2.2 生态脆弱性

2.2.1 生态脆弱性研究概述

大自然是人类赖以生存和发展的基础。近代，随着人类在全球范围内对大自然过度与无序的开发，再加上全球气候的异常变化，生态环境日益恶化，大量生态与环境问题不断涌现，生态环境问题越来越受到关注。自20世纪60年代开始，从脆弱性角度研究生态问题开始成为一种潮流。比如，60年代的国际生物学计划(International Biological Program, IBP)、70年代的人与生物圈计划(Man and Biosphere, MAB)以及80年代的国际陆界生物圈计划(International Geosphere-Biosphere Program, IGBP)都把生态脆弱性作为重要的研究领域[44]。1992年，美国生态学会就曾指出[45]：脆弱性生态环境如何实现可持续发展、被破坏的脆弱生态环境如何恢复重建等问题应是生态学研究优先考虑的重点。

20世纪80年代末、90年代初，气候变化的频率和幅度增加，生态系统遭受破坏的程度不断增加，空间范围不断扩大，生态脆弱性研究又有了新的专门主题。1988年世界气象组织(World Meteorological Organization, WMO)及联合国环境规划署(United Nations Environment Programme, UNEP)联合建立了政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)，专门负责研究人类活动所造成的气候变迁。由此，以IPCC为代表的一些国际机构和学者们又开始从一个新的视角对生态脆弱性开展研究，IPCC已先后在1990、1995、2001和2007年发表了4次正式的“气候变迁评估报告”，大大丰富了生态脆弱性及其相关研究的成果。

需要指出的是，随着研究的不断深入，生态脆弱性研究早已经突破单纯的自然系统，涉及社会系统、社会—生态耦合系统(徐广才等，2011)[46]。脆弱性研究的前提在于人类社会对于生态系统有着直接或间接的威胁，脱离人类社会的生态脆弱性研究没有任何意义(靳毅，蒙吉军，2011)[47]。

2.2.2 生态脆弱性的概念

1．由Ecotone引申而来的生态脆弱性

生态脆弱性的概念与术语Ecotone密切相关。Ecotone是1905年美国学者克莱门茨(Clements)首先引入到生态学研究领域的，专门指不同群落间的交错带[48]。1988年，第七届国际科学联合会环境问题科学委员会(SCOPE)大会通过了巴黎工作组提出的新概念，并重新定义Ecotone为[49]:“在生态系统中，凡处于两种或两种以上的物质体系、能量体系、结构体系、功能体系之间所形成的‘界面’，以及围绕该界面向外延伸的‘过渡带’的空间域，即称为生态脆弱带。”

20世纪90年代初，生态脆弱区用来描述处于脆弱状态的生态系统，生态脆弱区被认为是生态系统物质、能量分配不协调的产物。巴罗(Barrow)(1991)指出，相对于稳定生态系统而言，脆弱性生态系统在面临相同的扰动下更容易偏离原有的平衡状态，向着不利的方向发展[50]。苏联学者科丘诺夫(B. Kochunov)(1993)认为，生态脆弱性是系统质量重建发生的情况，包括结构变化、行为变化(对外界的响应)以及自身发展的恶化[51]。刘燕华、李秀彬将美国R．卡斯佩尔森等学者(2001)的观点概括为，环境脆弱性包括所观察到的固有的和不可弥补损失的环境变化，对人类活动特别脆弱的系统和区域，有预兆发生突然的变化[52]。梅茨赫尔(Metzger)(2006)认为，脆弱性是一种生态系统对全球变化敏感的程度，依赖于该系统不适应变化的程度[53]。

Ecotone这一术语于20世纪80年代引入中国，国内关于脆弱性的研究最早始于对生态脆弱性区域的识别，围绕着典型地貌类型区域(如喀斯特地区)的生态脆弱性及其脆弱生态环境的整治、恢复与重建展开，形成了一批非常有代表性的研究成果。刘秀华(1995)认为，脆弱性生态环境在不同时间尺度和空间尺度的表现形式有所差异，敏感性和不稳定性是脆弱性生态环境的两个主要特征[54]。赵平等(1998)认为，脆弱性是生态系统内固有的特性，只能在干扰(自然干扰和人为干扰)的状态下才显现出来，所以脆弱性并不取决于生态系统是否暴露于干扰之下[55]。赵坷等(2004)认为，严格的生态脆弱性概念应侧重于突出生态系统偏离原系统的程度，即生态系统受到外界干扰后所表现出的不稳定性特征[56]。刘燕华和李秀彬(2007)认为，无论对象如何，脆弱性概念都有三层含义[57]：一是表明该系统、群体或个体存在内在的不稳定性；二是该系统、群体或个体对外界的干扰和变化(自然的或人为的)比较敏感；三是在外来干扰和外部环境变化的胁迫下，该系统、群体和个体易遭受某种程度的损失或损害，并且难以复原。刘燕华和李秀彬的观点非常有代表性，被很多研究所引用。乔青等(2008)认为[58]，生态脆弱性是指生态环境对外界干扰抵抗能力弱，在干扰下容易由一种状态转变为另一种状态，而且一经改变就很难恢复到初始状态的性质。肖磊等(2012)认为[59]，生态脆弱性是生态系统在特定时空尺度下，面对外界干扰所具有的敏感反应和自我恢复能力，由此可见敏感性和恢复能力是脆弱性必不可分的组成部分，脆弱性是敏感性和自我恢复能力叠加的结果。

