《Environmental and Sustainability Indicators》：A systematic review of nature-based solutions in informal settlements in Sub-Saharan Africa
摘要：非正规住区的快速扩张对社会-生态系统（social-ecological systems）施加了显著压力，加剧了气候脆弱性并侵占公共空间。基于自然的解决方案（Nature-based Solutions, NbS）日益被视为通过调节生态系统功能、维持生态系统服务供给、减缓气候相关灾害以及增强适应能力来提升城市韧性的有效干预措施。然而，尽管这些住区容纳了撒哈拉以南非洲约59%的城市人口，来自非正规住区的实证证据仍然稀缺。关于非正规住区城市绿色基础设施（urban green infrastructure）的学术研究通常强调有限的效益，而忽略了负面效应（disbenefits）和环境危害。本系统综述综合了当前关于撒哈拉以南非洲非正规住区中基于自然的解决方案的知识，重点关注研究的时空演变，包括领导力、资助和出版渠道的偏差，以及已实施的基于自然的解决方案类型、其生态系统服务（ecosystem services）与生态系统负面服务（ecosystem disservices）、障碍和参与的行动者。根据系统综述和荟萃分析首选报告项目（Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses, PRISMA）指南，对同行评审和灰色文献进行了全面综述。在最初确定的1,632项研究中，有54项符合纳入标准。本综述显示，在撒哈拉以南非洲的非正规住区、贫民窟和城郊地区，基于自然的解决方案仍存在显著的知识空白，大多数研究在南非进行，其次是加纳、肯尼亚和坦桑尼亚。本综述识别出38种基于自然的解决方案类型，其中树木（trees）被引用最多（48.1%），其次是开放绿地（open green spaces, 38.9%）、花园（gardens, 29.6%）、公共和私人公园（public and private parks, 27.7%）、湿地和河流（wetlands and rivers, 各24.1%），凸显了它们在提供多种生态系统服务和支持生计方面的潜力。有效性受到过时政策、薄弱制度能力、不安全的土地保有权（land tenure）以及有限社区参与的限制。实施主要由国家和伙伴关系驱动，社区和学术参与有限。政府主导了绿化和恢复倡议，尽管预算分配往往优先考虑正式城市区域。因此，未来研究应纳入多语言文献，以提供对撒哈拉以南非洲基于自然应用更平衡、全面和包容的理解。此外，需要更多地使用定量方法来评估生态系统服务供给与需求，生成证据以支持城市规划者和政策制定者设计、管理和实施针对非正规和城郊住区的有效基于自然的解决方案战略。
**1. 引言**
引言阐述了气候变化加剧了城市热浪和洪水，对公共卫生、基础设施和经济生产力产生影响。在撒哈拉以南非洲，预计21世纪气温将上升3–4°C，在基础设施缺陷、有限适应能力和薄弱制度能力的背景下，加剧了级联的社会-生态影响。全球55%的人口居住在城市，其中10亿人（七分之一）生活在非正规住区，而撒哈拉以南非洲59%的城市人口居住于此。非正规住区通常位于生态脆弱区，如洪泛区和陡峭山坡，缺乏法律认可，面临基础设施挑战，如有限的水电、空气污染、住房条件差、绿地稀缺和过度拥挤。非正规住区的扩张对自然生态系统施加压力，导致污染、土地退化、生物多样性丧失和滑坡。决策者优先考虑工程解决方案和短期经济增长，忽视了生态系统和长期可持续性。