Mapping ecosystem services demand: A review of current research and future perspectives

Mapping the demand for ecosystem services (ES) has received increased attention in scientific research and is seen as a relevant tool to inform conservation planning, land use planning and management. Yet, there is a varying understanding of the concept of ES demand, which has implications on how and where ES demand is being mapped. In this paper we review the current conceptual understanding of ES demand, indicators to measure demand and the approaches used to quantify and map demand. We identified four distinct “demand types”, which relate to different ecosystem service categories. These demand types include demand expressed in terms of (1) risk reduction, (2) preferences and values, (3) direct use or (4) consumption of goods and services. Each of the demand types was linked to specific methods applied in the reviewed literature. We found that operationalization of ES demand in policy, planning and management requires a more consistent understanding and definition of ES demand, its drivers and its temporal dynamics. Furthermore, the impact of demands for multiple ecosystem services on land use change needs to be investigated. This will allow for the consideration of temporal and cross-level interactions between supply and demand of ecosystem services and its impacts in land use change modelling.     

内陆河干旱区生态需水分析

根据水分驱动生态演变模型 ,以水分运动和补给条件 ,研究了内陆河平原生态系统的需水结构。生态需水分为过渡带生态需水 ,绿洲生态需水 ;绿洲生态需水又进一步分为天然绿洲生态需水和人工绿洲生态需水。通过流域水分平衡和地面观测资料确定了生态圈层结构的水分需求 ,以及降水与径流对水分需求的补给比例。生态需水的分析计算 ,类似于供需平衡分析。从植物生理角度分析生态需水 ,得到天然植被的总腾发量 Et,作为植被生态需水总量。各典型天然植被的 Et通过实验资料获得。将植被和水面的总生态需水量扣除有效降水补充的部分 ,即为径流性生态需水量 GE。另一方面 ,以流域为单元进行降水和径流统一考虑的水分综合平衡 ,进行生态可利用水量分析。得到生态系统可能实际利用的径流性水资源量 GR。　　将生态需水量 GE与生态系统可能实际利用的水资源量 GR进行平衡分析 ,计算实际生态耗水 ,并分析盐碱地无效耗水。根据 2 0 2 0年生态状态情景分析 ,作出了 2 0 2 0年生态需水与生态系统结构演变的预测     

承灾脆弱性视角下的生态系统服务需求评估及供需空间匹配

生态系统服务供需空间分布格局及匹配关系是生态系统服务领域的热点问题。将生态系统服务聚焦于增强城市系统承受自然灾害的能力和恢复力功能上,引入承灾脆弱性表征生态系统服务需求。选择首批经济特区之一的珠海市为案例研究区,土壤保持服务为供需分析的对象,利用承灾脆弱性评价城市系统及居民的服务需求并刻画需求的空间异质性,采用基于"3S技术"的In VEST模型定量评估服务供给潜力,从流域与镇、街道两种尺度分析生态系统服务供需匹配状况,以期为市级土地利用管理、景观格局优化及城市经济建设提供建议。研究结果表明:根据供需空间匹配状况,珠海市包含高供给高需求、低供给高需求、低供给低需求与高供给低需求四种供需匹配类型。珠海市土壤保持服务供需空间错位状况较为严重,人口密集的城镇区域需求极高但供给严重缺乏,部分生态源地的高供给无法惠及周边区域人口;兼顾经济建设与生态保护的高供给高需求地区仅占全域面积的8.7%;以农业导向且经济发展缓慢的低供给低需求地区分布较广。是对生态系统服务供给与需求的空间异质性刻画及供需空间匹配的重要尝试,为城市建设和生态管理提供参考。     

