綠金論文 | 中國(guó)典型城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的分布特征與不均等性分析

來(lái)源：市場(chǎng)資訊

（來(lái)源：江蘇省綠色金融高端智庫(kù)）

摘要

保護(hù)與修復(fù)城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，是城市應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的生態(tài)挑戰(zhàn)、提升城市生態(tài)韌性的有效舉措。但生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)不均等性的持續(xù)加劇，正對(duì)環(huán)境公平、公共健康保障與城市生態(tài)韌性提升構(gòu)成威脅。本研究構(gòu)建了城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)非貨幣化核算框架，運(yùn)用基尼系數(shù)分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的不均等特征；同時(shí)采用基于回歸的分解方法，識(shí)別出導(dǎo)致該不均等性的主要社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因素。研究結(jié)果表明，研究區(qū)城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量呈先快速增長(zhǎng)、后平穩(wěn)波動(dòng)的演變趨勢(shì)，從 1985 年的 6.78×1022 sej 增長(zhǎng)至 2020 年的 1.14×1023 sej，其中既有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)占服務(wù)總量的比重始終超過(guò) 50%。1985 年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)基尼系數(shù)為 0.461，顯著高于其他年份；徑流調(diào)節(jié)服務(wù)與降溫服務(wù)是造成生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)不均等的核心服務(wù)類型。同時(shí)，人均收入、非農(nóng)業(yè)化率與工業(yè)生產(chǎn)水平對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)不均等性的貢獻(xiàn)率合計(jì)超過(guò) 70%。本研究系統(tǒng)評(píng)估了城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的不均等狀況，剖析了其驅(qū)動(dòng)因素，凸顯了縮小生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)不均等差距的重要性，為城市規(guī)劃與發(fā)展策略制定者提供了具體的參考依據(jù)與理論支撐。

研究背景及意義

城市地區(qū)對(duì)于實(shí)現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要，因?yàn)槌鞘惺侨祟惿娴暮诵妮d體，也是能源效率提升、氣候變化適應(yīng)等諸多變革的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。然而，高密度人口與高強(qiáng)度資源消耗對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)的承載能力構(gòu)成壓力，這對(duì)于城市發(fā)展與人類生活質(zhì)量尤為關(guān)鍵。與此同時(shí)，城市是氣候變化下的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，干旱、洪澇等自然災(zāi)害頻發(fā)，進(jìn)一步加劇了城市的脆弱性。許多決策者尋求基于自然的解決方案以應(yīng)對(duì)不確定性風(fēng)險(xiǎn)。城市生態(tài)系統(tǒng)能夠最大限度地發(fā)揮城市生活的正向效益并降低負(fù)面影響，而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為一種有效工具，可以從根本上提升生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)韌性，并支撐人類福祉與生存發(fā)展。維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是增強(qiáng)適應(yīng)能力的重要適應(yīng)路徑之一。越來(lái)越多的人群對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)所提供的服務(wù)抱有持續(xù)需求。為維持適宜城市居民健康與福祉的環(huán)境，需要更全面地理解生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的目標(biāo)與現(xiàn)實(shí)需求。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)被定義為“人類從生態(tài)系統(tǒng)功能中直接或間接獲得的效益”，通常被劃分為17個(gè)主要類別。城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指由城市生態(tài)系統(tǒng)及其組分提供的服務(wù)，城市生態(tài)系統(tǒng)由綠地、藍(lán)空間、灰色基礎(chǔ)設(shè)施等多個(gè)單一生態(tài)系統(tǒng)共同構(gòu)成。近年來(lái)，諸多研究聚焦于城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)核算，這一主題仍是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分析領(lǐng)域的前沿方向。城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的量化與評(píng)估主要依賴文獻(xiàn)調(diào)研與模型方法，包括市場(chǎng)價(jià)值法、生態(tài)過(guò)程模擬、基于地理信息系統(tǒng)的模型（如InVEST模型）以及人工智能生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)模型ARIES等統(tǒng)計(jì)方法。越來(lái)越多的研究通過(guò)構(gòu)建代理指標(biāo)，在不同時(shí)空尺度下評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，以深化對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的理解。此外，諸多研究指出，城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給高度依賴綠地與藍(lán)空間的數(shù)量及空間分布，因此基于土地覆被的方法被廣泛用于定量評(píng)估特定土地類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能力。

