Doi: 10.1016/j.resenv.2024.100176
1.研究背景
城市是一个复合生态系统，其在人类发展中所承担的社会经济功能往往被人们所熟知，但城市不仅仅是钢筋水泥构成的“森林”，即使在最发达的都市地区，也散落着多种自然生态系统在“默默地”向人类提供众多生态系统服务，而这些城市功能往往被忽略。伴随着近些年全球呈现的快速城市化趋势，城市生态管理出现了很多亟待回答的新问题，包括：（1）驱动城市生态系统服务的因素是复杂而多维的；（2）城市地区的生态系统服务供需问题往往呈现出高度的空间异质性；（3）在实现生态系统服务供需满足目标与空间公平原则上存在权衡问题；（4）在不同的城市管理尺度上所呈现的生态问题存在差异；（5）不同区域在提升生态管理上所需的策略和路径有所不同，等诸多问题。
本研究以中国广东地区为例，综合运用InVEST模型、遥感数据与GIS分析、统计年鉴等，在栅格尺度核算该地区的生态系统服务的供给与需求，并通过供需满足比和空间基尼系数表征生态系统服务的供需满足程度与空间公平状态。进一步，研究基于地理探测器的单因素分析揭示服务满足与公平在自然-社会-经济不同维度上存在的驱动权衡矛盾，并通过地理探测器交互因素分析提出面向驱动权衡问题的多因素协同治理策略。这套分析方法丰富了关于可持续城市发展的讨论，并为应对城市生态系统服务管理的挑战提供了一个强有力的分析框架。
2.文章亮点
a.开发城市生态系统服务管理的综合分析框架；
b.评估生态系统服务的供需关系及其空间满足度和公平性；
c.识别城市化对生态系统服务的影响及其子区域差异；
d.分析自然、社会和经济驱动因素对生态系统服务的复杂驱动作用；
e.提供针对性政策以提高中国广东省生态系统服务的满足度和公平性。
3.关键研究成果
广东省生态系统服务的供需关系总体呈现出供给大于需求的盈余状态（图1左），尤其在壤保持和水质净化等服务方面，但各种服务满足状态在区域分布上存在显著差异。珠三角等城市化区域的水源涵养和碳储存能力偏弱，而北部和西部的山区凭借丰富的生态资源和良好的植被覆盖，成为重要的生态源地，其服务供需状况明显优于核心都市区。从空间公平性来看（图1右），土壤保持和水质净化服务在省级和市级层面上表现出较好的空间平衡性，而水源涵养和碳储存服务的分布相对不均，其空间基尼系数较高，呈现明显的空间极化现象。这一不平衡主要受到自然生态系统分布和城市经济活动的影响，珠三角等城市化集聚区域供需失衡更为明显，而北部和西部的山区则维持较为良好的供需状态。
图1 左侧-广东省2020年4中生态系统服务（调节服务）的供给、需求与供需满足比空间展布；右侧-广东省全省、四大分区、各个城市的生态系统服务供需空间公平曲线
对比服务供需满足程度和空间公平两个维度时，广东省的生态系统服务在整体上保持在警戒线以上，供需满足度和空间公平性都处于相对安全的状态，但不同区域间差异明显。平均来看，全省的水源涵养、土壤保持和水质净化的公平性较好，碳储存的公平性相对较差，整体满足度则处于中等水平。然而在区域尺度，珠三角区域的供需和公平性均较低，尤其在水源涵养和碳储存方面突破了警戒线，面临较大风险，而其他区域整体状况较为良好。而从城市层面观察，生态服务的满足度和公平性呈现显著的空间聚集特征。珠三角地区的城市（如广州、佛山和深圳）处于较低状态，尤其广州在多项服务的公平性上均低于警戒线。而广东北部和西部城市表现出较高的供需和公平性得分，沿海的潮州、汕头和湛江总体上维持中等状态。
图2. 广东省生态系统服务供需满意度和公平性比较。（a-d）分别评估水源涵养、土壤保持、碳存储和水质净化。x轴表示供需状态，供需警戒线阈值为0，y轴表示公平性水平，公平性警戒线阈值为0.6。（e）每个城市的空间供需和公平性状态的累积得分，评分规则显示在图的右下角。
广东省生态系统服务的供需满足度和空间公平性在单一驱动因素下存在难以平衡的困境（图3）。通过GeoDetector分析发现，经济与社会因素（如城市化率）对公平性解释力较强，而自然因素（如海拔和植被指数）更能解释供需满足度。例如，城市化率在公平性上作用显著，但在供需满足方面表现较弱，这反映了单一因素在不同目标之间的权衡关系。在多因素交互作用下，生态系统服务的供需匹配呈现两种增强效应，即因素组合的作用往往超过单因素或其相互线性累加的影响（图4）。分析显示，降水和温度等自然因素的交互作用对供需满足度有明显提升，而对于公平性提升效果相对较弱。这种交互效应在土壤保持服务中尤为突出，这表明多因素结合的供需管理方式也许可以改善服务分配的效果。此外，社会经济因素内部具有较高的一致性，且在双因素交互下表现出强烈的非线性增强，有助于缓解单因素带来的权衡限制，为实现生态服务的公平性和满足度提供更优化的管理路径。
图3. 广东地区生态系统服务供需满意度和公平性的单因素驱动分析。每一列代表一个服务的分析结果，因素根据其对生态系统服务公平性的影响程度从高到低排列。圆圈的大小表示驱动因素的水平，黄色背景表示公平驱动因素，蓝色背景表示满意度驱动因素。两种驱动因素之间的间距表示两种关注之间的排名差异；间距越小，排名差异越小，表明协同效应越好。
图4. 广东生态系统服务供需满足度和公平性的交互因子检测。（a-d）分别评估水源涵养、土壤保持、碳存储和水质净化。左下三角形的黄色外环表示公平性交互评估结果，右上三角形的蓝色外环表示满意度交互评估结果。扇形开口的大小表示互动因子的影响大小，互动类型在图例中用蓝色和绿色区分。
4.总结与展望
要实现广东省的可持续城市发展，生态系统服务的公平性和满足度需要统筹考虑，特别是在高密度城市化区域。研究表明，单一尺度的管理方法难以捕捉城市间及区域内的关键差异，因此在宏观策略的基础上，需引入细化到城市的个性化管理，以确保服务的公平分布与满足供需。此外，城市生态管理需兼顾自然因素和社会经济因素的交互效应，利用多因素协同作用实现更高效的生态系统服务分配与管理。
针对珠三角等核心城市面临的生态服务不平衡问题，政策干预应聚焦于资源的公平分配，并优先改善生态资源不足地区的供给水平。结合自然因素（如植被覆盖和海拔）和经济因素（如城市化率、人口密度等），通过差异化的城市管理手段来优化生态服务的空间分布，特别是通过生态恢复、城市绿化等手段提升水源涵养、碳储存等关键服务的满足度和公平性。
本研究通过综合尺度的生态系统服务供需满足度与公平性分析，为广东省乃至其他高密度城市化区域提供了科学依据与管理策略，旨在推动生态资源的合理配置与可持续发展，进而实现城市与自然系统的共生共荣。
Fang Z, Xue S, Zhou Q, et al. Unveiling driving disparities between satisfaction and equity of ecosystem services in urbanized areas[J]. Resources, Environment and Sustainability, 2024, 18: 100176.