基于基尼系数的生态系统服务供需均衡研究——以广东省为例

生态系统服务供需研究尚不成熟,亟需建立一套适用于多数区域而数据要求不高的供需评价方法,因此,以广东省地级市为研究单元,以生态系统服务价值表征生态系统服务供给量,根据对生态系统服务的消耗量或期望获得量核算生态系统服务需求量,提出了一种基于基尼系数识别区域内各类生态系统服务供需状态,并据此评估各城市生态系统服务供需均衡状态的方法。研究结果表明：①广东省生态系统的水源涵养服务基尼系数为0.135,大部分地级市的供需系数位于0.75-1.25之间,整体空间供需高度均衡;食物生产、原材料生产和保持土壤服务基尼系数在0.293-0.423之间,供需系数东高西低,有一定程度的空间不均衡但在合理范围内;而气体调节和废物处理服务供需基尼系数大于0.6,在空间上出现两极分化;②广东省综合生态系统服务基尼系数为0.332,处于合理范围内,基于此,将城市按供需均衡状态分为低供给高需求、供需相对均衡和高供给低需求三类,处于不同状态的城市需要根据不同的策略对生态系统服务供需关系进行调整,维护区域生态安全。本研究可以为促进广东省及其他区域城市可持续发展,加快建设生态文明提供决策指引。     

绿色基础设施供需适配关系演进特征及其规律——以南京市为例

绿色基础设施（GI）供需均衡对维护城市或区域生态系统稳定,提升国土空间治理体系和治理能力现代化水平,推动城市高质量发展具有重要意义。从绿色基础设施供需适配关系的视角出发,运用生态系统服务价值法对GI服务供给进行测度,从社会、经济、生态和环境四方面综合评价GI需求,研究南京市GI供需适配关系的演进情势,揭示其时空配置的差异性。结果表明：（1）2000-2020年,南京市GI供给呈主城低、郊区高的分布格局,总供给、人均供给和单项供给均先减后增。（2）GI总需求逐年减少,形成从中心城区向郊区递减的三个圈层。（3）南京市共划出9个供需适配类型,对应11个辖区划出99个供需适配类型组合区,供需适配较好区与较差区分别占全市国土面积的26%和44%,呈不均衡分布。（4）主城区较适应的匹配类型是低供给-中需求,郊区维持低供给-低需求较符合区域发展实际,并针对不同类型区优化提升提出对策建议。     

基于生态系统服务供求评价的空间分异特征与生态格局划分——以长三角城市群为例

生态系统服务供给与需求能力存在显著的空间异质性与空间失衡,对区域经济发展与环境保护产生巨大影响。以长三角城市群区县为研究单元,分别核算其生态系统服务供给与需求值,引入梯度分析,分析生态系统服务供给与需求的空间特征,并基于供求分析提出长三角城市群生态格局分区方案,且针对性地提出相应片区的发展策略,为长三角城市群土地利用规划、区域协调发展提供科学依据。研究结果表明:(1)长三角城市群生态系统服务供给能力与土地利用类型密切相关,呈现从北到南逐渐升高趋势;(2)长三角城市群生态系统服务需求能力与社会经济发展联系紧密,在长江入海口附近形成生态系统服务需求高值区,然后向外围递减;(3)沪宁杭庐发展梯度带上,生态系统服务供需大致呈现负相关趋势;(4)基于生态系统服务供需关系构建,得到长三角城市群生态格局四大分区:生态保育区(高供给-高需求),生态修复区(低供给-高需求),生态重塑区(低供给-低需求),生态开发区(高供给-低需求)。     

大连金普新区碳固持生态服务供需格局时空差异

碳固持服务供需匹配状况对于优化区域生态系统管理、提升生态系统碳汇能力具有重要意义。以大连金普新区为研究区,利用InVEST模型、ArcGIS模型,研究固碳项生态系统服务供需匹配及其变化特征。结果表明：(1)研究期内,2010年至2018年,碳固持服务供给总量呈现出U字型变化趋势;需求总量呈现出持续增长的变化趋势,表现为低等级需求量地区向高等级需求量地区不断转化;碳固持服务供需求不匹配,供需错配现象突出,总体上呈现出供不应求。(2)碳固持服务供需赤字缺口正持续扩大。赤字类型总面积有持续增加的趋势;盈余类型总面积表现为先增后减;供需相对平衡类型总面积不断缩减,朝着低供给高需求方向转变。(3)金普新区碳汇地面积持续缩减,2018年仅为564km²;碳源地面积大量增加,2018年达到1340km²。(4)提出了控制城镇碳需求增长,增加绿地,提高碳供给能力,消减赤字,维持供需能力基本平衡的对策。     

