随着对人类与自然耦合系统（CHANS）中生态系统服务（ES）的产生和利用的全方位研究不断扩大，许多研究表明，ESs的时空动态受到人类活动的管理和影响。然而，关于空间流动过程中社会和生态因素之间的双向耦合如何影响ESs，尤其是跨尺度影响方面的研究尚不充分。这些人与自然之间的双向影响与ESs的利用和转移密切相关，并影响着对ESs时空格局的认知和管理策略的制定。为填补这一研究空白，本研究以黄河流域（YRB）为研究对象，利用网络模型追踪 2000 年至 2020 年流域内生态系统服务流量（ESFs）的空间动态以及生态系统与社会经济系统之间的相互作用。研究结果突显了本地子流域与更大区域流域之间的跨尺度影响和反馈过程：随着淡水供给ESs、水土保持ESs和粮食供给ESs的供需比在 YRB 单个子流域内的增加，更多的剩余ESs在各子流域之间流动。这不仅缓解了整个流域的ESs供需空间不匹配问题，还增强了流域ESF网络的连通性。随后，ESs的级联转移和积累反馈到本地的社会生态互动中，社会经济因素和子流域内的ES产出能力越来越依赖于外部的ES流入。这些结果凸显了ESFs在YRB的CHANS中的关键作用，并意味着跨区域合作和跨尺度管理战略在优化ES供需关系中的重要性。此外，这项研究还发现了高度耦合系统所固有的潜在风险和挑战。总之，本研究加深了人们对ESs的空间流动特征及其社会-生态相互作用的理解，所使用的分析方法也可应用于对YRB等大流域甚至更大区域的生态系统研究。
在人类与自然耦合系统（CHANS）研究框架内，生态系统服务（ES）是连接人类社会和自然环境的重要桥梁。自千禧年生态系统评估以来，ES研究在与CHANS相关的研究中势头强劲，并且在识别、评估、探索驱动因素以及检查不同服务之间的权衡和协同作用方面取得了进展。近年来，为了充分描述ES供需与ES空间传输所涉及的过程之间的不匹配，研究人员开始广泛关注生态系统服务流（ESF）的概念，即服务提供区域和服务受益区域之间的空间联系。
已经开发了许多不同的ESF概念化和评估方法，并且许多研究采用了各种方法来模拟和量化各种ES的空间运动。例如，基于辐射效应的断点模型已被用于评估ES的流动，例如碳封存和氧气产生、物理流模型已被用于了解淡水服务的空间不匹配、混合单粒子拉格朗日集成轨迹模型被用来模拟沙子固定ES的流动，空间连接方法已被用于评估城市ES的流动。随着研究进一步阐明CHANS内部以及空间相互耦合，ESF已成为解开CHANS中ES的生产、传播和消费的关键概念，以及理解ES在人类与自然之间复杂的相互作用和反馈中的级联效应。越来越多的研究表明，ES的时空模式受人类社会经济活动的影响。例如，人类需求的变化重塑了挪威森林中ES的轨迹，环境投资提高了东北湿地的ES，全球范围内的社会经济条件影响了ES的供需。更重要的是，人类与生态系统之间的相互作用在不同空间尺度上表现出尺度效应，这些人与自然之间的跨尺度影响与ESs的利用和转移密切相关，并影响对ESs时空格局的感知和管理策略的制定。
虽然许多研究探讨了人类社会活动对生态服务的不同影响，但ESFs如何受到生态系统和社会经济系统之间的双向耦合影响，特别是地方管理和实践影响ESFs的具体机制和区域尺度的整体模式，仍然未知。目前，迫切需要对研究单位内部的耦合过程、通过ESF形成的相互耦合关系以及这些耦合关系对系统整体时空动态的影响进行全面评估。此类调查对于阐明ES为人类社会提供的价值的时空模式和动态至关重要。
在CHANS内部的人与自然界相互作用的关系以及ESs的流动过程都表现出多目标和多路径的特征，这可以通过网络模型有效表示。尽管一些研究分别使用网络模型分析了ESFs和社会生态相互作用，但缺乏有效整合这两种观点来解决上述问题的研究。为了解决上述研究空白，本研究以黄河流域（YRB）为案例研究，采用网络模型来跟踪ESFs的空间动态和局部子流域内的社会生态相互作用。借助网络理论，该研究可以在网络节点和边缘的局部尺度和整个网络的区域尺度上跟踪ESs的动态，从而耦合不同的研究单元、研究因素和分析尺度。
本研究重点关注YRB，它不仅是中国农业、工业和能源发展的重要基地，也是重要的生态屏障。在人类社会发展的压力和中国政府实施的一系列生态修复和管理工程的相继影响下，黄河流域经历了从其脆弱环境的破坏到逐渐恢复其自然生态功能。YRB的CHANS的剧烈而复杂的变化不仅为科学研究提供了丰富的实证数据，也为理解CHANS中的ESF提供了有价值的研究背景。具体来说，本文旨在解决以下问题：（1）YRB中核心ES（淡水供应、土壤保持和粮食供应）的时空模式是什么？（2）环境与土壤差异如何与YRB内子流域尺度的社会经济因素相互作用？（3）子流域内的社会生态相互作用与整个流域内的总体ESs和ESFs之间存在哪些跨尺度影响？通过解决这些问题，本研究提供了YRB中ESs、ESFs和当地社会生态相互作用之间的关系和跨尺度影响的整体视图。研究结果将为研究人员和政策制定者提供对地方和区域尺度生态系统服务流动特征和跨尺度耦合的见解，并为政策制定者调整生态系统管理策略提供科学依据。并且有机会将研究理念的应用扩展到更广泛的地区和研究领域。
1. 黄河流域生态系统服务流动的动态研究
为了追踪YRB当地子流域内ESFs的空间动态和社会生态相互作用，本文首先评估了研究期间ESs的供给、需求和流量(图3和图S1)。2000-2020年，在流域尺度上，YRB中淡水ESs、土壤保持ESs和粮食ESs的盈余和供需比（SDR）有所增加，尤其是流动的SDR（图S1）。
2. 子流域尺度上的社会经济因素与生态系统服务之间的相互作用
3. 3. 社会-生态相互作用与生态系统服务动态关系的跨尺度影响
本研究分析了YRB中ESs的时空动态和社会生态相互作用，但仍存在一定的局限性。首先，数据跨度从2000年到2020年，这可能不足以全面理解ES的长期变化。其次，ESs的空间流动受到地形、气候、土地利用等许多因素的影响，这些因素在本研究中没有进行详尽的分析。此外，使用模型和假设来为ESs赋值可能会引入不确定性。这些限制需要在未来的研究中加以解决，但它们并没有破坏在统一概念框架下的YRB中ES流和社会-生态相互作用的跨尺度耦合的核心发现，反而为进一步丰富现有知识和改进管理实践提供了参考。
初审：钱一莹
审核：徐彩瑶
排版编辑：许文静
文献推荐人：许文静
参考文献：Qiulei Ji, Xiaoming Feng, Siqi Sun, Junze Zhang, Siya Li, Bojie Fu,Cross-scale coupling of ecosystem service flows and socio-ecological interactions in the Yellow River Basin, Journal of Environmental Management,Volume 367,2024,122071,ISSN 0301-4797.
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