湖泊流域社會生態(tài)系統(tǒng)脆弱性及其驅(qū)動機制分析——以滇池為例

余中元，李 波，張新時

（1.海南師范大學(xué)地理與旅游學(xué)院，海南海口571158；2.北京師范大學(xué)資源學(xué)院，北京100875）

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，土地利用、土地覆蓋變化對生態(tài)環(huán)境導(dǎo)致的影響和壓力劇增，生態(tài)脆弱性、脆弱生態(tài)區(qū)、脆弱性評估受到越來越多的關(guān)注。脆弱性研究由最初關(guān)注自然環(huán)境系統(tǒng)的脆弱性逐漸擴展到探討人文系統(tǒng)[1-3]、人-環(huán)境耦合系統(tǒng)脆弱性[4,5]的研究，脆弱性的概念涉及領(lǐng)域也由自然生態(tài)系統(tǒng)擴大到生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)、社會生態(tài)經(jīng)濟復(fù)合系統(tǒng)，成為涵蓋風險、敏感性、適應(yīng)性、恢復(fù)力等的概念集合，脆弱性研究出現(xiàn)綜合研究和學(xué)科交叉趨勢[6]。

湖泊流域由于其自然、社會的高度耦合性、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的相對完整性和對外界風險尤其是人類活動的相對敏感性以及在生態(tài)功能區(qū)劃中的關(guān)鍵性成為脆弱性研究的重點區(qū)域。以滇池為代表的云南高原湖泊多位于地質(zhì)構(gòu)造斷陷區(qū)域，地勢高峻封閉，降水較少，土壤（多為山地紅壤或黃壤）淺薄，地勢起伏崎嶇，具有明顯的生態(tài)約束和固有的脆弱性。隨著人類活動的加劇，湖區(qū)的污染負荷加重，生態(tài)系統(tǒng)日益遭受破壞，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能日益退化[7]。各級政府部門對高原湖泊的治理十分重視，將滇池列為我國重點治理的三大湖泊之一。學(xué)者們從污染治理對策措施[8-11]、社會學(xué)[12,13]、生態(tài)安全評估[14,15]、污染機理[16-18]等不同角度對滇池流域的環(huán)境污染和生態(tài)治理進行了研究。但較少從流域尺度、自然-社會復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)（社會生態(tài)系統(tǒng)）角度，進行自然、經(jīng)濟、社會等多因素脆弱性綜合分析和評價，提出脆弱性風險規(guī)避、敏感性鈍化和應(yīng)對力強化的針對性的系統(tǒng)治理的思路。本文將“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”模型(PSR)和“暴露度—敏感性-應(yīng)對能力”模型結(jié)合起來，應(yīng)用層次分析法，構(gòu)建社會生態(tài)系統(tǒng)脆弱性分析框架，研究脆弱性時空演變及脆弱性形成驅(qū)動機理，提出滇池流域脆弱性調(diào)控的思路和對策，為滇池流域的進一步治理和區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展提供決策支持。

1 研究區(qū)概述

本文選取相對封閉、完整、人類活動干擾明顯、自然人文高度耦合、生態(tài)系統(tǒng)進行性退化的滇池流域為代表，以對滇池生態(tài)環(huán)境影響大的五華、盤龍、西山、官渡4城區(qū)和呈貢、晉寧2縣為研究范圍，所選的區(qū)域在同一行政單位（昆明市）有利于數(shù)據(jù)的獲取。

滇池流域地處云貴高原腹地，長江、紅河、珠江分水嶺地帶，南北狹長，地勢高俊封閉，四周中低山、丘陵環(huán)繞，由內(nèi)向外由平地、臺地、山地等三級臺階構(gòu)成。過境河流少，入湖河流短小。屬亞熱帶季風氣候區(qū)，降水（年均1035 mm）季節(jié)變化突出，集中于5月至10月（約占85%），蒸發(fā)量大。在省內(nèi)自然條件、社會經(jīng)濟條件相對較為優(yōu)越，區(qū)位優(yōu)勢突出，人口、產(chǎn)業(yè)集聚，交通便利，在區(qū)域格局中具有重要地位。改革開放以來，社會經(jīng)濟得到了長足發(fā)展，形成了以資源利用、農(nóng)業(yè)種植、礦產(chǎn)開采和加工為主的產(chǎn)業(yè)體系。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展尤其是蔬菜、花卉生產(chǎn)已達到一定水平。隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和人口的增加，工農(nóng)業(yè)和生活用水需求增大，水資源供需矛盾日益突出，水體污染負荷逐漸加重，生態(tài)系統(tǒng)日益遭受破壞，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能日益退化，嚴重影響了湖區(qū)人民的生產(chǎn)和生活。

