研究

社区蓝绿空间生态系统服务供需研究进展

  • 张楚晗 , 1 ,
  • 王国玉 , 2, *
展开
  • 1 西安建筑科技大学建筑学院
  • 2 中国城市建设研究院有限公司绿色发展设计研究中心

张楚晗/女/西安建筑科技大学建筑学院在读博士研究生/中国城市建设研究院工程师/研究方向为城市设计、风景园林规划与设计

王国玉/男/硕士/中国城市建设研究院有限公司绿色发展设计研究中心副主任、教授级高级工程师/研究方向为风景园林工程与技术、国土景观保护与生态修复、海绵城市

Copy editor: 李清清

收稿日期: 2023-12-11

  修回日期: 2024-10-18

  网络出版日期: 2025-12-16

基金资助

十四五国家重点研发计划项目(2022YFC3802601)

版权

版权所有,未经授权,不得转载、摘编本刊文章,不得使用本刊的版式设计。

Research Progress in Supply and Demand of Ecosystem Services in Blue and Green Spaces in Urban Communities

  • ZHANG Chuhan , 1 ,
  • WANG Guoyu , 2, *
Expand
  • 1 School of Architecture, Xi’an University of Architecture
  • 2 Green Development Design Research Center, China Urban Construction Design & Research Institute Co., Ltd

ZHANG Chuhan is a Ph.D. candidate in the School of Architecture, Xi’an University of Architecture and Technology, and an engineer in China Urban Construction Design & Research Institute Co., Ltd. Her research focuses on urban design, and landscape planning and design

WANG Guoyu, Master, is deputy director and professorate senior engineer of Green Development Design Research Center, China Urban Construction Design & Research Institute Co., Ltd. His research focuses on landscape architecture engineering and technology, territorial landscape protection and ecological restoration, and sponge city

Received date: 2023-12-11

  Revised date: 2024-10-18

  Online published: 2025-12-16

Copyright

Copyright reserved © 2024.

摘要

【目的】

社区作为城市人居环境的最小社会空间单元,其蓝绿空间是居民体验自然和享受生态系统服务(ecosystem services, ES)供应的重要载体。现有研究多集中于城市尺度的蓝绿空间ES供需研究及其评价,缺乏对社区尺度下不同类型ES供需特征、影响因素及评价方法的揭示。

【结论】

以社区蓝绿空间的定义、ES类型和供需为检索主题,利用CiteSpace对Web of Science和中国知网核心数据库共计455篇国内外相关论文进行研究热点和趋势分析,选取其中62篇作为核心案例进行系统回顾和梳理。

【结果】

社区蓝绿空间ES供需研究在全球范围内持续增长,研究热点因区域而异。供给主要受生物物理特征影响,如植被面积、类型和结构;需求受人口规模、密度等客观因素和居民偏好、满意度等主观因素影响。基于供需水平和供需效度2个方面,对供需关系评价方法进行梳理,提出了以供需关系识别、评价、匹配为核心的社区蓝绿空间ES供需级联研究概念框架。

【结论】

构建的供需研究概念框架可为系统性研究社区蓝绿空间ES供需关系提供思路借鉴,有助于促进社区蓝绿空间的资源优化配置和空间高效利用,助力社区美好环境与幸福生活的共同缔造。

本文引用格式

张楚晗 , 王国玉 . 社区蓝绿空间生态系统服务供需研究进展[J]. 风景园林, 2024 , 31(12) : 121 -129 . DOI: 10.3724/j.fjyl.202312110554

Abstract

[Objective]

Community blue and green space (BGS), such as parks, greenways, and pocket parks, are vital components of urban living environments, providing residents with opportunities to experience nature and benefit from ecosystem services (ES). This research aims to explore the main factors influencing the supply and demand of ES in community BGS, identify research hotspots and methodologies, and develop a supply – demand evaluation framework to enhance the effectiveness of ES in these spaces.

[Methods]

A comprehensive literature review is conducted using the Web of Science (WoS) and China National Knowledge Infrastructure (CNKI) databases, with a focus on research published between 2010 and 2023. Keywords include ES types relevant to community scales, community BGS types, and element characteristics. Upon exclusion of unrelated research, 455 papers are finally selected. Citespace software is employed for bibliometric and hotspot analyses. Additionally, 62 empirical case studies closely related to community BGS are systematically reviewed to extract key factors influencing the supply and demand of various ES types, with a focus on quantification methods and significant influences. The supply – demand relationship is evaluated from the two perspectives of supply – demand level and effectiveness, based on which a cascading research framework aimed at achieving supply – demand matching goals is developed.

