基于城市树木普查数据的严肃游戏开发：提升青少年对城市树木生态系统服务认知的创新教育策略

为解决城市绿化规划中公众认知不足的问题，意大利佩鲁贾大学团队开发了基于市政树木普查数据的严肃游戏ESS-Hunt。研究通过Google Maps平台构建寻宝游戏，让135名10-14岁青少年在实地探索中学习树木多样性及其生态系统服务(ES)。结果显示参与者对ES类型的认知显著提升30%，证实了市政数据用于环境教育的可行性，为城市绿色基础设施(UGI)的公众参与提供了创新范式。

　　

随着全球城市化进程加速，到205年预计68%人口将居住在城市。然而城市管理者往往更关注建筑基础设施的经济回报，导致绿化空间规划不足，树木修剪也常以功能需求优先而非生态健康。这种短视行为削弱了城市树木提供的关键生态系统服务(Ecosystem Services, ES)，包括空气净化、碳储存和生物多样性维持。尽管国际社会已提出"自然丰富城市"的愿景，但如何提升公众对城市树木价值的认知，仍是实现这一目标的核心挑战。

意大利佩鲁贾的研究团队创新性地将市政树木普查数据转化为教育工具，开发了名为ESS-Hunt的严肃游戏(Serious Game)。这款基于Google Maps平台的寻宝游戏，让参与者在佩鲁贾中世纪植物园的实地探索中，通过解决与树木特性相关的谜题来学习ES知识。研究选取该公园作为实验场地，因其拥有城市最高的香农-维纳生物多样性指数(3.82)，包含86棵涵盖53个树种的样本。

研究采用四项关键技术：1) 使用QGIS 3.3处理空间数据；2) 应用i-Tree Eco软件量化树木的ES供给能力，该工具通过输入树种、胸径(DBH)和树冠参数等数据，计算污染物去除量和碳储存等指标；3) 基于Google My Maps构建交互式游戏界面；4) 采用R软件进行配对t检验，评估135名参与者前后测问卷的统计学差异。

4.1. Players' engagement in the game
所有参与者均在2小时内完成游戏，最快者仅用45分钟。完成时间的显著差异(15%在1小时内，81%在1.5-2小时)反映了游戏难度设置的合理性，既保持挑战性又确保可达性。

4.3. Players' learning outcomes
配对t检验显示，参与者在三个核心主题上取得显著进步：ES类型认知(p=2.73E-04)、树木特性对ES供给的影响(p=0.037)以及碳储存功能(p=0.032)。值得注意的是，14岁组在碳储存主题的表现显著优于低龄组(χ²=34.27, p=6.56E-07)，印证了课程知识对学习效果的促进作用。

4.4. The game's role in sparking interest in ES
78%的参与者自愿参加后续研讨会，其中26%明确表示游戏激发了他们对城市树木的新认知。这种持续参与度远超传统教学方式，证实了游戏化学习在维持长期兴趣方面的优势。

讨论部分强调了三重创新价值：首先，ESS-Hunt首次将市政树木普查这类管理工具转化为教育资源，通过i-Tree Eco量化ES指标，使抽象的生态概念具象化。其次，游戏设计采用"引导树"(Guiding Trees)机制，将Cedrus atlantica(大气污染物去除能力最强)和Maclura pomifera(碳储存冠军)等真实树木转化为活教材。最后，研究揭示了竞争性游戏的潜在局限——约17%的优胜者承认过度关注寻宝而忽视学习内容，这为未来开发协作模式提供了依据。

该研究的实践意义在于为城市绿色治理提供了可复制的教育模板。通过QGIS和i-Tree Eco等开源工具，任何拥有树木普查数据的城市都能开发类似游戏。正如研究者指出，这种"数据-游戏-教育"的转化模式，不仅成本低廉，更能培养年轻一代对UGI的认知，为创建自然友好型城市奠定社会基础。论文发表在《Ecosystem Services》期刊，为环境教育与城市管理的交叉研究提供了重要案例。