然而，上述方法多從消費(fèi)者視角或經(jīng)濟(jì)學(xué)視角出發(fā)，以支付意愿、損失補(bǔ)償?shù)戎笜?biāo)反映人類偏好與福利貢獻(xiàn)，進(jìn)而量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。事實(shí)上，僅從消費(fèi)者端評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具有局限性，從供給者視角開(kāi)展更全面的核算十分必要。因此，本研究采用非貨幣化框架對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行核算。與其他方法相比，該框架基于完整的生態(tài)過(guò)程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一核算，已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)田、森林、海岸與海洋生態(tài)系統(tǒng)等自然生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)評(píng)估中，但將其應(yīng)用于城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究仍相對(duì)有限。

同時(shí)，現(xiàn)有研究多關(guān)注城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給量或需求量，很少探討在環(huán)境不公背景下，城市間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的不平等是否導(dǎo)致了城市發(fā)展水平的顯著差異。這一視角能夠全面解析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的分布格局，對(duì)于提升城市應(yīng)對(duì)氣候變化的能力具有不可替代的作用。實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展需要不同發(fā)展目標(biāo)的協(xié)同。縮小不均等是聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（SDGs）的重要內(nèi)容，與社會(huì)發(fā)展及氣候目標(biāo)密切相關(guān)。不平等問(wèn)題已在經(jīng)濟(jì)、教育、性別等多個(gè)社會(huì)維度受到廣泛關(guān)注。近年來(lái)，學(xué)界也提出了多種衡量環(huán)境問(wèn)題的方法，如碳排放、大氣污染物等。

在服務(wù)供給方面，城市生態(tài)系統(tǒng)通常需要提供充足的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，以支撐區(qū)域應(yīng)對(duì)氣候變化帶來(lái)的生態(tài)壓力。不同城市為居民提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)存在不均等，這反映了城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展差距以及居民從自然中獲取福祉的差距，與異質(zhì)性城市環(huán)境中的環(huán)境正義問(wèn)題緊密相關(guān)。因此，評(píng)估城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的不均等程度并提出可行的緩解路徑具有重要意義，這是推動(dòng)環(huán)境正義、改善公共健康的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

研究亮點(diǎn)

本研究采用非貨幣化框架對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行核算，并結(jié)合基尼系數(shù)與基于回歸的不均等夏普利分解法，分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的不均等性及其驅(qū)動(dòng)因素。本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：a）構(gòu)建城市生態(tài)系統(tǒng)非貨幣化框架，評(píng)估中國(guó)典型城市的多項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)；b）分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)不均等程度，以及各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)該不平等的貢獻(xiàn)；c）識(shí)別影響該不均等及其貢獻(xiàn)度的若干社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素。研究結(jié)果可為決策者推進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展與韌性建設(shè)提供有益參考。

研究結(jié)果

1.城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)估

1.1直接服務(wù)

