城市生态安全保障及影响

随着世界范围内生态环境的恶化已严重威胁人类社会的生存和发展，如何保障生态安全已经成为城市发展必须面临的课题。所谓生态安全是人类在生产、生活和健康等方面不受生态破坏与环境污染等影响的保障程度。^[6]Katrina S.Rogers从人类和自然两个角度阐述了生态安全的涵义，他认为生态安全是指一个社会的物理环境能够在满足居住者需要的同时，又不削弱其自然储量的状态。也就是说，生态安全既包括生态环境自身结构的安全与相对平衡，也包括生态系统对人类需求某种程度的满足。从这个意义上来说，城市生态安全就是城市在消耗自然资源满足自身需求和发展的过程中，既能避免自然资源衰竭、生态系统功能紊乱和生态环境退化，又能使城市社会生活和可持续发展不受生态威胁，即自然生态环境与城市发展处于一种相对安全的平衡协调状态。一般而言，城市生态系统相对于自然生态系统具有高能耗物耗、高环境污染、低自然资源储备的特点，具有一定的脆弱性和不稳定性。^[7]城市的这种特性使城市安全面临更为严峻的挑战。通常，城市生态安全包括城市水源安全、城市土壤安全、城市空气安全、城市生物安全等几个主要方面。根据自然资源利用的过程，城市生态安全主要涉及对自然资源的保护防治、开发利用、产品消费、污染排放和生态恢复等环节。建设生态城市就是要实现城市与生态环境之间的和谐，避免陷入此进彼退的矛盾境地。

1.城市水源安全

水是生命之源，也是城市生命之本，是维系城市自然环境、居民生活、工业生产的基本物质保障条件。对城市而言，这里的水源既包括地表水，也包括地下水;既包括供给生活用水的水源地，也包括与之相关的江河湖海。城市水源安全就是城市在对水源保护防治、开发利用、产品消费、污染排放和生态恢复过程中自然生态与城市社会均不受威胁的保障状态。

保护防治是保障城市水源安全的前提。城市水源保护防治，一方面是对未受污染的水体总量、流向、水质等进行保护，防止遭受来自生产和生活废品、废水的污染，如政府通过划定基本生态控制线，限制开发利用，确立受保护水源地的区域范围;另一方面是对已经处于生态退化境地的水源进行治理，避免威胁与之相关的其他生物生存空间，促使水源地生态环境良性循环，如向失去平衡、难以自净的水源投放白腐菌等微生物菌群，促使生态平衡。

开发利用是产生城市水源安全隐患的主要诱因。开发利用是水源与城市关系的主题。城市对水源的开发利用既包括直接的水源抽取，如城市供水取水等，也包括在水体进行动植物养殖，如渔业、水产养殖等，还包括水上游玩与观光项目等。然而，这些项目大多是城市安全隐患的来源。水源质量直接影响到城市供水安全，水体养殖也会因单一生物结构破坏水域生态平衡，游玩观光同样可能面临机械故障威胁游客生命财产安全。不仅如此，过度开发同样会造成安全隐患，如过度开采地下水就容易导致地面沉降、地下水受污染等。为应对这些安全隐患，水源开发利用相关企业，如供水公司、养殖场等，往往需要具备特定的资格条件，如水质监测设备、安全防护装备等，并且在政府相关部门的监管下承担主要责任。

产品消费是城市水源安全产生社会危害的重要途径。对水源开发利用的主要目的就是通过消费满足其公众所需。然而，产品消费正是安全隐患现实化的必要途径。未发现的受污染水源被供水企业正常抽取净化，即埋下了供水安全的隐患，而一旦输送至千家万户并被其使用时，这种隐患的危害后果就会爆发，从而威胁居民生命健康。遭受污染的水体中养殖的水产品也只有在被公众消费后才会产生真正的健康威胁。从这个角度来说，对水产品的日常安全检测是防范此类风险的最后一道防线。

污染排放是导致城市水体污染的重要原因。城市水体是自然生态循环中的重要组成部分。对自然水源的开发利用最终往往会以废水的形态排放，从而成为影响水质安全的首要因素。这些废水包括工业污水、生活污水和初雨径流入排水管渠等其它无用水。废水直接排入江河湖海，不仅污染地表水，危害水生动植物，还会渗入、污染地下水和土壤，危及人体健康。日本水俣病事件就是工业废水污染水源导致人体致病的典型。

