都市生態学

都市生態学は、都市環境における生物同士やその周囲の環境との関係を科学的に研究する学問です。都市環境とは、高密度の住宅や商業ビル、舗装された路面、その他の都市関連要因が支配的な環境を指し、独特の景観を作り出します。都市生態学の目標は、人間の文化と自然環境のバランスをとることです。^{[1] [2]}

都市生態学は、生態学に比べると最近の研究分野です。^[3]現在、この分野の情報のほとんどは、研究しやすい哺乳類や鳥類の種に基づいています [要出典]。知識のギャップを埋めるには、昆虫や魚類など、都市空間のすべての種に注意を払う必要があります [誰が言ったのか?]。この研究は、開発と周囲の自然が独自に混在する郊外の空間にも拡大する必要があります。^[4]都市生態学の方法と研究は、生態学のサブセットです。今日、世界の人口の50％以上が都市部に住んでいるため、都市生態学の研究はますます重要になっています。^[5]また、今後40年以内に、世界の人口の3分の2が拡大する都市中心部に住むようになると推定されています。^[6]都市環境における生態学的プロセスは、都市環境外のものと似ています。しかし、都市の生息地の種類とそこに生息する種については十分に文書化されていないため、都市生態学の研究をさらに行う必要があります。

歴史的に、生態学は自然環境に焦点を当ててきましたが、1970年代までに多くの生態学者が都市環境で発生し、都市環境によって引き起こされる生態学的相互作用に興味を向け始めました。19世紀には、マルサス、ド・カンドール、ライエル、ダーウィンなどの博物学者が、資源をめぐる競争が人口増加を制御する上で重要であり、絶滅の要因であることを発見しました。^[7]この概念は進化生態学の基礎となりました。ジャン＝マリー・ペルトの 1977 年の著書「自然化された人間」^[8]、ブライアン・デイビスの 1978 年の著書「都市化と昆虫の多様性」^[9]、スコップらの 1979 年の論文「ベルリンの荒地の土壌、植物相、植生」^[10]は、景観生態学を人口生態学とは異なるものとして見るのと同じように、都市生態学を別個の異なる生態学形式として重要視した最初の出版物の一部です。フォーマンとゴドロンによる 1986 年の著書「景観生態学」は、すべての景観を 5 つの大まかなタイプに分類することで、都市環境と景観を他の景観と初めて区別しました。これらのタイプは、自然のままの環境から都市中心部まで、人間の影響の強さによって分類されました。^{[11] [より良い情報源が必要]}

初期の生態学者は生態学を生物とその環境の研究と定義した。時が経つにつれ、都市生態学は多様で複雑な概念として認識され、北米とヨーロッパでは適用方法が異なる。ヨーロッパの都市生態学の概念は都市部の生物相を研究し、北米の概念は伝統的に都市景観の社会科学を研究してきた。^[12]生態系の流動とプロセスも研究してきた。^[13]ラテンアメリカの概念は、都市生態系の生物多様性と流動に対する人間の活動の影響を研究している。1990年代には、米国国立科学研究所が2つの都市長期生態学研究センターに資金を提供し、都市生態学の研究が促進されたことをきっかけに都市生態学の発展が活発化した。^[14]

都市生態学の分野は急速に拡大しており、専門の研究センターも増えています。先駆者には、2001年に設立されたワシントン大学の都市生態学研究所 (UERL) や、2008年に設立されたコスタリカ遠隔大学の都市生態学研究所 (LEU) などがあります。ワシントンの UERL は、都市の景観パターン、生態系機能の分析、土地被覆の変化のモデル化、州内の都市適応シナリオの開発を専門としています。対照的に、コスタリカの LEU は、熱帯都市生態系の研究に特化した世界初の研究センターとして知られています。そこで行われている研究は、生物多様性、気候変動が都市とその周辺地域 (特に熱帯高地) に与える影響、人間の活動と都市環境の複雑な相互作用など、都市生態学のさまざまな側面に及びます。^[15]

都市生態学は生態学のサブフィールドであるため、多くの手法は生態学の手法と類似しています。生態学的研究手法は何世紀にもわたって開発されてきましたが、都市生態学に使用される手法の多くは比較的最近開発されたものです。都市生態学の研究に使用される方法には、化学および生化学手法、温度記録、ヒートマッピングリモートセンシング、および長期の生態学的研究サイトが含まれます。

化学的手法を使用して、汚染物質の濃度とその影響を判定することができます。検査は、pH検査の場合のように、製造された試験紙を浸すだけの簡単なものもあれば、産業排水による重金属汚染の空間的および時間的変動を調べる場合のように複雑なものもあります。^{[16]この特定の研究では、}北海の多くの地域から鳥の肝臓をすりつぶし、水銀を抽出しました。さらに、羽毛に結合した水銀を生きた鳥と博物館の標本の両方から抽出し、数十年にわたる水銀レベルを検査しました。これら2つの異なる測定を通じて、研究者は、産業排水による水銀の空間的および時間的拡散の複雑な図を描くことができました。

