三）营养结构

生态系统的营养结构即食物网及其相互关系。

1.食物链：食物链即生物圈中一种生物以另一种生物为食，彼此形成一个以食物联系起来的链锁关系。2.食物网：生态系统中各种食物链相互交错连接形成的网状结构。食物网揭示了生态系统中生物之间的食与被食的关系。

四、生态系统的基本特征及类型

（一）生态系统的基本特征

1.生态系统是动态功能系统（任何一个生态系统总是处于不断发展、进化和演变之中，这就是系统的演替。人们可按发育的状况将生态系统分为幼年期、成长期和成熟期）。2.生态系统具有一定的区域特征

3.生态系统是开放的“自持系统”（生态系统的代谢通过生产者、消费者和分解者三个不同营养水平的生物类群完成，它们是生态系统“自维持”的结构基础）

4.生态系统具有自动调节的功能（生态系统受到外来干扰和稳定状态改变时，系统靠自身内部的机制再返回稳定、协调状态的能力）。

（二）生态系统的类型

1.按生态系统空间环境性质

即按生态系统所处的地理区域的空间性质分类，可分为淡水生态系统、海洋生态系统、陆地生态系统。

2.按人类对生态系统的影响程度

五、生态系统的基本功能

（一）生物生产

生态系统中生物生产包括初级生产（植物性生产）和次级生产（动物性生产）两个过程。1.生产系统的初级生产过程

生态系统的初级生产是能量的转化和物质的累积过程，是绿色植物光合作用的过程。

生态系统的初级生产可以分为总初级生产量和净初级生产量。

PG= PN + Ra

总初级生产力PG 包括生产者自身呼吸作用中被消耗的有机物在内的总累积量

净初级生产量PN 指植物光合作用累积量中除去用于生产者自身呼吸所剩余的累积量

Ra生产者用于自身呼吸的消耗量

2.生态系统的次级生态过程

生态系统的次级生态过程：消费者和分解者利用初级生产物质进行同化作用建造自身和繁衍后代的过程，即异养生物对于初级生产物质的利用和再生产过程。

（二）能量流动

生态系统的能量流动：是指能量通过食物网络在系统内的传递和耗散过程。

1.能量流动过程

包含能量形式的转变（太阳能转化为化学能）、能量的转移（能量由植物转移到动物和微生物上）、能量的利用（提供各类生物生长繁殖之需）及能量的耗散（生物的呼吸和排泄耗费能量）四部分。

2.能量流动的渠道

通过食物关系使能量在生物之间转移，即通过食物链和食物网能量进行流动。

3.能量流动的特点

（1）生产者（绿色植物）对太阳能利用率很低，只有0.14%左右。

（2）能量流动为不可逆的单向流动。

（3）流动中能量因热散失而逐渐减少，每经过一个营养级都有能量以热的形式散失掉。

（4）各级消费者之间能量的利用率平均为10%。

（5）只有当生态系统生产的能量与消耗的能量平衡的，生态系统的结构与功能才能保持动态的平衡。

（三）生态系统的物质循环

生态系统中各种营养物质经过分解者分解成可以被生产者利用的形式归还环境中重复利用，周而复始地循环，这个过程叫做~（material cycle）。

1.生态系统物质循环的层次和类型

（1）生态系统物质循环的层次

① 生物个体层次的物质循环（个体的新陈代谢）

② 生态系统层次的物质循环（在初级消费者代谢的基础上，各级消费者和分解者将营养物质归还环境）

营养物质再循环的六种途径：物质由动物排泄返回环境，由微生物分解碎屑返回环境，通过植物根系中的真菌直接从植物残体中吸收营养物质而重返到植物体，分化和侵蚀过程加上水循环携带营养物质进入生态系统，动、植物尸体或粪便不需任何微生物分解也能释放营养元素，人类利用化石燃料生产化肥、海水制淡水及金属的利用。

③ 生物圈层次的物质循环

营养物质在各生态系统之间的输入和输出，以及它们在大气圈、水圈和土壤圈之间的交换。（2）生态系统物质循环的类型

——碳的循环——

——氮循环——

——磷循环——

——水循环——

（四）信息传递

定义：是指生态系统内各生命组分之间的信息传递。

分类：物理信息、化学信息、营养信息和行为信息

 物理信息是以物理过程为传递形式的信息，如光、声、电等，动物求偶、报警等行为都与物理信息有关。

 化学信息是将生物代谢过程中产生的一些化学物质（信息素）作为传递信息的物质，动物利用这些化学物质（信息素）作为个体间、种间识别信号。

 营养信息是通过食物链、食物网进行营养信息的传递。

 行为信息是指许多同种动物、不同动物个体相遇，会表现出威胁、挑战、炫耀等行为格式，称为~。

六、生态平衡

（一）生态平衡的概念

 生态平衡——指生态环境在一定时间内结构和功能相对稳定，其物质和能量的输入和输出接近相等。



处于生态平衡状态的生态系统，能通过自我调节（或人为控制）抵抗外来，使系统保持稳定状态。

 当外来干扰超过生态系统的自我调节能力，而不能恢复到原始状态时称作生态失调或生态平衡的破坏。

 人为活动可以破坏原有平衡，也可以建立新的平衡，使之结构更加合理，生态效益更高。 生态平衡是一个动态过程，维护生态平衡不只是保护其原始稳定状态。

（二）破坏生态平衡的因素

破坏生态平衡的因素有自然因素和人为因素。

1.自然因素包括水灾、旱灾、地震、台风、山崩、海啸等。由自然因素引起的生态平衡破坏，称为第一环境问题。

2.人为因素是生态平衡失调的主要原因。由人为因素引起的生态平衡破坏，称为第二环境问题。人为因素造成的第二环境问题具体表现在以下三方面：

①

物种改变引起生态平衡失调破坏;② 环境因素改变引起生态平衡破坏;③ 信息系统破坏引起生态平衡失衡。

（三）生态平衡失调的标志

1.结构标志

生态平衡失调首先表现在结构上，一方面是结构缺损，即生态系统的某一个组分成分消失；另一方面是结构变化，即生态系统的组成组分内部发生了变化。

2.功能标志。

生态平衡失调表现在功能上，一方面是生态系统中能量流动受阻；另一方面是物质循环中断。

（四）生态系统的调节机制

1.反馈机制：是指当系统中某一成份发生变化的时候，它必然会引起其它成分出现一系列的相应变化。这些变化又反过来影响最初发生变化的那种成分，这种现象称为反馈，反馈有两种，正反馈和负反馈。生态系统达到和保持平衡或稳态，负反馈的结果是抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。正反馈的作用常常使生态系统远离平衡状态。

第二章

城市生态学及基本原理

第一节 城市生态学定义

城市生态学由芝加哥学派（Chicago School of Human Ecology）的创始人帕克（Robert Ezra Park,1864--1944）于本世纪20年代提出。芝加哥学派是以美国芝加哥大学社会学系为代表的人类生态学及其城市生态学术思想的统称。兴盛于上世纪20~30年代，开创了城市生态学研究的先河。其代表人物有帕克、伯吉斯（E.W.Burgess）、麦肯齐（R.D.Mckenzie）等。该学派以城市为研究对象，以社会调查及文献分析为主要方法，以社区即自然生态学中的群落、邻里为研究单元，研究城市的集聚、分散、入侵、分割及演替过程、城市的竞争、共生现象、空间分布格局、社会结构和调控机理；运用系统的观点将城市视为一个有机体，一种复杂的人类社会关系，认为它是人与自然、人与人相互作用的产物，其最终产物表现为它所培养出的各种新型人格。

城市生态学是研究城市人类活动与周围环境之间关系的一门学科，城市生态学将城市视为一个以人为中心的人工生态系统，在理论上着重研究其发生和发展的动因，组合和分布的规律，结构和功能的关系，调节和控制的机理；在应用上旨在运用生态学原理规划、建设和管理城市，提高资源的利用效率，改善系统关系，增加城市活力。

根据研究对象的不同，城市生态学可分为城市自然生态学、城市经济生态学和城市社会生态学三个分支。

第二节

城市生态学产生的背景

一、城市规划理论发展需要生态思想的介入

 1848年最早制订了《公众卫生法》。

 1898年由F.霍华德创立了“田园城市”的规划理论，影响深远。“田园城市”的概念主要是确定职业与居民的正确关系，确定优美的环境素质，土地使用模式以及城市的财政、行政与城市最优规模之间的关系，从而描绘出一个理想的城市规划方案。“田园城市”最后改称为：“IFHP”（国际住宅与城市规划会议），谋求现实地解决城市问题。



从20实际60年代开始，法国学者集中研究了“区域发展规划”，重点是研究核心城市与其外围地区的发展关系。例如著名的英国“东南研究计划”（south-east study），苏格兰的坎伯诺得（Cumbernauld），英国中部第三期新市镇，美国的河流流域研究都进行了大规模的区域发展规划。

二、解决城市问题（包括城市环境问题）需要生态学思想

（一）城市问题产生根源

1.城市是一个高度集聚与高度稀缺的统一体。

（1）城市的集聚性

城市是社会生产力发展到一定阶段后的产物，是人类文明的集中表现。现代城市更是人类科学、技术和文化发展的体现，是社会政治活动和经济活动最集中的地方，又是地球上人口最密集的区域。

（2）城市的稀缺性

城市的稀缺性指城市在多个自然环境因素方面的稀缺与紧缺特征。如城市中植被稀缺、生物（除人类外）、水源、光照、清洁空气、能源、土地等均呈不同程度的稀缺状态。

2.人们对自然环境（包括城市环境）的错误认识。这种错误认识导致了人们在城市建设、城市管理、城市发展等方面的失误，使城市问题不断加剧。

（二）城市发展需要生态学思想

第三节 城市生态学的发展阶段

一、萌芽阶段（20世纪以前）1．中国古代的生态学思想

2.国外古代的生态学思想

 2000多年前的古希腊就已有生态思想的萌芽。

 公元前600年，希腊地理学家美勒提出生态区划设想。

 公园前300年，古希腊哲学家提奥弗拉斯特注意到植被分布与气候、土壤的关系。

 1869年，德国生物学家提出生态学的概念。

二、初级阶段

 20世纪初，国外一批科学家将生态学思想运用于城市问题的研究。

• 1904年格迪斯《城市开发》 • 1915年《进化中的城市》

• 1916年美国芝加哥学派创始人帕克发表了《城市：关于城市环境中人类行为研究的几点建议》的著名论文，随后出版了《城市》一书，将生物群落原理应用于城市社会。美国芝加哥一批社会科学家开展了人与环境关系的研究（人类生态学），多集中于城市问题和城市生态环境与人的关系方面。

•1925年伯吉斯提出同心圆增长理论（Concentric Rings Growth Model），认为城市自然发展将形成同心圆形式，这是竞争优势及侵入演替的自然生态的结果。

•1939年土地经济学家赫特提出了扇形理论（Sector Theory），总的仍为圆形，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。

•之后，哈里斯和厄曼考虑到汽车的重要影响提出多核理论（Multiple Nuclei Model），指出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。

三、蓬勃发展阶段

 1971年开始的联合国教科文组织的《人与生物圈》（MBA）计划，使城市生态学进入蓬勃发展的阶段。现阶MBA段研究的重点：

（1）建立并检验城市化与环境之间的相互关系的各种模型，并用于城市不同发展阶段的决策及一些福利标准和环境质量的比较;

（2）城市人口与乡村人口流的关系及对环境作用的研究；

（3）通过对城市地区生物学产量的研究及能量、资源的合理及循环利用的研究，以减少周围地区的负荷和资源的供给。

（4）城市绿地管理的研究。

 国际城市生态学研究机构及规划

 在我国城市生态学的发展大致分四个阶段

1．环境觉悟阶段（1973~1980）

人们对城市生产和生活活动带来的各种环境影响和生态破坏再也不熟视无睹了。

2．综合治理及系统研究阶段（1981~1985）

我国城市生态学研究蓬勃发展的兴盛时期。1984年1底在上海召开首届城市生态研讨会。

3．城乡生态建设阶段（1986~1990）

城市生态研究从大中城市扩展到中小城市。1986年在天津召开第二届研讨会；87年在北京召开国际性的城市与周围地区生态与发展研讨会；88年出版《城市生态与城市环境》。4．城市可持续发展研究阶段（1990年以后）探讨生态城市、可持续发展。

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

（一）生态学：研究生物间、生物与环境间相互关系的科学，是城市生态学最基本的学科基础。

（二）城市学：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。

（三）人类生态学：研究人与周围环境之间的相互关系及其规律的科学。

二、城市生态学的研究层次

（一）城市生物环境层次：即生物环境层次研究，即以传统生态学理论出发，将城市作为特定的生态环境，研究此种环境中各种生物的生态问题。

（二）城市生态系统层次：将城市作为以人类活动为主体的人类生态系统进行考察研究。强调城市中自然环境与人工环境、生态群落与人类社会、物理生物过程与社会经济过程之间的相互作用研究的主导方向。

（三）城市系统生态层次：从区域和地理概念的高度来观察城市本身，站在历史发展的高度来考察城市问题。

三、城市生态学研究的主要内容

① 城市居民变动及其空间分布特征;② 城市物质和能量代谢功能及其与城市环境质量之间的关系(城市物流、能流及经济特征);③ 研究城市发展及其制约条件，阐明城市发展与城市环境之间的关系；

④ 研究城市生态系统与环境质量之间的关系，建立城市生态系统模型；

⑤ 研究城市环境质量与城市居民健康之间的相互关系；

⑥ 研究城市生态系统除人以外的生物体（动植物和微生物）的构成与变化，以及环境因子对生物体的影响；

⑦ 从区域环境质量管理的角度，研究城市生态系统与其他生态系统（如农田、河流及海洋生态系统）的相互关系；

⑧ 研究社会环境对城市居民及其活动的影响；

⑨ 研究合理的各种城市环境指标及其标准；

⑩ 研究城市生态规划、环境规划的内容、原理和方法。

第五节 城市生态学基本原理

一、生态学的一般规律

1.相互依存与相互制约规律：

物物相关

相生相克

2.微观与宏观协调发展规律：

生物与环境之间是通过食物链的能流、物流、信息流而保持联系，构成统一的系统。3.物质循环转化与再生规律

4.物质输入输出的动态平衡规律

当生物体的输入不足时，产出就会下降，会影响输出；当输入大于输出时，会出现积累。5.相互适应与补偿的协同进化规律

生物与环境之间存在着作用与反作用的过程，即生物给环境以影响，反过来环境也会影响生物，二者协同进化。

6.环境资源的有限规律

环境资源在质量、数量、空间和时间等等方面都具有一定限度，不能无限地供给。

二、城市生态学基本原理

1.城市生态位（urban ecological niche）是一个城市给人们生存、生活提供的生态位。它是城市给人们提供的各种生态因子和生态关系的集合。

2.多样性导致稳定性原理

在城市各部门行业和产业结构的多样性和复杂性导致了城市经济的稳定性和整体的城市经济高效性。

3.食物链（网）原理

食物链原理应用于城市生态系统中

（1）以产品或废料、下脚料为轴线，以利润为动力将城市中的生产者——企业相互联系在一起。（2）城市各组分、各元素、各部分之间都是有直接或间接的联系，相互依赖相互制约的关系。

（3）人类居食物链顶端，人类对生存环境的污染最终会通过食物链作用（富集）而归结于人类自身。

4.系统整体功能最优原理

城市各组分之间的关系并非总是协调一致，而是呈现相生与相克的关系状态。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。

5.最小因子原理

这一原理指出,城市生态系统中,往往是处于临界量最小的因子会对城市产生最大的影响力。因此,有效地改善和提高最小因子的数量和质量,会大大增强城市生态系统的整体功能。

6.环境承载力原理

环境承载力是环境本身具有的有限性自我调节能力的量度，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，所承受的人类社会作用。环境承载力随城市外部环境条件的变化而变化；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；引起城市生态系统的演替；城市生态演替是城市适应外部环境变化及内部自我调节的结果。

环境承载力包括：

（1）资源承载力：自然资源条件和社会资源条件,可分为现实和潜在资源承载力。

（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，包括现实与潜在两种类型。

（3）污染承载力：反映当地自然环境的自净能力大小的指标。第三章

城市生态系统构成及特征

第一节 城市生态系统基本概念

不同学者基于学科重点、研究方向不同对城市生态系统的理解存在差异。

马世骏：强调城市生态系统是以人为中心的自然、经济和社会复合人工生态系统；

王发曾：强调城市生态系统是城市居民为主体，地域空间和设施为环境，通过人类活动在自然生态系统上改造和营建的人工生态系统；

金岚：认为城市生态系统是城市居民与周围环境组成的特殊人工生态系统，是人们创造的自然-经济-社会复合体；

何强：认为人口在一定规模（10万）以上，住房、工商业、行政、文娱等设施占面积50%以上，拥有交通线网和车辆来往频繁的人类集聚区域称为城市生态系统。

综上，不同学者认同人在城市生态系统中的重要作用。

第二节 城市生态系统的构成

一、社会学家提出的城市生态系统的构成二、环境生态学家提出城市生态系统构成

三、其他

第三节 城市生态系统的特征

一、人类属性及人类生态系统的特征

（一）人类的两种属性

1.人的生物属性

人类的生存和发展需遵循生物与环境相互作用、相互依存的客观规律。

2.人的社会属性

在客观认识的基础上人类有意识、有目的地改造自然，改造的实践反过来又加深对客观世界的认识。相互促进使得科学技术的不断发达和对环境的改造能力愈加强大，物质财富与日俱增。

