近20年城市生態系統服務發展態勢分析

陳寒旭, 游巍斌, 2, *, 何東進, 2, 游蕾曉

近20年城市生態系統服務發展態勢分析

陳寒旭1, 游巍斌1, 2, *, 何東進1, 2, 游蕾曉3

1. 福建農林大學林學院, 福州 350002 2. 福建省南方森林資源與環境工程技術研究中心, 福州 350002 3. 福建農林大學金山學院, 福州 350002

城市生態系統服務是維持和提高人類福祉、實現城市可持續發展的基本條件。采用文獻計量學和科學知識圖譜, 基于Web of Science 核心合集和中國知網數據庫, 梳理比較了2002—2019年城市生態系統服務的國內外研究主題及其演變路徑。結果表明: 在此期間, 國內外城市生態系統服務研究呈上升趨勢, 美國和中國兩國發文量占比最高, 各機構間合作度較高、跨國交流較活躍。國際上城市生態系統服務研究中, 生物多樣性成為最大關鍵詞網絡節點, 城市中的環境影響、景觀視角下綠色空間、土地利用的保護與管理以及氣候變化對城市生態系統服務影響亦是熱點。國內研究則更加關注生態系統服務的價值評估, 并在風景園林和城市綠地的融合、城市化或城市群發展過程中的土地利用和生態安全格局方面形成中國特色。近20年來, 國際上研究熱點演化表現為: 城市中的生態學—城市的管理—生物多樣性與調節服務—文化服務與人類福祉; 國內方面則經歷從城市森林—生態用地與生態城市—城市或城市群生態安全格局演變過程, 而氣候變化對城市生態系統服務影響方面的研究相對有限。城市生態系統服務研究存在問題包括: 城市生態系統服務與人類福祉作用機理認知不足、評估結果的準確性較低及其實際應用受限、生態系統文化服務量化和不利服務的研究滯后; 基于多學科整合的理論框架和方法論亟待突破。最終在此基礎上提出未來深入探索的5大重點領域。

城市生態學; 生態系統服務; 城市化; CiteSpace; 文獻計量

0 前言

生態系統服務(ecosystem services)是人類從生態系統獲得的惠益, 主要包括調節、產品提供、文化、支持4個服務功能[1]。1981年生態系統服務的概念正式提出; 1997年nature刊發論文《世界生態系統服務和自然資本的價值》[1]和著《生態系統服務: 人類社會對自然生態系統的依賴性》[2]的相繼問世, 里程碑式地促進了生態系統服務在世界范圍內政策和理念應用研究的爆炸式增長[1]。1999 年, Bolund等[3]系統闡述了城市內部生態系統服務的概念與分類, 為城市生態系統服務(urban ecosystem services, UES)研究奠定了基礎。隨后, 2001年世界環境日之際, 聯合國發起了由世界衛生組織、環境規劃署等機構共同開展的合作項目, 首次對全球生態系統進行多層次多維度的綜合評估, 并于2005 年出版了《千年生態系統評估》報告[4]; 該報告明確提出了生態系統的狀況和變化及其與人類福祉的關系, 同時提出了相關評估框架, 為生態系統服務研究的蓬勃發展起到了關鍵的推動作用[5]。

據預測, 至2050年, 世界城市人口將占據總人口的66.4%, 而中國的城市人口將達到75.8%[6]。城市生態系統是人類集中居住各種人工基礎設施大面積占據土地表面的區域[7], 城市化對經濟發展起到重要作用, 也是社會發展的必然趨勢。然而, 由于城市及邊緣地區綠地空間的減少和衰退, 城市發展對人類福祉造成威脅[8]。在城市化進程中, 僅關注經濟發展而缺乏生態環境保護理論、技術和政策支撐, 將極大限制城市地區可持續發展和人們福祉的提升[9]。城市生態系統服務作為人類從城市生態系統中獲取的利益, 是測量城市化綜合功能和生態效應的關鍵綜合性指標[3]。城市生態系統服務與城市化的關系可以為城市景觀規劃和決策提供新的見解。開展對城市生態系統服務研究成果的階段性總結與梳理, 探究其研究熱點與演進階段, 有利于系統認識城市生態系統服務研究發展脈絡, 為中國城市發展研究范式和理論體系形成提供啟示。因此, 本文結合文獻計量學和科學知識圖譜, 分析近20年國內外城市生態系統服務研究現狀和發展脈絡, 歸納城市群生態系統服務的研究熱點, 闡明城市生態系統服務研究的未來發展態勢。

