城市生态与城市环境-城市生态学及其基本原理.doc

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1、 城市生态学及其基本原理第一节 城市生态学的概念一城市与城市生态学的定义绝大多数的城市（city）都是从农村、集镇发展而来的。因此，一般词典都把城市定义为人口集中、工商业发达、居民以非农业人口为主的地区，通常是周围地区的政治、经济和文化中心。但是为了更明确区分城市与农村，可科学地把城市定义为：城市是经过人类创造性劳动加工而拥有更高“价值”的人类物质、精神环境和财富，是更符合人类自身需要的社会活动的载体场所和人类进步的合理的生活方式之一，是一类以人类占绝对优势的新型生态系统（ecosystem）。城市生态学（urban ecology）是以生态学（eco1ogy）的概念、理论和方法研究城市的结构

2、、功能和动态调控的一门学科，既是一门重要的生态学分支学科，又是城市科学（urban science）的一个重要分支学科。城市生态学以整体的观点，把城市看成一个生态系统，除了研究它的形态结构以外，更多地把注意力放在全面阐明它的组分之间的关系及其组分之间的能量流动、物质代谢、信息流通和人的活动所形成的格局和过程。城市生态学采用系统思维方式，并试图用整体、综合有机体等观点去研究和解决城市生态环境问题。由于城市人口与城市环境（其他生物因素和非生物因素）相互作用形成复杂的网络系统，因而使城市体系的中心问题仍然是生物（人）与环境的问题，因此，从生态学角度又可把城市系统称为城市生态系统。早在1925年麦肯齐

3、（R.D.Mckenzie）就把城市生态学定义为“城市生态学是人们的空间关系和时间关系如何受城市环境影响这一问题的研究”，这一定义比较侧重于社会生态学的内容。自那时起，随着城市生态学研究的发展，对城市生态学概念的理解也日益深化。如今，一般把城市生态学定义为：城市生态学是研究城市人类活动与城市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，提高资源利用率，改善城市系统关系，增加城市活力。城市生态学的研究对象是城市生态系统。它利用生态学

4、和城市科学的原理方法、观点去研究城市的结构、功能、演变动力和空间组合规律，研究城市生态系统的自我调节与人工控制对策。其研究目的是通过对系统结构、功能、动力的研究，最终对城市生态系统的发展、调控、管理及人类的其他活动提供建设性的决策依据，使城市生态系统沿着有利于人类利益的方向发展。二、城市生态学的研究内容和分支学科城市生态学是生态学的一个分支，这就决定了城市生态学的研究对象是城市生态系统，重点研究城市居民与城市环境之间的关系。城市生态学的基本内容可归纳为城市生态系统的组成形态与功能、城市人口、生态环境、城市灾害及防范、城市景观生态、城市与区域持续发展和城市生态学原理的社会应用等七个方面。城市生态

5、系统的组成形态与功能是研究城市生态系统的组成与组成之间的相互关系及其功能的内在变化规律；城市人口主要论述研究城市的人口动态、分布与类别等内容的变化规律；城市生态环境主要论述城市居民与自然环境系统和社会环境系统之间的相互作用规律、研究城市的形成、发展和演变与环境之间的规律；城市灾害及防范主要论述城市灾害类型、发生的规律和防范措施等内容；城市景观生态主要论述城市景观的类型、演变及其规划等内容；城市与区域持续发展主要论述城市的持续发展及城市与其所在区域持续发展的内容；城市生态学原理的社会应用主要研究如何把城市生态学原理应用于城市规划、建设和处理城市生态环境问题等。其中城市生态系统的组成形态与功能和城

6、市生态环境是城市生态学的重点内容，即城市生态学的研究重点是城市代谢过程以及人流、物流、能流的转化、利用率等内容。但应指出，城市生态学的基本内容的划分，或多或少是人为的，但对城市生态学的教育、科研和社会实践是必要的。 根据研究的对象和内容的不同，城市生态学可分为城市自然生态学（urban natural ecology）、城市景观生态学（urban landscape ecology）、城市经济生态学（urban economic ecology）和城市社会生态学（urban socio-ecology）等四个分支学科。城市自然生态学着重研究城市的人类活动对所在地域自然生态系统的积极和消极影响，