[Results]

The analysis reveals a global increase in research on community BGS and ES since 2012, with significant growth after 2017, reflecting a growing interest in optimizing ES in urban communities. Research hotspots vary by region. In China, research focuses on spatial distribution equity and residents’ health and well-being, emphasizing BGS layout optimization. In the United States, research emphasizes environmental justice and the impact of built environments on ES, mainly aiming to explore relationships between socioeconomic factors and the supply and demand of community green space. European countries concentrate on urban green spaces and biodiversity conservation, while Australia and Canada focus on sustainable urban planning and BGS management. Different types of community BGS exhibit varying research emphases on ES. Community parks and green spaces are the most popular research subjects, particularly concerning cultural services like recreation and social interaction. Research on support and regulatory services often focuses on linear green spaces, vertical greening, and vegetation elements, utilizing ecological modeling methods (e.g., ENVI-met, SWMM) for supply quantification. Key findings indicate that the supply side of ES is primarily influenced by biophysical characteristics such as the area, type, and structure of vegetation, and the availability and quality of physical spaces. Larger and higher-quality green spaces and the presence of water bodies can enhance ES provision. Cultural services are additionally influenced by accessibility factors, including vegetation type, park facility distribution, and microclimate conditions. On the demand side, objective demand is influenced by demographic and socioeconomic factors like population size and density, GDP per capita, and points of interest (POI) density. Subjective demand, especially for cultural services, is shaped by residents’ activity patterns, travel characteristics, personal preferences, and satisfaction levels. Socio-demographic factors such as gender, age, income, occupation, and education level affect subjective preferences and perceived needs. The supply – demand cascading research framework developed in this research emphasizes the connection between the biophysical attributes of supply spaces and the socioeconomic attributes of demand spaces. This framework facilitates the identification and evaluation of supply – demand mismatches, guiding the optimization of resource allocation and spatial utilization in community BGS. By applying this framework, areas with high demand but low supply can be targeted for improvements, thus enhancing ES provision where it is most needed. Conversely, areas with excess supply can be managed strategically for future development and community enhancement, thus ensuring efficient resource allocation and maximizing benefits for residents.

[Conclusion]

The findings provide valuable insights for systematically studying the supply – demand relationship of ES in community BGS. The proposed framework offers a scientific basis for optimizing resource allocation and spatial efficiency, which can contribute to the construction of sustainable community environments and the improvement of residents’ quality of life. Future research should focus on identifying and evaluating the fragmented characteristics of community BGS, especially in urban areas with high spatial heterogeneity; exploring the diverse needs of different population groups within communities by considering demographic characteristics, socioeconomic status, and cultural preferences; and evaluating supply – demand effectiveness at micro and meso scales by integrating multiple data sources and employing advanced analytical methods. Moreover, participatory approaches are important in understanding and meeting residents’ needs. Engaging community members in BGS planning and management can ensure the alignment of services with their preferences, thereby enhancing their well-being. This collaborative approach can help build more sustainable and resilient communities, thus maximizing ES benefits and mitigating the negative impacts of urbanization. In conclusion, this research provides a robust framework for evaluating and improving the supply – demand dynamics of ES in community BGS. The insights gained can guide policymakers, urban planners, and community stakeholders in making informed decisions that promote sustainable development and enhance the quality of life for urban residents. Continuous improvement of ES in community BGS will contribute significantly to achieving broader urban sustainability goals and creating livable, healthy, and vibrant communities.

