书城科普读物青少年身边的环保丛书:人类、自然与城市
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第9章 城市生态系统

城市生态系统的含义

城市生态系统,即城市生态系统的组成。城市生态系统是城市人类与周围生物和非生物环境相互作用而形成的一类具有一定功能的网络结构,也是人类在改造和适应自然环境的基础上建立起来的特殊的人工生态系统。

城市生态系统不同于自然生态系统,它注重的是城市人类和城市环境的相互关系。它是由自然系统、经济系统和社会系统所组成的复合系统。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。

这三大系统之间通过高度密集的物质流、能量流和信息流相互联系,其中人类的管理和决策起着决定性的调控作用。

城市生态系统的特点

与自然生态系统相比,城市生态系统具有以下特点。

1.城市生态系统是以人类为核心的生态系统。城市中的一切设施都是人制造的,它是以人为主体的人工生态系统。人类活动对城市生态系统的发展起着重要的支配作用。与自然生态系统相比,城市生态系统的生产者绿色植物的量很少;消费者主要是人类,而不是野生动物;分解者微生物的活动受到抑制,分解功能不完全。

2.城市生态系统是物质和能量的流通量大、运转快、高度开放的生态系统。城市中人口密集,城市居民所需要的绝大部分食物要从其他生态系统人为地输入;城市中的工业、建筑业、交通等都需要大量的物质和能量,这些也必须从外界输入,并且迅速地转化成各种产品。城市居民的生产和生活产生大量的废弃物,其中有害气体必然会飘散到城市以外的空间,污水和固体废弃物绝大部分不能靠城市中自然系统的净化能力自然净化和分解,如果不及时进行人工处理,就会造成环境污染。由此可见,城市生态系统不论在能量上还是在物质上,都是一个高度开放的生态系统。这种高度的开放性又导致它对其他生态系统具有高度的依赖性,由于产生的大量废物只能输出,所以会对其他生态系统产生强烈的干扰。

3.城市生态系统中自然系统的自动调节能力弱,容易出现环境污染等问题。城市生态系统的营养结构简单,对环境污染的自动净化能力远远不如自然生态系统。城市的环境污染包括大气污染、水污染、固体废弃物污染和噪声污染等。下面仅以大气的二氧化硫污染为例来说明。

大气中的二氧化硫主要有三个来源:化石燃料的燃烧、火山爆发和微生物的分解作用。在自然状态下,大气中的二氧化硫一部分被绿色植物吸收,一部分则与大气中的水结合,形成硫酸,随降水落入土壤或水体中,被土壤或水中的硫细菌等微生物利用,或者以硫酸盐的形式被植物的根系吸收,转变成蛋白质等有机物,进而被各级消费者所利用。动植物的遗体被微生物分解后,又能将硫元素释放到土壤或大气中,这样就形成一个完整的循环回路。但是,随着工业和城市化的发展,煤、石油等化石燃料的大量燃烧,在短时间内将大量的二氧化硫排放到大气中,远远超出了生态系统的净化能力,造成严重的大气污染。这不仅给城市中的居民和动植物造成严重危害,还会形成酸雨,使其他生态系统中的生物受到伤害甚至死亡。

4.城市生态系统的食物链简单化,营养关系出现倒置,这些决定了生态系统是一个不稳定的系统。

城市生态系统的平衡

生态系统是一个由生物群落及其生存环境组成的动态系统。生态系统发展到成熟阶段,它的结构和功能处于相对稳定的状态,称为生态平衡。城市是人类为自身的生存而在自然环境的基础上建立的高度人工化的环境,是一个人工形成的动态系统。这个人工生态系统具有现代化的工业、交通、建筑物、园林及其他物质设施,为人类的物质和文化生活创造了良好的条件,通过人、技术和环境的相互作用,不断调整内部结构以保持其内在的和外部空间的动态平衡。不恰当的人工活动会造成生态失调和破坏。工厂过度集聚、建筑过分密集、人口过于集中、交通拥挤、用水和能源不足等,都将导致环境污染、生态失调、结构功能变异,以致破坏了生态平衡。