7、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。城市景观生态学着重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。城市经济生态学着重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。城市社会生态学的研究重点是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。城市社会生态学的研究起源于20世纪20年代美国芝加哥学派及德国学者的城市演替研究。前者着重于城市系统的功能，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

8、构功能学说。三城市生态学研究的社会意义城市是人类文明的标志，是一个时代的经济、政治、社会、科学、文化、生态环境发展和变化的焦点和结晶体。在城市中存在着各种各样的社会矛盾和人类社会发展与自然界的矛盾。城市及其区域的经济发展和城市及其区域的生态环境变化的对立和统一，是促进城市发展的基本矛盾之一。城市化迅速发展的实践证明，随着城市人口的迅速增加、城市工业化水平的不断提高、城市数量的不断增加等，城市经济发展和城市生态环境之间的矛盾日益复杂尖锐，从而使解决城市经济发展和城市生态环境保护的问题提到了世界各国的议事日程。这是因为城市的优势在于工业、人口、市场、文化和科学技术的集中，这有利于生产的专业化、协作

9、化和新型高度精尖技术密集工业的发展，有利人流、物质流的畅通。因此，正确合理地发挥城市的经济中心的作用，对提高经济效益、发展国民经济有着重要的意义。但是城市的缺点也恰恰在于人口和工业的过量集中和密度过大，在城市化地区，进行着大量的资源利用、物质变换、能量流动、产品消费等活动，从而使自然资源大量耗用和各种生产、生活废料大量产出，引起了一系列城市问题。如人口密集、住房困难、土地资源紧张、工业资源短缺、水源短缺、交通拥挤、环境污染、疾病流行、犯罪增多、就业困难等等。这些问题的解决，必须依赖从全面的观点出发，采取综合性措施。城市生态学具有试图为这种合理的有效的综合措施提供理论基础，为解决城市生态环境与经

10、济发展的矛盾，实现城市生态环境与经济的协调发展、促进人类社会健康发展提供方法的重要社会意义。第二节 城市生态学的发展简史科学来自人类的社会生产实践，是人类认识事物客观规律性的总结，城市生态学的形成与发展也是与人类社会生产实践和对客观事物的认识密切相关的。一城市生态学的形成与发展尽管城市生态学在生态学领域的各个分支中比较年轻，但城市生态学的思想自城市问题一出现就有了。在20世纪前的城市改建中，无处不洋溢着城市生态学思想，但是由于当时尚未形成较大的影响，故将20世纪以前的发展时期称为萌芽阶段。例如古代中国的土地合理布局和农业与非农业劳动力合理比例的思想，巴黎的改建与田园城市规划理论等。特别是欧洲工

11、业革命的兴起，使工业在城市地区内集中起来，城市也愈来愈大，城市中出现了大片的工厂和其他功能区，完全改变了封建时代城市功能单一的状况。由于资本主义生产的盲目性和财产的私人占有，近代城市中许多矛盾也随之出现，并不断加剧。如布局混乱、工业污染、房荒严重、交通堵塞，这种情况严重阻碍了城市的正常发展，逐渐地引起了各国统治者的注意，试图找出一些办法，着手对这些充满矛盾的城市进行改造。 （一）中国古代的城市生态学思想简述首先，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。公元前390年后商鞅第一个提出了具有城市生态学思想的认识。主要观点有：在一个地区的土地组成上，城镇道路要占10，才较为合

12、理；主张增加农业人口，提出农业人口与非农业人口的比例为1001，最多不小于101，并采取一系列政策鼓励从事农业，其中还规定了不准开设旅店和不准擅自迁居。随后荀子（公元前238年）则提出减少工商业人口，国家才能强盛的主张。公元170年，崔姓学者第一个提出人口的合理布局思想，到1885年，包世臣提出了农业与非农业劳动力比例关系应为51，限制非农业人口的发展。这些思想在一定程度上影响了我国城市的发展。 （二）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。工业革命后，大工业在巴黎郊区发展起来，城市中出现了混乱，许多