2 研究方法

2.1 評價模型

基于對流域尺度社會生態(tài)系統(tǒng)脆弱性風險和機制的分析和余中元等[19,20]關(guān)于社會生態(tài)系統(tǒng)及脆弱性驅(qū)動機制分析框架，將“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”模型與脆弱性的“風險一敏感性一恢復(fù)力”分析框架結(jié)合，構(gòu)建滇池流域社會生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評價模型：

式中，V表示脆弱性，p，s，r分別表示系統(tǒng)的風險（壓力）、敏感性和應(yīng)對能力。f為函數(shù)關(guān)系，a、b、c為權(quán)重值。

2.2 指標體系及權(quán)重獲取

指標體系設(shè)立目標層、準則層、要素層、指標層1（30個指標）和指標層2（52個指標）5個層次。數(shù)據(jù)來源于社會統(tǒng)計數(shù)據(jù)、遙感調(diào)查數(shù)據(jù)、農(nóng)戶實地調(diào)查和環(huán)境意識調(diào)查及相關(guān)文獻分析，并經(jīng)過計算和處理獲取。為了增加權(quán)重獲取的客觀性，本文利用墑值法與特爾斐法（專家咨詢法）及AHP法結(jié)合確定權(quán)重（表1）。

2.3 分級評價

利用計算獲取的墑權(quán)數(shù)列與標準化之后的數(shù)據(jù)矩陣相乘，獲取各區(qū)縣社會生態(tài)系統(tǒng)的風險（壓力）指數(shù)、敏感性指數(shù)和應(yīng)對力指數(shù)。通過公式（2）和面積加權(quán)可以獲取昆明市及滇池流域的風險（壓力）指數(shù)、敏感性指數(shù)和應(yīng)對力指數(shù)和脆弱性值。根據(jù)研究區(qū)脆弱性實際情況和研究的需要，本文按照0.4和0.5為分界點，確定脆弱性分區(qū)，將脆弱性等級分為輕度脆弱、中度脆弱和重度脆弱三個等級。

3 脆弱性分析

滇池流域社會生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性一直處于昆明市的較高水平（表2）。1990年盤龍、五華2區(qū)屬重度脆弱區(qū)，西山、官渡2區(qū)屬于中度脆弱區(qū)，呈貢和晉寧2縣稍低，為輕度脆弱區(qū)，但也超過了昆明市的總體水平。2000年五華、盤龍仍然為重度脆弱區(qū)，呈貢、晉寧、官渡、西山屬中度脆弱區(qū)，其中晉寧由原來的強度脆弱區(qū)上升為中度脆弱區(qū)。五華區(qū)的脆弱性位次明顯下降，而晉寧的位次則上升很快。2010年晉寧、西山、盤龍、呈貢、五華等區(qū)縣均上升為重度脆弱區(qū)，只有官渡區(qū)保持在中度脆弱區(qū)范圍。

1990-2010年期間，整個滇池流域風險指數(shù)持續(xù)上升（表2），且有區(qū)域均衡化趨勢，全流域進入高風險狀態(tài)。五華和盤龍2區(qū)的風險指數(shù)一直穩(wěn)定在滇池流域前列，遠高于昆明市其他縣區(qū)。五華最近有所下降，盤龍變化卻很小。官渡區(qū)的風險處于滇池流域適中位置，且較穩(wěn)定。西山、晉寧的風險原本不高，為0.3左右，在2000-2010年期間增加很快，晉寧由滇池流域的最低位置上升到居中的位置。呈貢區(qū)的風險指數(shù)在1990年時較低，1990年以后呈持續(xù)上升的狀態(tài)。

滇池流域的敏感性變化較為平穩(wěn)，而且在滇池流域各縣區(qū)間較為均衡。在1990年滇池流域敏感性大都在0.6左右，盤龍和呈貢具有較高的敏感性，五華區(qū)最低。1990-2000年期間滇池流域敏感性趨于下降和平衡。2000年呈貢為居于流域最高水平。在2000年以后，滇池流域的敏感性上升較快，尤其是五華、呈貢和西山區(qū)最為明顯。

