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城市生态学

• 本课程的着重点城市气候学与城市自然环境城市生态系统的特点城市中的环境

问题城市园林绿地与绿化城市生态环境管理与规划城市生态系统研究方法举例城市规划理念、思路与方法城市生态评价与生态可持续发展规划目标

1 城市与城市生态学

1.1 城市的发展与城市化

1。1。1 城市的概念和城市的形成与发展

城市(city)—是非农业人口为居民主体, 以空间与环境利用为基础, 以聚集经济效益为特点，以人类社会进步为目的的一个集约人口、经济、科学技术和文化的空间地域综合体 —人类社会与地域空间的高度结合《》

• 城市的形成(三次社会分工与私有制）

1 第一次：畜牧业与农业分离—聚落（城市胚胎）第二次:农业与手工业分离—产生聚落中心第三次：手工业与商业分离—“市\"(集）形成 2 私有制产生—聚落争斗防卫—“城”(镇）形成

• 城市的发展自然条件:大河冲积平原区；经济技术发展水平：冲破自然束缚向外扩张拓展城市景观发展变迁过程：自然→人工：原始自然景观- — 新石器及青铜时代景观— - 铁器时代末期景观— 约公元前1000—历史乡村景观—1100~1800—传统农业景观—1800~1950—现代农业景观—1950～—城市化景观

《》海岸地面抬升（1cm/a)促使港口向河流下游深水处迁移, 船只吨位（吃水深度)的增加亦加速了该过程—港口城市形成 1.1.2 城市化与城市问题

城市化（urbanization）—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口  质量上城市居民生活方式的现代化

城市人口增长: (以前)自然®（目前）机械

城市化(urbanization)-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口  质量上城市居民生活方式的现代化

城市人口增长: （以前)自然®(目前)机械

《》城市化发展过程孤立农家 ® 市井集镇 ® 老工业区 ® 新工业区《》交通线形式对不同城市景观类型形成的影响《》深圳市的土地利用变化《》欧洲的城市化发展

• 城市问题：由于城市化的发展和城市人口、工业、建筑的高度集中，带来了一系列的～~.当城市人口膨胀到一定程度，城市扩大到一定规模时，势必造成城市用地紧张、交通拥挤、住房短缺、基础设施滞后、环境污染、生态条件恶化，并导致失业率增加和犯罪率上升等一系列现代城市社会弊病。

城市化的生态后果一、城市化的特点

• 人口集中产业集中能源结构改变需水量增加信息传递快速不透水地面增加绿地减少

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人们相应的生活习惯的改变

二城市化的优、缺点（一）优点 (二）缺点 1。2 城市生态学的研究对象、目的、任务 1。2.1 城市生态学

经典的生态学研究生物与其生活环境之间的相互关系。其研究对象主要是：

生物个体 (个体生态学 autecology)

生物种群 (种群生态学 population ecology）生物群体 (群落生态学 synecology）

生态系统 (生态系统学 ecosystem ecology）

—将某一环境及其中的生物群体结合起来加以研究,目的是阐明生态系统的机制。现代生态学强调的这种机制，主要指生态系统中物质和能量的流动。

• 城市生态学 (urban ecology） — 生态学的一个分支, 是以城市空间范围内生命系统和环境系统之间联系为研究对象的学科.由于人是城市中生命成分的主体，因此也可以说，城市生态学是研究城市居民与城市环境之间相互关系的科学。其研究内容主要包括：

• 城市居民变动及其空间分布特征（城市人口的生物特征、行为特征、社会特征研究） • 城市物质代谢功能及其与城市环境质量之间关系(城市物流、能流及经济特征研究) • 城市自然生态变化与城市环境的互动影响(城市生物及非生物环境的演变过程研究)

• 城市生态管理与（城市交通、供水、生活废物处理及其中的物质、能量利用, 社会、自然和谐，系统动态方法研究)

• 城市自然生态特征的指标体系及城市合理容量

对城市进行生态学研究, 仅仅运用自然科学的原理是不够的.这首先因为城市是人类社会的产物, 所以有关生态学的研究也必然涉及社会科学的不同领域。人类往往不能适应城市生活的自然环境，要按照自己的意愿，如按照传统、政治、经济状况等改造城市。这种改变常常不可能不使城市生态系统受到影响，而且是影响到城市的自然和社会各个方面, 因此城市生态学必然要运用到自然科学和社会科学两方面研究领域的成果与方法。

1.2.2 城市生态学研究的流派

城市生态学的研究起源于欧美, 然而北美的城市生态学概念和西欧的城市生态学概念并不完全相同。西欧的城市生态学是由自然科学家，特别是植物学家所首先创立, 在以后的研究中，也一直基本保持着自然科学的性质。把非自然科学亦纳入城市生态学研究范畴的观点，仅仅是在近期才开始被德国和其他一些欧洲国家所接受。在北美洲,城市生态学植根于社会科学。Robert E. Park-芝加哥学派著名的代表人物之一, 在1926年就已开始讲授“城市生态学”课程, 其内容是“城市和社会之间关系的多样性”.北美的城市生态学概念, 从一开初到现在, 始终比西欧的城市生态学概念具有更浓烈的社会科学色彩。特别是在其发展初期, 纯粹属于社会科学。随着时间的推移，城市生态学概念在西欧和北美间开始相互协调，逐渐趋于统一。在欧洲，城市生态学的概念正在逐渐扩展自己的含义；在北美，自然科学方面的研究(如气候学、绿地建设和城市园林树木的意义等), 已在有关的城市环境规划中获得了广泛的应用。

1。2.3 我国的城市生态学研究

我国城市生态学的研究起步较晚,但发展很快。

1984年12月在上海举行了“首届全国城市生态科学研讨会”, 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。这次会议标志着中国城市生态研究工作的开始。以后的研究首先将注意力集中在把城市生态理论研究应用到城市规划、建设和管理实践中去, 主要是对一些大城市进行生态系统工程方面的研究。

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1983～1985年间组织的“天津市城市生态系统与污染防治综合研究”；“北京市城市生态系统特征及其环境规划的研究”等.这些研究为制定城市总体规划、城市经济发展规划、城市环境保护规划和城市管理措施等提供了决策依据。

在城市生态系统个别组分的研究方面，有江苏植物研究所等开展的南京市“城市空气污染与某些植物种的关系”的个体生态研究.

此外在北京以及其它城市还有一些有关城市生态决策支持系统方面的研究,目的是为城市规划、环境管理与决策者提供信息支持、方法支持和知识支持.

• 城市生态学研究现阶段研究方向: 为使城市发展步入正常良性循环轨道，为使日益严重的城市问题得到妥善解决, 应该

• 分城市职能类别开展城市生态的深入研究（以政治文化、工业企业、风景旅游、交通枢纽、商贸金融、港口运输等各类城市进行研究);

• 城市生态的单项基础性研究(要构建城市总体模型，首先应有单项基础研究, 如有关城市植被、植物区系、动物区系、水文、气候、土壤等以及有关城市交通、人口居住、环境美化方面的研究）；

• 城市生态环境管理及规划研究

2 生态学有关概念与原理

2。1 生态平衡及其反馈调节机制

• 生态平衡（ecological equilibrium)—

指生态系统的一种相对稳定状态。当处于这一状态时, 生态系统内生物之间和生物与环境之间相互高度适应，种群结构和数量比例长久保持相对稳定, 生产与消费和分解之间相互协调, 系统能量和物质的输入与输出之间接*衡。生态系统平衡是一种动态平衡，因为能量流动和物质循环仍在不间断地进行, 生物个体也在不断地进行更新.

• 负反馈机制（negative feedback mechanism）

生态系统的平衡靠负反馈机制维持.生态系统中的反馈现象十分复杂，既表现在生物组分与环境之间，也表现于生物各组分之间及结构与功能之间, 其中起主要作用的是能够使系统达到和保持平衡或稳态的负反馈机制。负反馈是指系统或其中某成分因一系统输入而在输出上产生一响应变化趋势，该响应变化又反过来作用于导致产生该响应变化的系统输入, 使该输入受到抑制从而衰减之（见下页图示).《》生态系统负反馈环作用示意图《》兔与植物种群之间的负反馈环《》狼、兔、植物种群之间的双重负反馈环

当自然生态系统处于平衡状态时, 生物种类通常较多, 结构复杂，食物链网错综, 对外界的干扰有较强的抵御能力，功能发挥亦较稳定。有人称此为多样性-稳定性学说.此时系统内各物种通过竞争和生态适应，占据各自独特的生态位, 彼此协调相处，对环境资源的利用较为充分；同时复杂的食物网结构使能量和物质可通过多种途径

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流动, 一个环节或途径发生了损伤或中断，可以由其他方面的调节所抵消或得到缓冲，从而使整个系统不易受到致命伤害.

然而生态系统的稳定性（stability）至少包含两方面的涵义(其他有持久性persistence等）:

抵抗力(resistance）—系统抵御外界干扰使自身不致受到伤害的缓冲能力，抵抗力越强则系统越不容易出现伤害或崩溃现象。

恢复力(resilience)-当系统遭到外界干扰致使系统受损后迅速修复还原自己的能力，恢复力越强则系统恢复（restoration）到正常的时间越短。

两者难以兼得，恢复力强则抵抗力弱，反之亦然（见下二页图）。 • 生态平衡失调与生态危机

现实中生态系统常受到外界的干扰, 但干扰造成的损坏一般都可通过负反馈机制的自我调节作用使系统得到修复, 维持其稳定与平衡.不过生态系统的调节能力是有一定限度的。当外界干扰压力很大，使系统的变化超出其自我调节能力限度即生态阈限(ecological threshold)时，系统的自我调节能力随之丧失。此时，系统结构遭到破坏, 功能受阻，整个系统受到严重伤害乃至崩溃，此即生态平衡失调.

严重的生态平衡失调, 从而威胁到人类的生存时，称为生态危机（ecological crisis）—由于人类盲目的生产和生活活动而导致的局部甚至整个生物圈结构和功能的失调。

生态平衡失调起初往往不易被人们觉察，如果一旦出现生态危机就很难在短期内恢复平衡。因此, 人类应该正确处理人与自然的关系, 在发展生产，提高生活水平的同时, 注意保持生态系统结构和功能的稳定与平衡, 实现人类社会的可持续发展（sustainable development)。

2.2 生态学的一般规律

这里仅着重对生态学的一般规律进行简要概括。生态学所提示或遵循的下述一般规律, 对搞好城市生态环境保护，发展工业生产, 保障居民生活等均有指导意义。

• 相互依存与相互制约规律

反映生物间及生物与环境间的协调关系, 主要是普遍的依存与制约关系，亦称“物物相关” 和“相生相克\"规律生态系统中的（同种或异种)生物间, 不同生态系统间，甚至生态系统中的生物与环境之间, 均存在相互依存和相互制约的关系, 亦可以说彼此影响.这种影响有些是直接的，有些是间接的, 有些是立即表现出来的，有些需滞后一段时间才显现出来。一言以蔽之, 生物之间和生态系统间的相互依存与制约关系，是普遍存在的。因此，在城市建设和城市居民生活中，特别是在需要排放污染、倾倒废物、喷洒药品、采伐、开山、筑路、修建大型给水工程及其它建设项目时, 务必注意调查研究, 摸清自然界诸事物之间的相互关系，对与某生产活动有关的其它事物也加以通盘的考虑, 包括考虑此种活动可能会产生的影响（短期的和长期的、明显的和潜在的), 从而做到统筹兼顾，全面安排.

• 物质循环与再生规律

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生态系统中，生物借助能量的不停流动，一方面不断地从自然界摄取物质并合成新的物质, 另一方面又随时分解为原来的简单物质，即所谓“再生”, 重新被系统中的生产者植物所吸收利用, 进行着不停顿的物质循环.因此要严格防止有毒物质进入生态系统，以免有毒物质经过生物放大作用和多次循环后富集到危及人类的程度。

至于流经生态系统中的能量，通常只能通过系统一次，当能量经食物链转移时, 每经过一个营养级, 就有大部分能量转化为热散失掉，无法加以回收利用。因此，为了充分利用能量, 必须设计出能量利用率高的系统。如城市垃圾的处理, 从最初的填埋法到后来的焚化法再进一步到堆肥制取沼气法，便体现了人类逐步掌握生态学的循环与再生规律, 并应用于实践的过程.特别是后者，既能较彻底地消除污染，又能充分回收垃圾中含有的物质养分（有机肥料)和有用能量(沼气)，是较有前途的城市垃圾处理方法。

• 物质输入输出的动态平衡规律

物质输入输出的平衡规律, 又称协调稳定规律，涉及到生态系统中生物与环境两个方面。生态系统中生物与环境之间的输入与输出，是相互对立的关系，当生物体进行输入时, 环境必然进行输出, 反之亦然.生物体一方面从周围环境摄取物质, 另一方面又向环境排放物质, 以补偿环境的损失(这里的物质输入与输出, 包含着量和质两个指标）。

因而，一个稳定的生态系统，其物质的输入与输出总是相平衡的。当输入不足时，会产生生态匮乏，例如一个城市物资供应不足, 必然造成生产生活紧张, 效率下降；反之，当城市物资供应足够但输出不足, 又会导致生态滞留，使环境恶化, 生产生活同样受阻.

• 环境资源的有效极限规律

任何生态系统中, 作为生物生存的各种环境资源，在质量、数量、空间和时间等方面，其供给量和供给速度都有一定的限度, 因而生态系统的生物生产通常都有一个大致的上限。也因此, 每一生态系统对任何外来干扰都有一定的忍耐极限.所以, 采伐森林、捕鱼狩猎等不应超过资源利用的最大可持续产量; 保育某一物种时, 必须保有足够它生存和繁殖的空间；城市排污时，必须使排污量不超过环境的自净能力等。

以上几条生态学的一般规律，是生态平衡的理论基础，也是解决人类当前面临的人口、粮食、能源、资源、环境等五大问题的理论基础。许多科学家认为，解决这五大问题，核心是控制人口的增长，即维持人类自身种群数量的稳定, 做到与地球生物圈协调共处，从而实现既满足当前人类需要, 又不危及后代子孙生存的可持续发展（sustainable development)。

3 城市气候学

• 影响城市气候的因素城市的辐射和日照城市的热量平衡与城市热岛效应城市的风

及局部环流城市的降水及水分平衡城市的大气污染及与城市气候的关系城市气候与城市规划和城市建设 3.1 影响城市气候的因素

城市除了受当地纬度、大气环流、海陆位置、地形等区域气候因素的作用外, 还受人类(生产与生活)活动中放出热量及水汽的影响，因而形成有别于近郊区和乡村的局地气候.通常我们称之为城市气候

城市气候所涉及的范围主要包括三个部分：即城市覆盖层、城市边界层和市尾烟气层

城市气候所波及的范围〉城市气候所波及的范围〉

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• 在城市高强度的经济活动中, 要消耗大量能源。据统计一个百万人口的城市，每天要

消耗煤3000t, 石油2800t, 天然气2700t，同时排放出粉尘约150t, 二氧化硫150t, 一氧化碳450t, 一氧化氮100t。当这些粉尘和有害气体进入空气后，会改变大气的组成成分，影响城市空气的透明度和辐射热能收支, 减弱能见度，为云雾提供丰富的凝结核，从多方面影响气候。如果污染物超过大气的自净能力，还会造成城市大气污染. • 由于城市居民的生活和生产活动，如家庭炉灶、取暖、工厂生产、公共交通、人、畜的新陈代谢和其他各种能源燃烧所排放的热量, 使城市比郊区增加了许多额外的热量收入。这种人为的热量在某些中高纬度城市可以接近或超过太阳辐射热量。如在德国的汉堡每天从煤燃烧所产生的热量为167J/cm2, 而冬季地面从太阳直接辐射和天空辐射一天中所得到的热量为175J/cm2.在莫斯科，人为热竟超过太阳辐射热的3倍，对城市增温的影响十分显著。

• 此外由于城市供水、排水的方式和农村不同，在燃烧和某些工业生产过程中还产生一定量的“人为水汽”进入大气，致使城市中的水分平衡与农村有明显差异。

3.2 城市的辐射与日照

 城市太阳总辐射较乡村少污染物浓度大®直接辐射少®散射辐射多®总辐射少  城市下垫面反射率小冬季更是如此。反射率小意味着吸收率高

总体说，城市地面吸收的太阳辐射与乡村差别不大

 城市日照总时数和日照百分率小于乡村

1 大气污染物多，云雾多, 透明度小； 2 热岛效应所引起的对流云经常出现

 城市内部日照地区差异明显此为建筑物遮阴所致, 主要取决于街道走向, 及建筑群高度与街道宽度之比: H/D 北墙冬半年完全荫蔽，夏半年一天两次日照，但时间不长; 南墙每天一次，但随太阳赤纬增加而减少

《》西安（北纬34°)街道可照时间(h） 3。3 城市的热量平衡与城市热岛效应

 热量平衡

人为热的大量输入: 工业生产、家庭炉灶、空调制冷、机动车排放、冬季取暖等下垫面导热率高出乡村3倍，热容量较乡村大1/3倍，因而贮热量大热收入远高于乡村

 城市热岛效应

• 城市热岛(urban heat island)-城市内部气温比周围郊区高的现象,城市气候中最典型的特征之一，无论是在中高纬度或低纬度地区，这一现象均普遍存在. • 城市热岛效应可以从两个方面来分析: 同一时间城市和郊区气温的对比

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同一城市历史发展过程中气温的前后对比

• 城、郊气温对比

 DTu-r-热岛强度=同时间同高度(离地1.5m）热岛中心与近郊的气温差值。  “城市热岛”矗立在农村较凉的“海洋”之上, 国内外均如此:

冬季傍晚上海市区比郊外要高2～5°C; 巴黎城中心年均温比区高1。7°C

城市热岛温度剖面示图〉

郊意

《》

• 城市发展过程

气温的前后对 随城市发展，区呈现越来越的趋势。东京历

时期气温逐年变化可分三个阶段

1920～1942年：气温变化趋势逐年上升(城市发展）

1942～1945年: 气温变化趋势逐年下降（值第二次世界大战期间, 东京城市受到大规模的破坏, 城市热岛效应不存在）

1945~1967年：气温变化趋势逐年上升（战后城市建设迅速恢复, 气温又开始回升）《》日本东京1916～1965年年平均气温的变化

• 城市热岛强度的变化

 周期性日变化: 夜晚强，白昼午间弱年变化：冬秋两季比夏春两季表现更明显，可能归因于冬季城市取暖耗能较多, 释放大量人为热量周变化：明显受工休日周期影响, 周末弱，周内强

