生態系統文化服務研究進展——基于Web of Science分析

戴培超,張紹良,劉 潤,楊永均

中國礦業大學環境與測繪學院, 徐州 221116

自1981年Ehrlick首次提出“生態系統服務”概念后[1],生態系統服務的研究逐步興起。1997年Daily將生態系統服務分為調節、承載、生產和信息服務,其中,信息服務被認為是生態系統文化服務的雛形[2]。同年Costanza在《Nature》上發表文章,將生態系統服務分為17種類型,其中文化和游憩歸屬于文化服務功能[3]。2005年千年生態系統評估(MA)項目發表的報告中,將生態系統服務分為支持、調節、供給和文化服務4類,其中文化服務被定義為：“人們通過精神滿足、認知發展、思考、消遣和美學體驗而從生態系統獲得的非物質收益”[4]。MA報告成為生態系統文化服務研究的重要推動力。

近十年來,生態系統文化服務研究得到很大發展,在已發表的綜述性文章中,多采用分類統計[5]、聚類分析法[6]進行統計分析；聚焦于景觀[7]、城市森林[8]、海洋[9]生態系統文化服務及其指標體系[10- 11]研究。在非綜述性文章中,生態系統文化服務價值貨幣化評估[12- 13]、文化服務價值和供給-需求制圖[14- 15]是目前的研究熱點。在文化服務的各功能分類中,游憩功能[16- 17]和美學功能[18- 19]研究成果最為豐碩,這也與人類對生態服務精神產品需求種類的增加而逐漸受到重視的情況相吻合。除此之外,文化服務研究的意義和必要性也是學者關心的話題,主要體現于文化服務在政府決策和政策制定過程中的輔助作用[20- 21]。

由此可見,生態系統文化服務的研究發展很快,有必要進行系統梳理。為此,本文運用文獻研究法和統計分析方法,通過收集和分析生態系統文化服務的學術文獻,綜述生態系統文化服務的研究進展,并預測未來的研究熱點。

1 研究方法

選取Web of Science數據庫進行檢索。該數據庫是獲取全球學術信息的重要數據庫,共收錄了12400多種權威的學術期刊,由SCIE、SSCI、A&HCI三大引文數據庫和國際會議錄引文索引組成,內容涵蓋自然科學、工程技術、生物醫學、社會科學、藝術與人文等領域。

以“cultural ecosystem service” 或 “culture ecosystem service”為主題進行檢索。截至2018年5月18日,共檢索到1700條記錄。然后對所有記錄進行篩選,略去會議論文(proceedings paper)、社論材料(editorial material)、書籍章節(book chapter)、信件(letter)、翻印(reprint)、新聞記錄(news item)、數據文件(data paper)等與研究關聯度較小的記錄,最終選擇1530篇樣本文獻作為分析數據。

2 結果與分析

2.1 年度分布

圖1 歷年文獻數量變化Fig.1 The change of number of literature in different years

每年生態系統文化服務的文獻發表情況如圖1所示。根據發表的文獻數量和重要的事件節點,可將研究進展分為2個階段：(1)萌芽期(1999—2011年),這個時期關于生態系統文化服務的文獻較少,在1999到2004年每年發表不超過10篇,但是2005年聯合國《千年生態系統評估綜合報告》發布后,年度發表的文章穩步上升。該時期處于文化服務研究的探索階段,主要研究集中于文化服務的概念框架[22- 23]。(2)成長期(2012—2018年),這7年中,年均相關文獻發表數量達到183篇,進入了成長期。研究熱點也從萌芽期的概念框架研究逐步發展到更為具體的美學功能研究[24]、文化服務價值研究[25]、文化服務制圖研究[26]、協同-權衡研究[27]以及文化服務的管理和應用方面[28]等。

2.2 熱點分布

利用VOSviewer軟件分析樣本文獻的作者、標題、出版物、摘要等信息,得到3類研究主題,如圖2所示,分別是“生態系統文化服務”、“多樣性”和“決策”。可以看出,3大主題之間也有著緊密的聯系,連接線的數量直接反映了各個子熱點之間的關聯程度。

圖2 研究主題及各個熱點的關聯Fig.2 Relationship among different research topics and hot spots

不同時期研究熱點有所不同。按照1999—2011年和2012—2018年2個階段4127個熱點關鍵詞的統計,不同時間段熱點詞如表1所示。可以看出：兩個階段中,生態系統、服務、管理、生態、多樣性、城市和社會是共同的研究熱點。在萌芽期的研究熱點更傾向于從宏觀視角來進行研究；而成長期階段,研究熱點更多地集中于不同功能類型的文化服務研究,因而針對性更強的案例分析方法多集中在此階段。

