基于文獻計量分析的生態(tài)系統(tǒng)服務研究：從理論研究到實踐應用

陳春諦

同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院,高密度人居環(huán)境生態(tài)與節(jié)能教育部重點實驗室,上海 200092

生態(tài)系統(tǒng)服務(Ecosystem Services)是指人們從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的產品、服務和環(huán)境條件,對人類福祉和生存至關重要[1—2]。這一概念于20世紀60年代被提出,自2001年聯(lián)合國啟動千年生態(tài)系統(tǒng)評估以來,研究得到迅猛發(fā)展,受到世界各國和國際組織的關注。研究從生態(tài)系統(tǒng)服務種類組成、價值評估、供需數(shù)量關系,到時空多尺度上的耦合關系,覆蓋面廣。因其在空間上能夠直觀確定各類服務之間的權衡關系；明晰優(yōu)先發(fā)展的服務種類及空間范圍等優(yōu)勢,備受自然資源管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃設計等實踐應用的青睞[3—4],被認為是將生態(tài)學理論應用于實踐的有力工具與關鍵環(huán)節(jié)[5]。

生態(tài)系統(tǒng)服務研究的最終目標是輔助決策者優(yōu)化生態(tài)保護規(guī)劃與管理措施,以促進人類社會與自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[2]。這一點在世界范圍內已達成共識,相關學科圍繞生態(tài)系統(tǒng)服務研究,不斷豐富、擴展其涉獵領域,相關研究在近些年來也呈指數(shù)增長。理解研究與實踐之間的聯(lián)系,將研究轉化為可行動的政策或措施,對于當前緊迫的可持續(xù)發(fā)展需求至關重要。盡管如此,一些研究也意識到在自然資源保護、可持續(xù)發(fā)展領域,研究轉化于應用是一個較為棘手的問題,兩者之間存在研究缺口(Research Gap)[6]。這一問題也受到Science、Nature等頂尖期刊持續(xù)關注[7—10],多從科研體系、管理/政策部門之間缺乏協(xié)調等角度探討原因,呼吁打破學科邊界,鼓勵交叉創(chuàng)新研究。

就生態(tài)系統(tǒng)服務研究本身而言,國內外已發(fā)表大量文獻包含生態(tài)系統(tǒng)服務供給、需求,以及在規(guī)劃、設計、生態(tài)恢復、自然資源管理等應用研究。但各個研究彼此獨立,在從理論研究走向實踐應用的研究鏈中,存在一些被忽視卻值得回顧的問題,例如,生態(tài)系統(tǒng)服務研究有沒有與實踐應用產生有效結合,這種關聯(lián)的程度如何,研究在縮小研究與實踐之間的差距上能夠發(fā)揮怎樣的作用。

因此,基于近十年來國內外生態(tài)系統(tǒng)服務研究,本文針對空間類型的文獻(即研究涉及空間評估、制圖等,而非單純的生態(tài)系統(tǒng)服務價值量化)進行系統(tǒng)性分析與綜述。本研究回答三個具體問題：(1)這些研究與實踐應用的結合程度如何？(2)這些研究是否在結合實踐的道路上建立了明確的路徑？例如,研究采用了什么技術方法更好地支持實踐應用。(3)以應用為導向,生態(tài)系統(tǒng)服務研究中存在哪些機遇與挑戰(zhàn)？不同于其他文獻綜述在宏觀層面上探討研究與實踐應用不匹配的制度問題；本文立足于研究層面,通過全球文獻綜述,探索生態(tài)系統(tǒng)服務研究和實踐應用之間結合的現(xiàn)狀、存在的不足以及可能的解決途徑,以豐富生態(tài)系統(tǒng)服務領域研究的廣度與深度,更好地發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)服務的研究目標,服務于可持續(xù)發(fā)展的實踐應用訴求。