《》维也纳城市和郊区气温差值的日变化

《》美国两座城市冬季热岛强度DTu—r（℃）的周变化

 非周期性

1)临界风速：风速大则热岛效应小，超过临界风速时则消失 2）云量：强热岛大多出现在无云的天气状态下

《》北京地区热岛消失的临界风速

 城市热岛强度的地区差异

• 城市热岛强度与城市的

中

比化市出暖如史

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布局形状、城市地形等有密切关系。团块状紧凑布局，城中心增温效应强.条形分散结构,城中心增温效应弱。盆地或凹地,由于风速小，热岛效应特别强,这里不仅抵消了冷空气的下沉作用，反而成为最暖的热岛中心

• 城市规模（面积、人口及其密度等）对热岛强度亦有影响《》城市规模与城乡气温(夜晚)差别的关系

• 城市附近自然景观以及城市内部下垫面性质亦对城市热岛强度起一定作用。无绿化的宽阔街道和广场，到中午时剧烈增温，在夜里又急剧冷却，气温日振幅最大.林荫道和有绿化的广场白昼较凉爽，气温的日振幅较小《》上海市区公园同其附近街道的气温平均差值(℃）

3。4 城市的风及局部环流

 城市热岛环流

• 在天气睛朗无云,大范围内气压梯度极小的形势下，由于城市热岛的存在，城市中形成一个低压中心,并出现上升气流。从热岛垂直结构看来，在一定高度范围内,城市低空都比郊区同高度的空气为暖，因此随着市区热空气的不断上升，郊区近地面的空气必然从四面八方流入城市，风向向热岛中心辐合。

• 此时郊区因近地面层空气流失需要补充，于是热岛中心上升的空气又在一定高度上流回到郊区，在郊区下沉，形成一个缓慢的热岛环流（local heat island

circulation)，又称城市风系.在近地面部分风由郊区向城市辐合,称为乡村风（country breeze)。

• 应该指出，向城市中心辐合的乡村风，并不是很稳定的，它往往具有间歇性或脉动性（周期性),即吹一段时间，要停一段时间。此脉动周期约为1。5~2。0h.这种脉动性在夜间特别明显。

 城市发展对盛行风的影响

• 随着城市的发展，人口增多，建筑物的密度和高度增加,下垫面的粗糙度加大，因而有使城市年平均风速减小的趋势。《》上海历年风速(m/s)

• 城市的平均风速比郊区小。《》上海地区1980年年平均风速示意图

• 城市与郊区风速的差值还因时、因风速而异：一般是白天差值大，晚上小；夏季大，冬季小。

 城市覆盖层内部风的局地差异

• 从城市整体而言,其平均风速比同高度的开旷郊区小，但在城市覆盖层内部风的局地性差异很大。有些地方风速极微;而在特殊情况下，某些地点其风速亦可大于同时期同高度的郊区。造成城市覆盖层内部风速差异的主要原因是由于街道的走向、宽度、两侧建筑物的高度、形式和朝向不同, 当风吹过城市中鳞次栉比、参差不齐的建筑物时, 因阻

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障效应产生不同的升降气流、涡动和绕流等, 使风的局地变化复杂化.

• 盛行风遇到不能穿透的建筑物时, 在迎风面上一部分气流上升越过屋顶, 一部分气流下沉降至地面, 另一部分则绕过建筑物的周侧向屋后流去。当盛行风向与街道平行时, 由于狭管效应，风速会加大。如果风向与街道成一定角度则风受阻而速度减小。在街道中部风速要比人行道靠近建筑物的部分大些。如果以街道中心的风速算作100%的话, 那么在迎风面的人行道风速为90％, 背风面的人行道风速只有45%。人行道旁如果种植行道树，树叶茂盛时风速将再减低20%~30%; 在公园的浓荫中, 风速更会削弱50%上下.

3。5 城市的湿度、降水及水分平衡

• 城区年均绝对湿度和相对湿度比郊区低欧洲几座城市年平均湿度的城乡差异维也纳柏林特利尔科隆弗罗茨瓦夫慕尼黑 (20年平均）（14年平均) （2年平均) (3年平均）（9年平均） (4年平均）城乡绝对

湿度差(Pa） -20 —20 —50 -40 -50 —25 城乡相对

湿度差（%） —4 -6 —6 -6 —6 —5。5

• 城区比郊区雾多，能见度低

城市多雾的原因，首先是因为人为造成的大气污染，颗粒物质为雾的形成提供了丰富的凝结核.城市中鳞次栉比的建筑物群，增加了下垫面的粗糙度，减少了风速,为雾的形成提供了合适的风速条件。又由于城市热岛环流，郊区农村带来的水汽，使低空辐合上升凝结成雾的机率增大。

• 城市的大雾阻碍交通，使航班停开，增加城市交通事故. 大雾阻滞了空气中污染物的稀释与扩散，加重了大气污染. 城市雾还减弱了太阳辐射,不利于人类与其它生物的生活。

• 城市的降水与水分平衡 1) 城市水分收入项比郊区大

• 城市水分收入比郊区大，首先在于城市中的降水量一般比郊区多，一般比郊区多5%～15％。形成城市降水较多的原因有三：

• 第一，城市热岛效应。城市由于有热岛效应, 空气层结不稳定, 有利于产生热力对流, 当城市中水汽充足时(城市中还有一定量的人为水汽和人工管道供应的水分），容易形成对流云和对流性降水.

• 第二，城市阻滞效应。城市因有高高低低的建筑物，其粗糙度比附近郊区平原大。它不仅能引起机械湍流，而且对移动滞缓的降水系统（如静止锋、静止切变、缓进冷锋等）有阻滞效应,使其移动速度减慢，在城区滞留时间加长, 因而导致城区的降水强度增大, 降水的时间延长。

• 第三, 城市凝结核效应。城市因生产和生活强度较大, 空气中尘粒及其它微粒比周围地区多, 为形成降水提供了丰富的凝结核。

2) 城市下垫面蒸散量和水分贮存量比郊区小

• 城市由于地面一般经人工铺装，植被覆盖率低, 不透水面积大，降雨后雨水滞留地面时间短，地面水分蒸发量及植物蒸腾量均小于郊区。根据在美国东北部一个小流域的观测研究估算: 当流域面积的25％为不透水区时, 其年蒸腾量要减少19％；若不透水面积增加到50％，年蒸腾量减少38%；不透水面积增大到75%时, 则年蒸腾量减少59% • 城市下垫面善于贮存热量，却不善于贮存水分。这自然是由于城市中建筑物密集, 植

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被覆盖率小，又有人工排水管道，降水后水分渗透并贮存在下垫面中极少的缘故。

3）城市径流量比郊区大，峰值出现时间早

• 城市下垫面的水分收入量比郊区多, 而向空气的蒸散量和向下垫面内部的渗透贮存量比郊区少，则其径流量必然要比郊区大得多。

• 城市在降雨后，径流量急剧增高, 很快出现峰值，然后又迅速降低, 其径流曲线非常陡峻, 急升急降。郊区径流曲线则平缓得多, 其峰值比市区低, 出现时间比市区迟，缓升缓降。

《》降雨后城市与郊区径流曲线的图式在城市水分平衡中，上述三个特征对于如何规划城市的排水管道，有极重要的意义。 3.6 城市大气污染与城市气候的关系

• 城市中大气污染物和污染源污染源

 固定源:燃料燃烧、废物焚化、工业生产

 流动源：汽车、火车、轮船、飞机等《》自然环境与城市环境比较: 城市大气污染源

城市大气中的主要污染物分类成分

烟尘,粉尘碳粒，飞灰，碳酸钙,氧化锌,氧化铝硫化物二氧化硫，三氧化硫,硫酸,硫化氢，硫醇氮化物一氧化氮，二氧化氮,氨等氧化物臭氧，过氧化物,一氧化碳等卤化物氯,氟化氢，氯化氢等有机化合物甲醛，有机酸，焦油，有机卤化物，酮等

• 城市大气污染与气象条件

 对大气污染物的稀释和扩散作用

1 风和湍流的影响

风对排入大气中的污染物有显著的输送、冲淡、稀释和扩散作用.

城市中严重的大气污染现象都出现在风速小的时候, 一般在风速£2m/s或<3 m/s时《》大气中污染物浓度与风速的关系必须指出，风速与污染浓度的关系是比较复杂的, 如其它条件相同, 一般呈反比关系.但如果风速剧增，在烟囱的下风方向近地面层反而会出现较高的污染浓度。这是因为烟囱下风方向近地面空气污染浓度不仅与风速有关，也与烟囱的有效高度有关.

烟囱的有效高度：烟囱的实体高度与烟气高度之和，也就是烟流中心线完全变成水平时的高度《》烟囱的有效高度烟囱有效高度越高，下风方向地面浓度也越小，但随着风速增大烟气离烟囱口以后的上升高度随之降低, 从而使烟囱有效高度也随之降低, 这样使地面附近浓度增大。这个效果正好与风速对浓度影响效果相反。所以当风速增大到某一定值时，在烟囱附近的下风方向，就有可能出现最高的地表浓度。特别是当烟气从烟囱口排出的速度小于风速时，烟气就在烟囱背后发生涡流, 在附近建筑物影响下, 涡流卷入涡旋，急速降落地面。这种现象称为下曳气流（downdraft）《》烟囱附近的下曳气流 (使烟囱附近地面层空气形成高浓度污染) 2 大气稳定度的影响

大气稳定度（g): 表示空气是否安于原在的层次，是否易于发生垂直运动, 即是否易于发生对流的量度

假定有一微团空气受到对流冲击力的作用产生上下移动后, 如果该空气微团减速, 并有返回原来高度的趋势，这时的气层对于该空气微团而言是稳定的;

如果空气微团一离开原位后, 就逐渐加速运动, 并有远离起始高度的趋势，这时的气层

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对于该空气微团而言是不稳定的;

如果空气微团被推到某一高度后, 既不加速也不减速，而是随遇而安, 这时的层，对于该空气微团而言，它的稳定度是中性的.

大气是否稳定，通常用周围空气的“温度直减率(γ)”与上升空气微团的“干绝热直减率（γd）”的对比来判断

干绝热直减率γd是每上升100m温度降低1℃.而周围空气气温随高度变化的直减率γ是多种多样的:

• γ>γd：每隔100m高度气温降低很快，空气层处于不稳定状态（不稳定层结）

• γ〈γd：每隔100m高度气温降低很少, 甚至随高度而递增，称为“逆温”，空气层处于稳定状态(稳定层结）

• γ=γd: 每隔100m高度刚好是减低1℃，空气层的稳定度处于中性状态(中性层结) 大气稳定度是影响污染物在大气中扩散的极重要因素

当大气层结不稳定时，热力湍流发展旺盛，对流强烈，污染物容易扩散

当大气层结稳定时，湍流受到抑制, 污染物不易扩散稀释。特别是当有逆温层出现时, 通常风力微弱甚或平静无风, 低空好象蒙上一个“盖子”，使烟尘聚集地表，造成严重污染

从烟囱排出的烟流形状看大气稳定度的影响：  全层不稳定(波浪型）: 晴午后; 烟源附近污染  全层中性(锥型）: 风力较大的夜间出现  全层稳定（扇型）: 晴，风小的夜或晨; 易污染  下层稳定上层不稳定(屋脊型, 上扬型)：日落后不久出现；地面可免受污染

 下层不稳定上层稳定（熏烟型, 漫烟型)：日出后风力微弱时易出现; 下风处严重污染

 对大气污染物的冲洗、凝聚和化学反应影响

 降水的淋洗作用：雨滴在下降过程中捕获颗粒污染物, 从而“清冼大气\"

 雾的凝聚作用: 水汽与凝结核结合形成雾滴. 高浓度的SO2污染常与浓雾相伴出现  光化学反应作用: 高温与强光照下易发生, 光化学烟雾呈浅蓝色，其化学反应复杂

• 城市大气污染实况

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1 城市大气污染的地区差异  不同城市对比

 雷克雅未克(Reykjavik，冰岛首都）：无烟城市，可谓天蓝、地绿、水清、气爽  中国城市: 属煤烟型污染, 北方城市比南方城市更甚, 尤其是在冬天我国因能源结构以煤炭为主，因此各大城市大气污染状况基本上类似

• 同一城市内部不同区域

• 大气污染浓度分布不均匀: 靠近工业区污染最为严重; 靠近市中心的交通和商业区污染次之，也较严重；绿化区稍好些

• 当市内的污染区风速较小, 低空又有逆温层存在时，在市区上空往往形成一穹隆形的尘盖。如果风速达到3。5m/s，就会使穹形尘盖破坏，形成鸟羽状尘盖。在强污染源的排放下, 如果低空层结稳定，地面风能将城市羽状尘盖向下风方向扩展数百千米 <〉城市上空的尘盖

2 城市大气污染的类型及其日变化和年变化伦敦型：

• 大气污染源主要来自工业炉窑和民用炉灶, 使用燃料为煤炭类, 排出的主要污染物为烟尘、SO2、CO等。在冬季因取暖用的燃料较多，排放的烟尘量大, 再加上冬季辐射逆温频率大, 湍流弱，烟尘不易扩散，因此大气中烟尘浓度冬季最高，春秋次之, 夏季最小。日变化烟尘浓度以早晨8时左右为最大洛杉矶型:

• 大气污染源主要来自汽车等交通工具。污染物为汽车尾气排出的一次污染物 NOX、HXCX、CO和铅尘等经光化学变化产生的二次污染物光化学氧化剂PAN。 • 浓度年变化：夏、秋季节(5月~9月)为最浓，冬季最淡.

• 日变化：光化学烟雾只在白天出现，以中午附近为最浓.夜晚无日照，因而不会有污染现象出现。

• 城市大气污染的影响 1 对城市气候的影响

城市大气污染与整个城市气候是相互影响相互制约的。城市中的风、大气稳定度、天气形势、降水、雾、温度和日照等影响和制约着城市大气污染的浓度及其时空分布；而城市大气污染又反过来影响城市的气候。其中最突出的影响有以下几方面:  减少太阳入射辐射和日照时数  增加城市烟雾频率、减小能见度  改变城市的热状况

2 对城市居民健康的危害

 呼吸道疾病、致癌、心血管、消化道、神经系统、泌尿系统疾病等 3 对各种物品的腐蚀

 城市纪念性建筑物（30=500）、艺术品等 4 酸雨及其危害

 pH＜5。6；跨地区、界；我国西南严重，以贵州、重庆、四川盆地较集中；北方较轻

3.7 城市气候与城市规划和城市建设 1 合理布局减轻居住区的大气污染

1914年德国学者Schmaess提出, 在考虑城市布局时, 工业区应布置在主导风向的下风方向，居住区在其上风方向, 以减少居民受工厂烟尘的危害。该原则对欧洲各地比较适用我国在上世纪50年代以来也一直沿用.然而我国属季风气候区，该原则其实并不适用:

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因为我国冬季风与夏季风一般是风频相当, 风向相反的, 在冬季属上风方向的区域夏季就会成为下风方向

此外, 该原则对全年有两个主导风向以及静风频率在50％以上的或各风向频率相当的地区，也都不适用

朱瑞兆于1980年根据我国600多个气象台站1月、7月及年的风向频率玫瑰图进行相似形分类, 将我国按风向大致划分为4大类型区:

• 季风变化型: 中国东半壁多属之，盛行风向随季节变化而转变, 冬季风向偏N, 夏季偏S

• 主导风向型: 一年中不管什么季节都有相同的盛行风向, —内蒙（W），云贵（SW)，青藏(W）

• 无主导风向型：全年风向不定, 各方位风向频率相当, 没有一个较突出的盛行风向, 宁夏-甘肃河西走廊—陇东—内蒙阿拉善

• 准静止风型：全年静风频率在50％以上，年平均风速在1.0m/s以下的地区, 四川，西双版纳

〈〉城市规划风向分区图(朱瑞兆, 1980）

• 季风变化型: 中国东半壁多属之, 盛行风向随季节变化而转变，冬季风向偏N, 夏季偏S

例如南昌市, 冬季盛行北风，风频27%, 加上东北偏北风, 风频为52%；夏季盛行西南风，风频为19％, 加上西南偏南风, 风频为36％，夹角为135°～180°, 全年最小风频方向为西北偏西，风频为0.6％, 工业企业应布置在这个方向，居住区应在东南偏东方向 <>南昌风向频率玫瑰图(于志熙, 1992）

• 主导风向型：一年中不管什么季节都有相同的盛行风向， -内蒙(W)，云贵(SW), 青藏（W）

可将排放有害物质的工业企业布置在常年主导风向的下风侧，居住区布置在主导风向上风侧

• 无主导风向型: 全年风向不定，各方位风向频率相当（〈10％), 没有一个较突出的盛行风向，宁夏-甘肃河西走廊-陇东—内蒙阿拉善

这类区域在城市规划布局时常用污染系数(烟污系数，卫生防护系数） Cp来表示：式中,CP—某方向污染系数

f率

f—某方向风向频CPv速 v—该方向平均风

它说明来自某方向的污染程度，与该方向风向频率成正比，与该方向平均风速成反比.可以计算出各风向的污染系数，并绘成玫瑰图。将向大气排放有害物质的工业企业布置在污染系数最小的方位, 或最大风速风向的下风方向上。居住区在污染系数最大的方位.