城市环境规划是预防、治理生态失调、结构变异,恢复和保持城市环境生态平衡而产生的理论和方法。城市规划的目的,是为整个城市居民提供一个社会生活、经济活动和生态环境不断保持动态平衡的空间环境。城市环境规划的目的和现代城市规划的目的是完全一致的,可以认为它是城市规划的组成部分。所谓保持城市空间环境的动态平衡,就是对城市社会、经济和生态诸因素,通过规划调节和实施,经常维持相互协调和稳定发展。例如,城市规划为居民创造一个享有物质和精神生活的社会环境,就是把对城市社会的分析研究的成果在城市社会地域结构上加以体现。这也是现代城市规划创始者们的理想。城市规划还要为城市各项经济活动提供有效率的生产环境,如建设有吸引力的投资环境,发挥城市聚集效益、生产力区位效益、土地效益以及规模经济效益等,都应通过空间组织予以体现。为居民创造一个最宜于工作和生活的生态环境,就是实现城市生态环境平衡的目的。

上述诸方面通过城市规划的手段予以组织,达到城市内部结构和空间的协调,形成最佳的地域结构和生态环境,取得社会的、经济的和生态的综合效益。传统的规划重视经济发展,忽视社会需要,把影响城市环境的因素视为孤立的具体的矛盾,采取具体的工程措施个别处理,使矛盾难以全面地解决。现代城市规划越来越认识到城市生态环境是一个联系着地域空间整体和城市长远利益的系统分析问题。它十分重视城市生态系统的平衡发展。这种崭新的概念对现代城市规划理论的发展具有重要的意义。

城市生态环境的保护

城市化是人类社会发展不可避免的趋势。在城市化进程中,人类将大多数野生生物限制在越来越狭小的范围内,同时也将自己圈在钢筋水泥和各种污染构成的人工环境中,远离了人类祖先所拥有的野趣盎然的生活环境,因此产生了种种文明病。因此,改善和保护城市生态环境,是人类在城市建设和发展过程中应当高度重视的重要课题。

城市环境保护必须遵循生态系统稳定性和经济发展的规律,从整体和长远的利益出发,解决好人口、能源、水资源、污染控制和土地利用等主要的城市环境问题,确保城市健康、协调地发展。

城市绿地系统

城市绿地系统是指城市建成区或规划区范围内,以各种类型的绿地为组成成分而构成的系统。从内涵上归纳,城市绿地系统具有园艺、生态和空间三种内涵。从这种意义上来解释城市绿地系统,可以将它定义为在城市空间环境内,以自然植被和人工植被为主要存在形态的能发挥生态平衡功能且对城市生态、景观和居民休闲生活有积极作用,绿化环境较好的区域,还包括连接各公园、生产防护绿地、居住绿地、风景区及市郊森林的绿色通道和能使市民接触自然的水域。它具有系统性、整体性、连续性、动态稳定性、多功能性和地域性的特征。

城市绿地系统的职能有:改善城市生态环境、满足居民休闲娱乐要求、组织城市景观、美化环境和防灾避灾等。

城市绿地系统规划

城市绿地系统规划是对各种城市绿地进行定性、定位、定量的统筹安排,形成具有合理结构的绿地空间系统,以实现绿地所具有的生态保护、游憩休闲和社会文化等功能的活动。

城市绿地系统布局是指城市绿地(包括公园绿地、生产绿地、防护绿地、风景林地)和道路绿化与水体绿化以及重要的生态景观区域等在规划时统一考虑,合理安排,形成一定的布局形式。城市绿地系统的布局在城市绿地系统规划中占有相当重要的地位。因为即使一个城市的绿地指标达到要求,但如果其布局不合理,那么它也很难满足城市生态的要求以及市民休闲娱乐的要求。反之,如果一个城市的绿地不仅总量适宜,而且布局合理,能与城市的总体规划紧密结合,真正形成一个完善的绿地系统,那么这个城市的绿地系统将在城市生态的建设和维护以及为市民创造一个良好的人居环境,促进城市的可持续发展等方面起到城市的其他系统无可替代的重要作用。