13、自发形成的工人住宅区，道路弯曲、房屋拥挤。从1852年开始进行了巴黎的改建，除了要解决城市中的混乱外还在于把工人住宅区移出中心地带和美化首都，主要的改建是对城市干道作了重新的规划，在市中心形成一个大的十字交叉，东向是繁华的商业街，西向是著名的罗浮官、香榭里舍大街和凡尔赛宫，南北向为林荫大道。为了解决交通的问题，修建内环线和外环线，再沿塞纳河修一条弧形道以补充两环。城市中修建了许多笔直的大道，在街道的交会点建广场，如著名的民族广场和明星广场等就是在街道交会点修建起来的广场。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。在改建中，在重点地段加强了街道

14、绿化，建了许多街心花园。并在主要道路两侧，规定了建筑高度，彻底改变了欧洲封建城堡原来闭塞、狭隘的面貌，造就了开阔、宏伟的城市景观。体现出原初的城市生态学思想。这对欧洲及世界各国的大城市建设有很大的影响，成为许多城市仿效的楷模。但是改建并没有很好地解决工业化所提出的问题，仅着重在形式外表上下功夫，付出了很高的代价，这也反映了当时理论的局限性和反映了资本主义上升时期炫耀财富的心理。 （三）田园城市规划理论近代城市的发展产生了许多的矛盾，城市改建的社会实践，引起了许多人对城市规划理论的研究与探讨，其中最有影响的是1898年英国人霍华德（E.Howard）提出的田园城市理论。他经过广泛和深入的社会调查

15、，认识到了资本主义城市的种种现象，他认为城市灾难的根本问题是：城市无限制地发展、土地私有和土地投机买卖等。他提出城市的土地不但要统一管理，而且城市要与乡村相结合，并提出了一整套的田园城市设想方案（图31）。他设想，每个城市规模不宜过大，约3.2万人包括周围2000公顷土地的农田和绿地森林，城市中心是花园，工业区设在城市的边缘，有便利的交通，整个城市像一座大花园，居民生活在安排合理、优美舒适的环境之中。而建设这样的城市必须统一开发、经营和管理才能达到。在他的倡导下，英国曾有过试验，如伦敦附近的列契华斯城。但是由于田园城市理论与社会现实距离较大，该理论在实践中并未取得成功，然而这种城市生态思想却对

16、城市规划理论的研究和发展起了很大作用，后来的卫星城镇就是这种思想发展的产物。图31 霍华德的田园城市图（引自阮仪三，1992）二现代城市生态学的产生与发展（）芝加哥学派与芝加哥城 20世纪以来，资本主义国家生产迅猛发展，使城市问题更加严重。由于资本的垄断，造成了大城市的畸形发展，中心城市衰落，城市问题尖锐。如巴黎从19世纪的270万人，猛增至850万人；日本东京从100万人剧增至1000多万人。这些大城市的工业、金融及科技教育占全国很大的比重。资产阶级为了追求高额利润，不注意环境，造成了建筑密集，高楼林立，交通混乱，环境进一步恶化。自霍华德的田园城市理论后，城市建设和改建的合理化需要更加强烈。

17、一批科学工作者将生态学思想运用于城市问题的研究中，例如，英国生物学家格迪斯（P.Geddes）在城市开发和进化中的城市（1915年）中就试图将生态学原理运用于城市的环境、卫生、规划、市政等综合研究中。1916年，美国芝加哥学派创始人帕克（R.E.Park）发表城市：关于城市环境中人类行为研究的几点意见的著名论文，对城市的调查与研究工作提出了纲领性的结论意见，特别是他将生物群落学的原理和观点用于研究城市社会并取得了可喜的成果，奠定了城市生态学的理论基础，并在后来的社会实践中得到发展。无疑如今美如画，类似花园的芝加哥城的建设深受其影响（图32）。图32 芝加哥城市概貌20世纪初，美国芝加哥大学一批

18、社会科学家开展了人与环境关系的研究，试图用生态学中的生物学概念研究人类，建立类似的生物学理论，一般称之为人类生态学（human ecololgy）。并且研究的较多内容集中于城市问题和城市生态环境与人的关系方面。其代表人物帕克强调人类生态学主要关心的是有形的（生物的）群体，而社会的或文化属性则属于社会心理学范畴，即按照人类活动的不同水平可分为有形的和精神的两种范畴。研究有形的群体时可忽略社会因素，在有形的范畴里，群体与个体的行为受竞争作用的支配。芝加哥学派的主要理论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。这种竞争作用下导致经济上的分离，按土地

