第三章(城市生态系统的组分).ppt

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1、1,历史上的今天（4月7日） 1995年 联合国气候会议通过柏林授权书 1990年 我国成功发射“亚洲一号”卫星 1990年 美法庭裁决前总统里根的国家安全顾问有罪 1986年 玛格丽特的小说获“巴黎里茨海明威奖” 1983年 北京南南会议呼吁第三世界加强合作发展经济 1977年 我国与约旦建立外交关系 1948年 世界卫生日定名 1947年 福特汽车公司创始人亨利福特去世 1947年 阿拉伯复兴社会党成立 1938年 台儿庄战役胜利结束 1889年 智利女诗人米斯特拉尔诞生 1772年 法国空想社会主义者傅立叶诞辰,2,第三章 城市生态系统的组分,人群组分 生物环境组分 物理环境组分 人文环

2、境组分,城市生态系统的组分,3,1.概念 城市生态系统是人们在一定的时间和空间范围内，利用以人为主体的城市生物与城市非生物环境之间，城市生物种群之间，以及城市自然环境与社会经济环境之间相互作用建立起来的，并在人为和自然共同支配下进行生物生产和非生物生产的综合体。,绪 城市生态系统概述,4,马世骏指出:”城市生态系统是一个以人为中心的自然，经济与社会的复合人工生态系统”。,城市生态系统,自然生态系统 经济生态系统 社会生态系统,生命 非生命,人类的经济活动 第一产业 第二产业 第三产业,文化 政治 科学 法律 政策,5,2.基本功能 （1）生产功能： 生物生产：城市生态系统的生物生产功能是指城市

3、生态系统所具有的，包括人类在内的各类生物交换、生长、发育和繁殖过程。 生物的初级生产：生产粮食、蔬菜、水果和其他各类绿色植物产品。 生物次级生产：从城市外部输入。如香港的菜、肉、水等由内地供应。,6,2.基本功能 （1）生产功能： 生物生产： 非生物生产：城市生态系统的非生物生产是人类生态系统特有的生产功能.是指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:是指满足人们的物质生活所需的各类有行产品及服务。 非物质生产:是指满足人们的精神生活所需的各种文化艺术产品及相关的服务。,7,2.基本功能 （1）生产功能： （2）能源结构与能量流动,城市生态系统的能量流动基本过

4、程,8,3.城市生态系统的基本特点 (1)是人工生态系统，人是这个系统的核心和决定要素。 (2)是消费占优势的生态系统。消费者的生物量大大超过第一性初级生产者生物量。生物量结构呈现倒塔形。 (3)分解功能不完全的生态系统。 (4)自我调节和自我维持能力薄弱的生态系统 (5)受社会经济多种因素制约的生态系统,9,10,一、城市生态系统的人群组分,所谓城市人群，就是指居住在城市规划区域建成区内的一切人口，包括在城市生态系统内从事各业工作，享受着城市公共设施的城镇居民。 在城市生态系统中，城市人群是城市的操纵者和生产者； 从生物学的角度，城市人群又是城市生态系统的顶级消费者。,11,一、城市生态系统

5、的人群组分,1.城市人群的规模和构成 （1）城市人群的规模 数量：固定人口和流动人口：大中小城市的分类，规模效益 密度：单位面积的人数 （2）城市人群的组成 根据人群在城市生态系统中的生态位的不同，将城市人群分为3类： 城市基本人群 城市服务人群 城市被抚养人群,12,一、城市生态系统的人群组分,1.城市人群的规模和构成 （3）城市人群结构 年龄结构:部分地决定着城市人口群体再生产的速度, 决定着能够提供给社会的劳动力数量, 影响着对社会生活消费物品的需求量。人群结构模式归纳为增长、稳定和衰退型。,性别结构:是否均衡, 决定着城市内部人口再生产过程的变动方向 职业结构： 文化结构： 民族结构：

6、,13,一、城市生态系统的人群组分,1.城市人群的规模和构成 2.城市人群容量 （1）概念：一个城市所能承载的最大人群数量 生物生理人群容量：人均消费水平压缩到最低水平。只能满足人类的生理需要。 环境人群容量：土地承载力 经济人群容量：一定的经济发展水平下，一个特定的城市生态系统中的生产资料所能容纳的劳动人群数量。 现实条件人群容量：根据目前条件，预测未来某一时刻某一特定城市生态系统所能容纳的最大人群规模。,14,一、城市生态系统的人群组分,（2）城市人群容量的基本特征 城市人群容量是超越自然生态系统的高容量 城市人群容量的基础是农业生态系统 需要依靠高投入来维持：科学技术、人力、物力等 受众