2.城市空气安全

与水一样，空气也是人体生命所需，构成了城市生态安全体系中的重要组成部分。城市空气安全的威胁主要源自于空气污染。空气污染是由于人类活动或自然原因导致某些物质进入空气，达到一定浓度后危害人体等生物的感官、健康的现象。城市空气安全状况可以通过空气污染质量指数(AQI)表示。

空气污染物的类型、浓度和持续时间是衡量空气污染的主要指标。一般而言，空气污染物有自然和人工两种来源。火山爆发造成的粉尘和二氧化硫等气体会造成浓度较高的有毒烟雾，从而危害动植物健康安全。随着城市工业化发展和人口聚集，工厂生产、生活燃煤、汽车尾气等人类活动也会排放大量二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等废气，容易引起大气成分的剧烈变化，从而影响动植物健康成长。在城市空间扩展过程中，与人口密度增加同步的是人均汽车拥有量的增加和人均垃圾产量的增加，而人均绿地空间却往往大大减少。由于城市本身存在着热岛效应，处于城市高楼大厦包围中的被污染空气往往不易流通、扩散，而污染物的持续排放则又会进一步加大污染浓度和污染持续时间，进而危及人体呼吸道疾病、生理机能障碍，甚至死亡。即便浓度不高，长期呼吸也会引起慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等疾病。空气污染不仅危害人体健康，对植物也会产生急性或慢性危害，使其叶表面生斑、枯萎脱落等，而且空气污浊还能减少到达地面的太阳辐射量，在增加大气降水量的同时下酸雨，腐蚀建筑物。一般而言，城市空气污染浓度越高、持续时间越长，对城市正常经济社会的运行造成的损害越大。1952年伦敦烟雾事件、1955年洛杉矶光化学烟雾以及1961年日本四日市哮喘事件等都是城市空气污染造成巨大人员伤亡的典型。

中西方城市发展历史表明，城市空气污染与城市空间布局、工业产业类型、烟尘控制工艺和制度、燃料构成、交通工具废气治理等直接相关，其严重程度又受污染物和污染源的性质、气象条件和地表性质等因素决定。然而，不仅仅是城市工业、生活等公共行为和制度安排影响城市空气质量，城市居民的住宅等居住空间也是城市空气污染的重要组成。不合格建筑装饰、家用化学品、香烟雾等导致室内空气中有害物质，如苯、甲醛等，超过安全标准，危害人体健康，从而形成室内空气污染。

3.城市土壤安全(www.xing528.com)

城市土壤是城市自然生态系统中的重要组成部分，城市土壤安全影响到城市土地的可持续开发和利用。然而，城市工业、交通、生活等排放的大量未经处理的废弃物以及大气降雨等都会对城市土地产生侵蚀、酸化和硬化等影响，在污染土地、破坏土地生态系统的同时，危害城市居民的健康。

城市土壤污染主要有城市土壤重金属污染、城市土壤微有机物污染、城市土壤生源要素污染等几个类别。^[8]城市土壤中的重金属主要有Cu、Zn、Pb、Ni、Mn、Cr、As、Hg等。这些重金属主要来源于工业污染、交通污染和城市堆放的废弃物。^[9]金属冶炼厂的废渣、农药厂的废水以及工厂烟尘沉降等都是工业污染城市土壤的重要原因。随着城市化进程的加快，为最大限度地利用老城区土地，大多老城区工厂往往外迁，但遗留下来的却是严重的土壤重金属污染，从而难以转为绿地、公共建筑或居民住宅用地。交通车辆轮胎中含有的Zn和排放尾气中含有的Pb、Cu、Cd等是城市道路周边土壤重金属污染的重要原因。^[10]此外，城市内堆积的大量垃圾也是污染城市土地的重要源头。这些废弃物随意堆放，容易使其中的重金属向四周扩散并渗透进土壤中，造成局部土壤重金属超标。

