城市湿地生态系统文化服务研究进展与展望

郭镕之，宋垚彬，董 鸣

(杭州师范大学生命与环境科学学院生态系统保护与恢复杭州市重点实验室，浙江 杭州 311121)

0 引言

城市湿地是城市内或毗邻城市的湿地，与城市有着持续密切的联系，具有独特的生态系统结构、功能和服务方面的特征[1].城市湿地在城市中充当着环境气候调节器的作用，其在美化环境、灾害防治和资源供应等方面产生的作用举足轻重且不可或缺[2-3].随着人们对湿地相关研究的深入，自20世纪60年代起，研究学者们开始关注城市湿地，并意识到城市湿地生态系统的过程和功能对城市生态系统的重要性[4].之后，欧美发达国家开始将城市发展和城市湿地景观相结合，并逐步将城市湿地的保护和规划纳入城市综合规划管理体系中.2000年前后，国内开始关注并逐渐重视与城市湿地相关的一系列问题[5].随着经济社会的发展，快速的城市化进程带来了一系列严峻的生态环境挑战，也促使了人们对城市生态功能和服务的需求激增.目前，城市湿地生态系统保护和管理迅速地得到公众和研究者的广泛关注和重视，正成为当前的研究热点.

1 城市生态系统文化服务定义及分类

20世纪60年代末，生态系统服务(ecosystem services)的概念被首次提出[6].1981年，Ehrlich在研究中首次明确“生态系统服务”概念[7].自此，有关生态系统服务的研究逐步兴起.随后，Daily[8]提出的“信息服务”被认作是生态系统文化服务的雏形，在推进生态系统服务评估方法发展方面起到了重要作用.同年，Costanza等[9]明确提出生态系统服务的概念和分类，以及自然资本价值的评估方法，将文化服务与游憩服务分开，各自核算.2005年，千年生态系统评估(Millennium Ecosystem Assessment, MA)将生态系统服务定义为人们从生态系统中获得的收益，并将其划分为支持、调节、供给和文化等大类[10].目前，生态系统服务的相关研究可为决策者在政策制定方面提供依据，并有助于生态系统的可持续发展[11-13].

生态系统文化服务(cultural ecosystem services)是生态系统服务的重要组成部分之一，随着相关研究的不断发展，不同研究者和组织机构对其定义和分类有着不同的见解.本文列举了一些生态系统文化服务的概念和定义，如表1所示.1997年，Costanza等[9]在评估全球生态系统服务和自然资产价值的研究中，将生态系统服务具体归纳为17种子类，其中将文化服务定义为：提供非商业用途的机会；并将文化服务和娱乐休闲服务分隔开进行核算.此外，也有学者将生态系统文化服务的相关概念称作“信息功能”，将其划分为美学信息、休闲娱乐、文化和艺术信息、精神和历史信息以及科学和教育5个子类[14].2005年，MA将生态系统文化服务定义为：人们通过精神丰富、认知发展、反思、娱乐和审美体验从生态系统中获得的非物质利益[10].并进一步将其划分为文化多元与认同、文化景观与遗产价值、精神服务、激励、游憩和娱乐以及美学等6大类别[10].2012年，世界保护监测中心(World Conservation Monitoring Center, WCMC)的指标分类框架将生态系统文化服务指标分为5个大类(如表2所示)，该分类框架有助于研究学者们更全面和细致地了解文化服务各子类间的内在联系[15].

表1 生态系统文化服务的说明性描述Tab.1 Illustrative descriptions of cultural ecosystem services

表2 生态系统文化服务的指标分类框架Tab.2 Classification framework of cultural ecosystem services

在国内，张彪等[25]将其相关概念译作“精神需求”，并进一步划分为美学景观、文化艺术和知识意识3个大类.李健娜[26]将相关概念译作“信息功能”，并将其归纳为休闲娱乐功能、科研宣教功能、存在价值和选择价值等4大类别.尽管有关生态系统文化服务的概念多样，但都传达出一致的内涵，即围绕着满足人类的精神需求这一核心，再进一步细分功能.本文基于MA中生态系统服务的分类框架，并结合已有的城市湿地的研究案例[23,27-28]，构建了城市湿地文化服务分类框架，如表3所示.

