生态城市物质空间系统结构模式研究（可编辑）

生态城市物质空间系统结构模式研究（可编辑） 生态城市物质空间系统结构模式研究 重庆大学 博士学位 生态城市物质空间系统结构模式研究 姓名:毕凌岚 申请学位级别:博士 专业:城市规划与设计 指导教师:黄光宇 20041213中文摘要 摘 要 城市生态系统诞生之后,就以自身的系统不完善性打破了地球上原有各层次 生态系统之间的稳定状态。它促使各种生态系统形成分工以产生耦合,从而推动 地球生命向更高层次的完整大系统??地球生命大系统演进。在这一过程中,城 市生态系统自身也逐渐演进成为这个大系统的调控中枢,它对整个地球的影响也 越来越强大深远。然而,由于发展时间尚短,城市生态系统组织化程度并不高, 内在各个子系统之间相互配合与协调机制尚不完美。这种状况不仅仅造成城 市在 自身发展过程中存在着诸多内在矛盾,还通过各种错综复杂的全球网络影响到了 整个地球生命大系统的总体平衡,继而带来了严重的全球生态危机。由此,完善 城市生态系统内在运行机制、增强其组织化程度、提高系统效率,是扭转当前日 趋恶化的全球生态状况的关键。 城市作为一个复合生态系统,其各个功能子系统的运行都依托于城市的物质 空间。物质空间系统不仅是承载城市自然、经济、社会包括文化子系统的载 体,同时也是协调它们共同运行的纽带。因此,物质空间系统的“生态化”是完善城 市生态系统内在机制的关键,同时也是解决全球生态危机的重要途径之一。 系统的功能是由其内在组织“结构’所决定的。一个系统演进的过程中,“结构” 的变化才是根本。对于城市的物质空间系统而言也是如此。其生态化的过程必然 是以其组织结构的变革和不断发展完善为根本。 本论文正是基于以上规律,将城市物质空间系统的“结构”作为研究重点。力图 从城市生态系统运行角度系统地对城市空间系统加以再认识,分析和研究城市生 态系统空间结构演进的内在规律,建立以城市生态系统的生命系统包括人类与 其他城市生物为主体的城市环境空间系统规划新理念。以生态城市为目标,以 城市生态系统空间结构相关规律为基础,建立以城市生态系统平衡为的新型 城市生态系统空间结构模式,以弥补原来以人类社会和经济活动为中心的城市生 态系统空间研究成果的缺失,为城市物质空间环境规划建设提供新的理论依据。 论文的写作次序遵从思考和研究的基本逻辑,共分为四大部分: 绪论主要对论文研究的背景、研究的基本思路、框架与重点进行了简要说明。 第部分包括第二章和第三章,重点揭示了城市物质空间系统建构和演进的 内在规律。其中:第二章首先系统地介绍了城市生态系统的概念、基本构成、系 统功能、内在组织结构类型,分析了城市生态系统空间资源的相应特点和物质空 间系统结构形成的深层原因??城市生命系统尤其以人类为主导的空间利用 与建设规律。并进一步研究了这些空间利用规律形成的内在机制。在此基础上重重庆大学博士学位论文 点对城市三大功能子系统的空间分布规律和内在功能结构进行了深入研究。第三 章则着重研究了城市生态系统空间形态与结构体系建构和演进的规律。首先对物 质空间的形态表象特征、空间结构的概念进行了探讨和甄别。重点研讨了物质空 日系统独特的等级层次系统的螺旋结构;其次在更深层面上研究了城市生态系统 二二大功能子系统自然、经济、社会与其载体??勿质空间系统之间的作用与 反作用机制。揭示了物质空间系统事实上是由各种功能空间通过复杂的内、外整 合机制而建构形成的深层规律。第三,结台实体空间的建设规则对物质空间系统 的各个子系统进行了划分,同时进一步分析了物质空间和功能空间的层间、层面 整合特点和物质空间系统建构的规律。 第三部分从第四章到第六章,重点研究生态城市物质空间系统的结构模式。 第四章首先探讨了生态城市的基本概念、建构基础,在此基础上提出了保证生态 城市自然、社会、经济三大功能子系统平稳运行的安全、整体、平等、循环、多 样、高效项建设标准和“生态城市”物质空问体系建构的条原则。并总结了建构 态城市生态化物质空间系统的条主要基本措施。第五章是整个论文的重点, 在总结和分析以往城市物质空间体系结构模式研究理论和实践成果的基础上,得 出了由于各种客观情况差异使得不同城市、不同城市区域物质空间体系的“生态化” 建设模式都不尽相同的结论。并进一步提出建立普适性的生态城市物质空间基本 模式既不科学也不现实,生态城市物质空间系统结构是适时、适地,不断发展、 变化的动态过程。所谓的模式应该是基于城市生态系统和地球生命大系统内在平 衡的一系列必须遵循客观规律。在这一前提下提出了生态城市平面、立体和网络 化空间模式的建构规律,并总结了物质空间微观层面的一系列具体建设措施。第 六章则分别就组成城市物质空间系统的各个子系统的生态化理论结构模式进行了 研究,并提出了相应的具体建设建议。其中特别对生态用地空间子系统和交通运 输子系统作了较详细的专门研究。 第四部分,第七章对我国生态城市物质空间系统规划建设提出了具体建议:【 制定以生态平衡和可持续发展为基础的新型土地利用规划;强化以维护城市 综 合生态系统平衡为目标的生态用地规划,并建立从总体规划到控制性规划的完整 体系;倡导建立以生态哲学观为基础的新城市物质空间审美体系。 本论文主要有以下创新点:】提出了城市物质空间系统具有等级层次系统螺 旋结构的新概念;】研究了城市生态系统自然、社会、经济等功能空间与物质实 体空间系统之间相互适应影响的内、外整合规律;【】提出了生态用地建设集中与 分散相结合的‘‘斑块~廊道”网络型平面空间模式。】