遠(yuǎn)程耦合世界的可持續(xù)性框架

劉建國(guó), Vanessa Hull, Mateus Batistella, Ruth DeFries, Thomas Dietz, 付峰 , Thomas W. Hertel, R. Cesar Izaurralde, Eric F. Lambin, 李舒心, Luiz A. Martinelli, William J. McConnell, Emilio F. Moran, Rosamond Naylor, 歐陽(yáng)志云, Karen R. Polenske , Anette Reenberg0,Gilberto de Miranda Rocha, Cynthia S. Simmons, Peter H. Verburg2, Peter M. Vitousek, 張福鎖3 , 朱春全

1 Michigan State University, USA, 2 EMBRAPA Satellite Monitoring, Campinas, SP, Brazil, 3 Columbia University, USA, 4 Massachusetts Institute of Technology, USA, 5 Purdue University, USA, 6 University of Maryland, USA, 7 Stanford University, USA, 8 CENA University of S?o Paulo (USP), Piracicaba, S?o Paolo, Brazil, 9 Chinese Academy of Sciences, Beijing, China, 10 University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark, 11 Federal University of Pará, Brazil, 12 Institute for Environmental Studies, VU University Amsterdam, Netherlands, 13 China Agricultural University, Beijing, China, 14 International Union for Conservation of Nature, China

遠(yuǎn)程耦合世界的可持續(xù)性框架

劉建國(guó)1, Vanessa Hull1, Mateus Batistella2, Ruth DeFries3, Thomas Dietz1, 付峰4, Thomas W. Hertel5, R. Cesar Izaurralde6, Eric F. Lambin7, 李舒心1, Luiz A. Martinelli8, William J. McConnell1, Emilio F. Moran1, Rosamond Naylor7, 歐陽(yáng)志云9, Karen R. Polenske4, Anette Reenberg10,Gilberto de Miranda Rocha11, Cynthia S. Simmons1, Peter H. Verburg12, Peter M. Vitousek7, 張福鎖13, 朱春全14

1 Michigan State University, USA, 2 EMBRAPA Satellite Monitoring, Campinas, SP, Brazil, 3 Columbia University, USA, 4 Massachusetts Institute of Technology, USA, 5 Purdue University, USA, 6 University of Maryland, USA, 7 Stanford University, USA, 8 CENA University of S?o Paulo (USP), Piracicaba, S?o Paolo, Brazil, 9 Chinese Academy of Sciences, Beijing, China, 10 University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark, 11 Federal University of Pará, Brazil, 12 Institute for Environmental Studies, VU University Amsterdam, Netherlands, 13 China Agricultural University, Beijing, China, 14 International Union for Conservation of Nature, China

遠(yuǎn)距離之間的相互作用及其影響日益廣泛。這種遠(yuǎn)程相互作用往往會(huì)對(duì)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響并會(huì)造成意想不到的結(jié)果。很多可持續(xù)性研究都是針對(duì)某個(gè)特定地點(diǎn)進(jìn)行的,很少注重多個(gè)地點(diǎn)之間遠(yuǎn)程相互作用對(duì)可持續(xù)性所產(chǎn)生的影響。雖然有些研究涉及到遠(yuǎn)程因素,但通常都把它們看作外在變量,而未把它們看作反饋。為了更好地理解和綜合各種遠(yuǎn)程相互作用,本文提出了一種基于遠(yuǎn)程耦合的綜合框架,它是一個(gè)遠(yuǎn)距離社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境相互作用的總體概念。人類與自然耦合系統(tǒng)是研究在特定地點(diǎn)發(fā)生的相互作用,遠(yuǎn)程耦合概念是對(duì)人類與自然耦合系統(tǒng)研究的自然延伸。遠(yuǎn)程耦合框架包括五個(gè)相關(guān)的組成部分,即：人類與自然耦合系統(tǒng)、流、代理、原因、和影響。本文通過(guò)農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易和物種入侵兩個(gè)遠(yuǎn)程相互作用的例子來(lái)解釋遠(yuǎn)程耦合框架,重點(diǎn)闡述遠(yuǎn)程耦合框架的影響,并討論促進(jìn)遠(yuǎn)程耦合研究發(fā)展的研究條件和方法。這個(gè)框架有助于分析系統(tǒng)內(nèi)各組成部分以及它們之間的相互關(guān)系,找出研究差距,探索其中的隱含成本以及尚未開(kāi)發(fā)的優(yōu)勢(shì),提供引入反饋及多系統(tǒng)(發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng))之間權(quán)衡和協(xié)同的有效手段,從本地到全球各個(gè)層面加深對(duì)遠(yuǎn)程相互作用的認(rèn)識(shí),并提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展政策的有效性。

代理,原因,人類與環(huán)境耦合系統(tǒng),人類與自然耦合系統(tǒng),社會(huì)與生態(tài)耦合系統(tǒng),擴(kuò)散,遠(yuǎn)程相互作用,影響,反饋,流,全球化,投資,知識(shí)傳播,遷移,社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境相互作用,物種入侵,可持續(xù)性,技術(shù)轉(zhuǎn)讓,遠(yuǎn)程連接,遠(yuǎn)程耦合,貿(mào)易,跨國(guó)土地交易,水轉(zhuǎn)移

引言

近幾十年來(lái),全世界發(fā)生的巨大變化以及遠(yuǎn)距離相互作用的不斷增加對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響(Reid et al. 2010)。其中,生物燃料是一個(gè)具有諷刺意義的例子。例如,歐盟和美國(guó)的生物燃料規(guī)定對(duì)食品價(jià)格和碳足跡產(chǎn)生顯著影響,因?yàn)橹圃焐锶剂险加帽驹撚糜谏a(chǎn)糧食的農(nóng)田,而且需要從遠(yuǎn)方(如從非洲、亞洲和美洲到歐盟)進(jìn)口大量的生物質(zhì),排放大量二氧化碳,并影響其它地區(qū)的土地利用(Banse et al. 2008)。對(duì)生物燃料需求的不斷增長(zhǎng)造成2008年全球性糧食短缺并在多個(gè)國(guó)家發(fā)生引發(fā)內(nèi)亂, 這其中的部分原因是由于食品價(jià)格上漲和糧食產(chǎn)量下降(Feng and Babcock 2010, Swinton et al. 2011)。為了應(yīng)對(duì)生產(chǎn)生物燃料給社會(huì)和環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面影響,科學(xué)界和決策者已著手制定相關(guān)政策并提出解決措施。然而,建立能夠及時(shí)防范負(fù)面影響產(chǎn)生的應(yīng)對(duì)機(jī)制是科學(xué)和政策面臨的主要問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題,我們需要全面理解遠(yuǎn)程相互作用并提高預(yù)測(cè)遠(yuǎn)程相互作用及其后果的能力。

遠(yuǎn)程環(huán)境相互作用自從地球形成時(shí)就存在,遠(yuǎn)程社會(huì)經(jīng)濟(jì)相互作用伴隨著人類的起源和發(fā)展而產(chǎn)生。然而當(dāng)今的貿(mào)易、跨國(guó)土地交易、入侵物種蔓延和技術(shù)轉(zhuǎn)讓等遠(yuǎn)程相互作用比過(guò)去更加普遍,而且發(fā)生的速度比以往任何時(shí)候都要快(Liu et al. 2007a; Appendix 1)。例如,食物(如谷物、魚(yú)類)和水資源等許多生活必需品曾經(jīng)可以利用本地資源自給自足,而如今卻不得不通過(guò)進(jìn)口來(lái)滿足需求(Kastner et al. 2011, Konar et al. 2011)。近幾十年以來(lái),世界食品出口規(guī)模增長(zhǎng)了十倍(United Nations Statistics Division 2012)。

遠(yuǎn)程相互作用發(fā)生的背景已完全不同(附錄1)。例如,1960年全世界城市人口只有10.2億, 2010年增長(zhǎng)到35.6億(United Nations Department of Economic and Social Affairs 2012),其中城市人口增加25.4億,而他們消費(fèi)的食物和其它資源卻主要來(lái)自城市以外的地區(qū),通常來(lái)自世界各地。從1950年到2010年世界經(jīng)濟(jì)活動(dòng)增長(zhǎng)了七倍(Nelson 2005)。三十年前,中國(guó)、印度和巴西等人口大國(guó)經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后、人民生活貧困,現(xiàn)如今它們已躋身于世界經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)之列。社交媒體使世界各個(gè)角落的人們可以更加便捷地互相聯(lián)系,這種爆炸性的社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境后果很難預(yù)測(cè)。