社区是聚居在一定地域范围内的人们所组成的社会生活共同体[1]。根据美国LEED-ND城市和社区认证体系[2],社区应至少包含2栋可居住的建筑,面积不超过1.25 km2。中国的城镇社区生活圈一般以街道行政边界为界,面积约3~5 km2[3]。社区作为城市人居环境的最小社会空间单元[4],为居民日常生活提供了基础的空间与环境。蓝绿空间(blue and green space, BGS)通常指蓝色空间和绿色空间的总和,包括城市中各类水域、湿地、绿地与开敞空间等[5]。根据《国土空间调查、规划、用途管制用地用海分类指南》[6],社区蓝绿空间用地类型主要包括绿地与开敞空间、陆地水域、道路与交通设施、公共管理与公共服务设施、居住用地等,根据《社区“十五分钟生活圈”绿色开放空间规划设计指南》[7],社区蓝绿空间功能类型涵盖社区公园、社区绿道、口袋公园等(表1[8]。社区蓝绿空间已成为居民日常生活的重要组成部分,提供了气候调节、噪声削减、水文调节、休闲游憩等多种生态系统服务(ecosystem services, ES)[2]。随着城市化由增量转为存量发展,居民对宜居环境的要求不断提高,如何在社区尺度下对蓝绿空间的供需进行全面分析,提升生态系统服务的供给效能,已成为当前研究的热点问题。
根据《千年生态系统评估》(Millennium Ecosystem Assessment),生态系统服务是由生态系统提供,并对人类福祉有益的功能、过程或产物[2],一级类型包括支持、调节和文化服务:二级类型包括食物供给、生物多样性维持、空气净化、气候调节、噪声削减、水文调节、休闲游憩、美学价值和科普教育等。ES供需理论阐明了ES供给向需求传递的关系,ES级联框架以ES为连接点,阐述了ES功能的供给如何传递至人类的惠益和价值需求之间的关系[9]。在分析从供应方到需求方的ES传递过程时,供给载体和需求载体是关键要素。供应方的ES具有生物物理属性,需求方的ES具有社会和经济属性[10]。供需级联框架强调了 ES 的结构和功能向人类获得的惠益及价值需求的转化,为评估ES在空间、需求与行为之间的复杂交互关系提供了全面的理论框架[11]图1)。通过应用标准化评价指标,不同社区背景下的需求和供给得以进行量化比较和分析。
表1 社区蓝绿空间包含的用地及功能类型

Tab. 1 Land and function types involved in Community BGS

《国土空间调查、规划、用途管制用地用海分类指南》《社区“十五分钟生活圈”绿色开放空间规划设计指南》
一级类二级类三级类功能类型空间尺度
  注:“—”表示无对应分类结果或数据。*其他类型主要包括城市特殊空间和特色社区绿色开放空间2种:前者为包括屋顶花园、立体绿化、慢行街巷等各类小微公共活动空间,特征为利用屋顶、桥下、空中、建筑周边等各类城市特殊空间建设的绿色开放空间;后者为不同特色功能的各类社区绿色开放空间,如康复花园、社区花园、社区菜园、宠物公园等。详见参考文献[8]。
绿地与开敞空间用地 公园绿地 综合公园 ≥10.0 hm2
社区公园 大型社区公园 3.0~<10.0 hm2
中型社区公园 1.0~<3.0 hm2
小型社区公园 0.2~<1.0 hm2
防护绿地
广场
陆地水域 河流水面
坑塘水面
沟渠
道路与交通设施 城镇道路用地 专用人行道 社区绿道 ≥4 km
附属绿地
公共管理与公共服务设施用地 体育用地 运动场地 大型社区体育公园 0.6~<1.0 hm2
中型社区体育公园 0.3~<0.6 hm2
小型社区体育公园 0.08~<0.3 hm2
居住用地 城镇住宅用地 住宅建筑用地 其他类型* [8]
附属道路 其他类型* [8]
附属绿地 口袋公园 <0.2
图1 生态系统服务供需级联框架[11]

Fig. 1 Cascading framework for supply and demand of ecosystem services[11]

目前,从供给和需求角度对城市尺度蓝绿空间ES研究方法与评价已取得一定进展[12-14],如城市尺度下以街区为单位的ES供需关系及分布,以及社区尺度某一类型ES供给的评价及影响因素。然而综合了社区蓝绿空间供给和居民需求特征的ES供需的研究方法、影响因素、量化指标、评价方法以及概念框架的综述类研究尚较为缺乏。基于此,本研究分析社区蓝绿空间ES供给和需求的研究趋势,梳理基于社区蓝绿空间特征的不同ES类型供给和需求的影响因素、量化指标、供需关系评价的方法,探索基于供需级联理论的社区蓝绿空间ES的研究概念框架,旨在为未来的供需研究理论基础、评价方法和实践提供一定的参考。