提出建设生态化高效率的城市 交通运输子系统,必须形成层级功能分明的高速、低速两套完整的道路空间体系。 这两套体系是可以进行自由、便捷交流的层级嵌套关系,不能互相替代。【运用 中文摘要 建立平面几何模型的对生态用地在城市生态系统中占地比例与生态效果进行 了定量分析,同时还对不同占地比例下生态用地不同的空间布局模式的生态效果 进行了研究。得到了对实际建设有一定参考价值的数据和空间结构模式。 关键词:城市,生态系统,物质空间,形态,结构,模式 茎壅塑墨?? , . 舭. ., . , ..’ , . ‘ ’. ’ .?,. , :【】 . ;【】, .【】 , ?【.. ? .【 . ’. 重庆大学博士学位论文. : ;;; ;;? 表格目录 表格目录 表.:世界城市化发展趋势表.:生态系统分类 表.:城市中人与植物的生物量?。 表.:~年唐山市物质流量估算 表.:美、曰、中三国能源利用效率比较?...??. 表.:年世界一次能源消费构成 表.:我国代表性中心城市市区产业结构?. 表.:两社群之间可能存在的各种相互关系? 表.:深圳制造业“三资”企业的行业空间分布特征分类. 袭.:人类聚居单元层级列表?...表.:我国不同规模的城镇用她比较? 袭.:城市生态系统主要物质实体空间类型与功能空间的对应关系一览表?一 袭.:不同经济发展阶段城市生态系统面临的主要空间问??。 袋.:种城市物质空间模式占地面积和尺度比较 表.:可持续城市形态和结构的标准 表.;德国鲁尔区“爱姆舍尔园”环境标准?. 表.:典型群落最小面积? 表.:不同植物类型碳氧代谢能力比较 表.;不同绿化配置形式净化空气能力比较表..? 表.:不同植物配置形式对小气候的影响效率比较??~ 表.:不同绿化配置形式减噪效果比较表.:城市常见绿化配置形式与市民活 动兼容度评价表? 表.:用地单元生态状况一览表.. 表.:城市各级道路设计的常规参数???? 表.:普通巴士、巴士快速交通、轻轨交通、地铁交通技术经济对比? 表.:各种类型国家中不同交通阶层的分布现象. 表.:特大城市万人口不同交通模式投资费用比较 表.:大城市人口~万不同交通模式投资费用比较??...一 表.:各种交通工具单位能耗对比表??一 表.:各种交通工具所占的空问?. 表.:道路服务水平分类表.重庆大学博士学位论文 表.:小汽车混合排污因子一览表. 表.:盏娅住区宪章中的设计原则. 表.:工业污染等级与卫生防护带宽度?.. 表.:用地单元生态状况一览表??.. 表:生态效益统计数据表? 袭:生态用地占%的“斑块一廊道”量级组合一览袁表.:生态用地占%的“斑块一廊道”量级组合一览表表:生态用地占%的“斑块一廊道”量级组合一览表塑堕旦墨垦墨墨翌旦 插图目录及采录书目 图:政治城市典型平面图 新巴比伦城平面,采自:沈玉霹犏城市建设史》,中国建筑工业出版社,年月第版,年 月第次印刷.页,图.;河南偃师商城平面。采自:庄林德、张京样编著,‘中国城市发展与建设史, 东南大学出版社,年月第版,页,图;印度阿莫尔王朝阿格拉城堡采自:沈玉麟犏‘外国城市 建设史,中国建筑工业出版杜.年月第版,年月第次印刷,页.图.;法国圣密 启尔山城采自;沈玉麓编‘外国城市建设史》,中国建筑工业出版社,年月第版,年月第 次印刷,页,图。 图.:河南安阳殷墟遗址示意图 采自:贺业钜著‘中国古代城市规划史,中国建筑工业出版社。年月第版.页,圈.。 圈.:殷都总体规划轮廓图 采自贺业钜著‘中国古代城市规划史,中国建筑工业出版杜.年月第版.页,圈.。 图.:殷都总体规划模式图 采自;贺业钜著《中国古代城市规划史,中国建筑工业出版社,年月第版.页,图.。 图.:战国时的经济城市齐临淄 采自;贺业钜著‘中国古代城市规划史,中国建筑工业出版社,年月第版,页,图。 圉.:现代的典型经济城市??美国纽约 采自,王建国编著‘城市设计,东南太学出版社,年月第版.页,圈.。 图.:全球经济调控中心之一,纽约中心区鸟瞰 采自王建匿编著‘城市设计,东南大学出版社,年月第版,页,图.. 图. 论文研究流程模式 图. 论文研究框架示意图 图. 主体一环境城市生态系统构成图 图. 侈?甜? 王如松的社会?经济一自然城市复合生态系统构成图 采自:宋永昌、由文辉、壬样荣主编.‘城市生态学》, 华东师范大学出版社,年月第一版,页, 图.。 图.:城市扩张大量吞噬自然植被和乡村,? 采自:‘世界建筑杂志,年第期。页图 嘲.:人类聚居发展一般模式图 图.:人类需求层次模式图 图.:层层叠叠的羌寨屋顶 ”铊 采自:《中国国家地理,杂志,年第期,页。 图.:川西平原上均匀分布的聚居林盘重庆大学博士学位论文 秉臼:《中国国家地理》杂志,年第期,页。 嘲.:安身于钢铁森林之中 采自:《野兽之美》,摄影;久保田英世世界野外摄影大赛年获奖作品 翻.:深圳制造业“三资”企业规模密度分布 粟自:盂晓晨、石晓宇著‘深圳“三资”制造业空间分布特征与机理》。《城 市规划》杂志年第期, 砸,图。“ 图.:广州市商业中心空间布局组图 果舟:许学强、周素红、林耿:‘广州市大型零售商店布局分布》.‘城市规划》杂志,年第卷第期, 、,、页,图、图、圈、闰、图。 幽.:城市空间扩散的三种模式 来自:段进著‘城市空间发展论’,江苏科学技术出版社,年月第一版,页,图.。 