国外城市绿地生态系统文化服务研究进展

安淇肖华斌张培元刘莹

(1.山东建筑大学 建筑城规学院，山东 济南250101；2.山东建筑大学 生态规划与景观设计研究所，山东 济南250101；3.山东建筑大学 艺术学院，山东 济南250101)

0 引言

城市绿地是城市生态系统中重要的多功能组分，能够改善城市居民生理及心理健康状况、缓解工作压力、增强幸福感[1]，是提升人居环境的重要空间载体。 尽管现代科学技术发展与快速城市化进程阻碍了城市社会与生态系统之间的相互联系，但城市居民对以城市绿地为重要组分的城市生态系统及其所提供服务的需求仍保持着日益稳步的增长[2]。在城市环境中，城市绿地生态系统所提供的文化服务及其价值与效益是最重要的服务类型[3]。 千年生态系统评估 MA ( Millennium Ecosystem Assessment) 将生态系统文化服务CES(Cultural Ecosystem Services)定义为“人类通过精神生活满足、发展认知能力、进行思考、娱乐休闲及美学体验等方式从生态系统中获取的非物质受益”[4]。 文化服务的高参与性和可观赏性能够激发城市居民对生态系统的保护，其服务价值也为城市绿地生物多样性保护提供了机会[5]。

近年来，以城市居民主观感知及需求为核心建立的城市绿地生态系统文化服务在国外已开展了较为广泛且深入的研究。 随着中国城市社会经济发展及人民生活水平的逐渐提高，国内学界逐渐认识到城市绿地CES 对改善城市环境质量、提高居民健康福祉及促进城市可持续发展的重要作用。 部分学者从城市绿地CES 感知[6]、价值评估[7]及空间制图[8]等方面开展了一定研究，但总体来看国内研究内容较为局限，对城市绿地CES 影响居民生活乃至人类福祉的作用机理缺乏较为系统的认知。 因此，通过梳理国外城市绿地CES 研究进展，借鉴其已有研究成果，对调整完善我国城市绿地CES 研究具有重要意义。

1 CiteSpace 图谱量化

1.1 主题检索与文献分析

Web of Science 核心集合数据库研究领域涵盖广泛，收录大量权威学术期刊，是获取全球学术信息的重要数据库[9]。 为保证文献数据的准确性与较高的解释度，研究以该文献数据库为基础，以“生态系统文化服务”与“城市绿地”及二者相近概念为主题进行检索，通过筛选与研究相关度较高文献，共得到自2008 年1 月1 日至检索时间2019 年3 月18日的332 篇样本文献作为分析数据。

通过对国外城市绿地生态系统文化服务研究文献数量年度变化统计发现，目前国外该领域相关研究数量呈迅速增长趋势并大致可分为2 个阶段(如图1 所示)。 其中，自2008 年相关研究出现开始至2012 年，文献数量较少并处于缓慢增长阶段，主要研究集中于探讨城市绿地CES 价值评估与研究框架构建等方面；2013 年至今，相关研究文献数量迅速增加并持续增长，基于城市绿地的CES 研究得到了越来越多专家学者的关注，研究内容逐渐由理论及单一的定量研究转向更为具体的城市绿地文化服务供需匹配、服务间权衡协同关系、居民感知与参与式制图、文化服务管理及环境公平与居民福祉研究等方面。

1.2 CiteSpace 图谱量化及结果分析

1.2.1 CiteSpace 方法

随着信息可视化的快速发展，国内外学者开始通过绘制科学知识图谱以增强对学科理论、范式转换、内容演进及结构辨识等方面的理解[10]。 自2005 年科学知识图谱引入我国以来，在此基础上开发的CiteSpace 知识可视化软件，因其能够清晰展示研究领域内多元、分时、动态的知识演进历程[11]，揭示学科领域演化的关键路径与发展前沿[12]，已成为目前国内最为流行的知识图谱绘制工具之一。 近年来，该软件主要应用于图书馆与档案管理、教育、社会学等学科[13]，初步应用于环境学、地理学、生态学及城市规划学，但在风景园林学科仍少有涉及[1]。

