城市化对生物多样性的影响毕业论文.docx

城市化对生物多样性的影响摘要：城市化正在全球范围内迅速发展。城市的发展不但极大程度地改变了生物的生存环境, 而且导致生物多样性的急剧变化。在概述城市生态环境特点的基础上, 综述了城市化对生物多样性的影响, 同时为进一步研究城市化对生物多样性的影响提出了几点建议。关键字：城市化；生境特点；生物多样性；影响The Effects of Urbanization on BiodiversityAbstract: Urbanization is being developed rapidly in the world. Urban development not only seriously changed the living environment of organisms, but also caused the rapid variance in biodiversity. In this paper, the characters of urban habitats were summarized, with the effects of urbanization on biodiversity reviewed, and further study on the relationship between urbanization and biodiversity was suggested.Key words: urbanization, the characters of urban habitats, biodiversity, effects前言据报道，至2050年世界人口的70%可能是城市居民，主要集中在发展中国家的城市和城镇1，城市化已成为一种趋势。城市化对生物多样性的影响是目前生态学领域的一项重要研究内容2-3，西方发达国家对此研究的比较多，而发展中国家的相关研究比较少。我国的学者很早就注意到了这个问题4。吴丽娟等对北京城市绿地景观格局与生物多样性的保护进行了系统的研究5，冷冰等对城市植物多样性的调研方法进行了总结6，一些专家学者也对部分城市周边的植物、动物以及微生物进行了系统的研究7-19。李俊生等就城市化对生物多样性的影响问题进行了系统的综述20，并对未来研究方向提出了的建议。研究广泛认为，城市化引起物种分布的均质化在物种丰富度上，城市化使外来物种增加，而本土物种减少由于研究地点或者取样的不同，研究结果有两种趋势: 一种认为植物物种丰富度沿着城区-城乡结合部-郊区增加，在远郊农区达到峰值，另外研究表现为，在一定区域内，植物多样性有随着城市化梯度而增加的趋势，对于有些物种，在中度干扰的城乡结合部，物种丰富度比城区和郊区均有提高8。总结国内外相关文献，可以从城市化对生物多样性影响、影响的机制等方面加以总结分析。1 城市生物多样性的概念 生物多样性(Biological diversity, 简称Biodiversity)，简单说是生命有机体及其借以存在的生态复合体的多样性和变异性21。确切地说，生物多样性是所有生物种类、中内遗传变异和它们的生存环境的总称，包括所有不同种类的动物、植物和微生物，以及它们所拥有的基因，他们与生存环境所组成的生态系统22。城市生物多样性作为全球生物多样性的一个特殊组成部分，是城市生物之间、生物与生境之间、生态环境与人类之间复杂关系的体现，是城市中自然生态环境系统的生态平衡状况的一个简明的科学概况，体现了城市生物的丰富度和变异的程度5。2 城市生境的特点城市是社会生产力发展到一定历史阶段后人类活动给自然界留下的最明显印记之一，是在空间位置上占据一定的地域范围、由复杂异质景观单元构成的、人口比较密集的地理斑块23。集中性或聚集性是城市的基本特征。因此，需要有不同的功能区相互镶嵌形成复杂的复合系统，才能支持城市对巨大的物流、能流和信息流等多种流的需求。由此也决定了特殊的城市生境特征。2.1 环境因素梯度变化明显环境因素是生境的主要组成成分，对生物的生存和繁衍起着重要的作用。从气候和水文特征看，城市的气候与水文条件和邻近的乡村地区明显不同。在乡村到市中心地带的空间样带上，许多环境要素，如人口密度、道路密度、机动车辆、空气和土壤污染程度、平均气温( 或热岛效应) 、平均降水量、土壤紧实度、土壤盐碱度以及其它人类干扰指标均表现出明显的梯度变化，即这些环境要素由城郊的乡村到城市中心呈明显增加的趋势。2.2 自然生境面积明显减少 城市化过程首先造成了自然生境面积的减少，如云南西双版纳勋腊县城20世纪50年代初期是茂密的热带森林，现在森林已退缩到50 100 km以外的山区。许多城市是在河岸或海岸开始发展起来的，所以湿地首先受到严重的冲击，广东深圳和珠海特区的发展对红树林的破坏相当严重，难以形成现代化与自然的共存。城市的正常运转需要大量的砂石、矿产、木材和薪炭等，也导致周围地区自然生态系统的破坏4。2.3 生境破碎化城市是一个以人为主体的复杂生态系统，并形成许多不同的城市功能区，例如金融商业区、工业区、文教区、居民区，还有城市农业区、文化游览区、公园、街心花园、庭园、不同性质的绿地、湿地等。在这些不同的城市功能区和人工绿地及湿地中，适合大多数野生生物生存的自然生境类型逐渐被建筑物、水泥路面以及其它城市基础设施如人工绿色空间所替代或破碎化，其中也常夹杂一些污物堆积场、材料存放地、许多无人管理的空地、荒芜区域或废弃的农地等，使城市中适合生物生活的生境不但面积显著减小，而且生境也因城市不同功能区而呈现高度的破碎性24 。