1 研究方法

1.1 文獻選取

英文以Web of Science 和Sciencedirect兩大數(shù)據(jù)平臺為檢索源,選擇同行審議的期刊論文作為研究對象,以(“ecosystem service[s]”, OR “ecosystem function[s]”)AND(“spatial” OR “pattern”, OR “mapping”, OR “map”)AND(“plan”, OR “planning”, OR “design”, OR “restoration”, OR “rehabilitation”, OR “management”)為檢索主題詞；中文以CNKI和萬方數(shù)據(jù)為檢索源,以(“生態(tài)系統(tǒng)服務”)和(“空間”或“格局”或“制圖”)和(“規(guī)劃”或“設計”或“恢復”或“修復”或“管理”),搜索文章的標題、摘要或關鍵詞。根據(jù)Andrew等研究結論,全球生態(tài)系統(tǒng)服務研究自2010年始呈現(xiàn)指數(shù)式增長[11],因此本文將文獻檢索時間范圍設為2010—2021 年之間。根據(jù)設定的檢索條件,初步得到中、英文16532 篇。由于本研究目的旨在探索生態(tài)系統(tǒng)服務研究的應用現(xiàn)狀和存在的問題,為城鄉(xiāng)規(guī)劃、自然保護與管理等領域實踐提供科學依據(jù),而不是對該學科的理論發(fā)展進行描述和討論。因此,進一步的篩選標準為：(1)將文獻中涉及理論研究、綜述、單純方法研發(fā)而無具體研究案例的文獻剔除；(2)至少存在一項生態(tài)系統(tǒng)服務空間評估結果。最終獲得文獻122篇(其中,76篇英文和46篇中文)展開系統(tǒng)性分析。

1.2 分析框架及術語定義

表征生態(tài)系統(tǒng)服務研究與實踐之間的關聯(lián),需要一個相對定量化的分析框架。本文結合實踐應用的特點,從如下3個方面考慮：(1)研究是否由現(xiàn)實面臨的特定問題或需求所驅動；(2)研究細節(jié)是否與實踐應用相匹配；(3)研究成果在行業(yè)中的應用程度。進一步,分解這三大方面在文獻中的具體信息,例如,針對是否體現(xiàn)“需求驅動”,需要檢查文獻是否點明了應用需求、需求方是誰(政府部門、公眾等)。這些具體信息均可以從文獻中提取作為分析變量。最后形成本研究文獻分析的整體框架,見圖1。

圖1 分析框架

目前廣泛使用的生態(tài)系統(tǒng)服務分類包括供給服務、調節(jié)服務和文化服務,以及維持其他服務所必需的支持服務[2]。為了避免分類上的模糊以及重復統(tǒng)計(例如,景觀連接既可歸于調節(jié)服務,也可歸為支持服務),本研究將這些服務重新分為3種類型：供給、調節(jié)/支持以及文化服務。此外,根據(jù)前人對生態(tài)系統(tǒng)服務空間評估方法的總結[11—12],本文將文獻中所使用的方法按照以下大類進行劃分：

? 直接/經驗繪圖：基于小尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務估算然后通過某種方法外推到更大尺度的區(qū)域(例如空間插值、核密度、價值轉移)；使用土地利用/覆蓋圖直接評估服務價值(例如,查表法、基于專家經驗)；使用預先存在的決策規(guī)則(例如回歸模型、多準則模型)；直接在圖上評分標識(例如基于公眾調查)。

? 過程模型：采用模型模擬生態(tài)系統(tǒng)過程以獲得服務價值(如水土流失、土壤侵蝕)。

? 混合方法：上述方法的各種組合。

在生態(tài)系統(tǒng)服務評估中,會應用到多種指標和參數(shù)因子,例如,采用生態(tài)過程模型會涉及土壤侵蝕因子、水污染負荷、溫度、降水量,以及其他生物物理指標。為了方便劃分和統(tǒng)計,本文將指標分為三類：(1)生物物理指標；(2)社會經濟指標；(3)文獻本身為評估生態(tài)系統(tǒng)服務而研發(fā)的特殊指標。此外,受限于文章篇幅以及本文關注的實踐類型(規(guī)劃、設計、生態(tài)恢復工程、自然資源管理)的特點,本文定義生態(tài)系統(tǒng)服務研究與實踐的結合體現(xiàn)在：(1)納入政府發(fā)展計劃或戰(zhàn)略中；或者(2)更進一步,已在實施中。