• 准静止风型：全年静风频率在50%以上，年平均风速在1.0m/s以下的地区, 四川，西双版纳

在规划布局上，必须将向大气排放有害物质的工业企业布置在居住区的卫生防护距离之外.一般说来, 在风速不大，大气较稳定和地形较平坦的条件下, 污染物质最大着地浓度出现在烟囱烟体上升有效高度10~20倍之间, 因此居民区应布在烟囱有效高度20倍距离之外的地区 <>考虑风对大气污染影响作用的城镇布局图式

上面所指均是对平原地区而言.在地形复杂的山地、海滨或盆地地区，情况较为特殊： • 在一山地的迎风区, 居民区与工厂区的安排按前述原则是适宜的(下页图左边位置）；但在背风区(下页图右边位置)，虽然居民区位于上风方向, 然而因涡流作用, 不但山下工厂的烟尘扩散困难, 并且还会反卷至山坡，对居民区产生严重的污染, 这样的布

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局显然不妥当〈>地形对工厂区布局的影响

• 沿海城市（如日本神户，大阪,横滨，中国的天津等）为了海运方便，往往将工业区设在海滨，生活区放在内地

然而由于海滨地区有海陆风的影响，白天工业区的污染物会顺着海风吹向内地生活区，从而造成污染。世界许多沿海城市均有过这样的“经历\一时成为空气污染防治的难题因而沿海地区城市功能分区应与海岸平行布局〈>海滨地区城市功能分区布局图式

• 在山岭环抱的盆地城市, 气流不通畅，静风日数多, 又因热力作用形成山谷风局地环流, 在夜晚山风作用下, 极易发生“地形逆温”。这些气象条件对污染物的扩散十分不利，在这种城市中不宜建立可能会严重污染环境的工业区 <>谷地昼夜空气环流情况 2 城市总体规划与日照

日照不仅可以杀菌抗病，促使人体生成维生素D，给寒冷的冬季室内增加温暖, 而且更重要的是促进人们的精神爽快和精力充沛, 对人们的健康状况和工作效率起着有益的作用原则: 节约用地，保证建筑物和绿化带有合理日照, 在城市总体规划和小区规划中, 必须考虑日照的变化规律, 根据日照标准，合理确定道路网的方位, 宽度, 建筑物的朝向，间距及建筑形体, 综合考虑通风，采光及调温等，做出合理规划设计

• 建筑日照间距—保证建筑物朝阳面有不过少日照持续时间而留有的建筑物与建筑物间的空地,以间距系数-日照间距与建筑物计算高度的比值, 亦称间距比，来表示

• 建筑日照标准—衡量建筑物日照效果的最低限度指标,因地理位置，气候条件,生活习惯，居住卫生要求和节约用地的不同而异。

日照间距和日照标准两者之间是相辅相成的关系：标准高，则相应的间距大; 间距大则标准高

〈〉室内日照时间指标(吉林省)

通常计算建筑日照标准的日子是以最不利的情况即冬至(12月22日）前后为准.这时北半球太阳高度角在一年中最低, 昼最短，夜最长，只要这一天能达到建筑日照时间的要求，其它所有的时间都能满足要求。但若以冬至为标准日，则要求建筑间距太大，同时使文化、卫生和商业等设施的服务范围增大

举例说，如果北京在冬至日日照保证2h, 其间距系数为 1., 在大寒日（1月22日）日照保证2h, 其间距系数为1. 〈〉北京日照时间和间距系数

由此可见，冬至与大寒二者间距系数相差0.25。若以冬至为标准日，比大寒为标准日要少建住宅15m2/100m2, 降低了土地利用率。从北京的情况来看，若以大寒日为标准日，间距系数为 1。，冬至日不保证日照的窗户约有7%左右。考虑到日照对机体的生物学效应、土地利用和气候特征等多种因素, 综合起来看，北京居住建筑采用大寒日为日照时间的标准日, 按日照2h决定间距系数是合理的 • 建筑布局形式对日照的影响

在建筑群体间安排通道, 不仅有利于交通联系和小区内部通风，还可以大大地改善日照时间

〈>南北平行两幢住宅楼日照示意〈>房屋间缺口安排对街坊内日照的影响

高层塔式住宅不仅有加大建筑的南北进深,增加电梯服务户数,减少过道面积等优点，而且在充分保护采光日照条件下，可以大大缩小建筑物间距系数，以达到节约用地的目的.如北京20层60m高塔楼，南北排列距离只30m,冬至日后排每日仍有5h的日照 • 街道走向对日照的影响

偏东南或偏西南平行布置的居住建筑，较正南北向布置的居住建筑有利于日照

如北京正南北向的建筑,在冬至日后排见不到阳光，若将正南北朝向扭转30°时，可得到日照约5h.这样虽造成夏季的部分东西晒之弊，但在冬半年却能适当改善日照条件，适于高

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纬度地区

如果按间距系数1。8计算冬至日各种不同走向街道中的最多可照时间:<>各种不同走向的街道…..

在同样走向的街道中, 由于街道相对间距（L/H, L是街道宽度， H是建筑物高度)不同, 每天被两侧房屋遮挡太阳光线的时间长短不同, 其可照时间也有很大差异。如以北纬32°为例（下页图）, 随着相对间距的增大，街道可照时间增加。但当相对间距增大到3（即L/H=3)以后趋于平缓, 再后就很少增加了。同时街道可照时间夏季比冬季平均多1~2h

在城镇街道规划时，应适当考虑这些因素

3 城市居住区的自然通风城市居住区自然通风, 可以排出室内的污浊气体，有利于居住卫生，同时可以降低空气的相对湿度，帮助人体散热和汗液的蒸发, 使人感到舒适。在不同的气候条件下，有不同的通风要求.研究建筑物自然通风的物理机制, 针对各城市的通风要求, 进行建筑设计, 充分利用自然通风，少用机械通风, 也有助于城市降低消耗,节约能源

• 通风的作用和要求

健康通风：新鲜空气与混浊空气相互交换流通,保证室内空气质量维持在健康所允许的最低水平时的通风量

舒适通风: 温度舒适要求上的通风。在夏季, 正常人坐着休息时, 舒适的风速为0。23m/s；冬季为0。15m/s. 广州地区调查情况如下页表所示:<〉室内气候条件对人体舒适感影响的评价

〈>室内气候条件对人体舒适感影响的评价

在冬季潮湿但温度不十分寒冷的城市，其人口密集的居住区，如果没有暖气管设备，那么房屋自然通风的速度要减小，避免室温太低。但因湿度大，特别是厨房、浴室这类房间，相对湿度过大，容易导致水汽凝结,在此情况下，就需要有排湿通风的设备,使室内水汽排出，避免空气过湿发生凝结现象在炎热的城市，则须根据其温度情况对住宅区采取相应的通风速度，以保证居民在室内有比较舒适的温度，并能促进汗水的蒸发。一般在湿热地区,室内风速需要有2m/s左右。在干热地区,白天可关闭一部分门窗,通风速度可适当减小，维持到健康通风的水平之上。在夜晚室内气温和墙面温度比室外高，则需要打开门窗,增加通风速度，以便使室内温度合适.这时室外环境温度已不甚高，只需大约1m/s的风速即可

• 建筑物设计与自然通风:

首先应了解当地的风向频率(风玫瑰图），特别要重视夏季的盛行风向和地方风特点夏季通风以夜晚为最重要,如有地方风的日变化时,建筑朝向要重点考虑夜晚风向。与此同时,还要兼顾日照条件，避免东西晒一般参照日照间距来确定适当的通风建筑间距〈>房屋间距不同引起风压变化

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• 建筑物布局形式对通风的影响

南方地区: 行列式和自由式通风较好. 行列式中又以错列型和斜列型更好一些，房子互相挡风较少，错列型相当于加大了前后幢房子之间的距离,对通风有利；无风时因热压作用产生巷道风：白天巷道（胡同）受太阳辐射较少，升温慢,风从巷道吹出；夜里，巷道散热慢，风从外面吹入。错列式的前、后幢房子的距离可稍为缩小，以节约用地〈>建筑群平面形式

周边式或四合院式，部分房子的前后都处在负压区，通风不好，而且部分房子又处于东、西朝向，日照条件亦不利，不适宜风小炎热地区

北方地区或位于水面附近并常有强风：为了防风,其房屋布置多采用周边式

在建筑群的立体布置方面, 为使通风好，可以布置成“前低后高\"或有规律的“高低错落\"的方式.这些布置, 房子之间挡风少, 不致太影响后面房子的通风，对日照亦有利, 同时, 也可缩短两幢房子之间的距离, 节约用地 <>建筑群在立体上的处理

4 城市土壤与生物群落

 



  

4。1 城市的土壤

1 城市化对土壤的影响及城市土壤特点城市发展与建设导致形成废墟式土壤

这类土壤较利于植物根系伸展，但养分布不均；通气良好，但土体甚为干燥城市道路交通使其两侧土壤性质发生改变

瓦砾、砖、砂、混凝土等建筑废料多,pH值高，铅金属含量大，紧实度增加〈〉城市道路侧旁土壤中及其上生长的植物体内铅含量

城市化过程常常导致土壤含水量减少和地下水位降低大部分降水形成地表径流而流失,地下水得不到补偿城市地下设施(地铁/地下停车场等)施工需要排出地下水〈〉不同地表状况下形成的地表径流占降水量的平均比例

2 城市环境污染对土壤的影响土壤酸化: 酸雨影响的结果垃圾污染: 城郊多有发生

污水灌溉：造成土壤潮湿或过潮湿、通气性变差,营养元素虽丰富但也富集了有害物质。特别是由于镉和铅的富集，已不再适宜于蔬菜、农作物和其他经济作物生长。此外通过放牧常常还对动物造成毒害

综上述，城市土壤具有较高污染物（重金属、有机物等）含量。工业“三废”和城市垃圾、废物是引起土壤污染最重要的物质来源污染物质通过

 人类向水体排放或引工业污水和生活污水灌溉而进入土壤。此类引起的土壤污染最普遍  进入大气，以飘尘、降尘的形式淋洗入土壤

 废渣、垃圾等固体废物堆放，或作为肥料施用而进入土壤

4。2 城市生物群落 1 生境特点

 生存空间狭窄：群落在条带状或斑块状存在

 自然光照少，人工光照多：夜间照明导致。24h持续光照, 一方面有利于植物生长，另一方面也对植物生长产生间接不利影响：主要体现在植物更易于受到大气污染和早霜的伤害，这一现象被称为光污染

 小气候：温度高、湿度低、风速小, 造成物候期较郊区提前  土壤：盐离子浓、紧实度大、质地较粗

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 生境类型表面蒸发蒸腾强烈生境：公园绿地，绿化良好而宽阔的街道, 河流湖泊周

边，夏季气温较低、湿度较高，冬季较周围区偏冷，适合多种生物生存

空旷干燥生境：未绿化的宽阔街道和广场, 高温、干旱，不适于耐旱性差植物生存封闭狭窄生境：狭窄的街区、被高大建筑物环绕的小空地; 夏季气温低，风速小; 冬季暖，小气候条件良好, 适合许多生物生存

人类活动产生的特殊生境: 屋顶（干旱，阳光充足，瓦松生长) 建筑物外墙（越老越利于植物生长) 路旁（污染严重, 改变种间竞争关系，地衣/苔藓生长受抑) 铁道侧 (热条件好，喜城市植物可沿此分布很远）

2 城市植物群落的区系特征

• 城市植物—通常指仅限于城市地区出现的植物种类,主要包括以下两类：

• 以建筑群密集地段为最佳生境，在城市以外地带缺失或即使存在，但只选择该地带内有限的特殊生境的种类，这类植物通常被称为喜城市环境种(urbanophile plant），如野大麦(Hordeum murinum)，大蒜芥（Sisymbrium altissimum）等

• 生活的最佳生境局限于城市环境，或者说是受人类活动强烈影响的环境，即城市或乡镇附近,在城市以外地方亦可存在,这类植物被称为城市环境中立种（urban neutral plant），如大车前（Plantago major）, 黄花柳(Salix caprea）等

那些明显回避城市生境的植物（多为典型的森林植物)，即使他们有时也出现在城市地区，但并不能被认为属于城市植物,通常他们被称为厌城市环境种（urbanphob plant) • 城市植物区系的特征

 往往只具有一种或少数几种常见植物, 这一特点在城市行道树的树种组成中体现最为明显，如悬铃木(Plantanus acerifolia），国槐（sophora japonica), 槭(Acer spp.)等  具有较大比例的世界广布种和归化植物（naturalized plant)：有人认为一地的植物区系中, 归化植物种类数目占总种类数目的比率（归化率)是表示城市化程度的标志之一

• 影响城市植被的植物区系种类组成的因素

 首先取决于城市所处地区的自然条件，如在南方城市中所常见的热带植物一般不会出现在北方城市中, 反之亦然  在很大程度上还受其本身目的或功能的影响，如为了满足遮挡阳光、美化环境之目的，常常选择冠幅大、色彩美的阔叶树；而为了创造迷人的风景,则常常选择树形优美的常绿针叶树种  在不同地区和不同国家，还受其文化传统和社会经济等因素的影响

如我国许多古老城市的古迹周围常分布着参天古柏或茂林修竹

又如在西方国家, 低收入阶层居住区的植物群落中，常常只能见到散生的、生活力衰退的老龄土生树; 或见到以速生树种为主的人工营造林地.而在高收入阶层居住的区域，则常可见到自然林地的群落片段 • 城市土地利用对植物区系的影响

 大规模建筑群和不透水地面, 是城市中人类利用土地资源的典型形式.就一般而言, 这种土地利用形式的强度是从城市中心逐渐向外围减弱的。与之相应，城市植物区系中外来成分所占的比例亦从城市中心向城市外围减少, 而非外来成分则沿此方向增多。这一现象很类似于古典城市生态学派的同心圆学说〈>柏林四个城市分区中植物区系组成的变化

城市土地利用对植物区系的影响, 还表现在不同地区的城市,虽位于不同不同气候带,但其植物区系组成具有一定相似性.如德国杜塞尔多夫的植物区系与北京的相似性为10％,与智利首

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都利马的为7％。而在这些城市所处区域中，由气候和土壤条件所决定的潜在自然植被，在种一级水平上则没有任何相似性。Kunick于1982年对中欧地区九个城市植物区系的比较结果表明，在所有被统计的种类当中, 有15％的种为这九个城市所共有。如果仅仅对这些城市中工业用地范围内的植物种类进行统计, 则相似性程度可高达50% • 城市化对植物区系的影响

①表现为：乡土植物种类的减少，人布植物的增多

②一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 ③城市中物种多样性高于同一地区的乡村 ④对植物的生态习性产生了影响 3 城市环境下的植物群落

• 城市植物群落的结构特征

 群落结构简单：水平变化多为均匀结构; 垂直分层多为单层或双层结构.如草坪、公园绿地、行道树群落均属此类

 种类组成单纯并相似: 城市植物群落往往是为特定目的如绿化观赏而营造的，而观赏价值,在世界各地人们心目中有其共通之处

• 城市植物群落中植物种的生态学特征

 对光、温度、性和土壤反应的平均指示值明显向高值区移动，而对湿度和氮素营养的指示值倾向于向低值区移动

 中生植物居多，但大多数具有旱生植物特点,绝少有湿生植物  具有较高比例的常绿植物

 耐践踏、竞争力较强、种子易于广泛散布

• 城市植被 1、城市植被的特点

所谓“植被”是地面上生长着的植物的总称是由许多植物群落所组成的。

城市植被包括城市内一切自然生长的和人工栽培的各种植被类型。其特点是： ①覆盖率低

②群落类型发生了变化，多成孤岛状分布，总的特征是自然群落比例少，人工、半人工群落的比例增加。

2、城市植被的作用

⑴改善气候①调节气温②增加空气中的湿度③对风速的影响

⑵净化空气①光合作用吸收CO2释放O2②还能吸收一定数量的污染物质

⑶降低噪声 ⑷防灾减害 ⑸保健卫生 ⑹有利于心理健康 ⑺观赏游憩

• 植物对城市环境的指示意义

植物指示环境的作用:即利用植物生长、发育、分布等变化推测环境质量的状况。

①城市中植物物候期的差异可用来进行环境的分区

②根据植物的受害情况（外部情态特征），判断环境质量。植物受害情况有：A质的方面

B量的方面

③分析城市内不同地点同种植物体内某种物质含量,可以对环境进行分级. 4 城市环境下动物区系的变化(Numata， 1978）

 鸟的种类呈减少趋势：如东京自然园内的鸟类从58年的16种减少到77年的8种

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 因而以鸟类为天敌的害虫得以大量繁殖，从而危害到城市树木的生长  不休眠的赤家蚊的生态型地下家蚊（赤家蚊的生理性变种）逐渐扩展

 鼠类发生变化：沟鼠正在排挤熊鼠--沟鼠以地下市街为居住场所，随着地下建筑的建成与

发展，沟鼠在那里不断大量繁殖

 鱼的种类组成发生变化：喜欢清水的鱼类由于河水污染而已经消失,代之而来的是繁殖量很大的鲤科小鱼如白票子等

5 城市生态系统

5.1 城市生态系统的特点 • 城市生态系统的概念

城市是城市居民与其周围环境相互作用形成的网络，是人类生产和生活活动集中的较大场所, 是人类在改造和适应自然环境的基础上建立起来的特殊空间地域综合体该空间地域综合体是自然实体和社会,、经济和科学文化实体的有机统一：  占有一定空间, 有包括人类在内的生物和非生物组成等要素

 要素间存在物质—能量代谢、生物地球化学循环以及物质供应(输入)和废物处理（输出）  要素间相互作用构成有内在联系的统一整体

因而可将城市看成是一个（马世俊等， 1984）：

自然-经济—社会复合生态系统—SENCE， i。e。， Social-Economic—Natural Complex Ecosystem

在这个复合生态系统中：

 各种自然及物理组分是城市赖以生存的基础

 各个部门的经济活动和代谢过程是城市生存发展的活力和命脉  每个人的社会行为及文化观念是城市演替与进化的动力泵

严格地讲, 城市只是人口集中居住的地方，是当地自然环境的一部分, 并非一个完整的、自我稳定的、典型的生态系统：

1）城市所需的物质和能量大都来自周围其它生态系统，城市之状况如何往往取决于外部条件

2）城市同时也具有生态系统的某些特征，如组成城市的生物成分, 除人类外, 还有植物, 动物和微生物; 能够进行初级生产和次级生产; 具有物质循环和能量流动等功能

上述类似或不似典型生态系统的方面，因人类的参与而发生大小不等的变化.然而不管怎样, 城市与其周围的自然和人工生态系统间存在着各种联系，彼此间相互影响, 相互作用。因此将城市看作一个生态系统，研究其物质和能量的高效利用，社会与自然的协调发展，系统内部的动态, 不仅有益于城市本身的规划与管理, 也有利于处理和协调城市与其周围地区的关系, 从而达到整个区域的可持续发展

• 城市生态系统的组成

 自然系统：居民赖以生存的基本物质环境，如阳光、空气、雨露、植被、土壤、动物等自然景观要素

 经济系统：生产、分配、流通与消费的各个环节，包括工业、农业、交通、运输、贸易、金融、建筑、通讯、科技等

 社会系统: 物质生活与精神生活诸方面，如衣、食、住、旅、医等和人们的心理状态,以及文化、艺术、宗教、法律等上层建筑

• 城市生态系统的结构

 空间结构：土地利用的空间排布形式

 社会结构:包括人口结构®劳动力结构®智力结构

• 劳动力~ —劳动人口中不同职业劳动力所占比例,反映城市的经济特点和主

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要职能

• 智力～ —具有一定专业知识和技能的劳动力部分，能反映城市的文化水平和现代化程度,并往往决定着城市的经济发展前景

 营养结构：为一特殊的倒三角形（见下页图)