7、多因素制约： 是一定生活（消费）水平下的容量 （3）人群容量的水桶理论 W=SHP S是自然资源和条件 H是经济发展水平 P是人群消费水平的倒数,15,一、城市生态系统的人群组分,3.我国人群城市化特征 （1）人群城市化滞后于工业化 （2）城市集聚效益没有充分发挥 （3）城市就业结构性困难,16,二、城市生态系统的生物环境,城市植物 城市动物 城市微生物,17,1.城市植物 城市植被（urban vegetation）: 城市植被是城市里覆盖着的生活植物。它包括城市里的公园、校园、寺庙、广场、球场、医院、街道、农田以及空闲地等场所拥有的森林、灌木、绿篱、花坛、草地、树木、作物等所有植物的总和。

8、 人类在城市建设的过程中，一方面破坏或摒弃了许多原有的自然植被和土生植物，另一方面又引来了许多外来植物和建造了许多新的植被类型。城市植被应属于以人工植被为主的一个特殊的植被类群。 城市植被的第一生产者的作用属于次要地位，而其美化和净化环境的作用则是其主要的功能。,二、城市生态系统的生物环境,18,1.城市植物 （1）城市植物区系：一定范围内全部植物种类的综合。 乡土植物种类的减少，人布植物的增多。 城市植物种类较多，但种群数量较小。 城市植物的生态习性有了一定的改变 不同植物对城市环境的适应能力不同：极嫌城市植物-中度嫌城市植物-中性城市植物-适生城市植物-极适生城市植物,二、城市生态系统的生

9、物环境,19,1.城市植物 （2）城市植被 城市植被的类型：人工栽培群落；残存自然群落；城市杂草群落 特点：覆盖率低，群落类型有所改变，并多呈孤岛状分布或带状分布；自然群落比例少，人工、半人工群落多；明显的脆弱性 生态特征：个体长势差，抗逆性降低；原生植被破坏退化，次生种的成分增多，单优种群占优势；群落结构简单，层次单一；植物生长量小，生产力低。 城市植被的逆向演替：原生森林-天然次生林灌丛草丛石屎森林。 （3）植物对城市环境的指示意义：铜草，锌草等。可以根据植物受害情况判断环境质量。植物的受害情况可以概括为质和量两个方面。,二、城市生态系统的生物环境,20,（3）城市植被的功能 城市植被绿化

10、美化环境的景观效益 绿色是自然界很柔和的颜色，使人感到舒适、惬意，有助于消除疲劳和精神压抑。通过花开花谢，草木枯荣和动物的生命活动，让人们感觉自然界的美好、生命力的旺盛和生活的可爱。对不同的植物赋予不同的含义或象征，是人们精神上的享受。不同场所的科学绿化，可增加城市文化的内涵，也可为人们的游玩、休憩、锻炼等提供好的处所，给城市带来勃勃生机。,二、城市生态系统的生物环境,21,松、柏傲立表示肃穆和庄重,22,23,松、竹、梅“岁寒三友”寓意正气凛然、坚贞不屈,24,垂柳依依、油橄榄伸展象征和平,25,城市植被保护和净化环境的生态效益 城市绿化实体的小气候效应 夏季降温13oC,增加湿度3%12%

11、，阻挡辐射60%；冬季气温，林内高1oC 2oC。 吸收二氧化碳和释放氧气平衡的生态效益 10m2 的森林或50m2的草坪即可供1成人耗氧0.75kg/d,并清除呼出的CO2 0.9kg/d。,二、城市生态系统的生物环境,26,对大气污染的净化作用 减少粉尘污染：一方面由于树木具有降低风速的作用，另一方面由于树叶多具绒毛，且分泌粘性油脂及汁液，可吸附大量飘尘。 研究表明，吸滞粉尘能力强的城市绿化树种 中国北部地区有：刺槐、沙枣、国槐、家榆、核桃、构树、侧柏、圆柏、梧桐等； 中部地区有：家榆、朴树、木槿、梧桐、泡桐、悬铃木、 女贞、荷花玉兰、臭椿、龙柏、圆柏、楸树、刺槐、桑树、夹竹桃、丝棉木、紫

12、薇、乌桕等； 南部地区有:构树、桑树、鸡蛋花、黄槿、刺桐、羽叶垂花树、黄槐、小叶榕、高山榕、夹竹桃等。,27,降低有毒气体浓度及有毒气体对植物的危害 几乎所有的植物都能吸收一定量的有毒气体。 高15m，宽15m的悬铃木林带能降低SO2或Cl2浓度50%左右。 污染物浓度和接触时间的联合作用称为剂量强度。能引起植物伤害的最低剂量和时间称为临界剂量强度或伤害域值（threshold value）。 植物进入污染区吸收有毒气体，部分积累，部分转移，部分降解。离开污染区后，体内有毒物含量即下降。,28,杀菌作用：空气中散布着各种细菌等微生物，其中不少是对人体有害的病菌。城市植被可以减少空气中的细菌数量

