杜樂山, 劉海燕, 徐靖, 張風春, 李俊生

?

城市化與生態(tài)系統(tǒng)服務的雙向影響綜述

杜樂山, 劉海燕, 徐靖, 張風春, 李俊生*

中國環(huán)境科學研究院, 北京 100012

城市化和生態(tài)系統(tǒng)服務均是當前國際研究的熱點。在概述城市化與生態(tài)系統(tǒng)服務相互影響機制和量化研究的基礎(chǔ)上, 總結(jié)了兩者的雙向影響關(guān)系, 即合理城市化提高生態(tài)系統(tǒng)服務, 反之會降低生態(tài)系統(tǒng)服務; 生態(tài)系統(tǒng)服務可支撐, 也可制約城市化發(fā)展。未來應強化基礎(chǔ)研究、理清相互作用機理、構(gòu)建合理的方法體系, 并推動將理論研究應用到政策決策。最后提出有關(guān)城市化與生態(tài)系統(tǒng)服務協(xié)同發(fā)展的一些措施, 以期實現(xiàn)雙贏的目的。

生態(tài)系統(tǒng)服務; 城市化; 雙向影響

1 前言

城市化和生態(tài)系統(tǒng)服務均是當前國際研究的前沿和熱點問題。城市化程度是衡量一個國家或地區(qū)經(jīng)濟、社會、文化、科技發(fā)展水平的重要標志, 在促進社會經(jīng)濟發(fā)展、提高人類生活質(zhì)量方面具有重要意義, 對生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及空間演變也有著廣泛而深遠的影響[1]; 生態(tài)系統(tǒng)服務是指生態(tài)系統(tǒng)形成和維持的人類賴以生存和發(fā)展的環(huán)境條件與效用[2], 是人類生存與經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)[3]; 兩者密不可分且相互影響。隨著城市化進程的加快和人類對生態(tài)福祉要求的提高, 生態(tài)系統(tǒng)服務越來越受到公眾的關(guān)注, 國內(nèi)外學者開展了大量研究試圖揭示城市化與生態(tài)系統(tǒng)服務的互相影響機制及量化關(guān)系[4––9]。本文在回顧國內(nèi)外生態(tài)系統(tǒng)服務與城市化關(guān)系研究的基礎(chǔ)上, 概述了城市化和生態(tài)系統(tǒng)服務的相互影響機制和量化研究, 列舉了兩者雙向影響關(guān)系, 提出了存在的問題及今后研究的重點, 并從政策、規(guī)劃、經(jīng)濟及利益相關(guān)方等方面提出了城市化如何保護生態(tài)環(huán)境、如何利用生態(tài)系統(tǒng)服務緩解城市問題的相關(guān)建議, 以期為后續(xù)科學研究及政策決策提供參考。

2 城市化與生態(tài)系統(tǒng)服務相互影響機制

城市化與生態(tài)系統(tǒng)服務相互影響機制錯綜復雜, 一方面, 城市通過發(fā)揮規(guī)模效應、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高城市人口素質(zhì)和城市管理水平等途徑, 優(yōu)化生態(tài)環(huán)境并提高生態(tài)系統(tǒng)服務[10, 11]; 但城市化過程中的人口增長、經(jīng)濟發(fā)展、資源消耗、地域擴張及生活方式的改變等使得生態(tài)環(huán)境惡化[12], 進而影響生態(tài)系統(tǒng)的過程、結(jié)構(gòu)和功能[13], 甚至引發(fā)生物多樣性減少、生態(tài)系統(tǒng)退化、土壤侵蝕和荒漠化、生物入侵等全球性生態(tài)環(huán)境危機[14]。例如在人口城市化過程中, 自然資源的大量消耗和環(huán)境廢棄物的過度排放[1], 使得城市濕地、森林、農(nóng)田等生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞, 改變了原有的生態(tài)平衡, 影響生態(tài)系統(tǒng)服務與功能; 空間城市化過程中, 農(nóng)田、森林、草地等土地被大量占用, 土地作為生態(tài)系統(tǒng)服務的載體, 其利用類型的改變必然影響生態(tài)系統(tǒng)服務[15]; 另外, 經(jīng)濟城市化和社會城市化大多伴隨著第一產(chǎn)業(yè)的下降與第三產(chǎn)業(yè)的崛起, 導致生態(tài)系統(tǒng)的供給服務降低(如糧食、蔬菜、水果等產(chǎn)量減少)。

