城市生态系统与景观生态规划.ppt

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1、第七章 城市生态系统与景观生态规划,1,（一）城市的定义（联合国）：凡拥有10万人以上，住房、工商业、行政、文化娱乐等建筑物占50%以上的面积，具有发达的交通网络和车辆来往频繁的人类集聚区域。,第一节 城市生态系统,2,城市生态系统 指城市空间范围内,居民与自然环境系统和人工建造的社会环境系统相互作用而形成的统一体，属人工生态系统。,3,城市生态系统,社会、经济系统,自然系统,生物组分,非生物组分,生物组分,非生物组分,城市人群,人工栽培的植物,饲养动物,各种产业部门,城市建筑物、公共设施,各种污染物及公害,植物群落,动物群落,微生物群落,光、热、水、大气、岩石、土壤等,4,1.城市植物,（1

2、）城市植被的特色植被生境的特化城市环境改变了植被的生境。如城市地表改变了土壤结构和理化性质以及土壤微生物成分，大气污染改变光、湿、温和风等气候条件，影响到植物的正常生理活动。所以城市植被处于完全不同于自然植被的特化生境之中。,5,6,植被区系成分的特化一方面是乡土植物种类的减少，另一方面是人布植物的增多；人布植物是指随着人类活动而散布的植物，也叫归化植物。一般认为城市化程度越高，人布植物在植物区系总种数中所占的比例也越大。因此，可把人布植物百分率（归化率）作为评判城市化程度的一个指标。,显著特点是覆盖率低，多呈孤岛状分布，总的特征是自然群落比例少，人工、半人工群落的比例增加。同时出现一些城市中

3、特有的群落类型，如耐践踏的植物群落、宅旁杂草群落以及墙面屋顶群落等。,7,8,植被格局的园林化城市植被的组成、结构、布局均受人为规划的影响。城市建设部制定的城市绿化覆盖率和城市绿地率指标:2000年不应少于30%和25%，到2010年时不少于35%和30%。,9,城市绿化覆盖率指城市绿化覆盖面积（全部绿化种植垂直投影面积）占城市面积的比例。城市绿地率指城市各类绿地的总面积占城市的比例。,10,结构单一化物种减少，树龄（级）受人为影响。演替偏途化城市植被的形成、更新及演替都是在人为干预下进行的，因此，植被演替是一条按人的绿化政策发展的偏途途径。,（2）城市植被的功能城市植被绿化美化环境的景观效益

4、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。,11,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(7.6 oC),增加湿度3%12%（33%），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。,12,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

5、液，可吸附大量飘尘。,13,降低有毒气体浓度及有毒气体对植物的危害几乎所有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。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。,14,杀菌作用：城市植被可以减少空气中的细菌数量，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：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。例如，利用紫花苜蓿、菠菜、胡萝卜、地衣监测SO2。,15,减弱噪声

6、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。,16,2.城市动物,指栖息和生存在城市化地区的动物。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。,17,城市是人类聚居的场所。现代城市中的动物是在自然、人工淘汰和突发变异过程中进行组织和功能自我调节的结果，肯定明显不同于自然环境动物的特性。主要表现在城市区系成分优势种的改变、种的数量的改变、种群数量的改变和分布格局的改变。,18,（1）城市区系成分优势种的改变某些能忍受环境变化，并能与人伴生的有害动物，则变得更加适应城市

7、生态环境，如家栖鼠、蜚蠊等。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大量繁殖，不断排挤熊鼠；流经东京的多摩川河，盛产香鱼、石斑鱼、杜文鱼等清水鱼类，但由于战后污染相当严重，致使这些鱼类濒于绝迹，而鲤科小鱼白票子开始大量繁殖。,19,（2）种的数量的改变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中人造物程度成负相关，即城市中人造物程度越高，野生动物种的数量越少。,20,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。A0型：潜伏层主要在枯

