《Land Degradation & Development》:Land Degradation, Cultural Ecosystem Services, and Ecosystem Disservices in the Sumapaz Páramo, Colombia: An Integrated Socioecological Assessment
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理解土地退化、生态系统功能与人类福祉之间的关系对于保护热带高山生态系统至关重要。本研究通过将游客感知数据与来自多时相遥感的补充生态证据相结合,考察了哥伦比亚苏马帕斯帕拉莫(Sumapaz Páramo)的Laguna Colorados地区土地退化、文化生态系
理解土地退化、生态系统功能与人类福祉之间的关系对于保护热带高山生态系统至关重要。本研究通过将游客感知数据与来自多时相遥感的补充生态证据相结合,考察了哥伦比亚苏马帕斯帕拉莫(Sumapaz Páramo)的Laguna Colorados地区土地退化、文化生态系统服务(Cultural Ecosystem Services, CES)、生态系统不服务(Ecosystem Disservices, EDS)与游客感知之间的关系。通过简单随机抽样选取92名成年游客,采用结构化问卷调查评估其感知。使用Spearman秩相关、层次聚类分析和主成分分析,对回答与社会人口学特征的关系进行了分析。自然知识(Knowledge of Nature)和景观欣赏(Landscape Appreciation)是评价最高的CES,而宗教与灵性(Religion and Spirituality)获得的评分相对较低,并成为一个独特的感知维度。旅游、自然知识、休闲与运动以及景观欣赏之间呈正相关,被视为一个相互关联的CES组合。土壤污染和监测控制不足是最常报告的EDS,分别有32%的受访者指出。这些感知与多时相遥感证据总体一致,表明2003年至2025年间植被异质性增加、局部植被活力下降、水分损失和土壤裸露程度增大。将社会感知数据与补充生态证据相结合,可以更全面地理解土地退化这一社会生态过程,并为热带高山生态系统的生态恢复、适应性游客管理和基于证据的保护规划提供信息。
《Land Degradation》刊载的这项研究聚焦哥伦比亚苏马帕斯帕拉莫(Sumapaz Páramo)中的Laguna Colorados地区,旨在揭示土地退化、文化生态系统服务(Cultural Ecosystem Services, CES)与生态系统不服务(Ecosystem Disservices, EDS)之间的复杂关联。热带高山生态系统对水调节、生物多样性保护、碳储存和气候调节具有重要功能,同时为人类提供游憩、审美、环境学习与精神等非物质利益。然而,气候变化、土地利用变化、旅游和农业生产等压力正日益威胁这些系统,土地退化由此不仅是生物物理过程,更是社会生态现象。以往研究存在三大缺口:CES与EDS常被分别评估,社会与生态证据缺乏整合,以及热带高山特别是安第斯帕拉莫地区的实证研究不足。因此,研究人员以Laguna Colorados为案例,将游客感知调查与多时相遥感分析纳入同一框架,探讨CES、EDS、游客异质性与生态变化之间的相互关系。结果表明,自然知识与景观欣赏是最受重视的CES,土壤污染与监控不足是最常报告的EDS,且游客感知与遥感所显示的植被变化趋势基本一致。这项研究为理解热带高山生态系统土地退化提供了综合视角,可为生态恢复、游客管理和保护规划提供实证依据。
研究人员采用的主要技术方法包括:于2022年6—7月在Laguna Colorados通过简单随机抽样招募92名成年游客,采用结构化问卷收集社会人口学特征、CES感知(五点Likert量表)与EDS感知数据;使用Spearman秩相关、层次聚类分析(HCA)和主成分分析(PCA)进行统计分析;同时获取Landsat 7 ETM+(2003年)与Sentinel-2 MSI(2015年、2025年)影像,计算归一化植被指数(NDVI)并利用红波段与近红外波段进行多时相景观变化描述。样本队列来源即为上述92名现场受访游客。
研究结果部分:
3.1 受访游客的社会人口学特征(Sociodemographic Profile of Surveyed Visitors):基于92份有效问卷,男性占58%,31—37岁年龄组占36%,受雇人员占46%,大学及以上学历合计70%,54%的受访者月收入在1—3个哥伦比亚法定月最低工资(SMMWs)之间,45%的游客每年到访一次。研究刻画了游客群体的基本构成,为后续CES评价提供背景。
3.2 文化生态系统服务评价(Evaluation of Cultural Ecosystem Services):通过五点量表评分,景观欣赏(均值4.75)与自然知识(均值4.72)得分最高,旅游(4.26)次之,休闲与运动(3.94)中等,宗教与灵性(3.49)最低。分析表明审美与环境学习是游客最重视的文化利益。