另一方面, 良好的生態(tài)系統(tǒng)可以提供土地、水、新鮮的空氣等必要的物質(zhì)條件, 提升城市生態(tài)競爭力和居民的生活質(zhì)量, 從而支撐城市的可持續(xù)發(fā)展[16]; 但生態(tài)系統(tǒng)惡化則會導致城市居住環(huán)境質(zhì)量的降低、區(qū)域投資環(huán)境競爭力下降、生態(tài)環(huán)境要素支撐能力低下、災害事件頻發(fā), 減緩或抑制城市化進程[17–19]。生態(tài)系統(tǒng)服務主要通過供給服務、調(diào)節(jié)服務、文化服務和支持服務約束城市化人口、經(jīng)濟和社會發(fā)展。如供給服務為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┍匦杵? 其下降會增加城市居民的生活和生產(chǎn)成本, 大大降低城市居民生活質(zhì)量; 調(diào)節(jié)服務能夠凈化城市污染, 防止水土流失等, 其退化將嚴重威脅城市安全和人類健康; 文化服務的缺失將會大大降低城市居民的歸屬感和幸福指數(shù); 支持服務提供生物生境、提高生物多樣性、支持生物地球化學循環(huán)及傳粉與能量傳播, 是其它三項服務的基礎(chǔ)與源泉[20]。城市化和生態(tài)系統(tǒng)服務既相互依存又相互制約, 兩者通過法律政策的干預、市場機制調(diào)節(jié)以及居民意識的提升等手段, 從初級階段的脅迫與制約逐步向高級階段的保護與支撐過渡(圖1)。

3 城市化和生態(tài)系統(tǒng)服務的量化研究

生態(tài)系統(tǒng)服務主要包括供給服務、調(diào)節(jié)服務、文化服務和支持服務四大類, 其價值分為使用價值(包括直接使用價值、間接使用價值和選擇價值)和非使用價值(包括遺產(chǎn)價值和存在價值)[21]。目前國際上主要通過供給模型(包括野外調(diào)查、查表法、專家打分法、相關(guān)關(guān)系法和回歸模型法)、需求模型(包括社會經(jīng)濟統(tǒng)計、問卷調(diào)查、生物物理模型)和價值模擬(包括直接市場價值法、替代市場法、模擬市場法)等方法及其綜合運用, 對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務進行定量評估[22]。但由于指標選取受研究者教育背景及主觀意識影響較大, 加之研究方法不統(tǒng)一, 非市場價值部分具有較大的不確定性[23], 不同部門間數(shù)據(jù)不共享及部分數(shù)據(jù)難以測量等原因[24], 使得不同學者的研究結(jié)果差異較大, 導致研究結(jié)果在時間和空間上不具有可比性。

城市化水平的測定主要有主要指標法和綜合指標法。主要指標法是用城市人口占總?cè)丝诘谋戎貋頊y度城市化水平, 該方法具有簡單易操作的特點, 但由于城鎮(zhèn)人口的范圍難以準確的界定, 且不同時期人口統(tǒng)計口徑的改變, 導致該方法具有一定的局限性[25]。目前, 城市化水平的測度大多采用綜合指標法, 即選取人口城市化、經(jīng)濟城市化、社會城市化、空間城市化4大類指標體系[26], 通過熵值法確定權(quán)重, 以消除多指標變量間信息的重疊和人為確定權(quán)重的主觀化[27]。此方法具有較高的可信度, 但指標的權(quán)重受地域影響較大, 通用性較差, 不同地域的可比性不強[25]。

圖1 城市化與生態(tài)系統(tǒng)服務的雙向影響機制

量化分析城市化與城市生態(tài)系統(tǒng)服務的關(guān)系, 對生態(tài)系統(tǒng)保護和城市生態(tài)安全有重要意義。早在20世紀80年代, Rapport等[28]提出了著名的PSR(壓力、狀態(tài)、響應)模型, Grossman和Krueger[29]提出了生態(tài)環(huán)境的倒“U”型庫茲尼茨曲線假設, 為城市化和生態(tài)環(huán)境關(guān)系的探討奠定了理論基礎(chǔ)。Odum等[30]采用系統(tǒng)動力學與靈敏度模型, 對城市發(fā)展及環(huán)境演變的影響進行了分析, 揭示了兩者之間的交互作用機理; Estoque等[4]通過研究發(fā)現(xiàn)在1988—2009年間, 城市化導致生態(tài)系統(tǒng)服務下降超過60%; Buyantuyev等[5]利用MODIS NDVI數(shù)據(jù)和NPP模型, 發(fā)現(xiàn)城市化有助于干旱地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)功能的提升。我國在此方面也開展了大量研究, 如胡和兵等[6]通過線性模型的方法, 發(fā)現(xiàn)城市化水平與流域生態(tài)系統(tǒng)服務呈顯著負相關(guān); 馮榮光等[7]、楊昆等[31]認為城市化過程中的建筑用地變化與城市生態(tài)系統(tǒng)服務存在顯著負相關(guān)關(guān)系; 黃云鳳等[32]探討半城市化地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務對土地利用變化的響應過程, 得出生態(tài)系統(tǒng)服務總量隨著土地利用強度增加呈現(xiàn)波動性變化, 調(diào)節(jié)和支持服務呈現(xiàn)顯著的負相關(guān); 蔡邦成等[8]通過耦合分析發(fā)現(xiàn), 昆山生態(tài)系統(tǒng)服務與城市化水平呈現(xiàn)不規(guī)則“U”型耦合狀態(tài); 王莉雁等[9]運用冗余度分析方法(RDA)發(fā)現(xiàn)城市化對生態(tài)系統(tǒng)服務存在雙向影響, 一方面防風固沙功能、土壤保持功能均與常住人口城市化率呈顯著正相關(guān); 另一方面, 防風固沙功能與建設用地指數(shù)呈極顯著負相關(guān)。