（二）人类生态系统的特点

1.人类生态系统：指居民与生存环境相互作用的网络结构，也是人类对自然环境适应、加工、改造而建造起来的人工生态系统。该系统中，一方面环境以其固有的成分以物质流和能量流的形式控制人类活动的过程，另一方面，人类活动有对坏境产生反作用，不断改变物质的循环和能量的流动过程。

2.与自然生态系统的区别

a)食物链顶端生物成分的变化,较之自然生态系统顶端捕食能力强的狮子、老虎等角色由人取代；

b)在构成生态系统中的自然环境中，出现日益扩大的人工环境

c)非食物的能量流和物质流强度日益增强；

d)科学技术在人类生态系统中的作用日益重要。

二、城市生态系统的特征

（一）城市生态系统区别于自然生态系统的根本特征

1.系统的组成成分：

2.系统的关系网络：自然生态系统的关系网络包括生物种群内外各种竞争、捕食、共生关系网，群落与自然环境之间的关系网；城市生态系统中以社会关系、经济关系网络具有人工特性的网络为主。

3.生态位：自然生态系统提供自然生态位；城市生态系统提供社会生态位、经济生态位。

4.系统的功能：经过长期演化自然生态系统中形成了多样化、多层次的营养结构及合理的空间结构，各种流在其中显示出高效率利用和高循环再生自净能力，表现出生态学高效率；城市生态系统中的各种流需要自然生态系统的支持，其网络系统不完善其高强度的生态流运转伴随巨大的浪费，生态效率低下。

5.调控机制：自然生态系统中的“通过自然选择的负反馈进行自我调节”，城市生态系统中是“通过人工选择的正反馈为主”。

6.系统的演替：自然生态系统中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、城市生态系统中是人通过改造环境、增加城市容量，可将系统从成熟期拉回到发展期。

（二）城市生态系统的人为性

1.城市生态系统是人工生态系统

2.城市生态系统是以人为主体的生态系统

3.城市生态系统的变化规律有自然规律和人类影响叠加形成4.人类社会因素的影响在城市生态系统中起着举足轻重的地位

5.城市生态系统中人类活动影响着人类本身

（三）城市生态系统的不完整性

1.城市生态系统中缺乏分解者

2.城市生态系统“生产者”（绿色植物）不仅数量稀少，作用也发生改变

（四）城市生态系统的开放性

1.对外部系统的依赖性

2.对外部系统的辐射性

3.城市生态系统的开放具有层次性：城市生态系统内部各子系统之间的开放，特点范围小局限于内部；城市社会经济系统与城市自然系统之间的开放，特点开放规模强度大于前者，仍具单向性；城市生态系统作为一个总体向外部系统全方位开放，特点高强度、双向性、普遍性。

（五）城市生态系统的“高质量性”

1.物质、能量、人口的高度集中性

2.城市生态系统的高层次性

（六）城市生态系统的复杂性

1.城市生态系统是一个迅速发展变化的复合人工系统

2.城市生态系统是一个功能高度综合的系统

（七）城市生态系统的脆弱性

1.城市生态系统是一个功能高度综合的生态系统

2.城市生态系统一定程度上破坏自然调节机能

3.城市生态系统食物链简化，系统自我调节能力小

4.城市生态系统营养关系出现倒置，决定了其为不稳定的系统

第四章

城市生态系统的结构与基本功能

第一节 城市生态系统的结构

一、城市

定义：以空间和环境资源利用为基础、以人类社会进步为目的的一个集约人口、集约经济、集约科学文化的空间地域系统，它是一个经济实体、科学文化实体和自然环境实体的综合体。

篆字：

二、城市系统

 定义：城市是以人为中心的，以一定的环境条件为背景的以经济为基础的社会、经济、自然综合体，按照系统论的观点，这个综合体称为城市系统。

 特征：城市由许多个子系统构成，又可进一步分解为单位要素，他们之间具有相互依赖、相互制约的特点关系。

 城市大系统的总目标：发挥城市效益，包括社会效益、经济效益和环境生态效益,来满足人们对物质和精神文化的要求。

城市概念的发展

1933.8 国际现代建筑学会

“雅典宪章”

城市主要功能：居住、工作、休憩、交通

1978.12 “马丘皮克丘”宣言 修正雅典宣言

指出：城市规划是力求创造一个综合多功能的生活环境；不能单纯追求功能的划分而牺牲城市的有机组织，忽视城市中人与人的多重联系。

城市的吸引力与城市规模成正比，与城市间距离成反比。

三、城市生态系统

定义：城市空间范围内的居民与自然环境系统和人工建造的社会环境系统相互作用而形成的统一体，属于人工生态系统（Artificial ecological system）,是以人类为主体的，人工化环境的，人类自我驯化的，开放性的生态系统。

四、城市生态系统的结构

城市生态系统的结构是系统组成要素在一定空间范围内相互联系、相互影响及其发生关系的方式和顺序。 A.食物链结构——分为自然食物链和人工食物链  B.资源利用链结构

 C.生命-环境相互作用结构

 D.要素空间组合结构——分为圈层式结构和镶嵌式结构；

大镶嵌：各圈层内部要素按土地利用分异所形成的团块状功能分区的空间组合形态。

小镶嵌：是指各个功能分区内部组成要素按土地利用分异所形成的微观空间组合形态。

第二节

城市生态系统的基本功能

城市生态系统生产功能:

生物生产：生物通过新陈代谢作用与周围环境进行物质交换、生长、发育和繁殖，分为生物初级生产和生物次级生产。

生物初级生产：包括人工、自然植被的光合作用。

生物次级生产：主要以人为主，表现出明显的依赖性和人为可调性；同时有一定的社会性。非生物生产：具有创造物质与精神财富满足城市人类的物质消费与精神需求的性质。物质生产：满足人类生活所需的各类有形产品及服务。

非物质生产：满足人们精神生活所需的各种文化艺术产品及相关服务，是城市文化功能的体现。 城市生态系统的能源结构与能量流动

城市生态系统的能量是指能源在满足城市多功能过程中在城市生态系统内外的传递、流通和耗散过程。能源结构指能源总生产量和总消费量的构成及比例关系。

一个国家、城市的能源结构反映该国或该城市生产技术发展水平。

 城市生态系统能量流动的过程与特点（与自然生态系统比较）1.能量使用上，自然生态系统能量流动集中于系统内各生物物种之间所进行的动态过程，反映于生物的新陈代谢过程中；城市生态系统集中于非生物能量的交换和流转，反映在人力所创造的各种机械设备的运行过程中。

2.传递方式上，自然生态系统依赖于食物网，而城市生态系统依赖于各个部门。

3.能量运行机制上，自然生态系统是依靠自为、天然的，而城市生态系统则以人工为主。4.能量生产和消费的过程中，城市生态系统有部分能量以三废的形式排入到环境中。5.能量流动具有单向性，不断损耗，不构成循环。6.除部分能量辐射传导，其余能量均由各类物质携带。

 城市生态系统物质循环的物质来源

1.来源：

自然性来源，如空气、日照、水、非人工绿色植物

人工性来源，如人工性绿色植物、食物、原材料、化石燃料

2.城市生态系统物质循环中的物质流类型

自然流：自然力推动的物质流，如空气、水体的流动；

货物流：保证城市功能发挥的各种物质资料在城市中的各种状态及作用的集合。

人口流：包括人口在时间上和空间上的变化，前者即人口的自然增长和机械增长，后者反映城市与外部区域之间人口流动中的过往人流、迁徙人流以及城市内部人口流动的交通人流。

分类：劳力流和智力流

 城市生态系统物质循环的特点 1.所需物质对外界有依赖性； 2.既有物质输入，又有物质的输出； 3.生产性物质远远大于生活性物质； 4.物流缺乏循环

5.物质循环在人为状态下进行

6.物质循环过程中产生大量废物。

 信息传递

 信

息：客观世界带有某种特性的讯号。

 特征：客观性、普遍性、无限性、动态性、依附性、计量性、变换性、传递性、系统性、转化性。 信息流：是任何系统维持正常的有目的性运动的基础条件，它起着支配作用，调节着人流和物流的数量、方向、速度、驾驭人和物做有目的、有规则的活动。 信息传递在生态系统中的作用

自然生态系统中，信息传递就是指生态系统中各生命成分之间存在的信息流。

包括：物理信息（如：光、声、颜色）

化学信息（生物代谢产生的一些化学物质，尤指各种腺体分泌的激素）

营养信息（生物生长发育的诸多食物因素及其作用）

行为信息（生物在相互交往中所呈现出的行为格式） 信息与城市生态系统

 信息在城市生态系统中的作用 1.城市功能的发挥需要信息； 2.城市是信息的集聚点；

3.城市是信息的处理地；

4.城市是信息高度利用的区域； 5.城市是信息的辐射源；

6.城市信息流量与信息质量反映了城市现代化水平。 在城市规划、城市研究时，须注意： 1.确定正确的信息收集方法 2.信息的处理 3.信息的传播 4.信息的利用

5.信息的采集、处理、传播等专门化、规范化、标准化、城市间统一联网，并争取与国际信息系统接轨。

 生态信息的应用：生态指示剂

 货币流：特殊的信息流，凝聚着各生产部门之间，生产与消费部门之间物质、能量流动的大量信息，反映了产品的价值和需求程度。 人口流：包括空间范围内的移动流（市内流动、城乡流动和城市间流动）和时间范围内的变动流（人口出生、死亡、迁入、迁出的变动及职业、家庭结构的变动等）。

第五章

城市人口

第一节

城市化与城市人口概念

一、城市化

城市形成于人类社会第二次大分工过程中。

第一次大分工出现了农业和畜牧业,始于10,000年前,即早期的农业时期(early farming phase)。第二次大分工出现了商业和手工业，形成了以农业为主的乡村，以商业和手工业为主的城市，称之为早期城市时期(early urban phase)，约始于5,000年前的美索不达米亚(两河流域)、中国、印度。

1860’s的工业革命，人类社会进入了现代技术时期(modern technological phase)。

城市化(urbanization)：人口向城镇或城市地带集中的过程”(《简明不列颠百科全书》（Encyclopedia））；人口向城市地区集中，农村地区转变为城市地区（农业人口变为非农业人口）的过程（<<中国大百科全书>>）。表现为两种形式：（1）城市数目增加；

（2）各城市人口规模不断扩大。

二、城市化水平

城市化水平：一般用一定地域内城市人口占总人口比例来表示。城市化水平的整体评价体系应包括下列要素：城市人口比重（城市人口实际包括非农业人口、居住城区的农业人口和流动人口）；适龄人口入中学率；人均国内生产总值；城市第三产业占国内生产总值比重；城市人均道路铺装长度；城市用自来水普及率；城市人均住房面积；万人拥有医生数；人均公共绿地面积。

发达国家70%，第三世界30%，全世界平均值为40%左右。

城市化也包括城市地区居民的生活，居住方式等变化及其衍生的后果，叫城市态（urbanism）。

城市的巨型化(megalopolitanization)：许多城市, 连同它们的广大郊区同时发展，扩大，最后连成一片绵延不断的广大建成区。

6个大都市带：美国东北部大西洋沿岸大都市带，日本东部太平洋沿岸大都市带，欧洲西北部大都市带，美国五大湖沿岸大都市带，英格兰大都市带，中国长江三角洲大都市带(J.Gottmann，大都市带，1989，戈特曼认为都市圈应以2500万人口规模和每平方公里250人的人口密度为下限)。

4个正在形成的大都市带：美国西部沿岸，巴西南部沿海，意大利北部波河平原，中国珠江三角洲。共同特征：良好地理位置和自然条件，适于人类居住，适于耕作和交通联络，国家或洲际大陆，乃至全世界的政治,经济中心。城市化的特点是:（1）人口集中；（2）产业集中；

（3）能源结构改变；（4）需水量增加；（5）交通便捷；（6）信息传递快速；（7）不透水地面增加；（8）绿地减少；

（9）人们相应的生活习惯改变。

第二节 城市人口(urban population)居住在城市规划区域建成区内的一切人口，一切从事城市的社会，经济和文化等活动，享受着城市公共设施。在中国特定为居住在城市范围内并持有城市户口的人口。城市的一切设施和物质供应，活动场所必须考虑容纳这些人口，并为他们提供各种各样的服务。可用城市人群来表示城市人口。

城市人口结构(structure)：①城市人口自然结构，如性别、年龄等；②城市人口社会结构，如民族、家庭、文化、宗教、职业、经济收入结构等。

城市人口数量

城市区域内人口的总个体数，含固定人口总数和流动人口总数。

城市人口的数量是不断的变化的，由人口的出生率、死亡率、迁入率、迁出率四个参数决定。

Nt+1=Nt+B-D+I-E Nt是时间t的人口数量;Nt+1是1个时期后人口数量;B、D、I、E分别是在时间t和t+1期间出生(born)、死亡(decease)、迁入(immigrate)、迁出(emigrate)的个体数。城市人口的年龄结构(age structure)反映不同年龄的个体数量的分布情况。

一般将人口划分成：托幼年龄、中小学年龄、劳动年龄和老龄；或：幼龄、中龄和老龄。

人口年龄结构模型：增长型、稳定型和衰退型 老龄级 中龄级

幼龄级

城市人口性比:人口总数某个龄级的个体中男性对女性的比例。城市人口性别构成(sex structure of urban population)是城市人口自然结构的基本要素之一。城市人口密度(urban population density)城市人口密度：指城市区域内单位面积上居住的人口数。

城市人口过密化

城市人口密度过大，超过合理密度的状态，是人口在城市过度集中的表现。东京、纽约等是公认的过密城市上海城市化地域面积为东京的40%。

发达国家大城市地域的城市人口主要分布在半径50km的实际城市化范围内，而中国则为10km。城市人口分布(distribution)指人口在城市空间的分布状况。

人口迁移：人口在地理空间改变居住地的移动。

人口城市化：农村人口向城市转化和集中。农村人口转入城市；农村人口就地转化。人口城市规划：以人口为主体对城市发展进行统筹安排、合理布局的一种方法。

城市人口的分布格局：关于人口在城市中的水平空间上的分布状况，可分为四种类型: 随机分布、集群分布、均匀分布和散式分布。

第三节 城市人口的分类

城市人口的服务结构分类：分为基本人口、服务人口、被托养人口三大类。城市人口职业结构分类(employment structure)：

城市人口职业结构：劳动人口在各个社会部门所占的比例。

分为生产性劳动人口；非生产性劳动人口；非劳动人口。

城市人口文化结构分类：

根据文化构成分类，一般分为七岁上学前、文盲、小学学历、中学学历和大学学历五大类。

不同的行业分类不同，如大学教师分：大学本科、硕士和博士学历三大类或高级、中级、初级职称和实习教师四大类。

城市人口民族结构分类：指根据民族结构的特征进行的分类。

第四节 城市人口动态 城市人口规模

城市人口自然增长率

净增人口数与总人口数之比。

自然增长率=（(年内出生人口--年内死亡人口)/年人口)）*1000‟

或自然增长率=出生率-死亡率

城市人口机械增长率

一定时期内城市人口迁入和迁出的差数。

机械增长率=（某一时间迁入人口数-迁出人口数）/该时间平均人口数）*1000‟

城市人口承载力 1940s 威廉福格特 公式为：C=B:E C: 某土地面积的承载力，指土地向人类提供饮食住所的能力； B:指土地的生物潜力； E:环境阻力

生态系统的人口承载力：

CP=Sm/∑(Xⅰ/Pⅰ)+∑(Yⅰ∑Nji/Pi)CP：某生态系统在保证系统结构和功能不受破坏，人的食物链结构为（XiYi）(i=1,2,„I.j=1,2„J)的人口承载力；