その他の化学的手法には、硝酸塩、リン酸塩、硫酸塩などの検査が含まれます。これらは、肥料や産業副産物などの都市汚染物質によく伴います。これらの生化学的フラックスは、大気（温室効果ガスなど）、水生生態系、土壌線虫で研究されています。^[17]これらの生化学的フラックスの広範囲にわたる影響は、都市部と周囲の農村部の生態系のさまざまな側面で確認できます。

気温データは、さまざまな研究に利用できます。気温データの重要な側面は、環境に影響を与えたり、環境内で発生したりする可能性のあるさまざまな要因と気温を相関させることができることです。多くの場合、気温データは海洋大気研究局(OAR) によって長期的に収集され、米国海洋大気庁(NOAA)を通じて科学界に提供されます。 ^[18]データは、地形、都市の特徴、その他の空間領域の地図と重ね合わせてヒートマップを作成できます。これらのヒートマップは、時間と空間にわたる傾向と分布を表示するために使用できます。^{[18] [19]}

リモートセンシングは、衛星画像、レーダー、航空写真 を使用して遠隔地からデータを収集する技術です。都市生態学では、リモートセンシングは地形、気象パターン、光、植生に関するデータを収集するために使用されます。都市生態学におけるリモートセンシングの応用の1つは、放出された光の光合成波長を測定することで、地域の生産性を検出することです。^[20]衛星画像は、都市化の影響を検出するために、気温の違いや景観の多様性を検出するためにも使用できます。^[19]

長期生態学研究（LTER）サイトは、政府の資金援助を受けて、長期にわたる信頼性の高い長期データを収集し、長期的な気候や生態学的傾向を特定する研究サイトです。これらのサイトは、平均気温、降雨量、その他の生態学的プロセスなどの長期的な時間的および空間的データを提供します。都市生態学者にとってのLTERの主な目的は、長期間にわたって膨大な量のデータを収集することです。これらの長期データセットを分析して、時間の経過に伴う種の多様性や個体数など、さまざまな生態学的プロセスに対する都市環境の影響に関する傾向を見つけることができます。^[20]もう1つの例は、都市中心部の成長に伴う気温の傾向の調査です。^{[21]現在、2つの都市LTERが活動しています。1997年に最初に立ち上げられ、}アリゾナ州立大学に設置されているセントラルアリゾナ-フェニックス（CAP） ^[22]とミネアポリス-セントポール都市圏（MSP）です。 ^[23]ボルチモア生態系研究（BES）は、もともと1998年に都市LTERとして資金提供されていましたが、2021年現在、国立科学財団による資金提供は終了しています。^{[24] [25]}

人間は都市生態学の原動力であり、さまざまな方法で環境に影響を与えています。都市化はその重要な例です。都市化は、社会、経済、環境のプロセスと結びついています。中核となる側面は 6 つあります。大気汚染、生態系、土地利用、生物地球化学サイクル、水質汚染、固形廃棄物管理、気候です。都市化は、都市への移住とそれに伴う急速な環境への影響によって推進されました。炭素排出量の増加、エネルギー消費、生態系の悪化など、すべて主にマイナスの影響です。影響にもかかわらず、現在、都市化の認識は課題から解決策へと移行しています。都市には、経済的に豊かで知識が豊富で革新的なイニシアティブを持つ人々が数多く存在し、都市政策のプロセスと概念への科学の関与を増やしています。都市内で簡単に出現する可能性のある複数のプロセス/統合システム アプローチの交差点には、この根本的な変化を低コストで強調できる 5 つの特性があります。これらのソリューションは、都市の社会的、経済的、文化的コンテキストに対応する、統合された包括的で多機能なアプローチです。彼らは、都市文化と相互に結びついたライフスタイルの選択など、都市システムを定義する化学的、生物物理学的、生態学的側面を考慮に入れています。しかし、都市が参加できる機会を適応させたにもかかわらず、研究者が開発した概念の結果は不確実なままです。^[26]

人間は、都市中心部を建設するためだけでなく、住宅地を囲む郊外地域を建設するためにも土地を大量に必要としています。また、都市の人口増加を支えるために、農業用地も割り当てられています。都市と郊外地域の拡大は、都市化の土地利用と資源の要件を満たすために、それに応じた森林伐採を必要とします。その主な例として、米国とヨーロッパの森林伐採が挙げられます。^[27]

人間のニーズに合わせて土地を操作することに加え、川や小川などの自然の水資源も都市施設で改変されている。改変はダム、人工運河、さらには川の流れを逆転させる形で行われる。シカゴ川の流れを逆転させることは、都市環境改変の大きな例である。^[28]自然砂漠地帯の都市部は、人口を維持するために遠くから水を持ち込むことが多く、地元の砂漠気候に影響を与える可能性が高い。^[20]都市部の水系改変はまた、川の多様性の減少と汚染の増加をもたらす。^[29]