表1 各階段熱點關鍵詞的數量特征

進一步分析發現,平均每篇文獻有2.7個關鍵詞,其中“服務”和“生態系統”最為熱點,占到總數的31.77%,是樣本文獻中研究的焦點?！俺鞘小笔巧鷳B系統文化服務研究最為熱點的區域,可能是因為城市對生態系統文化服務的需求最為迫切,如圖3所示。

圖3 熱點關鍵詞數量及所占比例Fig.3 Number of each hot keyword and its proportion of the total number of hot keywords

2.3 作者分布

1530篇樣本文獻中共有作者6169位,分別來自119個國家和地區,其中美國、英國、德國、澳大利亞和西班牙國籍的作者數量分別排名前五位,為431、257、181、151和132位。92.75%的論文都由兩位作者及以上合作完成,平均每篇文獻4位合作者。發表10篇及以上論文的作者有12名,發表5—9篇的有66位。發表3篇及以上的291位作者一共發表了1290篇,占到樣本文獻總量的84.31%。德國呂訥堡大學可持續發展學院的Martín-López Berta是發表論文最多的作者,共發表了29篇,其中以第一作者名義發表了3篇,而德國弗萊堡大學的Plieninger Tobias是以第一作者發表最多的,共發表了7篇,所發表的22篇文章共被引用了562次。但是單篇論文被引最高的作者是中國香港特別行政區香港大學的David Dudgeon,發表在Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society(2006,81(2)：163—182),題目是《Freshwater biodiversity: importance, threats, status and conservation challenges》,該文獻共被引用了1884次。

2.4 研究機構分布

文獻來源的主要機構見表2?？梢钥闯?全球生態系統文化服務研究前十位的機構位于歐洲、東亞、北美洲以及大洋洲。這些機構都發表了25篇以上的論文,其中瑞典的斯德哥爾摩大學發表了45篇文獻,位居第一?？赡苁且驗闅W美發達國家城市化水平已經很高,經濟結構也從工業主導轉向服務業,人民對生活水平要求越來越高,對精神文化產品結構層次要求也越來越高,所以歐美機構和研究者最關注生態系統文化服務。中國科學院發表了34篇文獻,列機構的第五位,表明中國學者在該方向的研究并不落后。

2.5 發表期刊分布

1530篇樣本文獻共發表在378種期刊中,其中排名前10位的期刊如表3所示。

表 2 發表文獻數量排名全球前10的機構及文獻引用數量

從表3可以看出,收錄生態系統文化服務文獻前10位的期刊占到樣本文獻總數的36.8%,其中收錄最多的EcosystemServices,近5年其影響因子平均達到5.866,屬于環境科學與生態學學科,中科院分區為二區。另外,EcologyandSociety、EcologicalEconomics、EcologicalIndicators等期刊也越來越重視對生態系統文化服務的報道。

表3 文化服務文獻發表數量排名前10期刊

在1999—2011年萌芽階段,Ecosystem Services、Sustainability文獻收錄數量為0,是由于這2種期刊最早收錄生態系統文化服務主題的文獻記錄分別是在2012年和2014年

3 研究熱點分析

3.1 文化服務價值的貨幣化

在目前關于生態系統文化服務價值估算中,貨幣化一直處于主導地位。由于文化服務價值的無形性導致其難以被直接計算,因而多采用主觀性較強的價值評估方式來間接地反映其價值。貨幣化核算最早應用于1994年全球范圍的生態系統服務價值的評估,采用支付意愿法,分別估算了海洋、海岸線、森林、濕地的文化服務價值(美元 hm-2a-1),這篇文獻的發表引起了研究者的廣泛關注[3]。2002年,de Groot利用直接市場法、間接市場法、條件價值法分別給出了美學、游憩、精神和歷史價值估算范圍[29]。2006年,Jim采用調查問卷并發放虛擬支付卡的方式來計算城市綠地的價值,這為城市綠地文化服務價值估算提供了一種新思路[30]。到目前為止,文化服務價值貨幣化估算主要分為直接市場法、間接市場法、意愿調查法三大類。其中,意愿調查法和間接市場法中的旅行費用法、享樂價值法常常用來估算美學及游憩價值。生態系統文化服務價值定量化核算的主要方法如表4所示。

