城市滨水空间生态系统服务供需匹配的空间智慧

汪洁琼 李心蕊 王敏

1 研究背景与目的

生态系统服务空间性研究（ecosystem services mapping），或称生态系统服务制图研究，是近年来风景园林生态实践研究的热点和重点。象伟宁在《巴斯达象限》（Pasteur’s Quadrant）一文中揭示：尽管已经存在大量的研究致力于改善生态系统服务评价与制图的效用和有效性，但其中鲜有研究讨论如何使生态系统服务知识通过实践来实现落地[1-3]。事实上，生态系统服务空间性研究与规划师、管理者、风景园林师所承担的生态实践之间存在知识缺口，主要问题表现为实践主体能否接收到生态系统服务空间性研究中的新知识？若能，这些新的生态知识能否有效地在实践中帮助到他们？当前生态系统服务供需关系方面的研究主要分为生态—经济综合模型[4]和基于土地利用的情景模拟2种[5]，大多在区域或城市尺度上开展，对场地尺度风景园林生态实践的指导性较为有限。

作为城市重要甚至是核心的公共开放空间，城市滨水空间的生态系统服务供给量取决于城市河流及其腹地空间所形成的生态系统自身状况；生态系统服务的需求取决于社会经济发展水平，尤其是滨水空间周边居民对于生活福祉的需求[6-7]。从生态系统服务供需视角看待城市滨水空间，带来诸多创新性的议题。首先，生态系统服务可被视为联系社会亚系统与生态亚系统的重要桥梁，其中，生态亚系统作为生态系统服务的供给方，其结构与功能决定了在特定时空条件下提供特定生态系统产品和服务的能力；而社会亚系统则代表了生态系统服务的需求方，为满足人类需求和提高自身福祉提出消费或使用的生态系统服务的需求[8]。若供给小于需求，会导致需求方利益缺损；若供给大于需求，则会造成供给方资源的冗余浪费。其次，生态系统服务的供给与需求具有空间依赖性。基于Fisher等人的研究[9-10]，笔者针对城市滨水空间生态系统服务的供需研究主要聚焦“生态系统服务供给地与消费地处在同一区域”这一类型。最后，城市滨水空间固有的稀缺性以及腹地空间的有限性往往导致多类型生态系统服务的权衡与协同。由于生态系统服务需求偏好的影响，人们在消费某一种或某几种生态系统服务时，有意识或无意识地对其他生态系统服务的提供产生影响。因此，滨水空间的发展决策必然围绕水利水务、环境生态、休闲游憩、文化娱乐、社会经济等多方面空间功能与形态的改变所产生的价值展开空间权力和利益的博弈。

颜文涛等曾指出生态实践智慧是选择“正确的”生态知识成果进行“伪善的”整体生态实践能力，也是选择知识并做出价值判断即“以道驭术”的实践能力[11]。城市滨水空间的演变发展与人类对城市中水体的价值认知，以及与之相应选择的空间利用方式和功能服务特征有着密不可分的关系。当前，面对供给规模增量紧缩、供给品质良莠不齐、供给类型功能错位等问题，城市滨水空间亟待探索以增速减缓与结构性调整并行互动为特征的、以提升质量为主的转型发展“新智慧”，即：1）须重新把握“量”，包括盘活存量、做优增量；2）须着力保障“质”，即提升城市滨水空间综合价值，遵循经济规律、社会规律和自然规律，基于供给逻辑和需求特征探求空间转型发展新思路。为此，本研究旨在探讨并回答：1）如何客观科学地研判场地尺度滨水空间生态系统服务的供需双方特征与空间匹配状况？2）如何从供需匹配结果中凝练空间智慧，作为“正确的”生态知识，有效地应用到城市滨水空间的生态实践中去？研究从甄别影响城市滨水空间生态系统服务供给能力的核心指标以及研判影响需求的影响因素及其分类着手，选取上海苏州河进行实证研究，进行其需求特征与供给水平的空间制图与拟合分析比对，提出从生态系统服务供需平衡转向匹配的三大空间智慧，为城市滨水空间的生态实践提出理论依据、评价标准及技术支撑。

