将基于自然的解决方案融入到具有韧性的流域管理中：对巴拿马和洪都拉斯的城市及半城市流域的比较研究

《Frontiers in Conservation Science》：Integrating nature-based solutions for resilient watershed management: a comparative study in urban and semi-urban watersheds of Panama and Honduras

　　本研究对比分析了巴拿马Caimito流域和洪都拉斯El Coyolar子流域的Nature-Based Solutions（NbS）实施路径，结合GIS空间分析与社区参与，确定优先干预区并制定分阶段实施方案，为热带地区水流域韧性提升提供可复制模式。

　　本研究探讨了在拉丁美洲两个截然不同的背景下，将基于自然的解决方案（NbS）应用于流域韧性建设的可行性。这两个案例分别是巴拿马的Caimito河流域和洪都拉斯的El Coyolar子流域。通过结合空间多标准分析（Spatial Multi-Criteria Analysis, MCA）与地理信息系统（GIS）工具，以及与当地利益相关者进行参与式地图绘制，研究团队进一步将NbS按照其生态功能和治理可行性进行了分类。研究结果表明，Caimito流域优先考虑了1,220公顷的NbS干预区域，而El Coyolar子流域则选择了1,870公顷作为重点。最可行的实践包括城市绿化走廊、河岸缓冲区恢复以及农业林业渗透系统。值得注意的是，巴拿马采取了机构驱动的规划过程，而洪都拉斯则采用了一种以社区为导向的策略。研究强调了将空间工具与本地知识相结合的重要性，以确保NbS的有效实施和与具体情境的契合。

在拉丁美洲，许多流域正面临日益加剧的压力，主要来源于无计划的城市扩张、集约化农业实践、森林砍伐以及极端水文气象事件的增多。这些压力破坏了流域的水文功能，威胁了生物多样性，并削弱了生态系统提供关键服务的能力，从而加剧了社会环境脆弱性。基于自然的解决方案（NbS）因其在应对这些复杂流域挑战方面的潜力而受到全球认可，这些解决方案不仅有助于恢复和增强自然过程，还能带来经济和社会效益。NbS的例子包括森林和河岸的恢复、农业林业、绿色基础设施以及坡地稳定措施，这些措施可以战略性地部署以减轻侵蚀、洪水和水质退化等问题。

有效的NbS规划和实施需要空间明确且稳健的方法，这些方法结合了流域尺度评估、土地使用适宜性以及生物物理标准。Locatelli等人（2015）指出，将气候缓解和适应目标结合到林业和农业中，需要地理工具来将干预措施与土地能力的空间变化以及环境风险对齐。Verdone和Seidl（2017）则强调了在实现全球恢复目标时，地方层面分析的重要性，指出成功取决于对景观层面生态和社会空间动态的理解。这些见解支持了使用地理空间技术，如数字高程模型（DEM）、地形和水文建模以及土地覆盖分析，来指导NbS在流域尺度上的优先级和分区，从而实现更具情境相关性和有效性的规划。

已有研究探讨了在城市和城郊流域背景下NbS的规划与实施路径，例如Frantzeskaki等人（2019）关于城市可持续发展战略的研究，以及Narayan等人（2017）关于沿海湿地保护的研究。这些研究展示了开放获取和低成本的地理空间平台（如SAGA GIS、ArcGIS和Google Earth Pro）与公开可用数据集（如Sentinel-2、SRTM和ALOS）的结合使用，以生成可操作的成果，包括NbS分区图、生态连通性走廊以及水文或洪水风险叠加图。重要的是，这些研究强调了参与式验证和与本地规划工具整合的作用，表明技术上可靠且利益相关者知情的成果可以支持市镇政府将NbS纳入气候韧性及区域规划策略。

尽管发展中国家在NbS研究中常常被边缘化，但这些地区对推进具有本地针对性的解决方案的需求尤为迫切。实现进展需要关注本地优先事项、生物多样性恢复以及长期可持续性的承诺。取得实质性的成果依赖于包容性的治理、坚实的能力建设以及足够的国际资金支持——否则，努力可能仅停留在口号层面。因此，将空间诊断、土地适宜性标准与NbS原则相结合，展示了如何在技术上可靠且可复制的方法指导下，推动拉丁美洲及其他地区的流域恢复和可持续土地管理。

尽管已有许多研究应用空间诊断和地理空间工具来指导NbS的规划（如Frantzeskaki等人，2019；Narayan等人，2017；Mubeen等人，2020），但仍有几个方法学上的空白未被填补。许多现有框架是为数据丰富或高收入环境设计的，常常忽略了发展中国家存在的约束条件和机构碎片化问题。值得注意的是，很少有方法能够将地理空间分析与参与式治理工具、土地使用监管机制和机构指令相结合。此外，关于如何将技术诊断与市镇规划过程相结合以实现城郊和农村流域的实际实施路径的研究仍然不足。最后，许多方法的成本或复杂性限制了其在地方政府中的应用（如Palomo等人，2021）。本研究旨在填补这一空白，提出并测试一种可复制的、基于地方的方法，通过空间诊断、分区标准和利益相关者参与策略，实现NbS的实践化。