1 社区蓝绿空间ES供需评价研究述评

本研究在梳理社区蓝绿空间定义和相关描述的基础上,聚焦国内外与社区蓝绿空间ES供需相关的实证类研究文献,于2023年7月使用Web of Science(WoS)核心数据库和中国知网(CNKI),利用布尔逻辑连接(如AND、OR)对关键词进行检索和筛选。在WoS核心数据库中,检索关键词包括“ecosystem services”(生态系统服务)、“community”(社区)、“neighborhood”(邻里)、“blue and green spaces”(蓝绿空间)、“supply”(供给)、“demand”(需求)、“livability”(宜居性)等,限定条件为SCI、SSCI、A&HCI等索引期刊,文献类型为期刊论文,不包括书评、会议报告和工作文件。在CNKI数据库中,使用绿地、公园、蓝绿空间、社区、居住区、住区、小区、生态系统服务、需求等关键词进行检索,筛选条件为CSSCI、CSCD及中文核心期刊,文献类型为期刊论文。检索时间跨度设为2010—2023年。文献的筛选标准包括标题、关键词和摘要中的关键词相关性。最后获得国内外相关文献455篇,其中WoS数据库共363篇,CNKI数据库共92篇,以阐述国内外社区蓝绿空间生态系统服务供需关系的研究趋势。
为了确保研究的针对性,进一步对文献标题、关键词和摘要进行内容分析和人工筛选,最终选取62篇与社区蓝绿空间ES供需研究密切相关的重点文献,以构建ES供需研究特征的核心文献数据库,为社区蓝绿空间ES 供需研究特征、供需研究热点的进一步分析提供了支持。

1.1 社区蓝绿空间ES供需研究趋势

1.1.1 发文量及区域研究趋势分析

通过对检索的文献刊载数量和发文年份比较分析,可知社区蓝绿空间ES研究在全球范围内的关注度逐年提升。其中WoS数据库发文量自2012年开始呈现上升趋势,2017年后显著增长,在2020年和2021年达到峰值;CNKI年度发文量在2019—2020年显著增加。这一趋势显示了全球范围内研究者对城市可持续发展、社区蓝绿空间在提升城市生态环境和居民生活质量中作用的持续关注
全球范围内的社区蓝绿空间ES供需研究呈现出不同的区域热点。中国的研究主要关注空间分布的公平性和居民健康福祉,强调通过优化社区蓝绿空间布局来提升生活质量;美国的研究则侧重于环境公平和建成环境对ES的影响,探讨社会经济因素与社区绿地供需之间的关系;欧洲国家如英国、德国等,关注城市绿地与生物多样性维持、生境保护等方面;澳大利亚和加拿大的研究重点在于城市规划与蓝绿空间的可持续管理

1.1.2 关键词聚类与热点趋势梳理

通过CiteSpace软件对检索文献的关键词进行聚类分析,可揭示当前社区蓝绿空间ES供需研究的侧重点和领域(图2)。聚类结果显示,国内外对社区蓝绿空间ES供需关系研究的侧重点存在显著差异。国际研究关注多样化ES类型和供需关系。例如城市绿地如何影响社会公平、城市公园对热舒适性的贡献、城市农业对生物多样性的提升,以及公园使用模式与空气质量之间的关系等,体现了对不同蓝绿空间供给载体和需求类型的重视,探讨了社区蓝绿空间如何提供多元化的生态系统服务以满足不同人群的需求。国内研究更侧重于揭示社区公园与居民健康行为之间的供需关系。学者们重点研究了绿地空间对健康行为的影响、游憩设施如何促进体力活动、口袋公园满足居民游憩需求的效果等,反映出国内研究对社区蓝绿空间在促进居民健康福祉作用方面的关注,强调通过优化社区蓝绿空间供给来满足居民的需求,提高生活质量。
图2 关键词聚类(n=455)

Fig. 2 Keyword clustering (n=455)

在研究热点方面,健康/公共健康研究的频次最高,其次为生物多样性、体力活动等;在供需研究特征方面,需求侧研究频次大于供给侧,需求侧研究热点集中于健康、体力活动、可达性、益处等方面,而供给侧研究热点集中于生物多样性、气候变化、空气污染、热岛效应等方面;在ES一级类型的研究频次方面,文化服务研究的占比最高,其次为调节服务,最后为支持服务(图3)。
图3 研究热点、ES服务类型与供需的关系脉络梳理