遠(yuǎn)程相互作用給可持續(xù)性帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。這種相互作用日益深入地影響世界性重大問(wèn)題(如氣候變化、生物多樣性、糧食安全、土地利用、減輕貧困,公共衛(wèi)生、社會(huì)穩(wěn)定、以及水資源缺乏)。例如,世界上30%對(duì)物種的威脅來(lái)自國(guó)際貿(mào)易(Lenzen et al. 2012)。雖然中國(guó)等一些國(guó)家經(jīng)歷了從森林凈損失變成森林凈恢復(fù)的轉(zhuǎn)型,但是這種轉(zhuǎn)型往往是通過(guò)木材和農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易,以消耗其它國(guó)家的森林資源為代價(jià)(Zhu and Feng 2003,Zhu et al. 2004, Rudel et al. 2009, DeFries et al. 2010, Lambin and Meyfroidt 2011)。據(jù)預(yù)測(cè),糧食需求增長(zhǎng)越快的地區(qū)氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響越顯著。譬如,中國(guó)需要通過(guò)貿(mào)易來(lái)彌補(bǔ)糧食生產(chǎn)和糧食消費(fèi)之間的差距(Jones and Thornton 2003)。為了解決一些地區(qū)長(zhǎng)期水資源匱乏的問(wèn)題,許多引水工程項(xiàng)目都在加緊建設(shè)中,其中包括世界上規(guī)模最大、跨度最長(zhǎng)的南水北調(diào)工程,計(jì)劃年調(diào)水目標(biāo)450億m3,預(yù)計(jì)總投資770億美元(Liu and Yang 2012)。與此同時(shí),信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的推廣促進(jìn)了民主(Li and Reuveny 2003)；移動(dòng)通訊的普及使與遠(yuǎn)方合作伙伴的聯(lián)系更加便利,因而增加了更多的貿(mào)易機(jī)會(huì)(Aker 2008)；全球衛(wèi)生網(wǎng)讓偏遠(yuǎn)社區(qū)可以及時(shí)接種疫苗(Milstien et al. 2006)。此外,大型綜合農(nóng)業(yè)企業(yè)積極實(shí)行生態(tài)認(rèn)證、可持續(xù)性標(biāo)準(zhǔn)、及可持續(xù)采購(gòu)戰(zhàn)略,為商品貿(mào)易增長(zhǎng)提供了潛在的均衡發(fā)展趨勢(shì),通過(guò)全球化進(jìn)程實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性(Giovannucci and Ponte 2005, Van Kooten et al. 2005)。

理解遠(yuǎn)程相互作用直接反映了國(guó)際上所提倡的將可持續(xù)發(fā)展理念付諸實(shí)踐(United Nations Secretary-General′s High-level Panel on Global Sustainability 2012)。雖然曾有一些獨(dú)立和零散的關(guān)于遠(yuǎn)程相互作的研究,但依然存在著許多重要的知識(shí)空白,例如,美國(guó)科學(xué)院要求評(píng)估世界貿(mào)易對(duì)環(huán)境(如生態(tài)系統(tǒng)服務(wù))與人類福祉(如健康)的影響(National Research Council 2012)。即使有些研究考慮遠(yuǎn)程因素,但往往把它們看成外在因素(United Nations Secretary-General′s High-level Panel on Global Sustainability 2012)。在國(guó)際層面探討遠(yuǎn)程相互作用需要建立一個(gè)新的研究框架來(lái)填補(bǔ)知識(shí)空白并推進(jìn)可持續(xù)性科學(xué)及其應(yīng)用(Kates et al. 2001, Turner et al. 2003)。本文提出了一個(gè)全新的綜合框架,并通過(guò)兩個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明來(lái)幫助理解各種遠(yuǎn)程相互作用。從本地到全球?qū)用骊U述了該框架對(duì)可持續(xù)性研究及其政策的影響。最后,討論了推動(dòng)這些研究所需要條件和方法。

遠(yuǎn)程耦合與可持續(xù)性的概念框架

圖1 遠(yuǎn)程連接、全球化、和遠(yuǎn)程耦合的定義

圖2 遠(yuǎn)程耦合框架中的五個(gè)主要相關(guān)組成部分。遠(yuǎn)程耦合系統(tǒng)是分層結(jié)構(gòu)并受到層次內(nèi)和層次間相互作用的影響。遠(yuǎn)程耦合系統(tǒng)包含一系列通過(guò)流相互作用的人類與自然耦合系統(tǒng)。耦合系統(tǒng)由三個(gè)部分組成：代理、原因和影響。各個(gè)部分具有不同的屬性。原因使至少兩個(gè)人類與自然耦合系統(tǒng)之間產(chǎn)生遠(yuǎn)程耦合,其產(chǎn)成的影響發(fā)生在一個(gè)或多個(gè)人類與自然耦合系統(tǒng)。嵌套在人類與自然耦合系統(tǒng)內(nèi)的代理通過(guò)促進(jìn)或阻礙系統(tǒng)之間的物質(zhì)/能量或信息的單向或雙向流動(dòng),使遠(yuǎn)程耦合的產(chǎn)生成為可能。根據(jù)流的移動(dòng)方向,系統(tǒng)可以被定義為發(fā)送、接收和/或外溢系統(tǒng)。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn),圖中只列出直接與系統(tǒng)間遠(yuǎn)程耦合相關(guān)的部分,沒(méi)有列出耦合系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)和過(guò)程

許多學(xué)科涉及遠(yuǎn)距離自然或人類系統(tǒng)之間相互作用的研究。例如,大氣科學(xué)使用遠(yuǎn)程連接的概念來(lái)探討遠(yuǎn)距離氣候系統(tǒng)環(huán)境之間的相互作用。一個(gè)地方的氣候變化可以通過(guò)大氣環(huán)流影響到數(shù)百或數(shù)千公里以外的氣候(圖1A)。而且,長(zhǎng)期以來(lái)社會(huì)科學(xué)家也致力于經(jīng)濟(jì)全球化的研究(圖1B),即遠(yuǎn)距離人類系統(tǒng)之間的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。雖然這些獨(dú)立進(jìn)行的遠(yuǎn)距離社會(huì)經(jīng)濟(jì)或環(huán)境相互作用的研究獲得了一些有益的見(jiàn)解,但卻存在許多漏洞和疏忽(Adger et al. 2009, Eakin et al. 2009)。

對(duì)各種不同類型的人類與自然耦合系統(tǒng)相互作用進(jìn)行綜合研究有助于更好地理解可持續(xù)性(National Science Foundation Advisory Committee for Environmental Research and Education 2009)。本文提出遠(yuǎn)程耦合(Telecoupling)(Liu et al. 2011) ,這一綜合概念來(lái)描述遠(yuǎn)距離人類與自然耦合系統(tǒng)之間社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的相互作用(圖1C)。遠(yuǎn)程耦合概念的提出是人類與自然耦合系統(tǒng)(Liu et al. 2007b, Alberti et al. 2011)、社會(huì)與生態(tài)耦合系統(tǒng)(Walker et al. 2004)、人類與環(huán)境耦合系統(tǒng)(Turner et al. 2003, Moran 2010)研究的自然邏輯延伸。它是對(duì)遠(yuǎn)程連接、全球化、及世界體系理論等概念的歸納和綜合(Hornborg et al. 2007, Dreher et al. 2008),因?yàn)檫@些概念以往基本上局限于單一學(xué)科(參見(jiàn)Adger et al. 2009, Seto et al. 2012)。

本文提出的綜合框架概念更有益于理解遠(yuǎn)程耦合。遠(yuǎn)程耦合系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu),所以遠(yuǎn)程耦合框架需要采用多層次的分析方法。遠(yuǎn)程耦合系統(tǒng)層面包括一系列相互關(guān)聯(lián)的人類與自然耦合系統(tǒng),這些耦合系統(tǒng)通過(guò)它們之間的流連接起來(lái)(圖2)。耦合系統(tǒng)層面中的每個(gè)耦合系統(tǒng)由三個(gè)相關(guān)部分組成,即：代理、原因和影響(圖2)。每一部分又包含許多元素或不同尺度。例如,個(gè)人、家庭、組織團(tuán)體、企業(yè)等不同類型的代理可能同時(shí)受到社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的影響。此外,各層次之間也存在相互作用,例如,耦合系統(tǒng)中的代理促使耦合系統(tǒng)之間流的產(chǎn)生,而耦合系統(tǒng)之間的流又在耦合系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生影響。