X: 年人均对第i种植物性食物需要量； Y: 年人均对第j种动物性食物需要量；

Nji: 生态系统有关的第j种动物性食物对第i种植物食物需要量，即饲料转化率； Sm: 生态系统中人类可利用的土地资源面积； Pi: 第i种植物性作物的单产。

（四）人口环境容量观

1、乐观论

认为地球可以养育500亿人，主要观点：

①地球陆地还有大量资源尚未开发利用；

②人类对海洋资源，包括海底和海水资源的开发利用还处于起步阶段；

③高度发达的经济条件是合理和优化环境的基础，环境污染和环境退化都是暂时的； ④科学技术正以跳跃速度发展。

2、悲观论

①生态系统的退化，如污染、毁林、草原退化、沙漠化，自然资源的短缺、气候变异，灾害频繁等； ②即使人口规模不再增长，但人均消费水平仍将快速上升，资源耗用量扩大；

③人类只是地球上生物群中的一种，人类不能只是保证自身的生存、发展和幸福，还必须为其他生物保留和创造适合于它们生存和维持某种程度繁荣的条件。

3、辨证观

①人口必须控制，否则将加重环境污染和生态失衡，给人类造成不可逆转的损失，因此，过于乐观不是科学的态度。

②但人类科学技术的发展是无限的，人口环境容量也会迅速扩大。因此，过于悲观也不是科学的态度。

二、城市人口增长

（一）指数增长（exponential growth）模型

Malthus（1978）提出的生物种群有按几何级数增长的趋势，认为人口有无限的以指数增长的性质。Nt=Rt0N0

R0为亲代的生殖力；N0是起始时人口数量；t为世代或时间。

如果方程两侧都取自然对数则可得线性方程： lnNt = lnN0 + rt

r>0，N增大；r<0，N减小；r=0，即出生率和死亡率相等，人口数量不变。

（二）逻辑斯蒂增长模型（logistic growth）

种群在有限环境下，受环境制约且与密度相关的增长方式。（见图4-3）

dN/dt = rN(1-N/K)r：自然增长率，K：环境容量

它须满足下述假定才能成立：

（1）所有个体在生态学上是完全相同的，具有相同的死亡和生殖特征。（2）种群的个体数量是合理的计量单位。（3）种群自然增长率r为常数。

（4）一个固定不变的上限k，即环境容量。

（三）人口自然增长方程

N(t)=N(0)e

——(D0/(u0+Δu))(e(u0+Δu)t-1)

N(t)：t时刻的人口总数，N(0)：t0的人口总数，e为自然底数，u0为t0时的出生率。D0为t0时的死亡人数.Δu为相对死亡率。(u0+Δu)t第五节城市流动人口和人口迁居

一、城市流动人口概念

①在城市中从事短期、季节性工作的外地人口； ②到城市旅游、出差、探亲、借读、就学人口。

二、城市化与流动人口的关系

暂住人口大多从事建筑施工、集贸商贩、保姆、修理工等经济活动，填补了一些城市人不愿问津的脏、苦、累、差的就业岗位，构成了城市运行、发展不可缺少的一部分。但反过来农村到城市的暂住人口都需要城市提供衣食住行，城市生态规划与建设必须考虑到他们的需求。

三、中国人口城市化的特征

在城市人口增长过程中，出现过交通拥挤、住房紧张、环境污染、就业困难等问题。政府利用行政手段，实现了城市人口稳定有序的增长。归功于限制农村人口向城市迁移的政策以及与之相适应的各种管理制度。

限制迁移政策对人口城市化乃至整个经济、社会的发展产生了一系列的不利影响：（1）延缓了人口城市化进程，造成了人口城市化滞后于工业化。

（2）割裂了人口从农业向非农业产业转移与人口从农村向城市迁移的必然联系，影响了城市聚集效益的充分发挥。

（3）妨碍了城乡统一的劳动力市场的建立和发展，造成一方面就业困难，另一方面岗位空缺。

四、城市人口迁居(residential mobility)

城市中以住宅位置改变为标志的、城市地域范围的人口移动。也称城市内的迁移(interurban migration)。

（一）60’s中期以前的人口迁居

大量低收入流动人口移入城市，可能向城市中心区聚集，迫使其他人向外移动，开始入侵和演替过程；同时高级住户不满意现有住宅而移向新住宅，并引起低级住户的移动；还有一些人的迁居是因为结婚、生小孩、年老等对住宅空间产生特定需求所致，但所有这些移动都要受个人经济状况以及工作地点的制约。

（二）60’s中期以后

决定迁居是内、外压力作用的结果。

内部压力: 住户的需求与期望。

外部压力: 住宅与环境特征.（住宅大小与质量、邻里、相对位置）。内外压力达到一定的程度时，就发生迁居。

五、中国城市人口迁居基本原因

迁居者本身内部因素

迁居者的需求，包括住宅需求和住宅区需求（上下班、环境等）两方面。迁居者文化心理。（浦西的床和浦东的房 1990s）

外界影响

社区环境的影响 城市规划与建设

经济发展与住宅建设

人口政策（生育政策、劳动政策、户籍政策）土地制度（地价的变化）

住房政策（租、补贴、买卖）

第五章

城市环境及主要污染源

 江苏泰兴化工园区的化工废料堆放长江堤上 2009年5月15日

 河南安阳市范家庄离炼钢炉只有一墙之隔，村里每天都下铁雨，村民在这污染严重的环境下生活 2008年3月24日  浙江萧山化工园区的工业污水排放河道后再经过河闸排放钱塘江 2009年4月24日  河南安阳钢铁厂出来的污水流入安阳河 2008年3月25日

 广东省贵屿镇河流、水塘都已被污染，村民们只好在被严重污染的水塘里洗涤 2005年11月25日

 宁夏石嘴山湖滨工业园区高大的烟囱上粉尘从天而降，当地居民叫苦连天，他们出门就得做好防范措施

2006年4月22日

 在黄海海岸线上，无数的污水管道埋在海滩上，甚至延伸进深海 2008年4月28日

 安徽马鞍山长江岸边有很多小规模的选铁厂、塑料加工厂，排放大量污水进入长江 2009年6月18日  内蒙古拉僧庙发电厂二条黑色的巨龙覆盖着村庄 2005年7月26日

 江苏省常熟市氟化学工业园污水处理厂，负责收集处理各化工厂的污水，但他们并没有处理污水，通过管道 从长江底延伸1500米处排放污水。2009年6月11日

 安徽省马鞍山化工园区长江边上被化工厂污染的土地 2009年6月26日

 内蒙古拉僧庙工业园区每天大量的工业污水流向黄河滩 2005年7月26日  镇江市钛粉厂每天大量的化工污水排放长江，下游不到1000米处是丹阳市自来水取水处 2009年6月10日  江苏省海门市化工园区污水处理厂偷排污水进入长江 2009年6月5日

 河北省涉县天津钢铁厂是重污染企业，企业规模还在不断扩大，严重影响当地居民的生活 2008年3月18日

 陕西省韩城市龙门镇大规模发展工业，环境污染非常严重 2008年4月8日

 江苏滨海头罾沿海化工园区有一百多家化工厂，有一部分通过排水沟进入大海，有一部分特别浓的污水存放 在5个“污水暂存池”。每月二次小潮来时就把“污水暂存池”的污水排入大海 2008年6月20日  江西省胡口县化工园区在长江边上，化工厂私自填埋长江堤岸，扩大化工厂规模

 安徽省慈湖化工园区，修了一条地下管道，污水每天从这里排放长江，污水有时是黑色的，有时是灰白色 的，有时是深红色的，有时是黄色的，不同化工厂排放的污水颜色不同 2009年6月18日  山西省是全国污染最严重的地区，也是缺陷婴儿出生率最高的省份，这是一对爱心的农妇领养17名残疾孩 子 2009年4月15日  山西省临汾市下康村村民长期饮用被工业污水污染的地下水，有五十多人得了癌症和脑血栓。64岁的王宝生在 2003年发病，一直卧床不起，使他全身很多地方溃烂。不能上床睡觉，每天只能趴在床前过日子 2005年7月10日

 每天大量粉尘吸进肺部。在这里干一、二年，他们就感到身体不适，甚至发病，这些民工大多是贫困地区来的 2005年4月10日

 在山西临汾市污染严重地区，农民在棉花地里干了两小时的活之后全身都是煤灰 2007年9月24日  山西省民间有很多慈善育婴院，来帮助被父母抛弃的残疾婴儿 2009年4月14日

 云南宣威是个癌症村，每年有20多人死于癌症。11岁的学生徐丽患的是骨癌 2007年5月8日  河北省涉县固新村现有癌症病人50多人，每年癌症死亡20多人 2008年3月18日 环境问题的产生和生态危机

农业、畜牧业带来的生态问题 工业化、城市化带来的生态问题

当代人类面临的生态环境问题概括 1.人口剧增

2.资源匮乏：土地资源、淡水资源、森林资源

3.生态环境恶化：沙漠化、全球性气候变化、臭氧层流失、自然灾害

世界八大公害事件简况

第一节

城市生态系统存在的主要问题

1.自然环境遭到破坏 2.土地占用和土壤变化 a.城市占用土地的扩大 b.城市土壤的变化

城市地下水水位下降与地面下降

城市废物污染土壤 土壤污染

气候变化和大气污染 气候变化

大气污染

粉尘污染

一氧化碳

硫氧化物

氮氧化物与光化学烟雾

用水短缺和水污染

资源型缺水

水质型缺水

缺乏完善的污水处理系统

水污染对人类健康通过两方面造成危害： ①水中致病微生物引起传染 ②有毒性物质引起中毒

水体化学污染物质主要包括：

无机有毒物质：主要包括重金属离子、氰化物、氟化物和亚硝酸盐等；

有机有毒物质：主要有农药（DDT、六六六等有机氯农药）、醛、酮、酚以及多氯联苯、芳香胺、高分子聚合物、染料等

汞

存在形式：无机汞和有机汞

有机汞中的甲基汞毒性最大。水体中的无机汞经厌氧性细菌分解后，可转化成甲基汞。

含汞废水排入江河后，鱼、贝类生物将汞吸收并积累于体内，人食用了鱼、贝类后，汞又被人体吸收和积累，当人体内汞的含量达到一定程度时，便引起中毒。

汞中毒是一种慢性神经性中毒，其症状为初期头昏、浑身无力、食欲不振、疲乏，中期牙根出血、脱发、视力障碍；后期肢体麻木，严重者动作失调，言语不清，耳聋，视力模糊，以致死亡。

镉

剧毒物质，人一次服用150 mg/kg剂量的镉经1.5ｈ后可致死。

积累在人体骨骼中能引起骨骼软化症，使人瘫痪。还能使肾功能失调，刺激呼吸道，增加气管炎和肺气肿的发病率。

来源

金属矿开采冶炼、电镀、染料、磷肥、电池、塑料、化学试剂等工矿企业生产废水。铅

铅在人体的各个部位均可积累，并引起慢性中毒。

危害

铅对神经系统、造血系统和肾脏的毒害能引起神经麻痹、贫血、肾炎。

来源

铅、锌矿的开采、含铅汽油的炼制和使用及电缆、电池、涂料、电镀等工矿企业的生产废水。氟

氟及其化合物是剧毒物质

进入人体途径

通过呼吸道、消化道、皮肤 危害

有刺激性和腐蚀性，能引起呼吸道及皮肤炎症。

氟能在人体内积累，积累到一定程度能造成慢性中毒。人体吸收氟有99%沉积在骨髓和牙齿中，从而引起氟骨病和牙斑病。

氟及其化合物广泛存在于自然环境中，故氟的污染除与工业生产排放有关外，还与地质环境有关。

人为污染来源 自冶金、钢铁、焦碳、玻璃、陶瓷、电镀、农药、化肥和含氟矿物的生产废水。

5.人口密集与绿地奇缺 6.乡镇生态问题严重

原因：

1.工厂规模小，净利润低，难以进行必要的环保投资。2.工厂效益低，资源浪费。

3.乡镇工业高污染负荷比企业比重大，调整困难。

4.生产工艺落后，设备陈旧，能耗高，资源利用率和重复利用率低。城市生态系统治理措施

水污染治理措施

主要包括：

目前，控制工业废水污染是关键。

改进生产工艺，发展无公害工艺，把污染物控制和消灭再生产过程中。(e.g.禁止生产高毒农药；氯碱工业用隔膜电解法代替汞催化法，以取消汞污染；电镀工艺采用无氰、低铬电镀工艺以控制氰、铬的污染等等)提高水循环率，力求少排或不排废水。

加强废水处理，必须达到国家规定的排放标准后再行排放。

2.大气污染治理措施

根据1995年制定的《大气污染防治法》，治理重点是强化燃煤污染防治，规定不仅要防治由燃煤造成的污染，同时要控制SO2及NOx污染；遏制区域性的酸雨污染，加强机动车排气管理。

从根本上讲，要大力开发使用洁净新能源，逐步减少化石燃料(煤、石油、天然气)的使用量，改变我国的能源结构；大力研究开发无污染生产工艺；禁止使用排放有损臭氧层的化学品；防尘治沙，植树造林，营造草地，绿化环境。

3.土壤污染治理措施（针对无机物）

A.物理法：对重金属污染的土壤可采用排土法(排去污染土壤)或客土法(非污染土壤覆盖污染表土上)进行改良 B.化学法：施用土壤改良剂(常使用石灰、磷酸盐；碳酸盐等)，使重金属转化成难溶性化合物以阻碍重金属向作物体内转移。

C.生物法：利用植物的富集作用将污染物收集到植物体内部，通过回收植物焚烧，回收重金属的办法，降低土壤中的污染物。

第二节 城市中的主要污染源

一、工业污染源

首先，工业生产过程中需要动力、热能、电能等主要来自燃料的燃烧，产生大量污染物；其次生产过程中伴随工业成品产生废气、废水、废渣和噪音。

（一）冶金工业

1.钢铁工业产生洗涤水、冷却水、烟气、粉尘、废渣、噪声污染

2.有色金属工业矿渣、选矿废水、金属粉尘。

（二）化学工业

1.化工污染物的产生 ① 化学反应不完全产生的废料；

② ③ ④ ⑤ 副反应产生的废料；

燃烧废气；

冷却水

设备和管道泄漏；

⑥ 其他化工生产过程中排出的废弃物

2.化学工业废水污染特点

有毒性和刺激性；生化需氧量和化学需氧量较高；PH值不稳定；富营养物较多；废水温度较高；油污染普遍；恢复比较困难。

3.化工废气污染特点

易燃、易爆气体较多；排放物大多具有刺激性和腐蚀性；浮游离子种类多，危害大；化工生产大气污染有害物质主要有碳的化合物。

（三）石油化工

石油化工厂废水水量大、水质变化多，PH值均值偏高或偏低，大多数为水溶性油分的废水，水温较高；废气主要以飞尘、二氧化硫、氧化氮、一氧化碳和恶臭；废渣主要是生产过程种不合格产品，不可出售的副产品、催化剂、废水处理时产生的污泥，以及废气除尘时取下的飞灰。

（四）造纸工业

在制浆过程中，排除大量带色废水，生化需氧量高，还排放恶臭和刺激性气体，及一定数量的固体废气物。

（五）制革工业

制革废水中COD、BOD值高，硫化物对水质影响大，有臭鸡蛋气味，总悬浮物含量高。

（六）纺织工业

产生废水及噪声污染。

（七）印染工业

印染工艺不同，废水成分不同，但一般带色废水会影响日光透射，影响光合作用。

（八）动力工业

不同动力工业中燃料和设备不同，污染各异。

二、交通运输污染源

（一）铁路运输

清洗污水、铁路噪声是主要污染源。

（二）市内交通

大气污染（光化学烟雾）和交通噪声。

（三）航空运输

大气污染（光化学烟雾）和噪声。

三、农业污染源

（一）农药污染

1.农药污染：指农药或其有害代谢物、降解物对土壤、水（地表水、地下水）和空气等环境介质及其农作物、农牧业产品和食品的沾污。

2.农药对大气的污染

喷洒农药导致药剂微粒漂浮在空气中；配洒在作物表面的药剂蒸发是被浮游尘埃吸附；土壤表面的农药向大气扩散；农药厂排出废气。

3.农药对水体的污染

直接向水体中喷洒防治水中虫害；空中配洒药剂降落到水面上；雨水冲刷造成土壤流失；工厂废液排入江河；附着尘埃的药剂降雨落入江河湖泊。4.农药对土壤的污染

对作物施用农药大部分落入土壤中，附着于作物上的农药由于风吹雨淋落入土壤中，带有农药的尘埃随降雨落入土壤中，部分施药方式直接使农药混入土壤。

5.农药污染对鸟类的危害

造成鸟类急性、慢性中毒；破坏天然生态系统平衡，使生态群落发生改变。

6.农药对食品污染

由于农药残留出现食品污染事件。

（二）化肥污染

化肥施用使得土壤板结、结构破坏、微生物区系退化，进而直接影响农作物产量；施用化肥会使蔬菜瓜果中硝酸盐含量增加破坏品质；进入水体，造成水体富营养化问题。

（三）农业废弃物污染

土壤肥料的主要来源的牲畜粪便作为未经处理可能会传播疾病；焚烧秸秆、残株可能产生严重的大气污染。

四、生活污染源

1.生活用煤

2.生活污水

3.生活垃圾

第六章 城市灾害及其防治

城市灾害（urban disaster）是发生在城市范围内的自然灾害和人为的各种灾害。主要有：

①地质灾害；

②气象灾害；

③火灾；

④各种交通灾害；

⑤各种传染病和环境污染等。

第一节 城市地质灾害

一、城市地质灾害的主要类型及危害

地质灾害（geological disaster）是地壳动力地质作用及岩石圈表层在大气圈、水圈、生物圈相互作用和影响之下，使城市的生态环境和人类生命及财富遭受损失的现象。