4 城市化對生態(tài)系統(tǒng)服務的影響

4.1 城市化的正面效應

緩解生態(tài)脆弱區(qū)的壓力。生態(tài)脆弱性已成為影響全球化和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題。目前解決生態(tài)脆弱區(qū)的主要方法是將超負載的人口有組織、有計劃地遷移出去。城市化過程可以吸納生態(tài)脆弱區(qū)的人口, 有效的減緩生態(tài)脆弱區(qū)的人為活動壓力[33], 如Portnov等[34]通過對巴勒斯坦南部的內(nèi)蓋夫地區(qū)城市化進程的研究, 認為城市化可以更有效地緩解生態(tài)環(huán)境壓力。

集約利用土地資源。土地是城市空間擴張的主要載體, 合理規(guī)劃城市發(fā)展, 加強土地多維空間的使用, 可以有效地緩解土地供需矛盾, 為城市生態(tài)系統(tǒng)服務提供更多的空間。如上海市改變傳統(tǒng)的土地粗放利用模式, 節(jié)約集約利用現(xiàn)有的土地, 提高土地資源的利用效率[35]對水源地、濕地、農(nóng)林用地等資源實行戰(zhàn)略性安全儲備, 為城市的生態(tài)安全奠定了基礎(chǔ)。城市化進程也會推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展, 提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率、土地生產(chǎn)率和農(nóng)產(chǎn)品商品率, 推動形成良好、高效能的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。

增加生物多樣性。生物多樣性是重要自然資源, 也是生態(tài)系統(tǒng)服務的基礎(chǔ)。合理的城市化可以有效地增加生物多樣性[36], 如通過修建水利設施、污水處理等集約化管理措施, 可以有效地改善城市濕地和河流湖泊等的水質(zhì), 增加生物多樣性; 綠色空間廊道、生物通道等綠色設施的建設, 為動物遷徙提供通道, 有效的增加城市動物種類和數(shù)量[37]; 城市森林公園、動物園、植物園、自然保護區(qū)等的建立, 也為重要物種和遺傳資源的保育提供了基礎(chǔ)條件, 增加城市生物多樣性, 進而提高生態(tài)系統(tǒng)服務與功能。

優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和消費理念升級。城市化是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和就業(yè)結(jié)構(gòu)的重要影響因素, 它能夠促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從第一、二產(chǎn)業(yè)向第三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移, 發(fā)展高科技的低碳經(jīng)濟和循環(huán)經(jīng)濟, 減少對自然資源的過度依賴; 居民融入城市的過程中, 改變了傳統(tǒng)“靠山吃山, 靠水吃水”的觀念, 更傾向于選擇環(huán)保低碳的物質(zhì)資料和生活方式, 減少了對野生動植物和自然生態(tài)系統(tǒng)的破壞。

4.2 不合理城市化的負面影響

導致供給能力不足。不合理城市化帶來了大量的人口, 需要更多的糧食、蔬菜和水資源等, 導致城市供給服務匱乏。據(jù)統(tǒng)計, 在中國669個人口超過10萬的城市中, 有60%缺乏足夠的水資源, 大城市周邊90%的河流受到嚴重污染[38], 無法保證居民的用水需求和工業(yè)生產(chǎn)需要。另外, 大量農(nóng)田和林地被侵占帶來的生態(tài)系統(tǒng)服務走低[39, 40], 進一步加劇了糧食、蔬菜、水果的匱乏, 容易引發(fā)一系列社會與環(huán)境問題。

導致調(diào)節(jié)服務下降。不合理城市化削弱了城市生態(tài)系統(tǒng)的凈化能力, 引發(fā)霧霾、水質(zhì)下降、土壤污染等環(huán)境問題; 影響了生態(tài)系統(tǒng)的氣候調(diào)節(jié)能力, 引發(fā)溫室效應、城市熱島效應及局地環(huán)流等氣候效應[41]; 增大了自然災害發(fā)生的頻率, 甚至引發(fā)山體滑坡、城市內(nèi)澇等重大自然災害[42], 導致城市生態(tài)系統(tǒng)服務中的調(diào)節(jié)服務明顯下降。

導致文化服務下降。城市大量的綠地、公園、動物園、種子庫以及古樹名木等是生態(tài)系統(tǒng)文化服務的載體, 承載了人類傳統(tǒng)文化情感、靈感激發(fā)和觀光旅游活動[43, 44], 在生態(tài)設計、仿生建筑等城市規(guī)劃過程中也發(fā)揮了重要作用。但盲目追求城市擴張與設施建設, 將對城市生態(tài)系統(tǒng)的文化服務造成嚴重影響, 降低城市的文化服務功能; 由于文化服務的特殊屬性, 很大程度上無法被人工勞動與物質(zhì)產(chǎn)品替代, 一旦出現(xiàn)退化, 很難通過技術(shù)或其它方法進行修復, 甚至造成永久性的破壞。