2 研究方法

2.1 研究对象与数据采集

研究选取上海苏州河市区段进行实证研究，东起外白渡桥，西至中环立交桥，全长约16.9 km。过去30年来上海苏州河的综合治理工作，目前正处在全面启动苏州河环境综合整治四期工程阶段，旨在坚持两岸贯通与功能提升同步，推动苏州河与黄浦江“一江一河”交相辉映，打造世界级滨水区[12]。为此，笔者于2017年7月、9月及2018年6月对苏州河的滨水空间状况进行调研，从生态系统服务供需的角度为新时期的滨水空间发展转型提供借鉴与思路。在外业田野调查及内业分析工作中，将研究对象分为西段（环立交桥至曹杨路段）、中段（曹杨路至普济路段）、东段（普济路至外白渡桥段），并将每段分南北两岸进行研究。研究对象主要为河流两侧的堤岸空间与绿地空间共同构成的滨水空间，但研究范围包括0.05～1.5 km宽度不等的腹地空间（图1）。

本研究中生态系统服务供给的相关数据主要通过田野调查法获得。在初期数据采集的基础上，根据景观特征将苏州河南北两岸滨水空间划分为59个河段，共计43个研究单元（景观特征相同的不同河段属于同一个评价单元），主要对现状滨水空间周边用地、滨水绿地分布、驳岸类型、服务设施等进行调查并记录以及基于评价指标的针对性数据采集，结合已有的滨水空间资料完成数据化分析与复核。本研究中生态系统服务需求的相关数据来源包括：1）苏州河滨水区土地利用现状的CAD图纸资料以及上海市规划和自然资源局官网的土地利用规划；2）人口资料数据来源于第6次全国人口普查，以街道为人口统计单元。研究运用ArcGIS 10.2软件平台，对相关图形数据与人口、土地利用等进行整理、录入、转换。在数据预处理中，将土地利用类型进行合并，分为居住用地、其他开发建设用地和生态用地3类，其中，其他开发建设用地主要包括商业办公用地、道路交通用地和工矿用地在内的除居住用地外的开发建设地块，生态用地主要包含公园绿地和水体，附属绿地归入开发建设用地，不计入生态用地中。

2.2 研究路径与方法

1 研究范围、研究对象以及研究空间单元的划分The study area, objective and unit division

2“ 三步走”的研究路径The “three steps” research approach

研究在场地层面进行研究对象生态系统服务供给能力与需求水平的空间制图与拟合分析比对，分三步进行（图2）：1）研判城市滨水空间生态系统服务的需求类型，并提出不同类型的需求目标；2）甄别影响城市滨水空间生态系统服务供给能力的核心指标，对田野调查过程中所收集的数据进行赋值评分，完成城市滨水空间生态系统服务供给能力的空间制图；3）通过“雷达图表法”的引入，将各段城市滨水空间的生态系统服务供给能力与需求目标进行对比和拟合分析，讨论供需双方的匹配程度与优化策略。其中，雷达图表法是一种适用于对多属性指标体系结构，可对对象做出全局性、整体性的表达方法[13]。该评价方法既强调城市滨水空间在各个生态系统服务的单一效能，也能通过以“钻石体”的形式综合性、定性地表达该研究单元中生态系统服务的综合效能[14]。雷达图中图形的面积变化既反映滨水空间生态系统服务各个维度价值量值的变化，“钻石体”的面积又能在一定程度上表达出该滨水空间的综合状态。

2.2.1 生态系统服务需求影响因素识别与类型划分

生态系统服务需求是指特定研究区域在某时间尺度内被人们使用或消费的生态系统产品和服务的总和；它受到政府政策、人口变动、经济水平、市场营销、文化规范等因素的影响[15-16]。基于彭建等人的研究，针对城市河道及其滨水空间作为生态系统的特性以及数据可获取性，研究提出影响其生态系统服务需求的3个因素包括：土地利用程度、人口密度、公园绿地服务半径覆盖率。其中，土地利用程度即用于开发建设的土地面积占该评价单元用地总面积的百分比，开发建设所占用地面积比例越大，土地利用程度越高，该评价单元内可用于提供生态系统服务的空间资源越稀缺，在一定程度上意味着该地块开发对生态系统服务的消耗需求越大。人口密度可以反映对生态系统服务需求的量，一般来说，人口密度越大，则对服务的总需求越大。公园绿地服务半径覆盖率是指在评价单元内被已有社区公园、地区公园的服务半径覆盖的比例，该指标在一定程度表征评价单元内对于游憩活动等生态系统服务方面的需求。由于城市滨水空间的腹地通常较小，滨水空间本身也较为稀缺，在有限的腹地空间内要实现生态系统服务的综合效能往往较为困难，通常意味着生态系统服务的权衡与协同。

