城市生态系统

人工生态系统

城市生态系统是一个综合系统，由自然环境、社会经济和文化科学技术共同组成。它包括作为城市发展基础的房屋建筑和其他设施，以及作为城市主体的居民及其活动。城市在更大程度上属于人工系统。城市是一个开放系统。它需要从外界获得空气、水、食品以及燃料和其他物质。

简介

城市生态系统是城市居民与其环境相互作用而形成的统一整体，也是人类对自然环境的适应、加工、改造而建设起来的特殊的人工生态系统。

系统性

在城市生态系统中，人起着重要的支配作用，这一点与自然生态系统明显不同。在自然生态系统中，能量的最终来源是太阳能，在物质方面则可以通过生物地球化学循环而达到自给自足。城市生态系统就不同了，它所需求的大部分能量和物质，都需要从其他生态系统(如农田生态系统、森林生态系统、草原生态系统、湖泊生态系统、海洋生态系统)人为地输入。

同时，城市中人类在生产活动和日常生活中所产生的大量废物，由于不能完全在本系统内分解和再利用，必须输送到其他生态系统中去。由此可见，城市生态系统对其他生态系统具有很大的依赖性，因而也是非常脆弱的生态系统。由于城市生态系统需要从其他生态系统中输入大量的物质和能量，同时又将大量废物排放到其他生态系统中去，它就必然会对其他生态系统造成强大的冲击和干扰。

如果人们在城市的建设和发展过程中，不能按照生态学规律办事，就很可能会破坏其他生态系统的生态平衡，并且最终会影响到城市自身的生存和发展。

介绍

按人类的意愿创建的一种典型的人工生态系统。其主要的特征是：以人为核心，对外部的强烈依赖性和密集的人流、物流、能流、信息流、资金流等。科学的城市生态规划与设计能使城市生态系统保持良性循环，呈现城市建设、经济建设和环境建设协调发展的格局。

结构

城市生态系统是由自然系统、经济系统和社会系统所组成的。城市中的自然系统包括城市居民赖以生存的基本物质环境，如阳光、空气、淡水、土地、动物、植物、微生物等；经济系统包括生产、分配、流通和消费的各个环节；社会系统涉及城市居民社会、经济及文化活动的各个方面，主要表现为人与人之间、个人与集体之间以及集体与集体之间的各种关系。

组成要素

城市生态系统不仅有生物组成要素(植物、动物和细菌、真菌、病毒)和非生物组成要素(光、热、水、大气等),还包括人类和社会经济要素,这些要素通过能量流动、生物地球化学循环以及物资供应与废物处理系统,形成一个具有内在联系的统一整体。

内涵

生态系统服务功能的内涵可包括有机质的合成与生产、生物多样性的产生与维持、调节气候、营养物质贮存与循环、土壤肥力的更新与维持、环境净化与有害有毒物质的降解、植物花粉的传播与种子的扩散、有害生物的控制、减轻自然灾害等许多方面。而在城市生命支持系统中，以下6种生态系统服务功能至关重要：净化空气（大气调节）、调节城市小气候、减低噪声污染、降雨与径流的调节、废水处理（废物处理）和文化娱乐价值。

功能

物质流

城市物质流高度密集、周转迅速，是物资生产、流通、消费的中心。包括自然物质流、农产品流、工业产品流三种，这些流流的输入、转移、变化和输出以保持城市的活力。进入城市内的物质主要有建筑材料、生产资料和生活用品三类。在城市生态系统中变动最快、对城市生态系统的功能影响最大的是水、氧气、食物、燃料、建筑材料和纸。

（1）水。城市的生命线，也是城市流量最大，速度最快的物质。功能多样：食物、原料、传递物质和能量的载体。

（2）氧气。氧气的消耗一部分与生物活动有关；另一部分在使用各种化学燃料为主的有机物质是被消耗。

（3）建筑材料。包括砂、石、砖、瓦、石灰、水泥、沥青、钢筋、木材等是城市中流动量最大的一类物质。

（4）纸。是城市中周转最快的、周转量最大的一类物质。

人口流

高密度的城市人口和高强度的人口流动城市的一个重要特点。

货币流

一种特殊的信息流，它凝聚了各生产部门间、生产和消费部门之间的物质和能量流动的大量信息，反映了产品的价值和需求程度。货币是城市生产和生活中最活跃的一个因子。总之，城市生态系统是一个远离平衡态的非平衡系统。为了维持系统结构的有序性，就必须从外界不断地输入负熵或排出熵，以维持城市生态系统的稳态。因此城市生态系统的稳定是靠物质流和能量流的输入和输出而得以实现的，而城市生态系统对其他生态系统的根本影响在于对资源的利用和消耗以及“污染输出”。

