第二章-环境规划的理论基础.ppt

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1、环境规划学环境规划学第二章第二章 环境规划的环境规划的理论基础理论基础2.1 环境容量与环境承载力2.2 可持续发展理论与人地系统2.3 复合生态系统2.4 空间结构理论2.5 循环经济理论与产业生态学（1）环境系统的概念）环境系统的概念 地球表面各种环境因素及其相互关系的总和。l内在本质在于各种环境因素之间的相互关系和相互作用过程。2.1 环境容量与环境承载力环境容量与环境承载力 2.1.1环境系统与环境规划环境系统与环境规划l环境系统环境系统和和生态系统生态系统两个概念的区别：两个概念的区别：l前者着眼于环境整体，而后者侧重于生物彼此前者着眼于环境整体，而后者侧重于生物彼此之间以及生物与环

2、境之间的相互关系，突出人之间以及生物与环境之间的相互关系，突出人类在环境系统中的地位和作用，强调人类同环类在环境系统中的地位和作用，强调人类同环境之间的相互关系。境之间的相互关系。l环境系统从地球形成以后就存在，生态系统是环境系统从地球形成以后就存在，生态系统是生物出现后的环境系统。而人类生态系统一般生物出现后的环境系统。而人类生态系统一般是人类出现后的环境系统。是人类出现后的环境系统。2.1 环境容量与环境承载力环境容量与环境承载力 2.1.1环境系统与环境规划环境系统与环境规划2.1 环境容量与环境承载力环境容量与环境承载力 2.1.1环境系统与环境规划环境系统与环境规划（2）环境系统的特

3、点）环境系统的特点l开放系统开放系统l自我调节自我调节l动态平衡动态平衡环境经济环境社会提供资源排放废物反馈反馈2.1 环境承载力环境承载力 2.1.1环境系统与环境规划环境系统与环境规划（3）环境系统的功能）环境系统的功能l环境系统维持自身稳定和发展的能力。l环境系统和外部介质相互作用的能力-提供自然资源和容纳净化污染物人类对环境系统的影响人类对环境系统的影响l生态系统简化。生态系统简化。l城市的增多和扩大，工业交通的发展，使农业用地城市的增多和扩大，工业交通的发展，使农业用地面积逐渐缩小，环境污染问题日趋严重。面积逐渐缩小，环境污染问题日趋严重。l土地利用不合理，土壤侵蚀加剧，土壤肥力下降

4、。土地利用不合理，土壤侵蚀加剧，土壤肥力下降。l矿物燃料的燃烧和森林的减少，使大气层中矿物燃料的燃烧和森林的减少，使大气层中CO2含含量增长，产生难以预料的气候变化。量增长，产生难以预料的气候变化。l人类对地壳内部金属矿产的开采、利用和弃置，最人类对地壳内部金属矿产的开采、利用和弃置，最终将造成终将造成 这些金属元素在地表环境中浓度的增高。这些金属元素在地表环境中浓度的增高。2.1 环境承载力环境承载力 2.1.1环境系统与环境规划环境系统与环境规划2.1 环境承载力环境承载力 2.1.1环境系统与环境规划环境系统与环境规划（4 4）环境系统和环境规划关系）环境系统和环境规划关系l环境系统是环

5、境规划的对象之一-环境规划目的是协调环境和社会经济发展关系l环境规划关注的是环境系统和人类社会的相互作用环境境人人类社会社会 环境规划环境规划2.1 环境承载力环境承载力2.1.2 环境容量环境容量（1）概念）概念 在人类生存和自然生态不致受害的前提下，某环境所能容纳污染物的最大负荷量。l绝对环境容量绝对环境容量 WQ=WS(标准浓度)-B（本底浓度）WQ=M(WS-B)M-环境介质的量l环境年容量：环境年容量：绝对环境容量乘以污染物年净化率（重量）2.1 环境承载力环境承载力 2.1.2 环境容量环境容量（2）环境容量应用中的问题）环境容量应用中的问题l环境系统不仅仅是个纳污容器l环境系统对