8、枝落叶层和植被落叶层。其中受城市影响最大的是A0型。城市化地区，枯枝落叶被扫除，地面被踏实等，致使A0型蚯蚓完全不能生存。,21,管理城市野生动物应注意以下两点：,为野生动物提供充分的生存空间争取扩大城市的绿地空间，建设城市公园，利用废弃地作为野生动物保护地。建设野生动物的栖息地。改造地形，开挖池塘，修建人工岛，吸引水鸟等，种植多样化的城市植物为野生动物提供食物和隐蔽处。防止人类干扰和伤害野生动物通过教育提高公众的道德水准，减少对野生动物的干扰和伤害。避免人接近动物生育地。,22,1.城市化 通常是指农业人口转化为城市人口的过程。其表现为：空间上城市规模的扩大 数量上农业人口转变为城镇非农业人

9、口 质量上城市居民生活方式的现代化,（四）城市化与城市环境问题,23,逆城市化现象,由于城市人口的高度聚集,导致市区过度拥挤、环境恶化、用地紧张和生活质量下降。城市居民为了追求较好的生活环境，由市区向郊区迁移。,24,3.2 城市化过程中出现的问题：（1）自然生态环境遭到破坏；（2）土地占用和土壤变化；（3）气候变化和大气污染；（4）用水短缺和水污染；（5）城市噪声问题；（6）城市电磁波污染；（7）人口密集，绿地奇缺。,25,2.2 城市土壤污染：水污染：主要由灌溉引起大气污染：工业废气、飘尘、降尘等固体废弃物污染：垃圾、废渣等,26,（3）气候变化和大气污染,由于城市人口密集、工业和交通发达

10、，从而消耗大量的石化燃料，并产生烟尘和各种有害气体，以致于城市内污染源过于集中，污染量大而又复杂。,27,气态污染物硫氧化物：SO2、SO3。氮氧化物：NO、NO2。碳氢化物：化石燃料不完全燃烧的产物。碳的氧化物：CO,可降低血液中的输氧能力而引起死亡。颗粒污染物,28,（1）空气污染空气污染源分点源和面源。点源:集中在一点或小范围内排放污染物的污染源。如工业污染源。,29,（1）空气污染空气污染源分点源和面源。点源:集中在一点或小范围内排放污染物的污染源。如工业污染源。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、森林火灾。,30,城市“热岛效应”指城市气

11、温高于郊区气温的现象。在人口密度大，建筑密度大，人为释放热量多的市区，形成高温中心。在园林绿地地带形成低温中心。,（2）城市气候,31,城市热岛形成的原因:(I)城市下垫面的性质特殊，反射率小而吸收太阳辐射较多。(II)下垫面的建筑材料的热容量,导热率大，贮热多，而释热快。(III)建筑物，道路，广场不透水，地面蒸发小。(IV)有较多的人为热进入大气层。(V)建筑密集，通风不良，不利于热量扩散。,32,防止和减轻“热岛效应”的方法把建筑物表面涂上白色或换上浅颜色的材料，以减少吸收太阳辐射；在路边、花园和屋顶种花栽树，可使城市温度下降；将分散的热源集中控制，提高工业热源和能源的利用率，减少热量散

12、失和释放。,33,城市的风城市风是由于城市生活和生产消耗大量燃料，致使城市内的气温高于周围地区的气温，热气温上升，形成一个低压区，郊区冷空气随之侵入市区构成的空气环流。城市布局，建筑，街道，绿化均影响风速风向。,34,大气污染程度与稳定度成正比，与风速成反比，因此，城市规划中应将向大气排入有害物质的工业企业布置在污染指数最小方位或最大风速的下风方向，居住区则在污染指数最大方位或最大风速的上风方向。,35,对大气有污染工业,对水源有污染的工业,下风向,盛行单一风向,与季风方向互相垂直的郊外,季风,多种风向,最小风频的上风向,布置在河流的下游,污染工业,36,（4）用水短缺和水污染,用水短缺 水是

13、城市存在的基本条件，但世界上很多城市都遇到水资源紧缺问题，城市供水问题当前在世界范围内已成为一个特别尖锐突出的制约性问题。,37,城市水污染无机物污染：酸、碱、盐，氰化物，重金属，颗粒沉淀物有机物污染：耗氧污染物，难降解有机物生物污染：病原微生物，水体富氧化热污染：废热水进入水域，影响生物正常代谢放射性污染：这类物质能在食物链中积累。,38,（5）城市噪声问题,据2001年环境公报，我国对273个城市进行了道路交通噪声监测，6.3%的城市污染较重，49.4%的城市属中度污染，33.0%的城市属轻度污染，11.3%的城市区域声环境质量较好。,39,包括:过响声，如机器运转，喷气发动机的隆隆声、嘶