基于CiteSpace5.3.R11 版本软件，通过筛选2008 年1 月1 日至2019 年3 月18 日每年时间分区内的前50 个高频节点，使用寻径网络算法，通过选择不同节点类型绘制知识图谱，能够对期刊的学科分布、期刊分布、共被引关系、关键词词频和共现情况等进行初步分析。 其中，各聚类分析标签提取算法采用对数似然算法LLR(Log-Likelihood Rate)，当模块值Q＞0.3 时，表示网络划分聚类结构显著；当平均轮廓值＞0.5 时，聚类合理，当＞0.7 时，聚类高效可信[11]。

1.2.2 学科分布

根据文献检索结果使用CiteSpace 对332 篇文献进行学科类别共现分析(如图2 所示) 发现(1) 环境科学与生态学领域相关文献数量最多，中介中心性较高，在网络中起到的关节枢纽作用，是目前国外相关研究领域内已进行广泛研究同时与其他学科联系密切的重要学科之一；(2) 环境学、城市学、绿色与可持续科学与技术等学科领域中介中心性＞0.1，具有较强的学科间枢纽作用；(3) 研究领域逐渐细化，由生态、环境与地理学等宏观理论研究视角，逐步聚焦到城市管理、规划设计与公共健康等实际应用领域。

图2 国外城市绿地生态系统文化服务研究学科分布图

1.2.3 期刊分布

进一步通过CiteSpace 期刊共被引分析提取国外城市绿地生态系统文化服务领域相关引用期刊，对研究时段内相关知识传播与输入情况进行分析。从统计结果来看，城市绿地作为风景园林最重要的研究内容，与CES 相关的研究文献主要集中在生态环境、环境科学、城乡规划与风景园林等自然科学领域，同时还涉及到部分社会科学领域期刊。 其中，Landscape and Urban Planning被引频次最多，Urban Forestry ＆ Urban Greening中介中心性最高(＞0.1)，其刊载文献在一定程度上体现了国外城市绿地生态系统文化服务研究领域的研究热点与知识前沿。

2 国外城市绿地CES 研究

2.1 国外城市绿地CES 研究知识基础

2.1.1 知识基础变化趋势

科学计量学理论认为共被引文献的集合构成了研究领域的知识基础[14]，使用CiteSpace 对文献进行共被引分析，能够展示城市绿地生态系统文化服务的研究发展脉络与知识动态结构。 根据文献共被引分布时间线图分布结果(如图3 所示)对相关文献进行分析，可以看出(1) 节点较大即文献被引频次较高的作者与相关文献主要分布于2010—2013年，研究内容集中探讨基于多学科与综合利益相关者的系统研究框架的城市绿地CES 定性与定量研究，关注点集中在“＃0 地理信息系统”和“＃6 跨学科方法”；(2) 突发被引即引文频次突然激增的相关文献出现在2007—2010 年与2012—2016 年之间。其中，2007—2010 年间，突发性较高文献研究内容主要集中于探讨城市绿地CES 与居民健康关系，重点关注“＃3 社会生态弹性”；2012—2016 年间，相关文献内容涵盖了城市绿地生态系统文化服务制图、感知、管理等方面，关注点集中在“＃4 政策制定”、“＃5 到访频率”与“＃8 人工湿地”方面；(3) 对城市绿地生态系统文化服务“＃1 社会价值”及“＃2 人与自然交互”关系的探讨一直以来都是研究领域的关注重点，同时对“＃7β多样性”和“＃9 社会环境正义”也略有涉及。