城市地质灾害主要包括：地震灾害、崩滑流灾害、地面变形灾害、开挖工程灾害、水土流失灾害、风沙尘暴灾害和海平面上升灾害等七种。

（一）地震灾害

地震是城市面临的第一大天灾，是城市环境使居民遭受最致命打击的城市灾害。杀伤杀死城市居民的既是地震本身，也是人们自己建造的建筑物，但绝大多数的人是死于后者。

地球上每天都在发生地震，一年约有500万次。其中约5万次人们可以感觉到；能造成破坏的约有1000次；7级以上的大地震平均一年有十几次。

地震就是因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的振动。它是一种经常发生的自然现象，是地壳运动的一种特殊表现形式。强烈的地震会给人类带来很大的灾难，是威胁人类的一种突如其来的自然灾害。

中、日、美三国的地震灾害(1906-2004，7级以上）

大地震所释放的能量比人类威力最大的爆炸要大好多倍。唐山大地震所释放的能量相当于12万5千千瓦双轮内冷发电机组连续运转8年的总电能, 地震波约等于400个广岛原子弹。大地震的破坏力是相当惊人的，在山区造成崩塌，在城市引起火灾，在海上激起海啸，以致远在离震源数千公里外的地方都可能受到影响。

地震在历史上一直是巨大的灾难。有记录的最严重的地震是：1556年在我国陕西省发生的关中地震，有83万人死亡；1737年在印度加尔各答发生的地震30万人死亡。

地球内部由表及里可分为地壳、地幔、地核三个圈层。据统计约有92%的地震发生在地壳中，其余的发生在地幔上部。由于引起地壳震动的原因不同，可以把地震分为构造地震、火山地震和陷落地震。构造地震是由于岩层断裂，发生变位错动，在地质构造上发生巨大变化而产生的地震，也叫断裂地震。目前世界上发生的地震90%以上属于构造地震。构造地震的震源深度通常多在60公里以内。

地球内部发生地震的地方叫震源。震源在地面上的投影点称为震中。从震中到地面上任何一点的距离称为震中距。震中距在100km以内的称为地方震；100-1000km的称为近震；超过1000km的称为远震。

地震有两个主要参数：震级和烈度。震级反映地震本身的大小，只跟地震释放的能量多少有关，能量越大，震级就越大；震级相差一级，能量相差约30倍。按震级大小分：7级和7级以上的地震，称为大震；7级以下、5级和5级以上的地震称为强震或中强震；5级以下、3级和3级以上的，称为小震；3级以下、1级或1级以上的称弱震和微震。小于1级的称为超微震。

记录到的世界上最大地震是8.9级，发生于1960年5月22日的智利地震。

地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度，简称为烈度。一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。影响烈度的因素，除了震级、震中距外，还与震源深度、地质构造和地基条件等因素有关。我国将地震烈度划分为12度：

3度：少数人有感，仪器能记录到；4-5度：睡觉的人会惊醒，吊灯摆动；6度：器皿倾倒，房屋轻微损坏；7-8度：房屋破坏，地面裂缝；9-10度：桥梁、水坝损坏、房屋倒塌，地面破坏严重；11-12度：毁灭性的破坏。

地震是由于地球内部运动引发的，如地球板块运动、火山爆发等这些碰撞点都是地震多发区。地震发生较多又比较强烈的地带，叫地震带。世界主要有两大地震带：

一是环太平洋地震带，包括南北美洲太平洋沿岸和从阿留申群岛、堪察加半岛、日本列岛南下至我国台湾省，再经菲律宾群岛转向东南，直到新西兰。释放能量占全球地震释能量的76%；

二是喜马拉雅-地中海地震带，从印度尼西亚经缅甸到我国横断山脉、喜马拉雅山区，越过帕米尔高原，经中亚细亚到地中海及其附近地区，释放能量占全球地震释放能量的24%。我国处在世界上两大地震带之间，大陆地震约占世界大陆地震的三分之一。

地震有横波与纵波。横波振动方向与波前进方向垂直，而纵波振动方向与传播方向一致。横波表现为左右摇晃，纵波表现为上下跳动，纵波传播速度比横波快。横波振幅比纵波大，破坏力大，横波的水平晃动力是造成建筑物破坏的主要原因。

地震前自然界发生的与地震有关的异常现象叫地震前兆。常见的有：地下水异常变化，动物异常反应，地壳变形，小地震活动，地声、地光、地磁变化、重力变化、地电变化、地应力变化、地下水中氡气含量或其它化学成份的变化、地震波速度变化等。

地震灾害是群灾之首，它具有突发性和不可预测性，地震造成建筑物破坏以及山崩、滑坡、泥石流、地裂、地陷、喷砂、冒水等地表的破坏和海啸。因地震的破坏而引起的一系列其它灾害，包括火灾、水灾和煤气、有毒气体泄漏，细菌、放射物扩散、瘟疫等对生命财产造成的灾害。

地震发生时，头脑冷静，反应敏捷。在家中要就地避险，不可贸然外逃，可选择较安全的地方（如床下、桌子底下）躲避；住单元楼内，可选择开间小的卫生间、厨房、储藏室及墙角躲避； 同时，要关闭电源，关闭煤气，熄灭炉火，防止发生火灾和煤气泄溢；高层住户向下转移时，千万不能跳楼，也不能乘电梯。当大地震后，利用两次地震之间的间隙，迅速撤离。

在室外，汽车司机要选择安全地带刹车，火车司机，要采取紧急制动措施，稳缓地逐渐刹车；要停留在开阔地方，远离高大建筑物，高压线；在山坡上注意滚石，同时要远离陡崖，防止滑坡、泥石流的威胁。

发生地震时若在工作岗位上，要立即关闭机器，切断电源，赶紧藏在办公桌下或其它较为坚固且不易发生危险后果的设备下，震后从楼梯迅速撤离；对于特殊的部门（如电厂、煤气厂、钢厂、核反应堆等）应按专门操作程序运作。

在公共场所，影剧院、体育馆，观众应躲在排椅下，舞台脚下或乐池，震后有秩序地组织观众分路疏散；稳定观众情绪，防止慌乱、拥挤，有组织有步骤地向空旷安全处疏散；学生要在教师指挥下迅速抱头、闭眼、躲在各自的课桌下。在操场或室处时，可原地不动蹲下，双手保护头部，注意避开高大建筑物或危险物。

紧急避震时选择空间狭小的地方，是因为一旦房屋倒塌，这些地方往往容易于形成三角空隙，给人们以等待救援的机会。

切记：

 千万不要跳楼！不要靠近在窗户!不要到阳台上去！不要乘电梯！

 听从现场工作人员的指挥，不要慌乱，不要拥向出口，要避免拥挤，要避开人流，避免被挤到墙壁或栅栏处。

 在影剧院、体育馆等处：就地蹲下或趴在排椅下；  注意避开吊灯、电扇等悬挂物；用书包等保护头部；  等地震过去后，听从工作人员指挥，有组织地撤离。

 在商场、书店、展览馆、地铁等处：

 选择结实的柜台、商品（如低矮家具等）或柱子边，以及内墙角等处就地蹲下，用手或其他东西护头；  避开玻璃门窗、玻璃橱窗或柜台；  避开高大不稳或摆放重物、易碎品的货架；     避开广告牌、吊灯等高耸或悬挂物。

在行驶的电（汽）车内：抓牢扶手，以免摔倒或碰伤； 降低重心，躲在座位附近。地震过去后再下车。

在户外: 就地选择开阔地避震：

 蹲下或趴下，以免摔倒；

 不要乱跑，避开人多的地方；

 避开高大建筑物或构筑物：

 楼房，特别是有玻璃幕墙的建筑；  过街桥、立交桥；高烟囱、水塔下。

 避开危险物、高耸或悬挂物； 广告牌、吊车等。 避开变压器、电线杆、路灯等；

 避开其他危险场所：

 狭窄的街道；危旧房屋，危墙；女儿墙、高门脸、雨篷下；  砖瓦、木料等物的堆放处。 在野外怎样避震

 避开山边的危险环境：避开山脚、陡崖，以防山崩、滚石、泥石流等；避开陡峭的山坡、山崖，以防地裂，滑坡等。

 躲避山崩、滑坡、泥石流：

 遇到山崩、滑坡，要向垂直于滚石前进方向跑，切不可顺着滚石方向往山下跑；

 也可躲在结实的障碍物下，或蹲在地沟、坎下；特别要保护好头部。

 燃气泄露时：用湿毛巾护住口、鼻，千万不要使用明火，震后设法转移。

 遇到火灾时：趴在地上，用湿毛巾捂住口、鼻。地震停止后向安全地方转移，要匍匐，逆风而进。

 毒气泄露时：遇到化工厂着火，毒气泄漏，不要向顺风方向跑，要绕到上风方向去，并尽量用湿毛由捂住中、鼻。应注意避开的危险场所：生产危险品的工厂；危险品，易燃、易爆品仓库等。

如果被埋压怎么办？

 地震后，余震还会不断发生，你的环境还可能进一步恶化，你要尽量改善自已所处的环境，稳定下来，设法脱险。

 避开身体上方不结实的倒塌物、悬挂物或其他危险物；

 用砖石、木棍等支撑残垣断壁，以防余震时再被埋压；  不要随便动用室内设施，包括电源、水源、明火等；

 闻到煤气及有毒异味或灰尘太大时，用湿衣物捂住口、鼻；  不要乱叫，保持体力，用敲击声求救。

 救人方法：

 挖掘被埋压人员时应保护支撑物，以防进一步倒塌伤人；

 使伤者先暴露头部，清除其口鼻内异物，保持呼吸畅通，如有窒息，立即进行人工呼吸；

 被压者不能自行爬出时，不可生拉硬扯，以免造成进一步受伤；脊椎损伤者，搬运时，应用门板或硬担架；

 发现一时无法救出的存活者，应立下标记，以待救援。救人原则：

 先救近，后救远；先救易，后救难。 先救青壮年和医务人员，以增加帮手。

 在灾后特殊环境下怎样生活。 注意饮食和个人卫生。 搭建和居住防震棚要注意防火。

 积极投入恢复重建工作。

 按规定服用预防药物，增强身体抵抗力，防止传染病。 桥梁下面不要去，上面不要停。

地震时要保持冷静，恪守公民的责任与义务，维护社会稳定。

 地震是大自然的一种现象，是不以人的意志为转移的。人类自身在不断地同大自然协调与抗争中得到发展。地震可以破坏人们已有的家园，但它阻挡不了我们建设更好的明天。

地震救援：便携式设备切割钢筋混凝土、气囊垫起重物、救生犬、声纳、红外线设备等。

中国VII度以上的地震区面积达312万平方公里，约占全国国土面积的33%，有45%的城市（包括城镇）位于VII度和VII度以上的地震区内。北京、天津、西安、兰州、太原、包头、海口、呼和浩特市等均在的高危区域范围内。40多年来中国城市地震死亡总人数和一次最高死亡人数均居世界各国之首，死亡人数约占全世界死亡人数的60%。

邢台地震后，周总理指示短临预震，成功的有海城、云南、伽师。

（二）崩滑流灾害

崩塌、滑坡、泥石流灾害是世界上城市危害比较严重的地质灾害之一。它仅次于地震灾害，危害惨重，分布广泛，且历史悠久。城市崩滑流灾害对人类具有多种危害，主要包括：导致人员伤亡、破坏城镇、矿山、企业、学校、铁路、公路、航道、水库等各种工程设施，破坏土地资源和生态环境。特别是中国中西部地区大部分城市处于崩滑流灾害的包围之中。

（三）地面变形灾害

地面变形灾害包括地面沉降、地面塌陷和地面裂缝。目前沉降带有6条，即：沈阳——营口；天津—沧州—德州—滨州—东营—潍坊；徐州—商丘—开封—郑州—上海；上海—无锡—常州—镇江；太原—侯马—运城—西安；宜兰—台北—台中—云林—嘉义—屏东。

据监测资料统计：西安地裂缝垂向活动速率为5-35mm/yr，最大达56mm/yr；地裂缝经过之处地面开裂，建筑物破坏严重，地下供水输气管道屡屡错断。

在中国，造成城市地面塌陷的原因大体上有两个方面：①开采地下矿产资源引起塌陷；②表面岩溶活动引起塌陷。

上海地面沉降累计达2.63米，天津、塘沽达2.60米。上海的地面沉降导致黄浦江、苏州河防汛墙降低，码头、仓库被毁，桥下净空减少，建筑物出现裂缝，城市基础设施功能下降，地面沉降的结果使这些城市在地形上成为漏斗状洼地，不利于降水排泄。近十几年来，上海市因地面变形灾害经济损失高达50亿元。西安铁路大桥倒塌，挖泥沙引起。

（四）开挖工程灾害

在工矿企业工程建设过程中产生了大批城市，如：山西、广西南丹、黑龙江等地。在这些城市周围矿产资源开发和隧道等工程建设中经常发生突水、突泥、冲击地压、冒顶、煤瓦斯突出等。

煤田自燃和煤矿井下自燃主要发生在北方，它是指煤田、埋藏浅、含量高的煤层和干旱地区干燥煤层发生的煤炭自燃灾害。

（五）水土流失灾害

水土流失灾害是土壤在外力（风、水等）的作用下，被剥蚀搬运和沉积.由于它的作用发生缓解，平时察觉不到，故有又称之为“静悄悄的危机”和“爬行性的灾难”。气候、地形、土壤种类和植被覆盖等会影响水土流失的发生，但人类不合理利用土壤，破坏植被则是水土流失的主要因素。

（六）风沙尘暴灾害

风沙尘暴都是威胁城市安全的灾害性自然现象，但却是与人类的活动密切相关。目前，西部的西安、兰州、银川、乌市、呼市、北京等常受到风沙的侵袭。因此，在受风沙尘暴危害严重的城市和地区，加强植被的恢复工作，提高植被的覆盖率，是减少灾害的最佳途径。

冬末春季发生大范围的沙尘暴后，受强风扬起的沙尘，遮蔽了当地日照，能见度甚至为零，超强的沙尘暴又称为黑风暴。沙尘暴会造成人民生命财产及农业的重大损失。沙尘暴主要发源于沙漠化的地区，土质松软、地面干燥、地表没有植被。一旦在大范围空气很不稳定及地面风速很大条件下，很容易将地表沙尘吹起，进入空气中而形成沙尘天气。

沙尘暴发生后，颗粒较大的沙尘大多在影响源地或邻近地区后，即沉降到地面；颗粒较小的粒子可以向上传送到1000至3000米高空，再借由西风带的气流向东传送。在传送的过程中，一部分因扩散或稀释，使得沙尘随传送的距离愈远；浓度愈低，一部分在传送过程中，受到沉降或降雨(雪)的作用而到达地面。

中国西北方的沙尘可东移到日本、韩国及10000公里外的夏威夷，往南可影响到台湾、香港，甚至达菲律宾，影响范围相当辽阔。

沙尘暴传送到数千公里外的其它地区后，造成当地能见度及大气中悬浮粒子增加，影响该地空气品质。至于受沙尘影响的时间或范围，则需视源地沙尘暴发生的规模、延续时间，以及远地的气象条件是否于沙尘传送有利。依观测记录，短则数小时，影响能见度，长则一星期，甚至造成泥雨的现象。

沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴三类：

浮尘：悬浮在大气中的沙或土壤粒子，使水平能见度小于10公里的天气现象；

扬沙：风将地面沙尘吹起，使空气相当混浊，水平能见度在1—10公里以内的天气现象；

沙尘暴：强风将地面尘沙吹起，使空气很混浊，水平能见度小于1公里的天气现象；当水平能见度小于500米时，为强沙尘暴。

沙尘暴发生的条件为：

地表性质：土质松软、干燥、无植被或草木生长及没有积雪。

气象条件：强烈而持久的地面风、垂直不稳定的气象条件及没有降雨降雪天气现象。

西北各大沙漠面积总和近600,000km2，主要源地位于350 N度以北，1250 E以西的西北和华北、蒙古一带，包括新、甘、河套、内蒙、蒙古等地区。此区域年降雨量在400mm以下，且季节分布相当不平均，为东亚发生沙尘暴的主要源地。冬末春季为沙尘暴发生的主要季节，其中以3月至5月发生频率最高，占全年的60%以上，且每年发生沙尘暴的次数不一。