1.3 數(shù)據(jù)分析

依照分析框架,對每篇文獻涉及的相關信息進行提取和錄入,建立一個122行(共篩選的文獻)×19列(變量值)的矩陣數(shù)據(jù)庫。因為涉及的信息多樣,變量的數(shù)據(jù)類型包括：(1)連續(xù)類型,如數(shù)據(jù)分辨率和生態(tài)系統(tǒng)服務的數(shù)量等,有確切的數(shù)值；(2)分類變量,如是或否、數(shù)據(jù)類型等。針對該類型變量,采用賦值的方法,例如“是否有需求”變量有三類賦值：如果文獻“詳細解釋”了應用需求,則賦值3；如果文獻“一般提及”了規(guī)劃的需求,如某篇文獻寫到“對某規(guī)劃有影響或啟發(fā)/啟示”,則賦值2；如果文獻“未提及”需求,則賦值1。該變量的某個分類值出現(xiàn)的次數(shù)與所有結果出現(xiàn)次數(shù)的百分比用以描述該分類的重要性。

因為提取的變量類型多樣,本文采用斯皮爾曼等級相關系數(shù)(Spearman Rank Correlation)測量變量之間單調關系的強度和正負方向,以探索生態(tài)系統(tǒng)服務研究與實踐之間的關聯(lián)。該方法是一種非參數(shù)檢驗,變量的數(shù)據(jù)類型兼容連續(xù)型和分類型,不需要服從正態(tài)分布[13]。采用單尾檢驗判斷顯著性水平(設置P=0.05)。所有統(tǒng)計分析由SPSS 22軟件進行。

2 結果與分析

2.1 生態(tài)系統(tǒng)服務研究與實踐之間的關聯(lián)：需求驅動

將行業(yè)實踐需求與研究聯(lián)系起來,是科學知識更有效轉化為實踐的第一步。在122篇文獻中,72.1%的文獻在開篇提到了實踐需求(圖2)；其中,“明確解釋”的文獻占全部的22.1%,但絕大部分還是“一般性提及”(50%)。但是,大部分文獻似乎并不明確表明具體“需求方”是誰,僅有22.1%表明需求方。

圖2 各變量統(tǒng)計結果(按照順時針由大到小)

根據(jù)需求方的不同,可以發(fā)現(xiàn)這些文獻通過以下兩種方式回應兩類需求方：(1)響應當?shù)赝恋乩靡?guī)劃或社會經濟發(fā)展需要。通常,這類生態(tài)系統(tǒng)服務研究以城市發(fā)展為目標,獲得的空間評估結果與現(xiàn)狀進行疊合比較,以優(yōu)化決策。例如,Outeiro等的生態(tài)系統(tǒng)服務研究是由智利海軍區(qū)域發(fā)展部發(fā)起,其內部一份海洋規(guī)劃報告指出：“有必要評估目前[區(qū)劃]方案,重點是針對生態(tài)系統(tǒng)服務開展空間評估工作,以確保[海洋規(guī)劃]符合智利政府最近頒布的兩項任務：(1)《生物多樣性保護公約》的目標；以及(2)《拉夫肯奇法》(該國Lafkenche Law,第20.249號法律),該法允許當?shù)赝林用褡灾鞴芾硭麄兘洜I的沿海和海洋區(qū)域”。基于此,該研究：(1)評估當前方案的用地沖突；(2)計算每個分區(qū)的三個關鍵生態(tài)系統(tǒng)服務；(3)評估生態(tài)系統(tǒng)服務重要性,并修編海洋功能區(qū)劃,設立不同的發(fā)展情景,旨在服務于海洋規(guī)劃管理方案,提高資源利用效率[14]。Dvarskas等將生態(tài)系統(tǒng)服務評估納入社區(qū)恢復規(guī)劃,其需求來自于所在沿海區(qū)域特定的環(huán)境問題和潛在生態(tài)災害,包括風暴、洪水、水華爆發(fā)和水域污染等[15]。

與需求緊密聯(lián)系的研究并不局限于規(guī)劃,小尺度的生態(tài)恢復工程也可以結合生態(tài)系統(tǒng)服務研究。Hu等在江蘇省徐州市采礦塌陷區(qū)恢復研究中,首先總結了該市當前土地復墾規(guī)劃存在的不足和問題,然后結合生態(tài)系統(tǒng)服務空間評估確定采煤塌陷區(qū)的恢復重點[16]。方一舒等為確定生態(tài)保護紅線而開展昆明市生態(tài)系統(tǒng)服務定量評價[17]。戴菲等在城市街區(qū)尺度上結合湖北省武漢市江漢區(qū)綠地規(guī)劃,研究綠地PM2.5消減服務的空間布局[18]。

