基于生态系统服务的城市生态基础设施:现状、问题与展望

李 锋，王如松，赵 丹

(中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室，北京 100085)

城市是一类以人类活动为中心的社会－经济－自然复合生态系统［1］。城市生态基础设施是提升城市生态系统健康水平和城市人居环境的关键环节，是社会赖以生存发展的基本物质条件。然而随着经济的高速发展与人口增长，城市扩张迅速，土地硬化面积扩大，使得城市生态基础设施的结构和服务功能发生了明显改变，原来以植被为主的自然景观逐渐被众多的人工建筑物质所取代［2］。沥青、混凝土等不透水地面的增加，导致城市绿地和湿地生态基础设施的面积大幅减少，生境破碎化严重，并进一步加剧了城市热岛效应、灰霾效应、雨洪雨污效应及水体富营养化等生态环境问题，直接影响了城市生态系统服务和人居环境。据住房和城乡建设部2010年对351个城市进行的专项调研结果显示，2008—2010年间，全国62%的城市发生过城市内涝，内涝灾害超过3次以上的城市有137个。“去武汉看海”、“到杭州观水漫金山”、“坐北京地铁赏水帘洞景”……频发的城市内涝使得越来越多的人认识到:城市除了有市政设施以外，还需要有“生态基础设施”［3－4］。保障生态基础设施的结构完整性和功能完善性，对于维持城市生态平衡和改善城市环境具有无可替代的重要作用，成为目前国内外学者们关注的热点［5－8］。

1 城市生态基础设施的概念与类型

1.1 城市生态基础设施的概念及内涵

生态基础设施(Ecological Infrastructure，EI)一词最早见于联合国教科文组织的“人与生物圈计划”(MAB)1984年发布的生态城市规划报告中，提出了生态城市规划的五项原则:①生态保护战略;②生态基础设施;③居民生活标准;④文化历史的保护;⑤将自然引入城市。这里生态基础设施主要指自然景观和腹地对城市的持久支持能力［9］。我国学者［10］于2002年引入了“生态基础设施”(EI)名词并将其应用于城市规划工作中，认为城市生态基础设施是城市所依赖的自然系统，是城市及其居民持续获得自然生态服务的保障，也是城市及其居民能持续地获得自然服务的基础，这些生态服务包括提供新鲜空气、食物、体育、休闲娱乐、安全庇护以及审美和教育等［10］。它不仅包括传统的城市绿地系统的概念，还更广泛地包含一切能提供上述自然服务的城市绿地系统、林业及农业系统、自然保护地系统［11－12］。其他学者研究提出了与EI概念相关的栖息地网络、生态廊道、绿色通道、生境网络、环境廊道、生态网络、框架景观、生态结构等［13－14〛。作者认为城市生态基础设施是指为人类生产和生活提供生态服务的自然与人工设施，保证自然和人文生态功能正常运行的公共服务系统，它是社会赖以生存发展的基本物质条件，具有重要的生态系统服务，是城市及其居民持续获得生态系统服务的保障。它是具有净化、绿化、活化、美化综合功能的湿地(肾)、绿地(肺)、地表和建筑物表层(皮)、废弃物排放、处置、调节和缓冲带(口)，以及城市的山形水系、生态交通网络(脉)等在生态系统尺度的整合，生态系统服务完善生态基础设施，强化土地、水文、大气、生物、矿物五大生态要素的支撑能力，维持湿地和绿地生态系统结构功能的完整性及生态服务功能，是城市可持续发展的重要基础，也是建设生态城市的重要保证。

1.2 生态基础设施与绿色基础设施的区别与联系

绿色基础设施始于20世纪90年代的美国马里兰州绿道运动，1999年美国保护基金会(Conservation Fund)与农业部联合组建了由政府机构和非政府组织成立了“GI工作小组”(Green Infrastructure Work Group)，将绿色基础设施定义为:“GI是我们国家的自然生命支持系统(nation's natural life support system)——一个由水道、湿地、森林、野生动物栖息地和其他自然区域，绿道、公园和其他保护区域，农场、牧场和森林，荒野和其他维持原生物种、自然生态过程和保护空气和水资源以及提高美国社区和人民生活质量的荒野和开敞空间所组成的相互连接的网络。”2001年，马里兰州推行了绿图计划(Maryland's Green Print Program)，发展了功能健全的庞大绿色基础设施系统，并于2005年形成了相应的绿色基础设施评价体系［15］。