基于自然的解决方案（Nature-based Solutions, NbS）被定义为“受自然启发和支持的行动，以保护、可持续管理和恢复自然或改造的生态系统，有效和适应性地应对社会挑战，同时提供人类福祉和生物多样性效益”。许多NbS利用原住民社区数千年来发展的实践，包括城市森林、河岸缓冲带、湿地恢复、梯田技术、绿色屋顶和可持续城市排水系统。论文将非正规住区中的NbS分为两类：绿色基础设施（开放绿地、公园、树木、花园等）和蓝色基础设施（湿地、河流、池塘等）。然而，NbS面临重大障碍，包括地方政府缺乏更新规划政策、资源不足、土地保有权不安全、密集种植空间可能被视为不安全、生态系统修复不足、制度结构脱节等。生态系统服务受景观破碎化影响，且不一致的土地利用政策可能加剧绿色绅士化。非正规住区在研究和政策议程中持续被边缘化，预算优先有限，制度忽视限制了投资。证据零散，研究主要集中在农村和正式城市区域，非正规住区的研究尤其稀缺，且集中在沿海城市，内陆贫困地区研究有限。这反映了空间不平衡，研究集中在全球北方。本系统综述旨在：(1)评估研究的时空演变及领导、资助和出版偏差；(2)识别非正规住区中实施的NbS类型；(3)评估与NbS相关的生态系统服务和负面服务；(4)探索实施障碍；(5)绘制参与NbS项目的行动者和利益相关者。综述为政策制定者、实践者和研究人员提供见解，支持非洲联盟2063议程和可持续发展目标。
**2. 方法论**
2.1. 检索策略与文献数据库：开发了综合检索策略，使用Scopus、国际农业与生物科学中心（CABI）、Web of Science核心合集以及Google Scholar前200条结果。选择这些数据库以覆盖NbS、绿色基础设施、城郊和非正规区域的相关研究。关键期刊包括《城市主义杂志》、《城市可持续发展杂志》等。还检索了联合国人居署、粮农组织等官方机构网站。检索在2025年1月至4月进行。
2.2. 检索关键词：围绕非正规性、NbS、生态系统服务和撒哈拉以南非洲国家四个主题确定关键词，使用布尔运算符和通配符。在Scopus中测试了40个字符串，最终确定检索字符串。
2.3. 研究纳入与排除标准：纳入同行评审原始研究文章和灰色文献，聚焦NbS和蓝绿基础设施，包括生态系统服务和共同效益。排除无摘要、重复、综述、会议论文等，以及非撒哈拉以南非洲农村和正式城市环境的研究。采用PICO（Population, Intervention, Comparison, Outcome）方法制定纳入排除标准。
2.4. 数据筛选与批判性评估：遵循PRISMA指南进行筛选。两名评审员独立进行标题、摘要和全文筛选，使用Randolph自由边际Kappa系数评估一致性（0.7，属于实质一致）。采用特定质量评估标准（表2）。
2.5. 数据提取与综合：使用编码本提取每篇文献的信息，包括文献计量数据、气候地理范围、空间尺度、社会人口学、方法设计、NbS公平性、治理挑战、NbS类型、生态系统服务与共同效益、实施行动者、知识空白、障碍和负面服务等。
2.6. 分析：分析分两个阶段：首先，使用QGIS制作地理分布图；其次，使用Microsoft Excel整理和分析数据，生成描述性统计和定性综合。
**3. 结果**
初始检索获得1632篇潜在文献，最终纳入54篇。
3.1. 地理范围：研究覆盖13个国家，南部非洲33篇（63.5%），东非11篇（21.1%），西非8篇（15.4%），中非无研究。南非最多（26篇，48%），其次是加纳（5篇，9%）、坦桑尼亚和肯尼亚（各4篇，7%）、埃塞俄比亚（3篇，6%）、纳米比亚、尼日利亚、乌干达和马拉维（各2篇，4%），布隆迪、卢旺达、尼日尔和津巴布韦各1篇。
