全球長期城市生態(tài)研究中的社會經(jīng)濟要素：指標、數(shù)據(jù)與應用前景

陳力原,黃甘霖,*

1 北京師范大學地表過程與資源生態(tài)國家重點實驗室,人與環(huán)境系統(tǒng)可持續(xù)研究中心, 北京 100875 2 北京師范大學地理科學學部自然資源學院,土地資源與區(qū)域發(fā)展研究中心, 北京 100875

城市生態(tài)系統(tǒng)是指以城市居民為主導的社會-經(jīng)濟-自然復合生態(tài)系統(tǒng)[1-2]。相應地,城市生態(tài)學研究城市這一人與自然耦合系統(tǒng),旨在探究城市生態(tài)系統(tǒng)中社會和生態(tài)過程的共存機制,以提高居民福祉、實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展為目標[3-5]。社會經(jīng)濟要素在城市生態(tài)研究中具有重要的作用：一方面,社會經(jīng)濟屬性是居民的主要特征,影響居民與生態(tài)環(huán)境要素的相互作用關系。不同社會經(jīng)濟群體的居民在享用生態(tài)系統(tǒng)服務(如游覽公園、庭院等綠地[6-7])、應對環(huán)境挑戰(zhàn)(如空氣污染[8-9]、高溫[10-11]和噪音[12-13]),及采取產(chǎn)生環(huán)境影響的行為(如節(jié)能措施[14])等方面往往存在差異。社會經(jīng)濟要素能夠描述居民群體特征,是刻畫城市中復雜人類活動及其影響的主要抓手。另一方面,維持和改善居民的福祉是城市生態(tài)學的目標,在分析探討生態(tài)環(huán)境要素如何改善人類福祉的過程中,作為人類福祉評價的構成部分,社會經(jīng)濟要素是不可或缺的研究內容[15]。城市生態(tài)學的發(fā)展歷史,也經(jīng)歷了從幾乎不考慮社會經(jīng)濟要素的“城市中的生態(tài)學(Ecology in cities)”到充分考慮居民與自然要素之間相互作用過程的“城市的生態(tài)學”,再進一步到以居民福祉為研究目標的“為城市服務的生態(tài)學”的演進過程[16]。

雖然社會經(jīng)濟要素在城市生態(tài)研究中具有難以替代的作用,但是在實際工作中卻缺少具體的范式和框架來幫助研究者(特別是初次接觸該領域或缺少社會經(jīng)濟研究背景的研究者)明確社會經(jīng)濟要素可以協(xié)助回答的相關研究議題,以及應如何選擇指標、獲取數(shù)據(jù)來完成研究。為此,本文歸納總結了全球長期城市生態(tài)研究站點的研究成果,通過綜述試圖回答以下問題：(1)城市生態(tài)研究主要采用了哪些指標來描述社會經(jīng)濟要素？常用的數(shù)據(jù)來源有哪些？(2)社會經(jīng)濟要素能夠幫助城市生態(tài)研究者回答哪些科學問題？(3)目前城市生態(tài)研究在多大程度上考慮了社會經(jīng)濟要素的影響？進一步應用社會經(jīng)濟要素面臨著什么樣的機遇和挑戰(zhàn)？希望這些問題的答案能夠為研究者勾勒出當前城市生態(tài)學研究中社會經(jīng)濟要素應用的輪廓,并在此基礎上探討可能促進我國城市生態(tài)學進一步發(fā)展的途徑。

1 檢索方法

本研究以11個全球長期城市生態(tài)研究站點為基礎。其中,美國馬里蘭州巴爾的摩市(Baltimore Ecosystem Study,BES)和亞利桑那州鳳凰城(Central Arizona-Phoenix,CAP)是長期城市生態(tài)研究的前驅者,開展過多次系統(tǒng)性社會調查。此外,本研究還通過Dynamic Ecological Information Management System Site and Dataset Registry(DEIMS-SDR)數(shù)據(jù)庫進行站點檢索(圖1)。該數(shù)據(jù)庫是全球長期生態(tài)研究項目發(fā)布的信息系統(tǒng)(https：//deims.org/),記錄了世界范圍內注冊的生態(tài)研究站點[17]。通過關鍵詞和生態(tài)系統(tǒng)類型檢索,得到包括美國2個站點在內的共15個長期城市生態(tài)研究站。進一步通過研究項目網(wǎng)站和Web of Science的關鍵詞檢索,最終獲得了關于其中11個城市站點的57篇發(fā)表研究文獻和9份系統(tǒng)性社會調查資料,即為本文的分析對象(表1)。