2.2.2 生态系统服务供给核心指标识别

生态系统服务供给是指某研究区域（生态系统）在特定的时空尺度内生产一系列能被人类利用的生态系统产品和服务的能力，这种能力的大小可以通过价值量或物质量来度量。大量研究表明生态系统服务供给具有明显的空间异质性，所以其服务供给能力也具有显著空间分异特征[17]。根据联合国《千年生态发展评估报告》、笔者研究团队发表过的研究成果[18-19]以及已有的相关文献，本研究强调城市滨水空间能提供的生态系统服务类型包括三大类型、8个维度的生态系统服务[20]，并通过文献爬梳的方法，甄别各个维度相应的核心指标，共21个（表1）。

3 结果与讨论

3.1 基于需求目标研判制定发展策略的空间智慧

根据上述生态系统服务需求的3个影响因素，对苏州河滨水空间进行系统分类（图3），结果发现存在以下4种类型，对应不同类型生态系统服务的需求目标（图3）。1）休闲娱乐型滨水空间，其对生态系统服务的需求目标为提供游憩机会、提高城市美感、调节小气候。2）生活游憩型滨水空间，该类型对于生态系统服务类型的需求目标为提供游憩机会、调节小气候。3）历史文化型滨水空间主要由周边存在历史建筑、工业遗产或重要的人文资源点组成，该类型对生态系统服务类型需求较高的是传承历史文化。4）自然生态型滨水空间，生态系统服务的需求目标是雨洪管理、净化水质、调节小气候、支持生物多样性以及提供自然教育。由此，苏州河43个研究空间单元分别划分需求类型（图4），有助于对滨水空间特征进行认知，并精确定位其需求目标。区别于以往城市滨水空间发展“一刀切”的做法，研究提出从需求出发，探讨生态系统服务的优先度，根据不同类型需求目标的研判，制定不同空间发展的策略。

表1 城市滨水空间三大类型、8个维度的生态系统服务供给指标、标准、赋值与相关文献[21-33]Tab. 1 Indicators, criteria, scoring and related documents of three types and eight dimensions of ecosystem service supply in urban waterfront spaces[21-33]

3.2 分段分类型供给满足存量更新需求的空间智慧

根据影响生态系统服务供给能力的21个核心指标（表1），评价上海苏州河滨水空间生态系统服务供给水平（图5），从而更精准地认知其服务供给的空间差异，结果发现：1）调节小气候、支持生物多样性方面，有超过41%的河段处于较高以上的供给水平；提高城市美感与提供游憩机会方面，分别有34%与28%的河段处于较高以上的供给水平。2）净化水质方面，生态系统服务供给水平整体一般。其中水质净化方面，68%的河段处于中等供给水平，19%处于较低的供给水平。3）提供自然教育、雨洪管理、历史文化传承，这3个维度的整体生态系统服务供给水平整体较低。尤其在提供自然教育方面，93%的河段处于较低的供给水平。鉴于此，研究提出从供给水平制定分段分类型的发展实践框架，从而符合存量更新与精细化管理的转型需求。

3.3 生态系统服务供需平衡转向匹配的空间智慧

将每个研究单元的供给水平与需求目标进行拟合比对，分析苏州河滨水空间生态系统服务供需匹配状况。鉴于城市滨水空间的稀缺性与有限性的属性，研究提出生态系统服务供需应从平衡转向匹配的观点，这也是一种空间智慧，针对研究对象呈现出的3种供需匹配状况（图6），提出以下3方面的精明发展策略。

3.3.1 供给不足空间优先发展策略

针对供给水平明显小于需求目标的空间，需要进行生态实践纠错，通过优先发展实现更具针对性的精明修复。供给不足的典型河段包括：1）西段北岸—古北路桥—凯旋路桥（WN-2），该段的需求类型为自然生态型，而实际供给水平较低，建议优先发展生态保育的功能，全面提升该单元在雨洪管理、水质净化、小气候调节、支持生物多样性、生态教育等维度的生态系统服务。2）中段南岸—武宁路桥附近（MS-1）和东段南岸—西藏路桥—河南路桥（ES-3），该两段的需求类型都为生活游憩型，而实际供给水平都较低，建议通过滨水绿带的构建，优先发展居民日常游憩、亲水观赏、康体休闲等服务功能，要求贯通性较高，以游憩绿道、慢行道串联滨水景观的线形公共空间，能够提供开放、舒适、易达的空间环境体验，为市民交往交流和日常活动提供支持。

3 城市滨水空间生态系统服务需求类型划分及其相应的需求目标The demand types and corresponding requirements of ecosystem services at urban waterfront areas