19、价值支付能力分化出不同阶层。例如，美国许多城市的内城地区通常为少数民族居住区。帕克的追随者还应用植物优势概念解释了有形群体的发展形式，土地价值决定市民各种活动水平和形式的优势。此外还将类似植物的侵入的演替概念应用于有形群体，特别是研究特殊的种族及商业活动逐渐进入居住区附近的情况。这些概念促使1925年伯吉斯（R.W.Burgess）提出了城市的同心圆增长理论，认为城市的自然发展将形成56个同心圆形式，它是竟争优势及侵入演替的自然生态的结果（图33）。图33 芝加哥学派的城市模型图（引自沈清基，1998）在图33a中，1区为社会、商业和市民生活的中心（CBD），土地价值最高。2区为过渡区，围绕闹

20、市区，在许多城市中这一区中居住条件恶化，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，为高收人者住宅区，到市中心的距离估计最大不超过1小时的汽车路程。著名的土地经济学家赫特（H.Hoyt）于1933年根据美国许多城市的实际情况提出了扇形理论（图33b）。他认为城市从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

21、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式较相一致。以后哈里斯（Harris）和厄曼（Uiman）考虑了汽车的重要影响而提出了多核理论（图33c）。他们指出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。 （二）卫星城与发展新城市卫星城的出现是受霍华德田园城市理论的启发，在恶性膨胀的大城市周围，建立一些小城镇，并通过这些小城镇的合理建设规模、布局等，

22、使之创造良好的生活环境以疏散大城市的人口，缓解大城市的矛盾。它的发展经历了三个阶段：最初只是附属于大城市的近郊居住城，仅供居住。工作及公共建筑集中在母城，所以也被称为卧城。在第二次世界大战前，英国人和法国人分别在伦敦和巴黎周围建了一些。以后又出现了半独立的卫星城。如在瑞典的斯德哥尔摩城周围建立了一批，著名的有威林比等，它有一批工业和服务设施，部分可以就地工作。进人60年代，产生了完全独立的卫星城，它距母城较远，有自己的工业，有全套的服务设施，可以不依赖母城而独立存在，再加以行政与财政的鼓励措施，吸引了许多人，达到了真正疏散大城市人口的目的。 （三）新建的大城市第二次世界大战后，一些国家政府由于

23、财富集中，有能力建设新城，在建设时吸取了新的理论与技术，并在建设者中发展了城市生态学理论。较为著名的有印度的昌迪加、巴西的巴西利亚，以及中国南方20世纪80年代兴建的深圳等。巴西利亚是巴西的新首都，于1956年在全世界征求方案，丹麦考斯塔中奖，1956年按他的方案实施，规划人口50万，城市中一条长8公里的纵轴和3公里的横轴构成了像弓箭形的布局。弓的中部，东西交叉处为全市商业文化中心。其端部为火车站、体育场和旅馆中心。箭头部分为三角形的三权力广场，即立法、司法和行政大厦。弓背为划成方格的居住区，按邻区单位组织街坊，有宽阔的人工湖，布置大面积的城市植被。整个城市交通组织合理，主要道路交叉口全为立体

24、化等。 （四）城市生态学的蓬勃发展阶段城市生态学的大规模发展是在20世纪的60年代末和70年代初，联合国教科文组织的“人与生物圈”（MBA）计划提出了从生态学角度研究城市居住区的项目，指出城市是一个以人类为活动中心的人类生态系统，开始将城市作为一个生态系统来研究。其主要目的是促进人们理顺人类及其城市生态环境之间的复杂关系，如城市工业发展与城市生态环境之间的关系、城市居住区及其农副产品供应之间的相互关系、城市人口规模与城市用地规模之间的关系等，以便为合理地规划人类居住区和促进城市健康发展打下基础。此后，城市生态学研究进入了一个大规模发展阶段。例如，1975年巴黎“人类居住地综合生态研究”工作会议