1 研究方法

1.1 數據來源

為全面了解城市生態系統服務研究進展, 分別選擇國際上Web of Science核心合集數據庫(簡稱WOS)和中國知網數據庫(簡稱CNKI)中的文獻進行檢索, 以聯合國發起千年生態系統評估后的首年(2002年)為研究起點, 文獻檢索時間: 2002年1月1日至2019年12月31日。通過設定WOS數據庫的檢索式主題詞=(“ecosystem service*” AND (“city” OR “urban”))和數據下載方式(全記錄包含所引用的參考文獻以及摘要), 刪除重復和不相關數據后, 篩選4100篇文獻進行分析。通過設定CNKI檢索式(主題=('生態服務'+'生態系統服務')*'城市'), 刪除重復和不相關數據后, 確定818篇中文文獻進行分析。

1.2 分析方法

CiteSpaceⅤ是一款基于JAVA平臺的可視化分析工具, 可以展現某一科學領域中的關鍵文獻、熱點研究和前沿方向[10]。應用CiteSpaceⅤ軟件, 分別設置“key word”、“author”等網絡節點, 并設置合理閾值, 獲得相關指標和知識圖譜進而了解生態系統服務研究進展。

2 結果與分析

2.1 文獻發表概況

近20年國內外學者們對于城市生態系統服務的研究關注度越來越高。英文文獻發表量約是中文文獻的近5倍(圖1和圖2)。國際上城市生態系統服務的研究發展迅速, 上升趨勢明顯(圖1); 2008年前該領域較少受到關注(全年累計文獻數量低于100篇); 從2009年起文獻數量有較明顯的增長, 2012年開始迅速增加, 至2019年達到峰值(當年共發表相關論文927篇, 占2002—2019年間全部發文量的22.6%)。如圖2所示, 發文量最高的國家為美國, 共1031篇(占比25.2%), 其次為中國為728篇(17.8%), 其他國家發文均相對較低(均低于10%)。與國際研究態勢相比, 中國研究文獻年度間波動起伏較大, 總體呈波動式上升趨勢(圖1); 2011年達到一個高點后有所回落, 在2019年達到峰值(94篇)。此外, 從文獻學科類別來看, 城市生態系統服務文獻主要集中在環境科學(1547篇)、環境研究(1120篇)和生態學(943篇)等領域, 其次為城市學(586篇)、科學技術(445篇)和生物多樣性保護(361篇)等學科。

圖1 2002—2019年WOS和CNKI數據庫刊文量

Figure 1 The number of published papers on UES in CNKI and WOS database form 2002 to 2019

圖2 WOS數據庫中城市生態系統服務文獻主要來源國

Figure 2 The number of published papers on UES in main countries in WOS database

2002—2019年WOS和CNKI中城市生態系統相關研究高發文量期刊統計見表1。在WOS中發文量最高的是由瑞士主辦的刊物Sustainability, 發文量為238篇; 其次是Urban Forestry & Urban Greening(215篇)和Landscape and Urban Planning(213篇)。Sustainability是一本刊載人類環境、經濟、文化、和社會可持續發展等相關研究的國際期刊。在CNKI中, 《生態學報》是城市生態系統服務文獻刊載量最高的國內期刊(102篇), 明顯高于前10位的其他期刊(這些發文量接近, 15—20篇左右)。《生態學報》作為國內生態學研究最大的學術交流平臺, 它主要報道生態學及各分支學科的重要基礎理論和應用研究的原始創新性科研成果。

2.2 研究熱點分析

2.2.1 關鍵詞

關鍵詞高度凝練論文研究主題與核心內容, 分析關鍵詞出現頻次的高低分布可直觀表明相關研究點被關注程度。CiteSpace使用中心度指標測度節點在網絡中重要性進而來發現和衡量文獻的重要性, 并用紫色圈對該類文獻進行重點標注[10]。基于WOS中提取每個時區中被引頻次最高的30個關鍵詞, 生成關鍵詞圖譜(圖3)。從圖3可以看出, 涉及城市生態系統服務研究文獻中, “生態系統服務”是網絡中最大節點, 出現頻次達646次; 其次為“生物多樣性”(biodiversity)、“管理” (manage-ment) 、“城市”(city)、“城市化” (urbanization)、“影響”(impact)、“保護”(conversation)、“土地利用”(land use)、“景觀”(landscape)、“氣候變化”(climate change)等亦出現200次以上。中心度較高的關鍵詞有“生物多樣性”(biodiversity)、“城市”(city)、“保護”(conservation)、“管理” (management)。提取CNKI數據庫每個時區中被引頻次最高的20個關鍵詞, 生成關鍵詞圖譜(圖4)。從圖4可以看出, “生態系統服務”是網絡中最大節點(出現頻次27次); 其次為“風景園林”、“城市化”、“土地利用”、“生態安全格局”、“生態系統服務功能”, 出現頻次均在10次以上。其中中心度較高的關鍵詞有“城市綠地”、“生態系統服務功能”、“風景園林”、“綠色基礎設施”。