城市绿地供需的差异与联系研究进展

作为连接城市绿地与居民需求的重要概念,绿地供需是城市绿地研究和规划决策的重要内容。识别城市绿地供给与需求的区别和关联,有助于城市绿地合理配置、人类福祉提升和城市的可持续发展。本文梳理2016—2020年城市绿地供需研究的主要议题和研究模式,探讨不同议题的差异与联系,并对未来城市绿地供需关系研究提出建议。综述发现,多数研究从供给或需求一方面开展研究,较少将城市供给与需求研究结合一起分析。供给方面主要关注绿地时空分布特征与生态系统服务供给,需求方面侧重于研究居民对绿地的主观偏好与行为。绿地供给、需求的研究对象、研究尺度与研究指标存在较大差异,是二者难以建立联系的主要因素。今后的研究应注重绿地供需匹配的情况。基于主观偏好/客观指标的绿地供需整合研究,是城市绿地供需关系研究的重要方向。     

湟水流域生态系统服务供需匹配关系

生态系统服务供需可以反映出区域生态经济发展协调水平,在空间上量化生态系统服务的供给和需求,识别生态系统服务的供需匹配关系,对区域生态系统可持续管理具有重要意义。湟水流域是西北生态屏障建设的重要组成部分,其生态系统服务供需平衡直接关系到青海东部地区的生态安全,为了识别流域生态系统服务供需匹配状况,综合集成多源数据,运用多种生物物理模型定量评估湟水流域食物生产、产水、土壤保持和碳固定服务,刻画流域内生态系统服务供需格局的空间特征,揭示各项生态系统服务供需的空间聚集模式,生成具有高度连通性的区域,为生态优先保护区划分提供参考。研究表明：（1）湟水流域生态系统服务供给和需求在空间分布上具有高度异质性,除去产水服务,其他三项生态系统服务整体上能够满足流域内部需求,但局部区域仍然呈现明显的赤字特征;（2）不同生态系统服务的供需比差异明显,由高到低依次为是碳固存（0.188）、食物生产（0.114）、土壤保持（0.026）和产水服务（-0.021）,各项服务的供需比都具有显著的空间差异;（3）流域内生态系统服务供需的空间错配现象突出,除产水服务外,各项生态系统服务都有"高供给低需求"地区和"低供给高需求"地区,"高供给低需求"区主要分布在流域上游生态基底条件好的区域,"低供给高需求"区集中在流域中下游的河湟谷地;（4）土地利用类型影响生态系统服务供需平衡,流域实现供需平衡需要适度增加林草地比例,控制耕地和城市用地的扩张。研究系统分析了湟水流域生态系统服务供需盈亏状况,可为流域生态系统可持续管理与土地资源配置决策提供科学支撑。     

Income distribution trends and future food demand

This paper surveys the theoretical literature on the relationship between income distribution and food demand, and identifies main gaps of current food modelling techniques that affect the accuracy of food demand projections. At the heart of the relationship between income distribution and food demand is Engel''s law. Engel''s law establishes that as income increases, households'' demand for food increases less than proportionally. A consequence of this law is that the particular shape of the distribution of income across individuals and countries affects the rate of growth of food demand. Our review of the literature suggests that existing models of food demand fail to incorporate the required Engel flexibility when (i) aggregating different food budget shares among households; and (ii) changing budget shares as income grows. We perform simple simulations to predict growth in food demand under alternative income distribution scenarios taking into account nonlinearity of food demand. Results suggest that (i) distributional effects are to be expected from changes in between-countries inequality, rather than within-country inequality; and (ii) simulations of an optimistic and a pessimistic scenario of income inequality suggest that world food demand in 2050 would be 2.7 per cent higher and 5.4 per cent lower than distributional-neutral growth, respectively.     