在城市生态系统的结构研究中，最能反映系统内部运动规律的关键因素有: 城市人口变动城市经济活动

城市土地利用—对之研究尤其重要, 因为它是人类社会经济活动规模与水平的综合反映, 是城市空间结构状况的实际反映

• 城市生态系统的特点

 城市生态系统是以人为主体的生态系统身兼数任: 生产者、消费者、主宰者

 城市生态系统是容量大、流量大、密度高、运转快、高度开放的系统  城市生态系统是人类自我驯化的系统  城市生态系统是多层次的复杂系统

上述城市生态系统特点表明:

与周围其它生态系统高速而大量的能流和物流交换,主要并必须靠人类活动来进行协调,使之趋于相对平衡，从而最大限度地完善城市生产和生活环境,满足城市生产和居民生活的需要正是由于城市生态系统的这种非性（对其它生态系统的依赖性）,使城市生态系统显得特别脆弱，传统生态意义上的自我调节能力极小 5.2 城市生态系统的功能

组织社会生产, 方便居民生活 1 城市生态系统的能量流

 能量流动的基本过程

原生®次生®有用®最终

自然界®加工转化，便于输送或贮存®做功利用®转移至产品中或投入到使用中《》生态系统中的能量流与物质流特征的关系比较《》城市生态系统能流的基本过程

 能量流动的性质

1）遵循热力学第一、第二定律, 在流动中不断有损耗, 不能构成循环（单向性);

2) 能流的特点体现在物质流中: 除部分热损耗由辐射传输外, 其余的能量均由物质携带。但是能量在流过每一个能级时，并不服从所谓的 “百分之十律\"（10% law)

城市能源的利用率和利用形式直接影响着城市的污染状况,但城市能源利用既不能走所谓“多多亦善”论的道路,也不必刻求“零增长”论的效果

“多多亦善”论—发展城乡经济必须相应增加体外能量投入，愈多愈好,形成所谓规模效应 “零增长\"论—能量消耗的指数增长已造成严重生态破坏，决不能再持续下去,否则会导致人类的毁灭，故必须把能量消耗严格在现有水平

Comments: 两者均过于极端化,其实在这两者之间有一条更合理的道路:

加快能源结构改造, 积极开发无污染和商业价值更大的新能源, 开发并合理利用能够提高能效的新技术

这样，人类就有可能在不是无限增加人均能量消耗的情况下, 仍然保持社会经济的持续增

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长，使人类的生活水平逐步得到提高,生活质量得到不断改善 2 城市生态系统的物质流

可从资源货物流、人口流等方面分析: 人口流：城市人口在时间与空间上的变化

 常住人口流:

出生/死亡迁入/迁出

规则或不规则的市内流动: 合理的城市布局可以使居民的上下班时间缩短，也会使居民生活感到方便

《》西安市城区道路网示意图

 流动人口流：旅游、探亲、过境、出差、经商、做生意, 和“打工族\"—8000万(1993年)

流动人口同样参与城市的物流与能流，消耗的物质与能量常常超过常住人口的水平，从而大大加剧城市环境污染和交通拥挤。据桂林市调查, 外国游客比本市居民排放的生活污水多6。8倍, 生活垃圾多9.8倍，废气多8倍。国内游客比本市居民排放的生活污水多2倍, 生活垃圾多2.5倍, 废气多2倍……

资源货物流: 包括资源流(如水流）和货物流等

资源货物流不仅仅是简单的输入与输出,还包括其中的开发、生产（形态与功能的转变）、交换、分配、消耗、累积、及废物排放等物质在系统中所经过的一切过程

货物流程(见下页图) 《》城市生态系统中的货物流示意《》唐山市物质流动估算(1981～1983年平均）

不同规模、不同性质的城市, 其物质输入、输出的规模、性质、代谢水平不同: 如工业城市输入以原材料、能源资源为主,输出以加工产品为主；风景旅游城市输入以消费品为主，输出以废弃物垃圾为主

城市物质流的输入输出收支平衡非常重要:凡输入近等于或略大于输出的城市，其规模和内部积蓄量变动较小，维持着相对的动态平衡；输入比输出大得多的城市是发展型的城市;输入比输出小得多的城市,是整体已开始衰落的城市

城市的物流运转,消纳，输入与输出可看做城市的物质代谢。研究城市物质代谢的重点:

 物质的来源、利用、分配、管理  废物的排放、扩散、处理、再生  城市的负载能力、环境容量

 污染物质的流动规律及对人和物理环境的影响等问题

3 城市生态系统的信息流:

信息（information, message)-就是指消息,是对某一事物不确定性的度量，或者说指对某事物知道和了解的程度。一个事物越复杂,它其中所包含的信息就越多，要想了解该事物，就需要掌握更多的信息。信息虽无形,但却有价信息具有三个作用：

 传递知识：通过发布消息、宣传广播、输出数据、图象、指令、信号等，可以传递和散播知识，把知识变成生产力

 传递情报：战争时代的军事情报, 和平时代的政治、经济和科技情报，都要依靠灵通的信息传递.掌握了情报, 往往就会在竞争中居于有利地位

 节省时间提高效率：信息出时间, 出效率。据国外资料报道,交通部门采用调度通讯,可使运输能力提高50%以上; 基建部门利用电信指挥，可以提高劳动生产率15％以上。日本有人计算，靠电话及电报传真进行业务联系，可节约交通能源

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60％

城市的信息功能（反映城市的现代化程度):

 具有完善的新闻传播网络系统,可在广阔范围内高速、高容、及时传播信息

 具有现代化的通信基础设施，能以信息系统连接生产、交换、分配和消费的各个领域和环节,高效组织社会生产和生活

 输入分散的无序信息,输出经加工浓缩的有序信息.对于政治、文化、科学、商业中心城市，这一功能尤其重要：输出精神产品

5。3 城市生态系统的平衡与

1 城市生态系统的平衡—城市自然—社会—经济复合生态系统在动态发展过程中, 自身保持相对稳定有序的一种状态:

 人类与自然环境间相互协调  各个组成部分比例结构合理

 系统的输入与输出均衡,功能得到正常发挥  各经济部门有计划按比例发展  社会安定，人民安居乐业

从定义出发,可以想像，城市生态系统的平衡与自然生态系统的平衡间最大的不同点在于: 前者是在人类有意识的参与和下才能达到.这是因为

 城市不能自给自足，需要周围腹地支持供养

 城市为高度开放系统, 与自然有物能交流, 资源来自自然，向自然排放污染物, 发展最终决定于自然容量  内部组分之间关系错综复杂

2 城市生态系统平衡的标志

1) 城市生存发展的基础资源环境（水,土地)

 土地资源

前已述及, 我国城市与世界其他国家城市相比, 人均用地面积偏小.就本国来说, 也有差异：

我国不同规模城市人均占

人均占地特大城市大城市中小城市地情况:〉

60 90 120 m2/人考虑到我国人口众多

的特点，大城市的用地按 104人/km2或 1人/100m2的标准来规划, 比较实际，也比较合理.据此, 我国制定了城市发展的基本方针:

 控制大城市规模  合理发展中等城市  积极发展小城市

大城市拥有雄厚的物质条件和技术优势, 专业门类齐全, 协作条件好；并具有科学文化发达，交通便利等优势, 因此经济效益较高

然而城市规模过大，将会受到供水、能源、交通、环境等许多因素的, 当规模超过一定限度时，城市各部门就会运转不灵，效率下降

城市规模的控制, 主要是人口和土地利用规模的控制

按照我国目前的经济和技术发展水平，城市的最佳规模以不超过50万人口为宜, 占地约50km2，城市直径为7~8km, 职工上下班交通, 无论是骑自行车, 还是乘公交车，耗时一般不超过半小时。

若人口再增加, 占地面积势必过大, 不仅需加密交通网, 污染问题也会变得严重

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如果城市面积过小，公共设施不易完善，企业之间难以协作，投资建设的经济效益比较低，城市本身的发展亦受到

城市土地作为各项工程建设的基础，对其质量一般有以下几点要求：

 地形较平坦, 一般情况下坡度应小于10°；

 具有一定的承载力, 通常不小于 1000g/cm2或100kg/m2;  不易受洪水淹没, 排水较畅通，地下水埋深应大于1m  淡水资源

淡水是城市居民生活和城市生产不可缺少的重要资源,水既是生活必需品，又是原材料，还是传递物质和能量的载体.如洗涤用水是污染物的载体,发电和冶金用冷却水是余热（能量）的载体。每发1000kW·h电、炼1t钢、造1t纸,大约都需要200t水

一座百万人口的城市,仅就生活用水而言，若按人均用水300L/d计算，100万人每年需要至少1´108t水

我国大城市人均用水明显低于世界发达国家〈〉世界几个主要城市的居民生活用水量(1980’s)

我国是水资源并不丰富的国家，淡水资源的人均拥有量仅为世界的四分之一, 北方城市缺水是普遍现象。许多北方和沿海城市，水源不足已成为城市发展的重要因素。为此, 在城市规划、建设和管理过程中, 必须周密地考虑城市人口与淡水资源之间的平衡, 合理分配生产用水和生活用水，并要注意节约用水

解决城市水资源缺乏的关键药方是什么？合理制定水价 2）城市容量

城市容量—在一定自然背景基础、生产力技术水平和生产条件下，城市所能供养的人口数量对于一个未城市化的原始地区, 其人口容量主要取决于自然条件, 人口容量相对很小.随着人类社会和经济的发展, 劳动生产率不断提高，人类改造自然的能力逐渐增强, 人口容量随之增强

由此可见，城市容量一般与下列因素密切相关:

 城市所在地区的自然条件：不同的自然条件下所能提供的水、土资源和对污染物的自净消纳能力不同, 着城市人口规模的发展

 城市的技术经济发展水平：城市能容纳的劳动力数量一般随城市的经济发展而增大；城市生态环境可通过追加资金投入和加强管理得到改善, 从而使城市的容量得以扩大

一般认为, 城市容量主要分成以下三个方面:

 城市生产发展人口容量: 城市容纳劳动力人口的最大数量

 城市生活条件人口容量：住房、市内交通、供水、供电、商业网点、学校、医院、文化娱乐设施等综合起来能够容纳的人口数量

 城市生态环境的人口容量: 城市提供物质、能量和消纳、处理生活及工业垃圾的能力

3) 城市生态平衡的标志

就是城市生态系统的高度有序：生态协调, 经济发展，社会安定。表现为

 城市三个效益达到最佳，城市各子系统间协调有序，比例适当：

 居民消费需求、经济发展需求与自然环境自我补偿能力之间的平衡  人口数量与城市基础设施的平衡  生产发展与生活消费之间的平衡

 城市生活质量不断提高

城市生活质量不同于城市生活水平的概念, 生活水平多以货币和实物的数量来反映。生活

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水平是生活质量的基础, 但是单纯的、丰富的物质生活享受并不能全面反映生活质量的提高生活质量还包括以心理上的满足与满意程度为准则的感觉评价城市生活质量的（8字)目标:

• 舒适: 生活、居住、工作、休息的满足与满意

• 方便：居民的各种生理和心理需要在时间和空间上得到合理分配的水平和质量

• 和谐：物质、精神、社会政治生活之间的有序, 人与人（社会)、人与物(自然）之间的融洽; 城市结构与功能, 自然与人文景观美之间的和谐

• 康乐：居民心理和生理上的健康发展，涉及医疗保健、文化享受、旅游休憩和社会安全感等

衡量生活质量的指标可以参照如下表达式：

Ii—对某一生活领域i的满意指数 P P-因素的实际状态

IWiiSIII S—因素的期Q12n望状态

Wi—权重

生活质量的表达式可由下式得出: 1， 2, …, n为生活领域的维数

衡量生活质量也可以用生态环境适宜度来表示

生态环境适宜度-城市生态环境为人类的生存和延续所提供的各种条件与人类对这些条件需

求之比的总合。这些条件包括人口密度指数、人类活动强度指数、物质生活

S1(t)S(t)指数、居住指数、教育服务指数、医疗服务指数、交通便利指数、环境污染S(t)2指数、安全指数等

如这些单项因素的适宜度用S1（t)， S2（t）, …, Sn（t）表示, 则有n Sn(t)维矢量显然, 各种因素对人类生存和延续所产生的影响是不同的, 即权重不一样, 由此定义适宜度指数为〉式中， ai—Si(t）的n权重, n并有 C(t)S(t)

i1i1i1ii 李自珍和陈维东（1986）对全国18个百万以上人口大城市的适宜度指数进行

调查，得出如下有意思的结果〈〉全国百万以上人口城市的适宜度指数 3 城市生态系统的 1）的原则

 协调共生原则: 节约和合理配置资源  循环再生原则: 废物利用，污染净化  持续自生原则: 保障供给, 决策正确

2）的途径

 生态工艺的设计与改造: 能源, 物质，景观等  生态关系的规划与协调: 发挥比较优势潜力  生态意识的普及与提高：生态哲学与伦理学

3）走向生态城

生态城(ecopolis)-高效、和谐的理想人类居住环境: 社会、经济协调发展，物质、能量高效利用，人与自然良性互动生态城标准： (天人合一）

地尽其能—生态环境改善, 自然景观、历史文化、现代文明共存共荣

人尽其才—由自发的人走向自为的人，创造力得到充分发挥, 身心健康得到有力保障

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5.4 城市社会经济系统

• 系统基本结构

城市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，其中城市社会经济子系统涉及到城市居民的物质生活与精神生活诸方面,主要由生产、流通和消费三大系统构成〈>城市社会经济系统的结构

社会经济发展的需求一般是先物质后精神：

• 物质生产部门的结构和布局与城市经济发展、城市环境质量以及居民生活等关系密切 • 非物质生产部门的发展和消费系统的完善，随现代化工业与社会的发展、居民生活水平的提高，从而对居住环境及生活服务的追求多样化而发展 • 城市的基础设施

城市水源、自来水厂与输配水管网、排水系统及污水处理道路、桥梁、隧道、公共交通城市煤气热力厂及输配管网、电力输配网邮电通讯园林绿化、环境卫生安全防御：防洪、消防、抗震、控制地面沉降

城市基础设施是国民经济基础设施的重要组成部分，为城市的生产、流通、消费和国民经济服务，具有明显的经济、社会与环境生态效益，是城市生产与城市居民正常生活的基本保证城市基础设施也是城市现代化水平和文明程度的重要标志〈〉城市基础设施体系与人体生理机能比拟

我国的城市化往往发展不平衡, 城市人口增长速度远快于城市基础设施建设～～。基础设施水平与西方国家相比, 处于相当落后的状态，如：

 城市供水紧张：北方城市几乎全部缺水, 日缺水达15´106t以上; 排水设施落后， 97％的污水未经处理排入江河，造成水体污染  城市道路短缺, 交通拥挤: 地铁线路尤其匮乏  城市居民住房紧张: 人均不足10m2

 城市绿化覆盖率低：许多城市未达国家标准

5.5 城市人口

• 人口的数量和结构城市人口类型

增加型: 人口向该城市集中, 城市规模在扩大减少型: 人口向其他地区迁移，城市吸引力下降静止型: 人口相对保持稳定，城市活力后劲不足

• 人口的自然结构

• 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

• 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

• 质量结构: 主要是指人口的先天素质情况，如发育属于正常还是畸形, 有否残疾, 比例多少等？

〈>西安市人口年龄结构分布图(资料截止于1998年）〈>北京市人口年龄结构对比北京市1990, 1982和19年人口普查结果分析：

• 不满周岁的乳儿、学龄前儿童和少年儿童人口占总人口比重： 1990年〈1982年〈19年，计划生育工作取得的显著成果

• 青年、兵源和育龄妇女人口占总人口的比重：

1982年〉19年, 分别增长9。03%, 3.95％和8.1％： 50’s和60’s生育高峰的结果; 1990年〈1982年，分别回落5.43%， 0。％和1.53％: 人口已进入稳定增长的阶段

• 劳动年龄人口占总人口的比重：

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1982年〉 19年, 较有大幅度的增长(高出17％)， 1990年> 1982年，比重达到66.3%, 显示出男女劳动力资源非常富足

• 老年人口占总人口的比重:

1990年〉1982年>19年，反映出居民生活水平提高，医疗保健事业发展，人口寿命有所延长; 同时也提示我们: 北京市人口开始出现老龄化迹象

一个地区人口的自然结构，与该地区人口负荷量的变化、劳动力资源余缺程度、被抚养人口的增减等有十分密切的关系,是一项非常重要的社会经济发展因素指标，也是在城市规划与建设中，规划各类（针对不同年龄人口的）服务设施（如托儿所、幼儿园、中小学、医院、养老院等)的重要依据

• 人口的社会构成

包括人口的社会分布、职业构成、民族组成等. 可被分为三大类：

基本人口: 工矿交通企业、行政机关事业单位及高等院校在册人员，对城市规模起决定性作用

服务人口: 指为本地区服务的企业单位、文教、医疗和商业单位的在册人员被抚养人口：未成年、未参加工作和丧失劳动能力的人城市规划部门一般将人口比例控制在

 基本人口: 30%~40% 服务人口: 12%～20％被抚养人口: 45%～50%

根据劳动职工按国民经济部门统计的九大部类, 又可将城市人口分为：生产性劳动人口：工业职工、基本建设职工、农林水职工、交通邮电职工

非生产性劳动人口: 商业服务系统职工、城市公用事业职工、科教、文化、卫生部门职工、金融部门职工、国家机关与人民团体的职工

非劳动人口: 除上述两类外不从事社会劳动人口城市劳动人口比例一般应占在45%～60％左右

人口密度—单位面积空间内生存容纳的居民人口数，是区分城市大、中、小等级的主要依据城市人口密度也说明区域的拥挤程度, 间接地反映着城市的环境质量

人口密度大是我国城市人口的一大特点：如北京市1995年底已达1 251。1万人，平均745人/km2, 其中城区人口密度超过15 000人/km2 与人口密度相关的问题是城市人均用地状况：