3.2. 时间范围：研究数量随时间显著增加，2024年最多（13篇，24.1%），2021和2023年各6篇（11.1%），2001年之前仅零星发表。表3显示17个机构主导话语，主要来自南非、英国、美国、日本、中国、澳大利亚。关键大学包括罗德斯大学、开普敦大学等。大多数通讯作者来自南非、英国、加纳和美国。34种期刊发表相关研究，《城市林业与城市绿化》发表最多（5篇，9.3%）。37个研究资助组织，最常见的是南非国家研究基金会（资助8项研究）。
3.3. 基于自然的解决方案类型：共识别出38种NbS类型，树木最多（26篇，48.1%），其次是开放绿地（21篇，38.9%）、花园（16篇，29.6%）、公共和私人公园（15篇，27.7%）、湿地和河流（各13篇，24.1%）。最少提及的是裸地、高尔夫球场、可持续城市排水系统等。
3.3.1. 非正规住区中NbS的指标：NbS通过环境（87%）、社会（74.1%）、经济（55.6%）和健康（48.1%）指标评估，涉及气候调节、空气质量、水污染治理、生物多样性、社区健康、收入生成和绿色就业。
3.4. 生态系统服务：最常被引用的生态系统服务是供给服务（70.3%）和文化服务（68.5%），调节服务（53.7%），支持服务最少（29.6%）。花园主要用于供给和文化服务，公园主要用于文化服务，湿地和河流提供关键供给、文化、支持服务，公园也关联最大负面服务（43项）。
3.4.1. 供给服务：包括农业和粮食生产、淡水、薪柴、药材、木材、收入生成、香料、芦苇收割、牲畜饲料、鱼类、遮荫、种子、果汁和纤维。主要在南非、肯尼亚、埃塞俄比亚等国研究。
3.4.2. 文化服务：包括娱乐、社交互动、观光、精神宗教价值、体育活动、放松、审美、心理福祉、知识保存、教育价值、场所感、遗产、文化和历史价值、旅游价值。在尼日利亚、南非、加纳等国观察到。
3.4.3. 调节服务：包括径流衰减、洪水缓解、微气候调节、空气和噪声调节、防风、土壤侵蚀最小化、废物处理、生物控制、碳封存、储水、过滤、排水、种子传播、病虫害调节、盐度降低。在南非、尼日利亚、埃塞俄比亚等国观察到。
3.4.4. 支持服务：包括氧气生产、生物多样性、养分循环、土壤形成、遗传资源、授粉。在南非、埃塞俄比亚、肯尼亚等国识别。
3.5. 生态系统负面服务：识别出8种主要负面服务，最常见的是城市扩张或蔓延（38.7%）、有限空间（18.4%）、犯罪热点（12.2%）、疾病和污染易发区（各10.2%）、维护挑战（6.1%）、蛇和一般安全担忧（各2%）。树木和绿色基础设施关联落叶、结构损坏、过敏；花园吸引啮齿动物和鸟类，用污染水灌溉带来健康风险；公园常关联犯罪、药物滥用和差维护；湿地和河流易受工业废水、家庭垃圾和直接排便污染，导致大肠杆菌爆发、异味和健康风险；洪水增加蚊虫滋生和水媒疾病；侵占森林导致森林砍伐；未管理的灌木丛和河岸带关联不整洁和不安全。
3.6. 实施基于自然解决方案的障碍：识别出18个障碍，最常见的是卫生和污染（42.6%）、城市绿地土地有限（37%）、城市规划和治理薄弱（35%）。最少提及的是数据有限和绿地开发时间不足（各3.7%）、到绿地距离（5.5%）。南非和加纳障碍最广泛，包括土地稀缺、不安全保有权、安全担忧、破坏、社区参与不足、政治支持弱、意识和能力有限、资金限制、执法不力等。土地保有权不安全感是多个国家的反复挑战，快速城市化将开放绿地转为住房或商业用途。卫生设施不足导致露天排便和用污染河水灌溉。
3.7. 基于自然解决方案的公平与正义考虑：八项研究（14.8%）强调公平问题，主要来自东非。树木和城市绿化集中在富裕社区，低收入社区获取减少。非正规住区居民缺乏附近公园或绿地，限制了娱乐和福祉机会。