都市部を維持する上で重要な資源需要を満たすには、地域輸送と長距離貿易の両方が必要である。商品の輸送による二酸化炭素排出も、都市環境の土壌と大気中の温室効果ガスと栄養分の蓄積に寄与する。さらに、輸送は生物の意図しない拡散を促進し、それらを本来生息しない環境に持ち込む。移入種または外来種とは、意図的または不注意な人間の活動により、自然に進化しなかった範囲に生息する生物の集団である。都市中心部間の輸送の増加は、動物や植物種の偶発的な移動を促進する。外来種には天敵がいない場合が多く、導入された環境の既存の生態学的集団の動態に大きな脅威を与える。^[30] 侵入種は、ライフサイクルが短いため繁殖力が旺盛で、環境に適した形質を持つか適応し、高密度で出現できる場合に成功している。^[31]こうした侵略的外来種は数多くあり、スズメ、キジ、ムクドリ、ドブネズミ、コイ、アメリカウシガエル、アオアシガエル、クズのつる、ゼブラ貝など数多くの種があり、最も顕著なのは家畜である。ドブネズミは都市環境では非常に侵略的な種であり、ニューヨーク市の路上や地下鉄でよく見られ、インフラ、在来種、人間の健康にさまざまな悪影響を及ぼしている。^[32]ドブネズミは、人間や他の動物に感染する可能性のある数種類の寄生虫や病原体を運ぶ。^[33] ニューヨーク市では、ゲノムワイドな変異を調査する遺伝子研究により、複数のネズミがもともとイギリスから来たという結論に達した。^[32]オーストラリアでは、都市の緑地からランタナ（ L. camara、外来種）を除去すると、在来植物の同等種が存在しない中で、ランタナ（Malurus cyaneus）やギンヨウセンカ（Zosterops lateralis ）などの種の避難場所を提供するため、地元の鳥類の多様性に悪影響を与える可能性があることが判明しています。ただし、ランタナが多すぎると（したがって植生被覆の均一性）、鳥類の種の豊富さや個体数が減少する可能性が ある密度閾値があるようです。

都市部の動物の中には、人間の生活に良い影響を与えるものもあります。研究によると、家畜の存在はストレス、不安、孤独を軽減する可能性があることがわかっています。さらに、都市部の動物の中には、昆虫などの動物を捕食し、人間に害を及ぼす可能性のある動物もいます^[34]。また、都市部の種は、農業、輸送、保護など、さらに多くの目的に役立ちます。

都市に生息する生物の中には、人間に悪影響を及ぼすものもあります。例えば、害虫の尿、糞便、皮膚片などを人間が摂取すると、細菌を拡散させる可能性があります^[35]害虫や昆虫が原因の病気は、致命的となる場合があります。これには、サルモネラ菌、髄膜炎、ワイル病、ライム病などが含まれます^[35]ミツバチやスズメバチなどの特定の昆虫にアレルギーがある人は、それらにさらされると重度のアレルギー反応（発疹など）を引き起こします。

セス・マグルによると、都市部での野生動物による攻撃は稀ではあるものの、野生動物に対する社会の見方に悪影響を及ぼす。メディアがこうした稀な攻撃を報道するため、都市部の住民はこうした接触が実際よりも一般的であると想定し、それが都市部の野生動物に対する寛容さにさらに影響を与える。^[36]

都市化により、工業、建設、農業、エネルギー供給サービスにおける化学物質の使用需要が増大します。このような需要は生物地球化学循環に大きな影響を与え、酸性雨、富栄養化、地球温暖化などの現象を引き起こします。^[17]さらに、都市環境における自然の生物地球化学循環は、栄養素が土壌、水、大気に戻るのを妨げる不浸透性表面のために妨げられる可能性があります。^[37]

都市部の拡大に伴う農業ニーズを満たすための肥料需要は、土壌の化学組成を変化させる可能性がある。このような影響は、硫黄、リン、窒素、重金属などの化合物の異常な高濃度につながることが多い。さらに、肥料に使用される窒素とリンは、農業流出の形で深刻な問題を引き起こし、地元の川や小川のこれらの化合物の濃度を変え、多くの場合、在来種に悪影響を与える。^[38]農業流出の影響としてよく知られているのは、富栄養化現象である。農業流出からの肥料化学物質が海に到達すると、藻類の大量発生が発生し、その後急速に死滅する。^[38]死んだ藻類バイオマスは、水から得た酸素を大量に消費するバクテリアによって分解され、魚や他の生物にとって酸素のない「デッドゾーン」が形成される。典型的な例は、ミシシッピ川への農業流出によるメキシコ湾のデッドゾーンである。

汚染物質や生物地球化学サイクルの変化が河川や海洋の生態系を変えるのと同様に、大気にも同様の影響を与えます。一部は化学物質や汚染物質の蓄積に起因し、都市部で発生することが多く、地元の植物や動物に大きな影響を与えます。都市部は汚染の点源と見なされることが多いため、地元の植物はそのような条件に耐えられるように適応してきました。^[17]

