城市生态与环境规划-生态系统调控理论

2023-11-19 理论教育版权反馈

【摘要】：自然生态系统的这类没有形成一个控制中枢机构的调控称为非中心式调控，执行这类调控方式的机制称为非中心调控器。这些机制构成了自然生态系统的非中心调控器，调节着食物链各种群的数量，以及系统内能量和物质的转换过程。自然生态系统被驯

1.城市生态系统的调控机制

按照控制论的观点来看，任何一个自然过程都是一种信息转换过程。有转换性能的结构可看作是转换器，对转换器进行调节的部件称为调节器，控制调节器的人或物称为控制者。例如，一台车床是一个转换器，它能把电能转换为切削运动，车床上的手柄和开关就是这个转换器的调节器，人便是手柄和开关的控制者。城市工业系统的控制者和转换器往往是明显分离的，并独立组成一个集中化的调控部分。

自然界在亿万年的进化历程中，形成了十分精巧的自我调节和控制能力。自然生态系统中各种生物通过相互联系使整个群落自发地向顶级方向发展，生物本能的巧妙调控机制使个体能对外界条件做出适当的反应，植物光合作用过程和水分平衡过程的自动调节都很迅速，昆虫的激素关系、食物链关系、共生关系等构成了自然生态系统自我调节的一部分。自然生态系统的这类没有形成一个控制中枢机构的调控称为非中心式调控，执行这类调控方式的机制称为非中心调控器。植物叶片是光能的基本转换器，同时它与根系的吸收能力和茎的运输能力等相联系，调控着光合过程，这样叶片与根茎一起构成了调控光能转换器的非中心调控器。一条食物链是一个能量和物质的基本转换器，链中各物种之间的相互依存关系由物种的消化道特点（口的大小与形状、牙齿、口器结构、消化能力等）、捕捉与逃跑能力（奔跑速度、伪装、脚爪和嘴）、繁殖能力（猛禽、猛兽繁殖率低而食草动物繁殖率高）等机制决定。这些机制构成了自然生态系统的非中心调控器，调节着食物链各种群的数量，以及系统内能量和物质的转换过程。

从根本上来说，城市生态系统仍然是人类驯化自然生态系统的产物，它同时具备中心式和非中心式调控结构，在这种调控结构中存在着复杂的层次关系，其中基本转换器又可以由更低层次的非中心式调控结构组成，也可由中心式调控结构组成，多方位的调控使城市生态系统能够维持其稳定协调发展。

2.城市生态系统调控的基本原则

如果对城市生态系统所采取的调控措施考虑不周，就会使人们的主观愿望无法实现，甚至可能造成诸如生态失调等严重后果。所以，在调节和控制城市生态系统时，应该遵循以下基本原则。

1）多种效益的统一

人类对自然所施加的各种实践活动，都会产生一定的影响、作用和效果，其中对人类有益的作用和效果就称为效益。在生产实践中，通常以生态效益、经济效益和社会效益来衡量城市生态系统所带来的实际效果。

所谓生态效益，就是指人类的生产和生活对城市生态系统的物质生产过程、能量流动和转化过程、自然资源的利用与保护，以及对环境的治理和改善等方面的效果和影响。它包括如下三个方面的含义。①对系统能流、物流的影响。人为的调控措施如果能促使系统内物流合理、能流畅通，不仅可以提高系统的生产力和生产效率，也是保证系统稳定持续发展的重要前提。②对系统内自然资源的影响。即是否能合理利用和保护系统内的自然资源。城市生态系统中的自然资源，其合理利用有不同含义，对于生物资源，应注意资源增殖和永续利用，以加强系统的再生、储备能力；对于阳光、空气等可再生资源，要坚持充分利用的原则，尽可能将这些资源转化为产品；对于化石能等有限资源，应注意节约，不可滥用和浪费。③对环境的影响。这包括对已污染和破坏的环境的治理、对现有环境的改善、减少和防止对现有环境的污染和破坏三个方面的内容，其目的是使现有环境变得更有利于生物和人类本身的生存和生活，使环境质量不断提高。

经济效益是指生产活动能够给经营者带来高的经济收入和其他有益的经济效果。对于经营者来说，经济效益具有更大的吸引力，所以经营者往往能够自觉地注意提高系统的经济效益。

社会效益是指对社会文化、政治、宗教、军事、人口等方面的影响以及对社会的服务。就城市生态系统而言，较多的产品输出，能够满足社会的需要，促进社会的稳定；在一定程度上，不断提高的产量可以满足人口增长和生活水平提高的需要；生产项目的增多可以提供更多的就业机会。

对城市生态系统进行调节和控制时，要注意协调好三种效益的关系，将它们有机地统一起来。满足社会需要是系统的根本任务，因此首先要使产品的生产量能够满足不断增长的社会需求；具有一定的经济基础，才能扩大再生产以满足社会更广泛的需要，同时也才有可能投入更多的资金对生态环境进行整治和改造；系统内物质和能量的良性循环，以及良好的资源增殖能力和舒适的环境，才能使系统表现较高的稳定性和良好的持续性，使系统长期维持较高的生产力和生产效率，从而为社会提供更多的产品，为经营者提供更多的经济收入。所以，必须在三种效益兼顾的前提下，针对当时当地的具体情况适当有所侧重。一般说来，生活条件较差或遭受灾害之后，重点应提高食物生产能力以满足生存的需要，过分强调生态效益和经济效益是不现实的；在社会经济迅速发展的时期或地区，宜侧重于经济效益；社会进入物质丰富、国富民强的阶段以后，则应考虑把更多的力量放到改善环境、提高生态效益方面。