表1 城市生態系統服務研究期刊發文量

圖3 WOS數據庫城市生態系統服務研究關鍵詞圖譜

Figure 3 Key words coexistence networks of UES in WOS database

圖4 CNKI數據庫中城市生態系統服務研究關鍵詞圖譜

Figure 4 Key words coexistence networks of UES in CNKI database

2.2.2 突現詞

突變性關鍵詞(突現詞)表示待考察的關鍵詞在短時間內躍遷的現象, 強調突變性[11]。基于WOS核心合集和CNKI兩大數據庫關鍵詞突變性結果見圖5和圖6, 根據各突現詞的變化規律, 將關鍵詞的研究熱點動態變化劃分為2002—2008年、2009—2014年和2015—2019年3個階段, 各階段研究特點比較詳見表2。

表2 基于關鍵詞突現詞分析的不同時段主要研究熱點

圖5 WOS數據庫中城市生態系統服務研究突變性關鍵詞

Figure 5 Keywords burst detection of UES papers in WOS database

圖6 CNKI數據庫中城市生態系統服務研究突變性關鍵詞

Figure 6 Keywords burst detection of UES papers in CNKI database

2.3 單位合作網絡

采用CiteSpace 提取2002—2019 年發文量前列研究機構(Node Type設置為“Institution”, Top 50, 選擇Pathfinder算法)繪制城市生態系統服務研究機構合作網絡。圖7顯示WOS中發文量前29個研究機構, 中國科學院出現次數最多(217次), 其次是中國科學院大學(94次); 美國森林管理局和北京師范大學, 均為82次; 其他機構還包括德國柏林洪堡大學、亞利桑那州立大學等。從合作網絡來看, 美國環保局作為一個中心點, 它與中國科學院、亞利桑那大學、北卡羅來納大學等機構之間存在較強的合作關系。德國柏林洪堡大學則為另一中心點, 與新學院大學、開普敦大學、瑞典皇家科學院、羅德斯大學等機構之間存在較強的合作關系。此外, 威斯康星大學與德國拜羅伊特大學、新學院大學、加利福尼亞大學洛杉磯分校等機構之間存在較強的合作關系。北京師范大學與北京大學、香港大學、中國農業大學、北京林業大學也存在較強合作關系。圖8顯示CNKI中發文量前19位的研究機構; 可以看出, 中國科學院生態環境研究中心與中國科學院其他研究所、北京師范大學資源學院、中國地質大學土地科學技術學院等單位有較為密切的合作關系。

2.4 引文分析

2.4.1 作者和期刊共被引分析

鑒于CiteSpace不支持CNKI數據庫的共被引分析, 下文僅針對WOS英文文獻進行引文分析。在CiteSpace中Node Type設置為“Cited Author”, Top 50, 選擇Pathfinder 算法, 得出城市生態系統服務領域研究作者的共被引分析結果圖9。結果顯示: 有15位作者被引頻次超過200次, Costanza R (美國生態經濟學家, 主要研究領域側重生態經濟學、可持續科學和城市與區域規劃)是被引頻次最高的作者超過600次, 其次為Bolund P(瑞典斯德哥爾摩大學生態自然資源管理系環節戰略研究組成員, 主要從事生態系統服務相關研究等), Nowak DJ(美國資深科學家, i-Tree組長, 紐約州立大學環境科學學院, 主要研究城市綠地以及城市生態系統服務功能等)被引頻次分別為448次和373次。

圖7 WOS數據庫中城市生態系統服務研究機構合作網絡

Figure 7 Research institution cooperation network for UES papers in WOS database

圖8 CNKI數據庫中城市生態系統服務研究機構合作網絡

Figure 8 Research institution cooperation network for UES papers in CNKI database

通過對期刊共被引進行分析(Node Type設置為“Cited journal”, Top 50, 選擇Pathfinder 算法, 共出現節點N=193, 連線E=414)的結果見圖10。可以看出, 城市生態系統服務研究成果主要發表在環境科學與生態學領域的期刊上。期刊共被引頻次最高的是Landscape and Urban Planning(共被引達到2209次), 該期刊涉及環境科學與生態學類, 偏重方向為自然地理。其次為 Ecological Economics、Science、Journal of Environmental Management、Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America。此外。頂級刊物Science 與 Nature 分別被引1393次與1225次。

2.4.2 基于文獻共被引的研究發展脈絡分析

通過對WOS中文獻共被引分析(Node Type設置為“Cited journal”, Top 20, 選擇Pathfinder 算法, 共出現節點N=349, 連線E=801), 將共被引文獻的關鍵詞聚類梳理為6大聚類(圖11), 包括: #1城市綠地價值國際個案研究、#2城市景觀效應與城市的生態學、#3城市花園/公園的生物多樣性維持與調節服務、#4整合生態服務至管理決策、#5全球城市變化的影響和系統響應, 以及#6城市化中生態系統服務分類評價與不利服務(disservice)。