2.4 生态系统脆弱 由于城市环境的异质性较低, 生物多样性的发展空间小，导致其食物链构成简单，参与生物地球化学循环份额较小，以致生态系统缓冲外力干扰与冲击的自维持能力减弱，系统脆弱。如太原市多年来随着城市人口的迅速增加和工业的发展，生态环境破坏严重，导致城市生态系统功能不断退化，城市地区的环境正在变得越来越不适于生物生存25 。3 城市化对生物多样性的影响城市化正在全球范围内迅速发展。所有导致生境丧失的人类活动中，城市化和城市扩张最为持久，并引发最严重的生物多样性丧失。本地种受城市化的影响最为显著，随着城市的扩张，很大一部分本地种从此消失，而且，受城市化威胁的物种，也常常会同时受到农业、旅游、休闲、公路建设以及其他人类活动的影响。城市化对生物多样性的影响具体表现在以下几个方面：3.1 自然生境的丧失 城市化的发展对生物多样性最严重的威胁就是原有的生境消失，一瞬间大片密茂的植被不再存在。代之以混凝土地面和楼群，不得不使大量物种消失。吉林安图县二道白河原来也是一片繁茂的温带森林，现在已成为长白山地区的一个繁华重镇，原生性森林荡然无存。内蒙古伊盟乌海市就是在一望无边的草原中发展起来的，结果使特有的四合木(Tetraenamong-olia)濒临灭绝的境地4。3.2 改变环境条件城市是一个以人为主体的复杂生态系统，建设的主要目的主要是为了满足一个物种-人类的需要。即使在不同的生物地理区域，城市的物理环境也是惊人的一致：自然环境被林立的高楼大厦和不透水的地面取代。城市中人口密度和机动车辆的增加，以及物理环境条件的改变，导致城市区域与自然生态系统在气候和水文条件上的明显不同。周雅清等对华北地区温度变化趋势进行了研究分析，发现城市化增温以冬季为最大，夏季最小。城市化还导致乡村站以外的各类台站日较差减小，近40年华北地区国家基本、基准站年平均和秋冬季平均气温日较差明显下降均由城市化影响造成的26。3.3 外来物种的增加城市建设和城市扩张引发的生境改变，会导致本地物种多样性的大幅度降低。相反，城市化往往会有利用外来物种的扩散。城市化有利于外来物种的扩散主要基于以下两个原因：1）城市建设中的干扰，常常使本地物种在竞争中处于不利地位，但往往给外来物种提供了新的生态位，从而有利于它们的入侵。2）城市环境中，物质流动和人类流动量巨大，给外来物种的扩散创造了便利条件。这既包括人类以栽培、观赏、宠物以及其它利用目的等有意识的引入，也包括随着交通物流的无意传播13。3.4 生物均质化如果在不同的城市中增加的外来物种各不相同，将会增加各个城市区域的生物异质性。然而，由于城市在物理环境上的趋同，各城市之间的外来物种也往往相似，这些外来物种都属于城市环境的适应者。另外，人类在审美上的某些相似性，导致对某些外来物种，如观赏植物和宠物等，有特殊的偏好，从而趋向于在不同的城市引进相似的外来物种。而在不同的生物地理区域，由于城市化而消失的本土物种，则有很大的差异。不同的本土物种的消失和相似的外来物种的引进与扩散，使城市间的生物组成趋于相似，从而导致生物均质化13。总之，城市化对生物多样性的影响是明显而剧烈的，但也很复杂。一些种可能数量增加，一些种数量减少甚至消失，另一些外来种可能侵入等。生态系统由于物种组成的改变也发生变化，造成许多难以预测的结果4。4 城市生物多样性的特点由于城市对生物多样性的影响，导致了城市生物多样性在某些方面具有一定的特点。在植物方面，城区野生植物草本种类多于木本种类，野生杂草和伴人植物占较大比重，野生植物的种类丰富度从城市中心地带向城郊逐渐增多，抗污染植物种类多27。在动物方面，绿化面积大的公园和郊区野生鸟类在种类和数量上明显增加17。城市公园中的兽类比居民区要多，愈向郊外种类明显增加。城市野生动物种类少，但同种个体数量较大，物种丰富度从市区向郊区逐渐增大16。城市中的昆虫以鳞翅目的蝶类、蛾类的种类和数量最多，鞘翅目、同翅目、半翅目的昆虫也较常见28。 城市生物多样性分布特征总体上由市郊向中心区呈现梯度性减少趋势，野生物种丰富度从城区中心地带向郊区逐渐增多的趋势。5 结语人类活动对植物、动物多样性造成不同程度的影响29，且也是导致城市化对生物多样性影响的最主要的因素。城市化对生物多样性的影响是明显而剧烈的，并具有很强的空间性、区域性、综合性等特征，目前的研究结果还很难揭示其作用机制。因此，今后应把城市化对生物多样性的影响作为重点研究内容。从目前的资料看，在城市化对生物多样性影响的研究中，大多数仍停留在对现象进行定性和半定量描述的层次上。今后应更全面系统地、定量地研究城市化对生物多样性的影响，主要从以下几方面入手：1、进行系统性研究，通过建立空间梯度定位研究站，进行长期的定位监测，以获取系统化的资料，结合现代地理信息系统、遥感等技术手段，从时空梯度上更全面系统地研究城市化对生物多样性的影响；2、倡导和开展分子水平上的研究，以揭示城市化干扰对生物多样性产生危害的生理生化机制和导致物种灭绝的遗传基础，以便从分子水平上揭示生物受害的本质；3、应尽快建立全球统一的测量标准和统一的测定方法，以提高研究成果的共享程度和可比性，建立城市生物多样性的完整理论体系；4、积极开展模拟试验研究，通过多因素控制技术，分析城市化对生物多样性影响的过程和生物对城市化的响应机制；5、虽然有些学者对城市生物多样性保护的政策法规进行了一些研究30-32，但还应远远不够，提高城市规划者和城市居民的生物多样性保护意识，为真正意义上改善和保护城市地区生物多样性做出贡献20。参考文献1 联合国秘书长. 世界人口趋势R. 纽约:经济及社会理事会, 2009.2 Crane P, Kinzig A. 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