表4 生態系統文化服務價值定量化核算方法

1530篇樣本文獻摘要中,含有“value”、“valuation”和“monetary”的文獻達到751篇,占總樣本的49.08%,由此可見文化服務價值估算一直是研究的重點。但是,由于文化服務產品種類多樣,數據收集一直是難點,尤其是能直接計算文化服務價值的客觀數據。為了解決客觀數據缺失的問題,通常以調查問卷的形式征詢受訪者的支付意愿,以此價值來替代文化服務的價值。這種評估方式的優勢在于可操作性強,為不易獲取客觀數據的文化服務價值評估提供了估算途徑,但是不足在于主觀性太強,調研對象認知直接影響到估算結果。

評估不同功能類型的生態系統文化服務價值應該具有針對性,例如估算城市綠地空間生態系統文化服務價值使用的方法或者模型不能簡單套用于宗教精神類生態系統文化服務價值的計算中；不同區域不同自然環境下的生態系統文化服務價值大小也會有差異,例如沙漠地區的水域游憩價值與降水豐沛地區水域游憩價值估算上也應該有差別；不同人口密度下的生態系統文化服務價值也會產生不同的結果,例如人口過于密集的地區和人口稀疏的地區,它們在分別計算生態系統文化服務某種功能的價值時,由于人類感受的頻次差異,其價值估算也應差別化考量。不能簡單地只通過評級、排序和空間分布來判定生態系統文化服務價值[36]。因此,在進行定量化核算時針對于不同地域的不同生態系統文化服務類型進行單獨計算效果可能會更好。

3.2 文化服務的管理與應用

以“manage”、“management”和“policy”在1530篇樣本文獻中進行檢索,共有891條記錄涉及到文化服務管理應用研究。從最早的海洋保護區的管理[37]到遺跡的管理[38],文化服務的管理與應用研究一直貫穿始終。人類對生態系統文化服務產品的需求在一定時期內呈現持續上升的態勢,這是社會經濟發展的必經階段,這要求文化服務功能需要朝著多元化方向發展。不斷深挖文化服務功能的內在價值,激發各功能的服務潛力,使居民能夠感受到文化服務功能帶來的福祉提升,這是進行文化服務管理應用的目標。文化服務提供了多種文化產品,各個國家和地區的研究對象也不盡相同(表5),但是文化服務管理應用研究的最終目的是實現各系統之間的共贏。

表5 文化服務的管理及其應用對象

在文化服務的應用研究中,研究深度及廣度仍需擴展。目前不少城市將歷史文化底蘊深度挖掘,并應用于城市公園的設計及建設中,這是文化服務理論指導實踐的典范,但是在公園內部,如何展示歷史文化遺跡、如何以文化服務價值為標準設計和規劃公園,指導公園空間布局的研究仍然不足,這是文化服務向縱深開展研究亟待解決的問題。

3.3 文化服務的指標體系

文化服務功能指標分類研究起源于1997年Daily[2]和Costanza[3],后來De Groot[29]、Brown[48]、Plieninger[49]等數十位學者對文化服務指標體系展開過研究。研究者對生態系統文化服務功能的稱呼多種多樣,如表6所示,有的稱為“文化服務”,有的則稱為“信息功能”、“令人愉快和滿足”、“社會文化成就”或者“精神需求”等,但是其內涵基本相同,都是從滿足人類精神需求的角度出發,細分其內在功能。

表6 生態系統文化服務指標體系

續表功能分類Functional classification文化服務類別Cultural service category文化服務產品Cultural service products分類來源SourceCultural ecosystem services游憩?藝術和設計靈感?文化遺產?

“*”為研究者未對其分類的生態系統文化服務產品做出舉例說明

文化服務提供了多種多樣的精神產品,文化服務指標體系構建對價值評估有著至關重要的作用,1530篇樣本文獻摘要中,含有“indicator”、“framework”和“classification”關鍵詞的文獻達到459篇,但是這些指標體系分布于特定的文化服務對象中,如海岸線[57]、景觀[58]、農業遺跡[59]。相對于建立全面的文化服務指標體系,針對特定研究對象的指標分類成果更多。

根據對這些已發表的關于文化服務功能分類文獻的研究,我們可以發現研究者在進行分類時都帶有較為明顯的地域色彩或者主觀傾向,比如,有的研究者認為一些地域特有的野生動植物或者遺跡能很好地代表生態系統文化服務[54],但這會導致生態系統文化服務功能分類沒有普適性,不能較為全面地反映其內在功能。也有一些指標并不符合國內現狀,如將打獵梅花鹿列為文化服務指標之一[60]。因此,需要在綜合考慮生態系統文化服務功能特性的基礎上,詳細而又全面地劃分其類別,盡可能地綜合考量不同地域的景觀特征、不同地區的經濟發展水平、不同國家和民族的心理、不同宗教派別的信仰、不同國家的歷史發展進程等方面,建立一個全面的指標體系,并不斷優化調整,形成一套相關領域專家學者高度認同的分類指標體系,以促進生態系統文化服務功能分類的標準化。