表3 城市湿地生态系统文化服务分类框架Tab.3 Classification framework for cultural ecosystem services of urban wetland ecosystems

2 城市生态系统文化服务评估方法

城市湿地生态系统是连接人类经济社会和自然景观的空间载体，已成为城市居民获取生态系统文化服务的重要来源之一.然而，生态系统文化服务具有主观性强、无形性特征和“非物质”收益特性[29]，难以对其客观评价和量化评估.这使得量化分析生态系统文化服务价值难度加大，由此，相较于其他生态系统服务，生态系统文化服务所受到的重视较弱[30].生态系统文化服务价值评估方法可分为货币法和非货币法，非货币法包括生物物理法和社会文化法等[31].

目前，货币法是生态系统文化服务评估和量化的主要方法，其中，替代市场技术和模拟市场技术应用频次较高.替代市场技术主要通过“影子价格”和消费者剩余的形式来间接体现其价值，例如，旅行费用法(TCM)[32]、市场价值法[33]、边际机会成本法[34]等.而模拟市场方法(又称假设市场法)主要以综合消费者的支付意愿来反映生态系统服务的经济价值[35]，例如，条件价值法(又称调查法，CVM法)[36]生态系统文化服务的货币化评估通常应用于美学和游憩休闲方面的价值核算.然而，考虑到文化服务具有“非物质”收益的特征，仅用货币化方式来评估涵盖多种子类的生态系统文化服务仍存有较大的争议[37].

随着生态系统文化服务相关研究的深入，越来越多的研究者倾向于用包含货币化方式在内的更加多元化的评估方式来度量生态系统文化服务的价值[38].近年来，生态系统文化服务的非货币化量化方法快速发展，此类方法虽然不能像货币化方式一样用数值数据直观表达，但其能从重要性分级以及受访者的感知和偏好角度等方面阐释生态系统文化服务价值[31]，例如，偏好调查法[39]、多维度分析法[40]、社交媒体图片法[41]等.此外，在2012年前后，有关生态系统文化服务的制图研究逐渐兴起[42].随着计算机技术的发展和相关软件的更新迭代，生态系统文化服务的价值可以依托GIS平台的可视化、空间映射和文化资源分布等形式来体现.其中，公共参与式制图(public participation GIS)和参与式制图(participation GIS)方法能将受访者的感知与景观空间要素相结合，可为区域保护和规划管理提供依据[43]，例如，陶赟[44]利用游客拍照和GPS定位相结合的方法，研究了上海吴淞炮台湾湿地森林公园中游客对景观的感知和偏好.此外，社交媒体图片(social media photos)不仅具有精准的空间信息，并且能够准确反映公众在特定景观空间中对于生态系统文化服务类别的喜好和感知，已成为生态系统文化服务研究中的适当模型[24,31,41].

3 城市生态系统文化服务供需关系

3.1 城市生态系统文化服务供需内涵

为了更好地实现生态系统服务在实际规划管理中的应用，明确并深入探讨利益相关者在生态系统服务过程中充当的角色以及发挥的作用尤为重要.Paetzold等[45]指出生态系统服务的状态不仅仅受其提供水平的影响，还受到人类社会的需求以及对其预期提供水平的影响，这与生态系统服务的供需关系密不可分.此外，生态系统服务的供应和需求水平的错配很有可能会导致资源的过度浪费和使用效率低下等一系列不合理现象的发生，因此，生态系统过程所产生服务的供给和需求的空间格局，及其相应的匹配情况，也是生态系统服务研究的重要内容[46].