6、人类发展的作用是多方面的(纳污、净污；提供资源、能源；给人以精神、美学上的享受)l以环境容量为基础的环境规划，不能很好地解决未来经济发展和环境的协调问题。l不能很好的达到规划目的。2.1 环境承载力环境承载力 2.1.2 环境容量环境容量（3）总量控制）总量控制l是将某一控制区域（例如行政区、流域、环境是将某一控制区域（例如行政区、流域、环境功能区等）作为一个完整的系统，采取措施将功能区等）作为一个完整的系统，采取措施将排入这一区域的污染物总量控制在一定数量之排入这一区域的污染物总量控制在一定数量之内，以满足该区域的环境质量要求。内，以满足该区域的环境质量要求。l总量控制应该包括三个方面的内容

7、：总量控制应该包括三个方面的内容：污染物污染物的排放总量；的排放总量；排放污染物的地域；排放污染物的地域；排放污排放污染物的时间。染物的时间。2.1 环境承载力环境承载力 2.1.2 环境容量环境容量（4）总量控制分类）总量控制分类l容量总量控制容量总量控制l目标总量控制目标总量控制l行业总量控制行业总量控制2.1 环境承载力环境承载力2.1.3 环境承载力环境承载力（1）概念）概念l环境承载量：某时刻环境系统所承受的人类系环境承载量：某时刻环境系统所承受的人类系统（对他）的作用量。统（对他）的作用量。l环境承载力：某时刻环境系统所能承受的人类环境承载力：某时刻环境系统所能承受的人类社会、经济

8、活动的极限值（阈值）。社会、经济活动的极限值（阈值）。l环境承载力决定着一个流域（或区域）经济社环境承载力决定着一个流域（或区域）经济社会发展的速度和规模。会发展的速度和规模。2.1 环境承载力环境承载力 2.1.3 环境承载力环境承载力（2）环境承载力）环境承载力-主要特征主要特征 客观性和主观性客观性和主观性。l客观性体现在一定时期、一定状态下的环境承载力是客观客观性体现在一定时期、一定状态下的环境承载力是客观存在的，是可以衡量和评价的，它是该区域环境结构和功存在的，是可以衡量和评价的，它是该区域环境结构和功能的一种表征；能的一种表征；l主观性体现在人们用怎样的判断标准和量化方法去衡量它，

9、主观性体现在人们用怎样的判断标准和量化方法去衡量它，也就是人们对环境承载力的评价分析具有主观性。也就是人们对环境承载力的评价分析具有主观性。2.1 环境承载力环境承载力 2.1.3 环境承载力环境承载力（2）环境承载力的主要特征）环境承载力的主要特征 区域性和时间性区域性和时间性。l是指不同时期、不同区域的环境承载力是不同的，相应的是指不同时期、不同区域的环境承载力是不同的，相应的评价指标的选取和量化评价方法也应有所不同。评价指标的选取和量化评价方法也应有所不同。动态性和可调控性动态性和可调控性。l是指其大小是随着时间、空间和生产力水平的变化而变化是指其大小是随着时间、空间和生产力水平的变化而

10、变化的。人类可以通过改变经济增长方式、提高技术水平等手的。人类可以通过改变经济增长方式、提高技术水平等手段来提高区域环境承载力，使其向有利于人类的方向发展。段来提高区域环境承载力，使其向有利于人类的方向发展。2.1 环境承载力环境承载力 2.1.3 环境承载力环境承载力（3）环境容量和环境承载力的异同）环境容量和环境承载力的异同环境容量侧重反映环境系统的自然属性，即内在的环境容量侧重反映环境系统的自然属性，即内在的秉赋和性质；环境承载力则侧重体现和反映环境系秉赋和性质；环境承载力则侧重体现和反映环境系统的社会属性，即外在的社会禀赋和性质，环境系统的社会属性，即外在的社会禀赋和性质，环境系统的结

11、构和功能是其承载力的根源。统的结构和功能是其承载力的根源。在科学技术和社会关系发展的一定历史阶段，环境在科学技术和社会关系发展的一定历史阶段，环境容量具有相对的确定性，有限性；而一定时期，一容量具有相对的确定性，有限性；而一定时期，一定状态下的环境承载力也是有限的。定状态下的环境承载力也是有限的。2.1 环境承载力环境承载力2.1.3 环境承载力环境承载力（4）定量描述）定量描述l EBS=f(T，S，B)-时间、空间、经济行为时间、空间、经济行为-三个自变量三个自变量l体现时间性、区域性和经济行为的关联性体现时间性、区域性和经济行为的关联性l目前还没有准确函数用于计算目前还没有准确函数用于计