幽.:美国波士顿种族居住空间分离模式 震自:王必中等著.中国城市社会空间结构研究》,科学出版杜,年月第一版,页.图。 幽.:中国理想风水图 采自:叶祖润等著,‘北京古山村??底下》,中国建筑工业出版社.年月第版,页。 罔.:中国占代五行思想在城市与建筑方位中的应用 震自:段进著‘城市空间发展论》,江苏科学技术出版社.年月第一版,页,图。 圈.:城乡交界地区的人建空间、农田地镶嵌格局 成都国家级高新瓿科开发区城市建设管理局供圈 蚓:广州城市中心区镶嵌格局 蚓.:美国农村地区的镶嵌格局 采自:【意】本奈沃洛著,邹德侬、巴竹师、高军译《西方现代建筑史》,天津科学技术出版社,年月第 版,页,图. 煳.:史塔宾建筑事务所设计的部分高层建筑 采自:《世界建筑》杂志,年第期,页,圈。 圈.:城市生态系统的常规成层模式 圈城市微观结构的等级构成 采门:国外城市规划杂志,年第期,王朝晖著“关于可持续城市形态的探讨??介绍《涉及城市一迈 阳~种更加可持续的城市形态》”,页,图。 蚓.:社区的等级层次体系 采自:吴良镛著‘人居环境科学导论》,中国建筑工业出版社,年月第版页,图.。 蹦.:直线形生物学谱 采:常杰、葛滢编著‘生态学》,浙江大学出版社,年月第一版。页,圈. 蚓.:生命系统的螺旋结构示意图 采:常杰、葛滢编著《生态学》,浙江大学出版社,年月笫一版。页,图.。 倒.:由一系列从小到大的组织层次系统构成的城市生态系统空间系统插图目录及采录书目图.:城市生态系统物质空间予系统的螺旋结构图.:城市内部不同类型空间的规模分布 采自:段进著‘城市空间发展论》。江苏科学技术出版社,年月第一版,页,图.。 图.:社会资本对地租斜率的影响 采自:段进著‘城市空间发展论,江苏科学技术出版社.年月第一版。页,豳.。 图.:番禺城市建设用地扩张图 《广州番禺片区生态廊道控制性详细规划项目组供图 图.:仅以防卫为目的的古罗马理想城市模型 采自:王建国编著‘城市设计,东南大学出版社,年月第版。页。图.. 图.:汉堡生态村太阳能热泵房 采自:袁镀著,“注重技术、讲究实效、崇尚自然??德国生态村建设的启示”;‘世界建筑’杂志,年第 期,页,圈. 图.:汉堡生态村配各了太阳能装置的住宅 采自:‘世界建筑杂志,年第期.页,闰. 图.:“紫气东来”山水格局的川底下古村 采自:叶祖润等著。:;京吉山村??底下》.中国建筑工业出版杜,年月第版,页。 图.:川底下村空间格局示意 采自:叶祖润等著,‘北京古山村一川底下,中国建筑工业出版社,年月第版,页。 图.:?北京城市核心区扩展 采自:方惨琦、章文波、张兰生、罗海江、李志尧著‘近百年来北京城市空间扩展与城乡过渡带演变》,城市规 划杂志,年第卷第期,页,图. 闺,:?北京城市郊区扩展 采自:方侈墙、章文波、张兰生、罗海江、李志尧著‘近百年柬北京城市空间扩展与城乡过渡带演变》,城市规 划杂志,年第卷第期,页,图。 阁.:日本著名漫画大师宫崎骏几步里工作室的植草屋顶 粟自,景观设计杂志,年月第期,页。 罔..赖特“广亩城市”示意图 采自;沈玉麟编‘外屠城市建设史中国建筑工业出版社,年月第版,年月第次印刷. 页,图.. 阁.:科比西耶本着阳光城理念规划的巴黎市中心区 采自:张斌、杨北帆编著,‘城市设计与环境艺术》,天津大学出版社,年月第版,页,圉. 图.:高度密集的现代钢筋混凝士森林城市??香港 采自:张斌、杨北帆编著,‘城市设计与环境艺术》,天津大学出版牡,年月第版,页,图。 圈.:西雅图暴力犯罪空间分布图 采自:段进著‘城市空间发展论》,江苏科学技术出版社。年月第一版,页,图.。 图.:核心城市模式 重庆大学博士学位论文 秉自:王朝晖著,“关于可持续城市形态的探讨??介绍《设计城市??迈向一种更加可持续的城市形态》”,‘国 城市规划》杂志,年第期,页,图。 图.;星型、指状城市模式 采臼:王朝晖著,“关于可持续城市形态的探讨??介绍‘设计城市??迈向一种更加可持续的城市形态》”,国 外城市规划》杂志,年第期.页,圈. 图.:卫星城市模式 聚自:王朝晖著,“关于可持续城市形态的探讨??介绍‘设计城市??迈向一种更加可持续的城市形态》”,‘国 外城市规划》杂志,年第期.页。圈. 图.:住区体系城市模式 采自:王朝晖著,“关于可持续城市形态的探讨??介绍‘设计城市一?迈向一种更加可持续的城市形态》”,《国 外城市规划》杂志,年第期,口页,圈。 图.:带形城市模式 采自:沈玉麟编国城市建设史》,中国建筑工业出版社,年月第版.年月第次印刷, 页.囤.、图.。 蚓,:多种心网络或区域城市 来自:王朝晖著,“关于可持续城市形态的探讨??介绍《设计城市??迈向一种更加可持续的城市形态》”,《国 外城市规划》杂志,年第期,一页,圈。 阁.:重庆主城区空间结构模式 黄圪宇绘 圈.:年重庆总体规划主城区图 厦庆市规划管理局供图 蚓.:绿心环型生态城市与同心圆城市结构模式比较 遁戊犬学区城市规划与设计研究院供图 刘.:年乐山市总体规划主城区图 萌庆大学区城市规划与设计研究院供闰 陶.:年岑溪县城总体规划图 啦庆大学区城市规划与设计研究院供图 阁.:仁寿总体规划图 重炭火学区城市规掘尚设计研究院供图 嘲.:无锡生态适宜度评价图 瞳庆人学区城市规划与设计研究院供图 嘲.:无锡市总体规划图 章庆大学区城市规划与设计研究院供圈 恻.:烟台市总体规划图 攫城市建设学院规划设计研究院完成,烟台市城市规划管理局供图 到.:成都蜀都丈道使两侧商业气氛缺乏 、插图目录及采录书目 圈.:标准地块开发次序示意图 采自:赵燕菁,“从计戈?