14、叫声等;妨碍声，声音虽不太高，但妨碍人们的交谈、思考和休息等;不愉快声，如摩擦声、碰撞声、尖叫声等。,40,41,噪声的危害1.干扰睡眠2.损伤听力3.对人体生理的影响4.对儿童和胎儿的影响5.对动物的影响,分类：（1）交通噪声；（2）工业噪声；（3）建筑施工噪声；（4）社会生活及其它噪声。,42,（6）城市电磁波污染 在一些大城市中，城市电磁波污染也日益引人注目。广播和电视台、雷达站、高频热合机、火花塞等都是电磁波污染源。长期暴露在电磁波辐射污染环境中的居民，会出现头晕、脱发等现象。,43,（7）人口密集与绿地奇缺,我国城市人口1990年为26.2%，而1998年则上升为30.4%。随着我国

15、社会经济的不断发展以及户籍制度的改革，城镇人口还会进一步增加。预计到2025年我国城市人口比例将达到58%，2050年则达到70%左右。,44,绿地缺乏 联合国规定的城市人均绿地标准为50-60m2。我国规定的人均绿地标准是7-11 m2，与联合国的标准相差甚远。近几年来，我国城市绿地面积虽有所提高，但由于急功近利，多种植草皮，其生态效益不如树木，这也是新的问题。,45,2.城市景观特点,2.1 以人为主体 城市景观都是人造的或人为地配置或调整过的；多种主要生态过程，也是在人为控制或影响下进行的。人类活动强烈影响着城市景观的自然条件、水文状况、气象特点、地表结构、动植物区系等。,46,2.2

16、城市景观的生态脆弱性 由于城市景观系统对人类调控的高度依赖性，城市的自然生态过程被大大简化和割裂，一旦人类活动失调，就很容易导致城市功能，特别是城市生态衰退，城市的总体可持续性和宜人性下降。,47,2.3 城市具有较低的景观多样性 城市在建设过程中，对绿地、河流等自然、半自然景观往往很不重视，因此城市中往往成为人工水泥“森林”的聚会之地，令人有很强的压抑感。,48,2.4 城市景观具有较高的破碎性 城市内四通八达的交通网络，贯穿整个市区景观，将其切割成许多大小不等的斑块。2.5 城市景观具有梯度性 对于单核心城市，由市中心到城市边缘，人类活动的强度逐渐降低，方式也有所改变。,49,生态敏感区包

17、括城市中的河流水系、湖滨水区、山丘台地、江边海滩、特殊或稀有植物群落、部分野生动物栖息地等；文化敏感区是城市景观中具有特殊或重要历史、文化价值的地区，如文物古迹、革命遗址、历史遗址、风俗聚落等等。,（一）环境敏感区的保护,50,资源生产敏感区：有城市水源涵养区、新鲜空气补充、土壤维护、野生动物繁殖区；天然灾害敏感区是城市地区对人类具有特殊价值或具有潜在天然灾害的地区，这些地区往往因人类的不当开发活动而导致环境负效应。包括城市可能发生洪患的滨水区、地质不稳定区、空气严重污染区等。,51,（二）城市生态绿地规划,2.1 城市生态绿地规划的原则(1)保护优先原则根本性原则必须改变“先建设再恢复”的模

18、式更多保留城市中自然环境和自然风景，减少城市扩展和建设对原始生境的破坏，保留更多的自然植被和自然地形，在城市中营造野生动物栖息地。,52,(2)乡土化和地带性原则优先选择地带性和乡土植物,53,(3)物种多样性原则物种多样性是城市绿地自然化，提高绿地生态功能的基础，是绿地生态设计的目的。,(4)群落稳定性原则城市生态绿地设计应重点关注绿地植物群落的稳定性，利用植物种间关系和生态位理论，建立稳定并具有自我维持能力的植物群落。,54,(5)经济性原则通过保留自然生境、充分利用乡土树种和地带性植物、建立雨水汇集系统实现水资源循环利用。重视群落自我维持及支持自然演替的养护管理，达到节省养护投入。要在资