12、算2.1 环境承载力环境承载力2.1.3 环境承载力环境承载力（5）指标体系）指标体系l资源供给指标：水、土地、生物等自然资源资源供给指标：水、土地、生物等自然资源l社会影响指标：经济实力、污染治理投资、公共设施、社会影响指标：经济实力、污染治理投资、公共设施、人口密度人口密度l污染容纳指标：污染物排放量、绿化状况、污染物净污染容纳指标：污染物排放量、绿化状况、污染物净化能力化能力l指标体系中的指标要和环境承载力的大小成正比关系指标体系中的指标要和环境承载力的大小成正比关系-经处理后得到环境承载力的相对值。经处理后得到环境承载力的相对值。2.1 环境承载力环境承载力 2.1.3 环境承载力环境

13、承载力（6）环境承载力与环境规划的关系）环境承载力与环境规划的关系l环境规划要以环境承载力为约束条件，在环境环境规划要以环境承载力为约束条件，在环境承载力范围之内制定经济发展的最优政策。承载力范围之内制定经济发展的最优政策。2.2 可持续发展理论可持续发展理论1、概念2、可持续发展的目标3、可持续发展的实质4、实现可持续发展的技术途经5、可持续发展和环境规划的关系2.2.1可持续发展的概念可持续发展的概念-既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。l“当代人”“后代人”-人类，群体，而非个人l分三层次解释：宏观-人类和自然共同协调进化(人-天关系,天人合一)中观-满足当代

14、后代、局部全球的共同需要(人-地关系)微观-经济、社会、环境协调发展（人-人关系）l“不吃祖宗饭，不断子孙路”2.2.2 可持续发展的目标可持续发展的目标 l连续性-人类社会生活的连续，经济发展的连续（关键是不能超越环境承载力）l稳定性-生活的稳定、环境的稳定；l多样性-物种多样性（生态平衡、自然资源利用）；l均衡性-各地区均衡发展（当代人间的公平）；l独立性-个体发展的独立性（因地制宜，保持活力）l更新性-生活水平的提高（发展）2.2.3 可持续发展的实质可持续发展的实质 l在社会经济发展的同时：a、保持人类生态系统的平衡；b、对可更新资源的开发利用速度不超过其可更新速度；可持续发展最早是在

15、林业、渔业等领域提出；c、对不可更新资源的开发利用速度不超过其可更新替代物的开发速度；d、污染物的排放不超过环境容量；l可持续发展主要关心的是环境和自然资源问题 需要通过环境规划实现2.2.4 实现可持续发展的技术途经实现可持续发展的技术途经（1）清洁生产-污染主要来源于生产过程-污染防治-选用清洁的原料、清洁的能源，采用清洁的生产工艺，生产出清洁的产品。（2）生态技术-生态保护 建立自然保护区、规划保护城市-郊区复合生态系统。（3）利用政府职能-管理和规划强制手段：法律、法规、政策 经济手段：奖励、罚款、税收2.2.5可持续发展和环境规划的关系可持续发展和环境规划的关系 a、可持续发展是环境

16、规划的理论基础之一 为何要规划，怎样进行规划，都可从可持续发展理论上得到解释。b、可持续发展是环境规划的目的（任务）可持续发展是全球的总目标；c、环境规划是可持续发展实施途径；2.3人地系统协调共生、持续发展理论人地系统协调共生、持续发展理论2.3.1 概念2.3.2 人地系统协调共生 2.3.3 人地系统持续发展理论2.3.1人地系统概念人地系统概念l人地系统-是人地关系地域系统的简称，是地球表层的“人”（人类及其经济社会活动）与“地”（地理环境）在特定地域中相互联系、相互作用而形成的一种动态结构。-是一个由自然、经济和社会子系统组成的复杂系统。l地理环境-下起岩石圈表层，上至对流层顶部（1

