将人类-溪流互动整合进生态溪流评估:一个新颖的城乡社会生态可持续性框架(Rural–Urban Socioecological Stream Sustainability Index, RU-SESSI)
《Environmental Impact Assessment Review》:Integrating human–stream interactions into ecological stream assessment: A novel rural–urban socioecological sustainability framework
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当前的溪流与河流评估工具侧重于生态功能,却忽视了在不同城乡生态系统中存在差异的社会维度。本研究提出了城乡社会生态溪流可持续性指数(Rural–Urban Socioecological Stream Sustainability Index,RU
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当前的溪流与河流评估工具侧重于生态功能,却忽视了在不同城乡生态系统中存在差异的社会维度。本研究提出了城乡社会生态溪流可持续性指数(Rural–Urban Socioecological Stream Sustainability Index,RU-SESSI),用于评估城乡连续体中的溪流功能。该指数基于研究人员先前研究中所开发的溪流生态系统服务(Ecosystem Services,ES)与生物多样性指数(Stream Ecosystem Services and Biodiversity Index,SESBI),用以评估溪流健康。SESBI通过增加两个经济指标被扩展为可持续性子指数,同时该框架辅以一个由可达性、公共安全与社区参与构成的溪流-社会互动子指数(Stream–Society Interaction,SSI)。这些子指数共同通过可持续性表现与人类-溪流互动模式来捕捉溪流功能。该框架采用德尔菲法(Delphi method)进行完善与验证,结果显示在乡村与城市河段之间,大多数RU-SESSI指标的相对重要性存在显著差异。将该框架应用于以色列中部雅孔溪(Yarkon Stream)时,该指数显示乡村河段的生物多样性与调节服务得分较高,而城市河段的经济、游憩与可达性得分较高,公共安全与社区参与则在两河段间相当。城市河段的RU-SESSI得分略高于乡村河段(6.22比5.76),但加权指标得分的分布无显著差异。RU-SESSI提供了一个考虑独特社会生态动态的情境敏感框架,为政策制定者针对城乡环境定制溪流管理提供了宝贵见解,并有助于全球水安全与可持续性。
论文解读
一、研究背景与问题提出
全球河流网络总长超过8800万公里,其中六级或以下(按Strahler河流分级)的小型溪流约占全球河网总长度的97%。尽管河流生态系统占地表非冰川陆地面积不足1%,却提供了水资源、食物与纤维、洪水与气候调节、污染物去除及生物多样性支持等众多关键服务。在地中海气候区,溪流通常规模较小且呈间歇性,具有高度变异的流量动态,冬季易发洪水而夏季干涸,因而极易受到人为压力的影响。
无论景观背景如何,溪流与河流均执行类似的生态功能,如调节水流、养分循环、有机质分解及支持水生与河岸生物群落。然而,乡村与城市环境中的土地利用特征与人为压力存在显著差异,这改变了生态条件,进而影响社区可获得的生态系统服务(ES)的可用性。乡村溪流常受农业面源污染影响,但河岸森林与草地往往作为缓冲带减少侵蚀与沉积物输移并过滤污染物;城市溪流则面临工业排放、不透水地表与密集住宅开发带来的水文与污染压力。由此,城乡溪流所提供的ES存在差异:乡村溪流主要关联洪水缓解与水质净化等调节服务,而城市溪流则日益被重视为提供城市降温、居民身心健康支持与美学价值的“城市绿肺”。