除了上述方式,還有一種(2)響應利益相關者或公眾的需求。不同于政府的官方需求,該類型生態(tài)系統(tǒng)服務研究直接針對利益相關者或公眾,通常采用的方法是基于現(xiàn)場調查繪制受訪者對服務使用需求,進一步分析與供給之間的關系。該類以國外研究為主,例如巴塞羅那都市區(qū)的研究,對于生態(tài)系統(tǒng)服務供給與規(guī)劃實踐之間的結合,闡述到：“明確生態(tài)系統(tǒng)服務的供給、流動和需求可以提升[生態(tài)系統(tǒng)服務]研究作為決策支持工具的有效性,使得規(guī)劃者和決策者清楚哪里的生態(tài)系統(tǒng)服務的利用方式不具可持續(xù)性,以及生態(tài)系統(tǒng)服務的流動是否能滿足公眾需求”[19]。Grêt-Regamey等以游憩、娛樂服務為例,強調了在研究開始確定不同用戶的興趣和需求的重要性：“越來越多的用戶群體,如徒步愛好者、騎自行車者或遛狗群眾,他們的利益需求相互沖突,更加凸顯城市開放空間有限的生態(tài)系統(tǒng)服務供給”,因此該文提出了一個“三層聯(lián)結”方法聯(lián)系起用戶、研究者和政策制定者,三者交互共同確定生態(tài)系統(tǒng)服務空間評估的目標[20]。不難看出,生態(tài)系統(tǒng)服務空間評估的研究在與實踐關聯(lián)的時候,或者是針對“自上而下”的規(guī)劃、管理和發(fā)展的需求；或者是針對“自下而上”的使用者需求。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)服務研究與實踐之間的關聯(lián)：研究匹配

所有文獻中,有15篇未提及空間研究范圍；其余文獻的研究范圍從0.14 km2到960萬km2之間。大多數(shù)研究采用的是低分辨率的空間數(shù)據(jù),從30 m到1km(占比37.7%,圖2)。僅有13.1%的研究使用的是0.12—25 m的數(shù)據(jù)；其中,有7篇與場地或街區(qū)尺度相關的研究采用高分辨率空間數(shù)據(jù),為0.12—1 m。

122篇文獻共統(tǒng)計出248次生態(tài)系統(tǒng)服務大類；供給、調節(jié)和文化三大類服務所占比例幾乎相同。最受歡迎的研究對象是聚居地,如城市和鄉(xiāng)村地區(qū)(占比42.4%)。這一結果明顯不同于其他綜述的發(fā)現(xiàn),如Shoyama 等發(fā)現(xiàn),研究對象最多的是“森林”,而“城市”數(shù)量是比較少的[21]。對比該類綜述,本文的特點是篩選、分析與實踐相關的文獻；因此,不難發(fā)現(xiàn),與實踐相關的生態(tài)系統(tǒng)服務研究優(yōu)先考慮的是以人為主導的生態(tài)系統(tǒng)類型。

進一步,122篇文獻總共研究了43項具體的生態(tài)系統(tǒng)服務,共出現(xiàn)865次；其中,研究最多的是資源供給和戶外娛樂(圖3)。資源供給最多是因為供給服務囊括的內容廣,如食品、藥品、水、木材、飼料、乳膠供應等人類需求的方方面面。而位列第二的戶外娛樂總共出現(xiàn)108次,其中英文文獻占比量大,為85次,可見其在國外研究中的受重視程度。此外,審美、水量調節(jié)和侵蝕研究頻率位于前五。這一結果與其他綜述結論有一定差異,比如有綜述歸納碳儲存和氣候調節(jié)服務是最常見研究對象[22—23]。這種差異其實也凸顯了一點：由于人們最容易感受到娛樂、游憩帶給他們的益處、直接滿足他們的日常生活；因此,在尋求生態(tài)系統(tǒng)服務研究與實踐相關聯(lián)時,從文化服務切入研究也許是一個很好的“突破點”。

