城市生态系统的特点

三、城市生态系统的特点

城市的形成是人类社会发展到一定阶段的必然产物，城市生态系统是人类社会迄今以来人为化程度最高的生态系统，因此城市生态系统与农村生态系统和自然生态系统相比，有着显著的区别和特点。

（一）人是城市生态系统的主体

同自然生态系统和农村生态系统相比，城市生态系统中生命系统的主体是人类，而不是各种植物、动物和微生物。城市生态系统最突出的特点就是人口的发展代替或限制了其他生物的发展。

城市的人为活动非常强烈，城市中人口数量大、密度高。这就导致城市生态系统中的其他生物种类和数量受到人类的限制。在城市生态系统中，相对于其他生物，人类占绝对优势。表3．1是东京、北京、伦敦3个城市的人口生物量与植物生物量的比较。

表3．1　东京、北京、伦敦3个城市的人类生物量与植物生物量的比较

人类是城市系统中的消费者，处于营养级的顶端，人类的生命活动是自然生态系统中能流、物流、信息流的一部分。人类同时又是经济生态系统中的生产者，是生产力诸要素中最积极、最活跃的部分，参与生产活动，创造物质财富，并且参加这些物质财富的交换、分配与消费。在城市生态系统的自然、经济、社会子系统中，人类都是核心，是主体。这是城市生态系统最显著的特征之一。

（二）城市生态系统是高度人工化的生态系统

从根本上讲，城市是人类改造大自然的产物。城市生态系统的环境，包括物理环境、社会环境、经济环境，都受到人为的强烈干扰，城市的物流、能流、信息流以及人类自身的流动都是按人类自己确定的途径流动的，人工控制与人工作用对城市的存在和发展起着决定性的作用。大量的人工设施叠加于自然环境之上，使各种自然环境条件都不同程度的受到了人工环境因素和人为活动的影响，使得城市生态系统的生态环境变化更加复杂化和多样化，形成了显著的人工化的特点。如人工化地形、人工化地面（混凝土、沥青）、人工化水系（给排水系统）、人工化气候（空调房间、恒温室、甚至城市热岛效应、城市风也是人工干扰的结果）。而且，城市生态系统中大量出现的人工技术物质（如建筑物、道路、公用设施）完全改变了原有自然生态系统的形态和结构。

作为人类对城市生态系统施加影响的一个重要表现，城市土地的开发利用必然会对城市生态产生一定的影响，随着我国城市化进程的加速，这种影响应当受到人们的重视。

（三）城市生态系统的生产者小于消费者

在自然生态系统中，由绿色植物、食草动物、食肉动物及大型食肉动物组成了金字塔形的系统结构，这是一个典型的稳定系统。在农村生态系统中，系统结构比自然生态系统简单得多，绿色植物主要是人工种植的农作物，动物主要是人工饲养的家畜和家禽。农村生态系统中，能量在各营养级中流动基本上还是遵循“生物金字塔”规律的。但在城市生态系统中则完全不同，城市生态系统最突出的特点是人口的发展代替或限制了其他生物物种的发展。从图3．2可以看出，城市生态系统中的绿色植物的生物现存量远远小于人口的生物现存量，动物也相当少，人类在其中占绝对优势。城市生态系统的系统结构呈倒金字塔形的结构，城市生态系统中生产者（绿色植物）所生产的物质远远不能满足城市居民消费的需求。

一个稳定的生态系统的最基本要求是：其营养关系中营养级越低数量应越大。因此，自然生态系统和农村生态系统都是稳定的，而城市生态系统要维持稳定和平衡，必须有外部生态系统的物质和能量的输入。

（四）城市生态系统是一个不完整的生态系统

从图3．2可以看出，在城市中，生产者（绿色植物）和消费者（人）的比例严重失调。城市中的植物不仅数量少，而且功能和结构也发生了改变，其主要任务已不再像在自然生态系统中那样向消费者提供食物，而是改变为美化环境、消除污染和净化空气等。这样的城市生态系统就需要从外部输入大量的食物来满足消费者的需要。像我国的香港、澳门这样的城市，人们所需要的食品几乎全部需要从外部输入。由此可见，城市生态系统中缺乏“生产者”。

图3．2　不同类型生态系统的组成结构示意图

a．自然生态系统　b．农村生态系统　c．城市生态系统

另外一方面，在城市中，自然生态系统为人工生态系统所代替，使生物群落不仅数量少，而且结构变得非常简单，以人为主体的生物量高度集中。在城市中大面积的土地已经人工化，分解者赖以生存的土壤结构发生了很大的变化，使得城市生态系统缺少分解者，因而分解功能微乎其微，所以系统内的废弃物不可能由分解者就地分解。例如，在自然生态系统中，秋天的落叶落在地面上，树下的土壤里有足够的分解者，这里形成了一个完整的物质循环环。而在城市中，大部分的树下的地面已经硬化了，每年落下的树叶需要收集起来运往异地分解。另外，城市生态系统中，生产和生活都会产生大量的废气、废水和固体废弃物，加之分解者的缺乏，需要花费大量的人力、物力、财力进行收集、运输和处理。这都是由于城市中废弃物的产生量和城市分解者的数量严重背离的缘故。因此，我们说城市生态系统中也缺乏“分解者”。

从以上两点可以看出，城市生态系统是一个不完全、不独立的生态系统。

（五）城市生态系统是一个开放系统

自然生态系统是一个自律系统，绿色植物吸收阳光能量进行光合作用，将光能变成化学能，贮存在所创造的有机物中，依靠系统内部的能量与物质传递可维持各种生物的生活。城市生态系统则不同，在城市生态系统中，消费者的数量远远大于生产者的数量。所以必须从城市外部输入农副产品、日用品等供应消费者（城市居民），以满足居民的消费需求，另外在人力、资金、技术、信息等方面城市生态系统对外界也有不同程度的依赖性。同时，城市居民在生产和生活中排泄的大量废物，也不能完全在本系统内分解，还要输送到其他的生态系统（如农田、水域等），或进行人工的强化处理分解。

城市生态系统从外部输入的能量和物质所生产的产品只有一部分供城市中人们消费使用，另外一部分还需要向外界输出，这种向外界输出的产品也包括能被外界系统使用的新型产品和能源，同时，城市也在向外部输出人力、资金、信息、技术等。

城市生态系统的开放性决定了城市生态系统具有大量、高速的输入输出能量、物质和信息的特点。从这个角度也更加印证了城市生态系统是发展程度最高，反自然程度最强的人类生态系统。

（六）城市生态系统的脆弱性

城市生态系统结构的倒置，导致了城市生态系统不能实现“自给自足”，而必须依靠其他生态系统的物质和能量的人工输入，同时城市产生的大量废弃物，远远超过了城市生态系统自身的自净能力，如城市热岛效应与逆温层、地形变迁、不透水地面等，使城市的物理环境发生了极大的改变，这些改变破坏了原有的自然调节机能，也需要人工运输到其他的生态系统，因此，城市生态系统必须依赖于其他生态系统才能够生存和发展，从这个意义上讲，城市生态系统是一个十分脆弱的系统。