英国每于100m2 美国每于150m2 俄罗斯每于200m2

我国1985年全国城市用地为每人73m2，上海每人仅为26m2 我国城市在用地的比例上, 工业用地偏大，生活用地偏紧

针对人口密度的高低对城市生态系统的利弊, 存在两种截然相反的观点：

1 一派认为: 传统的生理、心理和社会学观点表明：人口密度增加将加重人的生理和精神压力，降低生活水平，恶化环境质量，使犯罪率上升等

2 另一派提出: 适当增加人口密度，将有助于降低按人口平均的资源消耗和环境影响，减少运输量，节约能源, 充分发挥城市功能，提高经济效益

事实上, 这里牵涉到一个适度人口密度的问题: 固然人口密度增加，有利于降低按人口平均的资源消耗和环境影响, 提高经济效益；然而过高的人口密度, 必然造成人的生理和精神负担加重，从而使人的生活质量和工作效率降低，甚至罹患疾病，到头来仍然会使城市背上沉重的经济包袱

有关城市合理人口密度问题，将在后面章节—城市规模与城市资源和环境容量关系继续讨论

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6 城市中的环境问题全是重点

6。1 城市环境问题及其产生原因 1 城市主要环境问题—环境污染

 大气污染: 主要因能源耗用产生（固定/移动, 其中机动车尾气污染呈迅速增加趋势)

 水质污染: 工业与生活废水(重金属/无机物/有机营养物等)  噪声污染：交通、工业生产、居民生活  工业废弃物和生活垃圾污染

2 造成城市环境污染的主要原因

 资金匮乏：全世界1/4的的煤在中国燃烧, 且还是低质或劣质煤, 燃煤脱硫是最基本的防治办法, 但电厂改造缺乏资金

例1： 1992年全世界安装脱硫燃煤机组已达6套, 其中美国占一半以上; 德国1983年时仅装机容量的15%有脱硫装置, 1988年跃升至95％。国内至1992年才刚刚引进1套设备(重庆珞璜电厂)，只占全国总装机容量的0.5%

例2: 扬州电厂曾叫苦说: 日本广岛电厂建了一个脱硫装置，花了3.4´108元人民币, 正好相当于一个扬州电厂的全部投资。这意味着扬州电厂要想拥有这样一套脱硫装置，就要卖光全部家当

据估算,要想让中国的火电厂都自行出资配上脱硫装置, 其结果是绝大部分火电厂都将因此关门倒闭

国际环保领域研究表明: 一个国家的环境污染, 当污染治理投入/GDP=1%~1。5％, 可基本控制污染

污染治理投入/GDP=2%～3%, 经数十年努力，可逐步恢复至自然状态反观中国： “六五”期间，该项比值为0。5％ “七五”和“八五”, 该项比值升至0.7%~0.8%

“九五”和“十五”期间, 该项比值约近1%。这不要说与发达国家的2％～4%差距甚远，就是基本控制所需的1％~1。5％也还未完全达到

 管理不善，执法不严

例1：国家规定，超标排放要交纳排污费，然而企业经常心甘情愿(交罚款）: 超标排放1吨交200元排污费了事；如果进行治理, 采用国内技术每吨成本300~400元, 采用国外技术每吨更高达400US＄, 于是“罚款使污染合法化”

例2：某省电力行业, 按其排放的SO2，每年应交排污费7´107元，但因电力行业是该省的财税收入大户, 因此排污费可以一分钱不交

例3: 某市有98％的锅炉配备有消烟除尘装置，但由于管理不善，不少成了聋子的耳朵—摆设, 实际达标运行率仅为60％

全国常委会环境执法检查组甚至发现，有的企业为省钱, 环保设备白天运行，一到夜晚就停; 来人检查时开机, 检查团一走就关机

3 城市环境问题的综合整治

目前的重点仍是防治城市四害-大气污染、水源污染、固体废弃物污染和噪声污染。然而顾名思义，综合整治并非是单纯的四害治理, 而是从城市环境保护的现实和长远目标出发,

 合理规划功能区，调整产业布局和产业结构  城乡结合, 综合防治环境污染和生态破坏  配套与完善城市环境基础设施

 绿化城市, 美化市容，搞好环境卫生等

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6。2 城市噪声公害及其控制

噪声属物理污染, 是现代城市公民每天必须忍受的公害之一.各地噪声近年来有上升趋势

1 噪声的定义和特性

• 噪声（noise）—一般指人不需要的、使人厌烦的、对生活和生产有妨碍的声音。~~不单取决于声音的物理性质, 还与人的生活状态有关.作为感觉公害， ~~分为: 过响声（飞机)，妨碍声(不大, 但影响正常生活), 不愉快声（刹车）及无影响声 • 噪声的特性

• 无污染物, 不留毒害; 不积累, 不持久 • 具有声音的一切声学特性和规律

• 与噪声有关的几个物理量

频率—声音是物体振动以波的形式在弱性介质(气体/固体/液体）中进行传播的物理现象, 即通常所说的声波. 声波的频率等于造成和产生该声波的物体振动的频率（Hz）.频率的高低，反映声调的高低。频率高,声调尖锐; 频率低,声调低沉

人耳对声波的感应范围在20～20000Hz，其中对1000Hz以下听觉反应迟顿。换句话说，人耳对低频率噪声容易忍受些, 而对高频噪声则感觉烦燥些

声压-声波在空气中传播时，空气分子在其平衡位置的前后, 沿着波的前进方向前后运动, 使空气的密度也随之时疏时密。在密处与大气压相比压力稍许上升；反之在疏处则稍许下降。在声音传播过程中，空气压力相对于大气压力的变化, 称为声压, 其单位为帕(Pa)

• 声强—声音的强度: 1秒钟内通过与声音前进方向成垂直的1m2面积上的能量称为声强(用J表示），其单位是W/m2.声强J与声压(用P表示）的平方成正比, 其关系式如下： ρ-介质的密度（kg/m3） c —声音的传播速度(m/s)

• 声压级—由于常遇到的噪声声强大小差别极大,例如飞机发动机噪声的声压为20Pa，而刚能听到的蚊子飞过的噪声声压约为2´10—5Pa。两者声强之比达1012倍！因此采用

2JPP声强之比（亦即声压之比）的对数来表示: JPc2

•

Llglg22lgPJPP000P—被测声压, P0—基准声压，其值为2´10—5Pa, LP-声压级(Bel）

用Bel（贝尔,电话发明家名字缩写）作声压级的单位仍显不便, 因此常用它的十分之

一即分贝(dB)作单位.此时声压级应用下述公式进行计算：

P （dB） LP20lgP 0 所以声压级就是被测声压与基准声压之比的对数乘以20的分贝数. 0dB的声音刚刚能为人们听到，称为听阈。声压级数值愈大，噪声愈强, 120dB是痛阈，使人听来感到难受，并引起耳聋。

如果有几种声音同时发生，则总的声压级不是

LLp1p2各p121010L20lg10lg1010p12声p0压

级的简单算术和, 而是按照能量的叠加规律，即压力的平方进行叠加的。设有两个噪声, 其声压级分别为Lp1dB和Lp2dB，

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则叠加后的声压级Lp1+2为：

〈>两个声音共存时其分贝和的增值

此a值加在两声音声压级中较大的一方.利用a值大大简化了声压级叠加的计算过程 2）如有几种声音同时出现, 其总的声压级必须是由大而小地每两个声压级逐一相加而得。例如声压级分别为85、83、82和78dB的四种声音共存时, 其总声压级为dB

噪声级—声压级只反映了人们对声音强度的感觉，不能反映人们对频率的感觉, 而且由于人耳对高频声音比对低频声音较为敏感, 因此声压级和频率不同的声音听起来很可能一样的响。这样, 要表示噪声的强弱，就必须同时考虑声压和频率对人的作用, 这种考虑了共同作用的噪声强弱称为噪声级

噪声级可用噪声计测量，它能把声音转变为电压, 经过处理后用电表指示出分贝数

噪声计中设有A、B、C三种特性网络。其中A网络可将声音的低频大部滤掉, 能较好地模拟人耳的听觉特性。由A网络测出的噪声级称为A声级, 其单位亦为分贝［记作dB（A)]。A声级越高，人们越觉吵闹。因此现在大都采用A声级来衡量噪声的强弱

下两页的表和图中列出了一些声源的噪声级（A)值和对人的影响〈>一些声源的噪声级(A）值和对人的影响

〈〉一些声源的噪声级(A)值和对人的影响

等效连续A声级（Leq）-通常许多地区噪声是时有时无、时强时弱的, 如道路两旁的噪声, 当有车辆通过时，测得的A声级就大; 当没有车辆通过时, 测得的就小。这与从具有稳定声1T2源的区域中测出的A声级数值极不相同, 后者随时间的变化甚0.1LPL10lg10dtT1小.为了较准确地评价噪声的强弱, 国际标准化组织（1971)eq公TT21布了～~，它的定义是：

从而将随时间变化的声级变为等声能稳定的声级。该式目前被认为是评价噪声的最佳方法，式中T1为噪声测量的起始时刻， T2为终止时刻, 不过由于式中的LP是时间的函数，不便于应用, 而一般进行噪声测量时，都是以一定的时间间隔来读数

1nL的，比如每隔5秒读一个数, 因此实践中采用较为方便的下式计算等i10L10lg10eq效连续A声级： ni1Li-等间隔时间t读得的噪声级; n—读取噪声级Li的次数

昼夜等效A声级(Ldn)—修正公式，夜间加上10dB，以反映噪声在夜间对人的干扰作用大于白天，公式如下:Ld—白天（7:00—22:00）的等效A声级 Ln—夜间(22:00-7：00)的等效A声级 10.1L0.1L10dnL10lg1510910布特统计A声级(LN ）—反映噪声的时间分dn24性，如:

 L10—表示在测量期内, 平均有10%的时间所超过的噪声级, 相当于噪声的平均峰值

 L50—表示在测量期内, 平均有50%的时间所超过的噪声级，相当于噪声的平均值

 L90—表示在测量期内，平均有90%的时间所超过的噪声级，相当于噪声的本底值

例如若L10=70dB(A）, 说明一天内平均有10％的时间噪声超过70dB（A)，而90％时间噪声都低于70dB（A）

2 噪声的危害

• 久远的生物进化, 使耳朵类似于人体的哨兵

• 远古时代噪声不多，一旦有便是危及生命的信号—惊吓反应

 30

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40dB（A）以下属正常的环境声音，一般被认作噪声的卫生标准。在其上便是有害的噪声，它影响睡眠、干扰工作、妨碍谈话、使听力受损害, 甚至引起心血管系统、神经系统、消化系统等方面的疾病.噪声危害有以下主要表现：

 干扰睡眠

睡眠是人消除疲劳、恢复体力和维持健康的一个重要方面。但是噪声会影响人的睡眠质量和数量，老年人和病人对噪声干扰更敏感。当睡眠受干扰而辗转不能入睡时，会出现呼吸频繁、脉搏跳动加剧，神经兴奋等现象, 第二天会觉得疲倦、易累，从而影响工作效率。久而久之, 就会引起失眠、耳鸣多梦、疲劳无力、记忆力衰退，医学上称为神经衰弱症候群。高噪声环境下, 该病的发病率可达50%~60％以上

 损伤听力

噪声可以使人造成暂时性的或持久性的听力损伤，后者即耳聋.一般说来， 85dB以下的噪声不至于危害听觉，而超过85dB则可能发生危险（测量噪声时, 其强弱还包括距声源的距离); 90dB（A)的噪声, 耳聋发病率明显增加; 即使是高至90dB(A)的噪声，也只是产生暂时性的病患，休息后即可恢复。因此噪声的危害, 关键在于它的长期作用

 对人体的生理影响

一些实验表明, 噪声会引起人体紧张反应，刺激肾上腺素的分泌, 因而引起心率改变和血压升高。可以说，生活中的噪声，是20世纪以来心脏病恶化和发病率增加的一个重要原因。

噪声会使人的唾液、胃液分泌减少, 胃酸降低, 从而易患胃溃疡和十二指肠溃疡.一些研究指出, 某些吵闹的工业企业里, 职工溃疡症的发病率比安静环境中的高5倍

噪声对人的内分泌机能也会产生影响.在高噪声环境下，会使一些女性的性机能紊乱，月经失调, 孕妇流产率增高。近年还有人指出，噪声是刺激癌症的病因之一。有些生理学家和肿瘤学家指出: 人的细胞是产生热量的器官，当人受到噪声或各种神经刺激时, 血液中的肾上腺素显著增加，促使细胞产生的热能增加, 而癌细胞则由于热能增高而有明显的增殖倾向，特别是在睡眠之中

 对儿童和胎儿的影响

在噪声环境下, 儿童的智力发育缓慢.有人做过调查，吵闹环境下儿童智力发育比安静环境中的低20％

噪声对胎儿也会产生有害影响.研究表明，噪声使母体产生紧张反应, 会引起子宫血管收缩，以致影响供给胎儿发育所必需的养料和氧气。有人对机场附近居民的一个初步的研究发现，噪声与胎儿畸形有关，或影响到新生儿的体重

极强的噪声[如175dB(A）］，人还会当即死亡

 对动物的影响

强噪声会使鸟类羽毛脱落, 不下蛋，甚至内出血，最终死亡。如60年代初期，美国F104喷气机作超声速飞行试验，地点是俄克拉荷马市（Oklahoma City) 上空,飞行高度为10 000m，每天飞越8次，共飞行6个月。结果，在飞机轰隆声的作用下，一个农场的10 000只鸡被轰声杀死6000只

 对建筑物的损害

50年代曾有报道，一架以1100km/h的速度(亚音速)飞行的飞机, 作60m的低空飞行时，噪声使地面一幢楼房遭到破坏。在美国统计的3 000件喷气飞机使建筑物受损害的事件中, 抹灰开裂的占43％，损坏的占32%，墙开裂的占15%，瓦损坏的占6%

此外, 由于飞机噪声造成的经济损失, 1968年约为4。0´109～18.5´109美元, 1978年数字上升为 6。0´109～27.7´109美元

3 噪声的控制标准及噪声控制

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噪声控制标准(随地区和时间的不同而异，具体分三类）：

 听力保护标准: 目前大多数国家定为90 （85) dB(A)，能保护80％(90％)的人.若平均听力损失超过25dB(A)，称为噪声性耳聋 <>机动车辆噪声标准（城市噪声中交通占70%）:

〈>环境噪声标准（城市区域）: Leq［dB（A)]

环境噪声标准的制订最为复杂。通常是从噪声引起烦恼的角度来考虑，对休息睡眠与交谈思考的干扰是日常生活最易引起烦恼的因素, 因此环境噪声标准的制订，主要是以对睡眠和交谈思考的干扰程度为依据的.例如, 对睡眠而言，一个40dB(A）的连续噪声，会使10%的人的睡眠受到影响，在70dB(A)时受到影响的人达50％.从睡眠角度看, 30～35dB（A)的噪声对睡眠基本上没有影响。因此我国把安静住宅区夜间的噪声标准订为35dB（A）噪声来源

根据物体振动的物理特性, 噪声可分为两大类：

机械振动噪声: 机床齿轮、电机运转噪声，因机械运转中机件摩擦、撞击以及动力、磁力不平衡等原因产生的机械振动而辐射出来的噪声

气体动力噪声: 超音速喷气机的轰隆声、储气罐排气、鼓风机气流、内燃机燃烧等噪声, 因物体作高速运动、气流高速喷射或化学爆炸引起周围空气急速膨胀而产生就城市环境噪声而言, 则大致可分为：

交通噪声：占城市环境噪声的70％, 噪声源活动,影响面广，主要来自交通运输工具的行驶、振动和喇叭声。如载重车、公共车、拖拉机等车辆的行进噪声约～92dB(A); 喇叭声在我国城市噪声中最为严重, (距车辆5m处,）电喇叭大约为90~110dB(A）, 汽喇叭大约为105~110dB（A)

我国城市交通噪声普遍高于国外, 市区噪声级都在75dB(A）以上, 有的夜间仍高达70dB(A) 工厂噪声: 来自生产过程和市政施工地等, 是造成职业性耳聋，甚至年青人脱发秃顶的主要原因

一般电子工业和轻工业的噪声在90dB以下，纺织厂噪声约为90~106dB（A), 机械工业噪声为80~120dB（A)，凿岩机、大型球磨机达120dB（A），风铲、风镐、大型鼓风机在130dB（A）以上

工厂噪声不仅给生产工人带来危害，而且厂区附近居民也深受其害生活噪声：

即街道和建筑物内部各种生活设施、人群活动等产生的声音.如楼上挪动东西、敲打物体、儿童哭闹、收音机和电视机的大声播放、户外小学生的喧哗声等, 均属此类。生活噪声一般在80dB（A）以下, 对人没有直接生理危害，但都能干扰人们谈话、工作、学习和休息, 使人心烦意乱噪声控制

噪声的传播一般分为三段: 噪声源®传播媒介®接受者；声波传播途径包括行进过程中的反射和衍射等。控制噪声的原理, 就是在噪声到达耳膜之前, 采取阻尼、隔振、吸声、隔声、消声器、个人防护和建筑布局等七大措施, 尽力减弱或降低声源的振动，或将传播中的声能吸收掉，或设置障碍, 使声音全部或部分反射出去，减弱噪声对耳膜的作用, 达到控制噪声目的

1）从声源上降低噪声: 包括研制和采用噪声低的设备和改进加工工艺等措施

2）在传输途径上控制噪声：采取声学处理的方法, 如吸声、隔声、隔振和阻尼等来降低噪声

3）在接受点阻止噪声: 在上述两种控制方法失效时, 应采取耳塞、耳罩、防声蜡棉和防护面具等个人防护措施

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4) 其它方式: 如实行新的交通法规, 广泛进行植树造林, 绿化城市, 可在一定程度上减轻城市噪声

〈>防治噪声的基本形式 <>遮挡噪声的方法图式 <〉总平面布置上利用楼房遮挡噪声〈〉沿街住宅的隔噪声建筑措施 <〉交通噪声遮挡方式及其效果图表 6。3 城市环境卫生

城市中每天要排放大量工业和生活垃圾、人畜粪便及其它有害废物, 若这些废物和垃圾来不及处置或处置不当，会侵占土地，孳生蚊蝇,传播疾病，污染环境, 严重影响城市居民的身心健康

因此, 一方面城市环卫部门要对废物、垃圾和粪便等及时进行清扫、收集、运输、处理和处置, 以便为城市居民创造并尽力保持一个优美、舒适、清洁的环境

另一方面，从生态学的角度看, 物质是循环的，废物是相对的, 工业和生活垃圾中有不少可回收利用的物质如金属、纸张、塑料、玻璃等, 以及可作为能源利用的可燃性成分；粪便自古以来就是良好的农家有机肥料

