《Ecosystem Services》：From imperial order to urban wilds: spatial fractures and localized drivers of cultural ecosystem services along the Beijing central axis
编辑推荐：
•整合 CNN 和 GRF 评估城市遗产廊道中的文化生态系统服务（CES）。•轨迹关联图像捕捉了户外用户连续的文化生态系统服务体验。•文化生态系统服务显示出显著的核心 - 边缘感知不连续性。•到水域的距离在多个廊道路段表现出高度的局部重要性。•研究结果支持差异化的城市更新和蓝
• 整合 CNN 和 GRF 评估城市遗产廊道中的文化生态系统服务（CES）。
• 轨迹关联图像捕捉了户外用户连续的文化生态系统服务体验。
• 文化生态系统服务显示出显著的核心 - 边缘感知不连续性。
• 到水域的距离在多个廊道路段表现出高度的局部重要性。
• 研究结果支持差异化的城市更新和蓝绿廊道规划。
引言 在快速城市化的时代，文化遗产保护已超越地方关注，成为一项普遍使命，并在联合国可持续发展目标 11（可持续城市和社区）中得到明确认可。其中，线性文化遗产——如丝绸之路和大运河——代表了一类独特的文化路线，促进了跨地区交流（联合国教科文组织，2011 年；Liu 等，2022a）。在全球范围内，人们对线性空间的认可日益增加，不仅是为了遗产保护，也是为了其在公共健康和福祉中的关键作用（Horte 和 Eisenman，2020 年；Xie 等，2022 年）。绿道、城市漫步和骑行路线的日益普及反映了全球趋势，即城市居民利用连续的线性景观进行体育锻炼和缓解压力（Deng 等，2023 年）。线性空间规划与公共健康之间的这种协同作用是全球共识，得到了国际框架的呼应，如世界卫生组织（WHO）的“健康城市”倡议（世界卫生组织欧洲区域办事处，2019 年）、《欧洲绿色协议》对可及性绿色基础设施的强调（欧盟委员会，2020 年），以及新加坡的“公园连接网络”（Koh 等，2022 年）。在中国，这与国家“健康中国”倡议相一致，该倡议同样催化了政府行动，以创建广泛的绿道和步行路线（健康中国行动推进委员会，2019 年）。然而，这些广阔的线性廊道在快速城市扩张期间特别容易受到空间碎片化的影响（Wang 和 Li，2016 年；Feng 和 Li，2025 年；Jiang 等，2025 年；Li 等，2023 年）。如何在不将这些廊道简化为孤立的建筑岛屿的情况下，维护如此大规模、异质性景观中的文化价值连续性，已成为一个需要紧急关注的关键问题。
当前的城市治理往往将遗产保护和景观规划二分，导致了一种“孤岛式”的方法（Tavares 等，2021 年）。对于线性遗产，连续性不仅体现在空间形式上，还体现在用户通过身体移动将分散的遗产节点组织成连贯体验的能力上（国际文物保护与修复委员会，2008 年）。传统的“点对点”游客通常将显赫的建筑纪念碑作为孤立目的地参观，很大程度上忽略了中间的空间。相比之下，慢行用户——如步行者和骑行者——将沿途的遗产和景观体验为连续旅程的一部分（Timothy 和 Boyd，2015 年；Zouridaki 等，2024 年）。为了协同实体文物的保护与城市自然的无形体验，文化生态系统服务（CES）框架提供了一个强大的理论视角（Daniel 等，2012 年；H?lleland 等，2017 年）。
尽管 CES 具有潜力，但沿广泛线性廊道评估它仍然具有方法论挑战性（Wardekker 等，2020 年）。一般社交媒体数据 overwhelmingly 由上述“点对点”游客在著名景点的签到主导，这通常提供的是碎片化的快照，而不是完全捕捉沿廊道的连续空间体验（Paül i Agustí，D.，2020 年）。为了准确评估遗产廊道的线性体验，本研究特意将其焦点从公众转向活跃的线性用户（Choi 等，2025 年）。通过利用专业户外活动平台（如“两步路”和“六只脚”）上的轨迹关联地理标记图像，我们针对了一个超过 5000 万户外爱好者的特定人群。虽然这些用户并不代表公众，但这种特定性恰恰使他们对本研究具有价值（Chai-allah 等，2023 年；Ginzarly 和 Teller，2025 年）。根据这些平台的用户调查，他们的主要动机——接近自然（89.7%）、体育锻炼（78.79%）、健康维护（71.52%）和缓解压力（65.45%）——驱使他们线性穿越廊道，而不是在热点之间跳跃（