随后，绿色基础设施传到西欧并得到进一步延伸，2005年英国的简·赫顿联合会(Jane Heaton Associates)在其文章《可持续社区绿色基础设施》(Green Infrastructure for Sustainable Communities)中指出:“GI是一个多功能的绿色空间网络，对于现有及将来的可持续社区的高质量自然环境和已建环境有一定贡献。”2006年，英国西北绿色基础设施小组(The North West Green Infrastructure Think－Tank) 提出GI是一种由自然环境和绿色空间组成的系统，具有类型学、功能性、脉络、尺度与连通性五大特征，并指出了绿色基础设施的规划程序。与美国不同，西欧的绿色基础设施更侧重于城市内外绿色空间的质量［16］，维持生物多样性、野生动物栖息地之间的联系［17］等方面的意义。然而，绿色基础设施更多强调绿地、湿地等生态用地与生态廊道的结合和网络化，忽略了绿色空间网络与城市市政基础设施以及城市工程建设的耦合。城市是一类以人类为中心的社会－经济－自然复合生态系统，城市自然子系统必须与经济和社会子系统相结合，并进行系统整合，通过生态系统自组织、自适应、自循环和自恢复的能力保证整个城市生态系统的稳定性，进而实现城市的健康、可持续发展。

因此，尽管“绿色基础设施”弥补了传统“灰色基础设施”的诸多不足，对于提高城市生态系统服务和生态品质具有一定的作用，但城市生态系统需要更具复杂性的“生态基础设施”，将无生命的“灰色基础设施”与有生命的“绿色基础设施”有机整合，形成协同共生、循环再生的基础设施支撑体系，以维持城市生态服务功能的完整性及生命活力。

1.3 城市生态基础设施的类型与主导功能

城市湿地和绿地生态系统是城市生态基础设施的主要组成部分，提供着重要的生态系统服务。城市生态基础设施的类型及其主导服务功能如表1所示［18－20］。

2 城市生态基础设施服务功能研究现状

2.1 城市湿地生态基础设施及其服务功能

2.1.1 湿地生态基础设施的服务功能

湿地被喻为“地球之肾”，是城市生态基础设施的重要组成部分，不但具有丰富的资源，还具有重要的生态系统服务［21－22］，如调节水温和径流，防止或减缓洪、涝、渍、旱和改善环境，调节水量在时间、空间上的不均匀分布;为工农业生态和饮水等生活用水提供水源;接纳排水，并通过水体自净与净化，促进营养盐和有机质的流动和循环;供养生物、活化生境、繁衍水生动植物，保障生物质的生产，维护生物多样性;调节气候，特别是小气候;沟通航运，水力发电;缓冲干扰，吸尘、减噪，防止或减少热岛效应;美化景观和净化环境;以及为居民提供教育、美学、艺术、陶冶情操、游憩及休闲娱乐［23－24］;保障水及其中的一些物质的迁移、转化和循环，维持水生态系统的健康发展。

2.1.2 城市化对湿地生态基础设施及其服务功能的影响

随着城市化水平的不断提高，带来了人口的急剧增加和聚集、工业化及经济发展、城市规模不断增大，这些都对城市湿地及水生态环境产生了巨大的影响，导致湿地的萎缩以及功能的丧失。城市化带来的植被减少、不透水面积增加、温室气体的排放、水域面积减少、污水的任意排放和水资源的不合理利用等导致自然水循环生态系统遭到破坏，水资源呈现总量上的缺乏与质量上的退化甚至恶化，水环境承载能力超过其自身的极限，水环境结构被破坏，水的时空分布、水分循环及水的理化性质发生改变，水生态服务功能丧失［25－26］。我国南方多水地区已经呈现水质型缺水的趋势，一些城市面临“有水难用”的困境。如湖北省的武汉、黄石、鄂州、荆州、襄樊、十堰和荆门等城市的7个内湖和11条纳污河渠水质绝大部分为劣V类，武汉市抽查的65个湖泊中有38个富营养化，占58.5%。贺晓慧等［27］以黄河流域郑州段为例，利用2002、2009两期遥感影像分析城市化进程下流域景观的变化发现城市用水的增加导致上游水量的减少，流域面积以及部分湿地数量的减少。