Fig. 3 Research hotspots, ES types, and supply – demand relationship

1.2 社区蓝绿空间ES供需研究特征

1.2.1 核心文献的筛选与概述

为深入探究不同社区蓝绿空间类型的ES供需研究特征,本研究对初始检索得到的455篇文献进行了进一步的筛选和分析。为确保所选文献与社区蓝绿空间ES的高度相关性,筛选原则为:同时涉及社区蓝绿空间与ES的供需评估,研究对象包含具体的社区蓝绿空间类型,如社区公园、社区绿道、居住区附属绿地等;应包含实证研究或案例分析,并具有供需研究的方法和结果。最终选定62篇与社区蓝绿空间ES供需关系高度相关的核心文献,其中36篇来自WoS数据库,26篇来自CNKI数据库。核心文献库涵盖了广泛的社区蓝绿空间类型与ES类型,为进一步探讨社区蓝绿空间ES供需研究提供了实证基础。研究的社区蓝绿空间类型包括社区公园、社区绿道、居住区附属绿地等9种类型,ES类型涵盖支持和调节服务、文化服务3个一级类型,生物多样性维持、气候调节、水文调节、休闲游憩、归属感、美学欣赏6个二级类型。

1.2.2 不同社区蓝绿空间类型的 ES 研究侧重点

核心文献的研究案例地理分布较为广泛,覆盖了中国、美国、欧洲等多个国家和地区,涉及不同的空间尺度和区域特征。社区蓝绿空间类型对应的ES贡献度分析结果显示,休闲游憩是最常被研究的文化服务类型,气候调节则是被探讨较多的调节服务类型。社区公园作为研究的空间载体,被研究的频次最高,而针对蓝色空间的研究较少(图4)。
图4 社区蓝绿空间类型对应ES文献数量与词频统计

Fig. 4 Number and word frequency of ES literature corresponding to each type of community BGS

不同类型的社区蓝绿空间ES研究呈现不同的侧重点。其中,社区公园在文化服务研究中出现频次最高(n=21),这一空间类型通过促进休闲体力活动[15]为居民带来健康福祉[16-17]。而社区花园在促进居民的归属感[18]、促进社区交往[19]、社区依恋[20]等方面有较大作用;调节服务研究主要集中在带状绿地、立体绿化、植被等空间要素,例如,对绿色屋顶和下凹绿地水文调节功能的研究[21];支持服务的研究主要体现在立体绿化对生物多样性维持的作用,并同时对文化服务的美学欣赏[22]产生作用。

1.3 社区蓝绿空间ES供需研究热点

针对62篇核心文献研究的主要ES类型,详细梳理供需研究的热点内容,针对不同ES供需的研究方法、影响因素、量化指标和供需关系评价方法进行分析。不同ES类型在供给与需求评价方面呈现差异,支持与调节服务研究热点的特征类似,供给侧重可使用的空间特征,需求主要关注客观需求;而文化服务供给同时关注可使用的、潜在的空间特征,需求指标关注客观和主观2个维度(表2)。
表2 社区BGS-ES供需的研究方法、影响因素、量化指标

Tab. 2 Research methods, main influencing factors and quantification indicators regarding the ES supply and demand of community BGS-ES

一级类型二级类型研究方法影响因素量化指标
供给需求供给需求
支持服务 生物多样性维持 实地调查采样 斑块面积、连接度、形状、植被类型 偏好、认知 物种丰度 维护意愿
调节服务 水文调节 生态模型法(SWMM模型、U-water模型)、参与式调查法 竖向特征、下垫面类型、植被类型、雨水基础设施分布和数量 降雨量特征、竖向特征、下垫面类型、财产易损性、居民意愿 估算径流减少和峰值流量减少潜力;径流量和调蓄量 洪涝灾害危险性、内涝淹没损失、建设绿色基础设施的必要性和意愿
气候调节 生态模型法(ENVI-met模型)、经验公式法 气候类型、下垫面类型、植被类型及组合 温度差值、
人口(老年人)数量、
生理当量温度
模拟不同下垫面类型在不同气候条件下的冷却效应、基于植被类型权重计算降温效益、热负荷(范围内地表温度与区域平均值的偏差)、模拟不同植物空间组合的气候调节效益 生理当量温度与舒适度差值、暴露在极端温度下的人口百分比、最大冷却能力(与最小地表温度偏差)
文化服务 休闲游憩、
美学欣赏、
归属感
基于ArcGIS的空间制图法(两步移动搜索法、网络分析法)、街景图片语义分割法、参与式调查法、IPA模型 绿地面积、规模、结构,绿地空间特征,人视点蓝绿空间可视量,路网,出入口位置和数量 人口密度、活动、出行特征与规律,居民偏好、认知 可达性、绿地人均面积,基于数量、可达性的综合供给指数,公园绿地综合吸引力、形成吸引力的景观特征数量、蓝/绿视率 最低绿化面积空间、实际访问公园人数与公园可承载容量的差值、居民满意程度、基于Huff模型的居民选择公园绿地概率、活动和使用频次