3.4 文化服務制圖

關于文化服務制圖,最早可以追溯到1998年,采用“概念感知制圖”(Conceptual Content Cognitive Mapping (3CM))方式,通過對23位森林管理利益相關者的訪問,發現了無形收益(美學、游憩、文化資源)維度[61]。隨著計算機技術的發展和GIS軟件的優化升級,文化服務價值制圖主要通過價值的可視化,區域價值分布,文化資源分布等方式表達,其結果可以為區域保護決策與管理規劃的制定提供輔助支撐作用。目前對文化服務的評估多是區域上靜態的評價制圖[62],但是隨著利益相關者視角的不斷深入,利用GIS進行公眾參與式制圖(Public Participation GIS)和參與式制圖(Participatory GIS)逐漸成為生態制圖的重要方式[63- 64](表7)。

表7 文化服務制圖內容、區域、尺度與方法

以“mapping”、“GIS”、“PGIS”、“PPGIS”關鍵詞在樣本文獻庫摘要中檢索,包含以上4個詞的文獻共有195條,其中制圖方式主要是基于GIS平臺,結合利益相關者和受訪者的調查結果,進行現狀制圖。文化服務制圖的難點在于如何在現狀分析制圖的基礎上,拓展預測性的制圖。比如,在文化服務產品供給-需求制圖中,以現狀為依據,并根據經濟發展水平模擬出未來10年或者20年的文化服務產品供需情況,而且這一預測過程容易忽略權衡問題。如果出現權衡問題,是否又會影響到未來模擬情景的結果,這需要考慮并在制圖過程中反映出來,這也是制圖單一化、靜態化可能帶來的預測過程和結果的不確定性。

3.5 文化服務的游憩功能

以“recreation”和“recreational”在樣本文獻中進行檢索,共有236條記錄。在70個生態系統文化服務指標中,有38個與游憩和生態旅游相關[11]。游憩價值的貨幣化估算成果最早發表于1999年,采用市場和非市場法估算了海洋的游憩價值,這為游憩功能的研究提供了新思路。隨著旅行費用法、支付意愿法的普及,游憩功能價值貨幣化估算方式不斷增加。在GIS平臺功能的支持下,結合參與者、利益相關者、公眾的意愿,游憩制圖研究也得到發展,從現狀制圖到情景模擬制圖都有了相關研究成果(表8)。

表8 游憩功能的主要研究對象和類型

3.6 文化服務的美學功能

以“aesthetics”和“aesthetic”在樣本文獻中檢索,共有126條相關文獻,其中,關于美學功能的記錄最早出現在2005年森林管理的文獻中[77]。在文化服務產品中,美學功能是最容易被感知的,尤其是在湖泊、森林、草地、山地景觀等特定的研究對象中。對美學功能的研究,主要集中于：(1)美學感知,以受訪者感知到文化服務產品的美學存在為主要研究內容,多采用問卷調查的形式；(2)美學功能評價,多采用調查問卷的方式,以受訪者對評價對象美學感受強烈程度高低為評價依據；(3)美學功能制圖,依靠GIS展示美學景觀熱點區域分布(表9)。在美學功能研究中,美學感知研究成果最豐,但是美學價值的貨幣化估算成果卻較少,可能是由于美學功能的無形性特點導致其貨幣價值難以估算。在已有的相關貨幣計算方法中,主要采用支付意愿法來進行估算,美學價值評估模型仍然處在不斷探索中。

表9 美學功能主要研究對象

4 結論

以Web of Science數據庫篩選出的1530篇文獻為數據源,通過樣本統計分析,可將生態系統文化服務研究分為萌芽期和成長期兩個階段,研究發現“生態系統文化服務”、“多樣性”和“決策”是文化服務的3大研究主題；Martín-López Berta是發表論文最多的作者,Plieninger Tobias是最高被引作者,瑞典的斯德哥爾摩大學是最活躍的研究機構,Ecosystem Services期刊登載的生態系統文化服務論文最多。通過對文獻數據的挖掘和分析,生態系統文化服務研究的熱點將會集中于文化服務價值的貨幣化評估、文化服務的管理與應用、文化服務的指標體系、文化服務的價值制圖、游憩功能和美學功能6大方面。