影响中国华北大部分地区，特别是北京沙尘天气的沙尘的境外来源地主要是蒙古国。而影响中国北疆地区沙尘天气的境外沙尘源地主要位于哈萨克斯坦和俄罗斯境内的荒漠化地带。

影响中国东部地区沙尘天气的主要是蒙古低涡系统。蒙古低涡形成后，首先卷起当地的沙尘并逐渐南下，将沿途沙尘源地的沙尘一并卷入低涡中，向下游输送。北京正处于下风向地区，深厚低涡系统往往给北京带来沙尘天气。

北京地区沙尘天气的移动路径主要包括两条：北路从蒙古国东、西部地区，经内蒙古浑善达克沙漠西部、化德、张家口至北京；

西路起于甘肃哈密市以东至内蒙古阿拉善盟的中蒙边境，沿河西走廊、贺兰山南，经毛乌素沙漠和乌兰布和沙漠、呼和浩特市和张家口，最终到达北京。塔克拉玛干沙漠边缘的沙尘暴在遇到强大系统过境时，形成远距离输送，影响到北京地区。

我国北方划分出4个主要沙尘暴中心和源区：

1、甘肃河西走廊及内蒙古阿拉善盟；

2、南疆塔克拉玛干沙漠周边地区；

3、内蒙古阴山北坡及浑善达克沙地毗邻地区；

4、蒙陕宁长城沿线。

上述沙尘暴多发地区的沙尘也常随西风和西北气流输送到华北及长江中下游，形成沙尘天气。

沙尘暴频频发生是生态环境恶化的标志之一。我国沙漠、戈壁和沙漠化面积已达1,653,000km2，并正以每年2,460 km2/yr速度发展。

土地沙漠化东西部有很大的差别。以贺兰山为界，以西受西北干旱气候控制，缺少降雨，土地利用为绿洲灌溉农业区。沙漠化的因素和表现形式主要是水资源调配不当，下游农耕地因缺水撂荒或沙漠与绿洲过渡带的盲目开垦、樵采及过牧引起，或草场因地表水枯竭、地下水位下降导致天然植被死亡，风蚀量增大。

东部受东亚季风的影响，夏秋有一定量的降水，沙漠化主要发生在农牧交错带，冬春干旱季节，由滥垦、草场严重超载或过牧退化、樵采引起，以农耕地土壤沙化、砾质化、灌丛沙漠化和沙地活化为主要形式。

20世纪初美国大规模开发西部土地，导致30年代震惊世界的“黑风暴”；

60年代，前苏联开垦哈萨克斯坦卡拉库姆荒漠周围土地同样出现强烈的沙尘暴。

美国30年代以后，对西部的建设和改造中大力调整农业种植结构，采取不同成熟期和不同播种期作物间作、套种和作物留茬，大力推行免耕法及改革农机具等一套行之有效的方法；

前苏联60年代以后，对中亚的建设和改造中重视兴修水利工程、大力建设农田防护林网都收到了比较好的效果。

为世界提供了两种不同的防治沙尘暴技术模式---简称农业措施（美国）和林业措施（前苏联）。

沙尘暴是由天气过程和地面过程共同作用的产物。但是目前人类控制天气的能力还很有限，减缓沙尘暴灾害频度与强度的关键在于搞好地面的生态保护与建设。坚持“预防为主、保护优先、防治并重”的生态保护与建设方针；建立和完善生态保护的法规和政策体系，停止导致生态环境继续恶化的一切生产活动，对于超出生态承载能力的地区要采取一定的生态移民措施。

沙尘暴可能诱发过敏性疾病、流行病及传染病。通常情况下，人的鼻腔、肺等器官对尘埃有一定的过滤作用，但沙尘暴这种剧烈天气现象带来的细微粉尘过多过密，极有可能使患有呼吸道过敏性疾病的人群旧病复发。即使是身体健康的人，如果长时间吸入粉尘，也会出现咳嗽、气喘等多种不适症状，导致流行病发作。

大风跨越几千公里，将沿途的病菌吹到下风向地区，可能包括一些传染病菌。沙尘对人体的呼吸系统危害最大，人们不可轻视。特别是抵抗力较差的老年人、婴幼儿以及患有呼吸道过敏性疾病的人群，尽可能远离粉尘源，一旦发现身体有明显不适感，立刻到医院查清病因。必须在室外活动时，用湿毛巾、纱巾保护眼睛和口，但需要提醒的是，这种简单防护对病毒不起作用。在沙尘暴退去前，建筑工人、清洁工人都应该暂时停止户外操作。建议人们多喝水，多吃清淡食物，不要购买街头露天食品。

希望沙尘暴有绝迹的一天，但事实上几乎没有实现的可能。沙尘暴形成的三个条件：

（1）风是沙尘暴的原始驱动力。无风不起沙。

（2）沙源，如果没有沙源和很细的沙土等基本物质，光有大气环流也不会形成沙尘暴。

（3）地表受热后（一般是在干旱的条件下）产生一种不稳定的上升气流，把地面的沙子带到高空，从而形成沙尘暴。

中国林科院利用1000多个观测站、10年资料模拟干旱半干旱地区的条件做了一些实验，预计到2050年，我国的干旱区还在扩大，沙尘暴的来源还会存在的。再加上我们又不可能左右全球变暖和大气环流，从这样的角度来说，自然因素好象对沙尘暴的发生起了主导作用。但我们应该看到这里面有很多人类的活动加剧了它，沙尘暴是土地沙化、荒漠化的一种表现，虽然想要恢复到“风吹草低见牛羊”那样的状态不太可能，但我们可以采取退耕还林草、防沙治沙工程、三北防护林等手段来减少沙源。

沙尘已经掠过日本扑向太平洋

西北非大陆的沙尘飘向大西洋的情景。大陆右方即是世界最大沙漠撒哈拉沙漠。图中，大风将沙尘吹向数千公里外的海面。图中的海峡就是直布罗陀海峡，岛屿为加那利群岛。

上图右为2002年3月24日沙尘暴掠过我国山西部分地区时的情景，左为2001年10月该地区的情景。两图对比，可以看出沙尘暴强烈程度。图片范围约380*630公里。

上图为2001年3月21日沙尘席卷我国华北地区后直扑渤海、黄海及朝鲜半岛和日本。

狂风越过加利福尼亚湾，吹起下加利福尼亚半岛的沙尘。图片显示出因地表情况不同所造成的扬沙状况也不一样。

国家林业局防治沙漠化管理中心：中国将通过实施三大工程防治土地荒漠化趋势，力争到2010年基本遏制沙漠化的扩展趋势。

土地荒漠化是我国最为严重的生态环境问题之一，目前荒漠化趋势已在局部地区得到遏制，但一些重点荒漠化省区和经济落后地区，仍在加速扩展（点和面）。

我国将在今后一个时期内，分３个层次，重点实施三大工程防沙、治沙：

（1）重点抓好2000年启动的“西北、华北、东北防护林建设”四期、京津风沙源治理等国家骨干工程。

京津风沙源治理工程主要是通过林草植被保护和恢复、人工草场基地建设及水利配套等工程，减少工程区扬沙起尘，改善生态环境，使华北和京津地区的风沙危害明显减轻。

“三北”四期工程重点是防沙治沙，“十五”期间，工程建设区森林覆被率由10.17%提高到11.16%，降低风沙危害程度，减少水土流失，增强水源涵养能力，提高农作物产量，建成一批较完备的区域性防护林体系，生态环境明显改善。

（2）一江两河（长江、黄河、淮河）、黄河故道等沙化土地的区域性治理工程，有计划、有步骤地对全国一些区域性沙化土地加速治理，改善沙区的生态环境，促进当地社会经济可持续发展。

（3）加快南方湿润沙地的治理示范工作步伐。以地方政府投入和社会各种经济力量投入的南方湿润沙地治理工程，主要包括南方沿河、沿海、沿湖沙化土地的治理。

通过这３个层次的治理，力争到2010年基本遏制沙化的扩展趋势，沙化土地不再扩展；到2030年，在巩固前期治理成果的基础上，沙化土地总面积开始逐年减少；到2050年，使在当时经济技术条件下凡能治理的沙化土地基本得到治理，最终在沙区建成比较完备的生态体系。

（七）海平面上升灾害

全球的气候变暖，地球表面降雨历时加长，强度增大，加速海洋中冰雪的融化，海平面上升，过去的100年来，全球平均气温升高0.15-0.45℃，全球海平面上升了10-20cm。给沿海城市带来了一系列灾害：

1、影响城市供水：海平面上升加剧盐水入侵危害和阻碍城市污水放而引起的供水水源污染。

2、阻碍城市防洪：沿海平原城市高程较低，天津和上海现状重现期为100年一遇的高潮位，将变成10年一遇，广州降为20年一遇。

3、旅游业受到危害：海平面如上升50cm，大连、秦皇岛、青岛、北海和三亚滨旅游区淹没和侵蚀加剧后退31-366m，沙滩损失24%。

二、城市地质灾害防治对策

（1）加强对城市地质灾害链、灾害机理、灾害区划、灾害评估及灾害预警系统的综合研究。

（2）加强法制建设，建立健全有关减灾法规。

（3）中国城市地质灾害损失惨重，进行城市灾害的综合评价，提出切合实际的因灾设防，因地减灾。（4）加大城市地质灾害防治的投入，加强防灾工程建设，开展包括城市绿化、水土流失治理、防滑、防泥石流和入海口防潮工程，水库、危坝的加固工程，防洪、防震等城市防灾工程，以及小流域治理。（5）打破地方保护主义，只顾本单位的眼前利益，忽视社会利益的消极思想。（6）加强宣传教育。

（7）总结减灾经验教训、弥补工作不足。

（8）推动减灾工作的社会化，为社会减灾做出贡献。（9）发展城市地质灾害学科建设。（10）制定科学的、切实可行的减灾措施。

第二节

城市火灾及其防治

一、城市火灾的危害

火灾（fire disaster）是一种发生频率最高且又无法预见的城市灾害。它常常孕育于强风、地震、战争等其他重大灾害之中，对人民生命财产的危害及城市建设的破坏十分严重。

二、对城市火灾的预防措施

（一）城市火灾的原因

（二）城市规划与消防

对建筑物的层高、不同建筑物之间的防火间距、街区内的道路、消防车道、安全出口、防火墙、防火带、天桥、栈桥，以及消防站的配备、消防用水等。一般地，大楼在300m以上时就难以防火灾。9.11美世贸中心大楼过高，人员伤亡惨重，消防能力不够。

（三）建筑与消防

按建筑物材料最低耐火极限分为5级，其中一级与二级耐火建筑物，主体建筑都是用的非燃烧性建筑材料，如影剧院的放映室等。

（四）消防用水

（五）灭火设施

消防站的配备，保证在接到报警5分钟之内达到责任区最远端，一般每个消防站的责任面积4-7平方公里。

中国火警电话:119 专用线。

（六）业余消防队伍

第三节 城市洪涝灾害及其防治

一、城市化对洪涝灾害的影响

城市化对雨洪水汇流过程中影响最敏感的因素：(1)地面覆盖不透水铺砌。

(2)地面排水系统的改造。(3)土地利用结构的变化。

 城市的发展使土地得到充分利用，它往往侵占一些天然河道的洪水滩地和滞洪洼地。

 八百里洞庭退耕还湖。

 城市化后单位过程线的洪峰流量约等于城市化前的3倍，涨峰历时缩短1/3，暴雨径流的洪峰流量预期可达未开发流域的2-4倍。

二、中国城市布局特点及洪涝灾害

76%城市分布在东部和中部地区。

沿海、沿江分布，珠江、长江、淮河、黄河、辽河、松花江等江河流域集中了中国90%以上的城市人口，集中了工业总产值和固定资产90%的资源，集中了中国政治、经济、文化的精华。

30%的城市分布在仅占国土面积的10%的丁字形经济发达的下场地带：

即东北平原、华北平原、长江中下游、珠江三角洲和东部沿海低洼地带，处于河流尾堰及海滨地区，海拔在50m以下，极易遭受洪涝灾害。

1954年的长江洪水，确保了汉、宁、沪等沿江大中城市，但淹没农田313万顷，损失100余亿元，死亡人数万计。

1998年入夏后，长江发生了自1954年以来的又一次全流域的特大洪水，嫩江、松花江也发生了历史上的大洪水。

Do or die!

三、城市洪水的控制和防治

1、增加防洪战略研究

2、充分利用先进技术和设备

3、结合具体条件，开辟滞洪区(荆江分洪区)

4、制定河流管理法规，明确防洪责任制

20世纪最后10年时“国际减灾10年”。

1998年，我国遭受了百年未遇的特大洪涝灾害，全国军民万众一心，力挽狂澜，与洪水展开了一场生死搏斗，谱写了一首惊天动地的壮丽诗篇。98抗洪胜利显示了中华民族的强大凝聚力，历史将记载这一段不平凡的岁月。

第四节 其他灾害

一、传染病灾害

传染病灾害是城市的人为灾害，传染病的死亡率在发达国家仅占1%，在发展中国家仍然是主要杀手，1993年传染病死亡率占41.5%。导致传染病的作用因素：

（一）城市环境变化

温室气体造成气温逐渐上升，对传播传染病的蚊虫、苍蝇、田螺和啮齿类动物产生巨大影响。气候变暖会导致疟疾病人数的增加。另外潮湿和持久的大雨也是疟疾突然快速蔓延的主要原因。

全球变暖（global warming）。

汉塔病毒和裂谷热病的传播就与修建水坝带来的生态变化有关，水坝改变了河流中水的流向，而且形成水坑，是蚊虫滋生的地方。

（二）人类活动

城市大量人口造成过度的拥挤，从而导致卫生问题,它是致使传染病扩散的媒介。登革热的传播是当前世界上昆虫携带病毒传染的最重要和最易扩散的病毒。

（三）现代医药的并发症

大约5%的病人进入急救医院，从他们住院治疗的地方获得传染病。

（四）微生物的适应性和变化

病毒能迅速演变成再次感染以前受感染的病人。如流行感冒病毒有一条继续生存和产生疾病的独特途径。

（五）公共卫生措施的破坏

种牛痘苗和很好的卫生条件有助于防治传染病，保护人体健康。中国近年来公共场所投毒中毒事件增多。

二、城市交通事故

交通事故灾害包括车祸和航空灾难。

全世界死于车祸的累计3000多万人，比第二次世界大战多出1倍。中国仅次于美国，年均死亡人数在5.3万左右。

 1988.2.2 印度的一辆火车脱轨，致使105人当场死亡，700余人受伤。

 1988.12.12 伦敦发生了火车连环相撞的事故，造成53人死亡，150人受伤。

 1992.11.1 巴基斯坦 一列客车与一列货车相撞，当场有150多人死亡，200多人受伤。

 超速、强行超车、抢道、酒后驾车，疲劳驾驶和无证开车等严重危害交通安全的现象极为普遍。人们把交通事故称为“永无休止的交通战争”。

 世界上空难事件每年平均有发生数十起，其中运营的客机在10多起左右，死亡人数均在100人上下，直接经济损失达80多亿美元。 2002.7.27 乌克兰空军苏—27表演时坠毁，伤亡200多人。国航坠韩在于地勤失误。 资料：历史上的重大航空灾难

 1961年3月23日，苏联第一个首航太空的宇航员邦达连科被严重烧伤，10个小时后死亡，成为人类载人航天活动中第一个遇难的宇航员。 1967年1月27日，美国肯尼迪航天中心在进行载人飞船地面联合模拟飞行试验时，飞船 指令舱意外起火，在几十秒内3名航天员被烧死在舱内。 1967年4月23日，苏联宇航员弗拉基米尔·M·科马罗夫上校乘坐联盟1号飞船返回地面时当场被摔死。

 1971年6月30日，苏联联盟11号飞船在再入大气层前，实施返回舱和轨道舱分离时，连接两舱的分离插头分离，3名宇航员因急性缺氧、体液沸腾而死亡。

 1960年10月24日，苏联拜科努尔航天中心火箭发射爆炸事故造成地面100多人死亡。

 1980年3月18日，苏联普列谢茨克航天发射场火箭发射爆炸导致地面50名技术人员丧生。

 1986年1月28日，美国“挑战者”号航天飞机在第10次飞行时，发生爆炸，7名航天员当场遇难。讨论 防震、防火措施

案例分析

案例一 北京8.26地铁火灾的启示 案例二 韩城市的地质灾害及其成因

案例三 锦州市洪水灾害及其防治

第七章城市景观生态

第一节

城市景观及其演变

一、城市景观的概念

1.景观与景观要素

景观

不同尺度上具有异质性的空间单元，包括空间上彼此相邻、功能上相互联系、发展上有一定特点的若干个生态系统的聚合。

景观的特性

①生态系统的聚合；

②各生态系统之间和物质能量流动的相互关系；

③具有一定的气候和地貌特征；

④与一定的干扰状况的聚合相对应。

从结构上说，一个景观是若干生态系统所组成的镶嵌体；从功能上说，所含有的各种生态系统互相起着相互作用。

景观要素

景观的组成单元（各生态系统或亚系统）

景观和景观要素本质区别

景观这个概念强调的是异质镶嵌体

景观要素强调的是均质同一的单元。

景观和景观要素这个地位转换反映了景观问题与时间空间尺度密切相关。景观形成的影响因素

2．城市景观

城市景观

指城市所有空间范围，或者说是城市布局的空间结构和外观形态，包括城市区域内各种组成要素的结构组成及外观形态。

城市景观的组成若干个以人与环境相互作用关系为核心的生态系统。

从城市景观生态的角度对城市这一人类活动的中心进行研究探讨，为认识和解决当代城市问题开辟了新的思路。

城市所面临的交通问题、住房问题、土地紧张问题、环境污染问题等一系列所谓的“城市通病”，很大程度上是由于不合理的景观生态布局，造成城市内容各要素之间不能相互协调，从而削弱了城市生态系统的功能。

