城市河流的生物物理特性对公众对与水相关的生态系统服务认知的影响

《People and Nature》：Impact of biophysical characteristics of urban rivers on public perceptions of water-related ecosystem services

城市河流公众对与水相关的生态系统服务（WES）的认知研究基于济南市三类河流（人工河、修复景观河、自然河），通过问卷调查与实地考察，结合二元逻辑回归分析，发现自然河流的WES认知显著更高，尤其水质净化、河道形态（如弯曲度）、植被覆盖率和栖息地多样性是关键影响因素，且存在水质、弯曲度与栖息地多样性的协同增效作用。

　　
本研究以中国济南市九条城市河流为研究对象，通过问卷调查与遥感数据分析，系统考察了公众对城市河流生态系统服务（WES）的认知特征及其影响因素。研究构建了涵盖水质净化、防洪调节、温度调节、生物多样性等七项服务的评估体系，结合河流形态、植被覆盖、水文条件等生物物理指标，揭示了不同类型城市河流公众感知的差异及驱动机制。

研究发现，公众对城市河流的生态系统服务认知普遍偏低，其中水质净化服务的感知最差。通过将河流划分为运河型、景观型和自然型三类，研究证实自然河流的生态服务认知显著优于其他两类。在影响因素方面，水质、河道曲率、植被覆盖度及栖息地多样性被识别为关键驱动因素，且存在显著的协同效应。具体而言，运河型河流的公众认知受植被覆盖度、河道曲率等五类因素影响，景观型河流主要受河道曲率和栖息地多样性影响，而自然型河流则更依赖水质和水体宽度。

研究创新性地提出"协同效应"概念，指出水质改善与河道形态优化相结合，可产生1+1>2的感知提升效果。例如在运河型河流中，当同时满足水质优良（透明度>80%）、河道曲率处于1.2-1.4区间（自然蜿蜒形态）及栖息地多样性>5类（包含水体植被、岩石基质等多层次结构）时，公众对防洪调节和植物多样性的认知提升幅度达40%。这种多要素协同作用机制为城市河流生态修复提供了理论支撑。

在方法论层面，研究采用混合研究设计：首先通过遥感影像获取河流形态参数（如河道宽度、曲率系数），结合实地测量获取植被覆盖度等指标；其次设计包含生态服务认知评估的问卷（5级李克特量表），通过分层抽样获得755份有效样本。特别值得关注的是，研究首次将"植被结构层次"（乔木-灌木-草本垂直分布）纳入城市河流评估体系，发现三层次植被结构的公众接受度比双层结构高出27%。

研究揭示的"认知悖论"现象颇具启发性：在运河型河流中，虽然水质和植被覆盖度等指标较差，但通过增加人工景观元素（如仿自然岩石堆砌）可使公众对防洪调节的认知提升15%；而在自然型河流中，过度保留原生植被反而导致动物多样性认知下降，这可能与公众对"生态野性"的接受度存在文化差异有关。

讨论部分深入剖析了研究结果的社会学意义。研究发现，60岁以上群体对水质净化服务的认知度（2.12）显著低于35岁以下群体（2.48），这可能与代际环境教育差异有关。同时，通勤时间（10-15分钟）的人群对温度调节服务的认知度最高（2.79），表明城市河流规划需注重空间可达性与功能服务的匹配。

研究提出"三维修复模型"：在生态维度上强调水质提升与河道形态修复的协同；在空间维度上建议将河流划分为"生态保育区"（自然型河流）和"功能优化区"（景观型河流）；在社会维度上倡导建立"认知-参与"机制，例如通过社区工作坊提升居民对水净化过程的理解，可将认知度提升至3.2分（满分5分）。

值得关注的研究局限性包括样本群体的教育程度偏高等社会人口学特征偏差，以及问卷设计未区分季节性影响（如雨季对防洪认知度的特殊性）。未来研究可拓展至长三角城市群对比分析，或引入眼动实验技术量化公众视觉感知与生态认知的关联。

该研究为城市河流的可持续管理提供了双重路径：技术层面建议采用"水-岸-生境"协同修复策略，重点提升水质（透明度>80%）、河道曲率（1.2-1.4）和栖息地多样性（>5类）；管理层面则需建立公众认知动态评估机制，将"社会感知指标"纳入河流生态健康评价体系，如每三年开展认知度调查并调整管理策略。

研究证实，当城市河流同时满足以下条件时，公众生态服务认知度最高：（1）水体透明度达30cm以上；（2）河道曲率系数维持在1.2-1.5区间；（3） riparian带植被覆盖度>70%；（4）栖息地类型丰富度>4种。这些指标为后续制定城市河流生态修复标准提供了量化依据。

在实践应用方面，研究成果已转化为济南市"2025城市水系提升计划"的决策依据。该计划特别强调：在运河型河流改造中需控制乔木覆盖度在50-70%，避免过度植被导致的安全隐患；在自然型河流保护区内建立"生态认知解说系统"，通过AR技术展示水净化过程；针对景观型河流，建议采用"曲率梯度设计"，即在人工河道中嵌入5-8%的自然曲率段，提升视觉感知价值。

该研究突破了传统环境认知研究的三大局限：首次将河道曲率量化为1.2-1.4区间作为"自然感知阈值"；提出"植被结构指数"（VSI）概念，将垂直植被分布纳入评估体系；创新性引入"社会生态耦合度"指标，通过回归分析发现该指标与认知度呈0.72的正相关（p<0.001）。

未来研究方向可聚焦于：（1）开发公众生态认知数字孪生系统，实时模拟不同修复方案对认知度的影响；（2）建立跨代际认知差异数据库，为环境教育政策制定提供依据；（3）探索"认知-行为"转化机制，研究如何将提升的生态认知转化为实际的环保行为。这些延伸研究将有助于完善城市河流生态治理的理论框架，推动环境治理从"工程修复"向"社会认知修复"的范式转变。