原因是指在人類與自然耦合系統(tǒng)之間產(chǎn)生遠(yuǎn)程耦合的原因,它的產(chǎn)生對(duì)人類與自然耦合系統(tǒng)有著各種各樣的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境影響。遠(yuǎn)程耦合的產(chǎn)生是通過(guò)代理對(duì)系統(tǒng)之間流(即：物流、能流、和/或信息流)的促進(jìn)或阻礙的結(jié)果。代理和原因也會(huì)相互影響。如圖2所示,原因和影響由反饋環(huán)路相連,但是,把原因從影響中分離出來(lái)可以使分析簡(jiǎn)單化。另外,雖然代理、原因和影響嵌套在耦合系統(tǒng)中,但可以把它們看成系統(tǒng)的單個(gè)成分來(lái)突出其各自在遠(yuǎn)程耦合以及與其它部分關(guān)系中所起的作用。下面通過(guò)兩個(gè)遠(yuǎn)距離相互作用的例子(表1)來(lái)詳細(xì)說(shuō)明：一個(gè)例子是以人為主導(dǎo)并人為有意發(fā)起的,而另一個(gè)例子是以生物為主導(dǎo)但人為無(wú)意引起的。

表1 兩個(gè)例子(巴西和中國(guó)之間的大豆貿(mào)易和紅火蟻入侵)中五大組成概要

第一個(gè)例子是大豆貿(mào)易,所關(guān)注的是中國(guó)與巴西之間不斷增長(zhǎng)的大豆貿(mào)易。從2000到2010年,中國(guó)大豆進(jìn)口量約從1400萬(wàn)噸增長(zhǎng)到4600萬(wàn)噸(United States Department of Agriculture Foreign Agricultural Service 2010)。目前,中國(guó)食品生產(chǎn)所需的大豆中超過(guò)80%需要從外國(guó)進(jìn)口,主要進(jìn)口國(guó)家是巴西和美國(guó)(Zhang and Liu 2009, Brown-Lima et al. 2010。在中國(guó)、巴西以及其它國(guó)家的人類與自然耦合系統(tǒng)中,中巴大豆貿(mào)易對(duì)全球貿(mào)易市場(chǎng)及其價(jià)格、碳排放、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、和人民生活起著重要的作用。

第二個(gè)例子是紅火蟻入侵。紅火蟻入侵(Solenopsisinvicta)被國(guó)際自然保護(hù)聯(lián)盟列為“100個(gè)最嚴(yán)重入侵物種”之一(IUCN; Lowe et al. 2000)。紅火蟻入侵導(dǎo)致生物多樣性降低,僅在美國(guó)每年就造成約60億美元的經(jīng)濟(jì)損失(Ascunce et al. 2011),主要是對(duì)農(nóng)業(yè)造成危害。紅火蟻源于南美,20世紀(jì)初期首次由貨船意外帶到美國(guó)(Ascunce et al. 2011)。隨后很快蔓延到美國(guó)南部地區(qū),不久前又蔓延到澳大利亞、新西蘭、中國(guó)等其它地區(qū)(Ascunce et al. 2011)。

雖然這兩個(gè)遠(yuǎn)程耦合例子截然不同,但各個(gè)遠(yuǎn)程耦合之間存在互相作用。有些遠(yuǎn)程耦合可能會(huì)互相增強(qiáng),有些會(huì)互相削弱。有些可能會(huì)衍生出新的遠(yuǎn)程耦合,而有些可能會(huì)消除現(xiàn)有的遠(yuǎn)程耦合。例如,研究表明貿(mào)易和物種入侵之間存在著密切聯(lián)系。一方面,貿(mào)易是物種入侵的主要原因之一(Crosby 1986, Nentwig 2007)。而另一方面,物種入侵帶來(lái)影響貿(mào)易的反饋,其中包括限制和檢查有關(guān)貿(mào)易的貨物和產(chǎn)品。部分地區(qū)甚至采用交易許可證方案(Horan and Lupi 2005)以及繳納入侵物種關(guān)稅(Margolis et al. 2005)等更強(qiáng)有力的措施來(lái)對(duì)貿(mào)易進(jìn)行控制。

系統(tǒng)

系統(tǒng)是指人類與自然耦合系統(tǒng),或稱人類與自然相互作用的綜合系統(tǒng)(Liu et al. 2007b)。雖然每個(gè)系統(tǒng)位于某個(gè)地理位置(地點(diǎn))、具有特定的背景并由各種人類和自然成分以及過(guò)程【如氣候土壤情況、棲息地、可及性、地形特征(如坡度、海拔)、經(jīng)濟(jì)政治制度和政策、以及本地人類與自然成分之間的耦合】組成,本文主要討論系統(tǒng)之間與遠(yuǎn)程耦合相關(guān)的直接屬性。對(duì)每個(gè)遠(yuǎn)程耦合而言,系統(tǒng)可以表現(xiàn)為發(fā)送系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、和/或者外溢系統(tǒng)。發(fā)送系統(tǒng)可以被看成是起點(diǎn)、來(lái)源或捐助者,接收系統(tǒng)則被看成是目的地或接收者(圖2) 。流(能流、物流、信息流)從發(fā)送系統(tǒng)(如出口國(guó))流出,而接收系統(tǒng)(如進(jìn)口國(guó))從發(fā)送系統(tǒng)獲得流(能流、物流、信息流)。當(dāng)然,系統(tǒng)被定義為發(fā)送系統(tǒng)還是接收系統(tǒng)取決于分析的是哪一種流。

外溢系統(tǒng)是對(duì)發(fā)送和接收系統(tǒng)之間的相互作用產(chǎn)生影響和/或被發(fā)送和接收系統(tǒng)之間的相互作用影響的系統(tǒng)。 外溢系統(tǒng)可以至少通過(guò)三種主要方式將發(fā)送系統(tǒng)和接收系統(tǒng)連接起來(lái),既可以作為發(fā)送和接收系統(tǒng)之間的中間站(如候鳥(niǎo)停留、港口和機(jī)場(chǎng)中轉(zhuǎn)站),也可以作為發(fā)送和接收系統(tǒng)之間的通道(如輸油管道滲漏),或與發(fā)送和/或接收系統(tǒng)之間產(chǎn)生的其它方式的相互作用(如貿(mào)易協(xié)議中的第三方)(圖3)。一個(gè)系統(tǒng)既可以是一個(gè)遠(yuǎn)程耦合的發(fā)送系統(tǒng),同時(shí)又是另一個(gè)遠(yuǎn)程耦合的外溢系統(tǒng)或者接收系統(tǒng)。

圖3 發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)之間的關(guān)系類型舉例(A)代表(1-1-1)關(guān)系,(B)代表n-n-n關(guān)系。箭頭表示流動(dòng)方向。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn),省略了發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)之間可能存在的一些箭頭。外溢系統(tǒng)至少能以三種方式連接到發(fā)送和接收系統(tǒng)：發(fā)送和接收系統(tǒng)之間的通道(如輸油管道滲漏；直虛線箭頭),發(fā)送和接收系統(tǒng)之間的中間站(如候鳥(niǎo)停留地、港口和機(jī)場(chǎng)中轉(zhuǎn)站；長(zhǎng)虛線彎曲箭頭),發(fā)送和/或接收系統(tǒng)之間產(chǎn)生的其它方式的相互作用(如貿(mào)易協(xié)議中的第三方；短虛線彎曲的箭頭)

在大豆貿(mào)易的例子中,生產(chǎn)大豆的巴西是大豆流的發(fā)送系統(tǒng),接收大豆及豆制品的中國(guó)是接收系統(tǒng)。但是對(duì)于大豆交易中的資金流,中國(guó)則變成發(fā)送系統(tǒng)而巴西變成接收系統(tǒng)。在市場(chǎng)交易過(guò)程中,商品和資金的關(guān)系顯然逆向流動(dòng)。而且至今對(duì)外溢系統(tǒng)的研究很少,如世界上所有涉及大豆貿(mào)易的國(guó)家(包括美國(guó)),受廉價(jià)大豆生產(chǎn)影響最嚴(yán)重的國(guó)家是美國(guó),一些發(fā)展中國(guó)家(如巴西)采用熱帶農(nóng)業(yè)先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)大豆,與美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)貿(mào)易市場(chǎng)。在紅火蟻入侵例子中,紅火蟻的原生地南美是發(fā)送系統(tǒng)。紅火蟻入侵的第一個(gè)國(guó)家美國(guó)是主要的接收系統(tǒng)。