二、城市景观要素的基本类型 1．斑块

斑块（嵌块体）

指在外貌上与周围地区（本底）有所不同的一块非线性地表区域。

在不同的文献中，又称为“拼块”、“饼块体”、“嵌块体”„„。

实质上都是指组成景观的基本要素，即景观基本的单元。从上定义可以看出、这基本单元应是均匀的。

一个残余斑块，如火烧迹地，尽管在外表上与干扰前的森林类似，实质上是不一样的。最起码生物种的活动范围小了，食物种类少了„„

因为在演化的过程中，有些物种在干扰中淘汰掉了（本底—基质）。这些种的重新进居取决于很远的种源，因而恢复很慢。

由此看来，甚至当本底和残余斑块融合在一起时，由它会合在一起的生态系统，物种仍比原来的生态系统贫乏些。

3、环境资源斑块(environmental patch)原因：由于环境资源的空间异质性或镶嵌分布而引起。例如：长白山植物垂直分布、森林中的沼泽、沙漠中绿洲——月牙泉（沙漠第一泉）

如沙漠中的绿洲就是土壤内水分分布不均匀的结果。该处土壤水分明显高于周围的沙地，动植物来此定居，形成不同于周围环境的绿洲斑块；

同样，在沼泽湿地中大面积生长着芦苇等湿生植物，仅在地形较高的地段，因土壤水分含量明显地低于周围的土壤，生长着与周围湿生植物不同的旱生植物群落；

其它如森林内裸露的基岩、平原上出现的湖泊以及海洋内的岛屿等都是典型的环境资源斑块。该类型斑块一般较稳定，抗干扰能力强，能长期地存在于与基质相异的环境中。

（2）聚居地(homes habitation)人类今天已经成为景观的主要成分。无论种植斑块中还是干扰斑块、残余斑块中，都可见人的参与。但更明显的是人类的聚居地斑块。小到几家几户，大到上千万的大城市。例如：村落、城镇、城市、城市群

聚居地是由于人为干扰造成的。先是部分或全部清除天然植被．然后建造许多房屋和其他设施。聚居地可作为一个斑块存在几年、几十年，甚至几世纪。

聚居地生态系统的基本生物成分有人、引入的植物和动物、无意中引入的有害生物和引入的本地种。因为它是高度人为化的，所以这些引入成分的成活在很大程度上要决定于人为的维护上。

聚居地中城市和乡村区别很大。城市及其郊区面积很大，可足以称之为单独的景观。相反地，小城镇、乡村或几家几户的居民点则是一个乡村景观中的聚居地斑块。斑块的大小

斑块面积对能量和养分的影响

一般的情况总是大斑块比小斑块含的能量和养分丰富。也有不同，比如，一个小斑块（麦田）从边缘到内部我们会发现边缘产生的产量高于内部。

原因：充分利用光、温度、水、且竞争少。

动物的分布也会因边缘／内部的喜爱程度而有所不同。许多野兔、野鸡等喜欢在边缘地带活动，食草与食肉动物也经常在边缘地带活动，边缘单位的生物量也高于内部。斑块的形状

廊道的定义

与本底有所区别的一条带状土地，可以看作是一个线状或带状的斑块，称为廊道(corridor)。例如:树篱、公路 廊道的起源

走廊按起源可分为：

干扰廊道、残余廊道、环境资源廊道、种植廊道

各种走廊的持久性与其成因有密切关系。环境资源走廊一般具有相对的持久性。干扰走廊和残余走廊变化较快，它要受因干扰所发生的植被演替过程所控制。种植走廊的持久性完全决定于人类的经营管理活动，一旦这种活动停止，种植走廊不可能继续存在。

2）连通性(connectivity)定义：单位长度廊道中断（裂口数）数量来度量。例如：农田树篱。

作用：一个廊道连通性高低决定了廊道的连道和屏障功能。有的走廊不允许有裂口，（河流）有的裂口是必须的---农田防护林带/车辆的通行；开口的必要性：园路要不要开口，开多少个口； 3）狭点(narrow)定义：廊道中的狭窄处

作用：影响运动

例如：河流峡口；道路的瓶颈；生活中太多的瓶颈（取钱、打饭）

狭点的作用：廊道的连通性就是取决于狭点。高速公路、机场等抓犯人...很有用！。4）结点(nodes)定义：两个廊道的连接处或一个廊道与斑块的连接处。例如:河流入海口、入口广场、门厅„ 作用：结点在管理与规划中十分重要，因为它提供了许多相互联系的物种源，当物种在斑块中消失时，有利于物种重新迁入。例如，河流急转弯的凹面经常出现一片泛滥平原，两条公路交叉处的重叠植被。

4、廊道的分类 廊道按形状分：

线状廊道 廊道是一条很窄的带，植被类型基本上是边缘占优势。

一般有7种：道路、铁路、堤堰、沟渠、输电线、草本或灌木带、树篱

带状廊道

廊道是一条很窄的带，其宽度是可以造成一个内部环境，含有内部种，每个侧面都存在边缘效应。林带宽度增加，环境异质性增加，进而造成物种多样性增加。林带很窄时，边缘、内部种都很少，随宽度增加边缘、内部种均增加，但边缘种在宽度略增加时即迅速增加，而内部种则要在宽度达到一定值时才能增加，阈值一般为7-12米。

河流廊道

定义：河流廊道沿河流分布，与周围的植被带共同构成~。

结构:河床边缘、漫滩、堤坝、岸上高地。

宽度范围：应具备有效地控制从高地到河流的水流和营养功能；有利于森林内部种沿河运动，宽度应超出边缘效应。

本底的标准

相对面积

一般来说，本底的面积超过现存其他类型景观元素的面积总和。假如一种景观元素类型覆盖50%以上的面积，就可以认为是本底。

连通性

如果一个空间不被两端与该空间的周界相连的边界隔开，则认为该空间是连通的。

连通性高的作用：

可以作为障碍物将其他要素分开。例如：防火带 便于物种迁移与基因交换。使其他要素成为生境岛。

动态控制

例如：原始林采伐烧地、农田与林网 结构特征

孔隙度的生态意义：

它提供了一个了解物种隔离程度和植物种群遗传变异的线索。

孔隙度是边缘效应总量的指标，是一个对野生生物管理、对能流物流指导意义的因素。

孔隙度低表明景观中有边远地区存在，这对需要边缘生境的动物很重要。

孔隙度与动物觅食密切相关，适宜的孔隙对觅食及育后复原起着重要作用。

采伐对野生动物的影响。

人文地理中，研究住宅与村庄孔隙的分别十分重要。

（2）边界形状

景观元素间的边界像一个半透膜，边界的形状对本底与斑块间的相互关系极为重要，具备最小的周长与面积之比的形状不利于能量与物质交换，具节省资源的特征；相反，周长与面积之比大的形状利于与周围环境进行大量的能量与物质交流。

看凹面边界的左边元素向右扩展更为有效。

扩展元素即它们最可能在周边的凸面上扩展。

残存元素即处于缩减过程，有凹面边界的元素。扩展元素能迅速地以凹面边界变为凸面边界。

景观的孔隙度高时，这种网络本底就是廊道网络。

结构特征：

1）连接类型

十字型、T型、L型

2）网线上有没有中断，以及中断处的长度。

结点的大小

景观要素

城市景观要素特征

城市景观生态单元特点

由于人类活动的强烈影响，城市中自然条件，如水文气象、地质地貌和动植物等，都发生了很大变化。城市景观变化极快，表现出不稳定性，在边缘区表现尤为明显。城市景观的破碎性，是与城市人口的工作、生活相适应的。

城市景观结构要素特点

斑块

城市景观中的斑块，主要指各呈连续岛状镶嵌分布的不同功能分区。最明显的斑块如残存的森林植被、公园等，由于植被覆盖好，外观、结构和功能明显不同于周围建筑物密集的其他区域。学校、机关单位、医院、工厂、农贸市场等，也可视为不同规模的功能斑块体。

廊道

城市廊道可以分为两大类：人工廊道和自然廊道。前者是以交通为目的的铁路、公路和街道等，后者有以交通为主的河流以及环境效益为主的城市自然植被带等。本底（基质）

城市景观中，占主体的组成部分是建筑群体。城市的本底是由街道和街区构成的。

景观多样性与城市景观异质性 景观多样性的概念和描述指标

景观多样性又常被成为生态系统多样性。

Simpson多样性指数（diversity index）： D=1-∑(Pi)

2(i=1,„S)式中，D是Simpson指数值，S是生态系统总数，Pi是每一生态系统所占面积的百分比，以小数表示。

城市景观异质性(heterogeneity)定义：指在一个景观区域中，景观元素型、组合及属性在空间或时间上的变异性。

分类：

空间异质性：空间内一个系统的复杂性与变异；

时间异质性：时间内某一点景观结构和组分发生变化；

功能异质性：属于生态实体的异质性，表现为个体、种群和群落在分布上的差异；

基质的异质性：由于尺度不同景观产生的异质性。

测定：一般采用线性抽样来测定异质性，直线直通过一个景观，将这条线分为相等的线段，记录出每段线段中每类景观元素出现的频率。

异质性是景观的根本属性，任何景观都是异质的。

城市景观的异质性首先表现为二维平面的空间异质性，公园、绿地、水面、建筑物、街道性质各异，功能各不相同。①不同斑块功能，性质各异不同；②城市景观的某一要素而言，其内部存在异质性；③道路廊道存在异质性，通常绿地和车行道组成城市道路廊道。

城市景观的异质性同时还表现为垂直的空间异质性。①建筑物因高度不同表现出垂直方向上的参差不齐； ②表现在空气构成上。垂直的异质性导致了水平的异质性，如高楼两侧接受太阳辐射的多少，气温高低不同，植物开花，放叶时间早晚。时空耦合（coupling）异质性，也存在于城市景观中。一般而言，异质性是指景观要素的空间分布的不均匀性，而把时间异质性用动态变化来表述，异质性的表现形式为空间格局。（景观植物的搭配，落叶，常绿、针叶、阔叶）

城市景观异质性的测度

丰富度（Richness）:指的是一个景观中生态系统类别数，以绝对值表示。相对丰富度是指一定景观内出现生态系统类别数占一地区全部可能出现的生态系统类别数的百分比。

廊道效应（见图7-1）（见图7-2）（见图7-3）

城市景观除分为自然廊道和人工廊道之外，还可分为产生经济效益的廊道和产生环境保护效益作用的廊道。

城市景观中廊道效益由中心向外逐步衰减，尊须距离衰减率。

衰减函数

其中 V: 效益；D：距离；K：系数

城市景观的演变

城市自然景观的演变

城市化景观:城市化地区(中心城市、外城、城郊)的自然景观与人文景观的综合体，它是以景观与城市人群或城市社会的关系为联系纽带而形成的具有时空序列的实体。

自然景观遭受外力干扰失去本身稳定状态的可能性，就是该景观的脆弱性（fragility）。

对景观的干扰，可导致景观结构与功能的深刻和完全的毁灭。

城市的建设与发展，就是人类对该地域自然景观的深刻的、强有力的干扰，而使之发生不同程度的变异。

二、城市人文景观（见图7-4）

1.按自然景观的被改造程度可以把景观划分：

轻微改变的景观:如保存下来的自然森林植被以及城市中较大的湖泊等。

较小改变的景观:人类活动触动了一个或几个景观组成要素，但是自然要素之间的基本联系未被破坏，仍然保留着自然调节能力，景观的变化通常是可逆的。例如污染的过境河流、城市大气、公园中的土壤等。

强烈改变的景观：人类活动强烈影响景观的多个组成要素，使其结构与功能发生本质的变化。如，高楼林立，形成局部地区的小气候；农田坡地变为布有厂房车间的工业区；湖面被改为居住区等。

城市景观要素的联系

城市化地区（中心城市、外城、城郊）的自然景观与人文景观的综合叫做城市化景观。 第二节 城市生态空间研究方法

一、城镇生态空间概念与内涵

生态空间的三种研究观点：

1.空间效应观点，强调生态空间是一种生物要素与环境要素相互作用与活动变化的舞台，表现出一定的空间形态和运动规律，代表理论英美学派（Clements）、威斯康星学派（J.T.Curtis）、生态演替论（Tansley）；

2.空间功能观点，强调生态空间是一种抽象空间，它与特定的环境相结合，构成生物可利用的资源，其基本理论是生态位研究，如一般生态位研究（Grinnell），扩展生态位研究（马世骏）；

3.空间行为观点：将生物自身的空间活动作为研究主体，力图解释生态空间异质性的动因，如芝加哥学派（J.E.Parker），空间引力场论（Edwards）等。

城市生态空间的研究对象从类型上分有空间个体、空间种群和空间群落三个部分。

1.空间个体侧重研究生态空间单体的形态、类型特征、地理分布及空间适应性，如建筑类型学（L.Krier）、住屋形式（A.Rapport）等；

2.空间种群指同种空间类型组成的复合体、其在群体水平上表现出一些特征，如密度、多样性、数量动态等，主要研究工作如中心地理论、居住区域住宅群等； 3.空间群落主要研究不同空间种群复合形成的整体结构、空间链与网、演替进化特性等，如城乡景观交错带（牛文元）CBD结构形态（M.Howood）。

城市生态空间从从空间尺度层次上分有建筑群体、城市、城镇群体和城镇群系等

 城镇生态空间研究的一般假设

1.结构性假设：城市生态空间形态的形成是空间对环境条件和自组织的结果，各种干扰因素（如战争、自然演变、规划控制等）是促成各种空间结构形成和变异的重要因素，空间结构的稳定性与空间受干扰程度成反比。

2.耦合性假设：城市空间的动态变化过程是一个耦合机制作用的过程，包括时间、空间耦合，空间-经济-人三位一体耦合等。

3.量子化假设:城镇生态空间发展过程中同时呈现连续性和离散性特征，城市生态空间的发展是以量子化方式一份一份进行，从而使空间发展呈现出态的叠加现象。

城镇生态空间研究的基本原理

1.结构和功能原理：城镇空间可以看作是巨大的镶嵌体，其结构在某些尺度范围内具有相似性，决定空间结构形成的基本元素是空间功能；

2.空间多样性原理：高空间多样性提高了空间发展的潜力，其与空间异质性紧密相关，高空间异质性提高了多空间并存的可能性；

3.空间流动原理：由于不同空间位势的差异，造成空间类型的转移和扩散，对空间异质性有着重要的影响；

4.空间变化原理：城市生态空间的水平结构将空间类型、人口、镶嵌体、走廊、走廊等范围形状和结构联系起来，由于干扰的不断介入和各空间单元的变化速率不等，一个完全均质的空间永远达不到；

5.空间稳定性原理：城镇空间的稳定性起因于其对干扰的抗性和干扰后复原的能力。每个单元都有自己的稳定度，因而区域总的稳定性反映其内部类型的比例。

二、城镇生态空间研究方法

城镇生态空间的基本研究方向包括空间生态位分析、空间干扰分析、空间特性分析等。

1.空间生态位分析基于Grinell的生态位理论和扩展生态位、城市生态位等的研究，城市生态位于景观生态位关系密切，城市生态位分为生产生态位和生活生态位；

2.城镇空间干扰分为自然干扰、随机性烦扰、规律性干扰、瞬时干扰和长期干扰、，局部干扰和全局干扰等，城镇生态空间景观是由环境基质和干扰体系共同作用的结果；

3.空间特性分析主要从研究城镇生态位空间异质性、时空耦合性和空间进化发展的基本机制，从空间现象、过程和关系方面入手。

1.空间形态：首先分析城镇空间的结构单元，即决定城镇空间形态的基本要素，包括生活型、层片、中心、边界、优势型和网络。

空间形态的分析涉及到集中与分散指数、梯度指数和空间多样性指数等形态分析指数。

2.城市生态空间最基本的状态是集聚与分散运动，可分为空间溢出效应（空间密度的变化情况，显著特征是距离衰减率，通常用扩散限制模型和动力学集团凝聚模型来描述）、空间规模效应（不同类型空间随距离变化的效应不同，可分为可达制约性、土地制约性、中间制约性和均匀制约性）和空间分化效应（应用因子生态法进行分析）。