城市土壤微有机物污染是指在土壤中具有持久性或难降解的有机污染物和有毒化合物，它们可以通过挥发、淋溶等迁移或逸入空气、水中，从而对生态和人类造成危害。有研究表明，工业发达城市人为燃烧燃料是城市土壤多环芳的主要来源。城市工业区、居住区等城区附近土壤中多氯联苯、多氯联萘等含量较高。

城市土壤生源要素污染主要是指城市土壤中氮、磷等的富集现象。有研究表明，由于人为活动和大量含磷废水以及垃圾的混入，与非城区的自然土壤相比，城市土壤中全氮、水解氮的含量低，全磷和有效磷含量偏高。“城市土壤生源要素的吸附-解吸特性影响到土壤对外源氮磷等的吸附能力和土壤吸持氮磷等的释放。”^[11]

不同于城市水体污染和城市空气污染，城市土壤污染一般不容易被普通居民感知，具有较强的隐蔽性，往往是在污染程度已较为严重时才被发现并着手治理，但“土壤污染物非常稳定，对于光、热、微生物、生物代谢酶等各种作用具有很强的抵抗能力，在自然条件下很难发生降解”，^[12]因而，对城市污染土壤的治理难度相对较大，不仅周期长，而且成本高。

此外，由于城市大气、水体和土壤同处于一个生态系统，任一发生污染都会危及其他方面的安全。“土壤如同地球的皮肤，水体和大气的污染，最终将归结于土壤之中。土壤受到污染后，又会通过挥发、渗透进入大气以及地表和地下水水体，形成循环。”^[13]

4.城市生物安全

生物安全是指“防范由现代生物技术的开发和应用(主要指转基因技术)所产生的负面影响即对生物多样性、生态环境及人体健康可能构成的危险或潜在风险”。^[14]城市生物安全所面临的威胁主要在于生物入侵及其由此带来的生态多样性破坏，城市周边地区大规模畜禽养殖等超量超标准排污，危害当地生态系统的良性循环，影响人类和动植物健康。

生物入侵是指某种生物因人为或自然原因迁入某地，大量繁殖后危害当地生态系统的现象。正确的物种引入可以增加地区生物多样性，丰富人们的物质生活。但由于自然入侵、有意和无意引入，部分物种在引入地区缺乏自然天敌制约的情况下，经过一定的潜伏期，大量繁殖，过度消耗当地自然资源，危害其他本地物种生存，破坏生态平衡，造成严重经济社会损失。原国家环保总局在2001—2003年组织开展的全国外来入侵物种调查中发现，全国共有283种外来入侵物种，每年对经济和环境造成的损失约1200亿元。据国际自然资源保护联盟(IUCN)的报告，外来物种入侵给全球造成的经济损失每年超过4000亿美元。而在城市，其自然生态一般主要由城市人造景观和城市保留绿地(如山岭、湖泊等)构成，其生态循环系往往具有不完整性、开放性和脆弱性，受到外来生物入侵的风险更大。相比于自然生态，城市生物链条中生物多样性大多较少，食物链也较为简化，普遍缺乏系统的自我调节能力，巨大的城市物流、人流等又加大了城市生态的自我修复压力，城市养殖业、种植业及宠物市场等更为外来生物入侵提供了可乘之机。这些外来生物的肆意繁殖，不仅会毁坏城市基础设施，引发各种灾害，而且会破坏城市景观的美学价值，影响旅游业的发展，有些甚至威胁居民的身体健康。^[15]

与生物入侵危害城市生物安全不同，伴随城市化进程的加快，城市建成区快速扩张，自然生态面积急剧减少，城市工农业规模化、集约化发展，这不仅人为直接减少了城市生态的复杂性程度，而且废气污水、固体废弃物的排放和堆砌、城市垃圾的填埋和焚烧等也为相关生物的安全埋下各种隐患。工农业污水排放改变了生物圈微生物环境，破坏了动植物既定的生存环境，危及其生命和生态稳定，从而使城市动植物的稳定繁衍极大程度上需要借助于人工方式。这不仅需要耗费大量的城市资源，而且还因人为认知和行为作用的有限性使其不能真正实现持久生态化，使生态多样性呈现衰减趋势，埋下生态灾难的种子。