我國城市生態學的發展趨勢

匡衛紅

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我國城市生態學的發展趨勢

匡衛紅

（1. 湖南城市學院外國語學院，湖南益陽 413000；2. 中南大學冶金與環境學院，長沙 410083）

生態城市是按照生態學原理建立的經濟、社會、信息高效率利用且生態良性循環的人類聚居地。我國城市生態學就是根據生態學研究城市居民與城市環境之間相互關系的學科。目前，我國城市生態學還沒有比較成熟的、為大家所公認的理論體系，迫切需要在學科定義、研究對象、研究內容、研究方法等方面加快發展，以利于走向社會主義生態文明新時代。

城市化；生態城市；城市生態學；發展趨勢

隨著城市化的不斷發展，人們對生態環境的關注，已從謀求經濟發展，向謀求經濟、社會、生態協調發展轉變。城市作為特殊的地理單元，是人類文明和智慧的反映。生態城市是按照生態學原理建立的經濟、社會、信息高效率利用且生態良性循環的人類聚居地，把城市建設成為人流、物流、能量流、信息流、經濟活動流、交通運輸流等暢通有序，文化、體育、學校、醫療等服務行為文明公正，與自然環境和諧協調、潔凈的生態體系。我國城市生態學就是根據生態學研究城市居民與城市環境之間相互關系的學科。目前，我國城市生態學還沒有比較成熟的、為大家所公認的理論體系，迫切需要在學科定義、研究對象、研究內容、研究方法等方面加快發展，以利于走向社會主義生態文明新時代。

一、我國城市生態學的學科定義

國內外城市發展表明，城市化具有正、負兩方面效應：一方面，城市化促進經濟繁榮、社會進步和城市居民幸福；另一方面，城市化為居民帶來諸多益處的同時，又產生一系列嚴重的生態環境問題，影響居民身體健康。城市化負面效應主要表現在：城市氣候變化（如熱島效應）和環境污染；自然資源耗竭與短缺；城市人口增加導致大量社會問題，如住房緊張、交通擁擠、綠地減少、教育與衛生滯后，甚至城市貧困，其中住房一直是許多城市面臨的主要問題之一。[1]由于上述負面效應，世界各國開始重視城市生態建設。現代城市發展逐步擺脫過去傳統的以建筑和視覺為中心的發展模式，不斷探索居民與自然協調發展道路，生態城市由此應運而生。生態城市理論產生于20世紀80年代，是對居民與自然的關系認識不斷總結得以升華的結果。國際生態城市會議在1990年、1992年、1996年、2000年召開過4次，但至今對生態城市的定義還沒有統一明確的界定，許多專家學者對此發表過不同見解，一些國家還提出了生態城市的發展原則。我國學者認為，生態城市是根據生態學原理，綜合生態工程、環境工程、系統工程等現代科學技術手段協調現代城市經濟系統與生物的關系，保護和合理利用自然資源與能源，提高資源再生和綜合利用水平，提高人類對城市生態系統的自我調節、修復、維持和發展能力，使居民、自然、環境融為一體，互惠共生。從城市規劃學角度看，生態城市的空間結構布局合理，基礎設施完善，生態建筑廣泛應用，人工環境與自然環境融合，城市景觀成為城市文化的空間構成。從城市生態學角度看，生態城市的社會——經濟——自然復合生態系統結構合理、功能穩定，達到動態平衡狀態。[2]生態城市與傳統城市相比，主要在于居民與自然、居民與居民之間的和諧關系。隨著生態城市理論的產生，生態學得到新的發展，從而形成一門新的分支學科——城市生態學。