3.空间动态：溢出效应、规模效应和分化效应沿时间轴的综合作用结果。

4.空间进态：空间发展和进化的过程，表现出有序与无序统一、确定与随机统一、相似与非相似统一以及稳定性与非稳定性统一的基本特性。

 第三节 城市生态系统综合评价

一、城市生态系统评价基本内容

城市生态系统评价工作立足于对城市经济发展-社会活动-环境保护交互作用的关系深入研究的基础上，运动系统方法，找出制约城市发展中的主要环境问题，解释和评价城市经济社会系统的结构特征和城市在利用环境资源方面出现的问题；分析经济活动与城市生态环境承载力的关系，寻求调节城市发展与生态环境、区域人口合理规模、经济开发强度与环境效应等关系的途径

城市生态系统评价包括：

1.城市生态环境现状评价：全面对城市自然本底、功能本底和包括大气、土壤、植被、地址、地貌等环境本底状况进行调查，掌握城市生态特征（包括工业布局和经济结构、城市规模、人口密度、城市建设投资比例及绿化发展）以及不同功能区环境质量现状和污染物分布状况作出相应定型、定量评价，搞清城市环境污染问题，同时分析成因，寻找污染源，掌握城市环境污染的内在规律及变化特点，反映城市环境质量对人类各种经济活动和社会活动的影响程度及潜在影响，达到直观反映一个城市性质、地位、功能和作用及其人口环境资源的优劣势的目的。

2.城市发展对生态环境的综合影响评价：根据城市经济、社会发展短期和长期计划，以城市生态环境质量为目标，讨论城市经济建设投产后对生态环境各要素的影响，通过分析、比较、推论和综合，对城市生态环境质量做出预测评价。

二、城市生态系统评价指标体系

（一）评价指标确定原则

评价标准必须具备：可查性、可比性和定量性。

（二）两类评价体系

“经济-社会-生态”指标体系

汪发曾 1991年

“人口-能源、交通-自然环境 –社会-经济”指标体系

（三）城市生态系统评价方法

1.模糊评价法：分静态评价和动态评价

2.层次分析法 第八章

城市生态规划与城市景观

第一节生态规划的概念和分类

一、生态规划的概念与类型

1.生态规划的概念

生态规划（ecological planning）是在自然综合体的天然平衡情况下不作重大的变化、自然环境不遭破坏和一个部门的经济活动不给另一个部门造成损害的情况下，应用生态学原理，计算并合理安排天然资源的利用及组织地域的利用。（环境科学词典）2.生态规划的基本任务

使可再生资源不断恢复并扩大再生产，使不可再生资源节约利用；②是人类资源质量不断改善，以保证人类健康所必需的水平。

3.基本原则

保护人类的健康；②增加自然系统的经济价值；③对土地资源、水资源、矿产资源进行最佳利用；④保护人类居住环境概念的美学价值；⑤保护自然系统的生态完整性。4.规划程序与内容

制定规划研究的目标；②根据生态细目收集资料和进行生态分析，确定系统各部分之间的关系；③对城市土地利用进行生态适宜度分析，确定对各种土地利用的适宜度，如居住、交通、绿地、工业、商业、文化设施、菜地、林地等；④根据适宜度分析提供的城市土地利用方案进行评价，以为决策提供优选的方案；⑤制定实施规划的计划和具体实施措施；⑥执行规划和根据执行的结果进行调整。

5.生态规划的基本类型

A.按地理空间尺度分类：区域生态规划、景观生态规划、生物圈生态保护区建设和规划

B.按地理环境和生物生存环境分类：陆地生态、海洋生态、淡水生态、草原生态、森林生态、土壤生态、城市生态及农村生态系统规划等等

C.按社会科学门类分类：经济生态规划、人类生态规划、民族生态规划等等

第二节 城市生态规划原理

1.城市生态规划（urban ecological planning）：是运用系统分析的手段、生态经济学知识和各种社会、自然信息、经验，规划、调节和改造城市各种复杂的系统关系，在城市现有的各种有利和不利条件下寻找扩大效益、较少风险的可行性对策所进行的规划。它包括界定问题、辨识组分及其关系、适宜度分析、行为模拟、方案选择、可行性分析、运行跟踪及效果评审等步骤，最终结果应给城市有关部门提供有效的可供选择的决策支持。

2.城市生态规划的目标

致力于城市人类与自然环境的和谐共处，建立城市人类与环境的协调有序结构；②致力于城市与区域发展的同步化；③致力于城市经济、社会、生态的可持续发展。3.城市生态规划的内容

大致可以分为以下几个子规划：人口适宜容量规划、土地利用适宜度规划、环境污染防治规划、生物保护与绿化规划和资源利用保护规划。

4.城市生态规划原则

自然原则

b.经济原则

社会原则

d.系统原则

5.城市生态规划步骤

制定规划研究的目标： 确定所提出的问题

区域资料的生态细目与生态分析：确定系统的各个部分，并指明它们之间的相互关系。区域的适宜度分析：确定各种土地利用的适宜度。

方案的实施：应用各种战略、策略和选定的步骤去实现理想的方案

执行：执行计划

评价：经过一段时间，评价规划执行的结果，然后作出必要的调整。第九章 城市环境质量评价与可持续发展

第一节 城市环境质量评价

环境质量：指环境的总体或环境的某些要素对人群的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度，是反映人类的具体要求而形成的对环境评定的一种概念。包括环境质量和各种环境要素的质量，如大气环境质量、水环境质量、土壤环境质量、生物环境质量、城市环境质量、文化环境质量等。

环境质量评价：在复杂的综合环境体系中，各个单项环境质量对人们的生产生活活动产生复杂的综合性的影响，为了解这种影响的性质及程度所进行的单一因子评价就是单项环境质量评价；对环境质量进行总体的定性和定量的评价就是所谓的环境质量综合评价。

一、城市环境质量评价

1.城市环境质量评价的作用：城市环境的质量发展变化与越来越多的城市居民的生活、生产、甚至生命紧密相关，客观了解和认识生态环境质量变化，对调控建设城市有着重要意义；从生态角度，城市环境质量评价是为促进城市生态系统的良性循环，保证居民有优美、清洁、舒适、安全的生活环境与工作环境；从经济角度是为用尽可能小的代价获取尽可能好的社会经济环境，取得最大的经济效益、社会效益与环境效益。

2.城市环境质量评价的定义：包括对城市环境质量进行单要素和总体的综合评价。城市环境质量可分为大气、水质（地表和地下水）、土壤、噪声等环境质量要素，各环境要素又包含了若干的关键污染因子（或参数）。

好的环境质量应包括：

1.使城市大气、水体、土壤的受害状况以及噪声污染减少到不影响居民健康的程度，使居民患病率死亡率下降。

2.使城市生物（包括栽培植物、驯养动物、野生动物及其它生物）有良好的生长环境。

3.为各类工业生产、交通运输、教学科研、风景旅游（名胜古迹）等各项社会经济活动的正常开展创造良好的环境条件。

4.各类能源、资源、原材料的投入少、效益高。

5.三废得到及时的治理与处理。

6.城市生态系统能与其他生态系统进行正常的物质、能量、信息交换。

二、城市环境质量评价的内容

环境质量评价包括回顾评价、现状评价、影响评价。

1.环境回顾评价是通过各种手段获取某区域环境的历史环境资料，对该区域的环境质量发展演变进行评价。是现状评价和影响评价的基础。

2.环境现状评价是依据一定的标准方法，着眼当前状况对区域内人类活动所造成的环境质量变化进行评价，为区域环境综合治理防治提供科学依据。包括环境污染评价、自然环境评价、美学评价、社会环境质量评价。

3.环境影响评价，又称环境影响分析，1969年首先由美国推出的概念，1979年中国确定环评制度。是对建设项目、开发区域计划及国家政策实施后对环境造成影响进行预测和估计。根据开发建设活动不同，可分为单个开发建设项目的环境影响评价、区域开发建设的环境影响评价、发展规划和政策的环境影响评价（战略影响评价）。

三、城市环境质量评价的步骤和方法

（一）评价步骤

1.城市地区自然环境和社会环境背景的调查

自然背景调查包括城市地区的地层组织、地质构造、岩性、水文地质、工程地质条件、环境水文地质条件、地貌形态、水文、气象、土壤、植被、珍稀动植物物种等等。

社会背景调查包括城市地区的土地利用、产业结构、工业布局、主要厂矿企业事业单位和居民点的分布、人口密度及其空间分布、GDP及其在行业和部门间的分配、市政及公共福利设施、重要的政治、经济、文化卫生设施及位置、环境功能区的划分、各功能区的位置、近期和远期环境目标等。

2.污染源的调查与评价：通过调查评价确定主要污染源和主要污染物，为评价因子确定提供依据。

3.环境质量的监测和评价：对组成城市环境的各个要素开展实地监测，根据监测结果作出评价。评价先进行单要素质量评价，再进行全环境的综合质量评价。

4.环境污染生态效应调查

环境污染生态效应指对植被、农作物、动物和人群健康的影响。可通过社会调查、环境现场勘查或实地采样化验等方法查清污染环境的生态效应，最终为划分各要素和全环境的环境质量等级提供依据。

5.环境质量研究

主要研究城市环境质量的时空变化和影响因素及污染物在城市环境各要素中的迁移转化规律和分配，建立相应的数学模式。研究环境对污染物的自净能力，确认环境容量。

6.污染原因及危害分析：从城市规划布局、土地利用、人口数量、资源消耗、产业结构、工业选型、生产工艺与设备等宏观决策方面来寻找污染的原因，以便为彻底根治提供决策依据。

7.综合防治对策研究：包括从环境区划和规划入手，调整城市的产业结构、工业布局和功能区划分，制定市政建设计划，确定环保投资比例和重点治理项目；从环境管理入手，制定有关环境保护的法令、法规、按城市功能区划分环境容量，确定各项目污染物的环境质量标准和污染物排放标准，以及控制排放、监督排放的各项具体管理办法；从环境工程入手，制定城市重点污染源的治理计划和各污染源的治理方案、经费概算和效益分析。最终，根据提出的综合防治对策进行城市环境质量预测。

（二）评价要素与评价因子的选择

1.进行评价要素选择时，应根据评价的目的、目标及条件、以不遗漏主要评价要素为原则，是评价结果能较客观地反映评价区域的环境质量特征和规律。2.评价因子的选择

应考虑如下基本原则：根据评价对象和目的选择；根据区域生产有害污染物的排放特点选择；尽量选择国家规定的监测项目。有些必选因子没有国标，即环境质量综合评价而言，概括起来，选择评价因子的限制条件是：在评价地区内，所选的评价因子应能表达本地点环境受到的影响程度；所选评价因子在评价方法上能解决定量化的问题，以便解决评价函数和确定权值。

四、环境质量综合评价方法

1、均权评价法：

Pi= Ci/Cio

式中，Pi是单一污染指数，Ci表示某种污染物的实测浓度值，Cio为该种污染物的评价标准。

在获得Pi值以后，进行单一污染指数相加，以求得某种环境要素，例如大气、水体或者土壤的质量指数Pj：

Pj= ∑Pi

（i=1,„,n）

在各环境要素质量评价的基础上，可求出环境质量综合评价值指数P: P= ∑Pj（j=1„„k）

2、加权评价法

综合评价中，所选取的环境要素和污染物对人体、生物和环境的影响程度或强度一般不同，评价指数系统中引入权值，是评价结果接近或符合环境质量的实际状况。

环境污染指数用下式计算：

Pj= ∑WiPi（i=1„„n）

Wi为环境要素权值

3、质量指标法

亦称综合指标法，是环境质量评价中常用的综合指数法的拓展形式，通过对环境因子性质及变化规律研究与分析，建立评价函数曲线，通过评价函数曲线对环境因子的现状值与预测值转化为统一的无量纲环境质量指标由好到差，用1到0表示，由此计算出项目建设前，后各因子环境质量指标的变化值，根据各因子重要性赋予权重值，将各项因子的变化值综合起来，便得出项目对生态环境的综合影响。

4、其他评价指数

包括格林大气污染综合指数、烟雾系数COH、大气污染综合指数PINDEX、污染物标准指数PSI。

（三）城市环境质量的综合评价

1.进行污染源调查，选择监测对象（一般选择监测大气、地下水、地面水、土壤的污染状况）。

2.进行环境要素质量评价

各环境要素质量分级：

上表先利用Pi= Ci/Cio计算出环境质量系数，再根据Pj= ∑Pi

（i=1,…,n）计算出环境质量分系数，采用方网格法计算各部位大气环境质量系数值，根据各处环境质量系数的大小将环境质量依次分级。

3.环境质量综合评价指数：

∑P综=P地面水+P地下水+P土壤+P大气

按∑P综值大小，将环境质量的评价分为6个级：

第二节 城市环境规划

环境规划是对于不同区域和不同空间尺度的环境保护的未来行动进行规范化的系统筹划，是为有效地实行预期环境目标的一种综合型手段。

一、城市环境规划的指导思想与原则

指导思想：坚持经济建设、城市建设、环境建设同步规划、同步实施、同步发展，实现经济效益、社会效益、环境效益的统一。

基本原则：保护城市特色，保护城市功能需求；全面规划，突出重点；扬长避短，合理重点；扬长避短，合理规划；实事求是，量力而行；强化管理。

二、城市环境规划的基本结构

总体上分宏观规划和详细规划（城市环境专项规划）两个层次。宏观规划的主要任务是保证城市环境系统与经济社会发展相协调，直到各专项详细规划的编制。详细规划是在宏观协调的基础上为达到相应的环境，寻求优先的具体实施方案。

三、城市环境规划的步骤和内容

（一）城市宏观规划的内容与步骤

1.城市总体发展趋势分析城市：包括国民生产总值、各部门的产值、产业结构、发展规模与速度、人口规模等。

2.发展对资源的需求分析：包括所需资源的数量、质量、结构及资源消耗方式和计划，并在资源可供能力分析的基础上，分析资源的供需状况。

3.自然资源资源承载力分析：包括能源承载力问题、水资源及其它主要资源的承载力的问题。

4.主要污染物排放量及环境纳污能力分析：预测主要大气污染物、水污染、固体废物的排放量以及生态环境的破坏程度。

5.污染物宏观总量控制综合分析

6.确定总体环境目标：根据有关环境标准、环境现状与变化趋势、居民生活对环境的要求以及规划期的经济承受能力确定总体环境目标。

7.确定城市宏观环境与发展战略

（二）城市环境专项规划

1.大气环境综合整治规划

2.水环境综合整治规划

3.固体废弃物综合整治规划

4.生态环境保护规划

制定各专项规划，必须符合下列要求：

（1）规划方案要体现综合整治的思想

（2）确定的综合整治方案实施后必须满足污染物消减量的要求，必须能满足环境目标值的要求。

（3）各种可能的方案或方案的组合，要经综合分析达到整体优化。（4）各方案的实施要考虑水、气、渣等各单项污染的相互作用，防止污染的转移和二次污染的产生。（5）规划方案要具有可行性和可操作性，并按一定程序制定计划认真实施。

四、城市环境规划的基础工作

1.城市环境特征调查：包括自然环境特征和社会环境特征；

2.生态登记：生态因子筛选和生态登记（包括调查登记和生态编图）

3.污染源调查与评价：a.污染源调查（先画出污染源分布图，计算排污系数）b.污染源的标化评价法

4.环境现状评价：a.确定环境污染评价参数 b.计算环境污染综合指数 c.环境质量（污染综合指数）分级注意事项

5.环境污染破坏效应调查 a.人体效应调查（包括环境污染与人体效应的相关关系，以及进行因果关系和定量关系）b.经济效应调查

五、城市环境预测

1.城市环境预测的依据：a.城市环境质量评价是环境预测的基础工作 b.城市经济、社会发展规划中各个水平年的发展目标是进行环境预测的主要依据 c.城市建设发展规划为环境预测提供必要的数据资料 d.城市总体发展战略和发展目标、交通运输等有关资料都是环境预测的依据。

2.城市环境预测程序：a.准备阶段（明确预测目的、确定环境预测期限、搜集环境预测必须的数据和资料等等）b.综合分析（分析数据资料、选择预测方法、修改或建立预测模型、模型检验等）c.实施预测阶段包括实施预测、误差分析和提交预测结果等。

