生态系统就是在一定区域内,生物和它们的非生物环境之间进行连续的能量和物质交换所形成的一个生态学功能单位。能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能。生态系统是人类生存和繁衍的必要条件,更是区域健康可持续发展的物质基础(马世骏 等,1984)。城市是人类经济和社会活动最集中的区域,全球城市区域仅占地球陆地的3%左右,却生产了全球75%以上的生产总值(GDP)(Acuto et al.,2018;Elmqvist et al.,2019)。城市区域的生态系统主要受人类生产活动影响,是人为改变了物质循环和能量转化的生态系统(马世骏 等,1984)。城市生态系统具有一般生态系统的特征,即生物群落和周围环境的相互关系,以及能量流动、物质循环和信息传递的能力(宋永昌 等,1999),同时,城市生态系统的结构、过程和功能与一般自然生态系统又有所不同,是以人为主体的人文-自然交互的复合生态系统。
城市群作为城镇化和工业化发展到高级阶段的产物,是高度一体化和同城化的城市群体,城市群的形成和发育过程是一个各城市之间由竞争变为竞合的漫长自然过程,遵循自然发展规律(方创琳 等,2018)。特别是大城市群,即以1~2个特大型城市为核心,包括周围若干个城市所组成的内部具有垂直的和横向的经济联系,并具有发达的一体化管理的基础设施系统给以支撑的经济区域(陆大道,2017),往往是一个国家或地区参与全球竞争的对外开放枢纽,是一个国家或地区最具发展潜力和发展动力的区域。大城市群作为频繁的贸易流、资金流、信息流、货物流、技术流、人才流、资源流等实体流和虚拟流的交汇点,其生态系统的物质循环和能量流动受到高强度的人工干扰。大城市群建设用地的快速扩张和开发强度的持续提升,导致自然生境的逐步退化与丧失,并带来生态空间破碎、生物多样性降低、外来物种入侵、地质灾害频发、生态系统功能下降等一系列生态问题,使得城市群生态系统的人文-自然交互的系统性、复杂性和脆弱性等特点更加显著。