圖1 數(shù)據(jù)檢索過程

表1 長期城市生態(tài)研究站點的信息及研究資料

2 社會經(jīng)濟要素的常用指標類型與數(shù)據(jù)來源

2.1 常用指標類型

根據(jù)指標內容,城市生態(tài)研究中常用的社會經(jīng)濟指標可分為三類：基本信息、認知和意愿,以及行為(表2)。

表2 常用社會經(jīng)濟指標

基本信息包括居民的性別、年齡、族裔、家庭人口數(shù)等人口特征,以及職業(yè)、收入、住房情況等社會經(jīng)濟信息。根據(jù)研究需要,研究者常常通過這些信息從不同角度來刻畫居民的特征。例如,通過收入、教育等社會經(jīng)濟地位相關指標,可以描述居民所掌握的社會經(jīng)濟資源,關注“弱勢群體”是否過多地承擔環(huán)境負擔、是否在享用環(huán)境優(yōu)質品的過程中受到阻礙[6]。而通過年齡、住房條件等信息,可以估算居民對特定環(huán)境風險(如高溫熱浪、空氣污染)的敏感性[11,58],研究者常常結合風險強度和影響分布來估測損失。由于這些基本信息多與居民的生活滿意度等人類福祉指標具有內在聯(lián)系[59-60],也常作為控制變量分析特定環(huán)境要素或生態(tài)系統(tǒng)服務對人類福祉的貢獻[61]。

認知和意愿這一類指標體現(xiàn)居民的想法和判斷,包括對生態(tài)環(huán)境要素(如公園的生物多樣性、城市入侵植物[20])的認知、特定環(huán)境下對自我狀態(tài)的評價(如在鄰近公園的社區(qū)中感到的幸福感[22])、對生態(tài)系統(tǒng)服務的感知(如綠地景觀價值[47])。此外,居民的決策也對環(huán)境產(chǎn)生顯著的影響,研究者關注一些具有環(huán)境影響的特定行為和決策時,常常使用意愿指標描述居民對其的認同和支持程度,例如居民對河流修復和治理污染的資助意愿[8,49]。行為包括居民的日常行為(如出行方式[14])和一些與研究目標相關的特定行為(如居民對住宅庭院中的草坪養(yǎng)護管理行為或種植植物的選擇等[57])。

在納入社會經(jīng)濟指標的城市生態(tài)研究中,絕大部分采用了居民基本信息(93%)和認知意愿指標(91%),而使用行為指標的研究則遠少于前兩者,僅為51%。從時間發(fā)展的角度來看(不考慮僅有一篇或沒有相關文獻的年份),自2013年以來,居民基本信息和認知意愿在城市生態(tài)研究中的應用始終保持在較高的水平(> 80%),而行為指標的使用比例在初期比較低(約20%),于2015年經(jīng)歷了一次使用的“高峰期”后才維持在目前的水平(約50%—60%),但仍低于前兩者(圖2)。這主要是由于數(shù)據(jù)獲取成本存在差異,同時受到研究者關注的科學問題的影響。目前指標應用的情況,一方面反映出研究者更多使用容易獲取的基本信息和認知意愿指標描述居民的特征,另一方面在科學問題的設置上對居民的行為關注較少。

圖2 社會經(jīng)濟指標的使用趨勢

2.2 社會經(jīng)濟指標的常見數(shù)據(jù)來源

社會經(jīng)濟指標的數(shù)據(jù)主要包括三個來源：政府部門的統(tǒng)計和普查資料、商業(yè)數(shù)據(jù)，以及研究者獨立進行的調查。政府部門對人口和經(jīng)濟活動的基本情況進行周期性的調查和匯總,形成公開的統(tǒng)計年鑒和數(shù)據(jù)資料等。數(shù)據(jù)內容以基本信息為主[6-7,62],也包括少量居民認知[47]和行為[63]的指標。雖然此類數(shù)據(jù)的內容相對單一,但是相對容易獲取,覆蓋范圍廣,周期性強,能夠支持較大空間范圍和跨時間的比較研究[6,64],為在城市生態(tài)研究中考慮社會經(jīng)濟要素提供了基礎。因此,來自政府部門的統(tǒng)計和普查資料應用時間早、范圍廣,幾乎所有考慮社會經(jīng)濟要素的城市生態(tài)研究均或多或少地使用了一些居民基本信息。

商業(yè)數(shù)據(jù)指相關咨詢企業(yè)提供的信息產(chǎn)品,包括企業(yè)業(yè)務衍生的數(shù)據(jù)產(chǎn)品,例如房地產(chǎn)商提供的住宅小區(qū)信息[46]、社交媒體提供的用戶行為數(shù)據(jù)[65]等,也包括以采集、分析、銷售數(shù)據(jù)為目標的咨詢企業(yè)所提供的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。例如美國的市場等級劃分數(shù)據(jù)(Potential Rating Index for Zipcode Markets, PRIZM),根據(jù)城市化程度、居民社會經(jīng)濟地位、行為模式對郵編區(qū)進行聚類,分析未來的潛在商業(yè)機會,該數(shù)據(jù)在研究中可用于識別社會分層等狀況。此類數(shù)據(jù)標準化程度較高,內容多樣,在北美和歐洲的研究中比較常見。我國目前商業(yè)數(shù)據(jù)的來源還比較有限,應用較少,多限于從網(wǎng)絡環(huán)境中獲取數(shù)據(jù)[46,65]。