为应对对基于本地情境的NbS方法的迫切需求，本研究分析并比较了拉丁美洲两个流域——巴拿马的Caimito河流域和洪都拉斯的El Coyolar子流域——中NbS的实施路径。通过空间诊断、利益相关者地图绘制和治理分析，本研究旨在：(i) 通过地理空间和参与式工具识别并证明适当的NbS选项；(ii) 根据生态和土地使用标准确定每个流域内的实施优先区域；(iii) 构建符合机构、社会和区域规划框架的实施路线图。通过这样做，本研究为NbS的规划和实施提供了操作性的见解，特别是在数据有限和机构碎片化的背景下，支持将生态系统导向策略纳入政策和实践。

在研究方法部分，研究团队对巴拿马和洪都拉斯的三个流域情境进行了研究：巴拿马的Caimito河流域和洪都拉斯的El Coyolar子流域。每个研究区域代表了不同的生物物理和社会政治条件，但它们都面临着与水文气象风险、土地退化和生态系统服务下降相关的共同挑战。这些流域的特点是不同程度的城市化压力、森林砍伐、侵蚀和对洪水和干旱的脆弱性。研究区域通过地理信息系统工具进行分析，以识别适宜实施NbS的区域，并生成空间优先级。

在El Coyolar子流域，研究团队强调了社会动员和社区主导的重要性。通过参与式规划阶段，包括早期协调研讨会、无人机地理参考以及通过土壤和植被诊断创建适宜性地图，研究团队确保了NbS的社区适应性。社区社会化的重点在于共同设计和验证本地反馈，这有助于建立长期的实施团队，并开展精确的森林恢复、种苗生产以及有组织的种植活动。同时，团队还关注了侵蚀控制问题，通过围栏、河岸缓冲区界定（43公顷）、清理废弃物以及种植本地植被等措施，旨在提升上游水系统的水文完整性。此外，El Coyolar子流域还实施了6.61公里的透水铺装，以减少地表径流并支持地下水补给。

相比之下，Caimito河流域的实施路径则更加注重政策整合和机构协调。该路径在巴拿马的领土治理框架内设计，强调政策对齐、监管符合性以及地理空间优先级。第一阶段（P1: DCRA）聚焦于利用多源遥感数据（如Sentinel-2、ALOS和SRTM）进行空间诊断验证，特别关注地形湿润指数（TWI）、土地使用/覆盖（LULC）以及红树林的存在。研究团队更新了洪水和城市扩张风险的地理空间图层，并与国家机构如SINAPROC和MiAMBIENTE协调。研究结果被主动整合到La Chorrera和Arraiján的市镇土地使用规划（PMOT）中，并特别强调了符合《拉姆萨公约》和湿地法规的重要性。

在两个案例中，实施路径的结构有相似之处，但又各有特色。它们都从空间分析和参与式参与的规划与诊断阶段开始，确保干预措施既符合数据又具有社会合法性。此外，它们都基于生态脆弱性和土地使用动态进行分区，并强调了跨机构协调的重要性，无论是通过正式的工作组还是共管安排。同时，每个案例都包含了明确的监测、学习和可扩展性重点。虽然Caimito案例更依赖于正式的监测平台和市镇整合，而El Coyolar案例则强调社区主导的监督和本地能力建设，但两者都认识到将NbS与更广泛的领土发展目标相结合的重要性，无论是通过与监管框架对齐还是通过增强社区韧性和治理能力。

在讨论部分，本研究强调了NbS在应对流域退化和气候脆弱性方面的实用性。通过地理空间（GIS、遥感产品）分析，并结合NbS选择的理论依据，研究团队展示了如何利用低成本的初步估算方法，为政策制定者提供有关可能实施的NbS的信息。这种实用选择方法与在巴西Londrina地区的浅水热带城市湖泊流域中，利用地理空间工具识别NbS实施潜力的案例相似，其中提出了十种NbS，并进行了测试（Alves等人，2024）。

此外，研究团队在选择NbS时，采用了与评估流域特征（如土地使用、地形和土地所有权）以及社区特征（如人口统计、社会脆弱性和社会网络）相关的参数，这些方法也被用于识别大规模NbS的适宜区域（Seddon等人，2020；Howarth等人，2025）。尽管本研究并未在地理空间过程中直接整合社会特征，但通过互补的基本方法，如利益相关者分析，研究团队捕捉到了社会层面的相关信息。这种方法与Mubeen等人（2020）的研究方法相似，他们提出了一种基于GIS和多标准分析（MCA）的方法，用于在流域背景下评估大型NbS的空间适宜性，其中使用了类似的输入参数，包括地形湿润指数（TWI）、地形复杂性指数（TRI）、地形位置指数（TPI）、沉积物运输指数（STI）、流功率指数（SPI）、坡度、排水密度（DD）和流序（SO）等。这些参数在本研究中也得到了应用，以确定NbS的适宜区域。