19、源循环利用、减少劳力和机械投入、控制化肥农药的使用下，创造优美、自然的城市绿地景观。,55,2.2 城市生态绿地建设途径,(1)生态公园自然化和乡土化设计是生态公园的最大特点。1925年，荷兰海尔勒姆附近建造了包括树林、池塘、沼泽地、欧石楠丛生荒野、沙丘在内的绿地公园。1977年，伦敦建成William Curtis生态公园。1992年，德国斯图加特市公共绿地开始自然化。2000年，加拿大许多城市开始野草回归城市。,56,生态公园的理念,生态公园注重乡土植物，充分发挥自然的力量，依靠自然植被的拓展建立多生境的植物群落，构建生物多样、接近自然演替的生态系统。最终达到“公园的自然化”。,57,生态

20、公园的建设：从尽量减少养护费开始：禁用杀虫剂和化肥，不修剪或一年只简单修剪一次草坪，在绿地中有意划出一些让人踩的草坪和足球场地。尽量使植物配置更具自然性，有意识地种植一些树木组群，使公园更具有自然化特征。“城镇里的大自然”,58,伦敦是在20世纪80年代中期开始注意到城市天然植被的价值。城市的公园绿地、树林地、闲置地、荒野地、废弃铁道和建筑地、河岸与池塘湿地开展生态资源调查,结果发现:由单一草坪和树木形成的大面积公园绿地中,生物种类极少,鸟类不超过10种,蝴蝶一只也观察不到。相反,在生长着野花野草的公园角落里,鸟类多达25种,蝴蝶20种。学者们把由单一草坪和树木组成的绿地命名为“Green D

21、esert”(绿色荒漠),意指那里看上去虽是绿色,却与生态恶劣的沙漠没有本质区别。,59,政府彻底改变了传统的绿化思路,开始高度重视城市天然植被的保护。他们采取的方法有:1、在城市现有的公园中隔离出天然植被生长区;2、为城市社区建设以天然植被为主的自然公园;3、让城市路边绿地和树林地中生长出野花野草来;4、让城市废弃的铁路地带、旧厂房地带中的天然植被茂盛生长,并使其与城市的公园绿地、树林地和荒野地连通,以形成城市中野生动物和植物种子传播通道。,60,(2)自然保留地,自然化是城市绿化发展的趋势。自然的生态恢复，让人们在久别自然之后，重新在城市中回归自然。城郊结合部的绿化已成为许多扩展中的城市绿

22、地系统规划的重点地区。,61,(3)城市森林,首先在美国和加拿大兴起，1962年肯尼迪政府在户外娱乐资源调查报告中，首先使用“城市森林”这一名词。城市森林的范围很广，涉及城市市政、水域、野生动物栖息地、户外游憩场所、园林设计和抚育管理等多方面内容。城市森林致力于建立城乡一体化的森林生态系统，形成大区域的绿化。,62,植物选择乡土植物和地带性植物先锋树种蜜源植物和结实植物观花植物自播植物病虫害防治,63,2.3 城市特殊空间的绿化,2.3.1 城市特殊空间的定义和类型,定义：指城市建筑物的立面和屋顶，围墙、坡道等城市建筑中垂直、水平和斜向的空间。,64,特殊空间绿化的类型建筑物外平面绿化：屋顶、

23、高架、人工铺装地面建筑物内平面绿化：室内空间、地下空间立面绿化屋顶绿化和垂直绿化是最成功的，如楼顶花园,65,2.3.2 特殊空间绿化效益,生态效益降低城市负荷，减少城市对资源和能源的需求，缓解城市生态系统对其它生态系统的压力。改善城市小气候。城市热岛效应降低（降低温度）,66,社会效益缓解绿化用地矛盾调节人类生理和心理，有效缓解社会工作压力。经济效益屋顶娱乐场所可提高建筑物的商业价值。好的城市景观有利招商引资。,67,2.3.3 特殊空间绿化的设计建造技术,屋顶绿化的不利因素地形承重土壤风力投资,68,屋顶绿化设计承重结构设计：轻质量防渗设计双层防水、硅橡胶防水涂膜法给排水设计喷灌系统，防阻

