二、城市生态系统

城市生态系统是在人类不断改造生存环境和促进能量与物质流通的过程中逐步形成的。人类从依赖自然生态系统到利用农业生态系统，最后建成了以人为主体，充分利用空间和集约人口、经济、科学技术与文化的地域大系统——城市。因此，城市作为生物圈中独特的人工生态系统，便具有不同于自然生态系统和农业生态系统的许多特点。

首先，从构成城市生态系统的环境看，这里是人类对陆地自然生态系统影响最强烈、改造最彻底的地方。它除了大的气候特点和地貌形态可能受影响较小外，几乎没有遗留下自然生态系统的任何重要特征。地面上集中了各式各样的建筑物，鳞次栉比。高楼之间的街道犹如一条深邃的峡谷，有的很

少见到直射阳光。坚硬的水泥或柏油道路纵横交织，密如蛛网。各种机动车辆往来不绝。绿色植物很少。原生的自然景象完全被人工的建筑景观所代替。这样的下垫面性质加上空气的污染和人为热的释放，就使城市具有不同于郊外自然状态下的气候。例如空气中有较多的悬浮物质，尘埃比郊外一般多 10 倍，云量比郊外多 5—10％，使太阳总辐射比郊外少 15—20％；风速和相对湿度都低于郊外；而人为热的大量释放，引起城市的局地升温，使年平均气温一般比郊外原野高 0.5—1℃，冬季平均最低温度比郊外高 1—2℃， 出现热岛效应。由于上述自然因素和人为因素的影响，使城市环境与郊外其他生态系统的环境具有显著差异。

其次，城市生态系统缺乏生物成分，特别是植被覆盖率一般很低，即使生存着少量绿色植物，也未给居民和某些动物提供有意义的生产量。动物种类也比较少，多为鼠类和蚊蝇。相反，消费者人口却非常集中。这种特征使城市生态系统中的食物链（网）变得比较简短，系统的稳定性差，并且还使其生物量常常具有倒金字塔结构，如下表所示。生产者的缺乏和第一性生产量甚微，还使它永远脱离不开自然生态系统和农业生态系统而独立存在。

第三，城市是一个高度耗能和需要大量物质输入并有产品输出的开放系统。由于缺乏绿色的第一性生产者植物，对太阳能的利用很不充分，土地又基本用于承载建筑物、道路或人类经济技术与文化活动的范围，很少能够给生产者提供有效的营养物质，以制造含能的有机物质，所以城市生态系统在能源与物质供应方面难以达到基本上自给自足的程度。为了满足城市居民在生活与生产活动中对能量和物质的需要，使系统继续正常运转并保持其供需平衡，必须从周围其他生态系统输入食物资源、动力资源和生产原料。然后通过人和各种经济技术系统，制造出大量产品，除满足城市需要外，其余部分输出到系统之外。由此可见，城市生态系统是一个能量和物质的流通量很大和贮存与转换时间短的非闭合系统（图 8-42）。

但是，城市生态系统中输入与输出的能量和物质不完全是通过以营养关系构成的食物链，除此之外，大量的能量和物质则是通过非生物的经济技术系统或环节进行转移的。后者是人类根据社会需要与可能建立起来的，不像食物链是生物在长期演化过程中，彼此之间通过适应和自然选择确立下来的。故常因各种原因发生变动，稳定性程度低。如果这种系统或任何一个环节发生故障，将会立即影响城市正常功能的进行和居民的生活。从这个意义上讲，城市生态系统又是一个比农业生态系统更为脆弱的系统。因此，需要

人们加以高度的科学管理，以维持其动态平衡。

第四，城市生态系统虽然是深受人类调控的典型人工生态系统，但是不可避免地受到所在地区自然条件的影响。例如气候和大地貌单元等特点常常规定着城市的整体规划布局与设计要求；山水风光资源常常决定着某城市是否以旅游为重点；以常绿或落叶树种为主的植物资源的特点又往往关系到城市绿化设计的要求，等等。因此，城市生态系统与上述其他生态系统基本一样具有一定的地域性烙印。这就要求人们在规划建设城市时，避免模式化， 应当具有民族风格和地方特点。

从上述这些特点可以说明，城市生态系统是一个有机整体，它是由“环境系统”、“生物系统”和“技术经济系统”共同构成的一个自然-技术经济生态系统，是一个十分复杂的多要素、多变量和多层次的动态系统，而人是这个系统的核心或主宰。

城市生态系统是人口最为集中，人类活动十分频繁的地方。为了发展生产，为了给人类创造更加美好的生活环境，在改造老城市、建设新城市时， 除了考虑其他许多重要的原则外，还必须具备有生态的观点，应用生态系统的基本原理开展工作。例如城市地址的选择、城市总体规划中功能区的划分和各功能区的内部规划都必须考虑当地自然生态系统的特点并加以合理利用和改造。那些不影响城市建设的河、湖、山丘、片状林地等应尽量保留， 或加以改造修饰，使适合城市的需要，并发挥良好的生态效益。加强三废治理，使污染物的排放控制在排放标准和生态系统的自净能力范围内。大力进行城市绿化，建设起完整的绿化系统和达到一定的绿地定额，起到美化城市，改善小气候，净化大气，减弱噪声和有益于人体健康等作用。以改善城市小气候而言，在城市植有树木的地方，通过遮荫和蒸腾水分降低夏日市内的气温（图 8-43）；林木的覆盖、树干枝叶吸收与反射太阳辐射，又可提高冬天的气温，使城市年、日温差缩小。又如城市绿地与建筑区具有不同的热力状况，温差可以形成一种类似海陆风的空气对流，建筑区混浊的空气被带至高空而降低了污染程度和气温；同时新鲜空气源源不断地从绿地流向建筑区（图 8-44），从而起到了改善城市局部小气候的作用。

综上所述，地球上通过太阳能的固定与传递和水、气体与矿质元素的生物地球化学循环，把各种陆地生态系统、水生生态系统与人工生态系统联结起来，形成地球上最大的生态系统——生物圈。生物圈是一个多成分、多层次，热力学上开放的，具有自我调节能力的巨大而复杂的系统。它蓄积和再分配了巨大的能量资源，并决定着土圈、水圈和大气圈的某些特性，同时它也受这些地理圈层的制约和影响。人类作为生物圈的重要成员，受到一般自然规律的制约，同时对生物圈的影响也在日益扩大与加深。人类的有些活动

是合理的、富有成效的，并已从中获得巨大利益。但还有大量的人类活动， 从整个生物圈的水平和生态效应来看是盲目的、不合理的，因而导致自然生态失去平衡，人类本身由于自然规律的反馈作用而遭到“报复”。现代，人们已从蒙受的损失中逐渐地醒悟了过来，并开始认真地研究“人与生物圈” 的关系了。