導致生物多樣性被破壞。在城市化過程中, 對森林、水域等的不合理開發(fā)利用, 極易干擾生態(tài)系統(tǒng)的完整性, 造成棲息地破碎化和景觀板塊化[45], 引發(fā)地理隔離, 降低生物多樣性的自我維持能力。人類過度干預也極易造成生態(tài)破壞, 引發(fā)外來物種入侵[46], 威脅當?shù)氐纳锒鄻有? 甚至會引發(fā)當?shù)匚锓N滅絕[47]。城市過度集中的農(nóng)藥化肥濫用、化石燃料燃燒等, 也可能改變物質(zhì)循環(huán)和能量流動, 影響生物地球化學循環(huán), 危及地球生物多樣性[48]。

5 生態(tài)系統(tǒng)服務對城市化發(fā)展的支撐和制約

5.1 生態(tài)系統(tǒng)服務支撐城市發(fā)展

改善城市環(huán)境質(zhì)量。生態(tài)系統(tǒng)是人類生存繁衍的必要條件, 是城市健康可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ), 良好的生態(tài)系統(tǒng)可改善城市的環(huán)境質(zhì)量, 提高城市環(huán)境舒適度[49], 保障城市居民的身心健康。如植被能顯著地影響城市的風力、濕度、降水和溫度, 降低熱島效應等對居民健康的影響[50, 51]; 能凈化污染、固碳釋氧、殺死細菌、阻滯塵土等, 從而有效改善城市居民的生活環(huán)境[52], 降低由污染引起的呼吸道與心血管疾病發(fā)生的概率; 能抑制城市噪音, 有效降低其對居民生理及心理的危害等。

緩解城市能源與資源壓力。良好的生態(tài)系統(tǒng)能夠有效地緩解城市能源與資源壓力[57], 提高城市的可持續(xù)性。如城市林木的蒸騰作用顯著降低了城市溫度, 減少城市空調(diào)的使用, 降低城市用電需求[53, 54]; 城市周邊農(nóng)田、森林生態(tài)系統(tǒng)為居民提供糧食、蔬菜、水果等, 減少了食物運輸過程中的人力成本與能源消耗; 另外, 對水資源的儲存和凈化可以緩解城市缺水壓力, 提高城市淡水的利用效率[50], 減少水資源時空轉(zhuǎn)運的能源投入。

推動城市綠色經(jīng)濟發(fā)展。生態(tài)系統(tǒng)服務也能影響到人們的支付意愿, 拉動城市的綠色發(fā)展。如Tyrv?inen等[55, 56]和包英爽[57]通過研究發(fā)現(xiàn), 城市森林能夠顯著提高了生態(tài)房地產(chǎn)的價值; 良好的生態(tài)系統(tǒng)也為城市“碳交易”和“濕地銀行”等提供了基礎(chǔ), 推動綠色經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟等低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展, 提升城市活力與競爭力。

提高居民心理健康。城市生態(tài)系統(tǒng)具有社會歸屬感、群體認同感、社會凝聚力及環(huán)境教育等重要價值, 對提高城市居民的心理健康有重要作用[58, 59]。良好的自然環(huán)境不僅可以激發(fā)積極的態(tài)度與高效的行為(如樂觀、自信、自尊、助人為樂、克服困難等), 增加社會歸屬感, 營造良好的社會關(guān)系, 而且可以抑制消極或暴躁等負面的心理與行為[60, 61]。研究發(fā)現(xiàn), 病房外為公園的病人, 比病房外為墻的病人身體恢復得更快[62], 綠色植被也能降低城市居民的工作壓力[63], 提高居民的幸福指數(shù)。

5.2 生態(tài)系統(tǒng)服務下降制約城市化發(fā)展

生態(tài)經(jīng)濟成本增加。生態(tài)系統(tǒng)服務下降, 將加大城市生態(tài)經(jīng)濟成本的投入, 阻礙和制約城市社會經(jīng)濟發(fā)展速度和規(guī)模, 影響城市的發(fā)展方向[64]。如城市森林生態(tài)系統(tǒng)被破壞, 將導致城市水果、木材等供給服務不足, 引起原材料價格上漲; 可能引發(fā)水土流失、山體滑坡等自然災害, 造成直接經(jīng)濟損失; 也會嚴重影響到后人對資源的利用, 違背可持續(xù)發(fā)展原則。

資源能源約束趨緊。生態(tài)系統(tǒng)服務不足以支撐城市發(fā)展, 將會使資源能源需求與供給之間的矛盾日益突出, 嚴重制約城市社會、經(jīng)濟和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展, 產(chǎn)生約束效應。如Jurdi等[65]、Checkley等[66]通過研究發(fā)現(xiàn)水資源缺乏制約城市發(fā)展; 傳統(tǒng)能源和新興能源也會隨城市快速擴張出現(xiàn)供給不足, 進一步加劇能源緊張對城市發(fā)展的脅迫效應, 出現(xiàn)很多發(fā)展瓶頸。