整體來看滇池流域應(yīng)對能力變化比較平穩(wěn)，流域內(nèi)部區(qū)域差異較為明顯。1990年五華、盤龍的應(yīng)對能力遙遙領(lǐng)先，是整個滇池流域平均水平的2倍。其次為官渡、西山，呈貢和晉寧最低。2000年盤龍、西山、呈貢應(yīng)對能力提高，尤其是盤龍最高。五華的應(yīng)對能力下降最多，接近整個滇池流域的平均水平。官渡和西山有些微的上升，呈貢和晉寧最低。2010年期間應(yīng)對能力的格局與1990年十分相似。五華區(qū)的應(yīng)對能力反彈至1990年的水平，盤龍仍然居于高位，官渡西山則有所下降，呈貢基本保持平衡，晉寧有所上升。

4 脆弱性驅(qū)動機制分析

4.1 風險驅(qū)動機制

為區(qū)分不同驅(qū)動因素對風險的貢獻，本文對風險驅(qū)動要

素進行了主成分分析。提取4個主成分（解釋率為79%）。第一主成分在人均耕地面積、地均機動車輛擁有數(shù)、人口密度、萬人衛(wèi)生技術(shù)人員、人均降水擁有量、地均工業(yè)廢水排放、建設(shè)用地與耕地面積比例具有較強的荷載；在通公路社比例、自然增長率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指數(shù)、城鎮(zhèn)密度等指標具有較高的負荷載。第一主成分可以命名為人類活動因子。第二主成分在民族多樣性指數(shù)、少數(shù)民族比重、還田占耕地的比重、人均降水擁有量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指數(shù)方面有較高的荷載，可以看做是文化意識因子。第三主成分在人均生產(chǎn)總值、萬人床位數(shù)、通公路社比例、人均基建投資、還田占耕地的比重有較高的荷載，可以看做是生產(chǎn)效率因子。第四主成分在還田占耕地的比重、通公路社比例、萬人衛(wèi)生技術(shù)人員、人均郵電業(yè)務(wù)總量，尤其是在還田占耕地的比重因子上有較大的荷載，因而可以看做是土地利用變化因子。

表1 滇池流域社會生態(tài)系統(tǒng)脆弱性指標體系及權(quán)重

表2 滇池流域社會生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評價結(jié)果

從應(yīng)對力因素對脆弱性的貢獻來看，風險的驅(qū)動因素中人類活動所占的比重最高，有日益增大的趨勢（表3），尤其是土地利用變化在風險形成中具有巨大的推動作用。其次為增長壓力，對滇池流域的脆弱性風險構(gòu)成極大的威脅。環(huán)境污染在風險形成中的作用保持平穩(wěn)。從區(qū)域來看，五華、盤龍2區(qū)增長壓力和環(huán)境污染保持較高水平，2000年后環(huán)境污染的影響顯著降低，人類活動因素迅速攀升。官渡區(qū)一直是人類活動影響嚴重的地區(qū)，增長壓力始終保持較高的水平；環(huán)境污染對脆弱性的貢獻率2010年后躍升為流域最高。呈貢、晉寧2縣的人類活動一直處于高水平，在2000年呈貢縣取代官渡區(qū)成為流域內(nèi)人類活動最高的區(qū)域，2010年晉寧縣人類活動因素達到全區(qū)最高水平。自然災(zāi)害在脆弱性風險的形成中作用微弱。

表3 風險要素脆弱性值

4.2 敏感性驅(qū)動機制

對敏感性因素提取4個主成分（解釋75%）。第一主成分在人均降水擁有量、少數(shù)民族比重、人均耕地面積、人均基建投資、地均生態(tài)服務(wù)價值具有較強的荷載。在自然增長率、城鎮(zhèn)密度、人均年末純收入具有較高的負荷載。第一主成分這些指標基本與資源供給有關(guān)，因此可以命名為資源供給因子。第二主成分在民族多樣性指數(shù)、地均禽畜養(yǎng)殖肉產(chǎn)量、林地比例、農(nóng)藥施用有較高的荷載，可以看做是文化意識因子。第三主成分在自然增長率、農(nóng)藥施用、恩格爾系數(shù)、農(nóng)膜施用、農(nóng)村平均每一勞動力負擔人口數(shù)的比重有較高的荷載可以看做是人口增長因子。第四主成分在林地比例、地均生態(tài)服務(wù)價值、化肥施用指數(shù)、農(nóng)膜施用、人均年末純收入，尤其是在林地比例的比重因子上有較大的荷載，因而可以看做是地面覆蓋因子。