13、，一是由于植物吸滞粉尘，减少细菌载体，从而使大气中细菌数量减少，另外植物本身具有杀菌作用，许多植物能分泌出杀菌素。 指示和检测环境污染方面的作用：城市植被在指示和检测环境污染方面有重要的作用。有些植物对大气污染的反映，要远比人敏感的多。植物成为“永不下岗的哨兵”，为保护环境、人类健康服务。 减弱噪声作用 城市植被可以减弱噪声，主要是植物对声波的反射和吸收作用。,29,一棵树的生态价值 印度加尔各答农业大学德斯教授对一棵树的生态价值进行了计算： 一棵50年树龄的树，产生氧气的价值约31,200美元；吸收有毒气体、防止大气污染价值约 62,500美元；增加土壤肥力价值约31,200美元；涵养水源价

14、值37,500美元；为鸟类及其他动物提供繁衍场所价值31,250美元；产生蛋白质价值2,500美元，除去花、果实和木材价值，总计创值约196,000美元。,30,保护生物多样性的作用 目前中国植物园共有110余个，属城市建设系统内的有16个。城市植物园一般地处城郊和城市之间，是城市植被的组成之一，多是广泛收集地方特色乡土树种，引种驯化适合于本地区造林绿化的树种资源（耐寒、旱、碱、沙），为大面积造林提供种质资源。所以，城市植物园承担着开发野生观赏植物资源、驯化和培养城市特殊生态条件下植被建设所需的植物材料等任务。因此，城市植被的建设，特别是植物圆的建设过程，亦是实施生物多样性保护的过程。,31,

15、生物多样性是人类赖以生存的物质基础： 直接价值: 从生物多样性中，人类得到了所需的全部食品、许多药物和工业原料，同时，它在娱乐和旅游业中也起着重要的作用； 间接价值: 主要表现在固定太阳能、调节水文过程、防止水土流失、调节气候、吸收和分解污染物、贮存营养元素并促进养分循环和维持进化过程等7个方面。 随着时间的推移，生物多样性的最大价值在于为人类提供适应当地和全球变化的机会。生物多样性的未知潜力为人类的生存发展显示了不可估量的美好前景。,32,生物多样性丧失的原因: 主要有生境丧失和片段化、外来种的侵入、生物资源的过度开发、环境污染、全球气候变化和工业化的农林业等。但问题的根源在于人口的剧增及高

16、速度的自然资源消耗、不断狭窄的农业、林业和渔业的贸易、经济系统和政策未能评估环境及其资源的价值、生物资源利用和保护产生的惠益分配的不均衡、知识及其应用的不充分以及法律和制度的不合理。 总之，人类活动是造成生物多样性以空前速度丧失的根本原因(比2000年前快1,000倍)。,33,城市植被的经济效益 有城市园林产品等本身的收入，还有改善环境、美化城市促进其他行业，如旅游业、房产业等增值的效益。 完善的城市防护林体系，可使粮食、蔬菜增产1015，降低取暖费1020。 在纽约，房屋周围若有较好的植被，房价可提高15左右；在公园或公共绿地附近的住宅价格高1520。,34,2.城市动物 栖息和生存在城市

17、化地区的动物为城市动物（urban animal），而把与人类共同（常年或季节）在城市环境而不依赖人类喂养，自己觅食的动物称为城市野生动物，含原地区残存下来的野生动物和 从外部迁徙进入城市的野生动物。 它们与人类伴生（companion）,二、城市生态系统的生物环境,35,2.城市动物 （1）城市动物与生境 动物栖息的自然环境发生了深刻变化，主要表现为： 开阔空间丢失 作为食物来源与隐蔽条件的植被遭受破坏 人为捕杀、驱赶 环境污染和交通噪声,二、城市生态系统的生物环境,36,枣庄野狼频伤人 警方追20公里毙狼（组图）,37,2.城市动物 （2）城市野生动物的特性 优势种的改变 城市环境的空间异

18、质性、时间异质性对城市野生动物的区系成分优势种的改变相当密切。 在东京，地下铁道兴建前，住宅区历来是熊鼠占压倒优势，约占鼠类总数的90%。随着城市化的发展，过去作为劣势种的沟鼠开始大量繁殖，不断排挤熊鼠； 流经东京的多摩川河，原以水质清澈，盛产香鱼、石斑鱼、杜文鱼等清水鱼类而著称于世，但由于战后经济恢复和腾飞的影响，多摩川河污染相当严重，致使这些鱼类濒于绝迹，代之而来的鲤科小鱼白票子开始大量繁殖。,二、城市生态系统的生物环境,38,2.城市动物 （2）城市野生动物的特性 种类数量的改变 城市动物在种类数量变化比较突出。如果排除人类圈养的野生动物（动物园里的动物）的话，城市野生动物种的数量与城市