1.3.1 供需的研究方法

支持与调节服务的供需研究方法主要包括实地调查采样、生态模型法、参与式调查法。实地调查采样可用于描述支持服务的供给能力,例如通过随机选择的居民楼走廊内进行植物物种丰度调查,以评估生物多样性支持[22]。生态模型法能够在中小空间尺度内精确揭示调节服务的效益[12]。例如,社区蓝绿空间的水文调节可利用SWMM和U-water模型进行水文和水质过程模拟,以评估雨水基础设施对蓝绿空间的水文调节能力[23];在气候调节方面,ENVI-met模型可在社区尺度上进行精细化空间模拟,探索不同蓝绿空间类型组合下的小气候表现[24],有效量化ES的降温效益。参与式调查法一般用以量化对服务的需求程度,一般通过问卷调查的研究方法探究居民对服务重要性的态度或愿意为之做出的贡献。
文化服务供需的研究方法主要包括基于ArcGIS的空间制图法和参与式调查法。利用土地覆被、路网、人口、POI等数据,可量化文化服务的供需状况。空间制图方法通常利用两步移动搜索法、网络分析法、累积机会模型研究社区不同步行等时圈的蓝绿空间的可达性,从而同时从供给水平和需求程度量化文化服务的供给和客观需求。然而此类方法可能忽视居民可感知的文化服务。因此,融入人本视角的数据成为近年来重要的文化服务供给研究方法。通过对采集的街景图像进行卷积神经网络语义分割,可从人本视角感知层面反映文化服务的供给水平。参与式调查法是文化服务需求的主要方法。然而,文化服务具有无形、主观、难以量化等特点[25],研究其主观需求的难点在于探索居民主观偏好与文化服务需求之间的关系。重要性-绩效(importance-performance analysis, IPA)分析法作为管理学领域理解消费者对服务需求的重要模型[26],近年来多用以识别居民的文化服务需求水平。

1.3.2 供需的影响因素

1)支持和调节服务供需的影响因素。支持与调节服务的供给主要受可使用的空间特性影响,对供给能力有显著影响的因素包括:下垫面类型(如绿色屋顶和下沉式绿地[21]等)、斑块面积、连接度、形状、物种类型[22]、低影响开发(low impact development, LID)设施的应用[23]、蓝绿空间的面积、植物类型及结构[27]、立体绿化结构[28]、道路绿带宽度[29]、水体深度[28]等对供给能力有显著影响。其中地表覆被情况、气候环境类型和地形竖向特征是水文调节和水质净化供给服务的关键影响因素。在气候调节方面,树冠是影响空气温度的重要因素,有助于减轻社区对高温和空气污染的脆弱性[30]。支持与调节服务的需求同时受到客观层面和主观层面的影响。与城市尺度类似,人口规模和密度[31]、单位面积GDP[32]、老年人口数量[33]等是客观、均等化需求的影响因素。而居民的看法和态度则构成需求在主观层面的主要影响因素,例如建设绿色基础设施必要性的意愿[34]
2)文化服务供需的影响因素。文化服务的供给同时受可使用的和潜在的空间特性影响。在可使用的空间特性方面,植被类型[35]、绿地面积和公园设施分布[36]、绿地规模和结构[37]、绿地特征[36-39]、热舒适度[39]、微气候[40]、互动性[17]、安全性[41]、社区绿地植被覆盖率[42]是重要的影响因素。潜在的空间特性方面,社区蓝绿空间的可达性为休闲游憩、健康促进和社会交往等文化服务提供机会,是衡量潜在供给能力的关键。与公园绿地距离[42]、周边兴趣点多样性[43]等因素对休闲游憩服务的供给能力产生影响。可感知的绿地供给和质量[20]、可共享的种植空间[19]对归属感和场所依恋等心理和精神层面的文化服务有显著影响。文化服务的需求同样受客观和主观两个层面影响,客观需求的影响因素基于社区居民对ES的当前实际消耗以及期望获取的服务数量和质量[44],主要受到人口数量分布影响。而居民的性别、年龄[45]、收入[46]、职业和文化程度[38, 47]等对主观需求和满意程度产生显著影响,进而影响日常游憩需求的满足水平[48]。不同收入层次的使用者对社区公园的需求与偏好存在明显差异[49],主要体现在居民个人活动和出行特征方面。