圖9 WOS數據庫的城市生態系統服務研究作者共被引圖譜

Figure 9 Co-citation references network of authors for UES papers in WOS database

圖10 WOS數據庫的城市生態系統服務研究期刊共被引圖譜

Figure 10 Co-citation references network of Journals for UES papers in WOS database

2000年伊始, 中國(廣州)、新西蘭、芬蘭、韓國等處于快速城市化進程中典型城市的個案研究相繼出現, 主要探究城市化過程下森林和綠地變化及其經濟價值和重要作用(聚類#1)。伴隨著城市生態學的快速發展, 隨后10 a內, 城市景觀結構與城市生態環境效應關系(聚類#2)、城市花園和綠地公園生物多樣性維持及其調節服務(聚類#3)這兩大研究主題先后并行發展。2010年后城市生態系統服務研究更加關注與其他學科的融合, 并嵌入全球化問題的相關研究, 同時也開始進入了反思和理論創新的新階段。具體表現在: de Groot等[42]提出了整合生態系統服務到景觀規劃與管理決策的思想; Burkhard等[43]系統闡述了生態系統服務供給與需求制圖在實際應用中的重要作用(聚類#4)。隨著城市中的全球化問題對人類的影響日漸嚴重, 較具代表性的研究論文(Seto等[44]在美國國家科學院院刊PNAS發表的題為Global forecasts of urban expansion to 2030 and direct impacts on biodiversity and carbon pools 和Costanza等[45]發表的題為Changes in the global value of ecosystem services)受到普遍關注和引用(聚類#5)。隨著學者們對城市生態學研究范式再認識, 城市生態系統服務的研究也逐漸開始反思并尋求理論創新的新階段(聚類#6)。Pickett等[46]系統梳理了城市生態學過去十年的發展, 并分析了城市和城市生態系統的概念, 提出了城市綜合癥 (Urban Syndromes) 的概念來描述城市中生態環境受到破壞的后果。Gomez-Baggethun等[35]提出了準確認識城市化下的生態系統服務分類評價和Escobedo等[23]對城市生態系統不利服務的研究。

3 討論

近20 a城市生態系統服務研究領域快速發展, 但仍存在以下方面亟待改善: (1)城市生態系統的高空間異質性和組織復雜性, 導致我們對這一高度復雜的“社會—生態”耦合系統中不同生態服務之間的關系和作用機制認識還很有限。相關研究也多集中于城市“綠色”結構組分的探討, 城市結構中鑲嵌或毗鄰的“藍色”空間亦或“藍—綠”空間組合體受到關注較少; 對植物群落生態服務研究多, 對城市中的動物昆蟲的生態服務關注較少。在“生態系統結構—過程與功能—服務—福祉”的級聯框架下, 對城市各組分及其綜合系統的生態系統服務的形成及其與人類福祉之間的作用關系研究不足。(2)城市生態系統服務的評估一直是核心議題, 該議題主要涉及評估框架模型和量化方法。例如, 在框架模型方面, Ernstson等[47]針對城市管控與生態過程的不匹配提

圖11 WOS數據庫的城市生態系統服務研究文獻共被引聚類圖譜

Figure 11 keyword clustering networks based on UES papers in WOS database

出了將生態尺度與社會網絡結構相結合的評估框架, 更好地匹配生態系統過程的空間尺度。Jansson[48]利用生態系統服務的框架與新興的生態城市理念相結合, 主要聚焦節能建筑、可持續后勤、提供給居民健康和功能性綠色城市環境。Valente[49]等利用千年生態系統評估計劃的概念模型, 分析了生態系統服務的四個功能如何與人類福祉的組成要素相互聯系。在服務量化方法方面, 城市生態系統服務評估方法發展較快且呈現多樣化態勢。例如, 價值評估法[50]、能值分析法[51]、指標評價法[52]、意愿調查法[53], 利用3S技術和改進算法量化景觀格局和土地利用變化及其對經濟和生態服務價值的影響[54]。然而, 各評估模型(或評估工具)功能有限(特別是在城市應用中的可推廣性差), 評估方法本身存在的局限性(如條件價值法的主觀影響), 生態系統服務評估中的重復計算問題[55], 評估精度難以保證, 加之過高的評估結果使其在政策層面缺乏可操作性。(3)城市生態系統不利服務相關研究尚缺乏。這不僅表現在對不利服務的類型及影響的認識不足, 更重要的是對不利服務產生過程和它的風險防控的認知十分匱乏。(4)生態系統文化服務為人類的精神、情感方面提供主觀認知, 但它的無形性使其量化困難, 導致文化服務的研究滯后, 制約了文化服務與其他服務類型之間的權衡協同機理的深入探索。(5)作為社會—生態系統復合體的城市, 城市的可持續發展和城市人口福祉的提升迫切要求的多學科和跨領域的交叉協作還未充分形成; 學者、公眾和政府管理者之間, 甚至不同管理機構之間對生態系統服務的認知未達成共識, 這都制約了退化城市生態系統的恢復研究和城市可持續性科學理論方法的跨越式發展。