生態(tài)承載力不足。生態(tài)承載力是指生態(tài)系統(tǒng)的自我維持、自我調(diào)節(jié)能力[67], 生態(tài)系統(tǒng)服務的下降會導致城市生態(tài)承載力不足。如北京市人均生態(tài)足跡遠遠超過其生態(tài)系統(tǒng)承受能力, 生態(tài)發(fā)展處于不可持續(xù)狀態(tài), 進而制約城市發(fā)展[68]; 上海市人均生態(tài)足跡為2.64 hm2, 生態(tài)承載力為0.26 hm2, 生態(tài)赤字高達2.38 hm2, 屬于人均水平虧缺較高的區(qū)域[69], 城市擴張也受到生態(tài)承載力的限制。

影響人類福祉。生態(tài)系統(tǒng)服務下降, 將直接影響到人類的身心健康。如生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)功能下降和城市人口的增加, 導致了水、氣、土等環(huán)境污染問題得不到改善并日益加重, 城市居民健康容易受到威脅。另外, 城市擴張占用了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng), 導致農(nóng)民勞動機會減少、工作預期降低和失業(yè)恐慌增加, 降低這部分人群的福祉感受[70]。

6 結(jié)論與展望

國內(nèi)外針對城市化與生態(tài)系統(tǒng)服務開展了大量富有創(chuàng)新的研究, 但仍存在爭議, 具體原因歸結(jié)如下: 1)互相影響機制的復雜性。城市化是人口、經(jīng)濟、社會等的綜合體, 生態(tài)系統(tǒng)服務包含供給、調(diào)節(jié)、文化、支持等多項服務, 兩者包含的要素眾多, 且各要素在內(nèi)部和外部間均隨著時間和空間變化, 造就了復雜的相互作用機制; 2)定量研究方法的多樣性。城市化與生態(tài)系統(tǒng)服務兩者測算方法不盡相同, 如生態(tài)系統(tǒng)服務常用的價值評估方法包括市場價格法, 替代市場法、模擬市場法等, 不同學者使用的方法很難統(tǒng)一, 導致了兩者定量研究方法的多樣性; 3)影響結(jié)果認識的片面性。城市化與生態(tài)系統(tǒng)服務之間的相互影響具有廣泛性、系統(tǒng)性和長期性, 當前相關(guān)學者從不同角度分析了兩者的相互影響, 但總體來說, 對兩者相互影響的認識具有較大的片面性, 沒有從正反兩方面辯證看待兩者之間的關(guān)系。

基于上述, 筆者認為應加強基礎(chǔ)研究, 在厘清兩者的相互作用機理的基礎(chǔ)上, 構(gòu)建更加合理的方法體系; 研究兩者的定量關(guān)系以及隨時間、空間尺度的變化規(guī)律, 找出城市發(fā)展與生態(tài)系統(tǒng)保護的平衡點。另外, 目前研究多集中于人口密集、生態(tài)環(huán)境較差的大城市, 對生態(tài)壓力較小的中小城市研究不多, 應予以重視, 避免走先破壞后治理的老路; 重視理論研究與實踐應用的結(jié)合, 推動將研究結(jié)果納入國家政策決策中去。最后, 針對城市發(fā)展和生態(tài)保護提出以下建議:

1)城市化過程中保護生態(tài)環(huán)境。首先, 將生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務納入各級法律法規(guī)或地方政策, 如“環(huán)境保護法”、“十三五規(guī)劃”、“生態(tài)文明規(guī)劃”等, 將保護城市生物多樣性上升到國家經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略和城市未來發(fā)展戰(zhàn)略的高度; 其次, 在城市規(guī)劃過程中, 結(jié)合城市化與生態(tài)系統(tǒng)服務關(guān)系的量化結(jié)果, 運用集約發(fā)展和綠色低碳循環(huán)的理念進行規(guī)劃, 嚴格遵守“生態(tài)紅線”, 設置生物多樣性嚴格保護區(qū), 拒絕以往“攤大餅”式城市擴張; 再次, 逐步引入綠色評估體系和政績考核體系, 如利用生態(tài)系統(tǒng)與生物多樣性經(jīng)濟學(TEEB)、綠色GDP等對地方進行考核, 并推動將生物多樣性納入干部政績考核體系; 最后, 鼓勵利益相關(guān)方參與并分享生態(tài)紅利, 如賦予公眾知情權(quán)、參與權(quán)和監(jiān)督管理權(quán)等, 建立公平合理的區(qū)域生態(tài)補償機制, 為綠色環(huán)保企業(yè)提供便利等。

2)用生態(tài)系統(tǒng)服務緩解城市問題。總結(jié)國內(nèi)外城市建設的先進理念, 如生態(tài)城市、綠色城市、山水城市、花園城市、海綿城市等, 結(jié)合我國具體國情, 利用生態(tài)系統(tǒng)服務緩解城市問題; 其次, 通過推廣都市農(nóng)業(yè), 填補城市的供給缺口, 緩解城市環(huán)境問題, 為城市居民提供工作機會; 再次, 提倡生物質(zhì)能源及其它清潔能源的使用, 發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)服務的優(yōu)勢緩解城市資源壓力和環(huán)境污染; 最后, 加強綠色基礎(chǔ)設施建設, 緩解熱島效應、空氣污染、水污染等“城市病”問題, 也為人們觀光旅游、文體娛樂活動等提供場所。上述理念方法均有其適應性與局限性, 在城市規(guī)劃建設過程中, 必須因地制宜, 多層次、多角度綜合考慮, 合理運用這些新興概念支撐城市健康可持續(xù)發(fā)展。

[1] 王效科, 歐陽志云, 仁玉芬, 等. 城市生態(tài)系統(tǒng)長期研究展望[J]地球科學進展, 2009, 24(8): 928–935.