能量流

城市的能量流包括自然能以及辅助能。进入城市的燃料包括碳和碳氢化合物，还包括少量的氮、硫、氧以及其它微量成分的化合物。

各种燃料除了释放二氧化碳，还产生二氧化氮、二氧化硫等空气污染物；不完全燃烧产生的氮氧化合物可能造成光化学烟雾；燃料中添加成分造成重金属污染；城市热污染源；固体燃料燃烧生产废渣。

信息流

城市是依靠人类的活动，通过获取、加工、储存和传递信息建立起城市各部门之间的以及城市和外部系统之间的联系，从而使城市复杂的生产和生活活的有条不紊，城市是人类社会中信息最密集的场所。信息的特点：非消耗性、非守恒性、累积效果性、时效性、信用价值性城市的信息流通过文字、语言、音像、思维及感觉传播，包括经营信息、生活信息、科技信息和社会信息等。

生态特点

城市生态系统是在人口大规模集居的城市，以人口、建筑物和构筑物为主体的环境中形成的生态系统。包括社会经济和自然生态系统。其特点是：

①以人为主体，人在其中不仅是唯一的消费者，而且是整个系统的营造者；

②几乎全是人工生态系统，其能量和物质运转均在人的控制下进行，居民所处的生物和非生物环境都已经过人工改造，是人类自我驯化的系统；

③城市中人口、能量和物质容量大，密度高，流量大，运转快，与社会经济发展的活跃因素有关；

④是不完全的开放性的生态系统，系统内无法完成物质循环和能量转换。许多输入物质经加工、利用后又从本系统中输出（包括产品、废弃物、资金、技术、信息等）。故物质和能量在城市生态系统中的运动是线状而不是环状。因城市是一定区域范围的中心地，城市依赖区域存在和发展，故城市生态系统的依赖性很强，独立性很弱。

其研究内容包括：人口构成、经济结构和城市功能结构的合理性；人口流、物质流、能量流、信息流等是否能保证城市的功能作用；城市人口及其活动的基本物质（如土地、淡水、食物、能源、基础设施等）的保证程度，环境质量评价及其改善措施；确定城市生态合理容量和制订和谐、稳定、高效的城市生态系统结构可行方案及其管理技术措施等。

理念解析

人类从蒙昧、野蛮走向文明，从渔猎文明发展到农业文明，又从农业文明发展到工业文明，正面临着社会发展模式、经济型制的大变革，即工业文明向—种新的文明的转变，这种新文明我们称之为生态文明。

每—次文明更替都是—次社会革命，促进了社会大发展、大进步，同时引起人类住区(域乡)结构和本质的深刻改变。人类社会从工业文明向生态文明转变昭示着人类住区将进入—个崭新的发展阶段，而导向新的人类聚居模式 — 生态城市。面向未来的生态城市研究因此成为城市科学和城市规划研究的世界前沿与热点课题之—。

生态哲学是从广泛关联的角度研究人与自然相互作用的，作为—种新的世界观，它的主要特点是从人统治自然的哲学发展到人——自然和谐发展的哲学。生态世界观把世界看成是相互联系的动态网络结构，超越了机械论的世界观而引向整体性、系统性、动态性的宇宙观，形成对人和自然相互作用的生态学原则的正确认识：“我们是自然界的—部分，而不是在自然之上，我们赖以进行交流的—切群众性机构以及生命本身，取决于我们和生物圈之间的明智的、毕恭毕敬的相互作用。

忽视这个原则的任何政府或经济制度，最终都会导致人类的灭亡。生态世界观决定了生态城市是在人 —自然系统整体协调、和谐的基础上实现自身的发展，人、自然的局部价值都不能大于人 — 自然统—体的整体价值。

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