都市環境とその周辺地域では、汚染や地球化学的循環の変化など、さまざまな要因により、独特の地域的気温、降水量、その他の特徴的な活動が見られることがわかっています。都市が気候に与える影響の例として、ヒートアイランド、オアシス効果、温室効果ガス、酸性雨などがあります。これにより、都市部を独自のバイオームと見なすべきかどうかという議論がさらに活発化しています。すべての都市中心部に共通する傾向があるにもかかわらず、周囲の地域環境は気候に大きく影響します。地域差の一例として、都市ヒートアイランドとオアシス効果があります。^[21]

ヒートアイランド現象とは、都市中心部の平均気温が周囲の都市部よりも高くなる現象である。^[39]この現象の多くは、都市のアルベドが低いこと、表面の反射力、太陽放射を吸収する建物の表面積が大きいことに起因している。^{[21]都市部の} コンクリート、セメント、金属の表面は、熱エネルギーを反射するよりも吸収する傾向があり、都市部の気温上昇に寄与している。Brazel et al. ^{[21] は}、都市ヒートアイランド現象がボルチモア市の人口密度と正の相関関係にあることを発見した。ヒートアイランド現象は、在来種に対応する生態学的影響を及ぼす。^{[17]しかし、この現象は}温帯気候で​​のみ確認されている。

温室効果ガスの排出により、人間は太陽の熱を捕らえて気候を適切な状態にすることができるため、地球に住むことができる。1896年、スウェーデンの科学者スヴァンテ・アレニウスは、化石燃料が二酸化炭素（最も豊富で有害な温室効果ガス）の排出を引き起こしていることを明らかにした。^[40] 20世紀には、アメリカの気候科学者ジェームズ・E・ハンセンが、温室効果が気候を悪化させていると結論付けた。^[40]

二酸化炭素は最も豊富な温室効果ガスであり、排出量の3/4を占めています。^[40]石炭、石油、ガス、木材、その他の有機物の燃焼によって排出されます。もう1つの温室効果ガスはメタンです。これは、埋立地、天然ガス、石油産業から発生する可能性があります。亜酸化窒素は排出量の約6％を占め、肥料、堆肥、農業残渣の燃焼、燃料から発生します。^[40]最後に、フッ素化ガスは温室効果ガス排出量の2％を占め、冷媒、溶剤などから発生します。温室効果ガスの過剰な排出は、地球温暖化、汚染による呼吸器疾患、特定の種の絶滅または移動など、今日観察される危害の多くに関係しています。^[40]これらの問題は、化石燃料の使用をなくして再生可能エネルギー源を採用することで、解決されないとしても軽減できます。

都市部に関連するプロセスは、多数の汚染物質の排出をもたらし、それが炭素、硫黄、窒素、その他の元素の対応する栄養循環を変化させます。 ^[41]都市中心部およびその周辺の生態系は、これらの汚染源の影響を特に受けます。都市化の産業需要に起因する二酸化硫黄の高濃度により、雨水はより酸性化します。^{[42] [43]}このような影響は、特に水生環境において、地元の影響を受ける人々に大きな影響を与えることが判明しています。^[43]都市中心部、特に先進国の大都市中心部からの廃棄物は、地球規模で生物地球化学的循環を促進する可能性があります。^[17]

都市環境は人為的バイオームに分類されており、^[44]多くの都市部で特定の種の優位性とヒートアイランドなどの気候傾向が特徴です。^{[45] [46]}多くの都市環境に特徴的な種の例としては、猫、犬、蚊、ネズミ、ハエ、ハトなどがあり、これらはすべて汎用性があります。^[47]これらの多くは人間の活動に依存しており、都市中心部によって作られたニッチに応じて適応してきました。 しかし、世界中の都市部で発見されている野生種の数は多いことから、驚くほど多様な生命が都市部を故郷と呼ぶことができることがわかります。 都市化と野生生物の多様性の関係は、これまで想像されていたほど単純ではないかもしれません。 この想像の変化は、世界各地のはるかに多くの都市を報道することで可能になりましたが、今では過去の傾向や仮定は、温帯の先進国の都市を報道する偏りによるところが大きいことが示されています。

温帯地域の国々での研究によると、小規模ではあるが、都市化により外来種の生物多様性が増加する一方で、在来種の生物多様性は減少することが多い。これは通常、種の豊富さが全体的に減少し、総バイオマスと種の豊富さが増加する結果となる。先進国の都市では都市化により大規模な多様性が減少するが、熱帯および亜熱帯の都市では、人口密度が高いにもかかわらず、都市全体に小さな生息地が保持されていれば、非常に高い多様性を維持できる。^{[48] [49]}高密度の市街地に近い住宅地や郊外の土地でさえ、1,000種を優に超えるマクロ生物種を支えることができ、その多くは在来種である。^[50]これらの都市景観は、多くの複雑な生態系の相互作用を支えることもできる。 [50]しかし、都市化は、未開発の自然生息地で発生する他の多くの種間相互作用を阻害する。^{[51 ]}

