城市生態(tài)系統(tǒng)是包含經(jīng)濟(jì)、自然、社會(huì)三個(gè)子系統(tǒng)的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，而城市可持續(xù)發(fā)展的根本是保護(hù)生命支撐系統(tǒng)，如自然生態(tài)系統(tǒng)。樹木是自然生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分并且為人類提供了一系列的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。然而，隨著世界城市化進(jìn)程日益加劇，建筑用地與綠色空間的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。在城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需方面表現(xiàn)出了與緊湊城市的資源高效利用特征相悖的現(xiàn)象。許多的研究表明，城市中心存在嚴(yán)重生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供不應(yīng)求狀況，也有少量研究表明某種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能達(dá)到供需平衡，而這些研究都是基于年均數(shù)據(jù)。年均數(shù)據(jù)會(huì)消除極值影響，因此我們假設(shè)供需不平衡的影響很有可能被低估或高估，因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給與需求都有其各自的季節(jié)變化趨勢(shì)。樹木作為城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要供給者有其自身的生命節(jié)律，從而帶來生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的季節(jié)性變化，這個(gè)在溫帶地區(qū)表現(xiàn)最為明顯。同樣的，人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的需求也隨季節(jié)變化而變化，如空氣污染。
基于此，以沈陽三環(huán)以內(nèi)為研究區(qū)域，以赤字率和供需比兩個(gè)指標(biāo)計(jì)算分析了空氣凈化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需平衡季節(jié)變化特征。研究表明， PM2.5和SO2兩種污染物的空氣凈化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需在時(shí)間上是不同步的。特別是SO2，基于年均值的評(píng)價(jià)結(jié)果表明無供需赤字且達(dá)到了供需平衡甚至供大于求；基于季節(jié)的分析則表明，在冬天，平均只有21.78%的凈化需求得到滿足（表1）。同時(shí)，赤字率和供需比的研究結(jié)果表明，沈陽城市生態(tài)系統(tǒng)面臨極大的風(fēng)險(xiǎn)，其系統(tǒng)穩(wěn)定性極低。
本研究證明了城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需平衡不僅僅存在空間異質(zhì)性，更存在時(shí)間（季節(jié)）異質(zhì)性?；谀昃鶖?shù)據(jù)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需平衡分析會(huì)導(dǎo)致供需不平衡情況的低估或高估。研究提出，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需平衡的精確時(shí)空分析，能為決策者提供更為全面的信息，為提出有針對(duì)性的決策方案提供科學(xué)依據(jù)。
該成果以“Quantitative assessment of demand and supply of urban ecosystem services in different seasons: a case study on air purification in a temperate city”為題，發(fā)表在環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)top期刊Landscape Ecology上。中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所城市生態(tài)組助理研究員姚婧為論文第一作者，陳瑋研究員為通訊作者。本研究由國家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目及面上項(xiàng)目提供支持。