[2] 李文華, 歐陽志云, 趙景柱. 生態(tài)系統(tǒng)服務功能研究[M]. 北京: 氣象出版社. 2002.

[3] 鄭華, 李屹峰, 歐陽志云, 等. 生態(tài)系統(tǒng)服務功能管理研究進展[J]生態(tài)學報, 2013, 33(3): 702–710.

[4] ESTOQUE R C, MURAYAMA Y. Examining the potential impact of land use/cover changes on the ecosystem services of Baguio city, the Philippines: A scenario–based analy-sis[J]Applied Geography, 2012, 35(1/2): 316–326.

[5] BUYANTUYEV A, WU J. Urbanization alters spatiote-mporal patterns of ecosystem primary production: A case study of the Phoenix metropolitan region, USA[J]Journal of Arid Environments, 2009, 73(4/5): 512–520.

[6] 胡和兵, 劉紅玉, 郝敬鋒, 等.城市化對流域生態(tài)系統(tǒng)服務價值空間異質(zhì)性的影響——以南京市九鄉(xiāng)河流域為例[J]自然資源學報, 2011, 26(10): 1715–1725.

[7] 馮榮光, 林媚珍, 葛志鵬, 等. 快速城市化地區(qū)土地利用變化對生態(tài)服務的影響——以佛山市順德區(qū)為例[J]生態(tài)科學, 2014, 33(3): 574–579.

[8] 蔡邦成, 周慧平. 昆山城市化與生態(tài)系統(tǒng)服務的關(guān)系定量研究[J]環(huán)境保護科學, 2010, 36(4): 40–42.

[9] 王莉雁, 肖燚, 江凌, 等. 城鎮(zhèn)化發(fā)展對呼包鄂地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務功能的影響[J]生態(tài)學報, 2016, 36(19): 6031–6039.

[10] DONG Suocheng, YOU Fei, ZHANG Xiaojun. Environmental sustainability and scenarios of urbanization in arid area: a case study in Wuwei City of Gansu Province[C]//SPIE International Symposium on Optical Science and Technology, 2004: 120–130.

[11] 鮑超, 方創(chuàng)琳. 城市化與水資源開發(fā)利用的互動機理及調(diào)控模式[J]城市發(fā)展研究, 2010, 17(12): 19–23.

[12] 羅媞, 劉艷芳, 孔雪松. 中國城市化與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)耦合研究進展[J]熱帶地理, 2014, 34(2): 266–274.

[13] 周忠學. 城市化對生態(tài)系統(tǒng)服務功能的影響機制探討與實證研究[J]水土保持研究, 2011, 18(5): 32–38.

[14] 張芳. 西安市城市化進程對生態(tài)系統(tǒng)服務功能的影響研究[D]. 西安: 陜西師范大學, 2010.

[15] 張騫, 高明, 楊樂, 等. 1988—2013年重慶市主城九區(qū)生態(tài)用地空間結(jié)構(gòu)及其生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化[J]生態(tài)學報, 2017, 37(2): 566–575.

[16] 彭志遠, 龔小勇. 生態(tài)系統(tǒng)服務功能與城市發(fā)展動力研究[J]城市建設理論研究: 電子版, 2011(16).

[17] 劉耀彬, 李仁東, 宋學鋒. 中國區(qū)域城市化與生態(tài)環(huán)境耦合的關(guān)聯(lián)分析[J]地理學報, 2005, 60(2): 237–247.

[18] 喬標, 方創(chuàng)琳, 黃金川. 干旱區(qū)城市化與生態(tài)環(huán)境交互耦合的規(guī)律性及其驗證[J]生態(tài)學報, 2006, 26(7): 2183–2190.

[19] 黃金川, 方創(chuàng)琳. 城市化與生態(tài)環(huán)境交互耦合機制與規(guī)律性分析[J]地理研究, 2003, 22(2): 211–220.

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

[21] 杜樂山, 李俊生, 劉高慧, 等. 生態(tài)系統(tǒng)與生物多樣性經(jīng)濟學(TEEB)研究進展[J]生物多樣性, 2016, 24(6): 686–693.

[22] 于丹丹, 呂楠, 傅伯杰. 生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)服務評估指標與方法[J]生態(tài)學報, 2017, 37(2): 349–357.

[23] 李文華, 張彪, 謝高地. 中國生態(tài)系統(tǒng)服務研究的回顧與展望[J]自然資源學報, 2009, 24(1): 1–10.