都市河川症候群は、都市化の過程で一貫して観察される特徴であり、高濃度の栄養塩や汚染物質、河川形態の変化、優占種の優占度の増加、生物多様性の減少を特徴と^{する[29] [ 52]。}都市河川症候群の2つの主な原因は、雨水流出と下水処理場の排水である。^{[17] [52]}

多様性は通常、中低レベルの都市化で減少しますが、高レベルの都市化では常に減少します。これらの影響は脊椎動物と無脊椎動物で観察されていますが、植物種は中低レベルの都市化で増加する傾向があります^{[53] [54]}が、これらの一般的な傾向はこれらのグループ内のすべての生物に当てはまるわけではありません。たとえば、McKinney（2006）^[53]のレビューには都市化の魚類への影響が含まれていませんでした。また、無脊椎動物に関する58の研究のうち、52は昆虫を含んでいましたが、クモを含んでいたのは10のみでした。ほとんどの研究が北米かヨーロッパで行われたため、地理的な偏りもあります。

都市化の影響は、生物が利用する資源の種類や範囲によっても異なります。^{[55] [56] [57]}幅広い資源を利用し、幅広い生活環境で繁栄できる汎用種は、均一な環境で生き残れる可能性が高いです。狭い範囲の資源を利用し、狭い範囲の生活条件にしか対応できない特殊種は、均一な環境に適応できない可能性があります。^[56]都市化によって生息地の均一性が変化するため、これら2つのグループの生物にさまざまな影響が出る可能性があります。^[53]絶滅危惧植物種は、都市のさまざまな生態系に生息していると報告されており、その多くは新しい生態系です。^[58]

463種の鳥類を対象とした研究では、都市に生息する種は食性の特徴を共有していることが報告されている。具体的には、都市に生息する種は非都市に生息する種よりも体が大きく、脊椎動物や死肉をより多く消費し、地上や空中でより頻繁に餌を食べ、またより幅広い食性を持っていた。^[59]

都市環境は、生息地の除去と種の均質化（以前は別々だった2つの生物群集間の類似性が増す）を通じて、多様性を減少させる可能性があります。生息地の劣化と生息地の断片化^[57]により、都市開発によって適切な生息地の量が減り、道路、住宅街、オープンパークなどの住みにくい地形によって適切な場所が分離されます。^[60]適切な生息地が不適な生息地に置き換えられると、在来種の絶滅につながりますが、人工的にシェルターが作られ、外来種の生存を促進する可能性があります（例：スズメやハツカネズミの巣）。^{[55]都市化は、在来の}固有種の絶滅と、すでに広範囲に生息している外来種の導入を通じて、種の均質化を促進します。 ^[55]生息地の変化は、在来の固有種の絶滅と外来種の導入の両方を促進する可能性があります。^[61]生息地の変化の影響は、都市環境がすべて人間のニーズを満たすように構築されているため、すべての都市環境で同様になる可能性があります。^[55]

都市部の野生生物は、毒物（重金属や農薬など）にさらされることで悪影響を受けやすくなっています。^[62]中国では、産業廃水にさらされた魚の体調が悪かったことが報告されています。毒物にさらされると、感染症に対する感受性が高まります。^[62]人間は、斑状の食物分布を誘発する可能性があり、共通の食料源に多くの動物を引き寄せることで動物の集団化を促進します。「この集団化により、密接な接触によって伝染する寄生虫の拡散、土壌、水、人工給餌器への寄生虫の付着、種内および種間競争によるストレスが増加する可能性があります。」^[62] Maureen Murray（et al.）による研究の結果では、106の研究で報告された野生生物の全体的な状態に関する516の比較の系統発生メタ分析が行われ、これらの結果が確認されました。 「私たちのメタ分析は、都市化と野生生物の健康の間には全体的に負の相関関係があることを示唆しており、その主な要因は、毒性物質の負荷の大幅な増加、寄生虫の増加、寄生虫の多様性の増加、および/または密接な接触による寄生虫感染の可能性の増加などである。」^[62]

都市環境もまた、さまざまな方法で多様性を高めることができます。多くの外来生物が都市部に自然または人工的に導入され、分散しています。人為的な導入は、生物が何らかの形で人間によって利用される場合は意図的なもの、生物が輸送手段に付着する場合は偶発的なものとなる可能性があります。^[55]人間は食料源（鳥の餌箱の種子、ゴミ、庭の堆肥など）を提供し、 ^{[53]都市環境における大型}天敵の数を減らし、^[57]通常は食物と捕食によって個体数が制限される場所で大規模な個体群を維持できるようにしています。土地利用の違いの結果として都市環境内にはさまざまな異なる生息地があり^[53]、より均一な生息地よりも多くの種を維持できます。

都市は、生態活動を最適化するとともに、都市が周辺環境に及ぼす影響（ヒートアイランド現象、降水量など）を最小限に抑えるように計画・建設されるべきである。例えば、都市部の表面のアルベド（反射率）を高めると、ヒートアイランド現象を最小限に抑えることができ、^{[63] [64]}結果として、都市部におけるヒートアイランド現象の規模が小さくなる。これらの異常な気温傾向などを最小限に抑えることで、都市部における生態活動が改善される可能性が高い。^{[45] [65]}