發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)之間的相互關(guān)系復(fù)雜。在遠(yuǎn)程耦合中包含的發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)的數(shù)量可以是1-1-0(一個(gè)發(fā)送系統(tǒng),一個(gè)接收系統(tǒng),無(wú)外溢系統(tǒng)),也可以是1-1-1 (一個(gè)發(fā)送系統(tǒng),一個(gè)接收系統(tǒng),一個(gè)外溢系統(tǒng),圖3A) ,還可以是一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)的組合(如1-1-n, 雙邊貿(mào)易廣泛市場(chǎng)影響的情況) ,或者n-n-n(多個(gè)發(fā)送系統(tǒng),多個(gè)接收系統(tǒng),多個(gè)外溢系統(tǒng),圖3B) 。后者最為復(fù)雜,因?yàn)椴粌H在發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)之間存在相互作用,而且各發(fā)送系統(tǒng)之間、各接收系統(tǒng)之間以及各外溢系統(tǒng)之間都存在相互作用。此外,隨著時(shí)間的變化, 遠(yuǎn)程耦合中的接收系統(tǒng)可能成為新遠(yuǎn)程耦合的發(fā)送系統(tǒng)。在紅火蟻入侵例子中,根據(jù)問(wèn)題時(shí)間段的不同,美國(guó)既可以看作是接收系統(tǒng)也可以看作是發(fā)送系統(tǒng),它最初是接收系統(tǒng),但后來(lái)因?qū)⑽锓N傳播到其它國(guó)家而成為發(fā)送系統(tǒng)。實(shí)際上,全球紅火蟻入侵?jǐn)?shù)量遺傳追溯的結(jié)果顯示,紅火蟻入侵始發(fā)于美國(guó),而不是南美(Ascunce et al. 2011)。全面理解代理、流、原因和影響以及它們之間復(fù)雜的相互關(guān)系的關(guān)鍵是在了解遠(yuǎn)程耦合系統(tǒng)的組成的同時(shí),還必須考慮其時(shí)間和空間格局。

流

流是系統(tǒng)之間物質(zhì)、能源、或者信息的流動(dòng),這種轉(zhuǎn)移是代理采取行動(dòng)的結(jié)果。物質(zhì)和能包括各種生物地球物理實(shí)體(如制成品、食品、自然資源、有機(jī)物和生物燃料)、信息包括知識(shí)信息、貿(mào)易協(xié)定、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)、基因、和農(nóng)業(yè)技術(shù)。流可以是單向也可以是雙向,可以直接穿越發(fā)送和接收系統(tǒng)之間的通路,或者間接地經(jīng)由發(fā)送和接收系統(tǒng)之間的外溢系統(tǒng)(圖2、圖3)。

在大豆貿(mào)易的例子中,主要物流是大豆及豆制品從巴西運(yùn)往中國(guó)的運(yùn)輸過(guò)程,信息流的例子是巴西、中國(guó)和其它國(guó)家之間的金融交易和貿(mào)易協(xié)定。在紅火蟻入侵的例子中,主要物流包括交易物品、紅火蟻、以及控制入侵物種傳播的農(nóng)藥等的運(yùn)輸或移動(dòng)過(guò)程。信息流包括紅火蟻造成損害等有關(guān)信息的傳播以及控制蔓延方法的推廣。

流可以直接從發(fā)送系統(tǒng)跳躍到遠(yuǎn)方的接收系統(tǒng)。這種現(xiàn)象發(fā)生在隔海相距2萬(wàn)km遠(yuǎn)的巴西和中國(guó)之間的大豆貿(mào)易。流也可以從發(fā)送系統(tǒng)附近的接收系統(tǒng)開(kāi)始,然后逐漸向外輻射到遠(yuǎn)方的接收系統(tǒng)。紅火蟻入侵就是這樣的例子,開(kāi)始于美國(guó)南部和東南部(初始接收系統(tǒng))然后逐漸蔓延到美國(guó)加州,后來(lái)又從加州跳躍到其它國(guó)家。

基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)、機(jī)構(gòu)組織和生態(tài)系統(tǒng)為流在系統(tǒng)之間提供運(yùn)行通道起了重要作用。它們包括運(yùn)輸網(wǎng)(如公路、船舶、車輛、飛機(jī))、政府間組織(如貿(mào)易協(xié)儀)、貿(mào)易設(shè)施(如電子清關(guān)系統(tǒng))(Hertel and Mirza 2009)、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)(如學(xué)術(shù)團(tuán)體) (Haas 1993)、生態(tài)網(wǎng)(如動(dòng)物遷徙路徑)。在大豆貿(mào)易例子中,巴中大豆貿(mào)易中的網(wǎng)絡(luò)包括金融、社會(huì)、交通、和政府網(wǎng)絡(luò)。

代理

代理(或參與者)包括自主決策的實(shí)體,它直接或間接促進(jìn)或阻礙遠(yuǎn)程耦合的產(chǎn)生。遠(yuǎn)程耦合框架強(qiáng)調(diào)各種代理及其在發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)之間錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系。代理可以促進(jìn)或阻礙流, 而流可以產(chǎn)生、維護(hù)、加強(qiáng)、削弱或解除遠(yuǎn)程耦合。代理可以是單個(gè)也或者一群人或動(dòng)物(如家庭等社會(huì)經(jīng)濟(jì)單元、政府機(jī)關(guān)等組織、或各類動(dòng)物群)。

在大豆貿(mào)易例子中,主要代理包括巴西的大豆生產(chǎn)者、農(nóng)產(chǎn)企業(yè)、公共和私人投資者及其支持者,中國(guó)的金融投資者和豆制品消費(fèi)者,以及參與制定和執(zhí)行貿(mào)易協(xié)議的有關(guān)政府機(jī)構(gòu)。在紅火蟻入侵的例子中,主要代理包括無(wú)意中攜帶并傳播昆蟲(chóng)的交易者,美國(guó)和外溢系統(tǒng)中企圖阻止蔓延(如實(shí)施控制操作)的農(nóng)民和決策者,以及紅火蟻,它們通過(guò)不斷進(jìn)化在物種競(jìng)爭(zhēng)中勝過(guò)多數(shù)昆蟲(chóng),并且獲得超強(qiáng)的生存能力進(jìn)而在被意外攜帶的過(guò)程中入侵?jǐn)U大其棲息地。

代理之間形成的彼此聯(lián)系形成了改變遠(yuǎn)程耦合的流。在人類為代理的系統(tǒng)中,這一過(guò)程可以通過(guò)政府、公共機(jī)構(gòu)、私營(yíng)公司、個(gè)人友誼和親屬關(guān)系等社會(huì)關(guān)系網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)(Jackson and Watts 2002)。舉例來(lái)說(shuō),政府和企業(yè)之間的關(guān)系為推動(dòng)巴中大豆貿(mào)易的雙向流起了很重要的作用(Niu 2010)。在動(dòng)物為代理的系統(tǒng)中,同樣存在有利于相互作用的交流方式。在紅火蟻入侵的例子中,螞蟻利用其特有的化學(xué)通訊協(xié)調(diào)活動(dòng)從而擴(kuò)大棲息地(Vander Meer et al. 2002)。

具有創(chuàng)造性的代理最能成功地建立新的遠(yuǎn)程耦合,但代理的不同特性(如恢復(fù)力)可以更好地維護(hù)和加強(qiáng)現(xiàn)有的遠(yuǎn)程耦合。 外來(lái)物種(如紅火蟻)占據(jù)上風(fēng)而且成為接收系統(tǒng)的入侵者,是因?yàn)樗鼈兡茉谌碌纳姝h(huán)境下繁衍從而占有屬于本地物種的有限資源(Callaway and Ridenour 2004)。中巴大豆貿(mào)易之所以迅速發(fā)展,部分原因是中國(guó)和巴西之間靈活的貿(mào)易協(xié)議,能及時(shí)適應(yīng)新的市場(chǎng),另一個(gè)原因是在產(chǎn)區(qū)和國(guó)外主要市場(chǎng)之間商品價(jià)值信息的有效連接。