2.1.2 知识基础聚集领域

在文献共被引网络中，被引频次较高、中介中心性与突现性较大的节点是引发研究转向的关键节点，能够在一定程度上反映国外对城市绿地CES 初期研究的主要知识基础。 进一步使用CiteSpace 进行综合分析，得到具有较高Sigma 值的共被引文献，即同时具有较高被引频次、中介中心性与突现性的研究文献。 通过研究总结Sigma 值最高的10 篇文献，发现国外城市绿地生态系统文化服务相关研究领域内主要知识基础集中在3 个方面。

图3 国外城市绿地生态系统文化服务文献共被引分布时间线图

(1) 城市绿地CES 影响居民身心健康

城市绿地作为城市生态系统中具有高度时空异质性与复杂多样性的景观组成单元，与人类活动之间具有各种积极或消极的复杂联系[15]。 Tzoulas等[16]指出完整的城市绿地能够引起居民生理、情感及认知过程的变化，居民个体通过对不同绿色环境的选择与使用，从而产生改善与调节城市居民健康的积极作用，并通过构建研究城市绿地、生态系统与人类健康相关性的概念框架，增强对城市绿地CES影响居民健康的动因与复杂作用的理解，在丰富多学科研究领域层面进行了尝试。 Irvine 等[17]提出绝大多数使用者都能够在绿地使用过程中得到积极的情绪体验，还有部分居民认为其情绪状态与城市绿地环境条件密切相关，并通过构建理论研究框架，采用开放式访谈研究了居民访问城市绿地的原因及使用效果差异，为后期开展研究城市绿地增强人类健康福祉方法奠定了实践基础。

(2) CES 价值评估指导城市绿地规划

城市绿地生态系统文化服务受人与自然之间相互作用影响，能够为城市居民提供重要的非物质价值。 由于文化服务的无形性与不可比性，城市绿地CES 经济价值难以量化，对其服务效益与价值的量化评估需通过融合社会多学科方法进行计算。 Daniel等[18]提出了构建基于利益相关者审议评估的多准则城市绿地CES 评估框架，认为通过生态系统服务货币化定量评估、非货币化定量评估和综合人与自然互动关系的定性研究3 个方面，能够将城市绿地生态系统结构功能与文化服务价值明确联系起来，并有助于进一步分析服务间的权衡与协同作用。 此后，Langemeyer 等[3]采用个人旅行成本法 ITCM(Individual Travel Cost Method)与基于李克特量表构建的偏好排序法分别对城市绿地CES 价值进行了货币与非货币价值评估，并进一步指出城市绿地CES价值与土地利用方式及管理制度强度密切相关，从而引导后续研究关注采取更为主动的城市绿地规划与管理手段以提升城市绿地生态系统文化服务潜力。

(3) CES 需求导向的城市绿地空间布局优化

近年来，城市绿地CES 效益感知差异与居民选择偏好的研究逐渐增多，通过测度不同居民群体对城市绿地CES 的特定认知与需求，能够指导城市绿地相关管理与规划工作。 Plieninger 等[19]通过居民的结构化访谈对城市绿地CES 进行感知与选择偏好的参与性制图，定位城市绿地CES“热点”与“冷点”以表征服务需求的空间异质性，并通过研究不同社会背景受访群体对服务集的特定认知模式，从而为有效分析与权衡各类生态系统服务以制定可持续的城市绿地管理战略提供理论与实证基础。Buchel 等[20]进一步指出城市绿地的规划与设计必须以居民使用需求为导向，提出了可直接感知的城市绿地CES 分类子集，创新了城市绿地CES 感知程度测度方法，并结合感知程度区分使用者类型，引领城市规划与设计者关注以居民需求为导向的城市绿地空间布局优化。

2.2 国外城市绿地CES 研究热点

关键词是对文献研究内容的高度概括，对高频关键词进行统计分析，能够获取研究领域热点与发展动向[21]。 使用CiteSpace 绘制文献关键词网络共现图谱(如图4 所示)，并进行聚类分析发现(1) 目前国外相关研究呈现研究集聚性强、各集群下研究领域重叠度高的特点；(2) 国外城市绿地CES 相关研究关注生态系统服务、生物多样性、管理、保护、感知、价值评估、可持续、健康及效益等内容；(3) 根据主要关键词聚类统计结果，通过梳理重要文献，发现目前相关研究热点主要集中在城市绿地CES 效益与人类福祉关系研究、城市绿地CES 选择偏好与权衡研究、城市绿地CES 价值量化与规划应用研究3个方面(见表1)。

