城市生态系统的格局和过程-生态环境学报.doc

城市生态系统的格局和过程 李伟峰，欧阳志云* 中科院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室，北京 100085城市生态系统是人类活动影响下的复合生态系统。人为的开发利用活动和局地的生物物理条件形成了城市特有的景观格局。城市发展改变了自然的生物栖息环境，从根本上改变了生态系统的结构、过程、功能，以及所提供的各种服务。这种改变最终又会影响人类自身的健康生存。文综述了国内外有关城市景观格局和和重要生态过程之间相互作用机制的研究进展。通过研究发现，在大尺度上，净初级生产力是衡量城市发展对区域物流、能流影响的有效指标；在小尺度上，城市物流、能流过程和城市内部的景观结构、格局有很强的相关性。城市发展显著的改变了自然的栖息地及生物生长过程，本地植被种类减少，外来种增加，外来种的数量和人口数量有显著的相关性；而城市动物群落主要由一些小型哺乳动物、无脊椎动物、鸟类、两栖爬行类动物组成，其中，鸟类是研究城市化过程的有效指示物种。城市生态系统特有的景观格局及生态等过程显著的改了局部区域的微气候和水文过程，城市气温增加，风速降低，云、雾量增加，地表径流增加，流速加大，污染负荷增强等。因此，控制人类活动，优化土地利用的结构和空间格局，是改善城市生态系统结构和过程，保证可持续发展的基本出发点。但是，目前有关城市－格局－过程之间的影响机制还不十分清楚，尤其是定量研究较少。因此，结合传统的城市生态学，景观生态学的理论和其他相关学科领域的发展，为深入分析城市格局－过程之间的关系提供了重要的研究前景。 城市生态系统城市景观格局生态过程 中图分类号：X 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2007）0-0672-08城市是人类社会经济高度集中发展的产物[12]。全球范围内城市化进程在不断加快，城市人口自年代以来增长十分迅速：1950年世界城市人口占29％，到1980年，增加到39％，而到2000年城市人口比例已达50％。在年代初，全球只有16个城市人口过百万；而到了2000年，人口过百万的城市已超过400个。据预测，到2030年，全球人口将超过81亿，其中60％的人口（49亿）将分布在城市中。其中，发展中国家的城市人口将占世界城市总人口的79.2%，发达国家的城市人口占20.8% [34]。 城市化过程虽然极大的推动了人类社会的发展，不断的提高居民的生活水平，但人类也不得不面对城市化带来的许多社会、经济和生态环境问题，如人口密集、交通拥挤、绿化率降低、资源短缺及各类环境污染问题。城市化过程破碎、分离、弱化了自然生境，简化、同化了物种组成，从根本上改变了生态系统的过程和功能 [47]。城市生态系统的过程、功能受到的影响是各种生态环境问题的重要根源。因此，城市化过程中，人类活动主导的城市景观格局的变化对城市复合生态系统的过程、功能影响的驱动作用和机理是深入了解、解决各类生态环境问题的关键。然而，由于受人类活动的高度干扰及城市生态系统的复杂特征使得城市格局－过程－功能之间的动态机制尚未得到系统回答。 许多研究已明确指出城市格局、过程和功能之间关系紧密。本文综述分析了城市发展对重要生态过程的影响。全文主要围绕着城市发展格局同生态过程之间的相互关系。 从景观生态学的观点出发，城市是受人类活动强烈干扰下形成的各种景观斑块的混合镶嵌体[8]。 城市是人口高度集中的地方，也是社会、经济、文化和交通聚散的枢纽，同时又是人类文明发展到一定阶段的产物。城市景观由大量的人工景观要素构成，如以建筑物为主的居民区、商业区、工业区、公共设施服务区，交通道路等 [7]。可以认为，城市中的基质、斑块体、廊道之间没有严格的界限。城市的基质是建筑群体，景观斑块是内部功能均一，明显区别于周围环境的单元体，而城市廊道主要是以交通为目地的公路、街道网络，河流廊道，绿色廊道。城市景观格局的形成同人类活动，土地开发利用情况关系紧密。城市生态系统的显著特征可归纳为如下几点[9]（1）人类为主的聚居群体。城市内部的各种资源利用，土地的开发活动几乎都是在人类干预下进行的，满足人类的发展。（2）人工化的景观要素、结构。城市内部，高密度的人口容量，高强度的人工活动重新塑造了城市区域的自然环境，从地形、地貌、地表结构、水文气象，到生物区系，无不遍布着人类开发、利用的痕迹。（3）城市景观格局的异质性、破碎化程度很高。城市内部分散着众多的功能斑块体，如居民区、工业区、商业区、文教区、和娱乐区等，形成整体异质化、破碎化程度很高的景观格局。 总而言之，城市生态系统不同于其他自然生态系统，城市景观格局的特征也同一般自然生态系统的景观格局特征差异很大。 图1 城市格局同生态系统之间的相互动态机制 Fig. 1 Dynamic between urban landscape patter