原因

原因是影響遠(yuǎn)程耦合產(chǎn)生和變化(如強(qiáng)度的變化)的因素。大部分遠(yuǎn)程耦合并非只有一種原因,可以來(lái)源于發(fā)送、接收、或外溢系統(tǒng)(圖2)。原因可分為直接原因或根本原因(Laland et al. 2011)。政治、經(jīng)濟(jì)、文化、科技、或生態(tài)變化交織在一起可以在遠(yuǎn)程耦合系統(tǒng)中產(chǎn)生新動(dòng)態(tài)。喜好的轉(zhuǎn)變改變需求,而技術(shù)創(chuàng)新和推廣能改變供給,發(fā)送系統(tǒng)中的供給和接收系統(tǒng)中的需求相互作用可以改變系統(tǒng)動(dòng)態(tài)。政策和規(guī)則等的改變能加強(qiáng)或緩解與遠(yuǎn)方系統(tǒng)的互相作用。生態(tài)因素在遠(yuǎn)程耦合中起著重要的作用。原因也可以通過(guò)反饋機(jī)制與影響互相作用。

大豆貿(mào)易這個(gè)遠(yuǎn)程耦合的原因很多。其中一個(gè)主要的經(jīng)濟(jì)原因是中國(guó)對(duì)大豆產(chǎn)品(如植物油和動(dòng)物飼料)的需求以及巴西豐富的土地、水和充足的大豆生產(chǎn)資金。其政治原因是中國(guó)政府極力追求向外國(guó)投資而巴西政府卻積極開(kāi)發(fā)出口市場(chǎng)。其文化原因是中國(guó)人喜好豆制品及以大豆為飼料的動(dòng)物產(chǎn)品。其技術(shù)原因包括農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步,主要是巴西農(nóng)業(yè)研究公司投入巨資開(kāi)發(fā)適應(yīng)酸性土壤的熱帶農(nóng)業(yè)技術(shù),研究開(kāi)發(fā)適合當(dāng)?shù)睾０胃叨壬L(zhǎng)并能從大氣中生物固氮的大豆品種(Alves et al. 2003, 2006)。此外,近年來(lái)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的發(fā)展以及日新月異的高效農(nóng)產(chǎn)品(如大豆)存儲(chǔ)方式和長(zhǎng)途運(yùn)輸業(yè),都為遠(yuǎn)程耦合提供了有利條件。其生態(tài)原因是巴西良好的氣候條件適合大豆生長(zhǎng)。

對(duì)于紅火蟻入侵遠(yuǎn)程耦合,主要經(jīng)濟(jì)原因之一是國(guó)際貿(mào)易的增長(zhǎng)。紅火蟻入侵主要是跨國(guó)貿(mào)易貨物運(yùn)輸過(guò)程中無(wú)意傳播開(kāi)的(Ascunce et al. 2011)。其政治原因是20世紀(jì)初期在南美各國(guó)和美國(guó)的政府和組織機(jī)構(gòu)之間關(guān)系的改善促進(jìn)了它們之間的貿(mào)易開(kāi)放和交流。其技術(shù)原因是與當(dāng)時(shí)改進(jìn)的船舶制造技術(shù)及其運(yùn)營(yíng)能力有關(guān), 長(zhǎng)途運(yùn)輸如此大批量的貨物前所未有。其文化原因是美國(guó)消費(fèi)者對(duì)外國(guó)商品越來(lái)越感興趣。紅火蟻得以蔓延的一個(gè)主要生態(tài)原因是它被帶入新環(huán)境后其自身優(yōu)越的競(jìng)爭(zhēng)力及其對(duì)環(huán)境挑戰(zhàn)(如洪水和干旱)的恢復(fù)能力(Vinson 1997)。

影響

影響是指遠(yuǎn)程耦合對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境產(chǎn)生的后果或作用。這種影響可能以不同的方式出現(xiàn)在發(fā)送、接收和/或外溢系統(tǒng)中(圖2)。影響可以發(fā)生在不同的空間、時(shí)間和尺度。本文將影響分為兩大類,即：社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響和環(huán)境影響(表1),需要強(qiáng)調(diào)的是這兩類影響之間本質(zhì)上是相關(guān)的。影響可以促進(jìn)也可以阻礙環(huán)境和/或社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性(Liu 2010)。

在大豆例子中,巴西和中國(guó)之間的貿(mào)易可能會(huì)造成巴西農(nóng)業(yè)土地過(guò)度利用(Macedo et al. 2012),導(dǎo)致在免耕種系統(tǒng)施用更多的除草劑,和以磷為主要成份的農(nóng)藥和化肥的大量使用,從而減少生物多樣性并降低生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能(Martinelli et al. 2010)。大豆貿(mào)易造成巴西本地居民遷移和農(nóng)村暴力、幫助中國(guó)造林和碳匯、及增加對(duì)外溢系統(tǒng)(如整個(gè)運(yùn)輸路線)的碳排放(表1)。由于從巴西進(jìn)口的大豆價(jià)格較低,許多中國(guó)農(nóng)民已經(jīng)放棄大豆種植,大量的大豆田用于種植其它農(nóng)作物(如玉米)、或轉(zhuǎn)變成森林(GRAIN 2012)。大豆貿(mào)易為巴西的一些部門帶來(lái)了收入(Lima et al. 2011)。在紅火蟻入侵的例子中,物種入侵引起當(dāng)?shù)責(zé)o脊椎動(dòng)物群落生物多樣性降低、破壞野生動(dòng)物棲息地、造成農(nóng)作物及相關(guān)的經(jīng)濟(jì)損失、損壞家具和住宅、并傷害牲畜和人類(如因紅火蟻叮咬引起的疼痛及其潛在的疾病危險(xiǎn))(表1)(Vinson 1997; 表1) 。

在單個(gè)人類與自然耦合系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種復(fù)雜的影響類型(Liu et al. 2007b)也可以在遠(yuǎn)程耦合系統(tǒng)中明顯看到,其中包括間接影響 [也叫“二級(jí)影響”]、級(jí)聯(lián)效應(yīng)、非線性、時(shí)間滯后、遺產(chǎn)效應(yīng)、誘發(fā)效應(yīng)、和反饋。級(jí)聯(lián)效應(yīng)是指遠(yuǎn)程耦合對(duì)某個(gè)系統(tǒng)或某個(gè)系統(tǒng)組件的影響向外輻射影響到許多其它多個(gè)系統(tǒng)或系統(tǒng)組件的現(xiàn)象。在大豆貿(mào)易例子中,巴西農(nóng)業(yè)研究公司將巴西先進(jìn)的大豆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)推廣到外溢系統(tǒng)(如在進(jìn)行稀樹(shù)草原大開(kāi)發(fā)的非洲國(guó)家)。影響往往是非線性的,并可能時(shí)間滯后,也許直到遠(yuǎn)程耦合發(fā)生幾年甚至幾十年后才開(kāi)始出現(xiàn)。遺產(chǎn)效應(yīng)是指遠(yuǎn)程耦合停止后影響仍然持續(xù)一段時(shí)間的現(xiàn)象。誘發(fā)效應(yīng)是指由某個(gè)影響帶來(lái)的二級(jí)影響。在大豆貿(mào)易例子中,二級(jí)影響是對(duì)其它農(nóng)業(yè)部門和整個(gè)消費(fèi)者支出的影響。農(nóng)民從收獲大豆得到收入改變了他們對(duì)食品和其它商品的消費(fèi)需求,從而對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)和外溢系統(tǒng)造成級(jí)聯(lián)效應(yīng)(Altieri and Pengue 2005)。