19、中人工构筑物程度成负相关，即城市中人造物程度越高，野生动物种的数量越少。 蚯蚓是分布极为普遍的土壤动物其生活方式可分成以下两种类型： A型:潜伏层主要在淋溶层，虫体多与地面平行。 Ao型：潜伏层主要在枯枝落叶层和植被落叶层。 其中受城市影响最大的是Ao型。城市化地区，枯枝落叶被扫除，地面被踏实等，致使Ao型蚯蚓完全不能生存。,二、城市生态系统的生物环境,39,2.城市动物 （2）城市野生动物的特性 种群特征的改变 城市野生动物种群特征包括种群大小、数量分布、年龄组成和性比等。种群大小的改变有两方面的含义，一方面是指一个野生动物种在城市区域内总的数量的改变，另一方面是种群的区域分化或合并，使得每

20、一活动种群的数量的改变 一般说来，在城市里野生动物的生活环境和它们的栖息地越来越单纯化，所以种群数量是有逐渐变小的趋势。 日本学者在20世纪80年代末期，对东京明治神宫、自然教育园和滨离宫鸟类区系变化的研究表明，在过去20年里，这三处鸟的种类繁殖数分别减少57、50和31。 种群数量分布方面，城市不同地区有所差异。 稳定的性比和健康的种群年龄结构是种群特征的两个重要因素。,二、城市生态系统的生物环境,40,2.城市动物 （3）城市野生动物的危害 对飞机的危害。 鸟类喜欢聚居机场附近的原因 1)食物较多 2)隐蔽处较多 3)水较多 4)机场空间较大，不受幼童、家畜等干扰 1962年，美国华盛顿州

21、一些天鹅与一架飞机相撞，导致机尾受损，17人死亡； 1970年，波士顿机场一架正在爬升的飞机与一群掠鸟相撞，造成引擎失速，飞机失事，60人死亡； 1980年，美国空军的一架T38型双引擎喷气机因引擎吸入海鸥而坠毁在克利夫兰城附近。,二、城市生态系统的生物环境,41,42,2.城市动物 （3）城市野生动物的危害 对飞机的危害。 传播疾病： 直接传播疾病:非典，猪流感，禽流感 人畜共患疾病 通过影响公共卫生情况导致疾病蔓延,二、城市生态系统的生物环境,43,44,45,2.城市动物 （3）城市野生动物的危害 对飞机的危害。 传播疾病： 破坏城市景观： 老鼠以及松鼠啃咬电缆及其他建筑物，啄木鸟在电线

22、杆上凿洞筑巢，鼹鼠及土拔鼠不仅在地上挖洞，还会剥树皮、啃咬树根等。 成群的紫燕、掠鸟停在白松上栖息，由于其噪声以及气味的影响，使景观美的气氛大受破坏。燕子在屋檐下做窝，不仅影响景观，同时还可能带来寄生虫。 野生动物对人类的直接伤害：,二、城市生态系统的生物环境,46,2.城市动物 （4）城市小型兽类区系与群落：主要是鼠类 （5）城市鸟类区系和群落：城市造成环境改变，导致鸟类种类减少和组成改变。 （6）城市有害昆虫区系与群落：蟑螂、苍蝇、蚊子 季节变化，种类和密度也在变化。空间分布也不一样。 （7）城市户养动物,二、城市生态系统的生物环境,47,3.城市微生物 （1）城市空气种的微生物群落：细菌

23、、真菌、放线菌 室外空气中的微生物： 室内空气中的微生物： 传播方式包括尘埃、飞沫和飞沫核。 （2）城市水体中的微生物群落：种类多，组成差别大，能引起水源性病毒疾病。,二、城市生态系统的生物环境,48,二、城市生态系统的生物环境,49,3.城市微生物 （3）城市土壤中的微生物群落 病原微生物三个来源： 人畜粪便作为肥料 没有处理的生活污水 病死尸体处理不当,二、城市生态系统的生物环境,50,二、城市生态系统的生物环境,安徽阜阳3月以来已有上千名儿童感染手足口病。截至5月1日24时，当地累计报告3736例例感染病例，死亡22例，病重30例。5月2日，卫生部将手足口病纳入法定传染病管理。最新消息显

24、示，鄂浙港澳等省区也发现手足口病病例。,肠道病毒是人肠道病毒的一种，简称为，常引起儿童手足口病和病毒性咽峡炎，重症患儿可出现肺水肿、脑炎等，统称为肠道病毒。该病多发生于儿童，尤其是岁以下婴幼儿多发，少数病情较重，严重的会引起死亡。,51,三、城市生态系统的物理环境,城市非生物环境即城市生态系统中除生物组分以外的一切组成要素的总称。 根据非生物环境要素的性质、来源和作用的不同，可将城市非生物环境组分分为城市地质、城市气候、城市水文、城市土壤、城市地貌、城市噪声等六大类。,52,1.地质环境（geological environment） 指地球表面以下坚硬的地壳层(crust)。 （1）生物与地

