都市生態学

**都市生態学**は、都市環境の文脈における生物同士の関係およびその周辺環境に関する科学的研究で都市環境とは高密度の住宅用および商業用建物、舗装された地表面といった生態学の分野でこれまでに研究されたほとんどの環境とは異なる独自の景観を生み出すその他の都市関連要因によって支配される環境を指している。

エコロジーは歴史的に「自然のままの」自然環境に焦点を当ててきたが、1970年代までに多くのエコロジストが都市環境によって引き起こされる生態学的相互作用に関心を向け始める。

Jean-Marie Peltの1977年の書籍*The Re-Naturalized Human*、 Brian Davisの1978年出版物*都市化と昆虫の多様性* 、およびSukopp et alの1979年の記事「ベルリンの土壌、動植物および植生荒地｣ は、都市生態学の重要性を生態学の別の明確な形態として人口生態学とは異なる風景生態学と同じように認識している初期出版物の一つ。

FormanとGodronの1986年の著書 『 *Landscape Ecology』* で、すべての景観を5つの広いタイプに分類することによって、都会の環境と景観を他の景観と区別した。これらのタイプは、自然のままの自然環境、から都心部までの範囲にわたる人間の影響の強度によって分類された。

都市生態学は、都市環境における生物と生物、および生物と環境との相互関係を科学的に研究する学問分野である。高密度の住宅・商業建築、舗装面、その他の都市的要素が形成する固有の景観の中で、生物がどのように生存・適応し、人間社会と相互作用するかを明らかにすることを目的とする。

都市生態学は、また自然科学としての生態学と都市計画学・社会科学を架橋する学際的な分野であり、都市化が生態系に与える影響を解明するとともに、その知見を持続可能な都市設計に応用することをめざす。世界人口の過半数がすでに都市に居住しており、今後40年以内に3分の2が都市圏に移住すると推計されていることから、都市生態学の社会的重要性は急速に高まっている。

## 概要

都市生態学の定義については、研究者によって多様なアプローチが存在するが、共通する核心は「都市環境における生物と物理環境の相互関係、ならびにこれらの環境を特徴づける社会・経済・技術的システムの研究」にある。

都市は森林・草原・河川などの自然生態系とは異なり、人間の意図と活動によって形成・管理される特殊な生態系である。東京大学の研究者たちは、都市生態系を「時代毎の社会・経済・文化的活動に影響されながら、常にダイナミックに変容し続けるシステム」として捉え、生態学と都市計画を融合した学際的知見の必要性を強調している。

日本においても、都市生態学は生物相保全や生態系サービスの向上に向けた科学的基盤として注目が高まっている。国際的な都市人口増加と環境問題の拡大を背景に、都市生態学には都市において生態学が環境問題の解決に果たす意義、都市に特徴的な生態学的パターンとプロセス、そして社会経済的要因が生態系に与える影響という3つの主要課題が設定されている。

## 背景・発展の経緯

### シカゴ学派による先駆的研究（1920年代）

「都市生態学（Urban Ecology）」という用語はもともと社会学の領域で生まれた。1920年代、急成長するアメリカの都市において深刻化する人口増加・人種問題・貧困・環境汚染に直面したシカゴ大学の社会学者たちが、動植物生態学における「競争」と「共存」の概念を援用し、都市の社会構造が自然環境や他の人間集団の存在にいかに適応していくかを研究した。ロバート・E・パーク（Robert E. Park）とアーネスト・ワトソン・バージェス（Ernest Watson Burgess）は、都市が自然界と類似した環境であり、自然の進化を支配する原理と類似した原理によって規律されているという理論を発展させた。この理論は、都市全体の構造を限られた都市空間をめぐる競争の結果として捉え、都市が段階的に5つの同心円状のリングへと進化するとした。

### 生物生態学的転換（1940年代〜1970年代）

第二次世界大戦後、ヨーロッパの都市では戦災による多数の空き地が生じ、植物・動物・土壌・環境条件の包括的調査が可能な状況が生まれた。生態学者たちはこの機会を活用し、都市内の開放空間を支える植物群落と関連動物集団の調査を開始した。

1970年代以降、生態学の分野においても都市に生息する野生植物や動物の多様性についての研究が本格化した。Jean-Marie Peltの1977年の著書『*The Re-Naturalized Human*』、Brian Davisの1978年の論文「都市化と昆虫の多様性」、Herbert Sukoppらの1979年の論文「ベルリンの荒地における土壌・植物相・植生」は、都市生態学を景観生態学や個体群生態学と同様に独立した生態学の一形態として認識した初期の主要文献として位置づけられる。

