城市生態系統:演變、服務與評價
——“城市生態系統研究”專題序言

王效科

(中國科學院生態環境研究中心，城市與區域生態國家重點實驗室，北京 100085)

城市化與城市發展是當前對生態環境影響最劇烈的人類活動。目前全球超過50%的人口居住在城市。中國的城鎮化率2012年已經達到52.57%。據預測，到2030年，中國城鎮化水平將達到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濟發展帶來巨大商機的同時，也引發了一系列生態環境問題。城市消耗了全球75%的資源，是各種環境污染物的主要排放源。城市正在面臨生態功能退化、空氣水體嚴重污染、人居環境質量惡化等問題。探討城市生態環境問題的形成原因和恢復途徑，提升城市生態服務功能，是目前生態學急需研究的重要議題。

近年來，生態學也正在從研究森林、農村走向研究城市。城市生態系統研究已經成為生態學研究的主流領域之一。2008年和2010年，國際頂端雜志Science和Nature分別出版專輯，討論了城市生態系統研究和城市可持續發展。在美國國家科學基金委員會的支持下，美國建立了巴爾的摩和鳳凰城兩個長期城市生態學研究站，開始了城市生態系統的全面研究。后來，美國又增加16個城市研究區域(ULTRA)。城市生態學在我國一直是生態學一個活躍的研究領域。早在20世紀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和社會行為為主導，生態代謝過程為經絡，受自然生命支持系統所供養的“社會-經濟-自然復合生態系統”。近年來，城市與區域生態國家重點實驗室和北京城市生態系統研究站，圍繞城市經濟社會發展和自然過程的相互作用機制，開展了城市復合生態系統結構、格局、過程和功能的時空演變以及城市典型物質流動和元素代謝規律等方面大量研究。

2012年2月28—29日，中國科學院生態環境研究中心城市與區域生態國家重點實驗室和北京城市生態系統研究站組織了學術討論會，圍繞北京城市生態系統格局與過程的監測和模擬等主題，開展了學術交流。會后篩選了部分優秀論文經同行評審后，刊發在此，供參考交流。

圍繞城市綠地格局及植物生態效應，陶宇等系統綜述了城市綠地空間格局的時間變化檢測方法、空間格局指數分析方法、網絡分析方法、可達性分析方法、梯度分析方法、空間顯性表征方法和多尺度分析方法等;孫然好等在問卷調查和專家咨詢結果分析的基礎上，提出了城市生態景觀建設的評價指標和定量權重值，對完善生態景觀建設的理論和方法有重要參考價值。陳愛蓮等通過遙感技術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、鄰接關系)與綠地地表溫度及冷島強度的相關關系。孟齡等開展了北京城區氣傳花粉種類、數量及季節消長規律的研究，為城市綠地植物的選擇管理和城市花粉過敏癥預防提供重要科學依據。

圍繞城市生態環境污染和生態恢復，任玉芬等在北京城區的生活區、文教區、交通干線和公園綠地等功能區的道路沉積物進行了取樣監測，分析了道路沉積物中總氮(TN)、總磷(TP)、重金屬和有機質(TOC)的污染特性。柳敏等以揚州市典型城市內河河道為例研究了人工曝氣、生態磚覆蓋、生物填料覆蓋、低位植物浮床(簡稱低位浮床)等原位生態處理技術對河道底泥污染釋放及其對上覆水污染負荷貢獻的治理效果。

圍繞城市生態系統演變和評價，趙丹等對淮北市1987年、2000年和2007年三個時期20年間的土地利用結構及生態系統服務價值的演變進行定量評價，為城市景觀格局優化及土地合理調控和管理提供評價方法。董仁才等對北京市東城區城市綜合監管信息平臺立案數據的歸類分析，從公用設施類、道路交通類、市容環境類、園林綠化類、房屋土地類、其他設施等管理要素，分析了東城區城市生態環境問題(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系，為通過城市管理改善城市生態環境提供新的技術手段。