25、质环境的关系 地质环境是人类和其他生物的栖息场所和活动空间，为人类和其他生物提供丰富营养元素，故人类和生物体的物质组成及其含量同地壳的元素丰度之间有明显的相关性。 地质环境向人类提供矿产和能量。 人类对地质环境的影响随着现代技术水平的提高而愈来愈大。,三、城市生态系统的物理环境,53,（2）城市建设的地质环境 高度稳定地段: 任何外力都不能破坏的地段。岩浆岩、变质岩或具有水平“块状”并形成平滑表面的沉积岩。 不稳定地段: 在自然条件下处于稳定状态，但容易被一定形式的外力或者不适宜的建筑结构所破坏。它的不稳定性有一定的限度，可以通过某种措施来监测。 高度不稳定地段（十分危险地段）：这类地段常发生

26、现代技术手段难以监测的地质灾害，如大面积土崩、现代冰川、遭受强烈腐蚀的海崖、地震高发区、地壳热力作用和活火山等地段。,三、城市生态系统的物理环境,54,世界上的城市大体分两种情况： 一种是整个城市位于古老地台之上，多由花岗岩（granite）、片麻岩(gneiss)、石英(quartz)等古老结晶组成岩底，其上盖有数米乃至上千米厚度不等的沉积岩，如Moscow。 另一种情况是城市占地面积较大，位于复杂的地质构造环境之中，如Mexico city， Beijing。,三、城市生态系统的物理环境,55,（3）城市建设用地的工程地质类型 可分为三个等级： (1)不需要进行任何处理或者简单处理的良好建

27、设用地； (2)可以进行建设，但需要进行适当工程处理的用地； (3)不适于工程建设的用地。 上述工程地质等级类型主要是根据岩性、地基土承载力、压缩性、湿陷性，基础底面下的内聚力和内摩擦力，工程病害和措施，以及地貌、土质、地下水和洪水淹没等条件的综合分析而划分的。,三、城市生态系统的物理环境,56,2.城市气候 指城市内部形成的不同于城市周围地区的特殊小气候。 （1）特征和成因 特征：平均温度高、热岛效应；风速小，静风多；年平均相对湿度较低；多尘埃和云雾，太阳辐射减少；降雨日数和降雨量增加。 成因：主要是人为环境的影响，包括具有特殊的下垫层；大量人为热的产生，改变大气成分。,三、城市生态系统的物

28、理环境,57,2.城市气候 （1）特征和成因 （2）城市的辐射与热量 城市辐射平衡的方程式为：Q=a（S+H）+（G E） Q为净辐射，s是为太阳直接辐射，H为天空散射辐射，a为反射率，G为空气逆辐射，E为地面净辐射。 由于城市建筑储热多，认为热多，而且流通差，因此出现热岛效应，比郊区大2-3度。 上海城市气候的五岛特征 热岛、湿岛、干岛、雨岛、混浊岛,三、城市生态系统的物理环境,58,上海年平均气温分布图,59,60,城市热岛形成的原因: (i)城市下垫面的性质特殊。 (ii)下垫面的建筑材料的热容量,导热率比郊区自然界的下垫面要大。 (iii)建筑物，道路，广场不透水。 (iv)有较多的人

29、为热进入大气层。 (v)建筑密集，通风不良，不利于热量的扩散。,61,3.城市的风和降水 城市的风场极为复杂。降水也有明显改变。 从城市风看： 整体平均风速比同等高度的空旷郊区小，但在城市内部，有些地方形成风影区，有的地方由于狭管效应，风速增大。还有缓慢的热岛环流、街道环流，障碍物形成的环流，街道环流等等。 从城市降水看，城市中的这种热力对流容易形成对流云和对流性降水。再加上城市空气的凝结核比较多，可以促进水气增多，水滴加大。,三、城市生态系统的物理环境,62,63,4.城市大气环境和大气污染 （1）城市大气环境概述 显著特征：大气污染严重。大气污染（air pollution） 指大气中污染

30、物质的浓度达到有害的程度，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人和物造成危害的现象。 空气污染源分点源和面源。 点源: 集中在一点或可当作一个点的小范围内空气中排放污染物的污染源。 面源：在一个面积大小不可忽略的范围内向空气排放污染物 的污染源。取暖，农田燃烧秸杆。 城市中大气污染物的来源有两种：一为固定源，指污染物从固定地点排出，如工厂、火电厂、钢铁厂等。二为流动源，如汽车、火车、轮船、飞机。,三、城市生态系统的物理环境,64,4.城市大气环境和大气污染 （1）城市大气环境概述 主要污染物： 气体污染物：二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氟和氟化氢等。 颗粒状污染物：主要是悬浮于空气中

31、分散而微小的固态或液态物质。,三、城市生态系统的物理环境,65,颗粒状污染物 按照颗粒大小和沉降速度，可以分为 (i)降尘: 直径大于10 m的微粒，在空气中很容易自然沉降。 (ii)飘尘: 直径小于10 m的微粒，它在大气中长时间漂浮而不易沉降下来。飘尘中，粒径在0.25-10 m之间的均称为云尘。 粒径小于100 m的所有颗粒成为总悬浮颗粒（TSP）,66,PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒

