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1、Landscape and Urban Planning125(2014)209-221 Research Paper 城市生态和可持续发展：研究现状和未来发展方向城市生态和可持续发展：研究现状和未来发展方向 Jianguo Wu a,b, a 生命科学院Raudsepp-Hearne et al., 2010)。多个合理的解释关于“环境主义者悖论”提出： 促进生态系统服务的发展具有优越性，生态系统服务和人类生活水平之间出现了时间滞后以及人类从自然中的分 离取决于技术的创新与社会的发展(Raudsepp-Hearne et al., 2010)。这个看似矛盾的全球规模之间的联系有一 个更好的理
2、解，然而，需要详细审查更多的关于中心区域尺度的详细数据。特别是城市化对于人类生活水平的提 升以及生态系统服务的沦陷的作用应该更为明确的考虑。 虽然城市化区域面积被建成环境“无植物生长的，人工建造的元素，例如：建筑物、道路以及运行方式 等”所控制在地球陆地表面上占据了令人惊讶的小比例（1%）(Schneider, Friedl,Newman,Beatley, Wu, 2008, 2010a)。 在本文中，我将概述城市生态学的主要进展，并讨论其未来的发展方向。回顾历史和向城市生态学这样的新 兴领域的进展是令人怯步的，其原因在于迅速发展的该领域内的许多方面之间存在着模糊的关系。尽管如此，包 括大量的
3、文献在内，在最近的几年间相关研究人员仍做了一些尝试 (Alberti, 2008; Douglas, Goode, Houck, McDonnell,Hahs, Niemela, 2011; Weiland McIntyre,2011; Pickett et al., 2001)。然而，它既不可行也没有必要将所有关键部 分及城市的特性封装进一个定义内。在大多数情况下，高人口密度和大面积的非渗透表面是两个充分定义城市的 突出因素。基本上所有城市系统的主要生态和环境特性可以与这两个因素直接或间接相关。 2.2 城市生态学等同于人类生态学和社会学 在 1920 年代， 芝加哥大学一小群具有影响力的社
4、会学家(社会学芝加哥学派或人类生态学)最早开发了作为人 类生态学一部分的城市生态学。芝加哥学派的关键人物包括 Robert E. Park (18641944), Ernest W. Burgess (18861966), Roderick D.McKenzie (18851940), and Amos H. Hawley (19102009). Park,Burgess, Flanagan, 1993;Hollingshead, 1940)。关于城市生态学 的发展，Wilson (1984b)认为：城市生态学不是一个社会学内明显的专业范畴，而不如说是通过应用人类生态学 的参照标准而得到的关于
5、城市环境推导的知识体系。城市生态学的出现和早期的发展发生在生态学关键点与社会 学的观点相互影响的时期，在这两个领域内的顶尖学者之间常常产生密切的交流(Gross, 2002)。 在城市生态学的初始阶段，社会学家们应用生态的概念诸如：竞争、侵略、优势和继承进行关于城市中社会 和地理空间组织的研究(Hollingshead, 1940; Park et al., 1925)。对于生态学理论和社会研究思想运用的骤增 不仅仅在美国不受限制的发展，在欧洲，亚洲及非洲都有发现(Adams,1935; Hollingshead, 1940)。根据 Berryand Kasarda (1977)的说法，城市生
6、态学的方法在 1930 年-1949 年间是“美国社会学领域内最具有影响力和权威的教 育” ，但在 1950 年代几乎消亡。Hawleys (1950)的一部经典著作中提出了这样一种尝试，通过努力扩展该方法 的焦点和视角从而使其得到复兴，而其目的在于提出了一个统一的人类生态学理论。关于城市研究的方法， Berryand Kasarda (1977)提出了“当代城市生态” ，跨越了几个社会科学领域：城市社会学、城市地理、社会生 态学、人类生态学、城市和区域规划，延续了芝加哥学派的传统并且超越了它。这种方法包含了社会空间层次水 平连续的社区、城市、大都市地区、区域、城市系统以及整个社会体系。相较于
7、传统的人类生态学，这在很大程 度上依赖于“人类组织的基础是竞争”这一概念，同时排除了解释土地利用模式的文化及动机因素，从“互利共 生”的意义上来说， “当代”的城市生态学强调“互相依赖”(Berry Nassauer Swaffield, 2013; Wolch, Byrne, Wu Weiland Wu, 2008)。 在北美， Adams (1935),一个动物生态学家和生态能量学的先驱,深度讨论了一般生态学与人类生态学的关系。 1940 年生态学专论特刊中一篇名为生态与人类福利的关系的文章是从一个由美国生态学会经美国科学发展协 Landscape and Urban Planning12
8、5(2014)209-221 会要求开展的学术报告会中逐步演变而来(Adams, 1940)。Stearns (1970)还认识到,生物学家在他们的研究中通 常会忽视掉城市环境，并且宣称:“生态的概念隐含的含义诸如：多样性、连续性、能源和营养流、种群动态以及 地域性与旧城市的管理以及新城市的发展具有关联性” 。 这些研究是城市生态学发展史上重要里程碑,但他们并没有改变占主导地位的生态学家们关于城市“不值得” 研究的观点。 在1980年代末和1990年代初之前， 生态科学的主流期刊中几乎看不到关于城市生态学 的研究(Grimm, Grove,Pickett, McDonnell, 2011; M