京津冀地区生态系统服务供需测度及时空演变

生态系统服务供需状况深刻影响地区生态安全与经济社会的可持续发展。以京津冀为研究区,选取产水、碳固持以及粮食生产3项生态系统服务,应用InVEST模型、ArcGIS空间分析模块,定量测度2005年与2015年京津冀地区生态系统服务供需水平,探索京津冀地区生态系统服务供需时空格局及类型演变特征。结果表明：（1）在2005年与2015年,京津冀地区产水服务处于供需赤字状态,碳固持服务和粮食生产服务处于供需盈余状态,且各项生态系统服务供需状态呈显著的空间异质性;（2）2005年与2015年京津冀地区生态系统服务综合供需状况呈赤字状态,主要赤字范围以京津为中心呈环状分布,并在此期间范围有所扩大。（3）基于生态系统服务供需状况,将京津冀各县区划分为生态涵养区、生态保育区、生态改良区、生态恢复区以及生态控制区,并针对各类型区生态系统供需状况及其时空演变规律,提出了相应的政策建议。     

绿色基础设施的洪水调节服务供需测度研究进展

绿色基础设施(green infrastructure, GI)可提供高效且可获取的洪水调节服务,其供需测度是提升服务水平的基础与前提,可为城市土地利用与绿色基础设施规划提供决策依据。以GI洪水调节服务供需为研究对象,梳理GI洪水调节服务供需的概念内涵、主体构成和尺度关系。回顾了GI洪水调节服务供需测度方法,包括土地利用测度法、生态系统测度法和洪水调蓄模型法等供应水平测度方法,以及风险评估法、洪水淹没模型法和经济损失法等需求水平测度方法。基于生态系统服务的供需关系,构建了GI洪水调节服务供需分析框架,通过供需数量均衡和空间匹配将供需关系分为四种情景,对应服务动态平衡、调整服务供需水平和服务流动机制3种调控手段。从服务测度重点、动态变化分析、供需阈值效能、服务流动机制等四个方面提出了未来研究方向,以期对绿色基础设施规划研究和生态系统服务管理与决策研究有所启示。     

A hierarchical Bayesian regression model that reduces uncertainty in material demand predictions

Predictions of metal consumption are vital for criticality assessments and sustainability analyses. Although demand for a material varies strongly by region and end-use sector, statistical models of demand typically predict demand using regression analyses at an aggregated global level (“fully pooled models”). “Un-pooled” regression models that predict demand at a disaggregated country or regional level face challenges due to limited data availability and large uncertainty. In this paper, we propose a Bayesian hierarchical model that can simultaneously identify heterogeneous demand parameters (like price and income elasticities) for individual regions and sectors, as well as global parameters. We demonstrate the model's value by estimating income and price elasticity of copper demand in five sectors (Transportation, Electrical, Construction, Manufacturing, and Other) and five regions (North America, Europe, Japan, China, and Rest of World). To validate the benefits of the Bayesian approach, we compare the model to both a “fully pooled” and an “un-pooled” model. The Bayesian model can predict global demand with similar uncertainty as a fully pooled regression model, while additionally capturing regional heterogeneity in income elasticity of demand. Compared to un-pooled models that predict demand for individual countries and sectors separately, our model reduces the uncertainty of parameter estimates by more than 50%. The hierarchical Bayesian modeling approach we propose can be used for various commodities, improving material demand projections used to study the impact of policies on mining sector emissions and informing investment in critical material production.     