最后一類是研究者為了滿足研究的需求,設計方案,通過調查獲取所需要的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)。這一類數(shù)據(jù)在樣本選擇、數(shù)據(jù)內容等方面都依研究需求而定,需要的人力、物力和時間成本較高,且由于調研方式不一致,數(shù)據(jù)之間的可比性較差。一次調查的結果,往往只能為一個團隊或一個項目所用,難以支持長時間序列或大范圍的案例比較研究。

3 社會經(jīng)濟要素在城市生態(tài)學中的應用

引入社會經(jīng)濟要素拓寬了城市生態(tài)研究的視野,從關注城市中生態(tài)要素的過程、格局和特征(即“城市中的生態(tài)學”),擴展到視城市為一個整體的生態(tài)系統(tǒng),分析其中社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境相互作用的過程、格局、機制(即“城市的生態(tài)學”)。社會經(jīng)濟要素的應用,極大地豐富了城市生態(tài)學的研究議題。圖3以城市公園為例,展示了在生態(tài)環(huán)境要素的基礎上,應用三類社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)能夠幫助研究者探討的不同議題,對于這些議題的研究有助于完整地呈現(xiàn)居民與環(huán)境的耦合關系。

圖3 需結合社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)探討的研究議題

即便如此,在快速發(fā)展的城市生態(tài)研究中,社會經(jīng)濟要素的應用仍相對有限。在Web of Science核心合集中以“城市生態(tài)”為關鍵詞檢索,結果顯示我國在2000—2018年間發(fā)表相關研究3410篇,占全球總量(23731篇)的14%。其中考慮了社會經(jīng)濟要素的有1024篇,僅占研究總數(shù)的30%,比全球水平低8%。從發(fā)表研究增長速度來看(圖4),全球總體研究的平均年增長速度為15%,包括社會經(jīng)濟要素的研究增長速度是16%,該類研究將逐漸發(fā)展并成為主流。我國雖然整體增長速度較快(26%),將近全球水平的兩倍,但是包括社會經(jīng)濟要素的研究增長速度(25%)卻低于總體增速,與全球趨勢相反。如果維持現(xiàn)狀,雖然我國城市生態(tài)研究增長迅速,在全球范圍內的影響會逐漸增加,但是可能會偏離國際上的主流方向。

圖4 國內外城市生態(tài)學研究發(fā)展趨勢

4 總結：挑戰(zhàn)與機遇

本文通過對全球長期城市生態(tài)研究進行綜述,發(fā)現(xiàn)常用的社會經(jīng)濟指標主要包括居民的基本信息、認知和意愿、行為三大類,數(shù)據(jù)來自于政府公開數(shù)據(jù)、商業(yè)數(shù)據(jù),以及研究者展開的調查。社會經(jīng)濟要素極大地拓展了研究議題的范圍,是支持城市社會-經(jīng)濟-自然復合系統(tǒng)研究的重要部分。我國城市生態(tài)領域研究發(fā)展迅速,發(fā)表文章大約占全球的14%,研究數(shù)量增速將近全球的兩倍。但是,我國城市生態(tài)研究中結合社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)的工作相對較少,占總體的比例相較世界水平低8個百分點,增長速度也更慢。社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)獲取困難,是造成這一局面的主要原因之一。三大常見數(shù)據(jù)源中,我國政府公開數(shù)據(jù)的內容比較單一、統(tǒng)計單元較大、獲取便捷度較低。商業(yè)數(shù)據(jù)機構還處于起步階段。而我國龐大的人口總量提高了對有效樣本數(shù)量的要求,獨立開展抽樣調查需要承擔巨大的人力財力支出。數(shù)據(jù)是拓展學科領域的先決條件,社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)獲取的困難,大大抬高了我國研究者嘗試“城市的生態(tài)學”整合研究的門檻,影響了學科的發(fā)展。

面對這樣的挑戰(zhàn),為推動我國城市生態(tài)學研究的進一步發(fā)展、克服社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)獲取困難的問題,本文提出以下三點建議。首先,當前是社交媒體和大數(shù)據(jù)快速發(fā)展的時代,社交媒體及多種平臺提供的大數(shù)據(jù)突破了以往社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)內容、時空分辨率、覆蓋范圍方面的限制。雖然大數(shù)據(jù)仍存在諸如樣本代表性等一些局限性,但具有極大的潛力值得研究者挖掘[66]。第二,進一步構建數(shù)據(jù)共享機制和相對統(tǒng)一的調查規(guī)范和指南,應用于城市生態(tài)研究中的社會經(jīng)濟調查,將通過零散的獨立調查得到的數(shù)據(jù)集合起來,充分發(fā)揮一次調查的作用,減少重復調查。第三,政府部門具有大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù),并對研究者和公眾開放,但是往往由于信息不暢或獲取不便沒有得到充分的認識和使用。進一步了解和充分使用這些統(tǒng)計數(shù)據(jù),也可以在一定程度上解決社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)不足的問題。