9、cDonnell Pickett et al., 2011, 2001)。 导致近期生物生态学家对城市区域兴趣的骤增的以下几个可能因素，包括越来越关注环境对城市化带来的影响、 强调不均衡性和修补力度的生态学观点的崛起，以及进行中的的可持续运动的普遍影响(McDonnell, 2011; Wu,2008) 。 2.4 改变城市生态学的视角 大量关于城市生态学的观点和视角被分类为“城市中的生态” ，其首要关注的是城市环境中的非人类有机体或 将整座城市考虑为生态系统地“城市中的生态” （Grimm et al., 2000; Wu, 2008） 。回顾过去数十年间城市研究 中的新进展，我添加了第三个
10、分类“城市的可持续性” ，基于这个矿烦的分类，数个独特但具有相关性的城市 生态研究方法能够被发现（Wu, 2008, 2010b） 。我在下面进行了总结，在图 1中显示了它们的年代表及关系。 图 1，城市生态学演进的研究视角和方法(modified from Wu, 2008)。基于大致出现的时间年代排列的不同的城市生态学研究方 法，分为了三大方面：城市中的生态学、生态的城市和可持续发展的城市。虚线表示不同的方法之间的关系，线的粗细代表了不同 强度的影响。在最近的几十年间,不同的观点倾向于合并在一起,通过强调城市可持续发展的景观学方法，城市生态学越来越成为跨 学科的领域,。 Landscape
11、 and Urban Planning125(2014)209-221 首先，人类的生态学基础或是城市社会研究方法是通过基于模仿生态学理论和概念调查城市中的人类行为以 及社会组织调查（例如，传统的人类生态学研究方法） 。其次，生物生态学研究方法主要关注于城市内和城市周围 动植物的分布规律及物种的多样性上（例如，早期的欧洲方面的研究） 。第三，城市系统方法(例如 Odum, 1983; Stearns Pickett Pickett et al., 1997; Wu, Buyantuyev, et al.,2011; Zipperer, Wu, Pouyat, Alberti, 1996; Gr
12、imm et al., 2013;Loucks, 1994; Maclaren, 1996; Musacchio, 2011; Wu, 2010b; Wu Wu, 2013)。城市可持续性科学包括城市生态学,但这是一个更为宽泛的研究领域。 生态系统服务的效益在于人们来自生物多样性和生态系统功能，提供了联系城市生态和可持续性的关键连接。 3.3.城市生态学的主要进展城市生态学的主要进展 在过去十年中已经进行了几次尝试后从不同的角度评估近期城市生态学的发展 (如： Alberti, 2008; Grimm et al., 2008; Pickett et al., 2011,2001; Ramal
13、ho Wu, Buyantuyev, et al., 2011, Inparticular, Pickett et al.2011)。提供一个最全面、最新的关于城市化对气候,水文、流、生物、土壤、和人类社会的影响 评价。我在这里的意图,是强调一些该领域内主要的进展,伴随着下文中所构造的景观方面导向的构架。 这个框架是基于概念化的设计,即市区是一个以高人口密度和大面积的非渗透性表面,以及由不同的土地利用 和土地覆盖类型在一起形成动态的修补马赛克为特征的人文景观特点(Pickett et al., 1997; Wu, 2006, 2008; Wu Wu Wu Wu, Buyantuyev, et
14、al.,2011; Wu,Jenerette, Buyantuyev, Herold, Goldstein, Li, Li, Schneider et al., 2010; Schneider and Woodcock, 2008;Wu, Buyantuyev, et al., 2011; Wu, Jenerette, et al., 2011)。第二, 通过理论发展与实际案例研究相结合的方式，更全面的了解了城市发展的形式(Batty, 2005; Batty and Longley, 1989;Wu, Buyantuyev, et al., 2011; Wu, Jenerette, et a
15、l., 2011)。 许多在地理学和景观生态学方面的研究显示,与历史模式相比,现代的城市化城市规模更大,增长速度更快,和 更多不规则的城市形态,城市群落和景观结构均匀化已成为全球发展的趋势(Herold et al., 2003; Jenerette and Potere, 2010; Jenerette andWu, 2001; Li et al., 2013; Schneider et al., 2010; Schneider andWoodcock, 2008; Seto, Sanchez-Rodriguez, Wu,Buyantuyev, et al., 2011; Wu, Jener
16、ette, et al., 2011)。同时, 在过去几十年间，城市化的速度在发展中国家一直比发达国家要快得多,而且似乎是一个向北美的 Landscape and Urban Planning125(2014)209-221 城市外观融合的城市物理构造(Setoet al .,2010)。减少景观结构异质性的全球趋势与全球生物多样性的均匀化 息息相关(Jenerette and Potere, 2010; McKinney,2006)。另外，城市形态的不规则特性被广为人知,长久以来， 研究者基于城市规模大小的缩放模式而展开调查(Batty, 2006, 2008; Batty and Longley, 1989;Bettencourt and West, 2010; Bettencourt, Lobo, Helbing, Khnert, Glaeser, 2011)。当然,地方和区域中城市 景观的时间与空间模式由于不同的物理环境,社会经济驱动,和土地使用政策而产生地理上的变化。景观生态学和 土地变化科学中的原理和方法可以帮助处理这些复杂的问题。遥感技
