城市生態(tài)系統(tǒng):演變、服務(wù)與評(píng)價(jià)
——“城市生態(tài)系統(tǒng)研究”專題序言

王效科

(中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心，城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100085)

城市化與城市發(fā)展是當(dāng)前對(duì)生態(tài)環(huán)境影響最劇烈的人類活動(dòng)。目前全球超過50%的人口居住在城市。中國的城鎮(zhèn)化率2012年已經(jīng)達(dá)到52.57%。據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年，中國城鎮(zhèn)化水平將達(dá)到60%—70%，城市人口將超過10億。中國的快速城市化在給中國乃至全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來巨大商機(jī)的同時(shí)，也引發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境問題。城市消耗了全球75%的資源，是各種環(huán)境污染物的主要排放源。城市正在面臨生態(tài)功能退化、空氣水體嚴(yán)重污染、人居環(huán)境質(zhì)量惡化等問題。探討城市生態(tài)環(huán)境問題的形成原因和恢復(fù)途徑，提升城市生態(tài)服務(wù)功能，是目前生態(tài)學(xué)急需研究的重要議題。

近年來，生態(tài)學(xué)也正在從研究森林、農(nóng)村走向研究城市。城市生態(tài)系統(tǒng)研究已經(jīng)成為生態(tài)學(xué)研究的主流領(lǐng)域之一。2008年和2010年，國際頂端雜志Science和Nature分別出版專輯，討論了城市生態(tài)系統(tǒng)研究和城市可持續(xù)發(fā)展。在美國國家科學(xué)基金委員會(huì)的支持下，美國建立了巴爾的摩和鳳凰城兩個(gè)長期城市生態(tài)學(xué)研究站，開始了城市生態(tài)系統(tǒng)的全面研究。后來，美國又增加16個(gè)城市研究區(qū)域(ULTRA)。城市生態(tài)學(xué)在我國一直是生態(tài)學(xué)一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域。早在20世紀(jì)80年代初，馬世駿和王如松就提出了城市是一類以人類的技術(shù)和社會(huì)行為為主導(dǎo)，生態(tài)代謝過程為經(jīng)絡(luò)，受自然生命支持系統(tǒng)所供養(yǎng)的“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)”。近年來，城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和北京城市生態(tài)系統(tǒng)研究站，圍繞城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和自然過程的相互作用機(jī)制，開展了城市復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、格局、過程和功能的時(shí)空演變以及城市典型物質(zhì)流動(dòng)和元素代謝規(guī)律等方面大量研究。

2012年2月28—29日，中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和北京城市生態(tài)系統(tǒng)研究站組織了學(xué)術(shù)討論會(huì)，圍繞北京城市生態(tài)系統(tǒng)格局與過程的監(jiān)測(cè)和模擬等主題，開展了學(xué)術(shù)交流。會(huì)后篩選了部分優(yōu)秀論文經(jīng)同行評(píng)審后，刊發(fā)在此，供參考交流。

圍繞城市綠地格局及植物生態(tài)效應(yīng)，陶宇等系統(tǒng)綜述了城市綠地空間格局的時(shí)間變化檢測(cè)方法、空間格局指數(shù)分析方法、網(wǎng)絡(luò)分析方法、可達(dá)性分析方法、梯度分析方法、空間顯性表征方法和多尺度分析方法等;孫然好等在問卷調(diào)查和專家咨詢結(jié)果分析的基礎(chǔ)上，提出了城市生態(tài)景觀建設(shè)的評(píng)價(jià)指標(biāo)和定量權(quán)重值，對(duì)完善生態(tài)景觀建設(shè)的理論和方法有重要參考價(jià)值。陳愛蓮等通過遙感技術(shù)分別提取了北京城市綠地格局和地表溫度，分析城市綠地格局(綠地面積、形狀指數(shù)、鄰接關(guān)系)與綠地地表溫度及冷島強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系。孟齡等開展了北京城區(qū)氣傳花粉種類、數(shù)量及季節(jié)消長規(guī)律的研究，為城市綠地植物的選擇管理和城市花粉過敏癥預(yù)防提供重要科學(xué)依據(jù)。

圍繞城市生態(tài)環(huán)境污染和生態(tài)恢復(fù)，任玉芬等在北京城區(qū)的生活區(qū)、文教區(qū)、交通干線和公園綠地等功能區(qū)的道路沉積物進(jìn)行了取樣監(jiān)測(cè)，分析了道路沉積物中總氮(TN)、總磷(TP)、重金屬和有機(jī)質(zhì)(TOC)的污染特性。柳敏等以揚(yáng)州市典型城市內(nèi)河河道為例研究了人工曝氣、生態(tài)磚覆蓋、生物填料覆蓋、低位植物浮床(簡稱低位浮床)等原位生態(tài)處理技術(shù)對(duì)河道底泥污染釋放及其對(duì)上覆水污染負(fù)荷貢獻(xiàn)的治理效果。

圍繞城市生態(tài)系統(tǒng)演變和評(píng)價(jià)，趙丹等對(duì)淮北市1987年、2000年和2007年三個(gè)時(shí)期20年間的土地利用結(jié)構(gòu)及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的演變進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，為城市景觀格局優(yōu)化及土地合理調(diào)控和管理提供評(píng)價(jià)方法。董仁才等對(duì)北京市東城區(qū)城市綜合監(jiān)管信息平臺(tái)立案數(shù)據(jù)的歸類分析，從公用設(shè)施類、道路交通類、市容環(huán)境類、園林綠化類、房屋土地類、其他設(shè)施等管理要素，分析了東城區(qū)城市生態(tài)環(huán)境問題(水、土、氣、噪聲、視覺污染和固體廢棄物等)與城市管理要素間的相互關(guān)系，為通過城市管理改善城市生態(tài)環(huán)境提供新的技術(shù)手段。