在实施NbS的阶段划分方面，本研究提出了两个案例的实施路径，这些路径结构相似但反映了各自独特的背景。它们都从空间分析和参与式参与的规划与诊断阶段开始，确保干预措施既符合数据又具有社会合法性。此外，它们都基于生态脆弱性和土地使用动态进行分区，并强调了跨机构协调的重要性，无论是通过正式的工作组还是共管安排。这种方法与Raymond等人（2017）提出的框架部分一致，该框架包括七个阶段：(1) 识别问题或机会；(2) 评估NbS及相关行动；(3) 设计NbS实施过程；(4) 实施NbS；(5) 频繁的利益相关者参与和沟通共益；(6) NbS的转移和扩大；(7) 跨所有阶段对共益的监测和评估。虽然本研究的实施路径没有完全涵盖这些阶段，但它们部分地遵循了这一框架，特别是在监测和评估方面。

本研究的实施路径还与Albert等人（2020）提出的NbS规划框架部分一致，该框架包括六个步骤：(i) 共同定义背景；(ii) 理解挑战；(iii) 创造愿景和情景；(iv) 评估潜在影响；(v) 开发解决方案策略；(vi) 实现和监测。在这些步骤中，我们没有包括步骤iii和iv，因为我们依赖于其他地方的现有证据。此外，我们还包括了监测作为影响和特定情景的一部分。从他们的五个原则中，我们应用了“地方特定性”这一原则，以确保NbS的实施符合具体情境。

当将本研究的实施路径与Pérez等人（2024）提出的蓝色NbS选择框架进行比较时，我们发现两者之间有很强的相似性。他们的框架分为四个逐步推进的阶段：(1) 识别需要解决的社会挑战；(2) 认识到相关生态系统服务和其背后的生物多样性和生态功能，以满足这些挑战；(3) 确定干预的环境背景，包括空间尺度、生态系统脆弱性和生态状况；(4) 选择适合该背景的蓝色NbS干预措施。虽然我们的路径中没有明确提到监测，但总体方法是一致的。此外，我们选择的NbS符合Pérez等人提出的基于生态功能支持生物多样性的设计原则，与他们提出的干预组合（如海洋保护、恢复行动和监管措施）高度一致。

在治理和流域规划工具方面，本研究的两个案例表明，公共机构和市镇政府拥有决策权，而社区和民间社会的行动者则掌握着实现NbS所需的实践和生态知识。因此，这些流域的有效NbS策略将依赖于建立连接影响力与利益的联盟，调动政府支持，同时赋权基层行动者。这种双重参与对于执行干预措施至关重要，同时也确保了其长期的可持续性和适应性管理。此外，研究团队提出，NbS的实施结果必须主动整合到领土规划工具中，如La Chorrera和Arraiján的市镇土地使用规划（PMOT），并确保符合《拉姆萨公约》和湿地法规。同样，Villa de San Antonio的现有市政发展计划已经包含了领土规划的视角。Longato等人（2024）指出，尽管城市规划长期认识到绿地的价值，但较旧的市政规划往往未能充分反映绿化干预的全部潜力或可用的政策工具，这凸显了在NbS策略下修订和更新这些工具的必要性。

研究团队在治理和机构工具方面的发现与文献中的趋势一致。例如，Debele等人（2023）的一项全球分析发现，大约88%的NbS实施得到了国家层面政策的支持，而仅有12%基于地方或区域框架。在我们研究的案例（巴拿马和洪都拉斯）中，NbS的治理和管理被观察到在多个领土尺度上进行，包括市镇、都市和流域层面。这些干预措施通常需要跨司法管辖区的协调，并通过正式协议和政策工具得以实施，这与Ramírez-Agudelo等人（2020）的观察结果一致。

此外，将NbS整合到土地使用规划框架和监管工具中可以显著提升其实施效果。这种潜力在考虑社会环境正义和社会凝聚力时会进一步增强，尤其是在促进包容性和跨学科参与的综合治理方法中（Kabisch等人，2016）。我们的利益相关者分析支持这一观点，表明公共当局在引导实施过程中起着主导作用，尽管在某些情境下，其他行动者（如学术界和工业界）也发挥了重要作用（Ramírez-Agudelo等人，2020）。为了支持有效的实施，识别关键的NbS治理促进因素至关重要，包括多中心治理结构，以涉及多个机构尺度和部门；共设计过程，以确保利益相关者的参与影响NbS的设计；支持NbS的联盟倡导；以及支持社区主导实施和监测的财务机制。此外，NbS能够为多个全球议程（如灾害风险减少、气候适应和可持续发展）做出贡献，这凸显了其在我们研究案例中实施路径各阶段的重要性（Martin等人，2021）。

总体而言，本研究的结果强调了将NbS原则具体化、整合到多尺度治理结构中的价值，以及在实施过程中促进利益相关者之间的协调。在Caimito和El Coyolar这两个案例中，NbS的实施受到了本地条件的深刻影响，成功的关键在于社区参与、机构协调以及与领土规划工具的对齐。研究结果展示了如何通过空间诊断、本地参与和多尺度治理来实现NbS的有效实施，并为拉丁美洲及其他地区的可扩展NbS模式提供了可复制的范例。