使垃圾粪便变废为宝, 对其进行综合利用, 是维持城市生态系统平衡，从而达到城市可持续发展的重要一环

1 城市垃圾废物的种类及危害

工业垃圾：工业生产过程产生的矿渣、炉渣、废料渣等, 特点是产生量大，有害物质多，有机成分含量较低

生活垃圾: 居民日常生活消费活动如衣、食、住等过程中产生的固体废弃物垃圾一般认为生活垃圾产生量和质与下列因素有关

经济发展水平和生活消费水平: 世界人均每日垃圾量最高的国家是美国，目前约为1.75kg，而发展中国家如印度只0.5kg，我国目前大约为 0。8～1.2kg

能源结构: 以燃煤为主则垃圾量大且可燃成分含量低, 我国人均垃圾量有随纬度增高而增加的趋势-北方城市取暖要产生更多的煤灰垃圾

食物结构：随着生活消费水平的提高，肉、蛋、奶等动物性食品在食谱中所占比例有所上升,从而包装垃圾如金属罐，纸类，玻璃, 塑料等增加

粪便: 城市居民每人每日排泄粪便大约1kg，对人口聚集的城市来说, 是不可忽视的环境问题

 粪便中含有大量水分和有机物, 其中有丰富的肥料成分如氮、磷、钾，是农家肥料的重要来源

 在肠道传染病和蠕虫病患者的粪便中，含有大量的致病菌和寄生虫卵

 粪便处理不当, 会腐烂发臭，孳生蚊蝇，传播疾病，污染环境, 危害健康

垃圾、粪便的危害

 侵占大量土地

据估算, 每堆积15´104t垃圾, 约需占地104m2。据城市遥感信息(1990~1992年, 占地50m2以上)调查,北京市在市区750km2范围内, 垃圾堆放占地6。51km2, 主要集中在三环路以外的近郊区。广州市在820km2范围内, 垃圾堆放占地1。66km2。上海市在市区及近郊区1260km2范围内, 垃圾堆点面积为5.26km2, 其中市中心区内为1.52km2

 污染水体

市内垃圾淋滤液往往对地表及地下水构成污染。如上海市垃圾堆放场附近的沟、河近岸水中COD、BOD、NH4+的含量较高，水质明显受到污染。重庆市区日产粪便3500t，但每天仅消纳400t，其余大部由下水道排入长江.广州市粪便90%排入珠江，污染了下游河流

 污染农田

以往城市垃圾及部分粪便基本上是运往农村, 大多未作任何处理就当作肥料施往农田，严

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重污染了农作物及蔬菜等, 经过农副产品的渠道又返回城市，影响城市居民的健康

北京市环卫科研所对市售蔬菜检测结果表明，粪便对蔬菜污染极为严重, 有的蔬菜大肠杆菌接近附近厕所的数量，根、茎类蔬菜尤为明显

 造成二次大气污染

垃圾露天堆放, 经过风的飞扬以及生活垃圾腐化产生恶臭，给空气中增加许多新的污染成分

 有碍市容观瞻

垃圾不仅污染环境，威胁居民健康, 而且影响城市风貌, 有损投资环境 2 有关中国城市生活垃圾的几个问题

• 垃圾量逐年增长《》Growing amount of urban domestic garbage in cities in recent years Source: Statistical Yearbook of China （1985—2000) • 影响垃圾增长的因素

 城市人口增加人均消费水平提高经济发展（GDP增长)

〈〉Relationship between population growth and urban domestic garbage collected in Chengdu City

• 垃圾成份发生变化：有机成份增加，无机成份下降，垃圾热值提高 3 城市垃圾废物的处理与资源化

• 工矿业固体废物的处理与利用：填充开采后的矿坑，平整后覆以一定厚度的好土, 并在其上种植植物, 使土地得到重新利用

• 高炉渣和煤灰渣的利用: 高炉渣可水淬生成颗粒状玻璃体，或形成浮石状物质，或热铸成块, 作为水泥工业的原料；煤灰渣是电厂的主要废弃物，可用来作墙体材料或生产粉煤灰硅酸盐水泥，也可用粉煤灰来筑路等

• 生活垃圾粪便的处理和利用生活垃圾的收集与处理过程当前中国城市生活垃圾的主要收集方式 >>

 生活垃圾的处理和利用

目前世界各国处理城市垃圾粪便所采用的方法有填埋、焚化、堆肥、以及制取沼气等

垃圾填埋(landfill）—在国外普遍应用, 国内也已开始应用，分为一般填埋和卫生填埋两种。前者破坏环境，污染空气与水源，多已使用; 现行的填埋方法以后者为主, 其主要过程如下:<〉生活垃圾填埋作业流程图 <〉垃圾填埋场纵断面示意图

〈>垃圾填埋场横断面示意图

卫生填埋通常是每天把运到填埋场地的固体垃圾废物在限定的区域内铺散成40～75cm厚的薄层，经压实减少废物体积后覆盖其他土层；再铺散新垃圾层重复此项作业；这样反复多次直至填埋到地表海拔高度时, 再在其上覆盖一层厚90~120cm的土壤，并种植绿色植物。大约10年后可使土地复原

卫生填埋要注意场地的选择, 考虑当地的水文和地形条件，避免污染地下水，防止浸出液的渗漏和降解气的释放, 消除臭味和疾病的传染

堆肥法(compost）—依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，人为地促进可供生物降解的有机物向稳定的腐殖质进行转化的微生物学过程。堆肥法按堆肥微生物需氧程度可

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分为好气堆肥和厌气堆肥两种, 据现代堆肥工艺，目前多采用前者，其中按工艺复杂程度又具体分为间歇堆积法和连续堆制法

堆肥配料方式有三种：纯垃圾堆肥、垃圾-粪便混合(7:3)堆肥、垃圾—污泥混合(7:3)堆肥

〈〉杭州市垃圾堆肥场工艺流程图 <〉天津大港生活垃圾堆肥生产线的工艺流程图

沼气（biogas）制取—利用严格密封的沼气池, 将有机垃圾、植物秸杆、人畜粪便、污泥等在厌氧环境下发酵制取

特点: 工艺简单, 副产品（肥料)质优价廉（原料肥效提高, 并可杀灭寄生虫卵)，改善环境卫生

原理: 将有机物垃圾中的碳化物、蛋白质、脂肪等在一定温度、湿度、酸碱度的厌氧环境中经过多种微生物的（发酵）作用，生成可燃气体（主要成分为甲烷)

工艺过程：沼气发酵可分为液化®产酸®产甲烷三个阶段。这三个阶段需相互衔接，保持动态平衡, 才能保证甲烷沼气的连续产生。提高沼气发酵效率的影响因素主要有:

丰富的沼气菌种严格的厌氧环境适宜的发酵原料(C/N比在25～30：1）适宜的干物质浓度(含水率50％~60%）适宜的温度（25～55℃）及pH值(7~9）焚化法(incineration）—

特点：能将可分解性物质降低到最低限度，焚烧产生的热能可回收利用，无害化程度高国外数据表明, 每5t垃圾可节省大约1t标准燃料.人口在15 000人以上城市宜采用垃圾焚烧处理方法，使用的焚烧炉能力约为一天100t，可配热能回收装置, 或者接蒸汽锅炉.若焚烧炉与住宅区的距离£2km，将蒸汽用于采暖在经济上合算。若供热需求不大，或离用户太远, 则垃圾焚烧产生的热能用于发电更为合理〈>深圳市垃圾焚烧工艺流程示意图

垃圾焚化的弊病是向大气中排放有毒、有害的物质，增加城市灰尘含量。如果垃圾中含有聚氯乙烯之类的塑料, 则烟气中氯化氢的质量浓度会超过100mg/m3以上, 这就必须采用复杂的气体净化装置, 以除去其有害气体

值得一提的是，无论采取何种手段提高垃圾中资源成分的利用和垃圾处理能力, 都属于补救性方案，也避免不了为此付出经济和生态方面的双重代价。因此采取有效措施实现从源头对垃圾进行减量，成为很多国家所重视的主动性垃圾。如联邦德国通过调整居民消费行为的措施，达到良好的垃圾减量效果: 饮料生产选择收取押金的瓶装方式, 避免使用一次性消耗包装品，如纸杯、纸盘，尽量不生产罐装食品等

德国还通过立法来保证垃圾的减量和回收利用: 禁止单向流程(即不可回收利用）的包装品在市场上使用，禁止对可回收物品的非回收性处理等

必要时采取合理的经济手段, 促使企业自觉实现垃圾减量:

O生产过程中的垃圾实行按量收费交纳表明尽到环保责任、因而受到消费者支持的“绿点\"标志费用等

4 加强垃圾管理, 改进处置方式有关中国城市居民对垃圾处置态度的一项问卷调查 1) 部分调查结果

〈〉不同城市居民对垃圾分类收集的认知程度 <>不同城市居民对有关购物袋的认知程度

上述结果表明:

虽然平均90%以上的居民对使用塑料袋及一次性包装品对环境的危害都有清楚的认识，但对于自带购物袋问题的回答, 各个城市中获得的调查结果却非常不同，在深圳只有15％的人表示愿意自带, 在北京则有53%的人愿意

出现城市居民购物时自带购物袋比例不高的原因可能有两方面: 其一是自带购物袋比较麻烦，其二也与没有实行购物袋收费制度有关

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调查的另外一组结果表明, 如果实行收费制度将有利于提高自带购物袋居民的比例, 减少白色污染（见下页图）.如果每个购物袋的价格为0.05元时, 平均大约有14%的居民愿意自带购物袋; 但当购物袋价格为0。5元时, 愿意自带购物袋居民的比例基本超过50％；当价格为1元时, 比例更高。由此可见, 以适当方式实行购物袋收费, 将会对减少生活垃圾中的包装袋数量产生积极影响

<>不同收费标准下愿意自带购物袋居民的比例

对有关包装瓶/盒押金的调查结果表明， 80%以上的居民对一次性使用的包装品造成的危害有所认识.另一项有关退回使用后的包装瓶/盒的态度的调查结果表明，随着押金数额的增加，愿意退回旧瓶/盒居民数量的比例也不断增加(见下页图）。如果每个包装瓶/盒的押金为1元时, 在很多城市90%以上的居民将愿意退回包装瓶/盒〈〉不同押金标准下愿意退回包装瓶/盒的居民的比例

通过问卷调查还得出, 目前在世界上很多国家实行的有利于生活垃圾资源化和减量化的多项, 在中国城市居民中的认知度不尽相同：对于生活垃圾分类收集的认知度最高，愿意将生活垃圾进行分类投放的城市居民的比例已经达到85%；其次为对生活垃圾收费制度的认知度， 79％的居民对这项持赞成态度。对废品收购和自带购物袋的认知度相对偏低，分别平均为60。2%和35%

此外, 城市居民中卖废品的比例，随着家庭人均收入的增加而迅速降低。这一趋势意味着随着我国经济的发展，人民收入水平提高，卖废品的城市居民比例将会不断减少，这也是各发达国家已经经历过的。因此，要实现生活垃圾中可利用物质的有效回收和重复利用，从长远看，建立有效的生活垃圾分类回收体系，并以有效的法律制度和辅助措施，如生活垃圾收费制度等促进垃圾分类回收, 对促进我国生活垃圾资源化与减量化管理具有重要的战略意义

2) 实施生活垃圾资源化和减量化建议

首先, 在我国城市广泛开展生活垃圾分类收集, 能够获得绝大多数城市居民的理解和支持。本项之所以在城市居民中具有较高的认知度，与近几年来广泛开展的垃圾分类宣传和试点有很大关系。为居民提供方便的分类投放条件、做好被分类收集的不同垃圾成分的运输和处理的后续工作, 是垃圾分类能否获得成功的关键

第二，生活垃圾收费虽然已经在我国很多城市中开始实行，也能够被大多数城市居民所接受。但是由于缺乏宣传, 很多居民对该项极其意义了解不足.为了达到生活垃圾收费所具有的减量化效果，应该开展广泛的宣传和教育活动, 同时进一步开展实行生活垃圾按量收费的试点工作，以确定适合我国国情的城市生活垃圾按量收费

第三，鉴于我国居民对自带购物袋和退回包装瓶/盒的认知度不高的现象，建议应该尽快实行购物袋收费和包装瓶/盒押金制度, 以减少白色污染和促进包装品重复利用.根据本研究调查结果, 每个购物袋的价格和每个包装瓶/盒押金的数额，都应该定在0.5元左右或高于0.5元，才能够收到显著效果

第四，废品收购在我国城市中以不同方式已经实施多年，尽管如此, 目前卖废品的居民所占比例并不太高

提供更方便的服务, 如规定一定的时间准时提供收购服务或上门收取等，有可能提高废品回收率

规范收购价格也是提高居民卖废品积极性的可能途径 5 其他城市固体废物利用与资源化途径

利用废玻璃生产马赛克利用废纸生产再生纸利用废塑料生产能源(酒精/天然气等） <>采用新料生产玻璃马赛克工艺流程示意图<>采用废玻璃生产玻璃马赛克工艺流程示意图 <〉城市内的纸循环〈〉城市的物质、能源代谢

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7 城市园林绿地及绿化

7。1 城市园林绿地的生态效应

城市生态系统虽不象自然生态系统那样能承受相当程度的外界干扰压力, 通过负反馈调节维持自身的平衡，但仍具有一定的抗外界干扰和自我维持的能力。这一能力，在很大程度上来自于城市园林绿地的生态效应作为一个生态系统, 城市在正常生产和消费的同时, 产生大量的余热、噪音和三废。这些污染物质在城市生态阈值限度之内时，城市生态系统有自我净化、自我消弭的能力, 即：

• 通过存在于系统大气、水体、土壤中的物理过程如稀释、扩散、挥发和沉淀，化学和生物化学过程如中和、分解与降解等达到净化的目的通过城市园林绿地的一系列生态效应，对污染物质起吸收、减弱和消除作用，综合调节城市环境；从而使城市环境质量达到洁净、舒适、优美、安全的要求

1 现代城市绿地的沿革

城市绿化有着悠久的历史。例如我国在二千多年前的周、秦时代，当时的京城咸阳就沿着道路种植行道树。到了唐代, 都城长安已是“绿荫十二街”， “青槐夹驰道\"了。唐朝还在长安城东南隅秦、汉、隋代宜春园和芙蓉园的基础上大兴土木，开辟了景色明媚、游乐盛况空前的曲江风景区。在国外，如古罗马、古巴比伦以及中世纪的欧洲大都市, 也都有许多占地广阔、风景宜人的园林

究国内外园林绿化的发展历史, 经历了两个时期：自然萌生阶段-以狩猎围牧为目的的园囿人工创意阶段—以满足达官贵人及宗教需要为目的的宫苑、寺园绿化这两个阶段均没有摆脱园林绿化单纯的观赏及游憩功能

现代城市绿地，很大程度上是在中古时代园林的基础上发展而来: 19世纪中叶, 工业化发展给西方各国城市带来了严重的环境问题，促使城市园林绿地的设计与营造观念发生变化：

生态绿地阶段—以改善城市环境状况和满足景观美化效应双重目的的园林绿地建设

从此, 改封闭式的园林为开放性的公共绿地；改只重观赏的硬质堆砌为师法自然的植物造景；同时重视植物配置的生态学要求, 注意群落稳定性与环境良性发展的最佳组合

2 城市园林绿地的生态效应

• 净化空气、水体和土壤 O 维持大气组成成分的平衡不同类型城市绿地光合作用效应比较

 吸收有害气体

有害气体虽对植物生长不利，但在一定条件下，有许多植物对他们具有吸收和净化作用例如植物叶片表面可吸收SO2。正常植物中都含有一定数量的S，当植物处于被SO2污染的大气中时, 其含量可为正常含量的5~10倍。一般地说，对SO2抗性越强的植物, 吸收SO2的能力也越强; 阔叶树对SO2的抗性比针叶树强。臭椿吸取SO2能力特别强, 超过一般树木的20倍

另外, 夹竹桃、罗汉松、龙柏、银杏和广玉兰等也有极强的吸收SO2的能力。从另一些实验中也证明，不少园林植物对于氯气、氟化氢、氨以及汞、铅蒸气等也分别具有不同的吸收能力

因此, 在散发有害气体的污染源地区附近, 选择与其相应的具有高吸收和强抗性能力的树种进行绿化, 对于防止污染、净化空气是有很大意义的

●吸滞烟尘和粉尘植物，特别是树木对烟尘和粉尘有明显的阻挡、过滤和吸附作用。这一方面由于枝叶茂密, 具有强大的减低风速的作用；另一方面也由于叶子表面粗糙、有绒毛或黏性分泌物, 当空气中的尘埃经过树木时，便附着于其叶面及枝干上。经过雨水的冲洗, 又能恢复其吸滞能力。草地不仅和树木一样具有吸附灰尘的作用, 并且还可固定地面的尘土〈〉

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绿化树木的滞尘效应〈>不同类型区域的树种滞尘状况

●减少空气中的含菌量绿地可以减少空气的含菌数量, 这一方面是由于绿地上空灰尘减少，从而减少了黏附其上的细菌；另外一方面还由于许多植物本身具有分泌杀菌素的能力，如悬铃木、桧柏、白皮松、雪松等都是杀菌能力较强的绿化树种 <>各类林地和草地的含菌量比较 ●净化水体据研究, 树木可以吸收水中溶解的物质，减少水中细菌的数量。如在通过

30~40m宽的林带后, 由于树木根系和土壤的作用, 1L水中所含细菌的数量比不经过林带的减少1/2。许多水生植物和沼生植物对净化城市污水有明显作用：在栽有芦苇的水池中，悬浮物要减少30%, 氯化物减少90％, 有机氮减少60％, 磷酸盐减少20％, 氨减少66％, 总硬度减少33%●净化土壤植物的根系能吸收大量有害物质, 从而具有净化土壤的能力有些植物根系分泌物能使进入土壤中的大肠杆菌死亡

●改善小气候 ☉降低气温：测定表明，在炎夏季节林地树荫下的气温较无绿地低3~5°C.有垂直绿化的前墙表面温度比纯粹红砖墙表面温度低7°C左右。炎热夏季时，人在树荫下和在直射阳光下的感觉差异很大。这种温度感觉的差异不仅仅是3～5°C的气温差，而主要由太阳辐射温度决定。茂密的树冠能挡住50%~90%的太阳辐射热〈>绿化的遮荫避晒作用