24、排水管道防风设计：固定,69,屋顶绿化植物栽植植物选择原则：耐旱、喜光、矮小、浅根、抗风灌木，球根花卉和草坪，藤本植物,植物栽植方法：覆土栽培、盆栽、池栽、立体种植（栅架、垂吊、绿篱、攀缘种植）,70,2.3.4 城市特殊空间绿化的限制因素,开发商不认可特殊空间绿化的建设模式费用、养护建筑科学的滞后和配套建筑材料的缺少大众环境意识相对淡薄,71,今后发展方向盈利性屋顶花园的建设宾馆、饭店、高级办公楼顶绿化后开设酒吧茶座等休闲、娱乐性屋顶绿化写字楼、居住区屋顶绿化后配上少座椅，缓解工作疲劳生态性屋顶绿化科研性屋顶绿化,72,城市生态基础设施建设的景观战略,（1）维护和强化整体山水格局的连续性 中

25、国古代的城市地理学家们甚至把整个华夏大地的山水格局，都作为有机的连续体来认知和保护。城市是区域山水基质上的一个斑块。因此，城市扩展过程中，维护区域山水格局和大地机体的连续性和完整性，是维护城市生态安全的一大关键。,73,（2）保护和建立多样化的乡土生境系统,在大规模的城市建设、道路修筑、及水利工程以及农田开垦过程中，我们毁掉了乡土植物生境和生物的栖息地。,74,（3）维护和恢复河道和海岸的自然形态,治理城市的河流水系往往被当作城市建设的重点工程，“民心工程”和政绩工程来对待。耗巨资进行河道整治，而结果却使欲解决的问题更加严重。进而产生不当的管理措施。,75,不当的规划管理措施水泥护堤衬底多种多

26、样的生境被破坏，导致生物多样性降低。水的自净能力消失殆尽。切断了地下水的补充通道，导致地下水文地位不断下降。,76,裁弯取直 弯曲、多样的河流形态至少有三大优点：其一，它们为各种生物创造了适宜的生境。其二，减低河水流速，蓄洪涵水，消弱洪水的破坏力。其三，尽显自然形态之美，为人类提供富有诗情画意的感知与体验空间。,77,高坝蓄水,迫于能源及经济生活之需，大江、大河上的拦腰水坝。而当所剩无几的水流穿过城市的时候，人们往往不惜工本拦河筑坝，以求提高水位，美化城市，从表面上看是一大善举，但实际上有许多弊端。,78,高坝蓄水后果：其一，变流水为死水，富营养化加剧，水质下降丧失生态和美学价值。其二，破坏了

27、河流的连续性，使鱼类及其它生物的迁徙和繁延过程受阻。其三，影响下游河道景观，生境破坏。其四，丧失水的自然形态。,79,（4）保护和恢复湿地系统,湿地是地球表层上由水、土和水生或湿生植物(可伴生其它水生生物)相互作用构成的生态系统。湿地被誉为“自然之肾”。,80,（5）将城郊防护林体系与城市绿地系统相结合,一些沿河林带和沿路林带，往往在城市扩展过程中在河岸整治或道路拓宽过程中被伐去。其它林网也在由农用地转为城市开发用地过程中被切割或占用，原有防护林网的完整性受到严重损坏。,81,（6）开放专用绿地，完善城市绿地系统,单位制是中国城市形态的一大特征，围墙中的绿地往往只限于本单位人员享用，特别是一些政府大院，大学校园。事实上，让公众享用开放绿地的过程，正是提高其道德素质和公共意识的过程，在看不见的保安系统下，一个开放的绿地可以比封闭的院绿更加安全。,82,（7）建立乡土植物苗圃,在中国广大城市的绿化建设中除了不惜工本，到乡下和山上挖大树进城以外，却很难看到各地丰富的乡土物种的使用。人们在城市大街上可见的绿化植物品种单调，且往往多源于异地。究其原因：一是观念，即城市建设者和开发商普遍酷爱珍奇花木，而鄙视乡土物种；其二，缺乏培植当地乡土植物为苗圃系统。,83,