Місто багато в чому нагадує такі екологічні системи, як печерні, глибоководні і інші біогеоценози, що залежать в основному від надходження в них енергії і речовини ззовні. Вони повністю або частково позбавлені продуцентів і тому називаються гетеротрофних.
Місто від більшості природних екологічних систем відрізняється наступними особливостями:
1) більш інтенсивним метаболізмом на одиницю площі, для чого використовується в першу чергу не сонячна енергія, а енергія горючих матеріалів і електрики;
2) більш активної міграцією речовин, в яку втягується переміщення металів, пластмас і т.д. причому не стільки в межах системи, скільки на вході і на виході з неї;
3) більш потужним потоком відходів, багато з яких взагалі не реутілізіруется і є більш токсичними, ніж природне сировину, з якого вони отримані.
Мал. 17.2. Гетеротрофні-екологічні системи. А - устрична банку; Б сучасне місто
Отже, для ефективного функціонування міста як екологічної системи необхідна тісніший зв'язок його з навколишнім середовищем і велика залежність його від неї. Дійсно, хоча в більшості міст є потужні зелені насадження, органічна продукція їх не відіграє суттєвої ролі в постачанні міста. Кисень, виділений ними, не покриває його витрат на дихання людей, тварин, а головне - на технологічні процеси промислових підприємств.
Без постійних надходжень їжі, будівельних матеріалів, пального, електрики і води місто незабаром припинив би існування. На рис. 17.2 представлені схеми двох екологічних систем гетеротрофного типу: устричної банки і міста. Зверніть увагу на те, що 1 м 2 міської системи споживає в 70 разів більше енергії, ніж відповідна площа природного біогеоценозу; а також на більш інтенсивні потоки енергії і речовини на вході - виході з системи.
Площа суші, зайнята в даний час містами, становить 1-5% в різних районах світу. Однак вплив їх на навколишнє середовище величезна. Місто може впливати на навколишні його біогеоценози не тільки як споживач органічної речовини і кисню, але і як потужний забруднювач, діючий нерідко на величезній відстані. Так, продукти харчування та промислову сировину можуть завозитися в міста з відстаней в декілька тисяч кілометрів. Забруднення повітря шкідливими промисловими викидами в Центральній Європі призводить до випадання кислотних дощів в Скандинавії, що викликає деградацію місцевих лісових біогеоценозів. У США підраховано, що для забезпечення харчуванням міста з населенням в 1 млн. Чоловік, що займає 259 км2 території, необхідно близько 0,8 млн. Га, або 8090 км 2 ріллі. У слаборозвинених країнах міста споживають менше речовини і енергії, проте відсутність в них очисних споруд на промислових підприємствах і для побутових відходів призводить зазвичай до більш сильному впливу на навколишнє природу в порівнянні з містами промислово розвинених країн.
Сучасне місто сам не виробляє продуктів харчування та інших органічних речовин, що не збагачує повітря киснем, майже не повертає воду і неорганічні матеріали в круговорот речовин. Тому в широкому екологічному сенсі місто не може вважатися екологічної системою. Для того щоб розглянути місто як біогеоценоз з характерними для нього ознаками стійкості, саморегуляції і саморозвитку, необхідно розширити його межі з урахуванням тих близьких і віддалених середовищ, які визначають його життєзабезпечення. Тому вивчення екологічних проблем міст необхідно вести не тільки в самих містах, а й далеко за їх межами.
Для сучасного стану розвитку людського суспільства характерна інтенсивна урбанізація. Зростає кількість жителів великих міст. У країнах з високою щільністю населення відбувається злиття сусідніх міст і освіта великих територій з високим рівнем урбанізації - мегаполісів.
Умови життя в містах своєрідні: з одного боку, в місті легше вирішуються проблеми працевлаштування, постачання продуктами харчування, медичного обслуговування, з іншого - в містах найбільш виражені перетворення людиною природного середовища, що часто призводить до негативних наслідків.
Висока хмарність та тумани в містах призводять до ослаблення освітленості, а також знижують інтенсивність ультрафіолетового випромінювання, що досягає поверхні Землі. Недолік світла призводить до почастішання випадків гіповітамінозу D і рахіту у міських дітей і знижує їх опірність до простудних і дитячих інфекційних захворювань. Іншими несприятливими факторами міського середовища є шум і вібрація, в результаті саме тут частіше зустрічаються ураження слухового апарату і неврози.
Високий темп життя, постійні стреси, гіподинамія городян і висока калорійність їжі сприяють порушенню функцій нервової, серцево-судинної систем, обміну речовин. Рівень захворюваності в містах в 1,5% -2 рази вище, ніж у сільській місцевості.
Міста характеризуються також низьким рівнем народжуваності, а зростання їх населення відбувається в основному за рахунок припливу людей із сільської місцевості.