4 苏州河滨水空间生态系统服务需求类型划分The demand types of ecosystem services of waterfront areas along the Suzhou Creek

5 苏州河滨水空间8个维度生态系统服务供给水平分类占比Percentage of different supply levels of 8 dimension ecosystem services of waterfront areas along the Suzhou Creek

6 苏州河滨水空间生态系统服务供需的空间匹配分析The spatial matching of ecosystem services supply and demand of the waterfront areas along the Suzhou Creek

3.3.2 供给冗余空间更新改造策略

针对供给水平明显大于需求目标的空间，即供给冗余空间，需要逐步转变其冗余的服务功能，进行精细化的更新改造，例如：东段南岸—乍浦路桥—外白渡桥（ES-8），该段需求类型为休闲娱乐型，其供给水平较高，提供了充足的游憩场地、丰富的游憩设施、良好的滨河绿地。建议在未来发展中，逐步转化现有的游憩机会方面的服务功能，通过场地尺度生态设计的改造，适当增加自然教育、水质净化、雨洪管理等方面的服务。

3.3.3 供需匹配空间持续优化策略

除上述供需空间错位的状况外，还存在供需匹配度较高的空间，供给水平与需求目标的雷达图较为一致，可以作为未来苏州河滨水空间发展及规划设计实践的样板，例如：1）西段北岸—中环立交桥—古北路桥（WN-1），该段需求类型为休闲娱乐型，其供给水平较高，具有充足的游憩场地、丰富的游憩设施、良好的滨河绿地、提供游憩机会与提高城市美感方面较为突出，各项生态系统服务水平较高。2）中段南岸—梦清园段（MS-5），该段的需求类型为自然生态型，其供给水平较高，雨洪管理、水质净化、气候调节、支持生物多样性等生态系统服务水平较高。3）东段北岸—西藏路桥—河南路桥（EN-3），该段的需求类型为历史文化型，与上述两段不同的是该单元仅在传承历史文化、提高城市美感、提供游憩机会等文化服务水平较高，与其相应的需求目标较为一致，在其未来发展中，应强调其类型特征，加强作为历史文化地标的重要价值，而不必追求生态系统服务综合效能的提升。

4 结语

针对当前生态系统服务空间性研究大多在区域或城市尺度上开展，对风景园林生态实践的“落地”指导较为有限的问题，本研究关注场地尺度，探索城市滨水空间生态系统服务供需匹配的空间智慧，可为未来城市滨水空间的发展及规划设计实践提供以下4点启示。

1）生态智慧是运用生态知识、原理和规律，从事利于人类可持续发展的行为的能力，是人类在与自然协同进化的漫长过程中领悟和积累的生存与生活智慧。风景园林建立在科学规律研究的基础上，并以空间营造为核心建立可实施和可实践的知识体系和技能[34]。本研究表明生态系统服务供需理论作为生态研究方面最前沿的理论之一，将其运用于风景园林实践，可提炼出城市滨水空间发展的三大空间智慧。2）生态智慧代表着一种精明的发展策略，追求高效、可持续发展的生态实践。上海苏州河的实证研究结果显示，对于城市滨水空间这样具有稀缺性和有限性的景观空间而言，应从生态系统服务需求出发，切实分析生态系统服务需求者所处的位置、需求量、消费地及其特定的消费组成特征，并通过对生态系统服务精确的制图，进行供需双方的匹配分析。这是客观科学研判某一特定滨水空间所需提供或承担的生态系统服务的类型与程度的重要方法，从而更好地引导未来城市滨水空间的生态实践行动。3）生态实践具有原错性和过程试错性①，需要从真正落地的生态实践项目中获取经验。上海苏州河的实证研究表明，生态系统服务供需关系的空间不匹配，或造成空间低效、资源浪费；或导致需求的不能满足，在生态系统服务权衡与协同过程中，唯有满足消费方需求的供给，才能体现出社会与自然协同发展的生态智慧。4）研究局限性。笔者对于场地尺度生态系统服务需求特征的分析，主要关注滨水空间的物质特征，例如基于彭建等人的研究，从土地利用程度、人口密度、公园绿地服务半径覆盖率3个方面来划定需求目标；未来可以更多地采用社会调查法、大数据获取等方法，增加对滨水空间社会特征的关注。

注释(Notes)：

① 该观点由象伟宁于2018年7月在“生态智慧与城乡生态实践”同济—华南农大论坛上提出。

图表来源(Sources of Figures and Table)：

图1-6由作者自绘；表1根据参考文献[21-33]绘制。