32、径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。2012年2月，国务院同意发布新修订的环境空气质量标准增加了PM2.5监测指标。,67,气态污染物 （i）硫氧化物：SO2、SO3。 (ii)氮氧化物：NO、NO2. (iii)碳氢化物：化石燃料不完全燃烧的产物 (iv)碳的氧化物：CO,可降低血液中的输氧能力而引起死亡 (v)微粒：微粒有尘、烟 、雾3种。大于1 m的固体物质为尘，小于1 m的固体物质为烟，液体微粒为雾。降尘可以为人们上呼吸道纤毛所阻拦，危害不大，飘尘则可能进入肺泡并吸收进血液循环。飘尘的成分十分复杂。,68,酸雨(ac

33、id rain) pH5.6的雨雪或其他方式形成的大气降水（如雾，露，霜等)。 酸雨的毒害比SO2大，当空气中硫酸雾达到0.8 ml.L-1 时，会使人患病。 酸雨影响动植物的生长，使水体酸化，腐蚀金属，油漆，含碳酸钙的建筑材料等。 引起酸雨的主要离子有：SO42- 、NO3-、Cl-、F-。 中国酸雨的特点：1.在空间地理分布上南方比北方严重,尤以烧高硫煤的西南城市为重,如重庆和贵阳. 2.在时间分布上冬天和春天比较严重。,69,中国城市空气污染特点 中国城市大气污染是以二氧化硫,颗粒物质为代表的煤烟污染。中国能源结构中煤炭占70%,工业能源结构中烧煤占73.9%。 北方比南方严重，大城市最

34、严重，特大城市，中小城市次之。工业城市、交通稠密城市严重，综合性城市、旅游城市、经济欠发达城市较轻。,70,大气污染对人类健康的危害 环境空气污染 传统上把空气污染和工业排放联系起来,但城市机动车已经变成一个主要的污染源。气喘和慢性支气管炎和空气污染极为密切。 家庭来源的空气污染 发展中国家的家庭炉火可能构成了最大的空气污染和健康公害，妇女和儿童是主要的受害者。蚊香，吸烟，废物燃烧。 发展中国家家庭燃料的能量阶梯：不干净的燃料如庄稼残余物和木柴处于最低层，随后是木炭，煤油,液化气，最后是电能。在这个能量阶梯中位置越高，燃烧的污染越小。应发展洁净方便的燃料，如液化气和电能。,71,（2）城市环境

35、对空气污染的影响 污染对环境造成影响的大小与气象、地形、地貌等因素有关 风：风速越大，污染越小，湍流越强，污染越小。 地形条件 城市的建筑物,三、城市生态系统的物理环境,72,5.城市水文与水污染 （1）城市水环境的特点 城市水环境是一个城市所处的地球表层的空间中水圈的所有水体、水中悬浮物以及溶解物的总称。 有限性：资源的有限性，自净能力的有限性 整体性（系统性）： 相互影响，相互制约 可控性： 保证需求，排出废水 质量的衰退性：水体污染与水体功能的衰退,三、城市生态系统的物理环境,73,5.城市水文与水污染 （2）城市水资源 在当前技术条件下可供工业、农业和生活所需的那一部分水。通常理解为可

36、供城市用水的地表水体和地下水体中每年得到补给恢复的淡水量。处理后的工业和城市生活污水回用于工业、农业和生活杂用用水，作为城市水资源的组成部分。 我国水资源现状： 水资源相对较少：人均水资源占有量2100立方，109位 水资源分布不均匀：时间、空间 水环境恶化：地下水漏斗，水污染（环渤海海水入侵）； 水资源利用率低：农业，工业,三、城市生态系统的物理环境,74,湖南大旱泥水充渴,干涸了的乾陵水库,来自污染河流的渠水,75,延长村民赶着毛驴驮水,黄土高原上小学生在拉水,干旱摧残的陕北统万城,干旱导致的土地沙漠化,76,中科院栾城站,77,黄海平原地下水开采率,78,5.城市水文与水污染,三、城市生

37、态系统的物理环境,全国各地区城市供水情况（2010年）,79,5.城市水文与水污染 （2）城市水资源 水资源的合理利用与保护： 加强水利基本建设：长江三峡 节约用水：滴灌 水资源的区域调节： 南水北调 加强废水利用：中水回用 适度开采地下水 综合利用水资源,三、城市生态系统的物理环境,80,81,82,83,5.城市水文与水污染 （3）城市水文特征： QW=（P+Ri+G+Ti）-（E1+E2+R0+M+S+T0） P为降雨量。年降雨量城市比农村地区多5-15%，暴雨多10-15% Ri为河流等流入水量：非常高，有的达到降水量的几倍 G为地下水提取量：非常高 Ti为上水管道进水量：高 E1为地