3.3 按性别划分的积极CES响应分布(Distribution of Positive CES Responses by Gender):将“同意”与“非常同意”合并计算,男性游客对自然知识和景观欣赏的积极响应占比分别为56.5%和55.4%,女性对应为42.4%和41.3%;宗教与灵性在两组中均占比最低(男性30.4%,女性20.6%)。结果说明CES价值层级在性别间总体相似。
3.4 感知的生态系统不服务(Perceived Ecosystem Disservices):游客可多选报告EDS,土壤污染和监控不足均被32%的受访者选择,其后依次为缺乏标识(13%)、水污染(12%)、对动植物影响(8%)和空气污染(5%),暴力行为无响应。这反映游客主要担忧环境状况与管理缺失。
3.5 社会人口学特征与文化生态系统服务的关系(Relationships Between Sociodemographic Characteristics and Cultural Ecosystem Services):Spearman相关分析显示,受教育程度与月收入(ρ=0.604, p<0.01)、年龄组与月收入(ρ=0.474, p<0.01)呈正相关;旅游与自然知识(ρ=0.387, p<0.01)、休闲与运动(ρ=0.293, p<0.01)、景观欣赏(ρ=0.246, p<0.05)正相关;年龄组与休闲与运动负相关(ρ=?0.253, p<0.05)。研究揭示了CES之间及与人口特征的部分关联。
3.6 通过层次聚类分析识别的游客感知特征(Visitor Perception Profiles Identified Through Hierarchical Cluster Analysis):采用Ward法和平方欧氏距离得到三类游客轮廓。聚类1对所有CES评价均高;聚类2高度看重旅游、休闲、自然知识和景观欣赏,但宗教与灵性评分很低;聚类3重视自然知识与景观欣赏,低估休闲与旅游。这说明CES评价因人而异,存在不同价值组合。
3.7 文化生态系统服务的多元结构(Multivariate Structure of Cultural Ecosystem Services):主成分分析中,KMO=0.584,Bartlett检验χ
2=39.735(df=10, p<0.001),提取两个特征值大于1的主成分,解释总方差55.77%。PC1代表旅游、自然知识、休闲与运动、景观欣赏的经验维度;PC2主要对应宗教与灵性,显示其为独立的精神象征维度。这印证了CES并非同质,而是多维结构。
3.8 文化生态系统服务与生态系统不服务的生态背景(Ecological Context of Cultural Ecosystem Services and Ecosystem Disservices):多时相遥感显示,2003—2025年间红波段高反射面积增加、近红外植被反射降低、NDVI空间连续性下降,表明水体周边出现植被异质性增加、局部活力下降和土壤裸露加剧。该结果为游客感知的EDS提供了生态上的一致性背景,但属描述性证据,不建立因果关系。
在讨论部分,研究人员指出游客感知、EDS报告与遥感景观格局共同构成了互补证据,支持将土地退化视为社会生态过程。社会人口分析表明,CES评价受游客特征影响,但仅能解释部分变异;以男性和高学历人群为主的游客构成可能与可达性和管理条件有关。自然知识与景观欣赏的高价与保护区特征相符,而宗教与灵性的低分和独立维度提示其依赖文化传统与群体记忆。感知EDS与遥感显示的植被退化趋势相互印证,说明环境压力和管理不足可能同时削弱多种CES。研究结果建议将生态恢复、游客管理、环境教育和社区参与纳入政策框架,并借助NbS和PES促进保护。局限方面,农户未参与,遥感缺少地面验证,未来需加强多方参与和高分辨率监测。
研究结论部分翻译如下:本研究确定自然知识和景观欣赏是Laguna Colorados游客最重视的CES,其次是旅游。休闲与运动评价较为多变,而宗教与灵性是一致性最低的服务。年龄与休闲活动的重要性呈负相关,表明不同游客群体对CES的评价存在差异。层次聚类分析识别出三类游客特征:一类对所有CES均给予高评价,一类以旅游、休闲、环境学习和景观欣赏为导向,另一类主要看重教育与景观价值。识别这些特征有助于采取差异化管理措施,包括环境解说、低影响游憩、游客规范、标识设置和生态敏感区保护。游客感知和EDS,连同多时相遥感分析,为影响Laguna Colorados的环境与管理压力提供了互补证据。土壤污染和缺乏监控是最常感知到的不服务,而卫星影像表明2003年至2025年间植被状况和景观异质性发生了变化。因此,整合CES、游客特征、EDS和生态监测,可为Laguna Colorados及其他高安第斯生态系统提供更具适应性的保护、恢复和游客管理策略。