4 展望

城市生態系統服務隨著城市生態學研究范式從最初關注城市中土壤、植被、城市生物、生物地理化學循環等自然要素的“城市中的生態學(Ecology in the City)”, 到將城市作為“社會—經濟—自然復合生態系統(社會—生態系統)”的“城市的生態學(Ecology of the City)”, 再至“服務于城市的生態學(Ecology for the City)”的演進和融合過程, 不斷發展的同時也初步實現了與其它學科的整合。未來城市生態系統服務重點研究領域包括: (1)跨尺度研究城市生態系統服務維持和演化過程, 從不同等級尺度下深入剖析高度異質性的城市生態系統服務供需平衡及其與人類福祉的作用關系, 量化生態服務變化對人類福祉的影響并揭示其作用機理, 針對性地修復生態系統的結構和功能中存在的問題, 促進城市社會—生態系統功能恢復力和生態服務功能的提升, 增強復雜系統應對風險的抗性、彈性及其福祉提供能力(例如, 廈門市五緣灣片區生態修復和綜合開發模式被自然資源部列入全國首批11個《生態產品價值實現典型案例》)。(2)針對城市社會—生態系統的生態系統服務評估工具的研發, 將評估結果更好地應用于綠色基礎設施建設、城市總體規劃、城市治理能力提升和人性化管理決策等實際需求中, 在實踐中檢驗評估工具的科學性和應用性, 服務于城市或城市群生態系統管理與決策。(3)深入理解生態系統不利服務對人類福祉的影響、關系量化及其預防或緩解策略; 系統認識各類型不利服務在各生態系統服務“權衡—協同”關系中的作用, 實現生態服務效益最優, 盡量避免無效和有害服務, 最終達到人類福祉的最大化。(4)城市生態系統文化服務內容拓展和量化方法研究。例如, 在全球社會、經濟和自然環境迥異的不同城市中, “格局—過程—功能—服務作用關系”一般規律的發現。如何通過科學方法準確直觀地表達城市中的關鍵文化服務, 將該量化結果應用于文化服務與供給、調節服務及生物多樣性之間的多尺度關聯研究。(5)當前城市生態學發展方向與人文地理、城市地理、城市規劃等研究方向重疊較多, 學科之間的界限變得模糊, 未來應創新發展多領域跨學科的城市生態系統服務研究范式、理論與方法技術, 提升評估結果的科學性和實用性, 增強研究結果與城市規劃和城市治理決策的銜接。例如, 在大數據和人工智能時代, 探索如何通過人工智能算法更加細致地認識城市生物物理特征, 通過城市大數據(如手機信令、網上消費記錄、點評與簽到、位置圖片、微博微信和人口熱力圖等)及時、全面地獲得公眾對城市系統的感受反饋和福祉體驗, 實現從信息到知識、科學到決策的技術手段的新突破。

5 結語

近20 a國內外學者們對于城市生態系統服務研究日益高漲。美國和中國兩國學者發文量占比高達43%。2002—2019年期間, 生物多樣性成為國際上研究論文最大關鍵詞網絡節點, 城市中的環境影響、綠色空間和土地利用的保護與管理(特別是景觀視角下的綜合和管理), 氣候變化對城市生態系統服務影響亦是熱點關鍵詞; 國內研究更加關注生態系統服務的價值評價, 在風景園林和城市綠地領域中融合、城市化或城市群發展過程中的土地利用和生態安全格局方面。相較于其他自然生態系統而言, 以人類活動為主導的城市生態系統服務研究在生態系統服務領域發展相對較晚。中美兩大生態系統服務研究國家各有側重, 美國的研究側重于理論與模型構建, 在國際上處于領先的地位; 中國的基礎應用研究成果豐富, 中國的相關研究多為引入型和跟蹤型研究、原創性相對不足, 理論基礎研究與生態系統服務評估模型構建方面有待進一步提高。在推進生態文明建設和打造美麗中國的政策背景下, 構建生態安全格局是城市區域生態安全保障和人類福祉提升的關鍵環節之一。城市生態學中復合城市(Megacity)和城市超級區域(Urban Megaregion)理論將是未來重點發展領域之一。城市或城市群生態安全格局研究或將成為中國城市生態服務研究的鮮明特色, 不斷向世界呈現更多的中國經驗和中國智慧, 為中國和全球的可持續發展服務。

[1] COSTANZA R, D'ARGE R, DE GROOT R, et al. The value of the world's ecosystem services and natural capital[J]Nature, 1997, 387: 253–260.

