生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(ES)研究與生命周期研究(LCA)研究盡管具有相同的研究目的——環(huán)境的可持續(xù)性,但在幾十年的時(shí)間里幾乎演變?yōu)榱藘蓚€(gè)完全不同的學(xué)術(shù)領(lǐng)域且交集甚乏。鑒于此來自密歇根大學(xué)的Calli P. VanderWilde 和Joshua P. Newell等學(xué)者在國(guó)際知名期刊Resources, Conservation & Recycling 上發(fā)表了題為Ecosystem services and life cycle assessment: A bibliometric review的綜述文章總結(jié)了當(dāng)前ES與LCA結(jié)合現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢(shì)。本文的目的有兩個(gè):描述ES和LCA學(xué)術(shù)群體之間互動(dòng)的性質(zhì)和程度,并量化學(xué)者在關(guān)系中所涵蓋的生物ES主題的廣度和深度。我們使用書目技術(shù)來揭示被引用最多的論文和它們之間的共同引文模式,以便繪制ES和LCA字段的一般圖景,并確定連接它們的文章。沿著這些路線,我們?cè)u(píng)估和記錄特定學(xué)科、思想傳統(tǒng)和思想隨時(shí)間的演變(和重要性)。然后確定位于 ES-LCA 研究交叉口的關(guān)鍵出版物,并系統(tǒng)地探索和清點(diǎn)其內(nèi)容。通過這項(xiàng)研究解決了四個(gè)問題:
1)ES 和 LCA 領(lǐng)域的研究人員在何種程度上相互作用,在什么智力基礎(chǔ)上互動(dòng)?
2)哪些類型的 ES 正在被納入 LCA 研究,缺少什么?
3)哪些因素限制了 ES 會(huì)計(jì)和 LCA 的整合,并可以做些什么來解決這個(gè)問題?
4)LCA 中關(guān)于 ES 的未來哪些工作領(lǐng)域看起來特別有前途或緊迫?
本文采用文獻(xiàn)計(jì)量制圖和網(wǎng)絡(luò)分析方法,回顧了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(ES)和生命周期評(píng)價(jià)(LCA)的幾十年研究。這項(xiàng)研究揭示了這兩個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域是如何演變成截然不同的領(lǐng)域,盡管有著共同的環(huán)境可持續(xù)性目標(biāo),卻幾乎沒有互動(dòng)。在評(píng)估超過56,000份出版物時(shí),我們僅確定了91項(xiàng)生命周期評(píng)價(jià)研究,這些研究以有意義的方式整合了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。我們根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)——國(guó)際生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)共同分類(CICES)——以及生命周期評(píng)價(jià)中點(diǎn)和終點(diǎn)的使用,進(jìn)一步對(duì)這些論文進(jìn)行了分類。生命周期評(píng)價(jià)的研究集中在相對(duì)較少的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(尤其是碳平衡)的調(diào)節(jié)和維護(hù)上,而對(duì)服務(wù)供應(yīng)的重視程度要低得多。對(duì)文化服務(wù)的研究尤其匱乏。土地利用是綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(LCA)研究的一個(gè)特別有前途的領(lǐng)域,但需要對(duì)地理和時(shí)間變化以及區(qū)域間流動(dòng)的動(dòng)態(tài)交換進(jìn)行更復(fù)雜的核算。最后,我們說明了地理信息科學(xué)如何幫助應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)核算在生命周期評(píng)價(jià)領(lǐng)域得到更深入和更廣泛的整合。
ES 研究和LCA研究已演變?yōu)槌墒斓念I(lǐng)域,但正如圖3所示,它們基本上彼此分離,除非有一些重大的相互作用。與前1000篇引用最多的論文中的LCA論文相比,ES 論文的強(qiáng)烈偏好(大約為3:1)反映了出版和引文模式的紀(jì)律偏見。紀(jì)律偏見是引文影響指標(biāo)評(píng)價(jià)中一個(gè)備受爭(zhēng)議的問題。ES文獻(xiàn)涵蓋多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,包括環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)家和以生物多樣性為重點(diǎn)的生態(tài)學(xué)家,以及那些廣泛量化人類對(duì)地球生態(tài)系統(tǒng)的影響。在 ES 領(lǐng)域,我們確定了四個(gè)不同的學(xué)術(shù)集群,定義如下:
1)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(265 節(jié)點(diǎn),青色)
2)生物多樣性(257節(jié)點(diǎn),橙色)
3)生態(tài)與社會(huì)(119節(jié)點(diǎn),綠色)
4)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的保護(hù)和付費(fèi)(84節(jié)點(diǎn),藍(lán)色)