西部干旱区生态需水的规律及特点——以塔里木河下游绿色走廊为例

天然植被蒸散耗水量小,水分有效利用程度高,生态需水可塑性及水质变幅较大等是生态需水的主要特点．保护塔里木河下游绿色走廊的生态需水量,主要是指大西海子以下自然植被的需水量．即地下水位恢复总水量和全河段生态总维持水量,前者主要包括水位恢复水量、侧向排泄量及河道蒸发水量．2005年泄水目标为阿尔干,生态总需水量为恢复大西海于至阿尔干地下水的总水量,该水量为13．20×10^8m^3,年均需水量为2．64×10^8m^3．2010年泄水目标及植被保护目标都是台特玛湖,生态总需水量包括恢复阿尔干至台特玛湖段地下水位的水量以及维持大西海子至台特玛湖段生态的维持水量,该水量为18．32×10^8m^3,年均需水量为3．66×10^8m^3．2010—2030年的生态总需水量包括每年维持大西海子至台特玛湖段生态的总维持水量,同时也包括增加植被18．67×10^4hm^2所需要的水量,20年生态总需水量为139．00×10^8m^3,年均需水量为6．95×10^8m^3．通过一系列措施保证生态用水,是干旱区生态建设的关键．     

Effects of perceived patient demand on prescribing anti-infective drugs

BACKGROUND: Although patient demand is frequently cited by physicians as a reason for inappropriate prescribing, the phenomenon has not been adequately studied. The objectives of this study were to determine the prevalence of perceived patient demand in physician-patient encounters; to identify characteristics of the patient, physician and prescribing situation that are associated with perceived demand; and to determine the influence of perceived demand on physicians'' prescribing behaviour. METHODS: An observational study using 2 survey approaches was conducted in February and March 1996. Over a 2-day period 20 family physicians in the Toronto area completed a brief questionnaire for each patient encounter related to suspected infectious disease. Physicians were later asked in an interview to select and describe 1 or 2 incidents from these encounters during which perceived patient demand influenced their prescribing (critical incident technique). RESULTS: Perceived patient demand was reported in 124 (48%) of the 260 physician-patient encounters; however, in almost 80% of these encounters physicians did not think that the demand had much influence on their decision to prescribe an anti-infective. When clinical need was uncertain, 28 (82%) of 34 patients seeking an anti-infective were prescribed one, and physicians reported that they were influenced either "moderately" or "quite a bit" by perceived patient demand in over 50% of these cases. Of the 35 critical prescribing incidents identified during the interviews, anti-infectives were prescribed in 17 (49%); the reasons for prescribing in these situations were categorized. INTERPRETATION: This study provides preliminary data on the prevalence and influence of perceived patient demand in prescribing anti-infectives. Patient demand had more influence on prescribing when physicians were uncertain of the need for an anti-infective.     

基于生态足迹模型的城市可持续发展定量评估与预测

生态足迹理论对城市生态系统研究、生态城市建设具有重要的指导意义.以广州市为案例,计算并分析了2001～2005年间广州生态足迹动态变化过程,结果表明2005年人均生态需求为3.95527hm²·人^-1,远大于供给,其中人们对化石燃料土地的生态需求占主要部分(72.67%).五年间人均生态足迹逐渐上升,GDP生态足迹则基本呈逐年下降趋势.用STELLA软件对人均生态足迹需求的变化进行了相关预测.结果显示:2001～2025年广州市人均生态需求呈上升趋势,且上升速度较为迅速,其原因是化石燃料土地的生态足迹需求上升较快而造成的.由此可见,化石燃料生态足迹的人均需求是影响人均生态足迹需求上升的一个关键因素.     

基于土地利用变化与生态系统服务供需的中国野生亚洲象时空迁移特征分析

2021年4月,我国15头野生亚洲象(Elephas maximus)从西双版纳一路北迁至昆明市受到了全世界的关注,分析我国野生亚洲象分布区土地利用变化、生态系统服务供需关系如何影响野生亚洲象分布,对保护亚洲象与提高当地人类福祉具有重要的意义。利用生态系统服务价值当量因子法和生态系统服务需求模型计算中国野生亚洲象分布区1990、2005、2015年生态系统服务供给价值与需求指数,通过空间标准化匹配出四种生态系统服务供需模式,探究我国野生亚洲象偏好分布的供需模式。结果表明,林地、草地和耕地是最主要的土地利用类型,1990—2015年,林地、草地和耕地的面积变化率分别为1.09%、-4.82%、-4.86%。1990、2005、2015年生态系统供给总价值分别为6108.55亿元、7434.41亿元、13973.37亿元;生态系统服务需求不断提高,整体呈现中间高,四周低的分布格局。在研究的25年内,亚洲象分布于高供给-高需求与高供给-低需求区域,且有向高供给-高需求区域迁徙的趋势。     