如圖2所示，本文測(cè)算了48座城市1985—2020年的直接服務(wù)價(jià)值。結(jié)果表明，48座城市直接服務(wù)總價(jià)值從1.81×1022sej增至2.44×1022sej，整體呈現(xiàn)先快速增長(zhǎng)、后平穩(wěn)波動(dòng)的趨勢(shì)。這主要是因?yàn)槌擎?zhèn)化推進(jìn)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)了城市土地資源擴(kuò)張。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這48座城市的總面積從1985年的3.05×1011m2增至2020年的4.88×1011m2。其中，1985年直接服務(wù)貢獻(xiàn)最大的城市是杭州（9.10×102?sej），1990年為肇慶（1.23×1021sej）；其余年份直接服務(wù)最高的城市均為承德：1995年（1.72×1021sej）、2000年（1.76×1021sej）、2005年（1.71×1021sej）、2010年（1.69×1021sej）、2015年（1.68×1021sej）、2020年（1.67×1021sej）。這與其市域面積大于其他城市相一致。相比之下，直接服務(wù)最低的城市：1985年和1990年為邢臺(tái)（分別為8.91×101?sej、8.92×101?sej），其余年份均為舟山：1995年（8.98×101?sej）、2000年（8.99×101?sej）、2005年（8.98×101?sej）、2010年（8.99×101?sej）、2015年（8.99×101?sej）、2020年（8.97×101?sej）。在直接服務(wù)的兩類分項(xiàng)中，MAX（可再生資源能值、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能值）服務(wù)占直接服務(wù)的比例超過(guò)70%；舟山、珠海等部分城市該占比甚至超過(guò)90%，表明直接服務(wù)以可再生資源能值為主導(dǎo)。

1.2間接服務(wù)

圖3展示了1985—2020年48座城市的間接服務(wù)，包括空氣凈化、溫度調(diào)節(jié)、水質(zhì)凈化、土壤保持和養(yǎng)分循環(huán)服務(wù)。可以看出，間接服務(wù)總量的變化趨勢(shì)可分為三個(gè)階段，第一階段，1985—2005年，隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展，間接服務(wù)總量從2.13×1022sej上升至2.65×1022sej。第二階段，由于決策者開(kāi)始追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)文明之間的平衡，而非僅關(guān)注單一指標(biāo)提升，間接服務(wù)總量下降至2.49×1022sej。第三階段，2015—2020年，48座城市的間接服務(wù)總量再次上升，并達(dá)到3.12×1022sej。具體而言，1985—2015年，上海的間接服務(wù)貢獻(xiàn)最大，占比超過(guò)8%。2020年，主要貢獻(xiàn)城市為廣州，其間接服務(wù)占總量的5.58%。與之相反，受自然資源不足和城市規(guī)劃等因素影響，舟山的間接服務(wù)量最低，占比不足0.5%。

降溫服務(wù)是48座城市間接服務(wù)中最主要的潛在驅(qū)動(dòng)因素，其對(duì)間接服務(wù)的貢獻(xiàn)率約為53.56%–79.07%。1985–2020年，溫度調(diào)節(jié)服務(wù)量從1.61×1022sej上升至2.11×1022sej，其中承德貢獻(xiàn)最大，舟山最小。城市中硬質(zhì)不透水道路大幅減少了土壤有機(jī)質(zhì)含量，使得養(yǎng)分循環(huán)服務(wù)對(duì)間接服務(wù)的貢獻(xiàn)最低，貢獻(xiàn)率不足0.01%。在空氣凈化服務(wù)方面，邢臺(tái)貢獻(xiàn)最大，其次為承德、張家口和杭州。在水質(zhì)凈化服務(wù)方面，1985–2015年該服務(wù)是間接服務(wù)的第二大來(lái)源，貢獻(xiàn)率約為14.60%–24.53%；城市綠地面積增加使得水質(zhì)凈化服務(wù)量達(dá)到1.45×1022sej。土壤保持服務(wù)的主要貢獻(xiàn)城市為秦皇島，其次是杭州和深圳。

1.3存在服務(wù)