然而,在两种情境下,溪流均穿越几乎所有人类主导的景观,因此它们作为社会生态系统(SES)运作,人类福祉依赖于健康生态系统,同时人类活动又反过来塑造溪流的结构与状况。例如,游憩与旅游依赖河岸环境的物理与生态质量,但高强度使用可能退化溪流栖息地,形成削弱生态完整性与社会效益的反馈循环。反之,有效的溪流管理可产生正反馈:更健康的生态系统增强人类效益与体验,促进社区参与、地方依恋感与持续自然保护动力。
在更宏观层面,全球评估强调,直接自然体验机会的减少,叠加对自然灾害与环境风险暴露的担忧,与自然联结感下降和生物多样性丧失相关。这些发现凸显了超越人类福祉、明确考虑人与自然互动的必要性。
二、现有评估方法的局限与研究缺口
当前溪流评估方法存在多重局限。河流健康评估(RHA)旨在评估当前生态条件以支持河流管理与保护,主要采用多指标指数与预测方法两类途径。多指标指数将多个指标聚合为单一复合得分,对专家与非专家均易于理解,并日益被纳入更广泛的可持续性评估框架;预测方法则利用统计模型评估特定点位条件并检测生态变化与人为压力。然而,RHA无法捕捉生态条件如何与可持续性表现相互作用,也无法有效表征地方嵌入的人类-溪流互动。
具体而言,现有工具存在以下缺口:第一,生态条件与溪流-社会互动(SSI)很少在同一可操作框架内共同评估,尤其在允许城乡情境比较方面;第二,多数现有工具仅部分涉及可持续性,侧重生态与经济维度,忽视与长期溪流管理相关的更广泛社会因素;第三,社会维度通常通过ES或聚合社会属性来概念化,对直接人类-溪流互动的关注有限;第四,现有指数在范围、复杂性与情境特异性方面差异巨大,限制了其对寻求情境敏感且易用评估工具的规划者与决策者的实际适用性。
例如,Che等人(2012)开发的河滨公共可达性综合指数(CIPAR)评估城市河滨的社会-生态互动,但未涵盖使用模式、参与及SSI等更广泛社会维度。淡水健康指数(FHI)(Vollmer等人,2018)通过反馈回路将生物物理条件、ES供给与治理及利益相关者过程联系起来,但其社会成分主要置于治理系统与流域尺度管理实践中,而非直接针对SSI或城乡情境的局部差异。Lespez等人(2025)提出的城市河流社会环境指数(URBS)将城市河流概念化为SES,整合水文地貌、生物学、河岸生态与社会连通性指标,但其对乡村溪流的适用性有限。
研究人员先前开发的溪流生态系统服务与生物多样性指数(SESBI)基于健康溪流提供ES的生态能力反映其生态功能与健康这一前提,纳入六个指标涵盖调节与文化ES,反映溪流支持这些服务的能力而非直接人类-溪流互动。然而,SESBI未纳入可持续性的经济维度、文化服务之外的社会因素,以及乡村与城市溪流河段的功能差异。
三、研究目的与框架构建
本研究旨在弥合上述知识缺口,开发并实证检验城乡社会生态溪流可持续性指数(RU-SESSI)。该指数不同于聚焦孤立生态指标、ES或特定社会属性的现有工具,能够在城乡景观间进行比较评估,同时保持对水资源紧张地区溪流管理中的非专家政策制定者与实践者的实用性。具体目标包括:(i)将SESBI扩展为包含经济维度的可持续性子指数;(ii)开发SSI子指数以涵盖更广泛的人类-河流联结社会维度;(iii)推导乡村与城市溪流河段的情境特定指标权重,以反映跨景观的社会生态功能与相关性差异;(iv)将可持续性与SSI子指数整合为单一复合指数(RU-SESSI),并应用于以色列中部雅孔溪的乡村与城市河段,考察区域生态状况、可持续性与人类-溪流互动的空间格局。
RU-SESSI的构建通过四个主要过程完成:首先,通过将经济支柱纳入SESBI建立可持续性子指数;其次,开发SSI子指数以表征溪流的社会维度;第三,开展德尔菲调查以验证并最终确定两个子指数的指标、度量与权重,同时考虑其在乡村与城市情境中的适应性;最后,将两个子指数加权并整合至RU-SESSI框架中评估整体表现。
四、关键研究方法