3.8. 实施基于自然解决方案的关键行动者：识别出7个关键行动者，政府（18.5%）和公私伙伴关系（14.8%）是主要行动者，民间社会组织（CSOs）（3.7%）和学术研究机构（3.7%）最少。南非展示最多样化的行动者格局，包括政府、公私伙伴关系、社区、个人、非政府组织（NGOs）、CSOs和研究机构。其他国家参与范围较窄。政府机构在南非、加纳、肯尼亚、乌干达占主导，公私伙伴关系在南非、肯尼亚、尼日利亚等国广泛运作。CSOs和学术机构仅在南非报告。未发现私营企业作为直接行动者。
**4. 讨论**
4.1. 基于自然解决方案研究的时空演变：综述揭示了显著的地理差异，南非领先，反映其较强研究基础设施和资金。作者分布均衡，全球北方和撒哈拉以南非洲学者各半。2024年出版量最高。最早研究发表于2001年，反映NbS概念形成阶段。2020年后研究激增，表明研究跟随国际资金和概念发展。延迟和不均匀的研究产出凸显知识生产的结构性不平衡，包括对外部资金的依赖、全球政策叙事变化和非正规住区的历史边缘化。
4.2. 非正规住区中基于自然解决方案的类型：城市绿色基础设施最常见，用于应对热暴露、改善热舒适、增强生物多样性、提供娱乐和文化效益。蓝色基础设施（湿地、河流）常见于洪水易发住区，调节水文过程、改善水质、减少洪水风险。研究支持盆栽植物、家庭花园、公园、开放空间、河流在支持生态功能和改善生活条件中的作用。NbS也能支持可持续生计、促进旅游、减少灾害成本、提升财产价值。Wolff等人识别出六种主要NbS类型。Msimbazi河流域开发基础设施项目展示了NbS如何通过创造就业、发展基础设施和恢复生态系统促进社区韧性和经济发展。湿地是特别重要的NbS，如RISE项目中的人工湿地，提供多功能效益。
4.3. 将公平嵌入基于自然的解决方案：综述强调了非正规住区中绿色基础设施获取的持续差异。绿色发展可能无意中延续社会空间不平等。非正规住区公园、树木和绿地获取显著低于富裕社区，蓝色基础设施退化或管理不善。居民重视绿地和蓝水空间用于娱乐、生计和福祉。社区主导的小规模举措（如绿色屋顶、植树）可改善环境条件、增强社会凝聚力、创造就业。但研究数量有限，表明NbS的社会维度相对于生物物理效益仍被低估。先前研究警告，若规划不当，城市绿化可导致绿色绅士化，提升土地和租金价值，导致低收入居民流离失所。尽管相对较少研究明确检查流离失所，但证据表明公平考虑在NbS规划和评估中基本缺失。将住房与NbS整合通过公平规划可最大化环境效益并减少流离失所风险。社区参与是有效规划、实施和长期可持续性的基础。如内罗毕和达累斯萨拉姆的Realising Urban NbS项目，通过协作工作坊让居民参与设计、投票和贡献劳力和材料，增强了地方意识和所有权。空间不平衡表明需要更包容的、中心位置的休闲空间。
4.4. 非正规住区中基于自然解决方案的生态系统服务：NbS涵盖所有四类生态系统服务，文化和供给服务最常被强调，因其与日常生活直接相关。树木是最普遍的NbS形式，常因遮荫、果实和审美目的而种植或保留。居民继续实践城市农业，特别是后院园艺。非正规和城郊区域缺乏规划，导致公园和休闲区域稀缺。住区靠近湿地和河流表明居民偏好靠近水源。供给服务同样重要，居民依赖树木产品如食物、水果、坚果、饲料和建材。社区花园是粮食生产的基本激励，同时提供社会、文化和教育效益。药用植物支持初级医疗。然而，快速扩张和对树木产品的依赖导致木质植被退化，通过薪柴收集、木材采伐和饲料抽取。退化削弱了生态系统服务如碳封存、温度调节、侵蚀控制等。保护城市森林对维持自然资本和增强气候韧性至关重要。治理薄弱、土地保有权不安全、政策不一致和社区参与不足加剧了退化。