快速城市化进程使地球自然生态系统受到各种人类活动的强烈干扰，影响了生态系统服务的供需关系。Zhang Zimo 等人以快速城市化的珠江三角洲城市群为例，探讨了珠三角城市群不同城市化水平下城市化对生态系统服务（Ecosytem services, ESs）供需影响的差异，在Ecosystem Services发文。
一、研究意义
由于生态系统变化和社会需求增加的共同作用，ESs供需关系正在迅速变化。一方面，城市化进程加速了对生态系统的结构和功能构成威胁，导致ESs的丧失 ；另一方面，城市化进程也逐渐增加了城市人口，促进了居民对ESs的需求增加。
然而，现有的研究主要集中在城市化对ESs供给的影响上，而只有少数研究对城市化与ESs供需关系背后的驱动因素进行详细分析。此外，这些研究大多考虑了区域尺度上的动态，但很少考虑不同城市化水平的地区之间的差异。大多数研究主要基于土地利用评估城市化水平，没有考虑人口、经济和土地的多个角度，并比较不同城市化指标的影响。
本文以中国快速城市化的珠江三角洲城市群为例，重点研究了产水量、粮食产量、固碳和地方游憩四种典型ESs。利用回归分析方法，探讨了城市化对不同城市化水平区域生态系统供需的影响。在此基础上，采用基于决策树的随机森林算法来评估ESs供需对城市化的敏感性。本文为快速城市化地区人与自然协调发展背景下的决策提供了依据。
二、研究方法
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ESs供需关系
1、产水量
利用InVEST模型中的产水量模块对产水量服务供给进行量化。Invest模型中产水量模块基于水量平衡模型，利用Budyko曲线和年总降水量数据确定不同像元的年产水量。
产水量需求根据农业用水，工业用水，家庭用水，生态用水四类进行计算。
2、粮食生产
粮食生产服务供给以各种作物的总产量为基础进行量化。NDVI与粮食生产之间存在显著的线性相关关系。因此，利用NDVI数据对粮食生产进行空间化。
粮食生产服务需求用粮食消费来表示。以夜间灯光数据为基础，划定城乡边界，根据人口密度和城乡居民人均粮食消费量计算城乡居民粮食消费量。
将生态系统的实际供给与人类需求联系起来，用于表示生态系统供需的盈余或赤字。ESDR值为正值，表示ESs供给充足，即ESs供需处于过剩状态。“0”表示ESs供需处于平衡状态。负值表示ESs供给不能满足需求，因此处于亏损状态。
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城市化比例
城市化从人口城市化、经济城市化和土地城市化三个方面进行测度。以人口密度(POP，人/km2)衡量人口城市化，以GDP密度(GDP，万元/km2)衡量经济城市化，以人工土地比例(ALP)衡量土地城市化。
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线性回归:城市化对ESDR的影响
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随机森林:ESDR对城市化的敏感性
基于RFR模型的敏感性分析在R Studio 3.6.0平台中进行，使用平台的RandomForest包构建RFR模型。灵敏度用一组随机值代替自变量后，模型增加的MSE与模型初始MSE的比值表示，即增加的MSE的比例(IncMSE)。IncMSE越高，自变量越重要，因变量对自变量越敏感。
三、结论
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ESs供需不匹配
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城市化对ESDR的影响
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ESDR对城市化的敏感性
发达城市地区产水量服务的ESDR对GDP最敏感，MSE增加比例最高，但方差解释百分比较低。发展中城市和农村产水服务的ESDR对ALP最敏感。
粮食生产的ESDR对POP的敏感性在发达城市、发展中城市和农村地区最高。
固碳服务的ESDR对ALP的敏感性在城市发达地区、城市发展中地区和农村地区最高。
地方游憩服务的ESDR对不同城市化指标的敏感性最高，其中对发达城市地区的POP最敏感，对发展中城市地区的GDP最敏感，对农村地区的ALP最敏感。
总体而言，发达城市地区的ESs供需对POP最敏感，发展中城市地区对POP、GDP和ALP高度敏感，农村地区对ALP最敏感。
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城市化对ESs供需变化的影响
四、讨论
目前最重要的问题与人口密集有关。发展中城市地区的社会发展与发展对人口普查、国内生产总值和劳动生产率很敏感。大多数发展中城市处于城市化进程中，人口增长、经济发展和土地利用变化都对其产生了影响。
农村地区的ESDR对ALP最为敏感，因为农村地区处于城市化的初级阶段，以人工用地扩张为主导，大量耕地、林地和草地被人工用地改造，影响了多种ESs的供应。因此，针对快速城市化地区提出了5条城市与景观规划建议，以缓解持续不平衡的ESs供需，有利于城市的可持续发展。
（1）综合考虑4个ESs：在发达城市地区应注意缓解人口压力；发展中的城市应协调人口、经济和资源的可持续发展；在农村地区应控制人工土地的扩张，如划定人工土地生长的边界。
（2）产水量：城市发达地区用水量大的企业应实施节水措施；在发展中的城市地区和农村地区，应管理不透水地表的扩张，以保持供需平衡。
（3）粮食生产：在快速城市化地区，应充分注意缓解人口压力，协调粮食供需空间分布，保持粮食生产服务供需平衡。
（4）固碳服务：在快速城市化地区，对被占用或破坏的生态用地进行生态修复，提高ESs利用效率，实施节能措施，减少固碳服务供需失衡。
（5）地方游憩：在发达的城市地区，应特别注意将绿色基础设施纳入城市景观。发展中的城市地区，应注意工业区内绿色基础设施的整合。农村地区，应进行自然景观的生态保护，以满足居民的娱乐需求。
小编思考
本文探讨了珠三角城市群不同城市化水平下城市化对ESs供需影响的差异。考虑了产水量、粮食生产、碳固存和地方游憩四种服务的供需模式。并利用线性回归、随机森林方法探讨了不同城市化对生态服务供需关系的影响以及ESs对城市化的敏感性。
但本文只考虑了单一空间尺度下的ESs供需，关注的利益相关者为当地居民。未来可以从多尺度、多利益相关者的角度全面探讨ESs供需的变化。另外，只考虑了本地ESs供应和本地ESs需求。未来，可以更全面地考虑供应和需求的量化，建立远程耦合框架可用于度量外部供给和需求，即结合本地和外部的观点，以确定本地供给和需求的比例。
原文出处：Zhang Z , Peng J , Xu Z , et al. Ecosystem services supply and demand response to urbanization: A case study of the Pearl River Delta, China[J]. Ecosystem Services, 2021, 49(1):101274.