到市场:城市微观道路?一用地模式的转变”,‘城 市规划杂志,年第卷,第 期,页,圈. 图.:产业为主的微观道路一土地利用模式 采自赵燕菁,“从到市场;城市微观道路一用地模式的转变?城市规划杂志,年第卷,第 期,页,图. 圈.:居住为主的微观道路一土地利用模式 资料来源:赵燕菁,“从计划到市场:城市微观道路一用地模式的转变”,《城市规划》杂志.年第卷, 菇期,页,图. 图.:深圳水田、海涂镶嵌格局 采自;深圳市规划国土局申报专项奖材料中文版‘寻求快速而平衡的发展~深圳城市规划二十年的演 避》,页。 臼.:日本半田之乡山村镶嵌格局 采自:景观设计杂志,大连理工大学出版社,年第期,页。 圈.:日本优卡利丘市城市镶嵌格局 采自:景观设计杂志.大连理工大学出版社,年第期,页. 图.:南京夫子庙城市镶嵌格局 采自:王建国编著‘城市设计,东南大学出版杜.年月第版,页,图..翻,; 圈.:索莱利 生态城市的树型垂直结构 采自:沈玉瓣编‘外国城市建设史.中国建筑工业出版社,年月第版,年月第次印刷. 页,图.. 溷.:早期垂直复合建筑马赛公寓 采自;沈玉群编‘外国城市建设史’,中国建筑业版社,年月第版,年月第次印 刷, 页,图.。 图.:立体交通模式将带来更丰富的活跃城市层面 采白:王建国编著‘城市设计》,东南大学出版社,年月第版,页,圈.. 围. :立体化的现代城市交通 采自:王建国编著‘城市设计》,东南大学出版社,年月第版,页,图.。 圈.:弗莱堡生态村有绿化和太阳能装置的屋顶 采自:世界建筑杂志,年第期.页.图. 图.:利用被动式太阳房通风节约能源 采自:《世界建筑》杂志,年第期,页。图。 圈.:弗莱堡生态小站的建材部分来自回收门窗 采自:《世界建筑》杂志,年第期,页,圈。 阁.:弗莱堡生态小站的覆土建筑 采自:《世界建筑》杂志,年第期,页,图. ?重庆大学博士学位论文 圈.:弗莱堡?锄生态村的雨水收集器 来自:‘世界建筑》杂志,年第期,页,图. 幽:盏尔森基兴矿工居住区的渗水池 果自;《世界建筑’杂志,年第期。页,图。 幽.:带屋顶绿化的建筑 采自:‘世界建筑》杂志,年第期,页,圈、图。 圈.:莫斯科的绿化体系 果自:沈玉麟编《外国城市建设史,中国建筑工业出版社,年月第版,年月第次印刷, 页,薹 .. 图.:水源防护范围示意图 来自:同济大学主编‘城市规划原理》第二版,中国建筑工业出版社,年月第版,年月第 次印刷,页,躅..。? 图.:部分城市中常见的小动物穿越城市道路时的“安全”走廊宽度 圈.:城市生态系统中部分生物通行廊道示例 髑.:廊道宽度与物种数量关系 采自;车生泉著《城市绿色廊道研究》,城市规划》杂志,年第卷,第期。页,图。 陶.:生态化的河道景观设计模式 来自:车生泉著‘城市绿色廊道研究》,‘城市规划》杂志,年第卷.第期。页,图。 燃.:湿地生态服务功能示意图 来自:《中国国家地理》杂志。年第期,页。 陶.:波士顿世纪末的绿地系统规划 采自:王建国编著‘城市设计》,东南大学出版社,年月第版,页,国.。 圈.:波士顿中心绿地现状 来自:王建国编著‘城市设计》,东南大学出版社,年月第版,页,图.。 割.:带绿化的城市快速交通干道防噪墙 采臼:《世界建筑》杂志.年第期,页,图。 嘲.:纽约中央公园草坪上的活动 来自:《国外城市规划》杂志,年第期,页.供圈。 罔.:成都锦江滨河的林下活动摄影:锺毅 纠.:美国滨湖栈桥系统摄影:黄剑 阁.:编号为.的某一模式形态 圈.:不同模式形态示意 图.:城市生态用地“斑块~廊道层级系统结构网状格局模式示意图? .:屋顶绿化对城市生态空间层次的丰富和城市板结现象改善模式 采 :《世界建筑》杂志,年第期,页,圈。 嘲. .提高空间效率的生态措施插图目录及采录书目 采自 .景观设计》杂志年第期,大连理工大学出版社,页;.‘景观设计》杂志 年第 期,大连理工大学出版牡.页;.‘世界建筑,杂志,年第期,页,囤. 圈.:微观层面立体化人建空间“生态用地”布局措施 采自;.‘景观设计杂志,年第期,大连理工大学出版社,页:,‘世界建筑》杂 志,年 第期,页,图;.‘世界建筑杂志.年第期,页,图;.‘世界建筑,杂志, 年第期,页。图;.《世界建筑’杂志.年第期.页,图;矗‘世界建筑》杂志, 年第期,页,圈 ‘景观设计杂志,年第期,大连理工大学出版社,页; 图.:珀斯市中心的人行系统 采自,沈玉群编‘外国城市建设史,中国建筑工业出版社.年月第版.年月第次 印刷, 页,图.%. 图.:城市空间结构与城市交通互动关系 采自;管驰明、崔功豪‘公共交通导向的中国大都市空间结构模式探析》‘城 市规划年第卷,第 期,页,图。 阔.:格森喀什和弗莱堡生态村的雨水收集器 采自:《世界建筑杂志,年第期, 页.图、圈。 图.:汉堡生态村的渗水池 采自:‘世界建筑杂志,年第期, 页,图. 图.:奥地利林茨的渗水地面 采自:‘世界建筑》杂志.年第期, 页,图. 图.:汉堡生态村的生态渗水沟 采自:《世界建筑杂志,年第期, 页,圈. 图.:波兹坦广场平面图 ‘。。‘‘‘采自:《世界建筑》杂志.年第期, 页,图. 圈.:波兹坦广场水岸景观? 采自:‘世界建筑杂志,年第期, 页。图。 