第08章 城市生态系统的生态流.pptVIP

第八章 城市生态系统的生态流 生态系统的结构和功能是统一的 结构是指系统的组成成分及其相互联结的方式， 功能是指贯穿系统网络的各种过程的状态变化，结构是功能的基础，而功能则是结构的表现。 本章重点讨论城市生态系统的功能。 城市生态系统最基本的功能是生活和生产，具体表现为城市的物质生产、物质循环、能量流动以及信息传递等. 这些循环流动把城市生态系统内的生活、生产、资源、环境、时间、空间等各个组分以及外部环境联系了起来， 这一切 “生态流”（ecological flow），实现了城市的新陈代谢(urban metabolism)。 第一节 城市生态系统的物质代谢 城市也是一个物质循环系统，它也有物质的输入、输出和内部的转移变化。城市的物质代谢可概括表示如图8一1。 从市外进入城市的物质有天然输入的和人工输入的两部分： 1.空气、大部分水以及其中含有的物质； 2. 包括原材料、生产资料以及生活资料。由人工生产，经过各种运输工具以及建造的特殊管线输入城市的。 在某一时间内，城市空间中存在的物质总量称为城市生态系统的现存量（standing mass）。 城市现存量不包括岩石圈。 城市中存在着物质的输入与输出，在一定时间内物质收支之差就是这个现存量的变量。 现存量：调查方法也还存在许多问题，理论上可以设想，实际上几乎无法办到。 当前只能利用统计资料采取间接推算的办法，此外，也可以利用照片，特别是航片作为推算建筑物和树木体积、质量的重要辅助手段。 对东京都物质现存量进行推算，并用各种元素的现存量加以表示。 取材的对象 建筑物（钢筋、钢筋混凝土建筑、木建筑、混凝土构件建筑） 公路（沥青、水泥）、桥梁、隧洞、铁道、地下街道、 上下水道等等。 推算方法： 对于建筑物用每单位面积的材料量乘以总建筑面积，得出东京都内各类物质的现存量，再乘以各物质材料每单位平均含有各元素的比率，求出各元素的总量（表8—2）。 元素只限于主要的，并没有对一切元素都进行分析。 可以看出，几种主要元素含量，从大到小的顺序依次是： 氧＞硅＞铁＞钙＞铝＞碳 清楚地反映出城市钢铁和水泥的特征，从当前继续进行的城市各种基建工程来看，这种特征将越来越明显。 城市物质的输入和输出的吞吐量很大。 唐山市总面积13472km2，其中市区面积1090 km2，总人口为5.95 X106人，其中市区人口1.35 X106人，人口密度 1239人/ km2， 1981～1983年唐山市物质流动的估算，平均每年向系统输入物质大约为 3.45 X108t，输出物质大约为3.43 X108t（表 8－3）。 不同规模、不同性质的城市，其输入、输出的规模、性质、代谢水平不同。 工业城市的输入以原料、能源为主，输出以加工产品为主， 风景旅游城市的输入以消费品为主，输出中废弃物比重较大， 交通与港口城市的输入与输出以中转物资为主等等。 输入和输出收支平衡（输入略大于输出，用于城市居民生理、生活的需要）的城市，其规模内部积蓄量变动较小，维持相对的动态平衡； 输入大大超过输出的城市，是发展型的城市； 输入比输出小很多的城市，表明城市的整体规模衰落。 一、城市的食物代谢 城市中人群的食物包括许多有机物和无机物，按其性质可分为植物性食品、动物性食品以及无机盐等。城市生态系统中的食物代谢是通过食物链实现的。 城市生态系统中的食物链可以概括为两大基本类型（图8—2）， 栽培食物链，主要是通过人工栽培或饲养植物和动物，以供人们食用； 野生食物链，主要是通过各种捕获采集方式从自然界中获得的野生生物，它的前期是在自然界进行的。 城市中的食物链是非常复杂的，要弄清楚这些食物链的环节须进行许多分析，其中包括： （1）食物链中的各种生物的名称、数量、分布、季节变动以及可利用程度等。 （2）食物链中的各种生物生长的条件以及它们的作用范围。 （3）各种生物在食物链中的位置，它们和食物链中其他生物的关系，以及种群动态和遗传特征。 （4）这些物种的生理学特性以及它们对环境污染的反应，特别是有害物质在体内的积及其效应等。 （5）这些物种与人类的关系。 如果这些弄清楚了，食品不光能在数量上满足人类，更重要的是在品质上也能得到保证这是要多学科配合才能完成的。 从城市食物代谢一般研究来说，主要是研究各类食品的供应数量、来源、消耗和排泄物处理与去路等。 表8—4：上海市居民食物消费量 表8—6：香港食物的供需情况 二、城市的水循环 水是城市的生命线，它既是食物，又是原料，还是传递物质和能量的载体，是城市生活和生产中必不可少的物质。 为了维持生存，人每天至少需要2～2.5升水，一般的生活需要5升，加上卫生方面的用途共需40～50升。 发达国家城市居民每人每日平均用水量为300～500L（包