都市化は確かに地域規模でも地球規模でも環境に大きな影響を与えてきました。生息地の回廊を積極的に構築し、生物地球化学的循環を正常に戻すことの難しさは、そのような目標が実現可能かどうかという疑問を引き起こします。しかし、都市景観の影響を受けた土地をより自然な状態に戻すために活動しているグループもあります。^[66]これには、景観建築を使用して自然システムをモデル化し、川を都市化前の状態に復元することが含まれます。^[66]

都市景観内で保全活動を実施することがますます重要になっています。都市の空間は限られており、都市の埋め立ては緑地の存在を脅かします。都市に近接する緑地も都市のスプロール現象の影響を受けやすいです。都市開発は、野生生物の生息地となる貴重な土地の犠牲を伴うことがよくあります。自然資源と財源は限られています。実現可能性と期待される利益の最大化を考慮した保全の機会に重点を置く必要があります。^[67]保護地域として土地を確保することは、広範囲に実施することができない贅沢であるため、種の大量絶滅を防ぐためには、代替アプローチを模索する必要があります。^{[68] Borgström et al. 2006 は、都市の生態系は特に「規模の不一致」に陥りやすく、適切な行動方針は種の規模に大きく依存すると主張しています。一部の種は、その小さなサイズが大きな個体群を許容するため、たとえば}土壌微生物など、単一の隔離された庭園で保全を達成できます。一方、花粉媒介者や種子散布者など、より移動性が高く、大型の種にとっては、この規模は適切ではありません。これらの種には、より広い、あるいは連結された空間が必要になります。^[69]

都市環境における保全成果の追求の必要性は、世界的分布が人間が改変した景観内に限られている種の場合に最も顕著である。^[70]事実、絶滅の危機に瀕した野生生物種の多くは、もともと保全が意図されていなかった土地タイプに広く分布している。^[70]オーストラリアの都市部に限定された絶滅危惧種39種のうち、11種は道路脇に、10種は私有地に、5種は軍用地に、4種は学校に、4種はゴルフコースに、4種は鉄道などの公共施設の地役権に、3種は空港に、1種は病院に生息している。^[70]穂状のイネの花であるPimelea spicataは主にゴルフコースに生息し、ギニアフラワーであるhibberula glabrescensは主に空港の敷地で知られている。^[70]このような非従来型の景観は優先されなければならないものである。これらのエリアの管理の目標は、本来の空間利用を損なうことなく保全活動を実施し、「双方に利益のある」状況を生み出すことです。人口の多い場所に近いと、都市環境に生息する絶滅危惧種に危険が及ぶ可能性がありますが、人間社会が意識を持って地域の保全活動に取り組んでいる限り、そのような近さは利点となる可能性があります。

都市部への種の再導入は、以前に失われた地域の生物多様性を改善するのに役立ちますが、望ましくない影響を避けるために以下のガイドラインに従う必要があります。^{[71] [72]}

1. 子供を殺す能力のある捕食動物が都市部に再導入されることはありません。
2. 人間の健康、ペット、農作物、財産に重大な脅威を与える種の導入は行われません。
3. 捕獲や飼育によるストレスなど、再導入される生物に重大な苦痛を与える場合には、再導入は行われません。
4. 病原体を運ぶ生物は再導入されません。
5. 都市部における他の生物の遺伝子プールを脅かす遺伝子を持つ生物は再導入されない。
6. 生物は、科学的データによって長期生存の妥当な可能性が裏付けられた場合にのみ再導入されます (長期的な取り組みのための資金が不十分な場合は、再導入は試みられません)。
7. 再導入された生物には、必要に応じて餌の補給と獣医の援助が行われます。
8. 信頼性の高い評価を行うために、再導入は実験エリアとコントロールエリアの両方で行われます (必要に応じて介入を開始できるように、その後も監視を継続する必要があります)。
9. 確率的な出来事を緩和するために、再導入は複数の場所で数年にわたって繰り返す必要があります。
10. 影響を受ける地域の人々は意思決定プロセスに参加し、再導入を持続可能にするための教育を受ける必要があります（ただし、最終決定は科学的基準に従って収集された客観的な情報に基づく必要があります）。

都市化によって必要となる資源に対する需要がますます高まる中、 LEED認証の建物、Energy Star認証の家電製品、ゼロエミッション車など、持続可能なエネルギーと資源の消費へと向かう最近の運動が勢いを増している。持続可能性とは、都市生態系の一部として適度に低い資源利用を保証する技術と消費を反映している。炭素回収などの技術は、都市中心部で生成される炭素化合物を隔離し、温室効果ガスを継続的に排出するのではなく、そのために使用される可能性がある。^[73]バイオエネルギー、太陽エネルギー、地熱エネルギー、風力エネルギーなどの他の種類の再生可能エネルギーの使用も、温室効果ガスの排出削減に役立つだろう。^[74]