從應(yīng)對力因素對脆弱性的貢獻來看，滇池流域的敏感性與經(jīng)濟發(fā)展、景觀格局、文化意識、資源供給和自然環(huán)境有較大的關(guān)系（表4）。資源供給對敏感性的形成具有越來越大的作用，尤其是水資源、耕地資源和基礎(chǔ)設(shè)施的供給對敏感性的形成具有巨大的推動作用。景觀格局的變化在2000年以前對敏感性的形成具有重要作用，在2000年以后，其作用有所減弱。經(jīng)濟發(fā)展對敏感性的形成也有較大的作用，尤其是2000年以前。經(jīng)濟發(fā)展中收入水平是構(gòu)成敏感性的重要因素。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)目前對滇池流域敏感性的形成所起作用不大。文化意識對敏感性的貢獻較為平穩(wěn)，其中文化多樣性是其中最重要的因素，地方知識、生態(tài)環(huán)境意識對敏感性的形成目前還沒有其很大的作用。自然環(huán)境的作用較為穩(wěn)定，所起作用降低，其中地面覆蓋是主要的要素。

表4 敏感性要素脆弱性值

4.3 應(yīng)對力驅(qū)動機制

對應(yīng)對力驅(qū)動因素進行主成分分析，提取4個主成分已能很好地進行解釋（解釋達81%）。第一主成分在人均耕地面積、萬人衛(wèi)生技術(shù)人員、地均機動車輛擁有數(shù)、人口密度、人均降水擁有量、地均工業(yè)廢水排放、建設(shè)用地與耕地面積比例具有較強的荷載，可以命名為資源供給因子。第二主成分在人均地方財政支出、人均生產(chǎn)總值、萬人床位數(shù)、人均基建投資，尤其在人均地方財政支出有較高的荷載，可以看做是財政支援因子。第三主成分在少數(shù)民族比重、地均生態(tài)服務(wù)價值、人均降水擁有量、人均地方財政收入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指數(shù)有較高的荷載可以看做文化意識因子。第四主成分在自然增長率、人均生產(chǎn)總值、人均基建投資、建設(shè)用地與耕地面積比例、地均工業(yè)廢水排放，可以看做是人口增長因子。

從應(yīng)對力因素對脆弱性的貢獻來看，跨尺度影響、幸福指數(shù)和生產(chǎn)效率是應(yīng)對能力最重要的因素（表5）。科技教育水平目前對應(yīng)對能力的貢獻還較小。在跨尺度影響中，對外交流的影響較大，且有日益增大的趨勢，財政支援所起作用有日益縮小的趨勢。幸福指數(shù)中生活保健是最重要的構(gòu)成要素。生產(chǎn)效率中產(chǎn)值因素所起作用也越來越大?？萍冀逃?990年時對應(yīng)對力有一定的影響，在2000年和2010年時，影響大大減少。

表5 應(yīng)對力要素脆弱性值

4.4 小結(jié)

滇池流域已走向全面脆弱。滇池流域社會生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性一直處于昆明市的較高水平，是昆明市的脆弱性中心和策源地，脆弱性程度和范圍在加劇和蔓延。整個流域系統(tǒng)呈現(xiàn)脆弱性高風險，近乎僵化困境，極易改變穩(wěn)態(tài)和孕育新的適應(yīng)性循環(huán)。隨著各縣區(qū)的相互交流和人類活動的普遍加劇，流域內(nèi)各區(qū)縣間脆弱性在互相侵染而趨于均衡。

滇池流域的脆弱性趨勢與人類活動的驅(qū)動作用、尺度影響機制和治理模式有關(guān)。社會因素是脆弱性主要驅(qū)動因子，人類活動尤其是土地利用是主要驅(qū)動因素。國家戰(zhàn)略和區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略給滇池流域帶來發(fā)展的契機，也帶來風險。農(nóng)戶尺度、剖面尺度的環(huán)境不友好土地利用行為促進滇池流域脆弱性的形成，滇池流域的脆弱性決定了昆明市的脆弱性。湖區(qū)各利益主體和治理者環(huán)境保護意識淡薄、缺乏地方知識和運用地方知識的意識、地方歸屬感不足，自組織機制尚未形成，社區(qū)組織和非政府組織涉足湖泊治理的積極性不足。條塊分割，頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳，自上而下和命令-控制式治理缺乏效益。