显然，以上这些概念基本上都是由自然生态系统出发来定义脆弱性的。

2．气候变化背景下的生态脆弱性

关于气候变化背景下的生态脆弱性，以下一些国内外学者、机构的观点很有代表性。

IPCC(1996)第二次评估报告将脆弱性定义为[60]，气候变化对系统损伤或危害的程度，脆弱性取决于系统对气候变化的敏感性(系统对气候有益和有害变化情况的反映)和系统对新的气候条件的适应能力(在一定气候变化情景下，系统通过各种方式能够减缓或弥补潜在危害或利用有利机会的程度)。IPCC(2001)第三次评估报告就脆弱性给出了更为明确的定义[61]：一个自然系统或社会系统容易遭受或缺乏能力应对气候变化持续不利影响的程度，这里的所谓气候变化主要是指气候变化率和极端气候事件。国内学者赵慧霞等(2007)对此给出了进一步的解释[62]，敏感性是指系统受到与气候变化等有关刺激因素影响的程度，包括不利的和有利的影响；适应能力是指系统适应、减轻潜在损失，利用机会或对付气候变化后果的能力。吕尔斯(Luers) (2005)认为[63]，脆弱性是气候变化导致潜在破坏量以及遭到致灾事件打击之前系统内存在的一种状态。李克让等(2005)认为[64]，气候变化下自然系统的脆弱性是指气候变化对该系统造成的不利影响，而系统的脆弱性则取决于对环境变化的敏感性和适应性。IPCC(2012)在其2011年的特别报告中给出了一个关于脆弱性的最新描述[65]，认为脆弱性是人员、生计、环境服务和各种资源、基础设施，以及经济、社会或文化资产受到不利影响的可能性或趋势。

气候变化背景下的脆弱性的界定及其研究尺度、维度等在不断变化发展。IPCC评估报告中，气候变化对自然系统、人工系统、人—环境耦合系统和社会经济系统的影响及这些系统的适应能力和脆弱性成为报告的主要内容(张平宇等，2011)[8]。

3．复合系统视角的生态脆弱性

随着脆弱性研究的不断深入和国内外学术交流的日益频繁，生态脆弱性也已突破单纯的自然生态系统，还涉及社会系统、社会—生态耦合系统等。

博勒(Bohle)等(1994)曾指出(生态)脆弱性研究应该包括社会系统这一领域[66]。唐宁(Downing)等(1993,1997)认为，脆弱性应该包括3个方面：第一，脆弱性是一个结果，而不是一种原因；第二，脆弱性暗示着一种不利的结果；第三，脆弱性是相对的，随着研究对象的不同而不同，并不能对某一社会经济群体或研究区域的损失程度进行准确度量[67],[68]。

王小丹和钟祥浩(2003)认为，生态环境脆弱性的定义可以分为生态系统观点下的脆弱性、狭义人文观点下的脆弱性和广义人文观点下的脆弱性[69]。王介勇等(2004)认为，生态脆弱性是生态系统在人类活动干扰和外界环境胁迫下所表现出来的易变性以及生态系统所做出的可能响应，其前提在于生态环境因子的类型、数量和质量在时间配置上的不均衡性[70]。於琍等(2005)提出[71]，生态系统的脆弱性就是指系统在面临外界各种压力和人类活动的扰动下，可能导致系统出现某些损伤和退化特征的程度的一个衡量。孔庆云(2005)指出，区域生态脆弱性是自然因素和人为因素共同作用的结果，包括自然生态、经济和社会3个系统的脆弱性，是与人类生存和发展息息相关的经济、自然、社会等因素的综合表现[72]。蔡海生等(2009)提出[73]，作为一个宏观概念，生态系统脆弱性是生态系统在特定时空尺度上，相对于外界干扰所具有的敏感性和自恢复能力，是自然属性和人类干扰行为共同作用的结果。于波涛和王成成(2011)认为[74]，生态环境脆弱性是生态系统本身、人类活动干扰和外界环境胁迫共同作用的结果，外在表现是环境资源的承载以及经济发展水平，进而体现为社会发展水平。田亚平等(2013)认为，区域人地耦合系统脆弱性主要是针对全球气候变化扰动下与自然灾害有关的脆弱性，其内涵特征可主要概括为生态性、敏感性、易损性、系统性和区域性[75]。