都市部は、グリーンインフラの適用を通じて、野生生物の生息地としてより適した地域に変えることができます。グリーンインフラ（GI）が人間に利益をもたらす機会は認識されていますが、野生生物の多様性を保全する機会もあります。グリーンインフラは、従来の「グレー」インフラよりも適切な生息地を提供することで野生生物の強靭性をサポートし、雨水管理と空気浄化に役立つ可能性があります。^{[67] [75]} GIは、自然の要素または自然の特徴を使用して設計された機能と定義できます。^[75]この自然な構成は、野生生物が人工毒物にさらされるのを防ぐのに役立ちます。^[62] GIが生物多様性に及ぼす利点に関する研究は、過去10年間で飛躍的に増加していますが、これらの効果はほとんど定量化されていません。Alessandro Filazzola（et al。）による研究では、野生生物に対するGIの影響を判断するために、1,883の公開された原稿が調査され、33の関連研究を参照してメタ分析されました。調査結果にはばらつきがあったものの、GIの導入により従来のインフラに比べて生物多様性が改善されたことが判明した。 ^[75]場合によっては、GIによって自然要素と同等の生物多様性が維持されたこともあった。^[75]

土地利用計画において、都市の緑地とは、公園やその他の「緑地」のために確保されたオープンスペースのことで、植物、水景（ブルースペースとも呼ばれる）、その他の自然環境が含まれます。^{[78]都市のオープンスペースのほとんどは緑地ですが、他の種類のオープンエリアが含まれる場合もあります。}都市のオープンスペースの景観は、運動場から、高度に整備された環境、比較的自然な景観まで多岐にわたります。

都市の緑地は一般に公開されていると考えられていますが、高等教育機関のキャンパス、近隣/コミュニティの公園/庭園、施設や企業の敷地など、私有地である場合もあります。州立公園や国立公園、田舎のオープンスペースなど、市境外のエリアは都市のオープンスペースとは見なされません。道路、広場、プラザ、都市広場は、土地利用計画において必ずしも都市のオープンスペースとして定義されているわけではありません。都市の緑地は、緑地の近くの個人やコミュニティの健康に広範囲にわたるプラスの影響を及ぼします。^[78]

都市緑化政策は、コミュニティの活性化、医療費の負担軽減、生活の質の向上に重要である。公園、緑の屋根、コミュニティガーデンの開発を促進することで、これらの政策は空気の浄化、都市の熱影響の緩和、レクリエーションや社会的交流の場の創出に貢献する。ほとんどの政策は、コミュニティの利益と、表面流出やヒートアイランド現象など都市開発の悪影響の軽減に焦点を当てている。^[79]歴史的に、都市の緑地へのアクセスは裕福で恵まれたコミュニティに有利であったため、最近の都市緑化は、環境正義への懸念や緑化プロセスへのコミュニティの関与にますます焦点を当てるようになっている。^[80]特に、米国のラストベルトなどの経済衰退都市では、都市緑化は幅広いコミュニティの活性化に影響を与えている。 ^[80]

都市部は大きく拡大し、世界の人口の半分以上が都市部に住んでいる。^[81]人口は増え続け、2050年までに都市部に住む人の数は3分の2に達すると予測されている。^[81]

都市部の緑地の適切な量を見つける上での障害は、さまざまな種がそのライフサイクルを完了するために必要な空間の多様性です。これは、緑地の近くにある人工の障壁によって、近くにある他の都市部の緑地からの特定の種の移動が制限される可能性があることによっても複雑になります。^[82]

野生生物の生息地のつながりを高める

都市部全体（および野生生物保護区間）に野生生物回廊を整備することで、野生生物の生息地の連結性が促進される。生息地の連結性は生態系の健全性と野生生物の保護にとって極めて重要であるが、都市化の進行によって損なわれつつある。都市開発によって緑地はますます断片化され、種内の遺伝的変異、個体群の豊富さ、種の多様さに悪影響を及ぼしている。生態系回廊でつながれた都市の緑地は、生態系の健全性と地球環境の変化に対する回復力が高い。^[67]回廊の活用により、移動と分散を促進する生態系ネットワークを形成できる。^[67]ただし、これらのネットワークを計画するには、包括的な空間計画が必要である。

一つのアプローチは、空き地や、生態系サービスを提供する緑道に転用できる土地が豊富にある「縮小」都市（米国ミシガン州デトロイトなど）をターゲットにすることです（人口が増加している都市でも空き地があるのが一般的ですが）。^[67]しかし、空き地率の高い都市でも、社会的、環境的課題が生じることがあります。たとえば、汚染された土壌にある空き地には重金属や建設廃棄物が含まれている可能性があり、これは転用前に対処する必要があります。^[67]土地が生態系サービスのために転用されたら、この土地が構造的または機能的なつながりに貢献できるようにする方法を追求する必要があります。