图4 国外城市绿地生态系统文化服务研究热点分布图

表1 国外城市绿地生态系统文化服务研究高频关键词聚类列表

2.2.1 城市绿地CES 效益与人类福祉关系研究

生态系统状态改变会促进生态系统服务流改变，从而在不同空间尺度上影响人类福祉[22]。 城市绿地历史与文化价值在提升人类福祉方面具有重要作用，但由于生态系统功能及其对人类福祉贡献之间相互作用关系的复杂性，现有研究对生态系统文化服务的关注有限，特别是对居民在社区及城市规划进程中能够获得的文化服务效益关注较少。 大量研究、政策及实践领域指出，与自然的互动关系是人类健康与福祉的基础[23]，作为城市居民日常生活中体验自然与娱乐的场所，城市绿地所提供的生态系统文化服务促使居民进入城市绿地的机会与频率大幅度增加[24]。 Soga 等[25]通过调查学生对邻近绿地中生态系统文化服务的感知程度与接触频率，将两者进行线性相关分析后发现，与城市绿地接触的频率与其对绿地文化服务的感知密切相关，同时学生与自然环境间的情感联系同感知程度之间具有积极相关性。 此外，城市绿地作为城市景观中生物多样性和生态系统服务，特别是文化服务的提供者，提升城市绿地CES 功能是促进居民福祉的必要条件[26]。 Bryce 等[27]基于英国国家生态系统评估框架，使用幸福感指标评估了城市绿地所提供的生态系统文化服务效益，结果表明自然感知、场所认同感、环境治疗价值等城市绿地CES 有助于增强人类福祉。

2.2.2 城市绿地CES 选择偏好与权衡研究

受不同的地理文化特征、道德观念、生活经历及服务使用差异的影响，居民对城市绿地CES 的选择与偏好地域性较强。 了解城市绿地CES 服务价值与利益相关者的选择偏好及其在空间上的相互作用方式，有助于确定服务供给与需求的潜在冲突[28]。生态系统服务权衡产生于人类对服务的选择偏好[29]，科学认知不同类型生态系统服务间的权衡关系，是实现城市绿地生态系统可持续管理与评估城市绿地生态系统文化服务价值的重要前提[30]。 然而，由于目前多数研究对城市绿地生态系统文化服务过程理解存在一定缺陷，在讨论服务指标间关系时仅对其权衡与协同关系略有涉及。 Turner 等[31]通过研究丹麦文化景观在区域尺度上的各类生态系统服务空间分布与相互作用关系，发现文化服务与调节服务及供给服务之间均存在着一定的权衡关系，同时文化服务之间与某些调节服务具有形成协同作用或非对抗关系的潜力。 此外，生态系统服务在空间上的权衡与协同作用会导致多个服务类型形成空间集，对生态系统服务集的量化不仅为简化生态系统服务地理图示化表达与空间分析提供可能，同时还避免了生态系统服务的重复计算[31]。 结合服务间空间相关性判断生态系统服务间的积极或消极作用，能够减少服务间负面权衡作用带来的损失，为制定更为有效的城市绿地综合管理与生态恢复战略提供基础[28]。

