城市生態系統

城市生態系統 ^[2]  是城市居民與其環境相互作用而形成的統一整體，也是人類對自然環境的適應、加工、改造而建設起來的特殊的人工生態系統。 ^[2] 

在城市生態系統中，人起着重要的支配作用，這一點與自然生態系統明顯不同。在自然生態系統中，能量的最終來源是太陽能，在物質方面則可以通過生物地球化學循環而達到自給自足。 ^[3]  城市生態系統就不同了，它所需求的大部分能量和物質，都需要從其他生態系統(如農田生態系統、森林生態系統、草原生態系統、湖泊生態系統、海洋生態系統)人為地輸入。

同時，城市中人類在生產活動和日常生活中所產生的大量廢物，由於不能完全在本系統內分解和再利用，必須輸送到其他生態系統中去。由此可見，城市生態系統對其他生態系統具有很大的依賴性，因而也是非常脆弱的生態系統。由於城市生態系統需要從其他生態系統中輸入大量的物質和能量，同時又將大量廢物排放到其他生態系統中去，它就必然會對其他生態系統造成強大的衝擊和干擾。 ^[3] 

如果人們在城市的建設和發展過程中，不能按照生態學規律辦事，就很可能會破壞其他生態系統的生態平衡，並且最終會影響到城市自身的生存和發展。

按人類的意願創建的一種典型的人工生態系統。其主要的特徵是：以人為核心，對外部的強烈依賴性和密集的人流、物流、能流、信息流、資金流等。科學的城市生態規劃與設計能使城市生態系統保持良性循環，呈現城市建設、經濟建設和環境建設協調發展的格局。

城市生態系統是由自然系統、經濟系統和社會系統所組成的。城市中的自然系統包括城市居民賴以生存的基本物質環境，如陽光、空氣、淡水、土地、動物、植物、微生物等；經濟系統包括生產、分配、流通和消費的各個環節；社會系統涉及城市居民社會、經濟及文化活動的各個方面，主要表現為人與人之間、個人與集體之間以及集體與集體之間的各種關係。

城市生態系統不僅有生物組成要素(植物、動物和細菌、真菌、病毒)和非生物組成要素(光、熱、水、大氣等),還包括人類和社會經濟要素,這些要素通過能量流動、生物地球化學循環以及物資供應與廢物處理系統,形成一個具有內在聯繫的統一整體。

生態系統服務功能的內涵可包括有機質的合成與生產、生物多樣性的產生與維持、調節氣候、營養物質貯存與循環、土壤肥力的更新與維持、環境淨化與有害有毒物質的降解、植物花粉的傳播與種子的擴散、有害生物的控制、減輕自然災害等許多方面。而在城市生命支持系統中，以下6種生態系統服務功能至關重要：淨化空氣（大氣調節）、調節城市小氣候、 ^[2]  減低噪聲污染、降雨與徑流的調節、廢水處理（廢物處理）和文化娛樂價值。

城市物質流高度密集、週轉迅速， ^[3]  是物資生產、流通、消費的中心。 包括自然物質流、農產品流、工業產品流三種，這些流流的輸入、轉移、變化和輸出以保持城市的活力。進入城市內的物質主要有建築材料、生產資料和生活用品三類。在城市生態系統中變動最快、對城市生態系統的功能影響最大的是水、氧氣、食物、燃料、建築材料和紙。

（1）水。城市的生命線，也是城市流量最大，速度最快的物質。功能多樣：食物、原料、傳遞物質和能量的載體。

（2）氧氣。氧氣的消耗一部分與生物活動有關；另一部分在使用各種化學燃料為主的有機物質是被消耗。

（3）建築材料。包括砂、石、磚、瓦、石灰、水泥、瀝青、鋼筋、木材等是城市中流動量最大的一類物質。

（4）紙。是城市中週轉最快的、週轉量最大的一類物質。

高密度的城市人口和高強度的人口流動城市的一個重要特點。

一種特殊的信息流，它凝聚了各生產部門間、生產和消費部門之間的物質和能量流動的大量信息，反映了產品的價值和需求程度。貨幣是城市生產和生活中最活躍的一個因子。 總之，城市生態系統是一個遠離平衡態的非平衡系統。為了維持系統結構的有序性，就必須從外界不斷地輸入負熵或排出熵，以維持城市生態系統的穩態。因此城市生態系統的穩定是靠物質流和能量流的輸入和輸出而得以實現的，而城市生態系統對其他生態系統的根本影響在於對資源的利用和消耗以及“污染輸出”。 ^[3] 