1986年にはFormanとGodronの著書『*Landscape Ecology*』が、すべての景観を自然のままの自然環境から都市中心部に至る5つの広いタイプに分類し、都市景観を独自のカテゴリーとして位置づけた。また、1974年にはユネスコが「人間と生物圏計画（*Man and the Biosphere Programme*; MAB）」を創設し、人間居住地を正式な生態学的研究対象として位置づけたことが、学問的転換の重要な契機となった。

### 1990年代以降の制度化と長期研究プログラム

1990年代に入ると、都市生態学の研究は急速に制度化が進んだ。1997年、米国国立科学財団（NSF）は長期生態学研究プログラム（*Long-Term Ecological Research*; LTER）において都市サイトの公募を行い、メリーランド州ボルティモアの「ボルティモア生態系研究（Baltimore Ecosystem Study; BES）」とアリゾナ州フェニックスの「セントラルアリゾナ・フェニックスLTER（CAP-LTER）」という2つの都市LTERサイトを設立した。

この2サイトの設立は、都市生態学を主流の生態学として確立する上で大きな転換点となった。両サイトは生物・物理構造と社会構造を統合的に研究することを求められ、社会科学者と生物学者・物理科学者が協働して都市を社会生態システムとして分析する体制を整えた。2001年にはワシントン大学に都市生態学研究所（UERL）が設立されるなど、専門研究機関の設置も相次いだ。

## 主な概念・特徴

### 「都市の中の生態学」と「都市の生態学」

都市生態学の研究パラダイムは、主に2つの立場から把握できる。「都市の中の生態学（Ecology in cities）」は、都市内部の公園・空き地・河川などの生態的パッチに焦点を当て、それらにおける生物多様性・植物群落・種個体数のパターンを分析する立場である。一方、「都市の生態学（Ecology of cities）」は、都市全体を空間的に複雑な社会生態システムとして捉え、エネルギーや物質のフラックス、土地利用変化、社会経済的プロセスとの連動を分析する立場である。

近年は、これら2つの視点に「都市のための生態学（Ecology for cities）」という実践的視点が加わり、生態系の知見を持続可能な都市設計・政策立案・グリーンインフラ整備に応用することが強調されている。

### ヒートアイランド現象

都市ヒートアイランド（Urban Heat Island; UHI）とは、都市中心部の気温が周辺農村部よりも著しく高くなる現象であり、アスファルト・コンクリートによる熱の吸収と蓄積、緑地の減少、人工排熱などを主要因とする。都市ヒートアイランドは、都市の植物フェノロジー（開花時期などの季節変化）を農村部と比べて前倒しにし、生物の生活史パターンを変容させることが知られている。都市生態学の研究によれば、公園・緑屋根・街路樹などのグリーン空間は気温を最大5℃程度低下させる効果を持つとされる。

### 都市生物多様性

都市は一見すると野生動植物には不適切な環境に思えるが、実際には公園・庭園・空き地・河川敷などの多様なハビタットパッチが複雑に組み合わさることで、多種多様な生物の生育が可能となる。一方で、都市の生物相は外来種に強く支配される傾向がある。住宅街や郊外では在来の自然生息地の一部が保持される例外もあるが、全体として都市生態系は人工的（アンソロポジェニック）な性格が強い。

都市化は急速な進化的適応の場でもある。工業性暗化（工業地帯の煤煙汚染に適応した暗色化）を示す蛾や、重金属汚染土壌で育つ金属耐性植物の存在は、都市が生物の急速な遺伝的変化をもたらす「進化の実験場」として機能していることを示している。

### 生態系サービス

都市生態系サービスとは、都市の生態系が人間社会に提供する多様な便益のことであり、大別して以下の4種類に分類される。

; 供給サービス（Provisioning services）
: 食料・水・原材料などの都市居住者が必要とする基本的資源の供給。
; 調整サービス（Regulating services）
: 大気質改善、気温調整、降水の浸透による洪水防止、炭素固定など、環境条件を安定させる機能。
; 文化的サービス（Cultural services）
: 審美的価値、レクリエーション、精神的健康への寄与、生物多様性への教育的効果など。
; 基盤サービス（Supporting services）
: 栄養循環、土壌形成、光合成など、他の生態系サービスの基盤となる機能。

都市の生態系サービスの経済的評価は、緑地をインフラとして計上し、その喪失コストを可視化するための重要な手法として発展してきた。

### グリーンインフラ

グリーンインフラ（Green Infrastructure; GI）とは、自然または半自然の緑地・水域からなるネットワークを都市空間に計画的に整備・管理することで、複数の生態系サービスを同時に提供しようとする戦略的アプローチである。緑屋根（グリーンルーフ）、緑化壁、透水性舗装、バイオスウェール（植生排水路）、都市公園・庭園、コミュニティガーデン、都市林などがその主要な要素として挙げられる。