表1 城市生态基础设施的服务功能Table 1 Service Functions of Urban Ecological Infrastructure

与此同时，国内外一些学者开始对如何保护湿地水体等自然景观进行积极研究，并开展了一些运动。1997年，美国马里兰州发起了名为“Smart Growth and Neighborhood Conservation”的运动，目的在于通过保护湿地水体、农田、森林等在内的自然开放空间来恢复社区活力，其中的措施有为社区居民兴建必要的公共设施如开放空间、道路等，同时禁止城市建设对一些特定区域的侵占，如大型流域湖泊、农田等［28］。Weber等［29］对美国马里兰州的绿色基础设施进行了评价，通过分析网络中心和连接廊道在地形区域内的各种生态参数和发展过程中的风险因素，测定区域内的生态价值和脆弱性等级，提出湿地水体等的保护优先次序及保护目标。

可见，合理规划城市湿地生态系统，恢复城市湿地，有机地将湿地水景、湿地动植物景观、湿地小气候、湿地文化等与城市功能融为一体将会大大改善城市环境，提高城市环境容量与生态安全水平，充分发挥湿地作为城市基础生态设施的重要生态服务功能。

2.2 城市绿地生态基础设施及其服务功能

2.2.1 城市绿地生态基础设施的服务功能

绿地作为城市的“肺”，是城市生态基础设施中不可或缺的重要组成部分，具有改善城市空气质量、调节小气候、美化城市景观等多种生态功能。随着城市化进程的加速和城市环境问题的加剧，人们越来越认识到城市绿地生态服务功能的重要性，在城市绿化建设中不仅关心绿地美化、观赏、休憩等功能，更加注重绿地生态系统服务［30－32］，城市绿地已成为衡量城市生态可持续的重要标准［33－34］。在国内外城市规划和城市生态研究中，关于绿地最常见的4个专业术语就是城市绿地、城市绿色空间、城市开敞空间和城市绿地系统［35］。在城市绿地系统概念及分类方面，虽然不同行业和学科有不同的认识，但随着人们对城市绿地生态服务功能认识的不断深化，城市绿地的概念也在发展变化。目前，人们对城市绿地的概念和内涵有了更全面的认识，即城市绿地系统不同于传统的园林绿地概念，它是包括城市园林、城市森林、都市农业和滨水绿地以及立体空间绿化在内的绿色网络系统。城市绿地系统是城市绿色空间中以植被为主体，以土壤为基质，以自然和人为因素干扰为特征，在生物和非生物因子协同作用下所形成的有序整体。其结构包括乔木、灌木、草本植物、动物、微生物以及土壤、水文、微气候等物理环境［36］。

城市绿地基础设施的生态服务功能是指绿地系统为维持城市人类活动和居民身心健康提供物态和心态产品、环境资源和生态公益的能力。它在一定的时空范围内为人类社会提供的产出构成生态服务功效，主要包括:(1)净化环境:净化空气、水体、土壤、固碳释氧、吸收 CO2生产O2、杀死细菌、阻滞尘土、降低噪声等;(2)调节小气候:调节空气的温度和湿度，改变风速风向;(3)涵养水源:雨水渗透、保持水土等;(4)土壤活化和养分循环;(5)维持生物多样性;(6)景观功能:组织城市的空间格局;(7)休闲、文化和教育功能;(8)社会功能:维护人们的身心健康，加强人们的沟通，稳定人际关系;(9)防护和减灾功能:抵御大风、地震等自然灾害［22，31－32，37］。城市绿色空间生态服务功能的强弱取决于绿地的数量、组成结构、镶嵌格局、分布特征、与周边人工景观的联系以及管理水平等。