2）生态合理性与生产可行性的统一

对城市生态系统进行调节和控制时，要求综合运用生态学原理，采用各种措施使系统中的各种组分相互协调和适应，各种结构充分合理，从而使系统表现出较高的生产力和生产效率，实现系统的稳定持续发展。但是，过分强调生态上的合理性而不考虑其社会属性也是行不通的。为此，在对城市生态系统进行调节和控制时，还要考虑到生产上是否可行。对于经济条件较差、基础设施建设薄弱的城市，如果居民的基本生活条件尚未完全解决，过分地强调生态效益显然是不现实的。(www.chuimin.cn)

在以往的生产实践中，较多的失误在于忽视生态规律、滥用资源，带来了许多较为严重的后果，可见违背生态规律必然招致自然的惩罚，但如果脱离当时当地的具体情况，片面追求与自然规律的吻合和不切实际的生态平衡，又有可能走向另一个极端。所以，在调控城市生态系统时，必须协调好两者的关系，既要做到尽可能遵循自然生态规律，又要使调控措施切实可行，使调控收到良好的效果。

3）自然调控与人工调控相结合

在自然生态系统中，交错的种间关系，生态位的分化，严格的食物链量比关系，以及种群密度的自我调节，生活型、生态型分化等，都对系统具有积极作用，使系统表现出较强的自我调控能力。自然生态系统被驯化为城市生态系统以后，其自然调控机制可能被保存下来，如光温对植物发育的调节、昼夜节律对动物发育的调节、种间关系的牵制等大都保留了下来。因此，充分深入地了解、借鉴和利用这些自然调节机制，必将有助于建立合理的城市生态系统。目前，人类已经开始自觉地利用自然调控方式，如在城市污水处理和城市固体废弃物的处理等方面，均已取得较好的效果。

人们为了使城市生态系统的能量和物质转化更合乎人类的利益，使用各种手段对系统进行调节和控制，使人工调控与自然调控同时并存、互相补充。人工调控能充分利用社会生产力和科学技术的成果，控制城市生态系统的定向发展，使城市具有更好的人居环境。然而，人工调控也使城市出现了污染严重、灾害频繁等不良后果。因此，采用人工调控措施应充分预测其在生态系统中的直接效果和连锁反应，切忌盲目行事。

4）扬长避短、发挥优势、重视多样性

对城市生态系统的调节和控制，必须根据各地的具体情况，充分发挥本地优势，因地制宜地建立多种形式的城市生态系统。调控时，对符合本地区或本单位的具体情况、能充分发挥本地优势、具有发展前途的生产项目或组分可以适当加强，反之则应适当削弱甚至取消。

不同城市的发展历史不同，所处的区位也具有不同的优势特点，城市生态系统的组分、结构和功能也存在很大的差异。因此，城市生态系统的调节和控制必须注意扬长避短，发挥本城市的资源优势，提高城市生态系统的整体功能。

在这里，应该特别强调的是因地制宜，增加城市生态系统的多样性，以保证城市生态系统的稳定性和持续性。城市生态系统的多样性不仅是指不同城市之间的差异，也包括城市内部不同街区或社区之间的差异，充分利用景观多样性、生物多样性、人文多样性等特点，实现城市和社区的个性化发展。因此，城市建设中切忌“一刀切”，照搬他人模式。

3.城市生态系统调控机制的层次

城市生态系统的调控机制可以分为三个层次。第一个层次是自然调控，它是继承于自然生态系统的调控方式，通过生态系统内部生物与生物、生物与环境，以及环境因子彼此之间的物理、化学和生物的作用来完成。城市生态系统调节和控制的第二个层次，是利用现代科学技术来调节和控制城市生态系统中的生物环境和非生物环境，预防和减轻灾害损失，维持城市生态系统的稳定、持续发展。城市生态系统调节和控制的第三个层次，是社会经济系统对城市生态系统的间接调节，包括财贸金融系统、交通通信系统、科技文教系统、政法管理系统等。

对整个城市生态系统实行有效的控制，需要配备好系统内部的各种组分，处理好各组分之间的关系，并创造良好的外部条件。因此，实现最佳调控不能只考虑单项指标，也不可能单纯只应用某一个层次的调控手段，而要综合考虑系统的社会效益、经济效益和生态效益，站在系统的高度，对整个系统实施全面调控。

综合运用系统论、信息论、控制论的原理，按照自然生态规律和社会经济规律，应用工程技术手段，来合理组建和调控城市生态系统，就是城市生态工程。城市生态工程是一个崭新的应用领域，有着广泛的应用前景。

城市生态与环境规划-生态系统调控理论

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