由此不难看出，生态脆弱性已经超过自然生态系统本身，发展成为一个综合性的概念。

2.2.3 生态脆弱性的内涵

1．生态脆弱性构成要素

从目前收集的文献资料来看，生态脆弱性研究已经由早期只就自然生态系统自身来研究脆弱性，演变成现在的将自然生态系统和社会系统、经济系统结合起来进行；从研究范围来看，不仅有微观，还有宏观；不仅有特定区域层面，还涉及国家层面。

关于脆弱性的构成要素同样主要涉及敏感(性)、暴露(性)、适应(性)、应对(能力)、恢复(能力)等，但其中争议、交锋不断。不过就敏感性而言，基本已经达成共识。敏感性是脆弱性基本构成因素的观点被大多数学者、机构所认可唐宁(Downing),1992,1997；霍顿(Houghton),1996；施罗特(Schroter)等，2005；刘燕华和李秀彬，2007；蔡海生等，2009；冯振环等，2013；余中元等，2014)[67],[68],[60],[76],[57],[73],[10],[77]。有学者进一步指出，生态脆弱性是系统具有的一种内在属性，敏感性则是其外在表现形式，二者以干扰体系为纽带(王小丹，钟祥浩，2003；布鲁克斯(Brooks)等，2005)[69],[78]。

在生态脆弱性研究发展进程中，关于“暴露”的争议最大，而且还在持续。不少学者认为脆弱性由包括暴露在内的诸多因素构成，比如施罗特(Schroter)等(2005)认为，生态脆弱性涉及的因素首先是暴露，其次是敏感性[76]。梅茨赫尔(Metzger)等(2006)在指出脆弱性是气候变化潜在影响和适应性能力函数的基础上，进一步提出潜在影响程度与系统暴露以及系统对变化的敏感性有关[79]。徐广才等(2009)认为，生态脆弱性研究涉及暴露、敏感性和适应性[46]。对此持反对意见者也很多。霍顿(Houghton)等(1996)认为，脆弱性是一个系统对气候变化的敏感性和系统对气候变化适应能力的函数[60]。赵平等(1998)认为，脆弱性是生态系统固有的特性，其存在不取决于生态系统是否暴露于干扰之下[55]。蔡海生等(2009)提出，生态环境脆弱性是生态系统在特定时空尺度相对于外界干扰所具有的敏感反映和自恢复能力[73]。IPCC也许正是由于注意到这种争议的存在，在其第三次评估报告中采取了一个“模糊”做法[65]，认为脆弱性是人员、生计、环境服务和各种资源、基础设施，以及经济、社会或文化资产受到不利影响的可能性或趋势。

生态系统脆弱性的研究是基于系统的稳定性进行的，所以稳定性与脆弱性的关系也引起了关注。一种广为认可的观点是，脆弱性与稳定性是表现形式不同但内涵相同的两个概念，脆弱性较高往往意味着稳定性较低(刘利，2011)[80]。但是，由于研究主体时空尺度的变化，这种关系可能会变得很复杂。因为某一生态系统短期是脆弱的，但是长期的角度是稳定的。比如，美国西部针叶林在经常出现的火灾干扰下是脆弱的，但是这种局部的火灾能够维持森林景观(林相结构、多样性、种类等)长期的总体稳定。所以，从长期的尺度考虑又是稳定的(王小丹，钟祥浩，2003)[69]。

2. Ecotone/Ecozone的内涵

Ecotone由最初的“不同群落间的交错带”发展到20世纪80年代的生态脆弱带， 90年代的生态脆弱区，再到21世纪以来的Ecozone(生态脆弱区)，其含义在不断变化，关于生态脆弱区的理解有以下3种[69],[81],[82]：

其一是纯生态学的理解，即生态系统的正常功能被破坏，其程度超过了自我调节的“阈值”，恢复能力丧失，从而导致脆弱性。这种理解强调脆弱性是自然的、系统内部演替所引起的，回避了人为干扰对生态系统的作用和影响。

其二是自然(地学)—(狭义)人文的理解，即生态环境发生了变化，以致影响了当前或近期人类生存和自然资源利用。这种理解虽然将人类活动纳入进来，但是忽略了人类社会经济发展技术进步对生态环境的直接/间接影响，当然其影响可能是正向的，也可能是负向的。

其三是冠以人文观点的理解，即认为生态系统的退化超过了现有社会经济、技术水平下能长期维持目前的人类利用和发展的能力。这种理解暗含着可以通过经济发展、技术进步来解决/缓解环境退化和资源耗竭，降低脆弱性；同时也有助于我们正确认识人与自然的相互关系，从而为制定脆弱性区域恢复与重建规划提供依据。因此，最后这种理解更具有理论性与实用性，是一种主流观点。