[2] DAILY G C. Nature's Services: Societal Dependence on Natural Ecosystems[M]. Washington DC: Island Press, 1997.

[3] BOLUND P, HUNHAMMAR S. Ecosystem services in urban areas[J]Ecological Economics, 1999,29: 293–301.

[4] MEA. Ecosystems and Human Well-being: Current State and Trends[M]. Washington DC: Island Press, 2005.

[5] 毛齊正, 黃甘霖, 鄔建國. 城市生態系統服務研究綜述[J]應用生態學報, 2015, 26(4): 1023–1033.

[6] United Nations Department of Economic and Social Affairs Population Division. World Urbanization Prospects: The 2014 Revision[M]. New York: United Nations, 2014.

[7] PICKETT S T A, CADENASSO M A, GROVE J. Ecological, Physical, and Socioeconomic Components of Metropolitan Areas[J]Annual Review of Ecology and Systematics, 2001, 32: 127–157.

[8] 鄭華, 歐陽志云, 趙同謙, 等. 人類活動對生態系統服務功能的影響[J]自然資源學報, 2003, 18(1): 118–126.

[9] ZHOU Weiqi, FISHER B, PICKETT S T A. Cities are hungry for actionable ecological knowledge[J]Frontiers in Ecology and the Environment, 2019, 17(3): 135–135.

[10] 李杰, 陳超美. CiteSpace科技文本挖掘及可視化[M]. 北京: 首都經濟貿易大學出版社, 2016.

[11] 王云, 馬麗, 劉毅. 城鎮化研究進展與趨勢——基于CiteSpace和HistCite的圖譜量化分析[J]地理科學進展, 2018, 37(2): 239–254.

[12] KREMEN C, OSTFELD R S. A Call to Ecologists: Measuring, Analyzing, and Managing Ecosystem Services[J]Frontiers in Ecology and the Environment, 2005, 3(10): 540–548.

[13] BARTHEL S, COLDING J, ELMQVIST T, et al. History and Local Management of a Biodiversity-Rich, Urban Cultural Landscape[J]Ecology and Society, 2005, 10(2): 325–352.

[14] ELMQVIST T, COLDING J, BARTHEL S, et al. The Dynamics of Social-cological Systems in Urban Landscapes: Stockholm and the National Urban Park, Sweden[J]Annals of the New York Academy of Sciences, 2004, 1023(1): 308–322.

[15] GRIMM N B, SHEIBLEY R W, CRENSHAW C L, et al. N retention and transformation in urban streams[J]Journal of The North American Benthological Society, 2005, 24(3): 626–642.

[16] MEYER J L, PAUL M J, TAULBEE W K. Stream ecosystem function in urbanizing landscapes[J]Journal of The North American Benthological Society, 2005, 24(3): 602–612.

[17] 康博文, 劉建軍, 侯琳, 等. 延安市城市森林健康評價[J]西北農林科技大學學報(自然科學版), 2006, 4(10): 81–86.

[18] 楊昆, 管東生. 城市森林生態系統服務功能的研究[J]環境科學動態, 2005(2): 14–15.

[19] 劉海龍, 李迪華, 韓西麗. 生態基礎設施概念及其研究進展綜述[J]城市規劃, 2005, 29(9): 70–75.

[20] 段曉峰, 許學工. 城市可持續發展的關鍵自然資本研究[J]中國人口·資源與環境, 2006, 16(6): 48–52.

[21] 吳瓊, 王如松, 李宏卿, 等. 生態城市指標體系與評價方法[J]生態學報, 2005, 25(8): 2090–2095.

[22] ERNSTSON H, VAN DER LEEUW S E, REDMAN C L, et al. Urban Transitions: On Urban Resilience and Human- Dominated Ecosystems[J]Ambio, 2010, 39(8): 531–545.

[23] ESCOBEDO F J, KROEGER T, WAGNER J E. Urban forests and pollution mitigation: Analyzing ecosystem services and disservices[J]Environment Pollution, 2010, 159(8-9): 2078–2087.

[24] JENERETTE G D, HARLAN S L, STEFANOV W L, et al. Ecosystem services and urban heat riskscape moderation: water, green spaces, and social inequality in Phoenix, USA[J]Ecological Applications, 2011, 21(7): 2637–2651.

[25] MARTIN-LOPEZ B, INIESTA-ARANDIA I, GARCIA- LLORENTE M, et al.Uncovering Ecosystem Service Bundles through Social Preferences[J]Plos One, 2012, 7(6): 1–11.

