生态系统服务供给与需求的空间化定量评价方法与实证——以北京市生态休闲服务为例

The value implementation of ecosystem services and contributions for human well-being mainly depend on the interaction process of demand, supply and consumption. At present, however, the research of supply and demand of ecosystem services and their spatial associations have not yet been fully integrated into the assessment of ecosystem services, which has restricted the application of ecosystem services evaluation results in decision-making management. Focused on three key scientific problems, namely eco-recreation services process, supply and demand function, and spatial analysis, this research select eco-recreation services as the subject and take Beijing as the case, to identify the spatial associations between eco-recreation services supply and demand, develop GIS application module, and realize the spatial simulation and visualization of the supply and demand of regional eco-recreation services. Furthermore, the relationship and mechanism between human well-being and eco-recreation services would be analyzed. The study reveal the condition, spatial pattern and evolution patterns of the eco-recreation services and put forward scientific advices for related decision-making of urban development, spatial layout, land use planning, infrastructure construction and ecological regulation in Beijing based on scenario prediction of urban development and situation of ecosystem services supply and demand. This study would be meaningful to reveal the equilibrium relationships in spatial scale between the ecosystem structure, process and human needs, and to provide a method and technical support for quantifying and mapping the ecosystem services demand and supply.

生态系统服务的价值实现和对人类福祉的贡献依赖于其需求、供给与消费过程。目前，生态系统服务评价中对供给与需求及其空间关联研究不足，制约了生态系统服务评价对决策管理的支持作用。本项目以生态休闲服务为研究对象，以北京为案例，围绕生态休闲服务过程、供给函数与需求函数、空间分析等三个关键科学问题，建立生态休闲服务供给与需求定量评价方法；识别生态休闲服务供给与需求的空间关联，建立空间分析方法，开发GIS应用工具模块，实现区域生态休闲服务供给与需求的空间模拟与表达；揭示北京生态休闲服务供给与需求的状态、格局与趋势，探讨其与居民福祉之间的相互关系；基于城市发展情景进行生态休闲服务供需预测，进而从城市发展、空间布局、土地利用、基础设施、生态建设与调控等方面提出相应的调控对策建议。研究以期有助于揭示生态系统结构与过程与人类需要在空间尺度上的匹配关系，为空间化的生态系统服务定量评价提供方法和技术支持。

生态系统服务通过使用经济学中“服务”的概念为理解自然对人类福祉的贡献提供沟通的桥梁，生态系统服务评估框架已成为一种认识和理解自然生态系统与人类社会之间复杂关系的科学途径。由于生态系统服务的价值实现和对人类福祉的贡献依赖于其需求、供给与消费过程，相比缺乏现实市场机制的生态系统服务价值评估，本研究提出可视化的生态系统服务供需关系是一种更直观且易于理解的响应自然资源空间配置的反馈机制。因此，在一定时空范围内，识别生态系统服务的完整实现过程，空间定量评估服务的供给、需求和利用，辨识供需矛盾区域，不仅有助于提供空间明确的生态系统管理指示依据，也能够从理论上反映生态系统服务作用于人类福祉的因果路径，从而提升生态系统服务评价研究应用于现实决策的可操作性和有效性。.本研究以城市绿地空间的生态休闲服务为例，证实生态系统服务供需空间定量评估路径及其结果应用的可行性。以北京为研究区，运用公众参与调查、多元统计分析、GIS空间分析、Python开发等技术，围绕生态系统服务实现过程、供给函数与需求函数、基于供需空间关联的匹配分析等三个关键科学问题，建立了生态休闲服务供给与需求的空间定量评估方法。基于北京市公园绿地分布、人口普查、道路网络等多源数据集，评估了两种空间可达性尺度的生态休闲服务供给、需求及其供需匹配关系。然后，基于城市发展情景进行生态休闲服务供需预测，进而从城市发展、空间布局、土地利用、基础设施、生态建设与调控等方面提出相应的绿地空间调控对策建议。在理论方法方面，本研究克服了未考虑供需空间关联的以土地利用类型单元赋值的静态生态系统服务评价的局限性，建立了生态休闲服务供给和需求定量评价方法和空间化模型，有助于揭示生态系统结构与过程与人类需要在不同空间尺度上的匹配关系，为生态系统服务评价提供新的方法和技术手段；在应用层面，本研究通过精准识别生态休闲服务供需矛盾区域，为城市绿地空间优化管理及改善居民福祉提供了一种易于使用的定量评价工具。