一、实验室简介
　　中国科学院城市环境与健康重点实验室成立于2009年11月。城市环境与健康重点实验室将结合我国社会经济发展需求，围绕城市化的环境效应和城市环境可持续发展、以城市环境与健康效应为研究对象，整合城市生态学分析和生物地球化学过程研究方法，通过生态学、地学、环境化学、环境生物学、毒理学和信息学等多学科交叉，重点开展城市生态格局及效应、城市环境质量演变过程与机制、城市环境毒理与健康研究，研究方向体现了本实验室在城市环境与健康研究领域的地位和作用，体现了面向国家战略需求和世界环境科技前沿的要求，为我国城市可持续发展提供基础性、前瞻性、战略性的科技支撑，为我国城市和城市群的生态规划与建设、环境质量的改善提高、社会经济的可持续发展不断做出科技创新贡献，为人类未来城市文明建设提供理论依据和实践指南。建设院城市环境与健康重点实验室既是国家城市环境科学与技术知识创新的现实需要，也是促进国际城市环境科学研究发展的迫切需要，具有战略性、前瞻性、基础性和引领性；该重点实验室的建设必将在服务于我院生态与环境科技创新基地建设、国家城市环境科学基础研究和城市生态健康科学发展上发挥更大的作用，并为现代城市环境学和生态健康学等新兴学科的发展做出更大的贡献。

　　本重点实验室设置以下研究方向：
　　1．城市生态格局及效应
　　研究城市自然、社会与经济结构、功能与过程的相互关系，揭示社会组织和经济产业布局与自然生态系统的耦合过程，把握系统耦合关系的空间格局、动态变化、时空特点以及尺度转换和相关模式，探讨城市生态格局及健康效应。具体研究内容包括：
　　（1）城市土地利用演变的驱动机制、景观格局演变与效应
　　分析与模拟城市土地利用与景观格局演变过程，探索土地利用演变的驱动机制，研究城市景观动态变化的生态过程和效应，明确土地利用和景观格局演变的调控机制，揭示城市景观格局在调节城市生态健康功能方面的作用机理。
　　（2）城市热环境变化及其对环境流行病发生发展的影响机制
　　通过对地下–地表–大气热异常的系统监测和不同时间和空间尺度的多元数值模拟，研究在全球变暖和都市化双重作用下的城市热环境变化问题，探索城市热岛的形成和发展规律，识别在不同热环境、地理环境、社会群体等条件下环境流行病发生和发展的时空变化特征，为城市防灾减灾、提高应对气候变化的能力提供科学依据。
　　（3）城市生物多样性与健康
　　探索城市生物多样性演化的时空规律，研究城市外来种、生物入侵及生态健康效应，开展城市生物多样性的生态系统服务功能的定量研究，揭示城市生态系统服务功能的时空尺度效应，研究城市生物多样性与生态健康服务功能保护与调控的理论与方法。
　　（4）城市代谢与健康
　　通过研究不同社会经济水平、政策和行为特征对城市代谢的影响特征，阐明城市化进程中社会经济水平、政策和行为方式对城市物质和能量代谢过程的影响，建立城市代谢的优化控制模式；研究社会经济水平、政策和行为方式变迁导致的城市物质和能量代谢效率评估方法；模拟城市化过程中物质和能量代谢效率的动态作用过程；明确不同社会经济水平、政策和行为特征对城市物质和能量代谢效率的影响机理，探明城市代谢与城市生态系统健康之间的相互关系。