25、和1977年波兰的第11课题（“城市系统的生态学研究”）协调会议上，正式确认“用综合生态方法研究城市系统及其他人类居住地”。1975年正式列入联合国教科文组织的“人与生物圈”国际计划的“关于人类聚居地的生态综合研究”专题是该计划的重点研究内容，并出版了城市生态学杂志（Urban Ecology）。1980年在柏林召开的第二届欧洲生态学会议，一些论文涉及在城市生态学领域中广泛存在的新问题：城市系统的特征、人类活动对城市生境和生物群落的影响及生态学在城市规划和土地管理中的应用。在此之后，城市生态学成为热点学科之一，研究成果、文献浩瀚，研究实例相当丰富。例如，德国法兰克福将城市与郊区视为一个生态系统

26、，用生物指标显示大气污染的情况，建立了该市的敏感度系统模型，应用这个模型可以从城市某些组成部分的变化中，预测城市的发展方向，并通过调控使城市向最优化方向发展；意大利历史名城罗马，开展了17个亚课题的研究，包括从历史面貌到航空测量，从对城市的定性认识到建立数学模型的定量认识，涉及到的内容有：交通、能源、城市扩展、污染、动植物区系和土壤等环境条件多个方面。其特点是科学家、城市规划师、城市管理人员以及普通居民之间密切配合，罗马市政当局对这项工作也很感兴趣，负责建立了城市问题研究中心，协调各方面的工作；澳大利亚国立大学在香港大学和中文大学的协助下，于1972年开始对中国香港城市生态进行研究。他们从城市

27、的能量流动、营养物和水循环、人口动态、人们的生活状况、健康状况以及这些因素之间的相互关系等多方面进行了研究，其研究成果于1981年出版；日本的城市生态研究可分为四个阶段，第一阶段为19711974年，研究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；第二个阶段为19751977年，以动植物为中心的多学科综合研究；第三阶段为19781980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，第四阶段为1980年后的研究，这一期间，他们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。1996

28、年由世界资源研究所、联合国环境规划署、联合国开发计划署和世界银行联合编写了世界资源报告（19961997），高度地概括了这一阶段城市环境、资源及居民健康等研究成果，同时指明了今后城市环境、资源等问题的工作方向。目前城市生态学研究内容涉及到社会、经济、文化、自然环境等各个方面，在实践过程中将城市生态学理论的探讨推向了一个新的高度。概括起来，对城市生态系统的研究主要有以下四个方面： （1）以城市人口为研究中心，侧重于城市社会系统，并以社会生活质量为标志，以人口为基本变量，探讨城市人口生物学特征、行为特征和社会特征在城市化过程中的地位和作用。 （2）以城市能流、物流和信息流为主线，侧重于城市生态经济

29、系统以及以城市为中心的区域生态经济系统的功能方面的研究。 （3）以城市动物与植物及非生物环境的演变过程为主线，侧重于城市的自然生态系统研究和城市动植物与城市居民、城市生态环境的相互关系研究。 （4）将城市视为社会一经济一自然复合生态系统，以复合生态系统的概念、理论为主流，研究城市生态系统中物质、能量的利用，社会和自然的协调，以及系统动态的自身调节等。 中国的城市生态学起步较晚，1984年12月中国生态学会在上海举行了“首届全国城市生态科学研究会”，到会的有来自全国17个省市的55名代表，会议共收到论文41篇。会议探讨了城市生态学的目的、任务、研究对象和方法，以及在实际工作中的作用。会上成立了“

30、中国生态学会城市生态学专业委员会”，选举了以周纪纶教授为首的11名专业委员。这是我国出现的以城市地区生态学研究为主要目的的第一个组织，它标志着中国城市生态研究工作的开始。1985年城市生态学专业委员会分别在北京、天津、上海等地组织了多次小规模的地区性学术讨论会、报告会和工作座谈会。1986年6月，在天津举行了第二届全国城市生态学讨论会，有21个省市的84名代表到会。提交大会论文52篇，讨论会的中心论题是“如何加强城市生态理论研究及在城市规划、建设和管理中的实际应用”。1987年8月在安徽省屯溪市又召开了“长江流域城镇发展的生态对策研讨会”，来自长江流域各省市及北京、天津等地的60位研究者参加了