通說認為，城市生態學形成于20世紀70年代，歷經萌芽、興起和分化、發展、實踐4個階段。城市可持續發展是當代城市生態環境問題研究的重要動向和熱點，生態城市是人類可持續發展城市的理想模式，城市生態學和城市生態環境學成為各國城市可持續發展及制定21世紀議程的科學基礎。在當前城市化不斷加速，城市趨于空心化巨型化的現狀下，人們深切感到環境污染嚴重，資源短缺，身心健康受損。如何構建合理的生態城市景觀生態系統空間結構，保持景觀要素在結構和功能上的多樣性，構筑具有濃郁地方特色的生態城市景觀，充分發揮景觀的生產功效、經濟價值、資源價值和美學價值，是生態城市規劃的重要內容。[3]我國古代人居環境、歐洲城市和美國西南部印第安人村莊，都體現城市生態學思想。我國城市生態學起步稍晚，但發展很快。1984年12月在上海舉行首屆全國城市生態學研討會。1986年6月在天津召開全國第二屆城市生態科學研討會。1987年10月聯合國教科文組織“人與生物圈”委員會在北京召開城市及其周圍地區生態與發展學術討論會，為促進我國城市生態學研究與國際的廣泛交流與合作創造了條件。1997年12月，全國第三屆城市生態學術討論會和“城鎮可持續發展的生態學”專題討論會在深圳和香港相繼召開。1990年我國生態學會在珠海和澳門展開生態城市研討會。2002年8月在深圳召開國際生態城市大會，通過關于生態城市建設的《深圳宣言》。[4]所有這些，都對我國城市生態學的發展和生態城市建設產生了深遠影響。

有人認為，城市生態學是生態科學和城市科學的交叉學科。[5]也有人認為，城市生態學是城市學、城市規劃學、生態學、人類學相互交叉、相互融合形成的新興科學，包括城市生物環境、城市生態系統、城市系統環境等內容。[6]還有學者從生態學的學科定義和發展現狀、城市生態學的發展歷史與現狀、未來發展趨勢出發，將我國城市生態學定義為“研究城市及其群體的發生、發展與自然、資源、環境之間相互作用的過程和規律的科學”，既能涵蓋城市生態學已有的內容，也能指導城市生態學未來的發展。在我國城市生態學的研究中，城市與自然、資源、環境相互作用的具體機制應全面深入地展開，城市生態系統的研究應更為精確，城市生態學應進行可持續生態系統、生物多樣性保護、全球氣候變化等問題研究。[7]可見，目前我國城市生態學還沒有比較成熟的、為大家所公認的理論體系。[8]對我國城市生態學的學科定義，筆者認為，城市生態學是以城市空間范圍內生命系統和環境系統之間的聯系為研究對象的學科。換句話說，我國城市生態學就是根據生態學原理研究城市居民與城市環境之間相互關系的學科。居民是城市中生命成分的主體，居民與環境有著密不可分的關系，因此，我國城市生態學應該研究城市居民與城市環境之間的相互關系。無論過去、現在還是未來，人類總是在不斷地改造城市環境，創造和使用美觀的城市環境空間。城市所意味的，不僅是建筑、街道、商店等人工建構物的堆積，而且蘊涵著諸多功能性設施及城市生態環境系統。現代主義運動的興起使得世界發達國家的城市開始以前所未有的速度向外擴張，我國新型城鎮化進程也是如此。高度發達的工業生產在豐富城市居民物質生活的同時，卻忽略對城市環境必要的關注，最終導致全球性城市問題。我國必須高度重視城市生態環境問題，加快城市生態學發展。我國城市生態學就是依據生態學理論，以生態學視野，研究和解決城市環境問題的新興學科，具有明顯的跨學科特征。我國城市生態學是生態學的新分支，是伴隨城市環境問題的出現而產生和發展的綜合性學科。與傳統生態學不同，我國城市生態學側重于研究人類干擾下城市環境破壞所產生的影響及城市生態系統自身的一系列發展變化。