图.:中水系统的基本概念流程个别循环一大区循环 采自;王紫蹩著‘分质供水与稃生水系统》.世界建筑杂志,年第期,页,图。 图.:住宅区内分质供水概念圈 采自:王紫雯著‘分质供水与再生水系统》,世界建筑杂志,年第期.页,图。 图.:日本筑波市的垃圾输送系统 采自:米川著日本城市的垃圾处理。世界建筑杂志,年第期,页,图。 图.:汉堡生态村的自然式绿化 采自:《世界建筑》杂志,年第期,页,图。 图.:汉诺威生态村的乡村田园风光 采自:《世界建筑》杂志,年第期,页,圈。 图.:复合型的社区街道空间示意 重庆大学博士学位论文 来自;卢柯、潘海啸著。“城市步行交通的发展??英国、德国和美国的步行环 境改善措施”《国外城市规划》 杂志,年第期,页,图。 隆 .:卡伦堡工业共生体系企业之间主要废料交换流程示意图 采自:瑞士苏伦?埃尔克曼著,徐兴元译‘工业生态学’,经济日报出版社,年 月第版,页,匿。 剀.:理想工业生态系统示意图 果自:【瑞士】苏伦?埃尔克曼著,徐兴元译‘工业生态学》,经济日报出版社, 年月第版.页,图. 图.:廊道控制区生态功能结构图 图.:廊道控制区土地利用规划图 燃.;廊道控制区分级分区规划图 蚓.:一、二、三级控制区分布与控制图 例.:一级控制区分图图则示意 幽.:二级控制区分图图则示意 燃.:昔日杂草丛生的内河被改造成人们喜闻乐见游憩其中的特色景观熊本? 高巅采自:景观设计杂志.夫连理工大学出版社.年第期,~页. 图.:美丽而宜人的污水处理厂日本新见 采自:景观设计杂志,大连理工大学出版社,年第期,页。 图:编号为.的某一模式形态 图:典型整体效益对比图 图:典型同一分型组系统增值效益变化比较 冬:%生态用地基本生态效益变化趋势 嘲:%生态用地总生态效益变化趋势 阁:同一量级组中以相对较多的廊道数量尽可能地把更多斑块组台成为有机 整体的模式生态 效箍较高 到:不同模式形态示意 蚓:不同比例基础生态效益增加趋势 矧:不同比例生态用地不同模式生态用地效益对比图 冬 :不同比例生态用地不同模式建设用地生态效益对比图 幽:不同比例生态用地不同模式系统结构增值效益对比图 图:不同比例生态用地不同模式多样性效益对比图 图:不同比例生态用地不同模式边缘效益对比图 州:不同比例生态用地不同模式连通效益对比圈 ?一 蚓:不同比例生态用地不同模式系统效益对比图 ?一 ?一 幽:不同比例生态用地不同模式整体效益对比图 簖注:未标明出处和绘制者、摄影者的图片均为论文作者自己绘制或拍摄。绪论:上下求索的生态城市时代 绪论:上下求索的生态城市时代 .生态城市的时代背景 ..世界城市化风潮: 类定居模式受到社会、经济、文化、科技等方面诸多因素的影响,始终处于不断演 化的动态过程之中。不同历史时期、自然条件、国家体制之下,主导性的定居模式是各具 特色的。然而从世纪开始,人口由乡村向城市迅速集中,城市逐渐成为人类的主要定居 地,这种现象我们你之为城市化?搬幽。咱臻晰化在世界不同地域起步的时期 和原因各不相同,但这?趋势普遍存在,并表现出不可抵挡的迅猛势头:世界总体城市化 率年仅有%,到年已经发展到了氆铲,根据预测:‘‘进入世纪,全世界 的城市人口已经超吲槲口,%以上的人口居住在城市,城市作为区域政治、经 济、文化 中心的地位更加突出。’癌我国也不例外,‘据专家预测,未来的年,我国城市 化也将进 入高速发展的时期。耳前我国的城市化 表.世界城市化发展趋势 水平为.%,预计到年,将达 .?日蜀?伯嘶科吐圮饼 城市人口 城市化水平 到%,年将达到%左右。棚 序号 年份 % 百万 城市化的本质是生产力水平提高 鼬 呦 . 和生产组织方式的变革。城市因为适 帅 .应工业化大生产的集约方式,集众多 撇 人类社会的组织与生产、传播与交换】 】 功能为一体而迅速膨胀。后工业时代 信息产业的开发与成熟,使城市作为烈捌 . 经济、文化中心的价值进一步得以提姗 卫 升,进而又增添了信息终端和枢纽的饥 功能。城市的规模、结构与形态随着 备注:葬甍、、项数据来自‘中国大百科全书?建蟪、 城市的人口组成、社会组织方式、社 园林、堀市翔翘瞪’中国大百科全书出版社,年月第 ?版,年月第二次印剐,页.第项数强来自黄 会生产关系、科学技术发展水平的变 光宇、陈勇著弦瑚碲理论与髓舒殳计方法.科学出版社, 抛年月舅卜扳。皿页..项姑瞧来自来永昌、由孀 化而产生了相应变化。城市已经成为 王带采主犏‘抽旆拦撼学,华东师蝌出版社,年 月第兹,页. ?城市化哺蛳农村人口转变为城市人口的’嘏又称城镇化。其实质足农民从 农业劳动转为从事工业、商业 段蒯蝌趟多动.‘中国太百利斗??建筑、肺城市规:皂瞪’,中国大百科全书 出版杜.年月第?版, 年月第二次印刷。页. ?这叫蛳淑常见了酚比的变化’并没苜反映世界口美嘲勺居蝴.年世界鼠人 口仪为乙.年蟒总凡口 约为.亿 资料柽源:年月日‘中国环掣报》第二朊‘建设司筠崮醛掳曲钧蠢帚一“:射而哥社脚与司菊黻展论 坛”综述》 ?资料来源;年月日‘中国唰射匣》第二航‘建设可奇窒黼的晴卜一“城和耐献鹱屿可持续发展论 坛”综胁.重庆大学博士学位论文 “人类’这?物种最为主要和重要,而且独特的栖居地。人类的社会、经济、文化发展越 来越多地依赖城市。城市环境质量的好坏直接关系到“人奖,这?物种的生存与发展。 ..全球生态环境危机: 与城市迅猛发展相伴的是日益严重的全球生态环境危机。世纪工业革命之后,生 产力水平急速提高,造成了‘‘人定胜天’’的假象。