5 調(diào)控策略

5.1 管理跨尺度影響，重視多尺度治理

湖泊流域社會生態(tài)系統(tǒng)是一個復(fù)雜的、動態(tài)的、開放的巨系統(tǒng)。脆弱性治理中必須充分考慮系統(tǒng)內(nèi)部自然、經(jīng)濟、社會要素之間存在復(fù)雜的相互聯(lián)系，區(qū)域內(nèi)外存在跨尺度影響。充分考慮人類活動的外部性，理順區(qū)域之間、子系統(tǒng)間的物質(zhì)、信息交流和生態(tài)過程。健全區(qū)域補償機制，加強流域內(nèi)各子系統(tǒng)、各縣域、各部門的交流、互助和區(qū)域合作，分散人類活動引起的風險。分級實施脆弱性調(diào)控策略，充分考慮不同尺度脆弱性之間的相互影響。增強自下而上的尺度效應(yīng)和應(yīng)對力的擴散效應(yīng)，減輕脆弱性的傳染效應(yīng)，提升區(qū)域綜合實力和應(yīng)對風險的能力。治理中注意人與自然系統(tǒng)的耦合，物質(zhì)、技術(shù)、工程治理和精神、意識、社會、政治治理的耦合，區(qū)內(nèi)治理和區(qū)外治理的耦合。

5.2 合理規(guī)劃，科學(xué)發(fā)展

制訂與社會生態(tài)系統(tǒng)的承載力相適應(yīng)的發(fā)展規(guī)劃，充分考慮自然生態(tài)系統(tǒng)稟賦、社會經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)條件，不過于超越當前的承載力水平。不切實際的規(guī)劃會導(dǎo)致區(qū)域風險，帶來政績考核的壓力，會通過跨尺度影響、內(nèi)在聯(lián)系導(dǎo)致一系列的連鎖反應(yīng)，使社會生態(tài)系統(tǒng)脫離正常的運行軌道，偏離平衡狀態(tài)，甚至引起系統(tǒng)的崩潰。在生態(tài)功能區(qū)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)各生態(tài)功能分區(qū)主導(dǎo)功能，遵循生態(tài)環(huán)境保護優(yōu)先的原則，實行生態(tài)功能分區(qū)控制和差異化管理，制訂重點保護、限制開發(fā)和優(yōu)化開發(fā)區(qū)或劃分生態(tài)特區(qū)等分區(qū)控制策略，構(gòu)建符合生態(tài)規(guī)律的合理的土地利用空間格局。科學(xué)安排生態(tài)、生產(chǎn)和生活的“三生”用地，實行基于區(qū)域和行業(yè)的人與自然共生式的生態(tài)與經(jīng)濟發(fā)展和諧的生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性管理模式。

5.3 重視社會因素在脆弱性中的作用，實施社會治理、根源治理

強調(diào)基于社會驅(qū)動因素的社會生態(tài)系統(tǒng)治理，降低工程和技術(shù)在生態(tài)治理中的作用，從源頭治理和防范脆弱性的發(fā)生，減輕受害程度和促使從災(zāi)難中迅速恢復(fù)。強調(diào)社會政治、民主法律、宗教、文化意識等非物質(zhì)因素的驅(qū)動作用，重視政策環(huán)境、文化意識、倫理道德等社會因素在流域脆弱性調(diào)控中的作用，將脆弱性治理與和諧社會發(fā)展、文化建設(shè)、新農(nóng)村建設(shè)、區(qū)域政策聯(lián)系和整合起來，關(guān)注人的生活和社會發(fā)展，推進社會進步和民主法治建設(shè)，提高社會福利水平。改變單一的命令—控制型治理和政府口號式治理，重視自下而上進行脆弱性調(diào)控。處理好集體決策、領(lǐng)導(dǎo)力、地方知識、系統(tǒng)知識等因素。培養(yǎng)社區(qū)組織和非政府組織治理的積極性和參與意識，加強治理的民主進程。梳理和挖掘或創(chuàng)造一個不同利益主體的共同愿景，把松散的系統(tǒng)中各用戶、各方面力量融合為高度自組織的有序系統(tǒng)，促進湖區(qū)環(huán)境友好行為和環(huán)境保護與監(jiān)管。

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