2.2.2 城市化对绿地生态基础设施及其服务功能的影响

随着我国城市化进程的加快，城市规模在不断扩大。城市中大量高楼大厦的拔地而起与建筑密度的不断增大使得城市绿地和建筑物的竞争异常激烈，城市绿地面积大为减少。城市森林作为城市生态系统中具有自净功能的重要组分受到了城市化的强烈干扰，以森林为主的自然生态系统不断被支解和蚕食［38］，不仅表现在景观水平上的生境破碎化，更重要的是在小尺度的物种组成结构的明显反映［39］，生态系统面临功能退化、生物多样性丧失的危险［40］。现在发展中国家的城市化速度每年大约以7% 的速度增长［41］，城市数量的增加和城市的外延式发展造成了大量的土地资源，尤其是耕地资源被征用［42］，导致林地、农地面积减少，农产品减产［43－44］。

目前城市绿地生态基础设施普遍存在以下问题:(1)面积不断减少;(2)市内和郊区分布极不均匀;(3)结构层次单一，多样性差;(4)生态系统服务无法满足人们的需求。城市绿地系统是城市生态系统中非常重要的生态基础设施，是维护和恢复城市生态环境及提高景观活力的最有效措施，快速城市化对于城市绿地生态系统的影响已受到社会的普遍关注，迫切需要人们对城市生态基础设施进行科学的评估和管理。

2.3 城市地表硬化的生态工程改造

城市地表硬化是城市发展和扩张的重要特征之一，也是人类对城市生态基础设施的干扰和破坏的集中表现［45］。城市以水泥、沥青、混凝土等为主的硬化铺装，大多数为不透水层，严重阻碍土壤和大气之间的物质和能量的交换，改变了能量平衡、水分利用、养分循环、气体交换等典型的生态过程，进而对城市生态系统服务和人居环境造成不同程度的影响［46］。

2.3.1 城市地表硬化的复合生态效应

由于城市建设过程中大量采用水泥、柏油、混凝土等材质覆盖土壤表面，形成封闭地表，在造成大片田野、耕地、水域等自然生态基础设施消失的同时，也使得我们生存依赖的大地环境彻底“硬化”，从而堵塞了大地的“呼吸”，割裂了人与自然的直接联系，给城市生态和环境带来了显著的不利影响。

(1)城市水分失衡和内涝

不透水的硬化覆盖使土地失去蓄水功能，下渗能力降低，而洪峰流量显著增加，不仅造成极大的水资源浪费，而且还使城市地面形成有雨就涝、无雨就旱的恶性循环［47－48］。同时，暴雨条件下地表径流的加剧将增加城市排水的压力，加剧洪涝灾害，阻断雨水对地下水的补充。

(2)城市热岛和干岛效应

城市硬化面积的不断扩大，使得下垫面粗糙度增大，反射率减小，地面长波辐射损失减少，致使在同样天气条件下吸收和储存更多的太阳辐射，从而改变了城市下垫面的热力属性，是引发城市热岛效应的重要原因之一［49－51］。另外，城市自然蒸发、蒸腾量比郊区小，空气含水汽量少，近地面有限的水汽通过湍流不断上传扩散，使城区的绝对湿度比郊区小，形成“城市干岛”。

(3)灰霾效应和噪声污染

随着硬化地表面积的不断扩张，城市植被覆盖率逐渐减少，加之城市热岛效应的加重，悬浮颗粒物沉降难，空气质量难以改善。同时，硬化了的表面会反射噪音，进而加重城市的噪音污染。

(4)城市水体的污染加重

城市的硬质下垫面占大多数，径流系数较大，形成径流的时间短，地下入渗量小，对污染物的冲刷强烈。城市暴雨径流的形成冲刷屋面建筑材料、建筑工地、路面垃圾和城区雨水口的垃圾和污水、汽车产生的污染物、大气干湿沉降等，将这些污染物快速地带入了城市河道，造成水体污染和水环境恶化。