二、我國城市生態學的研究對象

我國城市生態學是最近幾十年發展起來的一門獨立學科，系城市學、生態學、環境學、地理學等學科交叉的邊緣學科，其研究對象是非常重要的問題。城市作為人類聚集地的一種形式，是以居民活動為中心的社會——經濟——自然復合生態系統，從而帶來人口集中、產業集中、資源能源消耗集中、需水量增加、不透水地面增多、綠地面積減少等一系列生態環境變化。城市生態學研究歷史表明，城市環境保護作為城市生態學的一個基本內容，首先引起人們的高度重視。二戰后，由于工業迅猛發展和城市化加劇，產生了一系列密切相關的城市問題，如人口密集、交通擁擠、住房緊張、水源短缺、空氣污濁、垃圾成堆、能源耗竭、疾病流行、犯罪增多等，其中以環境污染所造成的危害最直接、最明顯、最嚴重，如1952年英國倫敦煙霧事件，4天內4 000多人死亡，1953、1963、1966年美國紐約發生3次毒霧事件，致死600多人。嚴峻的事實迫使城市政府在發展經濟的同時，不得不考慮環境問題，于是城市環境保護研究應運而生。發達國家相繼成立許多城市環境保護研究機構，但基本上是相互獨立，沒有形成世界性研究網絡，基本上是走“先污染，后治理”的老路，城市環境沒有從根本上得到改善。隨著生態學研究的深入和城市問題的進一步加劇，人們試圖從新的角度——生態學的角度，把握、認識、解決城市環境等各種問題。20世紀70年代初，國際上將城市生態學的研究列入“人與生物圈”計劃第11項，開始將城市作為一個生態系統來研究。[9]

進入新世紀，伴隨城市化進程的加快，經濟的高速發展，特別是改革開放以來工業大發展，城市環境污染、生態破壞達到極其嚴重的地步，因此，我國開始關注城市生存與發展問題，研究城市居民活動對城市環境的影響，研究城市社會經濟發展與生態環境保護之間的關系。可見，我國城市生態學的研究對象應該是以居民為中心的城市生態系統。在這個系統中，居民既是自然人，具有生物屬性，受自然規律的制約；居民又是社會人，具有社會屬性，以群居形式在一定的生產條件下干預自然界的物質循環和能量流動，這種干預具有技術行為的因素，受社會規律制約。在城市空間范圍內，我國城市生態學就是圍繞以居民為中心的城市住區各種物質實體（如大氣、水體、土地、生物、各種城市設施等）和城市社會因素（如人口、經濟、科技、文化等），研究以居民為中心的自然環境、經濟環境、社會環境的綜合體，探討城市生態系統即城市居民與城市環境之間的相互關系。一般認為，城市生態學以人類活動密集的城市生態系統為研究對象，探討其結構與功能的調節控制的生態學機理和方法，將其應用到城市規劃、管理和建設中，為城市環境、經濟持續發展和居民生活質量提高尋找對策和出路的科學。這是我國生態學界對城市生態學的最新表述。該定義指出，城市生態學的研究對象是城市生態系統，研究內容是城市結構、功能和調節機制，研究目的是為城市持續發展和居民生活質量提高提出對策，其核心是城市生態環境系統，方法主要是系統學的方法，該定義指導下的城市生態學研究，為解決城市環境與城市經濟社會的協調發展起到較大的建設性作用。[10]

國務院《國家新型城鎮化規劃（2014-2020年）》，明確新型城鎮化建設要堅持生態文明、綠色低碳原則，把生態文明理念全面融入城鎮化進程，合理劃定生態保護紅線，擴大城市生態空間，增加森林、湖泊、濕地面積，實現人與自然和諧。2014年4月修訂的《環境保護法》提出，國家在重點生態功能區、生態環境敏感區和脆弱區等區域劃定生態保護紅線，實行嚴格保護。面對資源約束趨緊、環境污染嚴重、生態系統退化的嚴峻形勢，必須樹立尊重自然、順應自然、保護自然的生態文明理念，把生態文明建設放在突出地位，融入經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設各方面和全過程，努力建設美麗中國，實現中華民族永續發展。城市是人類的重要居住環境，良好的城市生態環境是居民生存繁衍和社會經濟發展的基礎，是社會文明發達的標志，是實現城市可持續發展的必要條件。[11]城市的生態環境質量直接影響城市的可持續發展、經濟的可持續發展和社會進步及現代化建設。我國城市生態學就是要以城市空間范圍內生命系統和環境系統之間的聯系為研究對象，根據生態學研究城市居民與城市環境之間的相互關系，促進社會主義生態文明建設。總之，我國城市生態學的研究對象就是我國城市生態系統。