3.主要预测方法：a.污染物浓度预测 b.回归预测（一元与多元回归预测）

六、城市环境区划

1.定义：是根据特定区域环境系统的结构特征及其空间分异规律，结合自然生态系统和社会经济发展的实际条件，按照一定的准则和指标体系把该区域的环境空间分为若干不同的地域单元的一项综合性环境分类活动。2.环境区划的原则

a.必须保证居民的生产和生活要求； b.有利于经济和城市的发展；

c.要从生态环境着眼，合理利用城市的环境容量。

3.区划依据

a.土地开发评价

b.生态适宜度分析

4.区划方法

a.画出土地开发评价图和生态适宜度分析图

b.分析土地开发评价图和生态适宜度分析图（等级高的用地形式先考虑；等级相同，优先考虑于现状相近的土地利用方式）

c.结合资源、交通与上述因素综合分析，确定城市区划草图。征询经济、建设部门意见画出区划图，提出土地利用方式的优先开发顺序

第三节 城市的持续发展

一、城市持续发展的意义

城市持续发展指在一定的时间尺度上，以长期持续的城市增长及其结构进化，实现高度发展发展的城市化和现代化，从而既满足当代城市发展的现实需求，又满足未来城市的发展需求，它是城市的数量、规模、和结构由大到小、由低级到高级、由不协调到协调、由非可持续到可持续的变化过程。

二、城市的持续发展

1.建立和调整适应城市可持续发展的职能机构

2.制定并实施一系列城市可持续发展策略

3.普及和提高市民特别是城市决策层的可持续发展意识

第四篇：生态学专题

§ § § § § § § § § § § § § § § § § § § § § § § § § § § § § § § § § §1.什么是斑块-廊道-基质模式？如何区分这三类景观结构单元？ 2． 什么是景观的结构、功能和动态？它们之间的关系是什么？ 3． 什么是景观连接度？它对景观功能的重要意义是什么？ 4． 为什么要研究景观格局？研究景观格局主要方法有哪些？ 5． 景观生态学与自然保护和土地规划及设计有何关系？景观生态学研究的重点？ 举例说明如何利用景观生态学

6、如何应用等级理论研究自己领域的问题，举例说明

7、岛屿生物地理学理论和方法促进生物多样性保护和自然资源管理。8.现代生态学的发展趋势及特点是什么？ 9． 什么是环境？地球环境由哪几部分组成？ 10． 种的生态幅及其制约因子有哪些主要规律？ 11． 水分对生物有何影？生物如何适应？ 12．什么是种群？与个体特征相比较，种群有那些重要的群体特征？ 13．比较种群指数增长模型和逻辑斯缔增长模型，举例说明指数增长模型在人口预测上 的应用价值。14.何谓种内与种间关系? 种间关系有哪些基本类型? 15.生物密度效应的基本规律有哪两个? 其主要特征是什么? 16.什么是高斯假说与竞争排斥原理? 17.什么是生态位?试举例说明。简述群落演题学说 18． 分析我国陆地生态系统类型的纬向地带性更替规律。19． 分析我国陆地生态系统类型的经度地带性更替规律。20.极端气候事件有那些研究方法 21.简述土地利用/覆盖变化研究的主要内容及其热点问题 22.遥感常用的数据有什么，主要用途如何。遥感和GIS适合于研究什么问题.23.研究农业污染有什么意义，农业立体污染的概念如何。24 简述土地利用/覆盖变化研究的主要内容及其热点问题 25 全球变化对我国农业可能产生什么影响 26极端气候事件主要指什么?极端气候事件与全球变化有什么关系？ 27 农业生态学的主要研究内容是什么? 28农业生态学的主要任务是什么？ 29害虫防治的生态学实质是什么？害虫生态调控的原理依据是什么? 30简述污染物在环境中的迁移过程？ 31 论述生态系统对污染的净化功能？ 32全球CO2循环的过程 33温室气体主要有哪些?

第五篇：环境生态学

生态环境影响评价

引言

良好的生态环境是人类生存的基础，也是人类可持续发展所依赖的基本条件。过去的一个世纪，人们在创造了高速发达的物质文明的同时，也创造了那么多沙漠、荒山、断流的河流和污染的城市，使那么多生物从我们的身边消失，甚至从地球上永久的灭绝了。一个世纪的环境变迁竟如此之大以致在临近世纪更替之际提出了人类能否在地球上持续生存和发展这样一个严肃的问题。迄今的探索研究表明，在浩瀚的宇宙中，能为人类提供生存条件的只有地球，也就是说，人类只拥有一个地球，因而保护地球环境是人类可持续生存和发展的惟一途径。

有鉴于此，在建设项目和其他一切开发地球资源，改变地球环境的活动中，进行生态环境的影响评价和保护地球生态环境，不仅是重要的，必要的，而且是每个地球公民应尽的义务和不可推卸的责任。

20世纪以来，世界人口翻两番，经济增长了几十倍，同时出现了全球性的环境污染、资源短缺、生态恶化等重大问题。这些问题影响到人类自身的长远生存与发展。有鉴于此，20世纪70年代开始形成了一个新的科学技术领域——环境影响评价，其目的是为了科学地评估人类活动对环境的影响，以便采取措施约束人们的行为，减少对环境的影响。

基本概念

（一）环境评价与环境影响评价

目前，环境评价一般分为环境质量评价和环境影响评价。

环境质量评价是按照一定的评价标准和运用一定的指标和评价方法对某一区域的环境质量进行评定和发展趋势预测，主要为环境规划和环境综合整治服务。

环境影响评价是在人类进行某项开发建设活动之前，对该项活动可能给环境带来的影响进行预测，评估，并提出减少不利影响或改善环境质量的对策、措施，其目的主要是为行业主管部门提供决策的科学依据，为工程设计单位提供环境保护要求和建议，为环保行政主管部门的环境管理提供依据，同时明确开发建设者的环境责任。环境影响评价的作用是贯彻“预防为主”的环保政策方针，保证经济建设的合理布局，促进清洁生产和有利于环境和生态的先进技术和工艺的推广，制定污染防治和生态环境保护对策措施以减少环境影响，促进科学决策和管理以改善环境，同时可以为地区经济发展战略、产业结构改善提供借鉴。

表——环境质量评价与环境影响评价的区别

（二）生态环境评价与生态环境影响评价

生态环境评价一般也可以分为生态环境质量评价和生态环境影响评价

生态环境质量评价主要考虑生态系统属性信息，是根据选定的指标体系，运用综合评价的方法评定某区域生态环境的恶劣，作为环境现状评价或环境影响评价的参考标准，或为环境规划和环境建设提供基本依据。例如：野生生物种群状况、自然保护区的保护价值、栖息地适应性与重要性评价等，都属于生态环境质量评价。生态环境质量评价还可以用于资源评价中。生态环境评价一般包括资源评价在内。

生态环境影响评价是对人类开发建设活动可能导致的生态环境影响进行分析与预测，并提供减少影响或改善生态环境的策略和措施。例如，分析某生态系统的生产力和环境服务功能，分析区域主要的生态环境问题，评价自然资源的利用情况和评价污染的生态后果，以及某种开发建设行为的生态后果，都属于生态环境影响评价的范畴。

环境影响评价是我国一项重要的环保制度。一般来说，环境影响评价包含生态环境影响评价在内，但现行的环境影响评价以污染影响评价为主，其生态环境影响评价的内容不全，深度不够，与实际需要进行的生态环境影响评价尚有较大差距，而且二者在诸多方面是不同的。

表——生态环境影响评价与传统环境影响评价的区别

生态环境影响评价基本原则

生态环境影响评价是一个全面调查和综合分析生态环境和开发建设活动特点以及二者相互作用的过程，并依据国家的政策和法规提出对受影响生态环境行使有效保护的途径和措施。在进行生态环境评价时，下列基本原则应予以遵循：

将资源和生态环境作一体考虑，注意保护人类生存和发展所依赖的自然资源，保障区域可持续发展所必须的资源基础；

讲求科学性，根据生态学和生态保护基本原理，阐明生态环境影响的特点、途径、性质、强度和可能的后果，寻求有效地保护、恢复、补偿、建设与改善生态环境的途径；

突出针对性，即针对具体的开发建设活动、具体受影响的生态环境特点，开展卓有成效的分析与评价；

坚持政策性，以国家的资源环境政策和生态环境保护战略为基本出发点，以法规为准绳，明确开发建设者的环境责任，实施对生态环境的有效管理；

坚持协调性，注意可行性，即协调经济、社会与环境的关系，协调布局与整体、短期与长期、企业与社会的利益关系，协调区域与项目、生态系统与生态因子内在关系等。协调的目的是提高评价的有有效性，提高环保措施的可行性。

生态环境影响评价基本技术

建设项目的生态环境影响评价应遵循建设项目环境影响评价的一般程序，并且是其中的重要组成部分。生态环境影响评价的范围、内容、标准、等级和评价方法等，须根据开发建设活动的影响性质、影响程度和生态环境条件作具体的分析和确定。

（一）评价指导思想

生态环境影响评价应在可持续发展战略思想知道下进行。为此应从可持续发展的视野识别影响；应体现整体意识，即从生态系统整体和自然—经济—社会复合生态系统整体考查问题，寻求对策；应具有超前意识，即不仅注意当期问题，当前需求，亦应考虑长远问题、长远需求；应以动态的发展的观念看待问题，分析问题。

建设项目生态环境影响评价应遵循生态环境影响评价基本原则，并特别强调其针对性原则。由于生态系统显著的地域性特点，相同的开发建设项目绝不会有完全相同的评价结果。因此，建设项目的生态环境影响评价应以实地调查为主要依据，评价结论应符合建设地的环境特点，生态环境保护措施应做到因地制宜，因害设防，重点建设，讲求实效。

（二）评价范围

生态环境影响评价范围应包括开发建设全部活动的直接影响的范围和间接影响的所及范围。生态因子之间相互影响和相互依存关系式确定评价范围的重要参考因素。所确定的生态环境影响评价范围应包括所有受影响的生态系统，并能够充分体现生态系统的完整性和阐明其特征。应能包含所有可能受影响的敏感保护目标，并能反应区域性生态环境问题如自然灾害的源头及危害范围。按照环评工作程序，评价范围可分为生态调查范围、现状评价范围、影响分析与评价范围等。按照受影响因子的性质，可有植被、动物及其生境、土壤、地面水、地下水等不同因子相应的调查与评价范围。此外，生态环境影响评价还受到技术可达性和所能获得资料的限定。行政区界也是重要的限定因子，须考虑。实际工作中，一般按照规范要求执行。

（三）评价标准

现行的环境影响评价以污染指控为宗旨，主要评价的对象是大气，水，土壤等人类的物化环境，可以用一组物化指标表征其环境质量。这就是评价标准，其评价标准有两类：环境质量标准和污染排放标准。在进行环境影响评价时，以是否达到标准要求作为项目可行与否的基本度量。这是一种纯质量型评价。进行生态环境影响评价，评价的标准体系不仅复杂，而且因地而异。

生态环境影响评价标准的基本要求

（1）能反应生态环境的优劣，特别是能够衡量生态环境功能的变化；

（2）能反应生态环境受影响的范围和程度，尽可能定量化；

（3）能用于规制开发商建设活动的行为方式，即具有可操作性。

生态环境影响评价的标准来源

国家已发布的环境质量标准；国家已发布的环境影响评价技术导则；行业标准指行业发布的环境评价规范、规定、设计要求等；重要生态环境功能区以及其规划的保护要求；地方政府颁布的标准和规划区目标；河流水系保护要求或规划功能；特别地域的保护要求等。

（四）生态环境影响识别与评价因子筛选

环境影响识别时设计环评工作和编制环评大纲中的重要步骤，这是将开发建设活动的作用和环境的反应结合起来坐综合分析的第一步，目的是明确主要影响因素、主要受影响的生态系统和生态因子、影响涉及的主要敏感环境目标，从而初步筛选出评价工作重点内容。

影响识别时一种定性的和宏观的生态影响分析、生态影响认识过程。依据生态保护原理、依据实地调查资料和粗略的相关分析可进行影响识别。

生态环境影响识别包括影响（作用）因素识别码，即识别作用主体；影响对象识别，即识别作用受体；以及影响效应识别，即识别影响作用的性质、程度等。

（五）评价等级

参照世行要求，生态环境影响评价的等级可分为三级：一级为需深入全面的调查与评价，生态环境问题复杂，保护要求严格，须进行技术经济分析和编制生态环境保护方案或行动计划；二级为一般评价与重点因子评价相结合，生态环境保护要求较严格，须针对重点问题编制生态环境保护计划和进行相应的技术经济分析，三级为重点因子评价或一般性分析，生态环境问题清楚，影响明显，保护要求一般，须按规定完成绿化指标和其他保护与恢复措施。

（六）生态环境调查

生态环境调查时进行生态环境影响评价的基础性工作。生态系统的地域性特征决定了细致周详的生态环境现场调查时必不可少的工作步骤。生态环境调查也应尽可能了解历史变迁过程。

一般陆地生态系统调查的主要内容包括生态系统调查（类型、组成、重要生境等）、自然资源调查、区域生态环境问题调查和敏感保护目标调查等几个方面。

在生态环境影响评价中，水土资源和动植物资源的调查也十分重要，因为它涉及到社会经济稳定和可持续发展的问题，资源调查也应本着质合量相结合的原则进行。

（七）生态分析与评价重点的确定

由于生态系统的复杂性以及迄今人类对她的认识还很肤浅，认真进行生态分析，以及全面深入地认识系统的特点就成为环评中一项贯彻始终的工作。生态分析室在生态调查已获得相当信息的基础上，运用生态学原理进行的由此及彼、由表及里、由局部到整体的综合研究过程。分析的目的是深入认识生态系统的内在本质和外在表征，明确区域主要生态环境问题，认识评价区域不同生态系统之间和各生态因子间的相互关系，分析区域资源优势，以及生态环境与社会经济的相互联系等等，从而为进一步的评价工作奠定基础。

（（八）生态环境现状评价

生态环境现状评价是将生态环境调查和生态分析得到的重要信息进行量化，定量或比较精细地描述生态环境的质量状况和存在的问题。生态环境现状评价内容与深度依据实际问题和管理要求决定。

生态环境现状评价内容包括生态系统质量、状态和功能的评价、区域生态环境问题评价，自然资源赋予和利用状况评价，敏感保护目标状况评价等。其中，生态系统质量、状况和功能的评价是现状评价的重点。

由于生态系统结构的层次性特点，决定着生态系统的评价也具有层次性，一般可按照两个层次进行评价：一是生态系统层次上的整体质量评价；二是生态因子层次上的因子状况评价。两个层次上的评价都是由若干指标来表征的，在开发建设项目的生态环评中，一般对可控制因子要做较详细的评价，以便采取保护或恢复性措施；对人力难以控制的因子，如气候因子，一般只作为生态系统存在的条件和影响因素看待，只作生态分析和生态影响分析，不作为评价的对象。

（九）生态环境影响预测

影响预测是环境影响评价的核心，同时又是最薄弱的部分。生态环境影响预测常常可能是用模糊地语言而不是由精确地数值表达的，用于预测的方法也常常是特例而非普遍适用的规律，许多方法都是参杂着人的主观认识在内，而且所谓生态环境影响可能常常是风险性质的，并不一定会确切的发生。因此，在理想状态下，生态环境影响预测可以认为是一种有根据的假说，而且是可以通过管理和此后的实验验证的假说。

（十）生态环境影响评估

环境影响评价要求对环境承载力（或环境容量）进行系统分析，以确定其可否为环境所接受。生态环境影响评价（亦可称为生态环境影响评估）是对生态环境影响预测的结果进行评估（亦称评价），以确定所发生的生态环境影响可否为生态或社会所接受。生态环境影响评价是人类对生态影响的主观认识与判断。建设项目的生态环境影响评估的主要目的是：

（1）评估影响（性质、程度）的显著性，以决定行止；

（2）评估生态环境保护目标的重要性，以决定保护的优先性；

（3）评估价值的得失，以决定得失与取舍。

在进行生态环境影响评估是，主要从生态学、经济、社会、文化、法律等方面着眼，一般依据的评估基准是：

（1）科学意义基准，主要是生态学意义的基准；

（2）社会经济可持续发展战略与政策基准；

（3）社会文化价值与经济资源价值基准；

（4）法律基准，包括环境、资源保护法规；

（5）其他基准与技术规范。

（十一）生态环境保护措施

编制生态环境保护措施是生态环境影响评价工作的“重头戏”，也是环境影响报告书中最精彩的部分，编制生态环保措施须满足一些基本要求：

（1）体现法规的严肃性

（2）要有明确的目的性

（3）具有一定超前性

（4）提高针对性和注重实效

（5）体现“预防为主”的基本原则

（6）遵循生态环境保护的基本原理

（7）实施功能补偿

（8）强化保护重点

（十二）生态环境监测

生态环境监测的目的主要有三点：认识生态背景，验证假说和味采取补救措施或应急措施提供科学依据。

生态环境监测技术要点

（1）明确监测工作范围

（2）考虑监测方案的可行性

（3）注意“指示器”生物的选择

（4）与其他监测活动向匹配

生态环境监测指标

（1）遗传多样性监测指标

（2）物种监测指标

（3）生态系统（或生境）监测指标

参考文献

《生态环境影响评价概论》

《公路建设项目环境后评价》

《环境分析与评价》

《环境与可持续发展》

《环境保护导论》

《环境保护ABC》

《环境与人类》

《日益重要的环境科学》

《环境生态保护学》