城市的能量流包括自然能以及輔助能。進入城市的燃料包括碳和碳氫化合物，還包括少量的氮、硫、氧以及其它微量成分的化合物。

各種燃料除了釋放二氧化碳，還產生二氧化氮、二氧化硫等空氣污染物；不完全燃燒產生的氮氧化合物可能造成光化學煙霧；燃料中添加成分造成重金屬污染；城市熱污染源；固體燃料燃燒生產廢渣。

城市是依靠人類的活動，通過獲取、加工、儲存和傳遞信息建立起城市各部門之間的以及城市和外部系統之間的聯繫，從而使城市複雜的生產和生活活的有條不紊，城市是人類社會中信息最密集的場所。 信息的特點：非消耗性、非守恆性、累積效果性、時效性、信用價值性 城市的信息流通過文字、語言、音像、思維及感覺傳播，包括經營信息、生活信息、科技信息和社會信息等。

城市生態系統是在人口大規模集居的城市，以人口、建築物和構築物為主體的環境中形成的生態系統。包括社會經濟和自然生態系統。其特點是：

①以人為主體，人在其中不僅是唯一的消費者，而且是整個系統的營造者；

②幾乎全是人工生態系統，其能量和物質運轉均在人的控制下進行，居民所處的生物和非生物環境都已經過人工改造，是人類自我馴化的系統；

③城市中人口、能量和物質容量大，密度高，流量大，運轉快，與社會經濟發展的活躍因素有關；

④是不完全的開放性的生態系統，系統內無法完成物質循環和能量轉換。許多輸入物質經加工、利用後又從本系統中輸出（包括產品、廢棄物、資金、技術、信息等）。故物質和能量在城市生態系統中的運動是線狀而不是環狀。因城市是一定區域範圍的中心地，城市依賴區域存在和發展，故城市生態系統的依賴性很強，獨立性很弱。

其研究內容包括：人口構成、經濟結構和城市功能結構的合理性；人口流、物質流、能量流、信息流等是否能保證城市的功能作用；城市人口及其活動的基本物質（如土地、淡水、食物、能源、基礎設施等）的保證程度，環境質量評價及其改善措施；確定城市生態合理容量和制訂和諧、穩定、高效的城市生態系統結構可行方案及其管理技術措施等。

人類從矇昧、野蠻走向文明，從漁獵文明發展到農業文明，又從農業文明發展到工業文明，正面臨着社會發展模式、經濟型制的大變革，即工業文明向—種新的文明的轉變，這種新文明我們稱之為生態文明。

每—次文明更替都是—次社會革命，促進了社會大發展、大進步，同時引起人類住區(域鄉)結構和本質的深刻改變。人類社會從工業文明向生態文明轉變昭示着人類住區將進入—個嶄新的發展階段，而導向新的人類聚居模式 — 生態城市。面向未來的生態城市研究因此成為城市科學和城市規劃研究的世界前沿與熱點課題之—。

生態哲學是從廣泛關聯的角度研究人與自然相互作用的，作為—種新的世界觀，它的主要特點是從人統治自然的哲學發展到人——自然和諧發展的哲學。生態世界觀把世界看成是相互聯繫的動態網絡結構，超越了機械論的世界觀而引向整體性、系統性、動態性的宇宙觀，形成對人和自然相互作用的生態學原則的正確認識：“我們是自然界的—部分，而不是在自然之上，我們賴以進行交流的—切羣眾性機構以及生命本身，取決於我們和生物圈之間的明智的、畢恭畢敬的相互作用。

忽視這個原則的任何政府或經濟制度，最終都會導致人類的滅亡。生態世界觀決定了生態城市是在人 —自然系統整體協調、和諧的基礎上實現自身的發展，人、自然的局部價值都不能大於人 — 自然統—體的整體價值。