将城市绿化和保护战略纳入非正规住区升级计划可支持减贫并维持生态系统功能。有效监测、安全土地权利、社区参与和法规执行对维持城市NbS是必要的。干预措施包括推广城市农林、激励植树、发展替代生计（如生态旅游）、限制无管制树木采伐、支持清洁能源技术。调节和支持服务较少报告，但对生态系统功能至关重要。植被调节微气候、改善空气质量、稳定土壤、管理水流，湿地缓解洪水并提供栖息地。快速人口增长和经济发展导致全球约60%的生态系统服务退化。在撒哈拉以南非洲，城市扩张增加了对非正规住区生态系统服务的压力。建模框架（如洪水调节生态系统服务流模型）可评估生态系统服务动态并支持城市规划决策。地方倡议（如马萨雷谷的河流修复和雨水收集系统）展示了NbS如何解决水安全、健康和生态系统恢复的紧迫需求。长期监测对评估NbS项目有效性至关重要。
4.5. 非正规住区中基于自然解决方案的负面服务：除效益外，NbS也产生负面服务，复杂化其采用和可持续性。无管制城市扩张导致绿地损失，如温得和克、约翰内斯堡、库马西和亚的斯亚贝巴。健康风险普遍，与野生动物存在相关。污染河流和湿地暴露居民于水媒和人畜共患病。季节性洪水增加溺水和蚊媒感染风险，雨水污染降低湿地生态和审美价值。城市森林可能增加呼吸健康风险，因某些木本物种的致敏化合物。其他负面服务包括树根造成的设施损坏、虫害和安全担忧。密集植被和照明不良区域被感知为犯罪藏身地，阻碍妇女和儿童安全使用绿地。应对NbS权衡和负面服务需要综合规划、治理和管理，结合市政服务投资、改善安全和环境教育。协作治理涉及国家和非国家行动者，对于有效缓解NbS相关挑战至关重要。多利益相关者伙伴关系可支持城市绿化、综合水管理和包容性住房政策等干预措施。泰国Baan Mankong计划是社区驱动社会住房项目，展示了如何将NbS适当纳入社区治理机制和现有城市规划政策。社区领袖和活动家可通过调解多样观点、倡导绿色倡议和支持居民与地方当局接触来促进这一过程。对饮用水和卫生基础设施的补充投资可减少对自然水道的依赖。数字平台可提高意识并动员居民参与NbS倡议。其他参与式方法（包括参与式制图、公民科学和严肃游戏）可进一步使社区贡献地方知识并支持评估。
4.6. 非正规住区中实施基于自然解决方案的障碍：众多结构性障碍阻碍NbS实施，包括土地稀缺、卫生设施不足、安全担忧、土地保有权不安全、治理薄弱和资金不足。生态系统服务分布和绿地维护比正式城市区域更不稳定且不均。绿地获取不均，许多区域未达到世界卫生组织人均9平方米的指南。快速城市扩张和农村-城市迁移加速了绿地损失，竞争性土地利用和空间需求阻碍了NbS项目成功。例如，加纳贫民窟绿地在1991-2015年间下降90%，埃塞俄比亚在1984-2021年间下降70.9%。卫生挑战进一步破坏NbS，包括未经处理的废水、固体废物倾倒和露天排便，污染了河流和湿地。资金限制加剧了这些问题，特别是在纳米比亚和坦桑尼亚，依赖外部捐助支持。应对这些障碍需要包容性规划方法、强化制度能力和多利益相关者伙伴关系。因此，空间高效的NbS（如街谷、绿色墙壁和绿色屋顶）成为重要策略，可在高密度和土地受限的非正规住区整合自然干预措施。同时，教育机构可将NbS纳入学校课程，以促进城市生物多样性意识，培养未来环境管理。