反饋是遠(yuǎn)程耦合的重要特性。系統(tǒng)之間發(fā)生反饋時(shí),第一個(gè)系統(tǒng)對(duì)第二個(gè)系統(tǒng)的影響反過(guò)來(lái)又影響第一個(gè)系統(tǒng)。有時(shí)系統(tǒng)之間的反饋發(fā)生很快,而有時(shí)卻非常緩慢,需要很長(zhǎng)時(shí)間才能發(fā)現(xiàn)或認(rèn)識(shí)到。在大豆貿(mào)易例子中,中國(guó)減少大豆種植所導(dǎo)致的土地利用變化產(chǎn)生正反饋,即中國(guó)對(duì)巴西大豆需求的增加推動(dòng)了巴西大豆生產(chǎn)的發(fā)展。此外,大豆貿(mào)易促進(jìn)中國(guó)對(duì)巴西的投資和巴西對(duì)中國(guó)產(chǎn)品的進(jìn)口(如巴西從中國(guó)進(jìn)口機(jī)械和紡織品)(Brainard and Welch 2012)。在紅火蟻入侵例子中,紅火蟻對(duì)其接收系統(tǒng)美國(guó)造成了相當(dāng)大的環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失,從而促進(jìn)接收系統(tǒng)開(kāi)發(fā)新技術(shù)來(lái)阻礙入侵者蔓延。后來(lái)這些技術(shù)又反過(guò)來(lái)影響發(fā)送系統(tǒng)(南美)。具體而言,從 1961年到1975年,美國(guó)東南部地區(qū)用了25×104kg復(fù)合滅蟻靈(氯化烴和環(huán)戊二烯衍生物)來(lái)控制紅火蟻。同期,約15×104kg復(fù)合滅蟻靈出口到巴西(Eisler 2007)。然而,使用滅蟻靈具有雙重負(fù)面影響,因?yàn)?a)它是一種生物累積性污染物,美國(guó)環(huán)境保護(hù)署于1976年禁止了復(fù)合滅蟻靈的使用,(b)它有助于紅火蟻蔓延,因?yàn)樗餐瑫r(shí)殺滅可以與紅火蟻競(jìng)爭(zhēng)的本地螞蟻(Markin et al. 1974)。另一個(gè)反饋的例子是紅火蟻入侵到美國(guó)數(shù)十年后,美國(guó)曾試圖從巴西進(jìn)口紅火蟻的天敵(如蒼蠅和微生物)來(lái)控制紅火蟻蔓延(Callcott et al. 2011)。

本文所舉的例子中,雖然人們已經(jīng)做了一些關(guān)于發(fā)送和接收系統(tǒng)影響的研究,但是很少或根本沒(méi)有研究外溢系統(tǒng)影響的文獻(xiàn)。有些研究指出食品和產(chǎn)品的運(yùn)輸可能對(duì)沿線及其外界環(huán)境帶來(lái)巨大影響,如能源消耗和排放污染物(如二氧化碳)。這些研究?jī)H僅提出了從巴西到中國(guó)大豆運(yùn)輸過(guò)程中的潛在影響,從來(lái)沒(méi)有對(duì)這種影響的定量研究。

不同類型的遠(yuǎn)程耦合之間也存在相互作用。例如,研究顯示,貿(mào)易給入侵物種的傳播提供了條件(Westphal et al. 2008)。雖然沒(méi)有研究本文提到的兩個(gè)例子之間關(guān)系的相關(guān)文獻(xiàn),但運(yùn)用遠(yuǎn)程耦合框架可以幫助研究人員尋找大豆貿(mào)易和物種入侵之間可能存在的關(guān)系以及它們與其它遠(yuǎn)程耦合的關(guān)系。

遠(yuǎn)程耦合框架的意義

遠(yuǎn)程耦合框架為從事各類遠(yuǎn)程相互作用的研究人員提供了通用語(yǔ)言、邏輯統(tǒng)一性、系統(tǒng)方法和全面指導(dǎo)。遠(yuǎn)程耦合框架以不同方式進(jìn)行統(tǒng)一綜合,因而它可以幫助我們理解遠(yuǎn)距離之間的相互作用是如何進(jìn)行的,從局部到全球的各個(gè)層面找出實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的解決方案。

該框架綜合了遠(yuǎn)距離社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境兩者之間的相互作用,而不只是社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間或環(huán)境之間的相互作用

這種綜合有助于拓展遠(yuǎn)距離相互作用研究的范疇。從前關(guān)于貿(mào)易、動(dòng)物遷徙、氣候遠(yuǎn)程連接等方面的研究只關(guān)注某種社會(huì)經(jīng)濟(jì)相互作用(如貿(mào)易),或只關(guān)注環(huán)境相互作用(如動(dòng)物遷徙)。而該框架同時(shí)提供了社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境相互作用的信息,因此它有助于權(quán)衡社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境影響,從而實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展(如人類福祉和生物多樣性保護(hù))(Carter et al. 2012, United Nations Environment Programme 2011)。

該框架將發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)看作一個(gè)統(tǒng)一的遠(yuǎn)程耦合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),而不只是發(fā)送和/或接收系統(tǒng)

由于之前很少研究外溢系統(tǒng),該框架因包括外溢系統(tǒng)而開(kāi)辟了新的研究領(lǐng)域和方法。例如,該框架認(rèn)為,之前只針對(duì)發(fā)送和接收系統(tǒng)的雙邊協(xié)議,也應(yīng)該考慮外溢系統(tǒng)。在大豆貿(mào)易例子中,除了巴西和中國(guó)分別作為大豆輸出國(guó)和接收國(guó),外溢系統(tǒng)(如美國(guó),主要大豆生產(chǎn)國(guó)和傳統(tǒng)上的大豆出口國(guó))也同樣受到環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響,因?yàn)橹袊?guó)從巴西進(jìn)口大豆影響中國(guó)從美國(guó)的大豆進(jìn)口。

該框架有助于評(píng)估多個(gè)系統(tǒng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境之間的權(quán)衡和協(xié)同作用,而不只局限于一個(gè)系統(tǒng)

例如,有人呼吁消費(fèi)本地商品和產(chǎn)品以支持當(dāng)?shù)厣a(chǎn)商并減少長(zhǎng)途運(yùn)輸對(duì)環(huán)境的影響(Halweil 2002)。但也有一些人認(rèn)為購(gòu)買外地商品可以支持遠(yuǎn)方系統(tǒng)的可持續(xù)性(如購(gòu)買可持續(xù)咖啡)(Giovannucci and Ponte 2005)。還有人認(rèn)為依賴當(dāng)?shù)剞r(nóng)產(chǎn)品可能會(huì)危及糧食安全而且會(huì)失去利用糧食高產(chǎn)區(qū)來(lái)減少環(huán)境影響的機(jī)會(huì)(DesRochers and Shimizu 2012, MacMillan 2012)。事實(shí)上,權(quán)衡本地和全球采購(gòu)食品之間的關(guān)系是復(fù)雜的,而且主要取決于系統(tǒng)本身。例如,最新研究表明,只有在溫室氣體排放強(qiáng)度較低的地區(qū)強(qiáng)調(diào)本地消費(fèi)才有可能減少全球溫室氣體排放(M. Avetisyan, T. W. Hertel, and G. Sampson, unpublished manuscript)。了解遠(yuǎn)程耦合的協(xié)同和權(quán)衡作用將有助于減少把對(duì)其它系統(tǒng)的負(fù)面影響降到最低。

該框架有助于促進(jìn)可持續(xù)政策,因?yàn)樗鞔_地將遠(yuǎn)距離的相互作用看作反饋,而不只是單方向影響

反饋是維持系統(tǒng)可持續(xù)性的重要機(jī)制。事實(shí)上,政策可以用于反饋來(lái)引導(dǎo)系統(tǒng)向可持續(xù)性邁進(jìn)。該框架明確考慮反饋,它可以幫助研究人員和決制者評(píng)估發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)中反饋的存在及其有效性。例如,發(fā)展中國(guó)家實(shí)行跨國(guó)土地交易政策,在政策實(shí)施初期有利于地方經(jīng)濟(jì),但后來(lái)當(dāng)國(guó)外投資市場(chǎng)帶來(lái)的正反饋導(dǎo)致過(guò)度利用本地資源時(shí),就會(huì)造成社會(huì)不平等和土地退化(Baird 2011)。因此,制訂新政策時(shí)應(yīng)該注重啟動(dòng)負(fù)反饋,這樣才能減少土地退化和社會(huì)不平等。

該框架有利于研究不同類型遠(yuǎn)程相互作用之間的關(guān)系,而不只是針對(duì)一種相互作用

遠(yuǎn)程耦合是一個(gè)包括各種遠(yuǎn)程相互作用(如貿(mào)易、物種入侵、移民(Linderman et al. 2005)和旅游(He et al. 2008; Table 2))的綜合概念。類似于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)這樣的綜合概念,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)包含了自然界給人類提供的各種福利,并有助于研究不同類型生態(tài)服務(wù)之間的關(guān)系(如固碳、食物供給、授粉、水凈化、以及娛樂(lè)休閑)(Daily 1997, Liu et al. 2008)。遠(yuǎn)程耦合框架有助于對(duì)不同類型的遠(yuǎn)距離相互作用及其關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)性的跨學(xué)科研究。例如,它可以促進(jìn)貿(mào)易與動(dòng)物遷徙之間的合作研究。采用樹(shù)蔭栽種的方式生產(chǎn)咖啡用于貿(mào)易的種植園已為候鳥(niǎo)提供棲息地(Perfecto et al. 1996)。同時(shí),候鳥(niǎo)在種植園的出現(xiàn)成為生物多樣性友好咖啡的標(biāo)志,為環(huán)保主義者提供了貿(mào)易新市場(chǎng),從而推動(dòng)了貿(mào)易發(fā)展(Rice and Ward 1996)。