構造的連結性とは、物理的に連結された景観の部分を指す。^[67]機能的連結性とは、景観の他の部分との相互作用を示す種特有の傾向を指す。^[67]デトロイト市全体で、構造的連結性を促進する可能性のある空間パターンが検出されました。^[67] Zhang が実施した研究では、「景観生態学とグラフ理論、空間モデリング、景観デザインを統合して、社会生態学的持続可能性と回復力を促進する多機能グリーンインフラを計画するための方法論を開発しました」。^[67]機能的連結性指標を使用すると、これらの結果 (構造的連結性と機能的連結性) の間に高い相関関係があることが判明し、2 つの指標が互いの指標となり、緑地計画の指針となる可能性があることが示唆されました。^[67]

都市部の野生生物回廊は潜在的な緩和ツールとして機能する可能性があるが、野生生物が制限なく移動できるように構築されることが重要である。人間は脅威とみなされる可能性があるため、回廊の成功は道路に近い人間の人口密度に左右される。^[83] Tempe Adams（他）が実施した研究では、リモートセンサーカメラトラップとGPS首輪のデータを利用して、アフリカゾウが狭い都市部の野生生物回廊を使用するかどうかを評価した。この研究は、2年間にわたって 3つの異なる都市部が支配的な土地利用タイプ（ボツワナ、南アフリカ）で実施された。

研究の結果、ゾウは保護されていない地域をより速く移動し、その地域で過ごす時間が短い傾向があることがわかった。^[83]人間の活動の尺度として車両交通量を使用したこの研究では、人間の活動が最小限のときにゾウの存在がより高かったことがわかった。^[83]「関係する統治機関による都市回廊の正式な保護と指定は、小さな空間スケールでの人間と野生生物の共存を促進するだろう」と判断された。^[83]しかし、この共存が実現可能な唯一の方法は、生息地間の容易な移動を促進する適切な野生生物回廊を実装することにより、構造的な接続性（したがって機能的な接続性を促進する）を作成することである。^{[67] [83]自然生息地に接続された}グリーンインフラストラクチャの使用は、自然生息地から遠く離れた地域で実装されたGIよりも生物多様性の利益が大きいことがわかっている。自然地域に近いGIは、自然環境における機能的な接続性を高めることもできる。^[75]

ロードキル軽減

米国では、ロードキルにより毎年数十万から数億の哺乳類、鳥類、両生類が命を落としている。^[84]ロードキルによる死亡率は、野生生物の個体群の存続確率、個体数、遺伝的多様性に悪影響を及ぼしている（生息地の移動が減少するよりも悪影響が大きい）。^[84]ロードキルはドライバーの安全性にも影響する。^[84]緑地を確保できない場合は、都市道路のすぐ近くにある野生生物の生息地の問題に対処する必要がある。最適な状況は、これらの自然生息地の隣に道路を建設しないことだが、動物の死亡率を減らすために他の予防策を講じることもできる。これらの影響を軽減する方法の 1 つは、優先エリアに野生生物フェンスを設置することである。多くの国では、野生生物フェンスと組み合わせて地下道や高架道路を利用してロードキルによる死亡率を減らし、生息地のつながりを回復しようとしている。財政的制約があるため、道路網全体にフェンスを設置するのは非現実的である。したがって、死亡率が最も高いエリアに重点を置くべきである。^[84]

都市のスプロール現象は、北半球の都市で先住民の土地が奪われ開発される多くの方法の 1 つであり、植民地化の影響や土地の大幅な改変により、原住民の地域 (生態系) に関する詳細な知識が失われることが多い。都市開発は、交通の便がよく自然環境が豊かな先住民が住んでいた地域の周囲で行われる。都市の土地を開発する際は、先住民が持つ詳細な知識とその場所の生物文化的および言語的多様性を考慮する必要がある。 ^{[85]都市生態学は、西洋の科学の枠組みに従い、自然を区分する。都市生態学は、「} 2 つの目で見る」^[86]を通じて相互接続された全体的な方法で見られる可能性があり、その地域の地元先住民が持つ 伝統的な生態学的知識を包含する。

都市の修復生態学は、現在不公平な関係に対処する敬意ある方法で行われる場合、地元の先住民とのパートナーシップによって豊かになるだろう。^[40]非先住民は、修復または研究されている土地と生態系の歴史について学ぶことによって、地元の先住民コミュニティを支援することができる。^{[40]強力な先住民とのパートナーシップで構築された} 生態学的修復は、先住民の文化とアイデンティティだけでなく、すべての都市居住者に利益をもたらす。^{[40] [87]}

都市化は、生物多様性、生物地球化学循環、水文学、気候など、さまざまなストレスに対して、一連の局所的かつ広範囲にわたる影響をもたらします。都市生態学は科学分野として最近登場したばかりで、さらなる研究が残されているため、これらの影響の多くは十分に理解されていません。米国とヨーロッパ以外の都市に関する研究は限られています。都市化が生物多様性と種間相互作用に与える影響に関する観察結果は、多くの研究で一貫していますが、決定的なメカニズムはまだ確立されていません。都市生態学は、生態学の重要かつ非常に関連性の高いサブフィールドを構成しており、人間の都市部が環境に与える影響をより完全に理解するためには、さらなる研究を進める必要があります。^[88]