31、研讨会。会议收到论文41篇。会议强调指出：开展区域生态综合研究，促进长江沿江城镇协调发展的必然性及全流域生态整治的紧迫性，并探讨了沿江城镇发展的共同生态对策。此外还对上、中、下游不同类型的城镇进行了典型案例分析。1987年10月，在北京召开了城市与城市生态研究及其在规划和发展中的应用国际学术讨论会，15个国家的90多名代表出席了会议。会议后，部分外国著名城市生态学专家，被邀请在北京一些科研单位和高校作了专题学术报告，介绍国外城市生态学研究的进展和研究经验。1988年春，由天津市环保局和中国生态学会联合主编的城市生态与城市环境期刊在天津出版发行，有力地推动了我国城市生态学的发展。1989年马传栋

32、编写了城市生态经济学，1992年于志熙编写了城市生态学，1993年杨士弘出版了他本人多年在广州的研究成果城市生态研究，1993年董雅文编写了城市景观生态和1998年沈清基出版的城市生态与城市环境等。这些论著的出版，不仅总结了中国城市生态学的前期研究成果，而且推动了中国城市生态学的科学研究、教学及城市规划建设的社会实践等。自20世纪90年代初期至今，中国学者就城市生态学的各个专题研究的不足方面，开展了较系统的研究，取得了丰硕的成果，不论在研究范围还是深度方面都有了长足的进展，与国际先进水平的差距在逐渐缩小。特别是，中国一些大中城市，如北京、天津、上海、常州、苏州、广州和新疆的石河子等城市都进行了

33、城市生态研究工作，取得的成绩较为显著。例如，天津市开展了“天津市城市生态系统与污染综合防治的研究”，这一研究系统地揭示了该市生态系统的现状及其规律，揭示了系统中经济发展、资源利用、工业与生活污染三个方面的相互关系，为天津市的城市经济与生态环境发展规划提供了科学的决策依据，同时发展了一系列的环境管理技术和多项整治技术，也在生态学理论和环境科学理论与方法的研究方面取得了长足的进展。北京市开展的“北京市城市生态系统的研究”可详细分为8个子课题：北京城市生态系统总体模拟分析及预测研究；北京城市水资源系统的基本特征及其与城市发展影响的预测分析；北京城市生态系统能源结构研究；北京工业结构、布局与环境质量关

34、系的分析；北京城市生态系统空间结构及其特征分析研究；北京城市郊区环境污染空间分布特征分析；北京城市绿色空间分布特征及其在城市生态系统中的作用；城市环境污染因素对居民健康的影响。这一研究的结论认为：由于北京的人口、经济发展、资源需求、土地利用都在增长，因此，北京市的生态系统属于增长型、发展型；从生态系统的角度看，北京市内部的生态结构与外部的输入功能都比较脆弱；北京市经济发展与城市生态环境保护目标的矛盾相当突出。因此，这一研究工作的显著的成绩是，在大量的调查研究工作基础上，建立了描述北京市人口、经济、社会、资源与生态环境相互关系的动态模型北京城市生态系统仿真模型。这个模型包括了163个变量，为认识

35、北京城市生态系统未来发展的趋势、制定北京市发展的政策提供了科学依据。又例如，上海市的城市生态研究亦较有特色，主要从下面几个方面开展城市生态研究：上海典型街区和卫星工业城镇的生态研究，具体的研究内容有，能量利用和能量流动格局研究、水和其他物质利用和循环利用的研究、居民生活环境的研究和典型区域或城镇的生态研究；上海郊区乡镇的生态研究，具体的内容有近郊乡镇的生态区划和发展规划的研究、农工商复合的农村系统优化模式的开发研究、城乡生态系统评价指标体系、预测技术和数学模型的研究；上海农牧渔副业复合生态经济系统的环境工程研究等。但这并不意味着这门学科的成熟和完善，许许多多的问题有待研究。同时由于研究人员的专

36、业背景、研究的侧重点的不同，因而对城市生态学的理解也不尽相同，难免存在较大的局限性，一些关于城市生态学的基本原理仍需要较多的研究实例来给予说明，同时关于城市生态学的研究实例也有待于充实。城市生态系统的中心问题是人类与城市环境的相互关系，但城市生态系统不同于自然生态系统，如热带雨林生态系统。在城市生态系统中，物质主要来自城市生态系统的外部，而消费者主要是人类，人类占绝对优势；城市生态系统的还原功能则是主要由城市所依靠的区域自然生态系统中的还原者来完成。因此，对于城市中的人类与环境如何协调共存，人类的主要生产和消费活动，即人类的经济活动与城市生态环境如何进行协调处理，以及对城市生态系统如何进行生态

