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生态环境学院孙晓副教授在地球科学领域国际Top期刊Applied Geography发表学术论文

近日，中国人民大学生态环境学院孙晓副教授作为通讯作者，与合作者的研究论文“From structures to mechanisms: A network-based analysis of food provision service flow paths” 在地球科学研究领域国际Top期刊Applied Geography发表。

生态系统服务通过提供供给、调节、文化和支持等功能，以支撑人类的福祉。在快速城市化过程中，生态系统服务供给与需求之间的空间错配往往会进一步加剧，这种失衡给资源分配和区域可持续性带来了严峻挑战。生态系统服务流动体现了服务从供给区向需求区的空间转移，可将自然生态系统与人类社会受益者有效联系起来。因此，理解生态系统服务流动如何跨空间组织和结构连接，对于推进生态系统服务的空间管控具有重要意义。

食物供给服务流通常呈现出显著的空间异质性，这种异质性不仅体现在区域流动强度和方向的差异上，而且体现在系统网络连通性和结构组织的变化上。交通地理学领域已识别出典型的区域间流动空间结构，包括邻近导向型、中心导向型、层级导向型结构，可将这一理论视角拓展到食物供给服务流动系统。不同的流动结构对应着不同的系统属性：邻近导向型结构通过更短的供应链和冗余连接增强本地韧性；主导导向型结构优先提高传输效率，但增加了对中心节点的依赖；多源导向型结构则侧重促进系统内的多样性和平衡。识别这些空间网络结构形式对于设计高效且有韧性的食物流动系统，促进区域粮食安全至关重要。

已有研究大多侧重于分析流动强度、方向或网络拓扑指标，缺乏将空间路径特征与网络组织结构相结合以识别代表性流动结构的综合视角。因此，迫切需要建立一个能够系统刻画流动路径属性，将其与网络组织相关联，并稳健识别不同流动结构及其潜在机制的框架。鉴于此，本研究以黄河流域为研究区，旨在解决三个关键科学问题：（1）如何有效构建区域食物供给服务供需之间的空间连接？（2）跨区域食物供给服务流动具有哪些典型的空间结构？（3）哪些主导因素解释了典型网络结构的分化与演变？通过整合流量量化、基于网络的结构识别以及可解释的机制分析，本研究建立了一个以结构为导向的综合分析框架，推进了对于食物供给服务空间流动组织的理解，为跨区域粮食系统可持续优化提供了实践启示。

本研究采用增强的两步移动搜寻法和最小成本分配方法模拟了2000-2020年中国黄河流域区域间食物供给服务流动的路径与强度，并基于拓扑指标对生成的网络划分不同的流动结构，最后通过集成极限梯度提升树（XGBoost）与SHapley可加性解释（SHAP）方法解析其驱动机制。结果表明：研究期内供给-需求比从1.65显著增加至3.90；流动强度在2000年后有所减弱，但到2020年逐渐恢复。空间格局上，食物供给服务呈现出从中下游生产区向上游需求中心的定向流动特征。我们识别并刻画了三种典型结构：（1）邻近导向型流动，主要分布在生产能力有限、依赖邻近盈余区的区域，促进了短距离转移并增强了当地的韧性，主要受人口密度和交通可达性驱动；（2）多源导向型流动，主要分布在生态脆弱区，通过多样化的供给来源维持系统稳定性，反映了地形起伏度和气候的约束；（3）主导导向型流动，主要分布在高生产能力和高可达性区域，以高效但脆弱的中心化网络为特征，容易受景观集中度和地形的共同塑造。上述结构阐明了食物供给服务流动的基本空间组织原则。因此，本研究提出的生态系统服务流动空间结构网络框架为制定流域内外的针对性粮食安全策略提供了系统性支撑工具。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.apgeog.2026.103958

Applied Geography创刊于1981年，是Elsevier出版社旗下刊物，地球科学领域Top期刊，中国人民大学A期刊，JCR 1区。