38、表蒸发水量：减少 E2为植物蒸腾水量：减少 R0为径流流出水量：比郊区少 M为渗入地下水量：减少。注意洪水 S为生态系统组分内储水量：减少 T0为下水管道出水量：高,三、城市生态系统的物理环境,84,5.城市水文与水污染 （4）城市的水污染 城市水污染(water pollution):有害物质进入水体的数量足以破坏城市水资源，使其丧失使用价值，或对环境和生物造成不利影响的现象。污染主要来源是工业废水与生活废水。 全国90%以上城市水域污染严重。7亿人饮用被有机物污染的水。我国的近3亿城市居民，正面临水污染这一世界性的问题。 城市降水：雨、雪、冰雹等 污染来源 城市径流,三、城市生态系统的物理

39、环境,85,5.城市水文与水污染 （4）城市的水污染 无机物的污染：无机盐、氰化物、重金属等 有机物的污染：耗氧污染物，难降解的有机污染 分类 生物污染：病原微生物，水体富营养化 热污染：污染水+热水=死水 放射性物质污染：,三、城市生态系统的物理环境,86,人类生活中使用的化学品日益增加（洗衣粉、洗涤剂、洗相液等），随生活废水排出形成水污染。加之城郊农田的农药、化肥使用量不断增加，中国城市区域的地面水污染普遍严重，并呈恶化趋势。 1940s，美国胡克尔电力化学公司买下纽约州近1000m的河道来倾倒化学废弃物，11年里达到21，000t, 后掩埋卖出。新主盖房子校舍等，后地下水上升（雨水融雪）

40、，污染物排除，造成居民的疾病和死亡。,87,中国水污染问题 长江、黄河、珠江、淮河、松花江、辽河、海河七大水系无一幸免，一半河段受到严重污染。滇池是中国著名的高原淡水湖，已造成严重的水质污染，湖中已查明的有机污染物达72种。全国城市地表水更不容乐观，污染达80%以上，地下水的形式也十分严重，据对27个城市地下水调查，属稍差、很差的就有21个，占78%。 废气（waste gas）废水(waste water) 废渣(waste residue)固废（solid waste）,88,89,6.城市土壤与土壤污染 （1）城市土壤环境 物理性：土体结实，团粒结构破坏，透水性差，湿度小 化学性：PH值

41、低，人为侵入体以及重金属物质。 环状分布：不同强度的人为影响下，城市土壤也呈现同心圆分布。 （2）城市土壤污染 水污染性污染：污水灌溉 大气污染性污染：干沉降、湿沉降（酸雨） 固体废弃物污染性污染：垃圾、废渣等固体废弃物。,三、城市生态系统的物理环境,90,人为干扰、环境污染 南京城区土壤正渐渐死去,一片树叶落在土壤上，很快就可能被土壤“消化”得无影无踪。土壤具有这样的降解作用，是因为土壤里居住着大量“炊事员”，它们被称为微生物。微生物含量的高低，决定着土壤的各种“能力指标”。 但是，一个现实却让专家无奈。最近，南京农业大学农业资源与生态环境研究所潘根兴教授在对南京市不同功能区表土微生物活性分

42、析调查时却发现，南京土壤微生物区系受到了人为活动较大的干扰，其中新开发区和交通商业区土壤中微生物含量最低，土壤的降解能力正在丧失。 “香蕉皮理论”的背后感受土壤能力下降,91,苏南土壤污染严重 南京部分地区不能种植食品,昨天，农产品质量安全研讨会在南京举行。中国科学院南京土壤研究所披露了该所新近完成的一项调查结果，小麦、大米、面粉里铅检测率高达88.1%. 苏南土壤重金属污染已经十分严重，南京的江心洲、八卦洲、梅山钢铁厂附近由于土地污染严重，已经不太适宜种植蔬菜果品粮食，建议发展观赏性植物。 耕地只能说是“马马虎虎”。秦淮河流域地区汞超标，沿江地区则镉污染超标。 在南京地区，此次调查还选择了梅

43、山钢铁厂、江心洲、八卦洲三地为典型地区，在梅山附近地区抽取了93个土壤样品，除了银污染稍轻外，锌、铬等6种重金属污染都很严重，其中汞超过国家二级标准。江心洲、八卦洲的土壤则是镉污染严重，而在两地种植的产品中则发现镉、铅金属污染严重。赵其国院士介绍，像江心洲、八卦洲地区建议不能再种植大米、蔬菜果品等农产品，应该以生态建设为主，可种植一些观赏性植物，而像秦淮河流域，则不太适合继续种植大米等农产品。(记者刘峻),92,苏南土壤污染严重 南京部分地区不能种植食品,昨天，农产品质量安全研讨会在南京举行。中国科学院南京土壤研究所披露了该所新近完成的一项调查结果，小麦、大米、面粉里铅检测率高达88.1%.