(5)影响土壤质量和生境

城市硬化的地面，阻断了地下与地面以上空气的交流，使水、肥、气、热等条件不能满足植物的正常生长与发育，直接影响城市植被的健康。城市硬化后的地面还会减少土地中动物和微生物生存的机会，从而毁灭地表生态、减少地面土层有机质的补充，加重城市土地的退化，进而降低土壤功能，影响生物的生境［52］。

(6)改变生物地球化学循环

城市土地利用的变化，特别是地表硬化及各种生产活动对生态系统生物化学循环，尤其是温室效应、水体富营养化等生态环境问题有着显著的影响［53］。城市暴雨径流污染和面源污染已成为当今世界上主要的污染问题。而生物地球化学循环又是一个连锁反应的过程，因此，地表硬化对其中某一环节或转化过程的影响，将导致整个循环的失衡和改变。

2.3.2 城市地表硬化的生态效应评估

(1)城市不透水面的提取

城市硬化地表指数(Impervious Surface Index，简称为ISI)是指单位面积硬化地表的面积比例。ISI一般通过以下方法提取:1)对航片或者高分辨率的卫片目视解译，该方法精度很高，但需要巨大的人力、物力，成本高［54］;2)直接从现有的土地利用/覆盖图转化，该方法便捷快速，但依赖于研究区是否有土地利用/覆盖数据，而且其空间分辨率受限于原数据精度［55］;3)均一象元估测，利用计算机自动分类获取，该方法假设象元完全被一种地物类型所覆盖，忽视象元内部的异质性［56］;4)混和象元估测，即通常所说的亚象元分类法［57－58］。

(2)城市地表硬化生态效应的评估方法

目前对于城市地表硬化的生态效应的研究主要集中于城市地表硬化对城市热岛效应和城市洪峰径流的影响，对硬化下土壤质量、碳氮循环及微生物性质的研究鲜见报道。在城市不透水面引起城市雨洪效应方面，应用的模型主要包括:美国环保局的暴雨雨水管理模型(SWMM)，美国陆军工程兵团的蓄水、处理与溢流模型(STORM)，水文计算模型(HSP)等［59－60］。在城市不透水面与热岛效应的研究方面，则主要通过遥感提取定量分析城市不透水面与城市热岛之间的关系［61－62］。对于城市地表硬化对土壤质量及碳氮循环的研究，主要采用实地采样测定的方法，如Steve等［63］对美国纽约硬化下土壤与绿地中碳氮含量对比分析表明:城市硬化下0—15 cm的土壤碳氮含量分别减少66%和95%。

3 生态基础设施结构与功能评估方法

3.1 生态系统服务

生态系统服务研究是当今自然与城市生态系统研究的热点之一［22，64－65］。生态系统服务可以定义为“自然生态系统及其构成物种支持和实现人类生命活动的条件和过程”［22］，它表现为一些物质能量和信息流，这些流来源于自然资本储量同人造资本和人类资本服务的结合，以产生人类福利［20］。Daily等［22］根据现已掌握的研究材料对生态系统服务的内涵进行了归纳，总结出如下几个方面:生态系统产品的产出、生物多样性的发生和维持、气候和生命的维护、洪水和干旱的缓减、生物地化循环、生物生长所需各种养分的供给、生物传粉、自然害虫控制、种子传播或散布以及对人的美学和精神调节作用。Costanza等13人1997年5月在Nature杂志上发表的有关全球生态系统服务价值的估计［20］，他们将生态服务功能分为气体调节、气候调节、扰动调节、水调节、水供给、控制侵蚀和保持沉积物、土壤形成、养分循环、废物处理、传粉、生物控制、避难所、食物生产、原材料、基因资源、休闲、文化等17个类型，按16种主要生境类型分类，估计出每年全球生态服务功能价值的下限约33万亿美元，说明自然生态系统对人类提供了巨大的生态服务功能，而目前快速城市化和不科学、不合理的管理方法造成了自然生态系统服务的明显降低和退化。因此，需要将生态系统服务理论与方法应用于人类的决策管理之中，特别是在人类密集活动的城市区域［20，22］。