圖3 122篇文獻中,研究次數(shù)超過10次的生態(tài)系統(tǒng)服務類型

在三大類空間評估方法中,大多數(shù)研究(共計92篇)采用了直接/經驗法,占所有文獻的75.4%。相比之下,只有10篇文獻單獨使用了過程模型；其余的采用混合評估方法。不難看出,與實踐相關聯(lián)的生態(tài)系統(tǒng)服務研究更傾向于采用直接/經驗評估方法,評估結果對于公眾來說更易理解和接受。

進一步,在所采用的具體技術和模型中,中外研究之間存在很大差別(圖4)。76篇英文文獻中最常用的技術是參與式空間評估,通過參與者(包括公眾、利益相關者或專家)以個體訪談、研討會或焦點小組的方式,在地圖上標出他們感興趣的文化服務所在位置,從而進行空間范圍和重要性劃定[24—27]。相比之下,國內文獻則以模型和代理的方法最為普遍。這一差異可能與雙方研究的關注點不同有關系：在實踐主題下,國外研究以文化服務為主,而國內研究以調節(jié)服務為主；那么相應地,前者以參與式評估技術為主；后者以模型方法為主。

圖4 生態(tài)系統(tǒng)服務空間評估方法所占比例的中英文對比分析

與之相關的是,生態(tài)系統(tǒng)服務研究中涉及公眾參與的文獻整體占比不高(38.5%)；而國外研究因較多采用參與式評估技術,因而公眾參與占比較高(46.1%)。無論國內外研究,決策者參與到研究的比例都相對較小。而在之前探討“需求驅動”的時候,政府決策者是生態(tài)系統(tǒng)服務研究的主要“需求方”。由此可見,“參與者”的比例分布模式與“需求方”的分布模式呈相反趨勢。

所選文獻中,有10篇英文文獻發(fā)展了與自身研究目標相適應的特定指標。例如,“野生食用植物的數(shù)量”被用作衡量加拿大Peace河上游流域生態(tài)系統(tǒng)服務的一個特殊指標[28]。與常用的物種多樣性指標不同,“野生食用植物”可以直接對應當?shù)厝说男枨蟆Ｍǔ?構建這類特殊指標的目的是與人們的使用需求聯(lián)系起來,在某種程度促使生態(tài)系統(tǒng)服務評估更貼近實際需求。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務研究與實踐之間的關聯(lián)：應用結合

在應用類型上(規(guī)劃、設計、生態(tài)恢復工程、自然資源管理,圖2),122篇文獻中占比最多的是針對自然資源管理方面的研究；這與其他綜述相一致。這也符合生態(tài)系統(tǒng)服務研究最初的關注點源自自然資源的保護和管理。其次較多的是規(guī)劃領域,占比41%,具體包括土地利用規(guī)劃、景觀規(guī)劃和綠色基礎設施規(guī)劃。規(guī)劃和管理實踐都側重于較大的空間尺度,如城市、區(qū)域或國家尺度。相比之下,只有少數(shù)研究將生態(tài)系統(tǒng)服務應用于小尺度的工程,如生態(tài)恢復工程(10.7%)和設計(2.4%)。

研究的實踐相關性經常在文章結尾處討論,絕大多數(shù)的文獻表示他們的研究對于實踐應用“有用”(78.7%),但他們幾乎未提到誰將使用生態(tài)系統(tǒng)服務評估結果。在這一點上,文獻似乎默契地認為“需求方”就是使用者；只有少數(shù)研究明確提到了使用者,例如,Long Island沿海韌性規(guī)劃的研究,提及“規(guī)劃者以及州和市政決策者可以在沿海風暴潮災害前后,將本文[生態(tài)系統(tǒng)服務]分析結果用于空間優(yōu)先級劃定”[15]。