44、苏南土壤重金属污染已经十分严重，南京的江心洲、八卦洲、梅山钢铁厂附近由于土地污染严重，已经不太适宜种植蔬菜果品粮食，建议发展观赏性植物。 耕地只能说是“马马虎虎”。秦淮河流域地区汞超标，沿江地区则镉污染超标。 在南京地区，此次调查还选择了梅山钢铁厂、江心洲、八卦洲三地为典型地区，在梅山附近地区抽取了93个土壤样品，除了银污染稍轻外，锌、铬等6种重金属污染都很严重，其中汞超过国家二级标准。江心洲、八卦洲的土壤则是镉污染严重，而在两地种植的产品中则发现镉、铅金属污染严重。赵其国院士介绍，像江心洲、八卦洲地区建议不能再种植大米、蔬菜果品等农产品，应该以生态建设为主，可种植一些观赏性植物，而像秦淮河流

45、域，则不太适合继续种植大米等农产品。(记者刘峻),93,7.城市建筑 （1）城市建筑的分类 居住建筑：从单纯居住到工作、休闲 城市公务建筑：厂房、写字楼、学校、医院等 城市公益建筑：广场、博物馆等,三、城市生态系统的物理环境,94,7.城市建筑 （2）城市居住条件 现代居住条件包括： 足够的居住面积：人均住房面积达到10-20平方 合理的空间分割：家庭成员的功能要求 充分的水电供应 良好的周围环境 便利的交通出行：居住区周围400米内有公交 理想的住宅还包括：有益于人们的身心健康，充分利用自然能源（现代建筑物用能占45%），尽量利用太阳能、风能等，物质的循环利用，减少对环境的负面影响。,三、城

46、市生态系统的物理环境,95,7.城市建筑 （3）建设建筑所带来的环境问题 对环境的影响：城市气候、降水、地表径流等 建筑产生的环境污染：视觉污染、光污染、热源污染、不合格建筑材料和装饰材料的挥发性有毒物质。 室内环境的污染：居住，工作环境 高层建筑对城市人群的生理和心理影响：视觉恐怖，感觉恐怖和噪音恐怖。,三、城市生态系统的物理环境,96,绿色建筑：绿色建筑就是指在建筑生命周期(选址、规划设计、施工、使用管理及拆除过程)中，以最节约能源、最有效利用资源的方式，建造最低环境负荷情况下最安全、健康、高效及舒适的居住空间，达到人及建筑与环境共生共荣、永续发展。 绿色建筑 green building

47、在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材) 、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。,三、城市生态系统的物理环境,97,绿色建筑与一般建筑有六大区别,首先，一般建筑在结构上趋向于封闭；而绿色建筑的内部与外部采取有效连通的办法，会对气候变化自动进行适应调节。 其次，一般建筑随着建筑设计、生产和用材的标准化、产业化 ，“千城一面”；而绿色建筑推行本地材料，建筑将随着气候、自然资源和地区文化的差异而重新呈现不同的风貌。 第三，一般建筑是一种商品，批量化生产，低成本建设，自我创造形象；而绿色建筑则将被看作一种资源，建筑及其城市发展都将以

48、最小的生态和资源代价，在广泛的领域获得最大利益。 第四，一般建筑追求“新、奇、特”和“大、洋、贵”，追求标志效应；而绿色建筑的建筑形式将从人与大自然和谐相处中获得灵感，“美存在于以最小的资源获得最大限度的丰富性和多样性”。 第五，一般建筑能耗非常大；绿色建筑极大地减少了能耗，甚至可以自身产生和利用可再生能源。一般而言，发电节能提高5%、汽车节能提高10%极为困难，而建筑节能轻易可达50至60%。 最后，一般建筑仅在建造过程或者是使用过程中对环境负责，而绿色建筑是在建筑的全寿命周期内，为人类提供健康、适用和高效的使用空间，最终实现与自然共生，从被动的减少对自然的干扰，到主动地创造环境的丰富性，减

49、少资源需求。,98,8.城市的道路交通 （）城市的道路系统： 在规划中分为快速路、主干路、次干路、支路 不同交通方式的优势和劣势 公路 铁路 航空 管道 水运 步行 自行车,三、城市生态系统的物理环境,99,8.城市的道路交通 （）城市交通所带来的环境污染 燃料燃烧所排放的废气： 运输有毒、有害物质时的泄露 运输中发出的噪音和振动,三、城市生态系统的物理环境,100,9.城市噪声与固体废弃物 （1）噪音：噪声(noise)：从广义上说是指一切不需要的声音，也可以指振幅和频率杂乱，断续或统计上无规律的声振动。 人耳刚刚能够听到的声音为0dB，卡车疾驶产生90dB的噪声，喷气式飞机直降时达140dB。 0dB时，工作时就易感到疲倦。80dB以上的噪声将造成明显的听力损伤