本研究測(cè)算了1985—2020年的存在服務(wù)（即徑流調(diào)節(jié)、授粉、噪聲調(diào)節(jié)、廢棄物處理、文化服務(wù)及全球氣候變化調(diào)節(jié)）（圖4）。結(jié)果表明，48座城市的現(xiàn)存服務(wù)總量從2.83×1022sej增至5.82×1022sej，年均增幅為9.42%。現(xiàn)存服務(wù)的主要貢獻(xiàn)項(xiàng)為徑流調(diào)節(jié)服務(wù)與噪聲調(diào)節(jié)服務(wù)，合計(jì)占比超過(guò)70%。其中，徑流調(diào)節(jié)服務(wù)占比高于噪聲調(diào)節(jié)服務(wù)，且呈平穩(wěn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)：從1985年的2.42×1022sej增至2015年的2.58×1022sej，2020年回落至2.38×1022sej。肇慶的徑流調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值最高，其次為惠州和江門(mén)。道路兩側(cè)綠化增加，結(jié)合合理的城市規(guī)劃，使得噪聲調(diào)節(jié)服務(wù)顯著提升，從1.92×1021sej增至1.02×1022sej。噪聲調(diào)節(jié)服務(wù)貢獻(xiàn)最高的城市是上海，占比約10.96%。受授粉技術(shù)提升影響，授粉服務(wù)從2.13×102?sej增至7.68×1021sej。居民消費(fèi)意識(shí)提升與對(duì)居住環(huán)境質(zhì)量要求提高，推動(dòng)城市加強(qiáng)文化休閑服務(wù)，使得文化服務(wù)價(jià)值達(dá)到1.01×1022sej。相關(guān)廢棄物處理政策的實(shí)施，使城市更加重視生活垃圾處置，不斷完善的處理設(shè)施提升了城市垃圾處理能力，因此廢棄物處理服務(wù)從2.20×102?sej增至4.83×1021sej。相比之下，全球氣候變化調(diào)節(jié)服務(wù)從1.03×1021sej降至9.08×102?sej，表明當(dāng)前城市發(fā)展在推進(jìn)生態(tài)建設(shè)的同時(shí)，仍更多兼顧經(jīng)濟(jì)與社會(huì)需求。特別是滄州，隨著城市綠地面積以5%的速率快速增加，其全球氣候變化調(diào)節(jié)服務(wù)降幅達(dá)到10.18%。

1.4生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量為直接服務(wù)、間接服務(wù)與存在服務(wù)之和。圖5結(jié)果顯示，48座城市的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量增長(zhǎng)了68%，從1985年的6.78×1022sej上升至2020年的1.14×1023sej。其中，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給量較高的城市為承德、肇慶、上海、杭州，合計(jì)貢獻(xiàn)了48座城市總服務(wù)量的約20%。與之相反，受地理?xiàng)l件與城市發(fā)展等因素制約，舟山的貢獻(xiàn)量最低，盡管其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量從1.76×102?sej提升至3.53×102?sej。

圖5（a）展示了1985—2020年48座城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量的空間分布。京津冀城市群的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量顯著高于長(zhǎng)三角和珠三角城市群，表明在城市整體發(fā)展過(guò)程中，城市內(nèi)部生態(tài)功能并未被忽視。北京、上海、廣州等城市在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，依托合理的城市規(guī)劃，也提升了充足的生態(tài)功能。然而，銅陵、鎮(zhèn)江、常州的城市發(fā)展并未帶來(lái)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的改善。此外，本文分析了各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)占總服務(wù)量的比重（圖5（b））。結(jié)果顯示：除上海、南京、無(wú)錫、揚(yáng)州、鎮(zhèn)江、泰州、嘉興、廊坊、秦皇島外，存在服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量的主要貢獻(xiàn)部分，貢獻(xiàn)率約為40%；尤其是在肇慶，現(xiàn)存服務(wù)占比超過(guò)50%。對(duì)于秦皇島和邯鄲而言，多數(shù)城市的間接服務(wù)高于直接服務(wù)。秦皇島與邯鄲自然資源豐富，擁有充足的直接服務(wù)，但由于城市生態(tài)空間規(guī)劃不足，導(dǎo)致間接服務(wù)相對(duì)薄弱。

2.城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的不均等程度測(cè)度

為反映不平等程度，本文測(cè)算了1985—2020年48座城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量的基尼系數(shù)。如圖6所示，各年份之間存在一定差異。1985年基尼系數(shù)為0.461，高于其他年份，表明48座城市間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量的差距較大。2005年基尼系數(shù)最低，說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量的不平等程度最小。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的整體不均等程度呈現(xiàn)先下降、后波動(dòng)的趨勢(shì)。第一階段不均等程度下降的主要原因是：中央與地方出臺(tái)相關(guān)政策，加大城市生態(tài)建設(shè)力度，提升了城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量。隨后，部分城市為適應(yīng)發(fā)展形勢(shì)，在規(guī)劃中尋求經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的平衡，使得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量的不均等程度呈現(xiàn)波動(dòng)態(tài)勢(shì)。基于上述分析，有必要進(jìn)一步探究影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量不均等的主要驅(qū)動(dòng)因素。