グリーンインフラは、ヒートアイランド緩和・雨水管理・大気浄化・生物多様性保全・住民の精神的健康増進などを同時に実現できる点から、「自然に基づく解決策（Nature-Based Solutions; NbS）」として国際的な都市政策に取り込まれている。

### エコロジカル・フットプリント

エコロジカル・フットプリント（Ecological Footprint）は、ブリティッシュコロンビア大学のウィリアム・リース（William Rees）が開発した分析ツールであり、都市の活動を維持するために必要な土地面積を推計する。都市生態系は外部の生態系や資源に大きく依存する「従属生態系」であることを可視化するために有用であり、たとえばバンクバー（カナダ）のエコロジカル・フットプリントは市域面積の180倍に達するとの推計もある。

## 地域ごとのアプローチの違い

都市生態学は歴史的にさまざまな学問分野の研究者によって発展してきたため、地域によって研究の重点が異なる。ヨーロッパの都市生態学は主として都市の生物相（biota）の調査・解明に力点を置いてきたのに対し、北米の都市生態学は伝統的に都市景観の社会科学的側面、ならびに生態系のエネルギー・物質フラックスとプロセスの解析を重視してきた。ラテンアメリカの都市生態学は、人間活動が生物多様性と都市生態系フラックスに与える影響の研究を中心としている。

日本においては、東京大学・神戸大学をはじめとする大学で都市生態系の研究が進められており、とりわけモンスーンアジア（東アジア・東南アジア・南アジア）の都市を対象とした比較研究、GIS（地理情報システム）を活用した都市景観解析、都市農地・緑地の保全と生態系サービスの評価などが研究の主要テーマとなっている。

## 影響と応用

都市生態学の知見は、現代の都市政策や都市計画において幅広く応用されている。1970年代以来、環境保全は都市計画の主要な構成要素として位置づけられるようになり、都市グリーンスペース・グリーン回廊・生態系ネットワークの整備が都市計画の重要な要件として定着してきた。

国際的には、国連の持続可能な開発目標（SDGs）やパリ協定に基づく気候変動適応戦略においても、都市生態系の保全・回復が重要な手段として位置づけられている。EUではグリーンディール（European Green Deal）と2030年生物多様性戦略のもとで、加盟各都市に対してグリーンインフラの強化が求められている。

都市生態学はまた、大規模な人口移動を経験するアジアの発展途上国においても重要性を増している。急速な都市化による生物多様性の喪失・大気・水質汚染・洪水リスクの増大に対応するため、都市生態系の科学的知見を都市ガバナンスに統合することが求められている。

## 主要な文献・研究

# **Urban Ecology: Patterns, Processes, and Applications** — Niemelä, Jari et al. (eds.), Oxford University Press, 2011. 都市生態学の理論・事例を包括的に網羅した主要参考書。
# **Forman, R.T.T. & Godron, M.** — **Landscape Ecology**, 1986. 都市景観を独立したカテゴリーとして初めて体系化。
# **Wu, Jianguo** — "Urban ecology and sustainability: The state-of-the-science and future directions", *Landscape and Urban Planning*, 2014. 90年以上の都市生態学の歴史を景観の視点から総括。
# **Grimm, Nancy B. et al.** — "Global Change and the Ecology of Cities", *Science*, 2008. 都市を社会生態システムとして分析する枠組みを提示。
# **飯田晶子・曽我昌史・土屋一彬** — 『都市生態系の歴史と未来』，東京大学出版会，2020年. 東京大学の研究者による日本語の包括的入門書。

## 脚注

## 外部リンク

* Baltimore Ecosystem Study (BES) — NSF都市LTERの公式サイト
* Central Arizona–Phoenix Long-Term Ecological Research (CAP-LTER) — アリゾナ州立大学
* 都市生態学序説 — 日本生態学会誌（J-STAGE）

## 関連項目

*二酸化炭素
*持続可能性
*地球温暖化
*生息地
*ハビタット
*景観生態学
*都市林
*Zebra mussel
*都市経済学
*都市地理学
*都市学
*集落地理学
* 生態学
* 景観生態学
* 生態系サービス
* グリーンインフラ
* ヒートアイランド
* 生物多様性
* 都市計画
* SDGs （持続可能な開発目標）
* 自然に基づく解決策（NbS）
* 人間生態学