城市生态系统

城市生态系统是在人类不断改造生存环境和促进能量与物质流通的过程中逐步形成的。人类从依赖自然生态系统到利用农业生态系统，最后建成了以人为主体，充分利用空间和集约人口、经济、科学技术与文化的地域大系统——城市。因此，城市作为生物圈中独特的人工生态系统，便具有不同于自然生态系统和农业生态系统的许多特点。首先，从构成城市生态系统的环境看，这里是人类对陆地自然生态系统影响最强烈、改造最彻底的地方。它除了大的气候特点和地貌形态可能受影响较小外，几乎没有遗留下自然生态系统的任何重要特征。地面上集中了各式各样的建筑物，鳞次栉比。高楼之间的街道犹如一条深邃的峡谷，有的很少见到直射阳光。坚硬的水泥或柏油道路纵横交织，密如蛛网。各种机动车辆往来不绝。绿色植物很少。原生的自然景象完全被人工的建筑景观所代替。这样的下垫面性质加上空气的污染和人为热的释放，就使城市具有不同于郊外自然状态下的气候。
     例如空气中有较多的悬浮物质，尘埃比郊外一般多10 倍，云量比郊外多5—10％，使太阳总辐射比郊外少 15—20％；风速和相对湿度都低于郊外；而人为热的大量释放，引起城市的局地升温，使年平均气温一般比郊外原野高0.5—1℃，冬季平均最低温度比郊外高1—2℃，出现热岛效应。由于上述自然因素和人为因素的影响，使城市环境与郊外其他生态系统的环境具有显著差异。其次，城市生态系统缺乏生物成分，特别是植被覆盖率一般很低，即使生存着少量绿色植物，也未给居民和某些动物提供有意义的生产量。动物种类也比较少，多为鼠类和蚊蝇。相反，消费者人口却非常集中。这种特征使城市生态系统中的食物链（网）变得比较简短，系统的稳定性差，并且还使其生物量常常具有倒金字塔结构，如下表所示。生产者的缺乏和第一性生产量甚微，还使它永远脱离不开自然生态系统和农业生态系统而独立存在。 第三，城市是一个高度耗能和需要大量物质输入并有产品输出的开放系统。由于缺乏绿色的第一性生产者植物，对太阳能的利用很不充分，土地又基本用于承载建筑物、道路或人类经济技术与文化活动的范围，很少能够给生产者提供有效的营养物质，以制造含能的有机物质，所以城市生态系统在能源与物质供应方面难以达到基本上自给自足的程度。为了满足城市居民在生活与生产活动中对能量和物质的需要，使系统继续正常运转并保持其供需平衡，必须从周围其他生态系统输入食物资源、动力资源和生产原料。然后通过人和各种经济技术系统，制造出大量产品，除满足城市需要外，其余部分输出到系统之外。
     由此可见，城市生态系统是一个能量和物质的流通量很大和贮存与转换时间短的非闭合系统。但是，城市生态系统中输入与输出的能量和物质不完全是通过以营养关系构成的食物链，除此之外，大量的能量和物质则是通过非生物的经济技术系统或环节进行转移的。后者是人类根据社会需要与可能建立起来的，不像食物链是生物在长期演化过程中，彼此之间通过适应和自然选择确立下来的。故常因各种原因发生变动，稳定性程度低。如果这种系统或任何一个环节发生故障，将会立即影响城市正常功能的进行和居民的生活。从这个意义上讲，城市生态系统又是一个比农业生态系统更为脆弱的系统。因此，需要人们加以高度的科学管理，以维持其动态平衡。