基于怀特海有机宇宙论，实现城市可持续发展的解决方案

“大风、烈日、冬夜、暴洪、虫灾和花开，都周期性地突显出自然的力量。同时，城市里每天的自然现象——宜人温度、瓢泼大雨、绿树浓荫、珍稀古树、鸟儿歌唱、昆虫飞舞、土育新苗、暴雨径流、白云飘移、微生物分解——贯穿整个城市。人与自然之城市中完全融为一体。”[27]整个城市可以看作是一个生态系统，需要将生态学知识和原理整合到城市管理与建设之中，以发展健康、宜居、可持续和有弹性的城市生态系统。生态学是研究生物之间及生物与环境之间相互影响、相互作用的科学。凡生命之所至，就有生态学的问题、现象和规律。生态学已不仅仅是生物科学中揭示生物与环境相互关系的一门分支学科，而且已经成为指导人类行为准则的一门科学。生态学（ecology）一词源于希腊文，oikos表示住所和栖息地，logos表示学科，原意是研究生物栖息环境的科学。生态学可理解为有关生物的管理的科学或创造一个美好的家园的理念。[28]

克里斯·里德认为生态学是“一个更刺激的、可读的、可变化的理念（和力量），能够解释城市是如何形成、如何积极地发展、自我变更以及如何随着时间自我更新”。在新近的非平衡范式中，社会和自然系统是由过程驱动的（并不是朝向终点），经常受外部力量控制。

生态学将生态系统功能看作地球过程在很长一段时间内维持生命的能力。生物多样性对一个生态系统的功能和可持续是必不可少的。不同的物种充当了特定的功能角色，物种组成、物种丰富度、功能类型的变化影响了生态系统内部资源处理的效率。城市生态学是对人类—生态系统的协同进化进行研究，而不是分别地研究人类栖居地和人类所依赖的生态系统。

唐纳德·沃斯特在《自然的经济体系》中写道：“生态学于是强调说，大自然桀骜不驯，无法预测；其存在方式根深蒂固、变化多样，十分杂乱。大自然就是一种川流不息、丰富多彩的差异性展示。大自然，尽管拥有种种奇妙的令人不安的手段，具有为我们所不理解的持续不断的能力，但仍需要我们的热爱、我们的尊重和我们的帮助。”

被称为“现代景观生态学之父”的理查德·福尔曼（Richard T.T.Forman）认为城市生态学是研究人类聚集区内的生物、人工结构和物理环境之间相互作用的科学。这里生物指动植物和微生物。人工结构包括建筑物、道路和其他人工建筑。物理环境指空气、水体和土壤。人类聚集区指城市、城郊和乡镇。具体而言，城市区域是各种空间格局的镶嵌体。生物、建筑结构和物理环境相互作用，能量和物质在镶嵌体间的流动转移，构成了一个动态的系统。城市区域随时间推移发生巨大的变化。(www.xing528.com)

理查德·福尔曼还认为城市生态学中有三个梯度尤为重要。最为人熟知的是城市—乡村梯度。例如从城市中心向外辐射，经过近郊区、远郊区、城乡交错带、农田到自然区域。第二个重要的梯度是垂直梯度。例如从基岩依次经过地下设施、地表填埋或土壤（包括根系、微生物和土壤动物）、植被层（草类、灌木、林下植被、下冠层和冠层）或建筑物，以及向上通过大气层。第三个具有生态学意义的梯度，是目前研究较少的环状带。例如，在建筑密集的城市中心区外围的环带，可能会经过具有高度空间异质性的生物多样性丰富的大斑块，居民区和农田及呈放射状的交通带。这样的环状梯度可以刻画高度动态的土地利用变化。城市生态学的核心理念在于关注人口密度区域中的生物、建筑结构和物理环境，也探讨城市中的物质能量流动和变化。

城市生态学是“对生物体、建筑结构和人们聚集在市镇中的自然环境的研究”。核心问题是：生物体包括植物、动物、微生物；建筑结构包括房屋、道路；而自然环境包含的是土壤、水、空气。城市生态学可以应用到很多相关领域，包括社会学（研究人与人之间关系的学科）、娱乐和美学、建筑学和交通学。城市“斑块动力学”（patch dynamics）兴起并演变成一种在不同尺度上研究格局和过程耦合方法的框架，它提供了一个很有前途的途径以弥补理论与方法之间的差距，并对群落生态学和生态系统生态学进行有效的整合。斑块动力学承认生态系统是分层次的、非平衡的，在时间和空间两个方面处于变化之中。

城市生态学在未来将进一步聚焦城市生态系统和人类社会之间的复杂相互作用，利用大数据、人工智能、物联网等技术，为实现城市的可持续发展提供可行的解决方案。