[26] FULLER R A, GASTON K J. The scaling of green space coverage in European cities[J]Biology Letters, 2009, 5(3): 352–355.

[27] LYYTIMAKI J, SIPILA M. Hopping on one leg – The challenge of ecosystem disservices for urban green management[J]Urban Forestry & Urban Greening, 2009, 8(4): 309–315.

[28] 俞孔堅, 喬青, 李迪華, 等. 基于景觀安全格局分析的生態用地研究——以北京市東三鄉為例[J]應用生態學報, 2009, 20(8): 1932–1939.

[29] 周銳, 蘇海龍, 錢欣, 等. 城市生態用地的安全格局規劃探索[J]城市發展研究, 2014, 6: 21–27.

[30] SANDIFER P A, SUTTON-GRIER A E, WARD B P. Exploring connections among nature, biodiversity, ecosystem services, and human health and well-being: Opportunities to enhance health and biodiversity conservation[J]Ecosystem Services, 2015, 12: 1–15.

[31] NOWAK D J, HIRABAYASHI S, BODINE A, et al. Tree and forest effects on air quality and human health in the United States[J]Environmental Pollution, 2014, 193: 119–129.

[32] VOS P E J, MAIHEU B, VANKERKOM J, et al. Improving local air quality in cities: To tree or not to tree? [J]. Environmental Pollution, 2013, 183: 113–122.

[33] SELMI W, WEBER C, RIVIERE E, BLOND N, et al. Air pollution removal by trees in public green spaces in Strasbourg city, France[J]Urban Forestry & Urban Greening, 2016, 17: 192–201.

[34] BALDOCK K C R, GODDARD M A, HICKS D M, et al. Where is the UK's pollinator biodiversity? The importance of urban areas for flower-visiting insects[J]Proceedings of the Royal Society B-Biological Sciences, 2015, 282(1803): 1–10.

[35] GOMEZ-BAGGETHUN E, BARTON D N. Classifying and valuing ecosystem services for urban planning[J]Ecological Economics, 2013, 86: 235–245.

[36] OTEROS-ROZAS E, MARTIN-LOPEZ B, FAGERHOLM N, et al. Using social media photos to explore the relation between cultural ecosystem services and landscape features across five European sites[J]Ecological Indicators, 2018, 94: 74–86.

[37] RICHARDS D R, TUNCER B. Using image recognition to automate assessment of cultural ecosystem services from social media photographs[J]Ecosystem Services, 2018, 31: 318–325.

[38] RALL E, BIELING C, ZYTYNSKA S, et al. Exploring city-wide patterns of cultural ecosystem service perceptions and use[J]Ecological Indicators, 2017, 77: 80–95.

[39] HEGETSCHWEILER K T, DE VRIES S, ARNBERGER A, et al. Linking demand and supply factors in identifying cultural ecosystem services of urban green infrastructures: A review of European studies[J]Urban Forestry & Urban Greening, 2017, 21: 48–59.

[40] 彭建, 趙會娟, 劉焱序, 等. 區域生態安全格局構建研究進展與展望[J]地理研究, 2017, 36(3): 407–419

[41] 景永才, 陳利頂, 孫然好. 基于生態系統服務供需的城市群生態安全格局構建框架[J]生態學報, 2018, 38(12): 4121–4131.

[42] DE GROOT R S, ALKEMADE R, BRAAT L. Challenges in integrating the concept of ecosystem services and values in landscape planning, management and decision making[J]. Ecological Complexity, 2010, 7(3): 260–272.

[43] BURKHARD B, KROLL F, NEDKOV S, MUELLER C. Mapping ecosystem service supply, demand and budgets[J]Ecological Indicators 2012, 21: 17–29.

[44] SETO K C, GUENERALP B, HUTYRA L R. Global forecasts of urban expansion to 2030 and direct impacts on biodiversity and carbon pools[J]Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2012, 109(40): 16083–16088.

[45] COSTANZA R, DE GROOT R, SUTTON P, et al. Changes in the global value of ecosystem services[J]Global Environmental Change-Human and Policy Dimensions, 2014, 26: 152–158.

[46] PICKETT S T A, CADENASSO M L, GROVE J M, et al. Urban ecological systems: Scientific foundations and a decade of progress[J]Jounral of Environmental Management, 2011, 92(3): 331–362.

[47] ERNSTSON H, BARTHEL S, ANDERSSON E, et al. Scale-crossing brokers and network governance of urban ecosystem services: The case of stockholm[J]Ecology and Society ,2010, 15(4): 634–634.

[48] JANSSON A. Reaching for a sustainable, resilient urban future using the lens of ecosystem services[J]Ecological Economics, 2013, 86: 285–291.