作為我國城市生態學研究對象的城市生態系統，是指城市居民與城市周圍生物和非生物環境相互作用而形成的具有一定功能的網絡系統，是我國在改造和適應城市自然環境基礎上建立的特殊人工生態系統。我國城市生態系統的組成，不同于自然生態系統，注重城市居民和城市環境的相互關系，是由城市自然系統、城市經濟系統和城市社會系統組成的復合系統。城市自然系統包括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；城市經濟系統包括生產、分配、流通和消費的各個環節；城市社會系統涉及城市社會、經濟、文化等各個方面，主要表現為居民與居民之間、居民與城市之間以及城市與城市之間的各種關系。三大城市系統之間通過高度密集的物質流、能量流和信息流相互聯系，其中城市政府的決策、建設和管理起著決定性的調控作用。[12]與自然生態系統相比，城市生態系統有以下特點：以居民為核心；物質和能量的流通量大、運轉快、高度開放；自動調節能力弱，容易出現環境污染等問題；食物鏈簡單化，營養關系出現倒置，產生城市生態系統的不穩定性。[13]

三、我國城市生態學的研究內容

城市化是人類社會發展不可避免的趨勢。在城市化進程中，人類將大多數野生生物限制在日益狹小的范圍內，而將自己圈在鋼筋水泥和各種污染物構成的人工環境中，遠離人類祖先所擁有的野趣盎然的生活環境，從而逐漸產生各種城市病。因此，保護城市生態環境是城市建設和發展必須高度重視的課題。城市生態環境保護必須利用城市生態學理論優勢，遵循生態系統穩定性和經濟發展規律，解決人口、能源、資源、污染控制和土地利用等城市環境問題。我國城市生態學研究要后來居上，必須發揚學科特色，抓住熱點難點問題，重視生態系統空間關系的研究，始終把握空間結構與生態過程相結合這一核心，研究城市居民與城市環境之間相互關系，實現生態學和城市學交叉，自然科學與社會科學交叉。[14]

一般認為，我國城市生態學的研究內容主要包括：城市居民變動及其空間分布特征，城市物質和能量代謝功能及其與城市環境質量之間的關系（城市物質流、能量流及其經濟特征），城市自然系統的變化對城市環境的影響，城市生態的管理方法和有關交通、供水、廢物處理等，城市自然生態的指標及其合理容量等。可見，我國城市生態學不只是研究城市生態系統中的各種關系，還要為把城市建設成為一個有益于居民生活的生態系統尋求良策。根據城市化發展要求及我國生態環境保護的需要，在今后一段時間內，我國城市生態學研究和生態城市建設應當著重于以下方面：重視城市生態學理論的探索，特別是不同規模城市的結構與功能的研究；擴大城市學研究的范圍，即從由以城市為對象的單一研究，轉變為對城鄉復合生態系統的研究，包括半城市化地區的研究和鄉村工業化與城市群的研究；建立生態城市建設適用技術體系，促進現有技術的生態化；為生態城市建設提供生態景觀規劃和生態文化的方法論上的指導；完善相應的政策、法律和獎懲制度，促進生態城市的發展；加強教育、培訓和生態城市的能力建設，增強城市生態意識。[15]生態城市目前還沒有統一的定義，但可以理解為與生態文明時代相適應的人類社會生活新的空間組織形式，即為一定地域空間內城市居民與自然系統和諧、持續發展的人類住區，是人類住區（城鄉）發展的高級階段、高級形式。生態城市的特征有：整體性、和諧性、高效性、多樣性、全球性。生態城市是由自然、經濟和社會三部分組成的復合系統，各子系統既相互制約，又相互補充。建設生態城市包括以下層面：生態安全、生態衛生、生態產業、生態景觀和生態文明。生態城市要求具有良好的區域景觀和生態環境，各類土地得到合理利用，因地制宜地確定植被覆蓋率和喬、灌、草的合理組成與結構；大氣環境、水環境達到清潔標準，噪聲得到有效控制，固體廢棄物綜合利用和回收效率高；保護生物多樣性及其生物環境，人工環境與自然環境相融合，生態建筑得到廣泛應用。[16]生態城市要求建立生態經濟體系，即以產業生態學為基礎的生產體系，包括生態農業、生態交通、生態建筑、生態旅游等。目前，對生態城市的評價應采用多種不同的方法，如城市代謝方法、生態足跡法、生命周期評價法、模糊數學方法、單指標評價和綜合指標評價模型等。[17]隨著我國城市規模擴大和數量增加，城市生態安全問題逐步成為我國城市生態學研究倍受關注的熱點。因此，了解我國城市生態安全的發展現狀以及存在的問題，提出解決的對策，也是我國城市生態學研究不可或缺的重要內容。[18]