17、0-30km），是岩石圈、水圈、土圈、大气圈、生物圈相互渗透、转化的交错地带-提供生存环境、生活生产的资源2.3.2 人地系统协调共生人地系统协调共生 2.3.2.1耗散结构耗散结构 l耗散结构理论（自组织理论的组成部分）-是指远离平衡态的复杂系统，在外界能量流、物质流、信息流的支持下，能通过自组织形成一种新的有序结构（耗散结构）。l耗散结构是非平衡结构，是个活的结构，它的形成和维持需要外界能量流、物质流、信息流的支持。l人地系统是耗散结构，要稳定，要协调共生需要外界能量流、物质流、信息流的支持。2.3.2 人地系统协调共生人地系统协调共生 2.3.2.2熵变描述熵变描述 l熵-系统的无序性、

18、混乱度l熵变：ds=dsi+dse dsi-人地系统内部相互作用过程产生的熵。根据热力学第二定律：dsi0（可逆过程=0，不可逆0）dse-人地系统和外界的熵交换（可正、可负、可零）2.3.2.2熵变描述熵变描述l系统的熵增：协调障碍、功能紊乱、无序增加（人地系统：环境污染、生态破坏、矿产枯竭）l系统熵减：系统有序、稳定（输出污染物、投入资金治污、投入资金生态建设、外部调入所需矿产资源、引入水资源等）l负熵流：促进有序的物质流、能量流和信息流2.3.2.2熵变描述熵变描述lds0 熵增-混乱、无序-人地冲突lds=0 熵值不变-维持原有状态-警戒协调lds=?熵变无规律-方向不定-混沌l怎样才

19、能熵减，人地协调共生呢?2.3.2.2熵变描述熵变描述l熵变：ds=dsi+dse l人地系统协调共生的充要条件是从外界获取负熵流。区域可持续发展战略也以人地关系协调共生为核心，力求将人类系统熵的产生降至最低，把地理环境系统为人类活动系统可持续发展提供负熵的能力提高到最高。根据熵变规律，创造协调共生人地系统。l -必须进行环境规划。2.3.3人地系统持续发展理论人地系统持续发展理论l2.3.3.1人地关系 人地系统中，人的一方面首先是要适应其生存环境，另外通过社会经济活动又影响着环境的结构、功能；而“地”的一方面，首先环境为人类提供生存空间，环境资源为人类生存发展提供物质基础，另外，环境又制约

20、着人类的生产、生活 人类活动的规模、强度和效果2.3.3人地系统持续发展理论人地系统持续发展理论2.3.3.2人地系统发展的动力人地系统发展的动力 l在这人地辩证关系中，人是主要方面，处于主导地位，人在生存、享受、发展三大需求的驱动下，必然推动人地系统的发展。l人地系统协调共生、持续发展，主要关注人的活动。l要进行环境规划（约束规划人的行为）其中要关注科学技术的进步-双刃剑（环境问题）2.4 复合生态系统理论复合生态系统理论 l环境问题的实质都是生态问题;l现在人们生活的环境明显不同于自然环境，它受了人类活动的太多的影响单纯的生态学理论不完全适用于这个人类生存的环境。l因此我国生态学家马世骏1

21、981年提出复合生态系统理论：人类赖以生存的社会、经济、自然三大系统是一个整体，是个复合生态系统。2.4.1复合生态系统的结构复合生态系统的结构l自然系统是基础（物质基础）l经济系统是条件（社会进步、环境保护的必要条件）l社会系统是目标（稳定、优质的生活是全人类的共同追求）l三者紧密相关，相互联系、相互制约，只有经济发达、社会繁荣、生态保护三者保持高度和谐，才能使复合生态系统结构、功能最优化。2.4.2 复合生态系统的功能复合生态系统的功能l生产：生物生产、经济再生产l生活：为人提供方便、舒适的居住环境l还原：（还原自净）自然资源（可再生）永续利用，污染物自净l信息传递：（不仅指营养、化学、物

22、理、行为信息）,利用信息为人类服务，利用信息调控生态系统功能.2.4.3 复合生态系统的特点复合生态系统的特点l以城市生态系统为例(1)人工性；(2)脆弱性-依靠外界输入物质和能量；(3)可塑性聪明、理智的人是绝对的主导；(4)高产性人工生态系统的特点；(5)地带性自然子系统的特点；(6)综合性三大系统联系紧密、互为因果、互相制约、互为补充2.4.4 复合生态系统的内部矛盾复合生态系统的内部矛盾（1）要求自然环境相对稳定而实际剧变 （2）自然环境改变的快速性和恢复调节的缓慢性-改造自然的能力越来越强，恢复调节本领还不够（3）资源有限而人类需求无限；（4）地球体积、物质有限而人口增长无限；-需要