進一步,針對自述“有用”的文獻,在使用方式上,大多數(shù)屬于以提供空間建議為主的“工具/技術細節(jié)”類別(占比69.7%)。例如,Kim 和Arnhold研究指出：“隨著流域內農業(yè)擴張壓力的不斷增大,我們的研究以政策目標為導向,同時考慮調節(jié)和供給兩大類服務之間的權衡和協(xié)同作用,幫助精準確定優(yōu)先發(fā)展區(qū)域”[29]。Ramirez Gomez等強調：“生態(tài)系統(tǒng)服務空間評估的優(yōu)勢在于能夠動態(tài)輸出熱點位置,而不僅僅是展示資源所處的位置。。。此外,這種動態(tài)模式可以有效地幫助決策者做空間分區(qū),改進和更新現(xiàn)有可持續(xù)發(fā)展的相關措施和政策條例”[30]。國內的文獻在使用方式上全部屬于該類型。

然而,這些研究沒有指出他們的空間建議是否真正進入實施階段。大多數(shù)文獻傾向于使用虛擬語氣或者假設的方式來討論生態(tài)系統(tǒng)服務與實踐應用的結合。例如,在英文語境下常用“hope”、“wish”、“would/could”、“may”；而中文語境下常用“通過…能為…提供決策依據(jù)/建議”,“有利于…”,“實現(xiàn)…”。通常情況下,研究人員注重規(guī)劃方案形成過程的本身,即實踐的第一階段——納入官方發(fā)展計劃或戰(zhàn)略中；但不會參與到下一個實施階段,也未關注方案的落實結果。在所有文獻中,有一篇實施水平相對較高的研究來自于芬蘭Tampere地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務研究,其明確指出,研究成果“已經改變了Tampere地區(qū)2040年區(qū)域規(guī)劃方案,為劃定當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)服務熱點區(qū)提供了更全面的解決途徑”。在該文的討論和結論部分,有獨立章節(jié)來討論如何將生態(tài)系統(tǒng)服務評估結果應用到土地利用管理中。該研究堅持“關鍵問題是一個空間明確的數(shù)據(jù)庫和評估框架,可以直接與土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)和規(guī)劃方案本身進行比較,從而細化控制性詳細規(guī)劃以及重新制定相關條例和管控”[31]。

此外,少數(shù)研究(16.4%)呈現(xiàn)了第二種使用方式——“概念性使用”,常用于宣傳生態(tài)系統(tǒng)服務在規(guī)劃管理中的重要性,以及提高公眾認知[32]。整體而言,這些文獻缺乏對生態(tài)系統(tǒng)服務評估結果的追蹤、監(jiān)測、后評價以及反饋機制。這樣就很難明確整合生態(tài)系統(tǒng)服務的實踐方案是否真正實施了。

2.4 需求驅動、研究匹配和應用結合三者之間的關聯(lián)

2.4.1需求驅動與研究匹配之間的關聯(lián)

122篇文獻總體來說,描述“需求驅動”的變量與“研究匹配”變量之間相關性不顯著。而單獨以國外文獻來看,“需求驅動”與“空間尺度”變量顯著正相關,例如,表明需求的研究更傾向于采用小尺度而非大尺度(S=0.380,P=0.016)。這也側面反映了地方性、尺度相對較小的研究更傾向于提供具體的需求、存在的問題、研究動機等。而國內研究因為不涉及更大尺度(絕大部分集中于區(qū)域/省市),因此相關性不顯著。

2.4.2研究匹配與應用結合程度之間的關聯(lián)

“情境分析”(針對時間、空間或不同的管理措施的預測分析)與“應用類型”變量之間存在較弱關系(S=-0.207,P=0.04),但與是否“有用”并不存在關聯(lián)。這一結論與本文的預期不一致：因為不少研究表明,情景分析能夠預測不同方案對社會和人類福祉的影響和變化以尋求最佳替代方案,一定程度上促使生態(tài)系統(tǒng)服務評估結果更符合決策的實際需求。但本文沒有發(fā)現(xiàn)表明自己“有用”的研究與情景分析方法產生緊密關聯(lián)。

此外,研究中的“評估方法”、“指標類型”、“公眾參與”等變量與“應用結合程度”變量之間不存在關聯(lián)。推測原因可能是由于目前沒有專門針對實踐應用的空間評估方法；即,相似的方法和技術被用來應對各類不同的實踐應用,從而在整體上沒有形成一種對應關系。

