城市生態系統服務供需平衡的季節變化特征

　　城市生態系統是包含經濟、自然、社會三個子系統的復合生態系統，而城市可持續發展的根本是保護生命支撐系統，如自然生態系統。樹木是自然生態系統的重要組成部分并且為人類提供了一系列生態系統服務。然而，隨著世界城市化進程日益加劇，建筑用地與綠色空間的競爭日趨激烈。在城市生態系統服務供需方面表現出與緊湊城市資源高效利用特征相悖的現象。許多研究表明，城市中心存在嚴重生態系統服務供不應求狀況，也有少量研究表明某種生態系統服務能達到供需平衡，而這些研究都是基于年均數據。年均數據會消除極值影響，因此我們假設供需不平衡的影響很有可能被低估或高估，因為生態系統服務的供給與需求都有其各自的季節變化趨勢。樹木作為城市生態系統服務的重要供給者有其自身的生命節律，從而帶來生態系統服務供給的季節性變化，這個在溫帶地區表現最為明顯。同樣的，人類對生態系統服務的需求也隨季節變化而變化，如空氣污染。

　　基于此，沈陽應用生態研究所研究人員以沈陽三環以內為研究區域，通過赤字率和供需比兩個指標計算分析了空氣凈化生態系統服務的供需平衡季節變化特征。研究表明， PM2.5和SO₂兩種污染物的空氣凈化生態系統服務供需在時間上是不同步的。特別是SO₂，基于年均值的評價結果表明無供需赤字且達到了供需平衡甚至供大于求；基于季節分析則表明，在冬天，平均只有21.78%的凈化需求得到滿足（表1）。同時，赤字率和供需比的研究結果表明，沈陽城市生態系統面臨極大的風險，其系統穩定性極低。

　　本研究證明了城市生態系統服務供需平衡不僅僅存在空間異質性，更存在時間（季節）異質性。基于年均數據的生態系統服務供需平衡分析會導致供需不平衡情況的低估或高估。研究提出，生態系統服務供需平衡的精確時空分析，能為決策者提供更為全面的信息，為提出有針對性的決策方案提供科學依據。

　　該成果以Quantitative assessment of demand and supply of urban ecosystem services in different seasons: a case study on air purification in a temperate city為題，發表在Landscape Ecology上。該研究獲得國家自然科學基金委重點項目及面上項目支持。

表1 生態系統服務供需赤字比（DR）與供需比（s-dR）