摘要：虽然人类城市化速度在不断加快，但人类的生存和发展仍离不开自然界。城市的存在不仅依赖于城市以外的生态系统，更需要城市内部生态系统的支撑。城市生态系统不仅可以产生生态效益，同时可以带来可观的社会效益和经济效益，发挥着自然生态系统的功能。城市生态系统可分为行道树、草地/公园、城市森林、耕地、湿地、湖/海和溪流等类型。生态系统的存在对城市的环境改善和可持续发展极为重要，其服务功能的研究可为城市总体规划、城市土地利用等提供重要的基础资料。
关键词：生态系统 城市生态系统 生态系统服务功能 可持续发展
1 引言
20世纪以来，人类的城市化速度在日渐加快。据1997年联合国人居中心预测，到2030年全世界将有60%以上的人口居住于城市，2050年世界城市化水平达61%。因此，城市作为人类的聚集地已成为人类历史发展的必然。但即使如此，人类的衣、食、住、行和从前一样离不开自然界，城市也必须依赖于为其提供物质与能量、并可接纳其“代谢”废物的生态系统才能存在。欧洲波罗的海沿岸地区的29个大型城市的研究表明[1]，任何城市生态支撑系统的面积至少为此城市面积的500～1000倍。但在城市化速度加快的同时，城市环境问题日益突出，自然环境受到严重破坏。社会、经济发展和自然生态保护的矛盾使城市的发展面临严峻考验。
1984年马世骏等[2]提出了“社会—经济—自然复合生态系统”的概念。城市是社会—经济—自然复合生态系统的具体体现。显然，城市中的自然生态系统构成了城市的框架，是公众健康和城市环境改善的基础。城市生态系统对于城市内区域性环境问题（大气污染、噪声等）的就地解决十分有效[1]。因此，城市生态系统功能的研究就显得更加重要。一般来说，城市生态系统是由公园、河流、森林、农田、果园苗圃、行道树、广场、屋顶花园和立体绿化等要素构成的，是自然要素和人工要素共同组成的网络结构[3]。本文重点从自然生态系统的角度分析了城市生态系统及其服务功能的类型与内涵，并探讨了其在评价和维持城市环境和可持续发展、城市总体规划及土地利用中的重要性。
2 生态系统服务功能
2.1 生态系统服务功能的概念与内涵
自20世纪70年代以来，生态系统服务功能开始成为一个科学术语,并且成为生态学与生态经济学研究的一个分支。Springer-Verlag首次使用生态系统服务功能的“Service”一词，并列出了自然生态系统对人类的“环境服务”功能，包括害虫控制、昆虫传粉、渔业、土壤形成、水土保持、气候调节、洪水控制、物质循环与大气组成等方面。稍后，在1981年，著名生态学家Ehrilship与 Holdren论述了生态系统在土壤肥力与基因库维持中的作用，并系统地讨论了生物多样性的丧失将会怎样影响生态服务功能，以及能否用先进的科学技术来替代自然生态系统的服务功能等问题[4]。生态系统服务功能一词很快地为生态学家所接受。
1997年Daily将生态系统服务功能定义为：生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。并认为它不仅为人类提供了食品、医药及其他生产生活资料，还创造与维持了地球生命支持系统，形成了人类生存所必需的环境条件[5]。
2.2 生态系统服务功能的类型划分
1997年Robert Costanza等[6]在《自然》杂志上发表了“全球生态系统服务功能价值和自然资本”，在世界范围内引起巨大反响。Costanza等将全球生态系统类型划分为海洋、森林、草原、湿地、水面、荒漠、农田、城市等16个大类26个小类；生态系统服务功能划分为气候调节、水调控、水土流失控制、物质循环、污染净化、文化娱乐价值等17种功能。以上17种服务功能类型基本上可以划分为两大方面：即生产和生活方面(见图1)。
Costanza等通过测算全球生态系统服务功能体现的自然资本价值，得到如下基本结论：整个生物圈每年产生的价值平均最少为33万亿美元，为全球GNP的1.8倍。这种价值构成全球社会经济价值的一部分。有关生态系统服务功能的价值结构分析可参考宗跃光等[7]的研究。
3 城市生态系统服务功能
3.1 城市生态系统的类型及其特点
生态系统是指一定范围内的生物体和它们周围的非生物环境相互作用、共同组成的具有特定功能的综合体。而城市是在人类不断改造自然、适应自然的过程中形成的人工—自然复合生态系统。实际上，与真正的自然生态系统相比，城市生态系统具有发展快、能量及水等资源利用效率低、区域性强、人为因素多等特征，因此并非发展成熟的自然生态系统。著名生态学家Odum[1]在1971年就曾提出“城市可以看作是生物圈的寄生虫”。
在生态系统中最易混淆的就是不同生态系统之间边界的划分。城市生态系统也是如此，它既可能被看作是一个统一的大生态系统，又可能被分割为几个独立的小生态系统，如公园和湖。在具体研究中，可根据城市的大小、发达程度和其所处的气候、地理条件等地域特征进行相应的城市生态系统分类。Per Bound等[1]根据瑞典斯德哥尔摩市具有大面积水域和绿地的特点，将城市生态系统分为以下7类：行道树、草坪／公园、城市森林、耕地、湿地、湖／海和溪流。行道树即沿街树，经常由硬化路面所包围环绕；草坪／公园指那些由草、大树和其他植被混合而成的需要管理的绿色区域，包括操场和高尔夫球场在内；城市森林是指比公园树林覆盖度更大的需要少量管理的区域；耕地和花园可种植和提供各类食物和花卉；湿地由各类沼泽和低湿地区组成，在各类生态系统服务中贡献最大；湖／海指那些大面积的开阔水域；溪流是那些流动的水体的总称。以上分类系统几乎囊括了城市中出现的所有自然生态系统，因此可适合于任何城市。城市中其他地区（垃圾场或废荒地、广场等）也可能含有一定的植物与动物群落，但这些系统完全可以包含在上述7类中，只是可根据研究区域的具体特征及城市本身的特点在具体工作中加以重点考虑。例如，在我国河北省石家庄市空气达标方案研究中，结合规划目标和石家庄市自身特点，除以上7类外，还增加了干河道、护岸树2类。
3.2 城市生态系统服务功能的内涵及类型
从图1可以看出，生态系统服务功能的内涵可包括有机质的合成与生产、生物多样性的产生与维持、调节气候、营养物质贮存与循环、土壤肥力的更新与维持、环境净化与有害有毒物质的降解、植物花粉的传播与种子的扩散、有害生物的控制、减轻自然灾害等许多方面。而在城市生命支持系统中，以下6种生态系统服务功能至关重要：净化空气（大气调节）、调节城市小气候、减低噪声污染、降雨与径流的调节、废水处理（废物处理）和文化娱乐价值。

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