總體來說,盡管絕大部分的文獻表明他們的研究是有用的(78.7%),但空間評估方法與以支持實踐為目的的研究之間并沒有形成對應關系。這也意味著在實踐應用方面,生態(tài)系統(tǒng)服務研究方法上仍存在較大提升空間,即,發(fā)展更加有針對性的方法促進與實踐應用的結合。

2.4.3需求驅動與應用之間的關聯(lián)

Spearman相關分析表明“需求驅動”變量與“應用結合程度”變量之間存在緊密聯(lián)系。一般來說,明確說明“是否需求”(該變量數(shù)值=2或3)的研究更傾向于宣稱自己的研究“有用”(S=0.692,P=0.005)。Kim和Arnhold的研究充分體現(xiàn)了這種聯(lián)系：該研究為環(huán)境保護和農業(yè)生產的權衡目的確定了優(yōu)先區(qū)域,以應對韓國政府重點關注的高原農業(yè)區(qū)的管理方案[29]。

此外,自然資源管理實踐更傾向于提供模糊的需求描述；而規(guī)劃實踐則傾向于更清晰的需求描述。例如,榮月靜等結合雄安新區(qū)總體規(guī)劃、綠地規(guī)劃等政府需求,通過研究新區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務供給和需求兩個層面識別生態(tài)源地,為新區(qū)總體規(guī)劃生態(tài)保護與修復提供具體空間建議[33]。同樣,“需求方”變量表現(xiàn)出幾乎相同的模式,即,明確“需求方”的研究(無論需求方屬于哪種類型)更多地集中于非管理類型的實踐(S=0.625,P=0.005),并且更傾向于表述該研究“有用”(S=-0.461P=0.005)。

3 討論與展望

3.1 研究匹配

本文關注點與之前的綜述不同,因此篩選的文獻集存在差異。盡管如此,本文文獻的基本空間信息(如數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)格式、空間尺度等)與其他綜述卻沒有多少區(qū)別。絕大多數(shù)研究使用的是基于遙感圖像的土地利用/覆蓋數(shù)據(jù),采用30 m至1 km的分辨率。但這些遙感圖像實際上并不是為了測繪、評估生態(tài)系統(tǒng)服務而研發(fā)的,例如,30 m 分辨率意味著900 m2的面積是均勻的,土地的多屬性特征將被忽略。另一方面,城市規(guī)劃系統(tǒng)常采用地塊(建筑塊或街區(qū),英文：Parcel,Block)作為城市模型和規(guī)劃的基本空間單元,并以矢量格式存儲(如AutoCAD軟件系統(tǒng)),邊界可以精確定位在物理空間中。相比之下,基于虛擬柵格單元的地圖面臨著落地的困難。況且,規(guī)劃編制系統(tǒng)具有多層次、等級性的特點,從概念規(guī)劃到總體規(guī)劃,再到詳細規(guī)劃,細致程度不斷提高。與總體規(guī)劃相比,“詳細規(guī)劃”類別包括控制性詳細規(guī)劃和修建性詳細規(guī)劃,用以確定規(guī)劃地塊內每個建設項目的土地使用邊界、建筑高度、密度、容積率等[34]。在這種差異下,生態(tài)系統(tǒng)服務研究得到的空間數(shù)據(jù)在格式、尺度和分辨率方面通常不符合當?shù)貙嶋H的規(guī)劃系統(tǒng)慣例,使得研究成果可以作為一般性指導,而不能真正地融合到規(guī)劃設計實施方案中。

生態(tài)系統(tǒng)服務研究是基于生態(tài)過程,而實踐的本質是社會過程,兩者都具有尺度性(研究對象隨空間、時間和組織的變化而表現(xiàn)不同特征)[35]；而尺度問題直接影響生態(tài)系統(tǒng)服務在實際問題中如何有效使用[36—37]。當生態(tài)系統(tǒng)服務評估的尺度與社會實踐系統(tǒng)所用的尺度不匹配時,將缺乏合適的“結合點”促進研究的應用性。考慮到實踐涉及許多相互關聯(lián)的因素,從尺度的角度出發(fā),本文認為促使生態(tài)系統(tǒng)服務研究與實踐緊密結合的一個重要途徑是創(chuàng)新多尺度和跨尺度技術,以提供控制性指標,最大限度地與社會實踐系統(tǒng)相兼容。值得肯定的是,目前已有一些工作開始探索精細尺度、高精度、高分辨率、非傳統(tǒng)方式的生態(tài)系統(tǒng)服務評估方法。例如,Aydin等的研究基于住宅類型(建筑附屬物、密度等)來估算住宅的二氧化碳排放量,而不是使用反映城市平均碳消費量的通用指標——人均二氧化碳產生量[38]。同樣,Mexia等發(fā)展了“空間詳細方法”通過挖掘對景觀設計有直接關聯(lián)的植被結構和組成單元等細節(jié),對葡萄牙的Parque da Paz城市公園(面積：44 hm2)的生態(tài)系統(tǒng)服務進行空間評估[39]。