37、调控，使其沿着人类要求的方向发展，是城市生态系统的中心问题。对于城市生态系统内各个组成成分的相互关联、协同、抵抗，对于城市功能的量化体系及定量方法，以及对于城市生态系统整体功能如何发挥等均进行综合深入的研究亦有助于中心问题的解决。第三节 城市生态学的学科基础与研究方法与城市生态学有关系的学科很多，但最为重要的相关学科有，在城市生态学形成之前发展起来的生态学，与城市生态学同步发展的人类生态学和城市学，以及后来发展和形成的景观生态学等等。一城市生态学的学科基础 （一）生态学生态学（ecology）是由德国生物学家赫克尔（Emst Heinrich Haeckel）于1869年首次提出，并于1886

38、年创立了生态学这门学科。Ecology来自希腊语“oikos”与“logy”。前者意为居住地、隐蔽所、家庭等，后者意为科学研究。自从生态学创立以来，这门学科的基本研究对象是相当明确的，即：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。从研究的对象来看，城市生态学仅是生态学的一个重要分支学科，生态学的许多一般规律与原理对城市生态学的发展均有着深刻的影响。例如，物种间、生物与环境各要素之间的相互依存和相互制约规律，环境资源的有限性规律，生态系统动态平衡规律，微观与宏观协调发展规律等，

39、这些自然生态系统的基本规律亦是城市生态系统的基本规律；生态系统中的物质循环与能量流动原理，生物生存和竞争的生态位原理，多样性导致系统稳定性提高的原理，系统整体功能最优原理，最小因子原理和环境承载力原理等自然生态系统的基本原理亦是城市生态系统的基本原理。因此，生态学作为城市生态学的最基本学科基础，是不言而喻的。 （二）城市学 城市学（urbanology）一词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。它是一个学科群。城市学研究内容的丰富程度是伴随着城市的不断发展以及人类认识的不断深化这一过程的。早期由于社会

40、经济发展水平低下，故城市结构简单、功能单一，人们对城市的认识也较肤浅，因而最早的城市学是依附于建筑学之中的，其独立性并不突出。工业革命后，城市增多，城市规模增大，城市结构和功能也趋于复杂化，并且出现了各种城市问题，于是社会学家参加了城市的研究，城市学也相应将社会学的内容包括其中。以后，城市地理学、城市管理学、城市经济学等相继被纳人城市学的范畴之中，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。城市生态学作为一种理论，属于城市学及城市科学的一个基础分支；作为一种方法，与城市研究的其他学科理论相结合，则有其巨大的应用价值和理论潜力。城市生态学广泛利用其他城市学科的研究

41、成果，再加上其独特的基本概念和基本原理，为解决当代城市问题提供新的思维方式和途径。城市学作为城市生态学的学科基础之一，既为城市学研究领域的拓展、研究思路的更新提供了条件，也为城市生态学的“成长壮大”提供了充足的养分。 （三）人类生态学人类生态学（anthropoecology）是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。自从人类出现以来，人类就在生存斗争的过程中不断地积累其与环境相互关系的经验和知识。不过，生态学的早期更多的是研究

42、其他生物与环境的相互关系，人类生态学真正成为一个独立的分支不过是五六十年的历史，美国芝加哥学派的代表人物（帕克）首先提出了这个科学术语。他的城市一文是人类生态学形成的一个初始的促因，而以生态学方法研究城市问题的最早尝试亦始于1921年芝加哥学派的城市社会学及人类生态学理论。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。当今人类面临的五大危机的挑战，其核心问题是“人口爆炸”，因此人类生态学也就自然成为生态学中最引人瞩目的分支之一。随着“生态冲击”的日益突出，有关人类生态学的研究和论著与日俱增，特别是1972年联合国在斯德哥尔摩召开了“人类环境会议”，会上提