[49] VALENTE D, PASIMENI M R, PETROSILLO I. The role of green infrastructures in Italian cities by linking natural and social capital[J]Ecological Indicators, 2020, 108: 1–8.

[50] 趙晟, 李夢娜, 吳常文. 舟山海域生態系統服務能值價值評估[J]生態學報, 2015, 35(03): 678–685.

[51] 楊青, 劉耕源. 濕地生態系統服務價值能值評估——以珠江三角洲城市群為例[J]環境科學學報, 2018, 38(11): 4527–4538.

[52] SANTAGATA R, ZUCARO A, VIGLIA S, et al. Assessing the sustainability of urban eco-systems through Emergy-based circular economy indicators[J]Ecological Indicators, 2020, 109: 1–10.

[53] KALFAS D G, ZAGKAS D T, DRAGOZI E I, et al. Estimating value of the ecosystem services in the urban and peri-urban green of a town Florina-Greece, using the CVM[J]International Jounral of Sustainable Development and World Ecology, 2020.

[54] ESTOQUE R C, MURAYAMA Y. Landscape pattern and ecosystem service value changes: Implications for environmental sustainability planning for the rapidly urbanizing summer capital of the Philippines[J]. Landscape and Urban Planning, 2013, 116: 60–72.

[55] FU Bojie , SU Changhong, WEI Yongping , et al. Double counting in ecosystem services valuation: causes and countermeasures[J]Ecological Research, 2011, 26(1): 1–14

The development trend of urban ecosystem services in the recent 20 years

CHEN Hanxu1, YOU Weibin1,2, *, HE Dongjin1, 2, YOU Leixiao3

1. College of Forestry, Fujian Agricultural and Forestry University, Fuzhou 350002, China 2. Research Centre of Southern Forest Resources and Environment Engineering Technology of Fujian Province, Fuzhou 350002, China 3. Jinshan College, Fujian Agricultural and Forestry University, Fuzhou 350002, China

Urban ecosystem services are the basic requirements for maintaining and improving human well-being and achieving urban sustainable development. Adopting the CiteSpace econometric analysis visualization software, based on the WOS (Web of Science) Core Collection and CNKI (China National Knowledge Infrastructure) databases, this paper systematically illustrated and compared the theme and its development of urban ecosystem services at home and abroad from 2002 to 2019. The result shows that the researches at home and abroad on urban ecosystem services have been on the rise with America and China being the top 2 countries as for the publication of theses, and the institutions have cooperated with each other more and more closely with cross-state communication becoming quite active. For the international researches on urban ecosystem services, the biological diversity is the biggest node in the keyword network. Moreover, the related researches also focus on the environmental impact in cities, the green space from the perspective of landscape, the protection and management of land use and the impact of climate change on urban ecosystem services. For the domestic researches, more attentions are paid to the evaluation of ecosystem services. Moreover, the related researches feature in the integration of landscape architecture and urban green land, the land use in the development of urbanization or urban agglomeration, the pattern of ecological security. In the recent 20 years, the international research focuses have changed from the ecology in cities, urban management, ecological diversity and regulating services to cultural services and human well-being; the domestic research focuses have changed from urban forestry, ecological land use and ecocities to the development of the ecological security pattern of cities or urban agglomeration, but the researches on the impact of the climate change on urban ecosystem services are relatively limited. The problems of the current researches on urban ecosystem services are as follows: the inadequate knowledge of the interplay between urban ecosystem services and human well-being, the low accuracy of evaluation results and their limited application in reality, the inadequate researches on the quantization of cultural ecosystem services and disservices. More breakthrough could be made by the multidisciplinary theoretical framework and methodology, based on which the current study points out that five key fields might be further studied in future researches.

urban ecology; ecosystem services; urbanization; CiteSpace; bibliometric analysis

10.14108/j.cnki.1008-8873.2021.05.010

S157.2

A

1008-8873(2021)05-078-11

2020-09-19;

2020-11-01

福建農林大科技創新專項基金項目(CXZX2018139; CXZX2017101); 國家自然科學基金項目(41301203); 福建農林大學A 類畢業生科研啟動資金項目(132130012)

陳寒旭(1999—), 女, 安徽蕪湖人, 本科生, 主要從事景觀生態學研究, E-mail: 330337874@qq.com

通信作者:游巍斌, 男, 博士, 副教授, 主要從事城市生態學和景觀生態學研究, E-mail: wbyou@fafu.edu.cn

陳寒旭, 游巍斌, 何東進, 等. 近20年城市生態系統服務發展態勢分析[J]. 生態科學, 2021, 40(5): 78–88.

CHEN Hanxu, YOU Weibin, HE Dongjin, et al. The development trend of urban ecosystem services in the recent 20 years[J]. Ecological Science, 2021, 40(5): 78–88.