☉调节湿度：空气湿度过高, 易使人厌倦疲乏，过低则感干热烦躁。一般认为最舒适的相对湿度为40％~60％。绿化植物能大量蒸腾水分, 可以提高空气湿度.一般森林的湿度比城市高

36％, 公园比城市其他地区高27％.即使是在树木蒸腾量较少的冬季, 因为绿地中的风速较小，气流交换较弱，土壤和树木蒸发水分不易扩散，所以绿地的相对湿度也比非绿化区高10%～20％

☉通风防风: 1）大片林地的存在，可以造成绿地与其周围地区的温度差异，进而造成区域性的微风和气体环流.绿地中的凉空气不断向城市建筑密集地区流动, 从而调节气温, 输入新鲜空气，改善通风条件。2)带状绿地的作用与其设计密切相关。如带状开敞绿地, 若与夏季主导风向平行，则具有良好的通风效应。若绿化林带与冬季主导风向垂直, 则具有良好的防风效应, 既可降低风速, 又可减少风沙, 改造局地气候 <>绿化林带减小风力 ●降低城市噪声树木能降低噪声，是因为声波投射到树叶、树枝上后被反射到各个方向, 造成树叶微振而使声能消耗减弱。减轻噪声效果最好的树种是那些枝叶茂密，叶片较肥厚并具有较长叶柄的乔木和灌木。这些特征的结合，有助于叶片的摆动和振动.粗大的树枝和树干也能够使声波发生偏转和折射。就平均情况而言， 30m宽的林带可减弱频率为1000Hz的声波6～8dB（A) 〈>绿化带隔绝和吸收噪音<〉绿化减噪效果示意

一般地说, 城市街道上的散生树木无显著的减噪作用; 分枝低的乔木比分枝高的乔木减低噪声的效果大; 叶茂植疏的树群，因能产生复杂的声散射, 其减噪作用非常显著; 以乔、灌、草构成的致密防护带, 其消音效果更好

为达到理想的消音效果, 林带应该种植在靠近噪声源，而不是靠近接收者的位置处；林带的长度应该大约为从噪声源到接收者之间距离的两倍; 如果林带位于道路两侧, 林带在道路两侧的延伸长度应该相等

在有可能时, 应选择适当高度的树种, 其枝叶要繁茂，并均匀地分布在枝下高较小的整个树干上; 当乔木很高时, 应在其下配置灌木、高草或其他松软的地面覆盖层；乔木和灌木应种植得尽量紧密, 以利形成一个连续的、密集的障碍体

此外, 长年具有噪声污染的地段应尽可能栽用常绿树种或展叶期长的落叶树种 3 城市园林绿地的其他效用

●美化环境及科学教育: 增添了生动的画面，减少了生硬化和直线化●游憩娱乐和健康疗养●生物物质生产●导引街道走向和边界，维系交通安全●抗震防火●蓄水保土

●城市园林植物的环境指示作用

城市园林植物与野生植物一样，与它们的生活环境间相关极为密切, 因而可被用于指示其所

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处的生活环境

园林植物指示体大多为植物群体, 根据他们对环境因子影响的反映特点, 可将之区分为两类: 外显型: 以体表可见特征反应环境条件的指示体

☉积累型: 植体本身虽无受害特征, 但体内有害物质的积累大大超过一般植物利用植物指示体指示环境，既可以是被动监测: 通过对生境中某些野生或栽培植物的调查进行；也可以是主动监测：通过将某种植物在标准条件下移栽到自然生境中的方法来进行监测空气污染通常利用地衣（lichen）、苔藓（algae) 和其他高等植物如菜豆、烟草、唐昌蒲、杨树等进行☉指示土壤污染利用城市野生植物如（早熟禾)进行☉指示热量状况主要是以物候观测指示城市热岛效应

7.2 城市园林绿地系统规划

1 确定城市园林绿地定额的几个因素

• 国内外城市绿地现状水平的对比

资料表明, 欧、美国家的城市公共绿地指标较高, 一般在20m2/人以上, 如英国大伦敦为24。2m2/人 (1977年）, 法国巴黎为24。7m2/人(1976年)，美国纽约为19。0m2/人(1976年）, 洛杉矶为20。0m2/人（1974年），即基本在20m2/人以上

相比之下，我国城市绿地面积水平很低.31个城市(1990年)的公共绿地面积，每个非农业人口居民平均为3。8m2.其中较好的城市有深圳（38)、威海(15。5）、长春（15.6）、北京(8.3）等，上海最低，仅1.2m2

这个数字现在已经发生变化(见下页表）, 然而与国外相比, 差距仍十分明显联合国在1969年的一份报告中要求, 城市居民拥有的市区内公园绿地面积应达人均60m2 <>中国直辖城市园林绿化现状

• 城市环境与健康保护的科学要求

根据林学方面的研究, 一个地区的植物被覆率至少应在30%以上，才能起到改良气候的作用; 疗养学方面的研究指出，舒适的休养环境, 其绿地面积应占总用地面积的50％以上从保护环境和抗震防灾的要求来看, 城市绿化覆盖面积应大于市区用地的30%。而我国1993年绿化覆盖率全国城市总平均仅约为21。4％，目前约为25％，尚不够30%，难以起到改善城市生态环境的作用

• 城市园林绿地的定额指标应从以下方面考虑：

首先应从植物净化大气、吸收噪音、调节小气候、防免灾害等保护环境的功能方面, 推算出城市绿地的需用量

其次要从国民经济水平、城市性质、规模、现状等条件出发。我国人口多, 耕地少, 城市用地紧张, 既要恰当合理发展城市绿地, 又要尽量少占农业良田就城市性质及大小而论,

风景城市如杭州、桂林、肇庆、承德等，其定额标准要高些

中、小城市离郊区近，市区的绿化可少些；大城市市区绿地标准应高些

旧城市建筑密集, 用地紧张, 虽然正需要增加绿地, 但实际困难较多, 定额也不能过高新建城市或卫星城镇, 条件较少，有可能按合理的需要, 制订定额

此外，还要根据气候、地形等自然条件来考虑定额标准：南方干热地区，需要运用绿化降低气温, 增加湿度, 绿化条件也好, 绿地指标可以高些多风沙城市需要营造大面积的防护林带, 指标必然应该高一些 2 游憩绿地游人容量的确定

游憩绿地要求有一个合理的游人密度, 游人密度要考虑两个因素：一是每个游客在绿地中所需要的活动面积（m2/人)，二是单位时间内最高游人量占城市总人口的百分比。关于供城市

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居民游憩的各类公共绿地面积的大小, 我国还没有制定详细的定额。俄罗斯学者认为, 一个游人在公园中至少应有60m2的活动面积，而节假日期间游人一般大约占城市居民的10%, 因此推算每个居民至少应有6m2的公园面积

我国城市流动人口大约占城市总人口的20%, 流动人口过境, 大多都要到公园或名胜古迹观光.北京全市公共绿地面积(包括各种公园、动物园、植物园、陵园以及花园、游园和供游览休息用的林荫道绿地、广场绿地等), 平均每个市区常住人口拥有7.9m2(1990) （2001年已达9。0m2); 日均接待游客25。3万人，按节假日游客是平时的3倍计算为75万人，则占市区常住人口的13%，由此得出每个游人有活动面积61m2。此数字已超过每个游客拥有公园面积60m2标准

然而上海市绿地面积则明显不足，至1995年底，人均绿地面积仅为1。65m2 (2001年已达5.5m2)；日均接待游客24。7万人，节假日可达100万人左右, 每个游人活动面积只有不足20m2，游人密度已超过定额2倍如果以常住人口为基数，一个城市合理的公共绿地定额应为人均7~12m2 3 城市园林绿地的分类

• 公共绿地: 属城市规划土地平衡表中生活居住用地的范畴，是由市政建设部门投资的绿地，具有一定规模和比较完善的设施, 可供居民游览休息之用。主要包括各种公园、动物园、植物园、陵园以及花园、游园和供游览休息用的林荫道绿地、广场绿地; 不包括一般栽植的行道树及林荫道的面积

• 园林生产和卫生防护绿地：属于园林部门主管的绿地，如苗圃、花圃、果园、林场和防护林等，在城市规划总图中可以用绿色反映出来。其主要功能是改善城市的自然、卫生条件和提供树苗、花卉等。

• 风景旅游绿地：一般是市郊的大面积自然风景区或文物古迹名胜区绿地

• 专用绿地：是指具有专门用途和功能的绿地, 包括各企业、事业单位大院内部的公共建筑绿地, 居住区街坊内部的小游园、庭院宅边绿地等.在城市规划总图中没有反映，其投资、修建、管理和使用均属于单位内部或居住区房建绿化队。这一类绿地设施虽然比较简单, 但与单位职工和居民最接近，它们对美化环境, 改善小气候条件，提供居民日常休息方面的作用甚为显著, 是城市普遍绿化的基础

• 街道绿地: 主要指城市道路两旁的绿地, 包括行道树、安全岛绿地、桥头绿地等，其土地平衡和投资均属城市道路管理部门。这类绿地具有遮荫防晒, 减弱交通噪声, 吸附尘埃等功能，对改善城市环境卫生，美化市容等方面起重要作用

衡量城市绿地水平应从两个方面来考虑：一方面看其公共绿地绿化种植艺术水平；另一方面从其它四类绿地保护环境的水平来衡量 4 城市园林绿地系统的布局

• 园林绿地规划布局应考虑的因素☉综合考虑、全面安排☉从实际出发,因地制宜☉均衡分布、比●合理☉远景目标和近期安排相结合 <〉城市园林绿地系统布局形式与城市布局的相辅相成关系

• 理想的城市园林体系：三级绿化系统

市内小型绿化系统：将居住区与工业区分隔，用防护带、行道树、小游园等构成市内绿化系统

市内环绿化网: 以市内公共绿地为核心, 以林荫大道和水系绿带为骨架，围绕市区和市中心区形成内环绿化网

市外环绿化网：在市郊以风景区、森林公园、大型果园和苗圃为基地, 用自然防护林带串通, 形成城市外环绿化圈, 将城市包围，并以此控制城市用地向外扩展

• 园林绿地系统的布局形式☉块状绿地布局：

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这类状况多出现在旧城改建中，如上海、天津、青岛、大连等，目前我国多数城市属这类情况.块状绿地的布局方式，可以做到均匀分布，接近居民, 但对构成城市整体艺术风貌作用不大, 对改善城市小气候的作用也不显著 <>城市园林绿地系统的布局形式

☉楔形绿地布局：一个城市中由郊区深入市中心的由宽到窄的绿地, 称为楔型绿地, 如合肥市的绿地系统。一般都是利用河流、水库、起伏丘陵、穿过城内的运河、铁路和放射干道等结合市郊农田、防护林布置，使之与城市绿化带和城市林荫道有机结合。楔形绿地的优点是可以改善城市小气候，也有利于城市艺术风貌的体现〈>城市园林绿地系统的布局形式 ☉带状绿地布局：这种布局多数利用河湖水系、城市道路、旧城墙等条件形成纵横向绿带、放射状绿带与环状绿地交织的绿地网, 如苏州、西安、南京等地.带状绿地的布局容易表现城市的艺术风貌 ☉混合型绿地布局为上述几类的有机结合，如北京市的绿地布局

7.3 城市街道与工厂企事业单位绿化 1 城市街道绿化的主要类型

街道绿化是城市绿化的重要组成部分, 它分布全城，联系着城市中分散的各类绿地，使城市绿地组成一个美丽壮观的有机整体，实际上构成了一个良好的城市防护林网, 对防暑降温、净化空气和美化市容来说都有重要作用

按现有车道（板)和绿带（带）的多少和组合不同，街道绿化可归纳为以下五个基本类型:

●三板四带式中间为快车道，两侧为慢车道, 再外侧为人行道.快慢车道之间, 及慢车道与人行道之间均有四条绿带，列植大乔木四至六行。这种类型的优点为：覆盖成荫早, 护荫降温能力强, 管理方便。缺点是隔车带较窄，树木生长和配置方式受一定

●四板五带式道路的路幅在60m以上, 中为较宽的林带, 两侧为车行道, 车行道又被隔车绿带分为快车道和慢车道，再外侧为人行道，每边人行道还可种植两排行道树, 共可列植八行大乔木

●一板二带式这是常见的一种类型，路幅较窄的道路多用此形式.中间为车行道，两侧为

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人行道，人行道可植二至四排行道树.一板二带式的用地最省，但树木配置比较单调, 树木与架空线路的矛盾不易解决 ●一板四带式中间为车道, 两侧为宽阔的人行道, 人行道上有带状绿地。由于人行道上有绿地，树木花草布置方式可以丰富多样, 有利于装点市容。绿带分置二侧，对道路两侧建筑的卫生防护功能相应增强。人行道宽、电杆位置与乔木分列, 有利于避免架空线与树木之间的矛盾。此类型的主要缺点是: 在车道宽的情况下，林荫道难于形成，一到炎夏, 车道易受到曝晒

●两板三带式车道两条, 外侧为人行道。车道与车道中间可绿化的地带较宽, 在栽植二排以上的大乔木后，还可布置常绿树、灌木花卉和铺种草皮.有些道路的中间绿带宽达50m，除种植林带外，还设有散步道、坐椅、棚架、水池、花坛等，形成绵亘数公里长的花园林荫道现在许多城市均以此形式为发展方向

行道树栽植时一般沿人行道和隔车绿带设置，栽植的株距依树种不同而定, 悬铃木、柳树等6~7m, 杨树3~5m。也有采用早期株距3～4m, 以后再隔株间伐, 但从许多城镇街道绿化经验来看，行道树的株距以一次定点为好

●行道树定干高度多在3.2～3.5m, 过高易于与架空线路发生矛盾, 过低则影响交通，并且有压抑感觉按树种构成分类: 以我国中纬度暖温带湿润及半湿润地区为例, 城市的行道树按树种构成又可分以下三个主要类型 ●以悬铃木、白腊树、毛白杨、槐树等落叶乔木为主的类型悬铃木为优良的行道树种，在城市中栽种十分普遍。从环境保护效益来看, 它生长高大，枝叶开展，遮荫面积大, 夏季降温的效果极为显著, 吸收有害气体和吸滞粉尘能力强, 有一定的杀菌能力此种绿化类型, 对人行道来说，减弱交通噪音的能力较差, 但对街道两边楼房的二、三层楼来说, 因浓密的树冠恰好阻挡了噪音波的传布, 减噪作用比较明显悬铃木的一个重要缺点是嫩叶叶背的刚毛和果实成熟期种毛散入空气，对人的呼吸道有刺激作用 ● 以雪松、桧柏等常绿针叶树为主的类型有些城市用雪松、桧柏、油松、白皮松等常绿针叶树作为行道树(包括隔车带种植）.这些树种美化街景的作用大, 并且具有较强的减噪、防尘和杀菌能力(桧柏抗性强, 属乡土树种) 缺点是夏季遮荫降温的效果不佳，抗污、抗毒能力也差，在一些大气污染严重的地段常受危害，致使枝叶发黄，生长不良; 此外, 还有阻挡交通视线的缺点，因此用常绿针叶树作行道树, 只能在某些环境条件较好的地区实行●以棕榈、大叶女贞等常绿阔叶树为主的类型中纬度偏南地区的城市中多采用这种类型用常绿阔叶树作行道树，既可使街景终年常绿美观, 又具有地方特色缺点是减低噪音能力不如雪松、桧柏等，遮荫效果不如悬铃木

2 工厂企业区的绿化及其要求大型工厂企业一般都重视在厂区、生活区周围有规划地种植

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树木、花草, 以取得良好的生态环境效果.但工厂绿化面积差距很大，一般的规律是, 大厂、新厂、合资企业的绿地较多,比例较大；小厂、老厂的绿地多数不足。如许多大型合资企业，结合厂房设计, 进行园林式绿化, 绿地面积均占全工厂区总面积35%以上, 工厂内绿树成荫，芳草遍地, 环境极为优美工厂企业区的绿化应做到:

• 周密规划：根据工厂性质和企业门类, 制定功能与之相应的绿化措施，并保有一定的面积

●生物制品、医药、精密仪器、电子设备厂，要求空气清洁, 含尘量低, 应栽植滞尘力强的树种, 还应铺种草坪, 春季飞絮的杨柳则应禁止●纺织印染企业对温、湿度要求严格，应栽种高大、荫浓的树种●机械、锻造厂噪声大，工人工余应有一个稍事安静的环境, 借以恢复听力, 应种植减噪效果显著的女贞、海桐、珊瑚树和雪松等●化工、冶炼、石油、电力等排放大量有害气体和金属粉尘的工厂, 应配置抗污性强、净化力高的植物，还应增加绿地面积，以保护环境, 防止污染; 劳动强度大的工厂, 工间休息需安静清新的环境, 因此绿化可着眼于绿地草坪, 并种植花卉, 以助工人下班后恢复疲劳

• 合理布局：绿化不但要保有一定的绿地面积，而且还要合理布局, 均匀分布, 才能充分发挥绿地卫生防护和美化环境的作用。例如根据工厂的具体情况, 在厂房车间周围开辟供职工班前工后休息谈心的小花园，使树木、花草、园路、建筑小品布置得体, 形成优美的厂区环境有条件的还可在绿地内建假山、喷泉、小亭、雕塑等，花坛中植花卉草木；园内搭建蔓性藤本植物进行攀援绿化，使厂区呈宽敞、宁静、清洁的气氛在一些地形破碎，用地紧缺的工厂，可以见缝插针方式搞绿化, 不论面积大小，形状如何, 甚至在水泥地上也可挖洞、筑台, 开辟多种块状绿地

• 目标要求：洁净、荫浓、抗污、休憩、减噪工厂企业还应注意在生产区和生活福利区之间因地制宜地设置防护林带。这对改善厂区周围的生态条件, 形成卫生、安全的生活和劳动环境，促进职工健康等起着重要的作用绿化要注意在普遍的基础上, 逐步提高，以利用植物美化和保护环境为主。在有条件时，还可以利用屋顶进行绿化, 增加绿地面积，减少热辐射

3 立体绿化-—有限面积内的城市绿化对策

城市化过程的加速和城市规模的扩大, 使原本就紧缺的城市建设用地更趋紧张。其结果或是不断侵蚀城郊农田, 或是挤占城市绿化用地，前者无疑不适合我国人多地少的国情，后者则不利于改善城市生态环境质量, 提高居民生活健康水平。因此，应走城市立体绿化的道路, 使绿色植物向空间发展, 在有限面积内布置尽可能多的花、草、藤、蔓，促进城市生态良性发展