尽管前辈哲人明确地指出:“我们不要过 分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都报复了我们’虹然而, 受经济利益驱使的人早就被膨胀的物欲蒙住了双眼,直到真正的灾难降临。世界八大公 害事中每一桩都是人类自己种下的祸根。世纪年代之后,环境问题进一步升级, 不再仅仅限于八大公害事件所影响的局部地域,而呈现全球扩展的趋势。年 联合国 】;:境与发展委员会在题为《我们共同的未来》的报告中指出了当前类所面临的个严 霞生态环境问题:人口剧增:土壤流失与退化;沙漠化;森林锐减;大气污 染日益严重;水污染加剧、人体健康状况恶化;贫困加深;军费开支巨大;自 然灾害加重;毋‘韫室效益’伽剧;臭氧层遭到破坏;?滥用化学物质;萄物种灭绝; 四能源消耗与日俱增;业事故多发;。海洋污染严重。这一系列的环境问题互相 笑联,交织成?个复杂的连锁网络,究其根源都是人类单纯、盲目地追求经济发展,违 孚地球自然生态环境发展规律、打破生态系统平衡所造成的。 ‘‘城市是人类经济活动高度聚集的场所;城市消耗了世界资源的绝大部分如木材的 %,水资源的%;世界上绝大部分污染物是城市排放的;地球上绝大多数人口将 生活在城市,城市提供了绝大部分产品、服务和就业机会,等等??’咖市发展已经不 再是城市本身和城市所在区域的局部问题了,发达的全球经济与贸易、交通运输、信息 传播等网络把地球所有城乡都串联成了一个相互关联的整体,牵一发而动全身。从某 种程度上讲,全球环境危棚应该被看作是城市时代城市问题的全球化扩展。 正是因为城 『静在地球环境与经济体系中的主导地位,使我们不得不从全球的角度衡量城市对于整个 地球的影响。 .全球可持续发展: 忽视自然环境和人类本性的发展措施所造成的负面效益使人们意识到人类进步、城 :崽格斯,‘马克思恩格斯全集》第卷.第页。转引自张坤民主笔,‘可持续发展论》,中国环境科学出版社. 年月第版,年月第次印刷。页. ?年比利时马斯河谷是、氟化物、粉尘综台污染,造成多~及众多家畜死亡;年美国洛杉矶的光化学 娴舅事件是碳氢化台物、氮氧化合物、?氧化碳、臭氧的综合污染,造成多人死:及众多呼吸道疾病、眼病: ‘:荚网多诺拉镇是、金属元素、金属化台物反应形成垒属硫酸铵造成污染,垒镇入、。/居民发病,其中死 ’:人;年的伦敦烟雾事件是和化台形成硫酸泡沫凝聚在粉尘匕形成的综台污染.死亡多人: ?本熊肆:县水俣市水侯病事件是甲基汞中毒,中毒人、死亡人;年日本叫日市哮喘病事件是粉尘、重金 心微粒、:化合形成硫酸烟雾造成的污染,患病人、死亡多人;年日本富川县通川流域盼黼事件是 会艟镉中毒,患病人、死亡人;年日本北州市、爱知县的米糠油事件是多氯联苯中毒,余人受害、 死:人、死亡几十万只饲养鸡.参见:宋永昌、由史辉、王祥荣主编,城市生态学》,华东师范大学出版社, 年月第?版,页。 参见:杨小波、吴庆书等编著.《城市生态学》,科学出版社,年月第一?版,年月第二次印刷。页。 自:李慧明著,《浅析城市土地合理利用与可持续发展》’来源:《中国房地产》。 绪论:上下求索的生态城市时代 市发展与良好地球综合环境之间的辩证关系。为了人类的共同福祉,在全球经济一体化 大背景下,由联合国相关部门主导,制定了全球的可持续发展战略。形成了一批具有代 表性的纲领性文件:年月在斯德哥尔摩召开的联合国人类环境会议发表了《人类 环境宣言》;年以后联合国教科文组织发起的《人与生物圈计划》 躁眦:;年联合国环境与发展委员会的《我们共同的未来》、 年联合国环境与发展大会《全球世纪议程》等等。可持续发展的本质是针对全 球生态环境危机所做出的应对策略,它包括?系列相关行动和方针。其主旨在于重新审 丰见‘‘人类,在:地球生物圈中的地位和作用、遏制地球生态环境急剧恶化 趋势,维护地球生 态平衡。 城市不仅是‘:炭’的主要栖息地,还因为“人类’讨生态系统所具有的突出调控作用。 而使城市成为了地球上各个生态系统的‘‘调控中心’’和信息节点,它在地球生物生命大系 统中的作用越来越显著。因此,城市的可持续发展是全球可持续发展的关键。 .城市生态系统的生态学意义 ..城市生态系统 的概念及形态特征 从不同研究角度出发城市具有不同内涵:立足经济学角度,城市是?个以社会分工 为基础的‘‘至济单元,立足社会学角度,城市是以人类【理为基础的复裂‘社会现象’; 凡此种种,不一而足。而立足生态学角度,城市具有?般生态系统的基本特征??生物 与环境的相互作用关系,所以城市就是一种生态系统。然而由于具体研究出发点不同,‘‘城 市生态系统’’的概念也各有不同,学术书籍中引用最多的是以下几个: ?城市生态系统是一个以人为中心的自然、经济与社会复合人工生态系统。马世骏 ?城市生态系统是以城市居民为主体,以地域空间和各种设施为环境,通过. 类活动 在自然生态系统基础上改造和营建的人工生态系统。王发曾 ?城市生态系统是城市居民与其周围环境组成的一种特殊的人工生态系统,是人们创 造的自然?经济?社会复合体。金岚 ?凡拥有万以上人口,住房、工商业、行政、文化娱乐建筑物占%以上面积,具 有发达的交通线网和车辆来往频繁的类集聚的区域成为城市生态系统。何强等 ?特定地域内的人口、资源、环境包括生物的和物理的、社会的和经济的、政治的 和文化的通过各种相生相克的关系建立起来的人类聚居地或社会、经济、自然的 复合体。