43、出了“只有一个地球”的口号，通过了人类环境宣言，它标志着人类环境意识有了重大的变化，强有力地推动着人类生态学的发展。人类生态学具有异源性、综合性和实用性的特点。这是因为它是自然科学和社会科学的桥梁，吸引着不同学科的科学工作者的关注。生物学家、人类学家、心理学家、经济学家、地理学家和环境学家等都从各自不同的角度研究和发展人类生态学。从研究范围看，人类生态学要比城市生态学的范围宽、广。城市作为人类聚居形态的一种，建立在其上的学科研究范围要比人类生态学小些。人类生态学注重分析人与其空间场所的相互关系，而城市生态学则更关注这种关系在城市中的表现。这也正是人类生态学与城市生态在这一领域研究的重要区别。从

44、其发展历史看，传统人类生态学研究大致可以概括三种不同类型。第一类是借鉴生态学的某些概念和原理，从竞争、演替及生态优势的角度研究和分析人类社会系统的状况，此方面的代表人物除帕克斯之外，还有麦肯齐（R.D.Mckenzie）；第二类主要是以佐尔鲍和沃尔斯（ZorbaughWirth）为代表的对诸如社会区位、经济区位和居住区位等某些特定区域外部形态特征的分析；第三类如肖尔（Shaw）、法里斯（Faris）和多恩海姆（Dunham），主要是对城市犯罪、心理失调等社会问题的探讨。此外，一些观点认为，城市地理学也是城市生态学的学科基础之一，两者在解决城市矛盾的诸多方面存在着相似之处，许多重要的概念相互交叠

45、。例如，当代城市生态学家所着重分析的一个关键问题，即人类聚居地究竟是如何组织形成并不断变迁以适应环境的变化？而同样地，现代城市地理学家也在试图解释城市的环境如何影响人们在环境中的场所及空间行为，这就表明生态学家与地理学家有着类似的基本概念，并由此而导致许多课题的研究在方法上也出现交叠的现象。如对大城市的区域研究，都建立在对行为区域和社会区域这两个方面研究的基础之上。二城市生态学研究的基本原理与思路 （一）城市生态学研究的基本原理1生态位 “生态位”（niche）指物种在群落中在时间、空间和营养关系方面所占的地位。一般说，生态位的宽度依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。而

46、城市生态位（urban niche）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。城市生态位大致可分为两大类：一类是资源利用、生产条件生态位，一类是环境质量、生活水平生态位，简称生活生态位。其中生产条件生态位，简称生产

47、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（物理环境质量、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。一个城市既有整体意义上的生态位，如一个城市相对于其外部地域的吸引力与辐射力；也有城市空间各组成部分因质量层次不同所体现的生态位的差异。如有学者认为，城市市中心的生态位在城市各个空间组成部分是最优越的（在特定的条件下和特定的城市发展阶段）。对城市居民个体而言，在城市发展过程中，不断寻找良好的

48、生态位是人们生理和心理的本能。人们向往生态位高的城市地区的行为，从某种意义上说，是城市发展的动力与客观规律之一。2多样性导致稳定性原埋大量事实证明，生物群落与环境之间保持动态平衡的稳定状态的能力，是同生态系统物种及结构的多样、复杂性呈正相关的。也就是说，生态系统的结构愈多样、复杂，则其抗干扰的能力愈强，因而也愈易于保持其动态平衡的稳定状态。这是因为在结构复杂的生态系统中，当食物链（网）上的某一环节发生异常变化，造成能量、物质流动的障碍时，可以由不同生物种群间的代偿作用给予克服。例如在物种十分丰富多样的热带雨林中，某些物种的缺失就会因这种代偿作用而不致对整个生态系统的功能造成大的影响。反之，在仅有地衣、苔藓的北极苔原，则这种植被一旦受到破坏，就立即会使以地衣为食的驯鹿以及靠捕食驯鹿为生的食肉兽无法生存，因为结构过于简单的苔原生态系统是无法发挥物种间的代偿作用的。多样、复杂的生态系统受到了较为严重的干扰，也总是会自发地通过群落演替，恢复原先的稳定性状态，重建失去了的生态平衡，只是所需的时间，要比受较轻微干扰的生态系统长。在城市生态系统中，各种人力资源及多种性质保证了城市各项事业的发展对人才的需求；各种城市用地具有的多种属性（自然的或人工整地形成的）保证了城市各类活动的展开；多种城市功能的复合作用与多种交通方式使城市具有远比单一功能与单一交通方式的城