23、进行环境规划2.4.5 复合生态系统理论复合生态系统理论 在环境规划中的应用在环境规划中的应用l不要将现有环境当作纯粹自然环境来规划。l规划要以生态为导向,注重生态保护。l规划中要注重社会、经济因素，应根据社会经济发展变化而相应地调整。复合生态系统演替（发展、改变）动力来源于自然和社会两种作用力。自然力的源泉是太阳能，社会力的源泉有三：一是经济杠杆（资金）；二是社会杠杆（权力）；三是文化杠杆（精神）；2.5 空间结构理论空间结构理论 研究人类活动空间分布及其组织优化的科学。2.5.1 城市空间结构城市空间结构 研究城市空间结构特点及其演化规律；l城市空间结构演化过程分四个阶段：(1)城市膨胀阶

24、段(2)市区蔓生阶段(3)城市向心体(4)城市连绵带 2.5.1 城市空间结构城市空间结构2.5.1.1城市膨胀阶段-城市发展的初期，市区围绕市中心向四周扩展l团块状结构,结构紧密中小城市及人口小于100万的大城市2.5.1 城市空间结构城市空间结构2.5.1.2 市区蔓生阶段l新建的工业区、居民区、文教区功能齐备，城市中心对外围的吸引力减小。l新区吞没了一、二代卫星城l星形结构2.5.1 城市空间结构城市空间结构2.5.1.3城市向心体向心体系结构（而非整体）l远郊第三代卫星城相对独立；l市中心的吸引力更弱。2.5.1 城市空间结构城市空间结构2.5.1.4 城市连绵带-多个大城市利用卫星城

25、相互衔接、连绵成带l例如美国东北部“都市区”波士顿、纽约、费城、华盛顿；l我国北京天津有意创建,滨海新区的建立表明合作的开始。2.5.1 城市空间结构城市空间结构l也不是每个城市都有这四个发展阶段-区域环境承载力和社会经济条件的限制。l不同的城市结构应有不同的规划方式，如不同的城市结构应有不同的规划方式，如:团块状的城市要将这作为一个整体来对待；星状大城市结构不能作为单一体对待，应考虑多中心集团式布局。2.5.2 城市空间结构的环境经济效应城市空间结构的环境经济效应2.5.2.1企业的集聚效应l共用基础设施，有利于技术、产品、信息交流巨大经济效益l共用环保基础设施，统一环境管理和污染治理环境效

26、益2.5.2 城市空间结构的环境经济效应城市空间结构的环境经济效应2.5.2.2功能区的邻近效应l临近功能区之间彼此产生的影响l例如：居民区、工业区之间2.5.2 城市空间结构的环境经济效应城市空间结构的环境经济效应2.5.2.3 城市设施间的协调效应l市政公用设施、生产经营设施、社会设施要合理布局，紧密协调，否则生产生活不方便，或重复建设浪费。l环保工程也然。2.5.2 城市空间结构的环境经济效应城市空间结构的环境经济效应2.5.2.4土地利用的密度效应-土地利用集约化程度从中心至外围逐渐降低。l土地利用集约化提高单位面积土地的使用功能，以增加土地使用价值。l土地被精心策划、利用、提高单位面

27、积土地的利用价值。l级差地租：因土地位置不同而产生的超额土地价值.2.5.2 城市空间结构的环境经济效应城市空间结构的环境经济效应2.5.2.5时间的经济效应-对城市生活高效率、快节奏的要求。l企业要交通方便，商业、娱乐场所更加。l距离和交通上的考虑。2.5.2 城市空间结构的环境经济效应城市空间结构的环境经济效应l2.5.2.6 城市合理配置及对外联系效应l城市之间，城市郊区或卫星城之间，存有联系，在产品和信息方面有交流。l通过环境规划，能使其间互通有无，生产合作，环保协作，使环境效益和经济效益相统一。2.5.3城市空间结构中的集聚规模经城市空间结构中的集聚规模经济济2.5.3.1 集聚规模经济指投入、产出（经济效益）随规模而变的一种经济现象。企业内部集聚规模经济；布局集聚规模经济同行业企业的集聚；城市化集聚规模经济不同行业企业的集聚；