www.2bulu.com ）。因此，他们作为理想的“人体传感器”，揭示了传统游客数据可能忽视的连续空间使用和感知断裂。然而，现有研究主要依赖假设空间平稳性的全球回归模型，未能解释局部驱动力如何转变。
北京中轴线及其延伸线（BCAEL）作为应对这些挑战的范式案例。除了仅仅是一个历史遗迹，当前的城市规划将 BCAEL 定位为驱动高质量城市更新和社会经济发展的关键空间引擎（北京市规划和自然资源委员会，2017 年）。其跨度约为 80 公里，表现出从密集、具有象征意义的历史核心区到广阔的生态延伸区的深刻空间过渡（Wang 等，2021 年；Fan 和 Wei，2025 年）。这种独特的梯度提供了一个理想的实验室，用于研究随着遗产延伸到现代城市荒野，文化叙事是如何被维持——或断裂的（Lin 和 Li，2025 年）。
因此，本研究建立了一个基于深度学习的框架，结合地理随机森林（GRF），以评估北京中轴线沿线文化生态系统服务的空间模式和驱动力。这项研究在国际遗产话语方面作出了四个关键贡献：
在方法论上，它通过整合众包数据与计算机视觉（CNN），开发并测试了一个可复现、空间明确的分析工作流程。在理论上，它弥合了历史保护与城市生态之间的分歧。在空间上，它通过量化梯度断裂明确解决了线性遗产挑战，提供了实证证据以协助政府进行连续性管理和城市规划。在机制上，它通过揭示了局部驱动力的异质性。
GRF 表明，遗产管理策略必须视具体情况而定，而不是统一的。
章节摘要 研究区域 北京中轴线及其延伸线（BCAEL）构成了北京的空间脊梁，跨度约为 80 公里，从北部的燕山山脉延伸到南部的永定河水系（北京市规划和自然资源委员会，2017 年）。作为中国古代城市规划的最高成就，这条线性廊道体现了“择中立国”（选择中心来统治国家）的哲学理想，创造了一种独特的空间秩序
模型性能与视觉可解释性 如图 4a 所示，EfficientNetV2-S 模型在迁移学习过程中表现出快速收敛。在第 10 个 epoch 后，训练和验证准确率曲线紧密对齐。训练和验证指标之间的最小差距表明，实施的数据增强策略（例如 MixUp 和随机擦除）有效地缓解了过拟合。混淆矩阵（图 4b）进一步揭示了模型跨类别的判别能力。
CES 解释模式中的全球 - 局部异质性 本研究最重要的发现之一是通过 GRF 模型分离了全球和局部解释因素。尽管到水域的距离在全球随机森林模型中显得相对不重要，但其平均重要性在局部 GRF 模型中显著增加，并且在多个廊道路段中反复出现作为重要的局部解释因素。结合 GRF 模型揭示的主导局部解释因素的空间分布（图 8c），这些
结论 本研究开发了一个数据驱动框架，整合了深度学习（EfficientNetV2-S）、视觉可解释性（Grad-CAM）和地理建模（GRF），以检查北京中轴线及其延伸线（BCAEL）沿线户外活动平台用户中文化生态系统服务的感知模式，并分析不同因素在全球和局部尺度上的解释重要性。通过弥合历史遗产保护与城市生态评估之间的差距，本研究提供了
CRediT 作者贡献声明 Nan Liu： 写作 – 审阅与编辑，写作 – 初稿，可视化，软件，资源，方法论，形式化分析，概念化。 Xiaorui Zhang： 监督，软件，资源，调查，形式化分析，数据整理。 Yu Wu： 软件，资源，方法论，调查，形式化分析，数据整理。 Wei Fu： 写作 – 审阅与编辑，写作 – 初稿，软件，资源，资金获取，形式化分析。 Jian Wang： 监督，资源，
利益冲突声明 作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，这可能被认为会影响本文报告的工作。
我们声明本手稿是原创的，以前未曾发表，目前也未在其他地方考虑发表。
我们确认该手稿已由所有署名作者阅读并批准，并且没有其他符合条件但未列出的作者。我们进一步
致谢 这项工作得到了 国家自然科学基金 （编号：41901220）和 北京建筑大学研究生创新项目 （2025）的支持，建筑与城市规划学院。
Nan Liu|Xiaorui Zhang|Yu Wu|Wei Fu|Jian Wang|Zhouyu Fan|Siyu Wang|Qingyuan Tang|Hongjia Yin