因此，本文測(cè)算了多項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（即直接服務(wù)、空氣凈化、水質(zhì)凈化、降溫服務(wù)、土壤保持、養(yǎng)分循環(huán)、徑流調(diào)節(jié)、授粉、噪聲調(diào)節(jié)、廢棄物處理、文化服務(wù)及全球氣候變化調(diào)節(jié)）的集中系數(shù)（C），以評(píng)估不同服務(wù)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量不均等的貢獻(xiàn)程度。如圖7（a）所示，結(jié)果表明：1985—2020年，土壤保持、徑流調(diào)節(jié)和全球氣候變化調(diào)節(jié)服務(wù)加劇了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量的不均等；而降溫服務(wù)、噪聲調(diào)節(jié)、廢棄物處理和文化服務(wù)則緩解了該不均等。養(yǎng)分循環(huán)、空氣凈化等服務(wù)從加劇不平等轉(zhuǎn)變?yōu)榫徑獠痪龋砻鞒鞘性谶@些服務(wù)方面整體得到改善。相比之下，水質(zhì)凈化和授粉服務(wù)則轉(zhuǎn)向加劇不均等，說(shuō)明城市間這些服務(wù)的差距正在擴(kuò)大。

圖7（b）展示了各類服務(wù)的貢獻(xiàn)率。徑流調(diào)節(jié)服務(wù)是

不均等的主要貢獻(xiàn)來(lái)源（平均值為44.37%），其次是直接服務(wù)（平均值為24.85%）和溫度調(diào)節(jié)服務(wù)（平均值為13.49%）。在緩解不均等方面優(yōu)先級(jí)較高的包括：養(yǎng)分循環(huán)服務(wù)（平均值為0.001%）、文化服務(wù)（平均值為0.55%）和廢棄物處理服務(wù)（平均值為0.77%）。

3.影響城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的主要社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素

社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素會(huì)影響城市發(fā)展與管理模式，進(jìn)而影響生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的整體供給。為量化社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)不均等的貢獻(xiàn)程度，本研究采用基于回歸的夏普利不平等分解法，定量分析各社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的貢獻(xiàn)度。由表1可知，在所有因素中，工業(yè)生產(chǎn)（28.63%）對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量不均等的影響最大，其次是非農(nóng)化率（26.94%）和人均收入（24.21%）。綠地面積因素貢獻(xiàn)率的上升表明，區(qū)域內(nèi)城市間綠地建設(shè)與管理的差距正逐步擴(kuò)大。上述結(jié)果均與預(yù)期相符。

研究展望

本研究構(gòu)建了非貨幣化框架用于評(píng)估城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，并采用基于回歸的分解方法分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的不均等性。與已有研究相比，本文運(yùn)用能值法為量化和比較不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提供了可行路徑。同時(shí)，對(duì)主要社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因素的識(shí)別可為有效緩解不均等提供依據(jù)。然而，本研究仍存在一些可改進(jìn)之處。受數(shù)據(jù)限制，本文僅測(cè)算城市間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總量的不均等；事實(shí)上，城市中心與郊區(qū)之間的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)不均等等問(wèn)題仍有待進(jìn)一步研究。未來(lái)將通過(guò)相關(guān)途徑獲取更精細(xì)的數(shù)據(jù)。此外，城市群內(nèi)部城市之間存在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的交互作用，因此還需進(jìn)一步探討城市群內(nèi)城市間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的公平性問(wèn)題。

初審：胡錦華

審核：徐彩瑤

排版編輯：袁立夫

文獻(xiàn)推薦人：袁立夫