因此,從實踐需求出發(fā),本文建議采用街區(qū)地塊作為生態(tài)系統(tǒng)服務研究的基礎單元,研究建筑類型、密度、方位、植被組成和結構,并以高分辨率柵格數(shù)據(jù)或矢量數(shù)據(jù)作為基礎底圖,能夠更直接地應用于城鄉(xiāng)規(guī)劃設計。

3.2 生態(tài)系統(tǒng)評估的研究方法和技術

在眾多的空間評估方法和技術中,參與式評估技術變得越來越流行(尤其在國外研究中)。該類方法通常基于公眾對特定位置或某類自然資源的評估,因此可以與使用端直接連接。從這個角度看,該方法是彌合研究與實踐的一個有效途徑。本文認為參與式評估技術可以更廣泛地結合公眾科學和相關新技術,如大數(shù)據(jù)分析、手機信令、旅行路線記錄、社交媒體的評論與照片[40],實時記錄與人們切身利益相關的服務。這類技術是對基于地理信息系統(tǒng)的空間評估方法的有力補充,催生知識生產與共享,增加“專家—公眾”共同規(guī)劃管理的可能性。

伴隨新的空間評估技術,未來的研究應加強生態(tài)系統(tǒng)服務評估指標方面的創(chuàng)新,使其與人們的價值觀、需求直接相關,而不是純粹的生態(tài)指標、生物物理指標或常見的社會經濟指標。有研究提議使用與福利相關的指標來測度生態(tài)系統(tǒng)服務。例如,對于森林火災造成的空氣質量問題,傳統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)服務評估方法通常使用空氣顆粒物來評估[41],而Olander等的研究提議采用因空氣污染而去醫(yī)院就診的人數(shù)作為指標[42]；對于湖泊修復項目的生態(tài)系統(tǒng)服務評估,傳統(tǒng)方法使用氮濃度來評估,但有研究建議使用“可游泳的天數(shù)”[42]。總之,這類指標更關注的是生態(tài)系統(tǒng)如何影響人們的利益,比如健康風險或財產損失,其優(yōu)點在于深入了解當?shù)氐睦嫦嚓P者,突顯生態(tài)系統(tǒng)服務的福利性,使其與現(xiàn)實生活緊密聯(lián)系。

基于系統(tǒng)梳理、分析國內外生態(tài)系統(tǒng)服務研究與實踐之間的關聯(lián)性,本文發(fā)現(xiàn)盡管有些文獻提議了一些特殊的指標和技術方法促使兩者之間建立鏈接；但整體而言,生態(tài)系統(tǒng)服務研究對實踐的影響和拓展能力存在不足；特別是在數(shù)據(jù)、技術和指標方面缺少與實踐之間明確的關聯(lián),較難滿足實踐的需求。鑒于當前科研文化和實踐行業(yè)的慣例及規(guī)范,研究人員能在多大程度上走向實踐兼容,在研究鏈上做到從“上游”的生態(tài)系統(tǒng)研究到“下游”的決策應用,在未來很長一段時間是一個挑戰(zhàn)也是機遇。針對兩者之間的研究缺口,本文也拋磚引玉,提議一些解決途徑：如創(chuàng)新與實踐需求直接匹配的空間評估技術；研發(fā)與人們福利直接相關的指標和評估技術,聯(lián)系起生態(tài)屬性、社會經濟屬性與人們的生產、生活；在實施項目中,開展生態(tài)系統(tǒng)服務評估結果的追蹤和后評價研究。