我國各級城市是脆弱的人工生態系統，生態過程是耗竭性的，管理體制是鏈狀而非循環式的，社會生態是不道德的，這就要求我國未來城市環境建設，要從物理空間需求上升到居民生活質量需求，從污染治理需求上升到居民生理和心理健康需求。[19]為此，我國城市生態學必須加強城市植物生存條件的研究，這是正在起步、亟待深入研究的新領域。我國城市的地理環境、城市規模、城市結構等各不相同，從而城市生態條件十分復雜。在城市地下環境的研究方面，土壤密實及構筑物的影響是其“共性”，天津的鹽堿、上海的地下水位高、北京古都土壤中大量城市廢棄物侵入，則是不同城市對植物產生不同影響的“個性”。因此，有關城市植物生存條件研究只能由不同城市根據其特點去做，其成果可供借鑒而不能照搬應用。根據發展城市生態園林和解決當前存在的大量問題的要求，我國城市生態學需要進一步重視這方面的研究。我國有關城市在植物抗污方面做了大量工作，近年在小氣候和地下環境的研究方面有了進展，但相當多的城市尚未系統進行，總的差距還較大。有關園林植物共生關系的研究報道甚少，近年從北京的綠地植物調查中得知，這方面的確存在一些問題需要去探索。[20]

總之，我國城市生態學要對以下密切聯系的許多問題下功夫：城市生態系統的組成和結構；城市生態系統的功能；城市生態系統的物質流、能量流、信息流等相互關系及其發展規律；城市生態系統的動態變化特征及其對居民的影響；城市生態系統管理和調節機制；生態城市建設和規劃；等等。

四、我國城市生態學的研究方法

我國城市生態學的研究對象決定其學科性質的交叉性，而城市的復雜性導致我國城市生態學研究對象的廣泛性，以及研究方法的多途徑性。因此，我國城市生態學必須運用生態學原理和系統論方法，研究城市居民賴以生存的城市生態系統，圍繞城市居民活動與城市環境的關系展開，如研究城市生態系統在居民社會經濟的影響下結構、功能的變化，污染物的環境行為和效應，城市環境質量的評價及其發展預測與調控，環境質量變化的規律及其對居民產生的后果，涉及環境、生態、資源、時空分布和變化等各個方面。[21]

總之，運用生態學原理和系統論方法，進行我國城市生態學研究，具體表現為：（1）從我國城市生態學出發，結合生態學、城市學、園林學等多學科理論，對我國城市生態系統進行綜合研究。在研究過程中，城市與自然、資源、環境相互作用的具體機制應全面深入地展開，城市生態系統的研究應更為精確，應參與可持續生態系統、生物多樣性保護、全球變化的研究。結合我國城市生態學的發展經驗和目前面對的挑戰，案例研究與理論研究相結合，現場觀測資料與統計資料相結合，對比研究與定位研究相結合，自然科學和社會科學相結合，并且充分利用現代新技術和數理模型分析方法。（2）運用城市環境學、城市規劃學、城市管理學、城市社會學等相關學科的理論，借鑒國內外學者的研究經驗，采取定性分析和定量分析相結合的方法。例如，香港在研究城市生態學時，成功地運用城市代謝法。在廣州和青島等城市生態學的研究中，引入生態足跡的方法。（3）充分利用現代化手段進行研究。在我國城市生態學今后的研究中，要充分利用遙感、遙測技術，物質、能量、信息測試和分析技術，模擬與實驗技術，信息計算與處理技術，地理信息系統技術等各種現代化手段。