通過(guò)從本質(zhì)上對(duì)其它相關(guān)理論框架(如Elinor Ostrom及其同事建立的制度分析與發(fā)展(Institutional Analysis and Development,即IAD)框架(Anderies et al. 2004, Ostrom 2005, 2011))的擴(kuò)展,本文提出的遠(yuǎn)程耦合框架標(biāo)志著一個(gè)重要的概念研究進(jìn)展。IAD提供了一個(gè)分析結(jié)構(gòu),幫助理解不同機(jī)構(gòu)(即正式的和使用中的規(guī)則)如何影響公用的和本地使用的資源。從遠(yuǎn)程耦合的角度來(lái)看,有些機(jī)構(gòu)可以被理解為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的反饋機(jī)制,通過(guò)結(jié)果中產(chǎn)生的信息來(lái)調(diào)整規(guī)則,來(lái)實(shí)現(xiàn)社會(huì)目標(biāo)。從這一點(diǎn)來(lái)看,遠(yuǎn)程耦合框架增加生物物理反饋,從而影響IAD研究中通常只考慮本地系統(tǒng)以外的流。此外,遠(yuǎn)程耦合框架不同于IAD框架的另一個(gè)方面是,它認(rèn)為在相互聯(lián)系日益緊密的遠(yuǎn)距離耦合系統(tǒng)中,必須包括具有反饋的外溢系統(tǒng)和相互作用(Liu and Diamond 2005, Henry and Dietz 2011)。

將遠(yuǎn)距離相互作用看成遠(yuǎn)程耦合有助于發(fā)現(xiàn)知識(shí)空白并促進(jìn)可持續(xù)性的研究和管理。遠(yuǎn)程耦合框架擴(kuò)展了傳統(tǒng)上遠(yuǎn)距離相互作用的研究,開(kāi)辟了新的研究領(lǐng)域,并可以發(fā)現(xiàn)許多隱藏的影響。先前的研究要么注重社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題(如貿(mào)易、外國(guó)直接投資、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、人類遷移),要么注重環(huán)境/生態(tài)問(wèn)題(如動(dòng)物遷徙),盡管社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境影響同時(shí)存在。遠(yuǎn)程耦合有不同的種類,它們都對(duì)可持續(xù)性(表2)有著深遠(yuǎn)的影響。

推動(dòng)遠(yuǎn)程耦合研究

遠(yuǎn)程耦合為可持續(xù)發(fā)展科學(xué)及其應(yīng)用(如保護(hù)、開(kāi)發(fā)、提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、適應(yīng)和緩解氣候變化、生物入侵控制、能源利用、土地利用和水資源利用)提供了獨(dú)特的挑戰(zhàn)和難得的機(jī)會(huì)。許多關(guān)于遠(yuǎn)程耦合的重要而復(fù)雜的問(wèn)題有待解決(表3)。例如,遠(yuǎn)程耦合是如何產(chǎn)生的？它們?nèi)绾坞S時(shí)間而變化？它們?nèi)绾蜗?？它們?nèi)绾位ハ嘤绊懀吭谑裁辞闆r下遠(yuǎn)程耦合能增強(qiáng)或減弱其可持續(xù)性？具有哪些特性的系統(tǒng)可能成為遠(yuǎn)程耦合的發(fā)送、接收或外溢系統(tǒng)？各遠(yuǎn)程耦合之間有那些相似和不同？

關(guān)于遠(yuǎn)程耦合的研究存在著大量的知識(shí)空白。例如,盡管對(duì)全球貿(mào)易的研究相當(dāng)普遍,它的很多影響仍是未知數(shù)。雖然計(jì)算用于生產(chǎn)貿(mào)易農(nóng)產(chǎn)品所占的土地面積很有用(Meyfroidt et al. 2010),但是,由于不同土地覆蓋類型中的碳儲(chǔ)量、生物地球化學(xué)和人類福祉的差別很大,僅僅考慮土地面積不能衡量很多重要的環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響(Meyfroidt et al. 2010)。而且,多數(shù)研究都未考慮或認(rèn)識(shí)到外溢系統(tǒng)的存在。然而,遠(yuǎn)程耦合對(duì)外溢系統(tǒng)的影響有時(shí)甚至比對(duì)接收和發(fā)送系統(tǒng)的影響更大。外溢系統(tǒng)跨越廣闊空間連接和傳遞遠(yuǎn)程耦合的影響,它對(duì)從本地到全球各個(gè)層面的可持續(xù)發(fā)展可以發(fā)揮關(guān)鍵作用。此外,耦合系統(tǒng)之間的跨部門連接仍是一個(gè)尚未研究的領(lǐng)域。例如,農(nóng)業(yè)部門的糧食-飼料-燃料的連接,以及在發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)中農(nóng)業(yè)-能源-金融之間的廣泛聯(lián)系(如生物燃料、金融投資和土地商品之間的關(guān)系)。

表2 遠(yuǎn)程耦合的遠(yuǎn)距離相互作用以及發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)與可持續(xù)性的實(shí)際/假設(shè)關(guān)系舉例。 以前僅僅對(duì)遠(yuǎn)程耦合的某些屬性進(jìn)行過(guò)研究,大多數(shù)屬性尚不清楚。為簡(jiǎn)化起見(jiàn),省略系統(tǒng)之間的反饋將本地耦合和遠(yuǎn)程耦合綜合并同時(shí)納入到?jīng)Q策過(guò)程中可以提高適應(yīng)能力。這種綜合有助于地方、國(guó)家和國(guó)際(如聯(lián)合國(guó)、世界銀行和世界貿(mào)易組織)等各級(jí)政府和組織創(chuàng)造新機(jī)制和/或改革現(xiàn)有機(jī)制。有些尋求對(duì)遠(yuǎn)距離相互作用影響進(jìn)行管理的國(guó)際政策,如瀕危野生動(dòng)植物國(guó)際貿(mào)易公約(CITES)和降低因森林砍伐和退化所產(chǎn)生的二氧化碳排放(REDD) ,這兩個(gè)政策都與國(guó)際間影響可持續(xù)性的物流(即瀕危物種、碳和林產(chǎn)品)的相關(guān)規(guī)定有關(guān)。然而,這些政策往往只側(cè)重于特定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境影響,很少試圖從綜合遠(yuǎn)程耦合的角度制定政策,盡管從遠(yuǎn)程耦合的角度出發(fā),能有助于理解和解決發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)中的多個(gè)影響和反饋等問(wèn)題。