本研究采用以下主要技术方法:其一,在SESBI框架基础上扩展可持续性子指数,增加两个经济指标,即溪流对邻近住宅房产价值的影响与河畔可持续本地商业机会;其二,开发SSI子指数,涵盖可达性(物理可达性、空间可达性、残障人士可达路径、现场信息可达性)、公共安全(水污染与废弃物暴露脆弱性、综合洪水风险流域管理)与社区参与(信息透明度、公众反馈与咨询机制、活跃社区参与、正式决策中的社区伙伴关系)三大类别共十个指标;其三,采用德尔菲法(Delphi method)进行多轮专家调查,验证指标相关性、度量适宜性并确定乡村与城市情境的差异化权重,专家基于5点李克特量表评分,以四分位距(IQR)衡量共识水平;其四,将框架应用于以色列中部雅孔溪(Yarkon Stream)的乡村与城市河段作为案例研究,利用空间、生态与社会环境数据评估溪流表现,乡村与城市河段的数据分别汇总处理。
五、研究结果
德尔菲调查结果: 德尔菲调查揭示了乡村与城市溪流情境下大多数RU-SESSI指标相对重要性的显著差异。在可持续性子指数中,乡村情境下生物多样性保护(均值4.92)与河岸缓冲带服务(均值4.93)的相关性得分显著高于城市情境(分别为4.31与4.20,p<0.01),而城市情境下游憩活动(4.92对4.50,p<0.05)、对住宅房产价值的影响(4.13对3.19,p<0.05)与可持续本地商业机会(4.62对4.31,p<0.10)的相关性得分显著高于乡村情境。在SSI子指数中,城市情境下物理可达性(4.77对4.46,p<0.05)、空间可达性(4.69对4.38,p<0.10)、残障人士可达路径(4.75对3.56,p<0.01)、现场信息可达性(4.62对4.23,p<0.05)与公共数字信息透明度(4.67对4.33,p<0.05)的相关性得分均显著高于乡村情境。个别指标如乡村情境下的“对住宅房产价值的影响”(3.19)与城市情境下的“社区正式决策伙伴关系”(4.25)未达到共识标准(IQR>1)。
雅孔溪案例应用结果: 将RU-SESSI应用于以色列中部雅孔溪的乡村与城市河段,结果显示乡村河段的生物多样性与调节服务得分较高,而城市河段的经济、游憩与可达性得分较高,公共安全与社区参与在两河段间相当。城市河段的RU-SESSI总得分略高于乡村河段(6.22比5.76),但加权指标得分的分布无显著差异。这表明城乡溪流在可持续性表现与人类-溪流互动模式上存在差异化特征,城市河段在可达性与经济机会方面占优,乡村河段在生态调节与生物多样性方面占优。
六、讨论与结论
讨论部分总结: 研究讨论指出,RU-SESSI的差异化权重反映了城乡溪流在社会生态功能上的本质差异,验证了情境敏感评估方法的必要性。乡村溪流的生态调节与生物多样性指标权重更高,符合其作为自然生态系统核心组成部分的功能定位;城市溪流的可达性与经济指标权重更高,反映其作为城市绿色基础设施服务居民日常生活的角色。SSI子指数的引入弥补了现有评估工具忽视直接人类-溪流互动的缺口,将环境正义(EJ)的分配正义与程序正义概念操作化,为识别溪流管理中的不平等问题提供了工具。RU-SESSI在方法论上保持了跨景观可比性与非专家可用性的平衡,为水资源紧张地区小型溪流的管理决策提供了结构化证据支持。
研究结论翻译: 本研究开发并实证检验了城乡社会生态溪流可持续性指数(RU-SESSI),该指数将生态条件、可持续性表现与直接人类-溪流互动整合于单一可操作框架中,支持城乡溪流情境的系统比较。德尔菲调查揭示了乡村与城市情境下指标相对重要性的显著差异,验证了情境敏感权重设置的必要性。雅孔溪案例应用显示,城市河段在可达性、经济与游憩维度表现更优,乡村河段在生物多样性与调节服务维度表现更优,两者综合得分无显著差异。RU-SESSI为政策制定者提供了针对城乡环境定制溪流管理的实用工具,有助于推进全球水安全与可持续性目标。该框架通过结合跨景观可比性与方法简洁性,将溪流评估从描述性生态评价推进至可操作、决策相关的可持续性评估,尤其适用于水资源紧张地区的小型溪流管理。