4.7. 在非正规住区实施基于自然解决方案项目的行动者：目前，政府和公私伙伴关系主导NbS实施，但需要增加CSOs、学术机构和社区的参与以确保可持续性和包容性。大多数NbS项目由社区响应本地需求或国际组织作为基础设施发展计划的一部分开发。社区、NGOs和地方当局之间的信任对于协作开发住区改善项目至关重要。规划过程应承认本地价值观、行为和社会规范，并利用社区组织与政治和市政行动者的既定关系将NbS纳入升级议程。在政府支持有限的情况下，居民和社区组织常承担维护NbS干预措施的责任，但这可能造成额外负担。NGOs可通过调解地方基础设施解决方案和加强地方当局能力来应对挑战。纳米比亚温得和克的案例展示了社区组织和NGOs将NbS与地方发展优先事项联系起来的潜力。大多数NbS宏观规模投资由公共和国际资金支持，但可受益于私人投资、自愿碳市场、保险和信用叠加等替代融资机制。尽管有机会，私营部门因感知风险和较长投资回报期而不愿投资。需要动员多样化资金流、弥合研究-实践鸿沟、将NbS纳入城市政策和规划框架。涉及多样行动者可增强项目成功，但利益、优先事项和接受程度的差异可能导致冲突和决策延迟，需要有效跨学科协调和共同理解。城市政策和法规难以改变，需要长期承诺和方向，以及地方当局及时响应社区需求的能力。
4.8. 撒哈拉以南非洲基于自然解决方案的趋势与其他地区的比较：尽管NbS在全球意识增加，但撒哈拉以南非洲的实施受快速城市化、高人口密度和规划不足影响。南非占区域研究产出的48%，约38.2%的撒哈拉以南非洲NbS学术成果归因于该国。其他撒哈拉以南非洲国家代表性不足。研究机构主要位于欧盟和美国，暴露了全球研究能力和制度支持差异。撒哈拉以南非洲内部也存在差异。尽管NbS已融入全球城市韧性和气候适应战略，但撒哈拉以南非洲仍面临治理、制度和财政障碍，阻碍广泛部署。仅15个非洲国家（27.7%）启动了NbS倡议，119项聚焦气候适应。相比之下，亚洲和拉丁美洲因国家主导项目而增长更快，如中国的生态恢复和植树计划展示了政府一致性和制度承诺的重要性。
**5. 局限性与未来研究方向**
主要局限性是仅关注英语文献，可能排除法语和葡萄牙语国家相关贡献，引入语言偏差。未来研究可纳入多语言文献以扩大覆盖。此外，综述主要综合定性研究，定量证据有限，需要更多实证、定量和混合方法研究来评估和比较NbS结果。另一个局限性是使用选定数据库可能导致检索偏差，但通过包含多个互补数据库部分缓解。未来系统综述可纳入其他数据库、区域仓储、灰色文献和引文追踪方法。类似综述应扩展到全球南方其他地区以进行跨区域比较。最后，未来研究应加强使用空间和定量方法，包括GIS、遥感和建模，以识别、量化和比较非正规住区中NbS生态系统服务的供给和需求。这些方法可为空间分布、可及性和公平性提供更稳健证据，支持住区间比较和更精准的规划与投资。
**6. 结论**
综述结果共同强调了撒哈拉以南非洲非正规住区中NbS实施的潜力和挑战。NbS提供必要生计、生态系统服务、健康共同效益和针对自然灾害（如城市热岛、风暴、洪水、土壤侵蚀）的保护，但仍易受生态退化、不公平获取、负面服务和系统性障碍影响。非正规住区中的NbS仍然有限，需要进一步实证调查其长期影响和有效性。综述强调需要应对关键障碍，包括有限资金、土地稀缺、不安全保有权、规划不足、治理薄弱和高人口密度。NbS的长期成功取决于更具参与性和包容性的规划、稳健的制度框架、安全的土地保有权和有意义的多利益相关者合作。增强社区参与和跨部门伙伴关系对于确保干预措施本地适宜、可持续和社会包容至关重要。此外，需要增加对NbS研究和试点实施项目的投资，同时应对相关投资风险，以增强非正规住区中倡议的可扩展性。展望未来，需要更多工作来建设撒哈拉以南非洲NbS的研究能力和制度支持，减少次区域研究偏差，并研究NbS的空间分配、土地利用规划、物种偏好以及干预措施满足社区需求的程度。推进NbS需要培养与低收入城市区域需求一致的协作，并解决与政策认可、制度能力和区域利益相关的不平等采用。减少对全球北方外部驱动资金和研究议程的依赖同样重要，同时发展本地扎根、情境响应的NbS框架。