LCA中的ES研究是一個(gè)新興領(lǐng)域。聯(lián)合引文網(wǎng)絡(luò)分析的91篇論文揭示了三個(gè)ES-LCA子集群(圖4)的形成存在,我們將其標(biāo)記為生物多樣性和ES(藍(lán)色,16節(jié)點(diǎn)),動(dòng)態(tài)建模(橙色,15個(gè)節(jié)點(diǎn))和土地利用(綠色,14個(gè)節(jié)點(diǎn))。突出的節(jié)點(diǎn)表示可被視為每個(gè)集群知識(shí)基礎(chǔ)的基礎(chǔ)的出版物。
1)生物多樣性和ES集群(藍(lán)色)側(cè)重于制定環(huán)境署-環(huán)境和技術(shù)咨詢小組的準(zhǔn)則,以建立基于生物多樣性和ES影響的土地利用評(píng)估方法。
2)動(dòng)態(tài)建模集群(橙色)將LCA與其他領(lǐng)域(如生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)和估價(jià))和工具(例如地球系統(tǒng)模型)融合在一起,以解釋ES影響。
3)土地利用集群(綠色)側(cè)重于使用和推進(jìn)環(huán)境署-環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展委員會(huì)生命周期指南,以量化土地利用對(duì)生物多樣性、生物生產(chǎn)、氣候調(diào)節(jié)和其他環(huán)境的影響。

生命周期評(píng)價(jià)學(xué)者主要關(guān)注監(jiān)管和維護(hù)服務(wù)(55篇論文),其次是供應(yīng)服務(wù)(40篇論文)。僅有六種出版物包括文化服務(wù)并揭示了文獻(xiàn)中的差距。91篇LCA論文中的每一篇都只關(guān)注一項(xiàng)或幾項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。三分之一只關(guān)注一項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)或?qū)⑸鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)稱為一個(gè)通用概念,超過四分之三的人關(guān)注五個(gè)或更少的專家系統(tǒng)代碼(圖5)。一些概念或框架文件包括更全面的會(huì)計(jì)。

本研究利用文獻(xiàn)計(jì)量技術(shù),包括明確定義的搜索術(shù)語和最小引文量,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和生命周期評(píng)價(jià)領(lǐng)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)化和批判性文獻(xiàn)綜述。文獻(xiàn)計(jì)量分析使我們能夠評(píng)估和記錄這些學(xué)科、傳統(tǒng)和思想之間的聯(lián)系(或更常見的分離)。雖然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和生命周期評(píng)價(jià)研究領(lǐng)域在歷史上是不同的,但生命周期評(píng)價(jià)學(xué)者越來越認(rèn)識(shí)到它們有吸引力的共同利益和協(xié)同作用。迄今為止,供應(yīng)和監(jiān)管以及維護(hù)服務(wù)受到最多關(guān)注。生命周期評(píng)價(jià)研究?jī)A向于解釋一項(xiàng)或幾項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),而不是一套廣泛的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。我們認(rèn)為土地利用是一個(gè)持續(xù)研究的特別有成果的領(lǐng)域,這說明土地利用是生態(tài)系統(tǒng)-生命周期評(píng)價(jià)互動(dòng)和發(fā)展的核心。土地利用跨越了廣泛的生態(tài)系統(tǒng)類別,為應(yīng)用生態(tài)學(xué)家、地理學(xué)家、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)科學(xué)家和生命周期評(píng)價(jià)建模者之間的合作提供了機(jī)會(huì)。在考慮如何納入與土地利用變化相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方面,生命周期評(píng)價(jià)界只是皮毛。本研究主張整合地理科學(xué),以納入與生態(tài)系統(tǒng)和相關(guān)服務(wù)的土地利用相關(guān)的空間和時(shí)間變化。這當(dāng)然包括地理信息系統(tǒng),但也包括大量其他概念、模型和工具——從遙感到空間統(tǒng)計(jì),再到理解和可視化空間資源流動(dòng)。推行這一研究議程將使學(xué)者能夠更好地評(píng)估環(huán)境可持續(xù)性,即誰在什么環(huán)境和環(huán)境影響領(lǐng)域、何時(shí)、何地造成影響。