1.3.3 供需的量化指标

1)支持与调节服务的量化指标特征:供给指标主要基于生物物理参数,需求指标通常体现为实际状况与标准之间的差值。支持与调节服务的供给量化指标主要基于生物物理参数。对于支持服务,植被物种丰度可用于量化生物多样性维持的供给水平[22]。在水文调节服务方面,供给指标包括估算径流减少量、峰值流量减少潜力和调蓄容量,以衡量水文调节能力[21, 27]。气候调节服务的供给指标则通过模拟不同下垫面类型在不同气候条件下的降温效益[24],基于植被类型权重计算降温效果[27],以及计算热负荷(地表温度与区域平均值的偏差)[33]。调节服务的需求量化指标通常体现为实际状况与标准之间的差值,或基于社区居民对ES的实际消耗和期望获取的数量和质量[44]。例如,气候调节需求可通过综合总体人口密度与老年人口密度的比值,以及区域内的最大冷却能力,来量化对气候调节和缓解热岛效应的需求[33]。水文调节需求则可通过计算地表覆被类型所能提供的调蓄水量,反映洪涝灾害的风险程度表征需求[50],评估内涝淹没可能造成的财产损失[51],以及量化居民对建设绿色基础设施的态度和必要性[34]
2)文化服务的量化指标特征:供给指标主要包括服务容量和可达性计算,需求指标包括标准与实际的差值计算、使用强度计算和满意度评估。文化服务的供给量化指标主要包括服务容量和可达性计算。通常以供给空间的服务容量(如绿地面积)来衡量供给水平,通过两步移动搜索法等空间分析方法,综合考虑距离衰减效应、对蓝绿空间文化服务的供给能力进行量化。此外,引入空间吸引力因素改进可达性模型,可评估居民实际前往公园绿地的概率,进一步细化文化服务的供给水平量化。此外,利用街景图像分析,计算社区绿道沿线绿色要素在视野中的占比,即视域绿化率,量化居民从人的视角感知到的文化服务供给[52-54]。文化服务的需求量化指标主要包括标准与实际的差值计算、使用强度计算和满意度评估3个方面。例如,通过计算人均可达绿化面积与最低绿化面积标准之间的差值[33]、实际访问公园人数与公园可承载容量的差值[55-56],以及基于Huff模型的居民选择公园绿地概率[43],来量化休闲游憩服务的需求程度。差值越小,标明需求被满足的程度越高;反之,则可能存在需求过高未被满足,或供给水平未能满足需求。
此外,研究区域内人口密度分布[31]、兴趣点密度[57],居民的使用频次和活动强度[58]等社会经济统计数据与需求正相关,可用于计算需求强度。主观需求则主要通过量化居民对文化服务的满意程度[42, 44],满意度越高,未被满足的需求程度越低[59]

1.3.4 供需关系评价方法

1)供需水平作为评价方法。社区蓝绿空间ES供需关系的评价方法通常使用供需比、耦合协调度模型、供需匹配指数/模型等工具,对供需关系的空间分布特点进行量化。一般通过数据的标准化处理,利用层次分析法或熵值法确定各评价指标权重系数,进而全面评估社区蓝绿空间ES综合供需水平和匹配程度[60]。供需比通过计算供需差值以得出供需之间的盈余、平衡或赤字状态和空间分布[61],例如使用两步移动搜索法计算可达性以表征休闲游憩空间面积与人口数量之间的供需比[56];耦合协调度模型多用于反映社区不同ES空间特征和人群使用耦合程度,进而表征供需关系。例如探索15分钟生活圈不同类型绿地与人群密度[36]、社区公园小气候与游憩服务等关系的耦合协调度[40]等;供需匹配指数则适用于单一ES类型的供需场景,例如研究社区公园日常游憩服务[48]、邻里游憩活动环境因子[62]的供需匹配度。
2)供需效度作为评价方法。相较于供需水平,社区蓝绿空间ES的另一个重点是借由分析不同居民的偏好和看法,对文化服务功能的质量进行供需效度的评价[63]。供需效度的评价可以通过IPA模型理解需求,得出何种ES的特征属性对供需效度提升更为关键。例如,IPA分析工具可用以识别社区公园的空间质量、管理和维护水平 [64] 等空间特征在重要性与绩效之间的差距,识别社区绿道的游憩安全性[65],进而优先聚焦居民需求重点,作为优化供给特征属性的依据 [63]。在不同发展阶段下城市不同社区和居民群体在需求方面存在显著差异,供需效度评价是有效提升居民满意度的重要途径 [63],通过划分高重要性-低绩效(重点关注区)、高重要性-高绩效(保持区)、低重要性-低绩效(低优先级区)、低重要性-高绩效(过剩区)4个类别充分反映BGS-ES需求。在供需效度层面对供需水平评价予以补充。
3)供需匹配方法的研究趋势。社区蓝绿空间ES供需匹配的策略通过识别低供高需区域或空间单元,对供给水平进行结构性改革,优化BGS-ES供需过程,提升供需水平;对高供低需单元则可作为社区未来发展方向,可持续地开展社区更新[31]。对高重要性-低绩效的社区BGS-ES特征属性应当予以重点关注,优先考虑调整更新行动,提升BGS-ES供需效度。基于多情景目标可模拟不同供需关系,并提出匹配方案和策略,实现“供需动态匹配”的目标[57]