1) 立体绿化的特殊功能和效用—除具有一般绿化的各项功能和效用外，还有以下特殊功能:

• 节约城市用地和绿化投资

在繁忙拥挤、寸土如金的大城市中, 立体绿化见缝插“绿”，无论是墙壁、廊柱、栅栏，还是屋角、房顶、阳台，均可实现立体绿化。这不仅可在不增加绿化用地的情况下大幅度提高绿化面积，突破城市绿化瓶颈, 而且可在较短时间内形成绿化效果, 从而达到节约绿化投资的目的

• 增加和改善景观艺术性, 提高审美情趣

立体绿化能与城市各种建筑有机结合，只要设计得当，不仅能协调和突出建筑物的艺术造型，赋予建筑物季节感，同时可丰富建筑物的空间变化和层次性, 从而起到美化环境，改善景观，陶冶城市居民生活情趣的作用合理运用各种攀缘植物搭建的棚架、回廊, 编织厚密的绿篱，还可以遮盖视觉中的不佳部分, 如垃圾站和厕所, 达到藏拙的效果

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• 保护建筑物,延长其使用寿命

攀缘在建筑物上的植物，在夏季因遮荫可降低建筑物表面的温度; 相反在冬季又具有保暖作用，从而减少因温差过大引起热胀冷缩造成的建筑物损坏。建筑物表面的绿化层还可使其粉刷层少受风化腐蚀的影响.此外, 植物一年四季叶展叶枯、花开花落的变化交替，也赋予建筑物以生机 • 开发资源，增加收益

立体绿化是在建筑物侧面或顶部攀缘或覆土种植，因而运用得当, 可以在美化环境、清除垃圾、消纳污物的同时, 提供蔬菜、瓜果、花卉及其他经济收入，做到变废为宝，增加收益

2) 城市立体绿化的内容

立体绿化内容丰富多样, 在城市的不同建筑立面上以及空间位置中，均可布设.一般立体绿化可分为墙面绿化、阳台绿化、棚架绿化、篱栅绿化、屋顶绿化、桥梁绿化、立体花坛、护坡绿化等 • 墙面绿化：

泛指利用攀缘或其他植物装饰建筑物外墙面或围墙的绿化形式

墙面绿化是立体绿化中占地面积最小, 而绿化面积最大的一种形式。据文汇报报道, 若能将上海市区建筑物表面积的1/10进行绿化, 则市区人均绿化面积就可增加到9。8平方米, 可见在大城市开发墙面绿化的潜力和前景十分诱人 • 阳台绿化:

城市新建住宅楼的每个单元都有一或两个阳台, 用各种花木植物把阳台装饰点缀起来，不仅可以增强建筑物的生机，体现其整体美, 同时也美化了城市环境

阳台绿化就好似给窗前搬来一个微型花园，又好像在阳台上安装了一台空气清新器，对保证住户居民的身心健康是极为有利的 • 棚架绿化：

棚架绿化包括花门、绿亭、花榭等, 占地不大，却具有组织空间、增加景深、点缀景观的功效，置身其下，令人凉爽惬意、倍感舒适

• 篱栅绿化: 篱栅最初是出于安全考虑, 用来划隔空间的，但在其上进行绿化, 可在创造幽静环境的同时, 增加美的享受, 达到曲径通幽的效果 • 屋顶绿化:

由来已久，如公元前七世纪新巴比仑国王尼布加尼撒二世的“悬空园”，被后世誉为世界七大奇观之一。20世纪20年代初，法国巴黎开始在个别住宅平屋顶上把立体绿化与现代建筑结合起来，以后各国纷纷效仿。如美国把办公楼屋顶辟为花园; 日本将屋顶连成一片，使之变成广阔的种植有花草的“开放式”场地; 联邦德国更是将楼房建成“阶梯式”或“金字塔式”住宅群，在各层屋顶上布置花草

瑞士、丹麦、俄罗斯等，均有各具民族特色的屋顶花园我国的成都、重庆、广州、上海等城市, 也有不同规模的屋顶绿化和屋顶花园屋顶绿化可以为城市居民开辟新的休息、娱乐场所，加强屋顶的隔热、隔声效果, 提高城市的蓄水能力 • 桥梁绿化:

随着城市交通的日益繁忙和规模的不断扩大，立体交叉桥相继出现并增加。形体庞大、颜色单调的钢筋混凝土立交建筑, 不经绿化, 不仅自身丧失了生机，而且也有碍城市观瞻，因此桥梁绿化现今已成为桥梁建筑不可或缺的有机组成部分。经绿化植物的覆盖和装点, 才显得立交的宏大与壮观 • 立体花坛：

极富艺术造型魅力，常常是人们视线的集中点, 具有点缀街头、美化环境、分隔道路

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的功效, 同时能起到宣传形象和扩大影响的作用 • 护坡绿化:

具有美化环境和保护城市自然坡面的双重功效。城市道路两旁的坡地、堤岸、桥梁护坡和公园假山等，若无植物保护，久之必然因雨水冲刷或侵蚀而受损.用绿色植物来保护,既可增加绿化面积，美化环境,又能防止水土流失，起防尘降温等保护作用 • 工厂垂直绿化:

潜力很大, 特别是绿化用地不足的地方, 可栽植地锦、凌霄、金银花、紫藤、蔓性蔷薇类植物, 草本的如牵牛花、鸟萝等

在厂区的墙沿上也可栽植花木，利用有限的土地, 得到更大的垂直绿化面积, 以提高叶面积系数, 增加绿视率，促进职工健康 3) 立体绿化的设计理念

立体绿化的设计，应讲究选材适宜，注重艺术观赏性, 考虑和顾及与周边环境的合谐性，使之融为错落有致的整体

植物的选择, 以乡土树种为首选，结合各类藤、灌、草、花, 并以某一、二种为主, 形成基调；有条件时, 多选择常绿植物, 辅以观花、观果、观叶、观形植物，使之四季常绿、三季有花、经年有景

立体绿化的色彩运用，应以建筑物为主体，植物起点缀作用。由于绿化的美学特征，与人的主观感受密切相关，因此在因地制宜的基础上, 还要因“人”制宜，如考虑民俗风情、传统习惯，南、北方差异，东、西部有别

然而共通之处应是师法自然，以求恬淡素静、雅俗共赏

• 北京市的绿化“措施\"口号：折房建绿，见缝插绿，垂直挂绿, 拆墙透绿，大力发展草坪、花卉, 增加城市绿化面积, 扩大绿色视野，进一步提高绿化艺术水平 4 城市绿化展望 • 大城市的绿化

大城市应按照城市总体发展规划的要求，制定一个合理、完整的园林绿地系统规划，在规划的指导下,循序渐进，使城市园林绿地的建设逐步走上布局合理、绿化普遍、面貌清新的良性循环轨道 • 中小城镇园林绿化

依山傍水的城镇: 园林绿地要和水体、山川紧密结合, 充分利用河滩空地和自然山林开辟公园、公共绿地和风景区，使景观更加秀丽

有文物古迹的城镇: 可合理并有机地将之组织到园林绿地系统中, 从而形成自己的独特风格和/或游览胜地

注意街道、街坊小区和单位庭院的绿化，提高绿化覆盖率 • 厂、矿、机关、学校园林绿化

厂、矿、机关、学校等的庭园绿化，主要要确保一定数量的绿地面积.国家规定, 新建城市的绿地面积不应低于总面积的30％, 旧城区改建保留地面积不应低于25％。该指标一般也适用于各个单位。城市规划与园林部门要共同把关, 以确保各企、事业单位的绿地面积。可在调查研究的基础上，进行绿化规划，确定绿化用地，力争达到25%以上的绿地面积

7。3 城市园林绿化树种与草种 1 城市园林绿化植物的选择

园林绿化树种的选择应该注意以下原则 • 以乡土树种为主

由于生态因素的地域差别, 不同的城市以及城市的不同地区, 适于用作园林绿化的植

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物是不同的

乡土树种对当地土壤和气候的适应性强, 苗源多，价廉，易成活，有地方特点, 应作为城市绿化的主要树种；从保护自然和保护物种多样性的角度看，选用乡土树种进行绿化，是保护和维持地区自然景观特色的重要途径

为了丰富植物种类, 也可有计划地引进一些本地缺少, 而又可能适应当地环境的或观赏价值高的树种。但一般应经过引种驯化试验，才能推广应用 • 抗性强的植物优先选择

抗性强的植物，是指对酸、碱、旱、涝、沙性及坚硬土壤有较强的适应性,对病虫害、烟尘和有毒气体的抗性较强的植物 • 速生与慢生树种相结合

速生树种如杨、桦等虽生长快, 可很快成荫，但往往三十年后就衰老，需要及时更新和补充，否则要影响城市绿化的效果。慢长树如柏、银杏等, 要三、四十年才能见效, 但寿命可达百年以上。为早日发挥绿化效果，应该以速生树种为主，搭配一部分慢长树种，尽快进行普遍绿化。同时要近远期结合, 有计划、分期分批地使慢长树种替换衰老的速生树种

• 常绿和落叶植物结合, 针叶和阔叶树结合

为达到景观要求的色彩效果和三季有花、四季有绿的时间动态序列变化效果，应充分考虑到不同植物的花色、花期、叶色、叶的枯荣期、植物的体态、外貌等，并使之有机合理地搭配在一起

• 与园林绿地的功能相适应

如行道树的选择应该注重考虑以下特点：

 适应多种土壤，耐干旱、耐瘠薄，抗污染性强, 病虫害少  易繁殖, 易移栽, 耐修剪, 寿命长, 不易萌发根蘖  出芽早，落叶晚, 绿化展叶期长

 落果少, 不飞絮，无异香恶臭, 不妨碍街道环境卫生  枝繁叶茂，冠幅较大  树形、叶形美观

 尽可能具有一定经济价值

• 注重植物的生物学与生态学特性

在公园绿地上为了达到“鸟语花香”的效果，除了一要注意不同植物花、果的色泽与味道外, 还要注意到动物与植物的食物链及传粉、授粉的关系, 充分考虑到这些植物的生物学特性与生态学规律

总之，根据城市绿化的不同特点，合理选择和配置园林植物是园林建设的核心问题。一般应符合适用、美观和经济的原则，要讲究科学性、艺术性，并注意结合生产

科学性—做到适地适草适树, 按各类绿地的功能要求，制定科学的绿化结构方案、混交或配置方式，使所搭配的树木花草能组成相对稳定的人工群体, 最大限度地发挥绿地的功效艺术性—注重树木花草配置, 讲究疏密、层次、色彩、季相变化、空间组织等, 力求美观大方

生产性—除考虑创造一定的物质财富外, 更重要的是要考虑如何降低绿化建设管理的成本，加强绿化的卫生防护作用 2 城市园林绿化树种

8生态城市

• 生态城市的概念

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生态城市（ecocity、ecological city、ecopolis、ecoville等)是源于现代生态学发展起来的城市理论。生态城市是一个集城市社会经济发展、生态保护为一体，城市发展建设与自然生态环境保护高度和谐与融合，环境清洁、优美、舒适，能最大限度地发挥人的积极性和创造力的高效、稳定、协调、持续发展的人工复合生态巨系统。

• 建设生态城市的必要性 1 建设生态城市是全面建设小康社会的基本要求2 建设生态城市有利于促进传统经济的转型3 建设生态城市有利于提升城市的整体素质，增强城市的竞争力4 建设生态城市有利于培养城市居民的生态消费意识5 建设生态城市有利于从根本上解决人口拥挤、住房紧张、交通阻塞、环境污染、生态破坏等一系列问题

• 生态城市特征健康、和谐高效、活力持续、繁荣高度的生态文明整体性区域性

• 生态城市建设的内容

1 社会生态系统的规划建设衡量一个城市能否实现可持续发展的决定性力量是劳动者的知识水平、劳动技能和思想观念,而人口质量是人口问题中最为关键的问题。

2 经济生态系统的规划建设我国城市产业结构的发展方面应该是工业由数量扩张向质量提高和技术升级，加快发展第三产业,促进农村剩余劳动力向非农产业转移。

3 基础设施系统的规划建设城市基础设施为城市物质生产和人民生活提供了一般条件的公共设施,是城市赖于生存和发展的基础，是生态城市建设的一个重要组成部分。

4 自然生态系统的规划建设可持续发展的生态城市面对自然资源的紧缺和耗竭,不是不要利用,而是要提高资源的利用效率，优化资源配置结构，寻求资源的替代。

• 生态城市要跨越的五个阶段（五目标)

1. 生态卫生通过鼓励采用生态导向、经济可行和与人友好的生态工程方法处理和回收生活废物、污水和垃圾,减少空气和噪声污染,以便为城镇居民提供一个整洁健康的环境. ２．生态安全为居民提供安全的基本生活条件：清洁安全的饮水、食物、服务、住房及减灾防灾等.

３．生态整合强调产业通过生产、消费、运输、还原、之间的系统耦合，从产品导向的生产转向功能导向的生产；企业及部门间形成食物网式的横向耦合;产品生命周期全过程的纵向耦合；工厂生产与周边农业生产及社会系统的区域耦合；具有多样性、灵活性和适应性的工艺和产品结构,硬件、软件与心件的协调开发,进化式的管理，增加研发和售后服务业的就业比例，实现增员增效而非减员增效，人格和人性得到最大的尊重等。

４．生态景观强调通过景观生态规划与建设来优化景观格局及过程，减轻热岛效应、水资源耗竭及水环境恶化、温室效应等环境影响。

５．生态文化生态文化是物质文明与精神文明在自然与社会生态关系上的具体表现，是生态建设的原动力

• 生态城市创建策略

1 普及与提高人们的生态意识 2 致力于疏浚城市内部、外部物质与能量循环途径的技术和措施研究，减少不可再生资源的消耗,保护和充分利用可再生资源； 3 设立生态城市建设的管理部门,完善生态城市建设的管理 4 对城市进行生态重建(Ecological

Rebuilding)，力求为居民创造多样的自由生存空间 5建立和恢复野生生物的生境 6调整和完善城市生态经济结构 7加强旧城、城市废弃土地的生态恢复 8建立完善的公共交通系统 9制定，鼓励个人、企业参与生态城市建设

• 我国城市生态建设存在的问题

1.城市河道整治中的“渠道化\"问题。据不完全统计,目前我国25。4%的城市是临河设置的.80年代初,我国许多城市开始规划城市河岸，但由于规划思想落后，规划的城市河岸功能单调，且人工痕迹累累，在许多城市，城市河岸往往被渠道化，甚至把河流变成暗渠

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2。城市绿化建设中的“造假化\"问题近几年,为了追求所谓的“异域风情\"和施工管理上的简便，北方许多城市的绿化建设中出现了严重的“造假\"现象

3。城市景观建设中的“奢侈化”问题城市景观环境的建设正在被一种“急功近利”的思想所左右，很多城市的管理者和建设者了为了片面追求所谓的“政绩”而“大兴土木”，把大量的财力物力投入到城市形象的塑造上

4。城市生态建设中的“急进化\"问题城市生态建设是一个循序渐进的过程,但是目前绝大多数的城市都存在“急进化” 问题. 5.城市生态建设中的“崇洋化”问题城市生态建设中的“崇洋化”问题使得我们的城市在逐步失去民族性

• 城市生态环境建设的对策与建议

1．制定城市总体规划的同时，做好城市生态建设规划

这个规划必须以满足城市可持续发展需求为目标，立足城市市域范围，综合考虑城市周边地区及所在区域生态环境的影响因素

2。建设生态建设，走城市生态建设与可持续发展之路

生态城市的建设必须遵守五个原则（1)系统原则（2）自然原则（3）经济原则（4）生态原则（5）阶段性原则

3。加强城市生态绿地建设，改善城市生态环境

把重点放在建设大型生态绿地、环城绿地、大型交通绿地以及居住区绿地上，强调城市绿地的连通性、城郊绿地的结合性、景观与生态的共融性。在生态绿地的建设上强化科学性，在科学性和基础上追求艺术性。

4。维护和建立城市绿色廊道,保护野生生物栖息环境

5．保护乡土植物，维护生物多样性 21世纪生态建设的主题是保护本地区的生物多样性。包括原有生物生息环境的保护和新的生物生息环境的创造。在城市建设中应保护城市中具有地带性特征的植物群落。要保护乡土树种及区域性稳定植物群落的组成，有节制地引种。乡土树种是构成地方性自然景观的主角，也是反映地区性自然生态特征的基调树种。

6。拓展城市绿化空间,增加城市绿化面积屋顶绿化作为拓展城市绿化空间的手段之一,应在我国城市生态建设中积极推广。生态型屋顶花园已经成为防止大气变暖、节省能源、改善城市自然生态的一种综合性手段.从未来城市建设的发展来看，这种手段是我们在城市生态建设中应该学习和发展的。

• 我国小城镇建设的生态学途径

1 小城镇的优势和特色中的生态学内容

（1)地方性(2）尺度小(3）城外是乡村（4)城乡环境一体（5）低消费（6）低能耗 2 不容乐观的现状

(1）建设指导思想模式盲目仿效大城市,小城镇建设过程中片面求大、求宽、求洋、求高、求快，结果是城镇建设或者杂乱无章,或者整齐单调,缺乏有个性的城市形态与生活精神，无法形成小城镇的独特个性优势。

（2）规划观念照搬大城市，在功能区的划分、交通布局方面参照大城市的机动车交通模式，使一些规模不大的小城镇很快浓缩了各种源自于机动车的环境公害，如公路干线穿城而过，造成严重的噪声和尾气污染,同时给城镇居民的人身安全带来很大的威胁

(3)基础设施建设中环境意识落后，缺乏体现都市生活的环保精神

(4)环抱城镇的乡村景观在城市环境中的重要价值被忽视，城镇建设割裂城乡之间在景观、居民活动空间方面的联系，使得居民和外来者失去对小城镇关键性生活价值追求的体验

(5)自然山水的价值被忽略,城镇周围任意开山取石、自然河道任意裁弯取直、河流水面堤岸随意固化，一些具有重要生态价值的山体、湿地被夷平或者填平,联接城乡之间的一些天然绿色通道被人为开发不当而破坏，失去了作为永久生物栖息地和城市中残遗的自然保护地的功

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能和价值

（6)本地生物被遗忘，当地乡村和自然山水中的动物种类数量减少 (7）肆意破坏当地重要的人文－自然历史景观要素 3 小城镇生态建设的途径（1)进行生态规划

（2）开展生态城市或者可持续城市建设 (3）实施生态工程

（4)发挥在小城镇生态建设中的关键作用

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