曲格平主编,《环境科学词典》,上海辞书出版社,城市生态系统是人为改变了结构、改造了物质循环和部分改变了能量转化的、长期 ?在《我们共同的未来报告中。联合国环境与发展委员会对可持续发展所下的定义是: “在不翩舌代人需要的前提下。寻求满足我们当代人需求的发展途径。” ?地球上所有的生态系统都或多或少地受到类活动的直接或者间接的影响:人类直接管理着城市生态系统、农村生 态系统、人工草原、人工森林、淡水和海水养殖区域,而且通过这些生态系统和生态区域以及共同的人气、土壤、水分 等环境因子,以物质循环、能量传播、信息处理等多重办辨与于整个地球生物圈。 绪论:上下求索的生态城市时代 市发展与良好地球综合环境之间的辩证关系。为了人类的共同福祉,在全球经济一体化 大背景下,由联合国相关部门主导,制定了全球的可持续发展战略。形成了?批具有代 表性的纲领性文件:年月在斯德哥尔摩召开的联合国人类环境会议发表了《人类 环境宣言》;年以后联合国教科文组织发起的《人与生物圈计划》 :;年联合同环境与发展委员会的《我们共同的未来》、 年联合国环境与发展大会《全球世纪议程》等等。可持续发展的本质是针对全 球生态环境危机所做出的应对策略,它包括一系列相关行动和方针。其主旨在于重新审 视‘‘人类’罐:地球生物圈中的地位和作用、遏制地球生态环境急剧恶化趋势,维护地球生 态平街。 城市不仅是‘人类’’的主要栖息地,还因为‘认茅对生态系统所具有的突出调控作用。 而使城市成为了地球上各个生态系统白勺‘调控中心”和信息节点,它在地球生物生命大系 统中的作用越来越显著。因此,城市的可持续发展是全球可持续发展的关键。 .城市生态系统的生态学意义 ..城市生态系统 的概念及形态特征 从不同研究角度出发城市具有不同内涵:立足经济学角度,城仃是一个以社会分工 为基础抒经济单元’’;立足社会学角度,城市是以人类心理为基础的复杂‘社会现象’’; 月此种种,不一而足。而立足生态学角度,城市具有一般生态系统的基本特征??生物 与环境的相互作用关系,所以城市就是一种生态系统。然而由于具体研究出发点不同,‘城 市生态系绕’的概念也各有不同,学术书籍中引用最多的是以下几个: ?城市生态系统是?个以人为中心的自然、经济与社会复合人工生态系统。马世骏 ?城市生态系统是以城市居民为主体,以地域空间和各种设旌为环境,通过人类括动 在自然生态系统基础上改造和营建的人工生态系统。王发曾 ?城市生态系统是城市居民与其周围环境组成的一种特殊的人工生态系统,是人们创 造的自然?经济?社会复台体。金岚 ?凡拥有万以上人口,住房、工商业、行政、文化娱乐建筑物占%以上面积, 具 有发达的交通线网和车辆来往频繁的人类集聚的区域成为城市生态系统。何强等 ?特定地域内的人口、资源、环境包括生物的和物理的、社会的和经济的、政治的 和文化的通过各种相生相克的关系建立起来的人类聚居地或社会、经济、自然的 复合体。曲格平主编,《环境科学词典》,上海辞书出版社, ?城市生态系统是人为改变了结构、改造了物质循环和部分改变了能量转化的、长期 ?城市生态系统是人为改变了结构、改造了物质循环和部分改变了能量转化的、长期 ?在《我村共脚的爿珠推告中.联台国环境与发展委员会列可持续显展铀呦曩咖所下的定义是: “在不危及后叭需要的前提下。寻球满足我们当代需求的发展途径。” 地球上所有的生悫系统都或多或少地受到粪潢动的直接或者间接的影响;类直接管理着城市生志最统、农村生 志系统、人工草原、人工森林、淡水和海水养殖区域.而且通过这些生卷系统和生态区域以及共同的大气、十壤、水分 等环境因子。咀物质晤环、能量踌播、信息处理苷多重方式作与于整个地球生物豳。重庆大学博士学位论文 受人类活动影响的、以人为中心的陆生生态系统。宋永昌、由文辉、王祥荣 主编, 《城市生态学》,华东师范大学出版社, ?城市生态系统指的是城市空间范围内的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,屑人工生态系统。杨小波、吴庆书编着,《城市生 态学》,科学出版社, ?城市生态系统是以人类为中心、以人和人造物为主体的自然?社会?经济复合生态 系统。常杰、葛滢编着的《生态学》,浙江大学出版社, 这些定义有的着重于阐述城市生态系统的内在构成要素、有的着重于描述城市生态 系统的形态表征、有的着重于揭示城市生态系统的运作特点,但是所有概念都共同关注 的都是??城市生态系统以人类活动为中心,受到人类行为及其结果强烈影响。 从目前地球上所有城市具有的共同特点出发:城市生态系统是陆地生态系统的一 种,它以人类为中心,是由人类主导建立的自然?社会?经济复合人工生态系统。 ..人类的理想栖居地: 地球生命大系统的演进经历了四个重要阶段:?亿年前地球生命诞生;? 亿年前原核细胞生物发展产生真核细胞生物:?亿多年前多细胞生物诞生:万年 前现代生物学人种??‘智入’出现。‘强初,人类与生态系统中的其他动物没有太大区别 ~一?只是自然食物的采集者和狩猎者,对生态系统的影响并不大。然而人类具有其他动 物所没有的突出的学习和创造能力,在漫长的演进过程中,学会了制造和使用工具、产 ,:了语言、创造了文字??。大约.~.万年前人类学会了驯养动物和驯化植物,进 入了农业文明时代,同时也开始了大规模改造自然环境、影响生态系统运作的历程。