2 社区蓝绿空间ES供需研究概念框架

综合不同ES类型的供给和需求的影响因素、量化指标、供需关系评价方法,本研究梳理了基于供需级联理论的研究概念框架(图5)。
图5 社区蓝绿空间ES供需级联研究概念框架

Fig. 5 Conceptual framework for cascading research on ES supply and demand of community BGS

在社区蓝绿空间ES供需关系识别方面,根据不同ES类型特点,供给侧基于供给空间的生物物理属性和可达性等影响因素,可量化可使用的服务与潜在服务功能供给;需求侧基于人口密度、出行特征等影响因素,可量化客观的消耗和使用偏好认知等社会经济需求,此概念框架可对社区蓝绿空间这一类城市关键的ES空间载体的可持续发展提供评价、决策、优化路径。

3 研究展望

社区尺度的蓝绿空间ES受细粒度空间异质性和个体居民感知需求特征的影响较为突出。未来针对社区蓝绿空间ES供需相关研究可能从以下3个方面继续深入探索。
1)社区绿道、口袋公园、附属绿地等社区蓝绿空间的ES功能及其研究方法有待深入挖掘。在供给载体方面,除公园绿地与开敞空间以外,促进社区绿道、口袋公园、社区农园、宅旁空地、其他用地内附属绿地等社区小微绿地发挥ES功能作用的方式或途径是未来的研究趋势。结合高精度遥感解译、街景图片语义分割、现场调研等多种供需研究方法可用以识别和获取此类空间信息;然而适用于中微观尺度的从ES功能空间识别到ES量化指标的评价路径有待进一步构建,为挖掘潜在的高效益社区空间,聚焦社区公共环境更新,有序升级提供支持。
2)不同人群类型多样化需求的量化方法有待进一步探索。随着研究逐渐转向探索不同社区和人群的需求差异,例如老旧社区与新建社区、城市郊区与核心区的社区差异,量化需求差异的方法尤为重要。通过选择适用的模型,研究不同文化背景、年龄和职业群体的居民在社区蓝绿空间中的行为习惯和使用偏好,建立“行为-需求”研究方法和量化指标是未来的重点。结合社交媒体平台大数据和问卷调研小数据,深入挖掘不同人群(如老人和儿童)在认知和偏好上的差异,确保需求研究的全面和准确性,是有待进一步探究的需求研究方法。
3)供需关系评价与社区更新建设的关联机制有待建立。在社区更新、完整居住社区建设和社区生活圈发展的背景下,未来研究需要深入探讨如何利用现有存量空间,结合供需效度的评价方法,探索供需匹配路径。居民意见的收集和反馈机制在评估供需效度中尤为关键。研究应集中于提升热舒适度、增强社区公共空间的连贯性和可达性、促进绿色出行和休闲活动、促进居民健康福祉等方面,在支持社区的可持续更新、优化空间布局和资源的公平配置的目标下,提供以人为本的社区蓝绿空间更新和实践策略。

1 相关图表可见本文网站页面的资源附件。

2 相关图表可见本文网站页面的资源附件。

图表来源(Sources of Figures and Tables):

图1由作者根据参考文献[11]整理绘制;表1由作者根据参考文献[6][7]整理绘制;其余图表均由作者绘制。

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