目前生态系统服务供需关系研究中，供应能力是更为热门的研究领域，相较之下对于需求水平相关研究还处于起步阶段[47].最早与生态系统供应有关的概念是“生态承载力”[48]，其代表了单位区域的资源供给(潜在供给)，并不能完全作为有效供给传递给人类[49-50].在供给侧来看，生态系统服务供给可以分为潜在供给(potential supply, PS)和实际供给(actual supply, AS).有学者认为生态系统服务具有明显的时空依赖性，只有具备某些特定的时间和空间条件才能产生并传递出生态系统服务，例如，休闲娱乐服务要在空间距离可达的范围内才得以实现其价值[51].因此，可将潜在供给理解为在一定时间和空间尺度下生态系统基于生物物理特性以及一系列社会经济属性所能提供的生态系统资源和产品的最大阈值[52-53]，而实际供给则指在一定时间和空间尺度下生态系统所提供能被实际利用的服务数量和价值[49,54].

然而，关于生态系统服务需求的相关概念，目前以两种观点为主：其一是特定区域的一定时间段内当前消费或使用的所有生态系统产品和服务能力的总和[49]，即实际需求(actual demand, AD)与实际供给相当；第二种观点则认为是人类个体或社会能够获得(或期望获得)的生态系统产品或服务[50]，由个体以及群体的社会经济活动水平决定，即潜在需求(potential demand, PD).

生态系统服务供需关系主要通过以下生态系统过程机制形成：一种是生态系统服务间相互作用所产生的因果关系，即生态系统服务直接关系.这不仅仅可以是单向的直接作用，也可能是双向相互影响作用，例如，水质净化服务能直接影响水生动植物的供应；另一种是通过影响一种或多种生态系统的自然环境或社会经济因素从而影响生态系统服务间的相关关系，也称为生态系统间接关系，例如，涵养水源服务与休闲游憩服务间直接相互作用较弱，但如果改变了土地利用类型，两者都会受到不同程度的影响[49;55-56].

3.2 城市湿地生态系统文化服务供需关系研究方法

生态系统文化服务涉及认知层面、精神层面等多种非物质层面服务，主观意愿较强，存在明显的景观异质性和供需的时空异位性[57-58]，难以量化分析.目前，有关生态系统文化服务的供需关系量化评估方面的研究仍处于探索发展阶段.Meng等[59]以北京官厅水库流域为例评估城市流域生态系统文化服务供需间的空间关系，利用SolVES模型并结合社交媒体网络中的评论文本信息，对研究区域的美学、历史与文化、娱乐与治愈性等3种文化服务进行评估核算.结果发现，近80%研究区域面积呈现出文化服务供需不匹配的现象.其中，历史与文化服务供需关系的错配最显著，需求量远高于供求量.杨丽雯等[60]以年游客接待能力作为文化服务的供应能力，通过问卷调查和文化服务重要性赋值方式，分析了山西平陆黄河湿地中平陆大天鹅景区10种生态系统文化服务的供需关系以及相关影响因素，得出文化服务总需求量受到当地人均GDP和人口密度的显著影响.此外，Hegetschweiler等[61]通过收集并筛选2005年前后开始发表文化服务供需的相关研究，统计符合目标要求文献中出现相关术语的频次，并评估对人类福祉有显著影响的供需因素，发现结合GIS或其他数据以及研究区域有关视觉要素的现场问卷调查是众多文献中最常使用的研究方法.

目前，有关城市生态系统文化服务供需方面的研究仍处在起步阶段，但越来越多研究学者意识到城市生态系统文化服务供需方面普遍存在的“错配”甚至是“赤字”问题的重要性.城市湿地作为城市居民获取文化服务的重要载体，未来应在多尺度多维度下开展进一步深入研究.

4 城市湿地生态系统文化服务的研究热点

近十年，城市湿地生态系统文化服务相关研究已有较大发展，其研究热点主要集中以下几方面：

1)城市湿地生态系统文化服务的相关分类框架.不同研究学者在不同研究尺度下，对文化服务的定义和分类框架有不同的理解，但其传达出的内涵大都围绕寻求人类福祉这一核心，再进行详细划分[9,14,19,25].