农 、止文明的社会生产方式下,人类活动对自然环境和生态系统的影响还局限于~定的自然 地域范围内,然而多年前人类发展进入新的工业文明时期之后,连通世界的贸易网 络使人类活动的影响迅速扩展到全球。 人类在漫长的演进过程中经历了从居无定所到‘‘择地而居”的过程。定居对于人类而 苦具有十分重要的意义:?亨面它适应于农业文明生产方式的需要,另一方面它使人类 有可能系统地改善某地的环境以适应自身生存繁衍的需求。从某种程度上看, “定居’?原 自于人的生物本能一自然界每?种生物都具有寻求最适于自身繁衍环境的本能,同时 也具有通过自身世代累积的生命历程改变环境的能力,例如:植物生长在土壤中逐渐积 累有机质,使贫瘠的土地逐渐变得肥沃。所以,定居就是人类创造适于本物种的‘‘最佳生 境“的过程。从人类开始定居以来,逐渐形成城??镇一等不同规模的定居点。由 :社会经济水平、主要生产方式等诸多因素的影响,在不同国家、不同的地域、不同的 历史时期,这些定居点的规模是不断地变化的。 ?人科大约出现在万年前,人属大约出现在万年前。~万年前出现“能人”平均脑容量、 万年前出现“直立人”平均脑容量~、万年前出现“智人”平均脑容量从逐渐增加封觋代.的 】?标志建人类真正诞生。参见:常杰、蕊渐《生态学》,浙江大学出敝社,年月第?版。页。 ?每?物种鄙有最适合辩狮?栖息的空间场所。它被称为这种物种构“最佳生境”。 绪论:上下求索的生态城市时代 从地球生命产生以来亿年的演进历程来看,城市的诞生是最近的生态事件~ 目前普遍认为城市的雏形大概产生于年前,真正意义上的城市大约产生于 ~年前。然而城市在地球生命大系统中产生巨大影响仅仅是近年随着工业 文明逐步发展才出现的情况。与其它的定居点相比,城市究竟具有什么特点昵 ?城市有巨大的人类种群。虽然各个国家的城市人口规模标准各不 相同巴但是共同的特点是都具有较大的人口总量。较大的种群对于类似人这样的社会性 动物而言,意义重大。这不仅利于发挥种群内竞争机制促使基因优化,而且利于开展种 内合作,促进种群的健康发展。城市就具有这方面的突出作用??在这里不同的脚 以方便地建立联系,交往与交流频繁。它不仅仅促进了生物学意义上的基因交流和更新, 也促使了不同的文化基因的交流和融会贯通。在这样的环境下诞生的新一代在生理、心 理、智慧等多方面都具有了比先辈更多的优势与机会。 ?城市具有远比任何其他人类生受更多的‘牺恳地类型??不论是经济环境、社会 环境、文化生活环境还是实实在在的居住空间环境。例如:城市的经济结构十分复杂, 具有多种就业类型,可以为不同的人提供不同的就业岗位,能够最大程度地发挥不同的 人的才能;又如:虽然不同的城市因为所处环鸟驴的差异而具有不同的主导文化生活类型, 但是大多数城市都同泡容其他的文化生活类型。不同文化层次的人、不同宗教信仰的 人、不同生活方式的人都可以找到比较适宜自己的社会生活团体,并融入其中。城市往 往不仅汇集相关地区的人类经济、文化、社会组织类型,同时也具有自己特有的经济、 文化、社会组织类型。所以,城市具有比其他类生境更大的包容性与异质性,也具有 了由这些因素所衍生的丰富多彩。这些都使城市具有了更大的生产力和多样性,比其它 人类生境更具活力。 ?城市具有配套齐全和优越的生活空间基础条件。不论是市政基础设施的给水、 排水、燃气、电力、电讯与信息、采暖制冷系统的配备;还是社会生活方面的医疗卫生、 福利保障、商品供应;以及文化方面的各类基础教育设施系统、社会文化与再教育网络、 各层次的体育运动与文化活动场馆的健全等等,都因为其服务质量和经济效益与人群规 模具有密切联系面汇集子城市。城市的人口规模越大。其设施配备的水平往 往越高、层 次更齐全、质量更好。虽然在城市内部不同区域之间,相应的基础条件水平也有较大的 差异,但是与其他类生境相比,还是有极大的优势。 从述特点我们可以概括出这样一个结论:城市是人类在漫长的演进过程中逐步从 自然环境中改善和创造出来的最适于自身生存和繁衍的最佳生境。城市的“环境’’更适合 ?种群:一定寸司和空间中由同种的一群个体组成的结构和功能单位。种群占有?定的领域,其个体间通过种内关系 有矶组台成?个系统. ?美国把人以上的居民点称为城市或城镇、英国利为人、前苏哄为人、印度为人、我国财 规定最少应为人;而国际统计学会建议,凡人以上的居民点算城市居民区。 ?这里不同的“人”不仅仅指生物学意望匕的不同人类亚种??例如:黄种人、白种人、黑种、等等;更重要的是指 币同地域和阶层的人,例如;英国人、法国人、中国或者贵旗、中产和平民。 ?这里“环境”自措义不倪指自然环境,重点更是在于人类系统黼的经济研磕、社会环兢和文化环境. 重庆大学博士学位论文 人类的生存和繁衍。尽管目前对这样论点的探讨和争论一直不休。但是城市化的事实和 城市与其它人类生境中有关人类生存状态生态数据对比嗜隋力地证明了这一观点。 】..地球生命系匆护 的调控中心: ‘‘城市是人类社会发展到一定阶段的产物’’的提法是基于把人类的发展与地球上其它 生态系统的演进分离开来的观点。事实匕人类的发展与整个地球生命系统存在密切的内 在联系,并不可能分割成各自独立的体系。在人类社会的早期,人类所改造和建设的生 活环境??无论是村落,还是散落在自然中的农田,都是所在地域更大的生态系统内的 异质性“斑,突’,是大系统的必然组成部分;随着人类社会的发展,.类在改造自然的基 础上创立了农业生态系统,该生态系统随着类种群数量的增