3.2 生态基础设施景观结构评估方法和模型

分析生态基础设施的空间结构的差异对于评估生态服务功能具有重要意义。城市生态服务与机理的研究需要一些新的方法来定量景观空间格局，以比较不同景观、分辨具有特殊意义的景观结构差异，以及确定格局和功能过程的相互关系等。景观格局数量研究方法分三类:(1)用于景观组分特征分析的景观空间格局指数;如斑块面积、斑块数、单位周长的斑块数、边界密度等。(2)用于景观整体分析的空间格局模型分析;如空间自相关分析和一些统计学方法。(3)用于模拟景观格局动态变化的景观模拟模型，如CITYgreen模型、地理加权回归模型、次序Logit回归模型、逻辑斯蒂回归模型等。而最小累积阻力模型(Minimal Cumulative Resistance)被认为是景观水平上进行景观连接度评价最好的工具之一［68］。它通过单元最小累积阻力的大小可判断该单元与源单元的“连通性”和“相似性”，通常“源斑块”对于生态过程是最适宜的，近年该模型已经应用到城市生态安全格局、城市生态规划及城市适宜生态用地的核算中。

3.3 生态基础设施服务功能评估方法和模型

针对生态基础设施及其服务功能的类型和特点，学者们采用了不同的服务功能价值的评估方法［20，22，69－70］。总体可分为物质量和价值量两种评估方法。其中，物质量评价能够比较客观地评价不同的生态系统所提供的同一项服务能力的大小，但是各种服务功能之间难以统一用一个综合指标来表示，而价值量方法对给世人敲响警钟是非常有效的，但是估算出的价值由于估算方法本身在理论上还有待完善，而且结果存在主观性与随机性，所以不是非常准确，但其有利于决策者进行评价和判断。常见的价值量评价方法有:费用支出法、市场价值法、机会成本法、影子工程法、恢复与保护费用法、旅行费用法、享乐价格法等。目前，国内外学者们应用了更多的模型和方法用于生态系统服务的评估，如美国斯坦福大学“Natural Capital”项目组开发的InVEST软件，把握了较好的总体格局，并用可视化表达直观地体现了人类活动对生境的威胁程度和影响范围;生态足迹模型客观反映人类对生态系统(生态基础设施)的需求与供给之间的矛盾，指示自然资源的压力状态;VER模型(Ecological Value at Risk)将生态服务价值的定量化与生态风险分析的数学模型相结合，可以进行基于生态服务价值的生态风险分析研究。

总体而言，国外已发展了一些关于生态系统服务及价值评估方法，目前，国内多数相关研究仅限于某区域的生态系统服务的概述式评估，多数套用现成公式计算服务功能，少数以地理信息系统为技术支撑对区域生态服务功能进行了定量评估，如索安宁基于遥感技术对于辽河三角洲生态系统服务进行评估研究［71］。可见新技术与方法正逐渐被用于区域生态系统服务评估，评估越来越定量化、精细化、模型化，并且将生态系统服务评估与决策相结合已成为生态系统服务的总体发展方向。准确、有效的定量评估城市城市生态基础设施的生态服务价值，利于规划者和政府对湿地和绿地生态效益的经济价值有更直观的、新的认识和了解，为其提供一些辅助决策的参考信息，成为当地城市及区域规划部门的重要决策工具。

4 结论与讨论

湿地(肾)和绿地(肺)生态系统是城市重要的生态基础设施，能促进城市居民身心健康和社会经济的发展，为人类社会提供着重要的生态系统服务，如净化环境、涵养水源、保持水土、调节气候、固碳释氧、维持生物多样性等，是城市生态系统健康、可持续发展的重要保障。然而，城市化带来的植被减少、水域面积减少、不透水面积增加、温室气体的排放、污水的任意排放和不合理用水等导致城市生态基础设施的结构和功能遭到破坏，生态服务功能显著下降，直接影响着城市生态环境和人居生活品质。

目前国内外关于城市生态基础设施及其服务功能已有部分研究，但还不成体系，仍存在一些问题和不足:

(1)在研究内容上，我国缺乏城市生态基础设施的基础理论、技术体系与管理方法的研究，对城市生态基础设施结构与功能的生态耦合关系与调控机理尚不明确，缺乏对其综合的功能评估模型和格局优化方法。

(2)在研究角度上，目前国内外大多学者只关注生态基础设施中湿地或绿地某一方面的内容，重数量轻质量，同时缺乏对城市地表硬化的生态效应研究，缺乏整体性和系统性的综合考虑以及城市生态基础设施的综合管理模式与系统调控方法

(3)在研究方法方面，大多停留在概念与定性分析阶段，定量的研究较少。对于生态基础设施服务功能的评估，国内外大多数学者采用直接套用生态服务价值系数来分析不同用地类型的生态服务功能，由于研究不够深入，方法不统一导致结果有差异，同时缺乏可视化、直观化的模型，对InVEST等模型应用较少，特别缺乏在城市生态管理领域的应用;

(4)在评价指标体系方面，针对城市湿地及绿地基础设施的生态服务功能，在不同时间及空间尺度上仍未建立功能全面、系统的评价指标体系。

因此，研究城市生态基础设施的服务功能评估模型、网络格局优化方法以及综合管理模式，并进行系统调控，对于改善城市环境、提高城市生态服务功能和维护城市生态安全具有重要的理论和现实意义，可为城市生态基础设施的结构优化、功能强化与生态管理提供科学依据。

5 研究展望

城市生态基础设施是社会赖以生存发展的基本物质条件，具有重要的生态系统服务，是城市及其居民持续获得生态系统服务的保障。在快速城市化的进程中，保障生态基础设施的健康与完整迫在眉睫。目前国内外关于城市生态基础设施及其服务功能的研究仍存在问题与不足，基于以上综合分析提出今后的研究展望:

(1)加强对于城市生态基础设施服务功能的定量研究，在此基础上建立不同时间及空间尺度上功能全面、系统的评价指标体系，准确、有效地定量评估城市城市生态基础设施的生态服务价值，供城市决策管理参考。

(2)加强城市基础设施功能评估模型方面的研究。应当推广InVEST等模型在国内的应用，并且结合实际情况对模型进行改进，加强模型在城市生态管理领域的应用。

(3)注重不同学科之间的交叉与应用。生态基础设施及其生态服务功能的研究涉及到生态学、社会学、经济学等多个学科，结合多学科的研究方法有助于从多个角度对生态基础设施进行深入探讨及综合管理，建立系统的调控方法。

(4)必须重视城市生态基础设施的整体性与系统性，加强对城市生态基础设施结构与功能的生态耦合关系的研究。应当将肾(湿地)、肺(绿地)、皮(地表)、口(污染排放)、脉(生态廊道)五大要素整合为一体，将城镇与乡村基础设施整合，同时注重不同空间尺度生态服务功能的差别与衔接，从而形成一个健康高效的生态网络。

(5)必须整合城市生态基础设施与市政基础设施网络。在未来应将生态与市政基础设施有机地结合起来，即把城市湿地、绿地、软化地表、生态廊道与城市给排水系统、道路、交通以及各种污染物排放口等联系起来，形成一个有机的城市基础设施工程网络，以有效缓减和应对城市灾害的发生(如城市雨洪和内涝问题)，提高城市安全与健康的生态品质。

(6)加强和深化城市表面生态学研究。作者认为城市表面生态学是研究城市建筑物、构筑物等人工表面结构、形态、过程的物理、化学、生物相互作用机理及其与生态系统服务之间关系的一门城市生态学科。它研究地皮、墙皮、路面、屋顶、河床、堤坝等硬化地表的复合生态效应，以及生态工程的规划、设计与管理方法，旨在优化城市地表结构，整合城市生态基础设施，强化城市生态服务功能。城市生态基础设施与表面生态学的整合研究将对城市水文效应(内涝)、灰霾效应(PM2.5)、热岛效应、水体污染与富营养化等备受关注的重大问题提供新的解决思路与科学方法。

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