　　2．城市环境质量演变过程与调控原理
　　针对经济高速发展、产业结构不断调整、生物地球化学循环不断受到人类活动影响、资源开发程度日益加大、复合污染态势不断加剧情景下的城市环境质量演变过程，从社会经济的根源上去系统地研究城市环境污染的产生和发展问题，在城市和流域尺度上研究各类界面的产污、汇污机理以及污染物在各类环境介质中的迁移转化规律，以及城市中人类活动胁迫对生物地球化学过程和城市环境质量的影响机制，探讨我国城市环境质量演变机理与调控机制。具体研究内容包括：
　　（1）城市污染源解析与时空分异特征
　　依据环境与健康研究中污染物暴露分析的研究，采用现代分析手段系统研究污染物在城市水体/饮用水/土壤/生物(食品)/大气中的含量及其时空分布特征，结合城市及其城郊生态系统中污染物生物地球化学研究，探明典型污染物源及其可能排放的清单。这一研究内容一方面为污染物生物地球化学和暴露分析提供基础数据，同时为污染物的源头控制提供理论依据。
　　（2）城市生物地球化学过程与环境质量
　　在流域水平上，以城市水循环过程作为一个整体，通过不同学科和研究手段的融合，研究城市湿地、土壤和水体中（地表水和地下水）有机无机复合污染的多介质界面行为，综合分析营养盐和污染物质在该循环体系内的界面传输通量，揭示水循环过程中污染物对城市生态系统中的迁移转化规律，并建立典型营养盐/污染物在城市系统中的迁移转化的多介质模型；在微观层面注重研究城市生态系统中污染物迁移转化的化学和生物学过程的耦合机制，特别是研究营养盐和污染物在湿地生态系统中的行为，包括在根-土/沉积物氧化-还原梯度上的微生物生态学机理。
　　（3）城市/城郊环境污染控制与生物修复
　　针对污水和饮用水安全开展城市水系统中污染物控制的生物技术研究；研究城市湿地生态系统生物污染（外来生物入侵和饮用水致病微生物污染）机理及其防范和修复策略；研究城市和滨海湿地生态修复及其城市生态健康服务功能。研究城郊（和近海）环境中污染积累与食品安全，探索城郊农田-作物系统（近海水生生物）中污染物的低积累机制与调控机制。

　　3．城市环境污染与人类健康研究
　　结合环境医学、分子生物学、微生物学、暴露科学和环境流行病学等研究手段，结合城市生态系统中污染物源解析与时空分布特征的研究,重点开展化学有毒有害物质向人群的迁移转化规律、毒害机理和暴露与健康关系的研究。具体研究内容包括：
　　（1）城市复合污染的人群暴露与健康风险评估
　　用环境监测手段来表征复合的化学污染物的源（水、气、土和食物）；用生物监测手段来表征污染物的人群暴露。通过研究城市中人类暴露于这些复合污染物（特别是新兴污染物，如抗生素、内分泌干扰物、持久性有机污染物等）的途径、剂量及动态特征，探讨环境剂量下人群，特别是对污染物敏感的儿童（从孕前到青春期）的暴露-健康关系；通过定量评定城市中有毒环境污染物对机体的影响，确定其剂量－效应或剂量－反应关系，为制定环境卫生标准提供依据。
　　（2）环境污染与健康风险
　　结合临床医学的诊断和疾病筛查数据与污染物暴露分析的数据，探讨典型环境污染与特定疾病的相关性。结合暴露分析，采用环境流行病学的证据来表征人群污染暴露的健康风险和和解析致毒污染物，为开启对污染物新致毒机理的研究提供理论依据。内分泌干扰物由于其在极低剂量下就可以影响人体的激素调节和平衡，可能影响快速发育的儿童（从孕前到青春期发育成熟），和临床专家合作，实验室将重点开展内分泌干扰物和生殖健康关系的研究。
　　（3）城市环境污染物的毒理研究
　　用分子生物学手段在分子、细胞、组织和个体等不同水平探讨重要环境污染物对有机体的毒害机理以及复合污染物可能有的加合、协同或拮抗效应；重点研究环境污染物的致畸作用和致突变作用、内分泌干扰效应等。用组学（omics）的方法从系统生物学的角度探索污染所造成的健康损害和早期观察指标（生物效应标志物），期望用最灵敏的探测手段找出污染物作用于机体后最初生理和生物化学变化，以便及早发现并设法排除。