人類社會進入21世紀以來，以環境污染和生態破壞為主要特征的環境問題，呈現形勢繼續嚴峻與人類社會努力不斷增強相交織攀升的狀態。這種態勢無疑對環境學、生態學以及與之相關的學科提出了新的挑戰，同時也為這些學科的發展提供新機遇。正是在這樣的背景下，我國城市生態學已經成為一門新興的、正在深入開拓和迅速發展的交叉學科，雖然研究起步較晚，但自從20世紀90年代以來發展很快，研究人員越來越多，取得了較大的成績。城市化和大城市的迅猛發展是人類進步的象征，城市化是21世紀人類社會不可阻擋的發展主流，從而未來城市發展的趨勢必然是生態城市。在我國，生態文明是社會主義現代化的重要內容，生態化是現代化的重要標志。我國城市生態學研究必須立足國情，突出重點，以城市生態系統為主要研究對象，以城市生態建設為研究重點。推動我國城市生態學的學科建設和發展，必須進一步加強城市生態學的基礎理論研究，改善研究方法和完善指標體系，使相關學科真正交叉、融合。我國城市生態學研究目前還不能滿足高速的城市化進程與嚴重的城市生態環境問題的要求，今后必須面向國家可持續發展、科學發展戰略，加強我國城市生態學的學科建設，為我國城市生態建設提供理論、方法與技術支持，無疑是我國城市生態學發展所面臨的問題。今后，我國城市生態學的重點領域，應該包括城市生態學基礎理論研究，生態城市評價指標體系研究，城市生態系統長期定位研究，城市生態環境建設研究。近年來，我國城市出現的“三廢”污染加劇，洪水災害以及生態資源破壞所帶來的城市巨大經濟損失，對居民生存環境和生命財產的威脅，已經引起我國各級政府的高度重視，已充分認識到我國城市生態環境保護工作的重要性。當前我國已將生態環境保護擺到與環境污染治理工作同等重要的位置，大抓城市生態建設，開展城市生態建設的理論與方法研究，以指導城市生態建設工作，大力創建生態城市。我國城市生態學的生命力在于應用，應當努力擴大應用領域，除了傳統的自然保護、土地利用、景觀規劃等領域以外，城市園林、風景旅游、景觀建筑等也不可忽視。為此，迫切需要加強與資源、國土、環境等管理部門的溝通，開展產學研協作，加強人才培養和技術手段更新，實施學科跨躍式發展戰略，以利于迅速接近和趕上本學科的國際前沿水平，并在某些我們有特色的方面實現創新，促進我國走向社會主義生態文明新時代。

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（責任編校：彭 萍）

On the Developing Tendency of Urban Ecology in China

KUANG Weihong

（1. Foreign Language College, Hunan City University,Yiyang City,Hunan Province 413000; 2. The Metallurgy & Environment School of Central South University, Changsha City, Hunan Province 410083, China）

Eco-city is the human inhabitation established in accordance with ecological principles. Economic and social resources and information are effectively utilized and the eco-environment is kept good in an eco-city. In China, urban ecology is the subject in which the relationship between urban residents and urban environments is studied according to ecological principles. Currently, a relatively mature, complete and widely-recognized definition as well as a theoretical system has not been developed yet in urban ecology in China. It is urgent that some work must be done immediately in the field of subject definition, research object, research content and research approach, etc. in order to have urban ecology it makes more contributions to the building of the socialist ecological civilization.

urbanization; eco-city; urban ecology in China; development

C 912.81

A

10.3969/j. issn. 2096-059X.2015.04.022

2096-059X(2015)04–0095–06

2015-01-18

湖南省軟科學研究計劃項目（2012ZK3002）；湖南城市學院思想政治教育研究課題（1303）

匡衛紅（1978-），女，湖南益陽人，助教，博士生，主要從事城市生態學、城市生態文明建設研究。