[24] 傅伯杰, 于丹丹, 呂楠. 中國生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)服務評估指標體系[J]生態(tài)學報, 2017, 37(2): 341–348.

[25] 張同升, 梁進社, 宋金平. 中國城市化水平測定研究綜述[J]城市發(fā)展研究, 2002, 9(2): 36–41.

[26] 喬標, 方創(chuàng)琳. 城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的動態(tài)耦合模型及其在干旱區(qū)的應用[J]生態(tài)學報, 2005, 25(11): 3003–3009.

[27] 付夢娣, 肖能文, 趙志平, 等. 北京城市化進程對生態(tài)系統(tǒng)服務的影響[J]水土保持研究, 2016, 23(5): 235–239.

[28] RAPPORT D J, FRIEND A M. Towards a comprehensive framework for environmental statistics: A stress– response approach[M]. Ottawa, Canada: Statistics Cana-da, 1979.

[29] GROSSMAN G M, KRUEGER A B. Environmental impacts of a north american free trade agreement[J]Social Science Electronic Publishing, 1992, 8(2): 223–250.

[30] ODUM H T, ODUM E C. Modeling for all scales: an introduction to system simulation[M]. San diego: Academic Press, 2000.

[31] 楊昆, 賀磊, 許乃中, 等. 柳江流域生態(tài)系統(tǒng)服務價值的影響研究[J]生態(tài)科學, 2016(4): 148–156.

[32] 黃云鳳, 崔勝輝, 石龍宇. 半城市化地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務對土地利用/覆被變化的響應——以廈門市集美區(qū)為例[J]地理科學進展, 2012, 31(5): 551–560.

[33] 景文超. 西部生態(tài)脆弱區(qū)可持續(xù)發(fā)展模式研究[D]. 蘭州: 西北師范大學, 2013.

[34] PORTNOV B A, SAFRIEL U N. Combating desertification in the Negev: dryland agriculture vs. dryland urbaniza-tion[J]Journal of Arid Environments, 2004, 56(4): 659–680.

[35] 金忠民. 上海節(jié)約集約土地資源的生態(tài)思考[J]上海城市規(guī)劃, 2011(1): 33–39.

[36] SAVARD J P L, CLERGEAU P, MENNECHEZ G. Biodiversity concepts and urban ecosystems[J]Landscape & Urban Planning, 2000, 48(3/4): 131–142.

[37] MCKINNEY M L. Urbanization as a major cause of biotic homogenization[J]Biological Conservation, 2006, 127(3): 247–260.

[38] FU Bojie, ZHUANG Xuliang, JIANG Guibin, et al. Environmental problems and challenges in China[J]Environmental Science & Technology, 2014, 41(22): 7597.

[39] 程琳, 李鋒, 鄧華鋒. 中國超大城市土地利用狀況及其生態(tài)系統(tǒng)服務動態(tài)演變[J]生態(tài)學報, 2011, 31(20): 6194–6203.

[40] 左冕. 義烏城市化發(fā)展對生態(tài)系統(tǒng)服務的影響及其對策研究[D]. 北京: 北京林業(yè)大學, 2014.

[41] 姜乃力. 城市化對大氣環(huán)境的負面影響及其對策[J]環(huán)境保護與循環(huán)經(jīng)濟, 1999(2): 63–66.

[42] 俞孔堅, 王思思, 李迪華, 等. 北京城市擴張的生態(tài)底線——基本生態(tài)系統(tǒng)服務及其安全格局[J]城市規(guī)劃, 2010(2): 19–24.

[43] KUMAR P. The economics of ecosystems and biodiversity: Ecological and economic foundations[M]. London and Washington: Earthscan, 2010.

[44] ANDERSSON E, TENG? M, MCPHEARSON T, et al. Cultural ecosystem services as a gateway for improving urban sustainability[J]Ecosystem Services, 2015, 12: 165–168.

[45] ALBERTI M. The effects of urban patterns on ecosystem function[J]International Regional Science Review, 2005, 28(2): 168–192.

[46] MCKINNEY M L. Urbanization, biodiversity, and conser-vation[J]Bioscience, 2002, 52(10): 883–890.

[47] 李俊生, 高吉喜, 張曉嵐, 等. 城市化對生物多樣性的影響研究綜述[J]生態(tài)學雜志, 2005, 24(8): 953–957.

[48] 李鋒, 王如松, 趙丹. 基于生態(tài)系統(tǒng)服務的城市生態(tài)基礎(chǔ)設施: 現(xiàn)狀、問題與展望[J]生態(tài)學報, 2014, 34(1): 190–200.

[49] 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(4): 113–22.

[50] BOLUND P, HUNHAMMAR S. Ecosystem services in urban areas[J]Ecological Economics, 1999, 29(2): 293– 301.

[51] HARDIN P J, JENSEN R R. The effect of urban leaf area on summertime urban surface kinetic temperatures: A Terre Haute case study[J]Urban Forestry & Urban Greening, 2007, 6(2): 63–72.