2)城市湿地生态系统文化服务价值的评估.相关研究发展过程中，研究者们往往采用传统的评估方法对生态系统文化服务价值进行货币化核算[26,28]，但由于文化服务无形性和主观性的特征，用传统核算方法通常会大大低估文化服务的固有及辐射价值.为避免货币化评估方法中存在的固有问题，一些学者们转向关注非经济技术，其中空间映射方法逐渐成为取代货币法的新兴技术方法[62]，即运用GIS等技术，探究文化服务及其与公众感知间关系在空间上的分布情况.该方法通常与公众参与式映射法和社交媒体图片法相结合使用[63-64].此外，生态系统文化服务的评估涉及到多个领域和不同学科背景，导致其在评估方法和空间制图等方面仍存在不少难点，亟需进一步加强跨学科背景的研究者间的协同合作[65-66].

3)生态系统文化服务的社会参与及其与其他服务间的相关性关系.因不同地理文化特征、社会道德观念、经济水平等因素的影响，公众对于文化服务的感知和偏好性具有较大的地域性差异[67].探究生态系统文化服务与公众感知及其在景观空间中相互作用关系，有利于明确区域性文化服务的供需间关系及潜在矛盾[68].此外，有研究者认为生态系统服务是以捆绑组合的形式相互依存、密不可分的[69]，了解不同文化服务间以及其与其他服务间的相关关系，是实现全面评估生态系统文化服务价值及生态系统可持续发展的重要前提.

4)政府规划决策层面生态系统文化服务的管理和应用.由于生态系统文化服务具有较弱的社会经济调节能力，一旦其功能出现退化，将难以恢复，因此文化服务的保护和管理尤为重要[70].

此外，在不同时空尺度下，不同城市土地利用类型的变化会对生态系统文化服务的供给能力水平产生影响，将生态系统文化服务纳入政府整体生态决策制定环节及管理体系中，对探究生态系统文化服务产生的机制及其影响因素具有一定的积极作用.目前，城市湿地文化服务在应用方面的相关研究数量较少.而在理论研究方面，研究学者们提出城市生境中文化服务应与公众感知和需求紧密联系，并进一步探究多维度、跨学科的综合研究框架，以及城市生态系统文化服务产生变化规律及其与生态系统过程间的机理研究，为城市生态文明建设和可持续发展提供理论依据.

5 总结与展望

生态系统文化服务作为生态系统服务框架中重要的组成部分之一，其服务子类多种多样.合理的评估方法是构成生态系统文化服务框架的基础，也是进一步加强对文化服务整体性认识的前提.目前，国内针对生态系统文化服务的评估方法还停留在货币法和生物物理测算方法的维度上[26,28]，测算方法也未得到普遍认可，可能会低估生态系统文化服务的价值当量.随着大数据时代相关技术的普及和信息获取途径的增加，社交媒体网络数据逐渐成为在多个空间尺度上开展生态系统文化服务相关研究的适当模型[42]，成为全面评估多种生态系统文化服务子类的新途径之一.充分利用体现公众对于生态系统文化服务感知的社交媒体数据，对建立一套适用于城市湿地生态系统文化服务的价值评估框架尤为重要.

城市湿地，在设计规划方面，其被赋予的不仅仅是维护城市健康、维持景观多样性等自然功能方面的意义，同时也被寄托着生态、教育、休闲娱乐、非遗文化等多重美好愿景.然而，城市湿地生态系统管理在实际投入使用中往往顾此失彼，难以体现多元城市湿地生态系统服务价值，还需进一步整体性地探究和梳理其底层的生态机制.因此，确定城市湿地生态系统文化服务的空间分布，分析其与景观类型间的相关性关系，评估城市湿地中生态系统文化服务的供需是否相匹配，明确城市湿地中的优先保护和着重发展地域，并提出综合性的适应性规划策略，将为城市湿地未来的规划调试以及多元化、精细化的景观设计和规划提供有力的理论依据.此外，公众感知在生态系统文化服务价值框架中不可或缺，只有借助公众感知，生态系统文化服务的价值才得以充分体现.阐明公众对文化服务的感知机理是进行生态系统文化服务价值评估的基础和前提，也是解决如何在城市湿地中实现社会需求和生态景观功能间良性互动这一难点的重要突破口.