Effects of Sink Demand on Photosynthesis in Cucumber

In Cucumis sativus L. net photosynthesis of leaf number 12 increaseduntil 12 d after its unfolding and then decreased gradually. Sink demand was varied by imposing the number of fruits perplant without changing the number of leaves per plant. Net leafphotosynthesis did not respond to sink demand during the first16 d of fruit growth. Subsequently, a substantial reductionin photosynthesis was found only when all fruits were removed.This reduction was accompanied by a decrease in the rate oftranspiration, indicating a higher stomataL resistance. Neither starch nor mono- and disaccharides accumulated noticeablyat reduced sink demand, suggesting that there was no end-productinhibition of photosynthesis. Dry matter content of the leaves increased and specific leafarea decreased when sink demand was reduced. When modelling cucumber production, effects of sink demand onleaf photosynthesis can be ignored. Key words: Cucumis sativus, photosynthesis, sink-source, sink demand     

基于文献计量的绿色基础设施水生态系统服务供需评价研究进展

作为国家的自然生命支持系统,区域、城市和社区尺度的绿色基础设施可提供多种水生态系统服务。然而,服务在传递过程中存在空间错位与时间滞后效应。绿色基础设施水生态系统服务供需评价能够识别供需时空异质特征,促进服务供给与需求的均衡。研究利用Citespace对国内外相关研究展开分析,阐明了绿色基础设施水生态系统服务的供需内涵,对供需评价内容、评价方法与均衡分析方法进行了综述。研究发现：(1)融合生态系统服务供需评价与绿色基础设施规划设计的研究有了初步进展,但针对绿色基础设施水生态系统服务的系统性研究并不多见。(2)供给评价研究丰富,测度指标多依赖客观的生物物理数据;需求评价热度上升,测度指标多基于消费、偏好、感知和社会经济价值;测度单元有行政单元、流域/生境等环境单元与土地利用单元等。(3)评价方法有生态模型法、公众参与法、价值评价法与经验统计模型法,生态模型法逐渐普及,提出了评价方法的选用与关键参数确定的原则。(4)供需均衡研究多聚焦数量、空间的静态均衡研究,动态均衡研究有待进一步探索。基于当前研究动态,未来应重点关注多尺度下供需评价指标体系构建,探索供需评价的集成方法,提高供需评价精度,加...     

西南地区生态系统服务供需历史变化与SSP-RCP情景预测

生态系统服务的供需平衡对实现可持续发展至关重要。为了更好地了解过去气候变化和社会经济发展对生态系统服务的影响,并对未来不同气候和社会经济发展情景做出正确响应,有必要对生态系统服务的供需变化进行系统的评估和预测。研究对我国西南地区2000、2010、2015年的水源涵养、食物生产和固碳3项生态系统服务的供给和需求进行了定量的空间评估,然后基于IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)提出的社会经济发展和气候变化联合情景框架,即SSP-RCP情景(Shared Socio-economic Pathways-Representative Concentration Pathways),对此3项生态系统服务在未来2035年和2050年的供给和需求进行了SSP1-RCP2.6、SSP2-RCP4.5、SSP4-RCP6.0和SSP5-RCP8.5 4个情景下的预测。结果显示,西南地区水源涵养和固碳服务的供给和需求具有显著的空间不匹配特征,且其需求从2000—2015年分别增长了11.49%和252.41%。根据SSP-RCP情景预测结果,水源...