[52] NOWAK D J, GREENFIELD E J, RE H, et al. Carbon storage and sequestration by trees in urban and community areas of the United States[J]Environmental Pollution, 2013, 178(1): 229–236.

[53] AKBARI H. Shade trees reduce building energy use and CO2 emissions from power plants[J]Environmental Pollution, 2002, 116(S2): 119–125.

[54] GILL S E, PAULEIT S. Adapting cities for climate change: the role of the green infrastructure[J]Built Environment, 2007, 33(1): 115–133.

[55] TYRV?INEN L. The amenity value of the urban forest: an application of the hedonic pricing method[J]Landscape & Urban Planning, 1997, 37(97): 211–222.

[56] TYRV?INEN L, V??N?NEN H. The economic value of urban forest amenities: an application of the contingent valuation method[J]Landscape & Urban Planning, 1998, 43(1–3): 105–118.

[57] 包英爽. 城市森林對生態(tài)型房地產(chǎn)的影響研究[D]. 北京: 中國林業(yè)科學研究院, 2005.

[58] CHIESURA A. The role of urban parks for the sustainable city[J]Landscape & Urban Planning, 2004, 68(1): 129–138.

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

[60] BOWLER D E, BUYUNGALI L M, KNIGHT T M, et al. A systematic review of evidence for the added benefits to health of exposure to natural environments[J]BMC Public Health, 2010, 10(1): 1–10.

[61] HARTIG T, EVANS G W, JAMNER L D, et al. Tracking restoration in natural and urban field settings[J]Journal of Environmental Psychology, 2003, 23(2): 109–123.

[62] ULRICH R S. View through a window may help recovery from surgery[J]Science, 1984, 224(4647): 420–421.

[63] JUYOUNG L, BUMJIN P, YUKO T, et al. Restorative effects of viewing real forest landscapes, based on a comparison with urban landscapes[J]Scandinavian Journal of Forest Research, 2009, 24(3): 227–234.

[64] 楊志峰, 胡廷蘭, 蘇美蓉. 基于生態(tài)承載力的城市生態(tài)調(diào)控[J]生態(tài)學報, 2007, 27(8): 3224–3231.

[65] JURDI M, KORFALI S I, KARAHAGOPIAN Y, et al. A prototype study for the management of surface water resources, Lebanon[J]Water Policy, 2001, 3(1): 41–46.

[66] CHECKLEY W, GILMAN R H, BLACK R E, et al. Effect of water and sanitation on childhood health in a poor Peruvian peri–urban community[J]Lancet, 2004, 363(9403): 112–8.

[67] 高鷺, 張宏業(yè). 生態(tài)承載力的國內(nèi)外研究進展[J]中國人口資源與環(huán)境, 2007, 17(2): 19–26.

[68] 許月卿. 基于生態(tài)足跡的北京市土地生態(tài)承載力評價[J]資源科學, 2007, 29(5): 37–42.

[69] 張芳, 徐偉鋒, 李光明, 等. 上海市2003年生態(tài)足跡與生態(tài)承載力分析[J]同濟大學學報: 自然科學版, 2006, 34(1): 80–84.

[70] CLARK A, KNABE A, R?TZEL S. Boon or bane? Others' unemployment, well–being and job insecurity[J]Labour Economics, 2010, 17(1): 52–61.

杜樂山, 劉海燕, 徐靖, 等. 城市化與生態(tài)系統(tǒng)服務的雙向影響綜述[J]. 生態(tài)科學, 2017, 36(6): 233-240.

DU Leshan, LIU Haiyan, XU Jing, et al. Review of bidirectional effects of urbanization and ecosystem services[J]. Ecological Science, 2017, 36(6): 233-240.

Review of bidirectional effects of urbanization and ecosystem services

DU Leshan, LIU Haiyan, XU Jing, ZHANG Fengchun, LI Junsheng*

Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijng 100012, China

Urbanization and ecosystem services are the focuses of the current international research. On the basis of summarizing the interaction mechanism between urbanization and ecosystem services and quantification of the interactive intervention, this paper sums up their bidirectional effects relationship, that is, rational urbanization improves ecosystem services, but irrational urbanization reduces ecosystem services. In a word, the development of urbanization can be either supported or restricted by ecosystem services. It is suggested that we should put more efforts in basic research, clarification of the mechanism of interaction, establishment of a scientific method system, and promotion of integrating theoretical research to policy decision-making in the future. Finally, the paper puts forward some measures for the coordinated development of urbanization and ecosystem services, in order to achieve the goal of mutual benefit.

ecosystem services; urbanization; bidirectional effects

10.14108/j.cnki.1008-8873.2017.06.031

X171

A

1008-8873(2017)06-233-08

2017-04-25;

2017-06-27

環(huán)境保護部生物多樣性保護專項(2096001006)

杜樂山(1988—), 男, 山東高密人, 碩士, 助理研究員, 主要從事生物多樣性保護與價值評估研究, E-mail: duleshan@yeah.net

李俊生, 男, 博士, 研究員, 博導, 主要從事生物多樣性保護研究, E-mail: lijsh@craes.org.cn