2.2.3 城市绿地CES 价值量化与规划应用研究

城市环境中多样的土地利用方式与复杂的生态系统提供了特定的生态系统文化服务，其中包括娱乐、文化、教育等价值。 不同时空尺度下城市土地利用变化会影响城市居民对城市绿地CES 供给能力水平、供需类型及空间特征的判断，造成生态系统过程与模式同社会尺度上生态系统使用、监测、决策的不匹配，不仅限制了人类对城市景观生态过程的理解，还阻碍了城市生态知识融入城市规划设计工作[32]。 目前区域与景观层面的城市绿地CES 空间制图，通常被认为是对生态系统及其服务进行适当管理的关键[33]。 从城市绿地生态系统结构与社会评价两方面入手，能够量化文化服务价值及其在城市绿地的空间分布情况。 Casado-Arzuaga 等[34]结合研究区域内城市绿地访问频率，对不同景观单元的娱乐及美学服务价值进行空间分布制图，发现由于城市居民对自然风景存在选择偏好，城市绿地访问频率与娱乐服务空间分布存在高度相关性，根据城市绿地CES 空间分布差异信息能够指导未来规划。 此外，随着技术的发展，海量化、高维度、复杂化的大数据环境使得城市绿地CES 的多尺度精细化评估成为可能。 Richards 等[35]基于在线机器学习算法，通过提取与识别社交媒体数据平台中地理标记照片的景观要素内容，评估影响城市绿地CES 空间变化的驱动因素，以提升大规模的城市绿地CES制图效率。

2.3 城市绿地CES 研究在国内的应用方向

近年来，我国城市绿地生态系统服务研究逐渐增多，但与国外相关研究相比较，研究内容集中在供给、调节和支持等方面，文化服务研究相对较少[36-38]。 在理论研究层面，我国城市绿地CES 研究应在持续关注城市绿地与居民需求关系基础上，构建融合多尺度、多视角、多学科的综合研究框架，加强探索城市绿地CES 功能与价值提升的优化途径。深入研究城市绿地CES 服务效率、可达性等与人类福祉特别是健康需求的关系，在确定多尺度城市绿地CES 供需主体特征、时空结构及变化规律的基础上，构建城市绿地CES 空间耦合理论模型与研究范式，为我国城市化健康发展与城市绿地系统规划建设提供依据。 在实践应用层面，应探索以满足CES供需平衡及效率提升为目标的城市绿地空间布局优化途径，依托日益提升的多源数据的挖掘使用技术，在时空多尺度上，特别是街区与地块尺度上开展城市绿地生态系统文化服务能力与功能的评价研究，完善评价指标与评估方法，深入探讨城市绿地景观格局与居民福祉关系，丰富我国城市人居环境优化提升的技术与方法。

3 展望

文章基于Web of Science 数据库，采用CiteSpace软件对近10 年国外城市绿地CES 研究文献进行了知识图谱量化分析，通过解读研究领域分布、知识基础、研究热点等可视化分析结果，对相关重要文献进行分析，可以发现(1) 国外城市绿地生态系统文化服务起步相对较晚，但研究主题集中、知识基础明确，已形成较为完整的研究网络体系；(2) 国外城市绿地CES研究热点集中在城市绿地CES 效益与人类福祉关系、城市绿地CES 选择偏好与权衡、城市绿地CES价值量化与规划应用3 个方面。 总体来看，国外早期针对城市绿地CES 的研究重点探讨了城市绿地在提升居民身心健康方面的积极作用，还有许多专家学者对构建综合土地管理与居民意愿的城市绿地CES 评估框架进行了有效尝试。 随着探讨城市绿地CES 供给能力及居民使用效率的研究不断增加，相关研究开始关注中观尺度下城市绿地CES 空间分布是否合理等环境正义问题。

当前，国内快速城市化地区普遍存在城市绿地破碎化现象，导致其生态系统服务能力不断降低，同时现行强调“数量”达标而忽视“效益”发挥的城市绿地评价与规划方法，也导致了目前城市绿地供需失衡、效率低下、管理落后等诸多问题。 面对目前我国城市居民需求日益增长、人居环境优化提质的新要求，通过梳理和总结国外城市绿地生态系统文化服务研究进展，可以对未来我国城市绿地CES 作用机理及服务间内部关系研究提供借鉴，从而最大限度的实现城市绿地CES 提升人类福祉的积极作用。