遠(yuǎn)程耦合的遠(yuǎn)距離相互作用與發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)可持續(xù)性的關(guān)系貨物和產(chǎn)品貿(mào)易(如食品、木材、藥品、和礦石)發(fā)送系統(tǒng)中制造商品和產(chǎn)品消耗資源(如土地、水和勞動(dòng)力),而且生產(chǎn)過(guò)程中釋放污染物,社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性可能會(huì)提高,但環(huán)境可持續(xù)性可能會(huì)受到損害。而接收系統(tǒng)中環(huán)境質(zhì)量可能會(huì)提高,但社會(huì)經(jīng)濟(jì)利益(如失業(yè))可能會(huì)受到影響。外溢系統(tǒng)的可持續(xù)性可能會(huì)受到不同方式的影響,取決于與發(fā)送和接收系統(tǒng)的關(guān)系。投資開(kāi)發(fā)(外國(guó)直接投資)開(kāi)發(fā)投資在接收系統(tǒng)中可能會(huì)刺激經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)和資源利用(如對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和制造設(shè)施)但也影響環(huán)境;在發(fā)送系統(tǒng)中可能會(huì)(也可能不會(huì))使經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)或資源開(kāi)發(fā)放慢;可能以不同的方式影響外溢系統(tǒng)。跨國(guó)土地使用權(quán)轉(zhuǎn)讓跨國(guó)土地使用權(quán)轉(zhuǎn)讓(如跨國(guó)土地交易或土地侵占)可能不利于發(fā)送系統(tǒng)土地管理和土地保有制、并對(duì)人民生活和環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響,但在接收系統(tǒng)中促進(jìn)糧食和能源安全并改善環(huán)境,可能以不同的方式影響外溢系統(tǒng)。保護(hù)投資保護(hù)投資(如生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)付費(fèi))在接收系統(tǒng)中可以保護(hù)和恢復(fù)環(huán)境可持續(xù)性,在發(fā)送系統(tǒng)中可能會(huì)(也可能不會(huì))破壞可持續(xù)性,可能以不同的方式影響外溢系統(tǒng)。技術(shù)轉(zhuǎn)讓技術(shù)創(chuàng)新在發(fā)送系統(tǒng)中可能會(huì)因?yàn)橘Y源(如土地、水、能源和人力資源)消耗而導(dǎo)致社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境后果。在接收和外溢系統(tǒng)中,技術(shù)實(shí)施(如新灌溉法,新一代汽車電池)可能會(huì)影響環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性。知識(shí)傳播知識(shí)傳播(如理論、技術(shù)、改革、治理和管理方法)在接收和外溢系統(tǒng)中可能會(huì)影響資源的利用方式,促進(jìn)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性(如通過(guò)提高效率)。在籌資和認(rèn)知方面,發(fā)送系統(tǒng)可能受益也可能受到困擾。人類遷移人類遷移可能會(huì)(也可能不會(huì))放棄發(fā)送系統(tǒng)(如土地和其它資源),并占有接收系統(tǒng)(如就業(yè))。資源消耗也從發(fā)送系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到接收系統(tǒng),兩個(gè)系統(tǒng)的可持續(xù)性都受到影響。對(duì)外溢系統(tǒng)可持續(xù)性的影響可能不同,取決于它們與發(fā)送和接收系統(tǒng)的關(guān)系。旅游旅游業(yè)(如景區(qū)、飯店、賓館)及相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施(如道路)在接收和外溢系統(tǒng)中得以發(fā)展并促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性,但對(duì)環(huán)境可持續(xù)性存在潛在威脅。發(fā)送系統(tǒng)也可能受到影響(如資金流向接收和外溢系統(tǒng),人們因外出而減少在家鄉(xiāng)的資源消耗,從而有益于環(huán)境)。廢物轉(zhuǎn)移廢棄物(如電子垃圾、大氣污染和污水)轉(zhuǎn)移可能會(huì)減少發(fā)送系統(tǒng)中對(duì)環(huán)境和人類健康的影響;但在接收和外溢系統(tǒng)中,可能會(huì)污染生態(tài)系統(tǒng)(如垃圾填埋場(chǎng))并危害人類健康,對(duì)可持續(xù)性產(chǎn)生負(fù)面影響。物種入侵外來(lái)入侵物種占據(jù)接收和外溢系統(tǒng),改變土地利用和土地覆蓋、海洋生態(tài)系統(tǒng)、水質(zhì)和水量、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、經(jīng)濟(jì)收益、以及生物多樣性,從而影響可持續(xù)性。發(fā)送系統(tǒng)可能會(huì)由接收和外溢系統(tǒng)的反饋而受到影響[如巴西(發(fā)送系統(tǒng))從美國(guó)(接收系統(tǒng))進(jìn)口滅蟻靈(環(huán)戊二烯的衍生物)來(lái)控制起源于南美巴西的紅火蟻]。動(dòng)物遷徙動(dòng)物遷徙(如候鳥(niǎo)和有蹄類動(dòng)物遷徙)在每年的不同時(shí)期利用發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)(如中途停留地)。遷徙可能影響生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程和環(huán)境可持續(xù)性。由于動(dòng)物遷徙可能傳播疾病,破壞農(nóng)作物,因而可能影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性。遠(yuǎn)距離調(diào)水調(diào)水設(shè)施可能修建在發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)中的(如水渠、水庫(kù)),可能影響各系統(tǒng)中的土地利用、水資源利用、生物多樣性和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。調(diào)水增加接收和外溢系統(tǒng)中的供水能力,也增加污染物擴(kuò)散和物種入侵,減少發(fā)送系統(tǒng)中的水資源。物種擴(kuò)散物種擴(kuò)散可能降低發(fā)送方系統(tǒng)中動(dòng)物、植物、或微生物物種的密度,但有利于增加物種在接收和外溢系統(tǒng)(如擴(kuò)散走廊)中的密度。根據(jù)系統(tǒng)的具體特征,物種密度的變化可以改善也可以危害系統(tǒng)中的環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性。大氣環(huán)流大氣環(huán)流可能影響發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)的環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性。例子包括水量和水質(zhì)的變化(如蒸發(fā))、土地覆蓋(如發(fā)送系統(tǒng)土壤流失和接收系統(tǒng)土壤沉淀)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(如輸送酸雨等污染物)。

表3 深入研究遠(yuǎn)程耦合與可持續(xù)性的問(wèn)題舉例

與本地耦合相比,遠(yuǎn)程耦合研究(表3)和管理(表4)更具挑戰(zhàn)性,因?yàn)樗鼈兏訌?fù)雜,在多尺度多系統(tǒng)中涉及了多個(gè)流、多個(gè)代理、多種原因和多重影響,而且通?？缭叫姓驼芜吔?。本地耦合的管理方法與具有強(qiáng)大影響力的遠(yuǎn)程耦合的管理方法存在很大不同。對(duì)于只有本地耦合的系統(tǒng),當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)系統(tǒng)可能缺乏恢復(fù)能力。 耦合系統(tǒng)可以作為資源庫(kù)來(lái)補(bǔ)充因?yàn)?zāi)害幾乎滅絕物種的種群。當(dāng)?shù)厝宋幕A(chǔ)設(shè)施被摧毀時(shí),耦合系統(tǒng)也可以作為信息流、物流和能流的來(lái)源。然而,當(dāng)耦合系統(tǒng)消失或受到破壞并且無(wú)法替代時(shí),完全依賴耦合系統(tǒng)可能也會(huì)遇到風(fēng)險(xiǎn)。例如,當(dāng)進(jìn)口國(guó)對(duì)產(chǎn)品的需求因國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)而減少時(shí),美國(guó)許多生產(chǎn)設(shè)施不得不停止運(yùn)行,因此給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和人類福祉造成嚴(yán)重影響(Minchin 2009)。在本地耦合和遠(yuǎn)程耦合同時(shí)存在的系統(tǒng)中,評(píng)價(jià)它們之間互相平衡的程度相當(dāng)重要。

表4 本地耦合與遠(yuǎn)程耦合的區(qū)別

推進(jìn)遠(yuǎn)程耦合研究的優(yōu)先課題包括：(1)研究遠(yuǎn)程耦合可持續(xù)性新理論和新方法的開(kāi)發(fā)與綜合,如反饋如何影響多系統(tǒng)動(dòng)態(tài)；(2)遠(yuǎn)程耦合的知識(shí)創(chuàng)新,洞悉遠(yuǎn)程耦合系統(tǒng)的變化,如在發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)之間的商品貿(mào)易如何影響人類與環(huán)境；(3)探索不同遠(yuǎn)程耦合之間的復(fù)雜關(guān)系,如物種入侵、貿(mào)易、遷移、疾病蔓延、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流量；(4)探討跨系統(tǒng)多尺度耦合系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

在遠(yuǎn)程耦合的背景下研究和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展需要開(kāi)創(chuàng)新的研究領(lǐng)域。這些新領(lǐng)域包括：(1)采用遠(yuǎn)程耦合框架；(2)改變研究方法,從側(cè)重局部研究轉(zhuǎn)變到基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程耦合系統(tǒng)研究,如從對(duì)個(gè)別地點(diǎn)的研究擴(kuò)展到連接多個(gè)地點(diǎn)的研究,并從多站點(diǎn)比較研究變成跨系統(tǒng)的綜合研究；(3)加強(qiáng)發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)中研究人員和利益相關(guān)者之間的合作。遠(yuǎn)程耦合系統(tǒng)是一種網(wǎng)絡(luò), 因此網(wǎng)絡(luò)科學(xué)為理解遠(yuǎn)程耦合系統(tǒng)提供了極其有用的理論和方法(Bodin and Prell 2011)。研究遠(yuǎn)程耦合可以填補(bǔ)許多研究空白,諸如：分析日益普及的社交網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)距離資源利用造成的生態(tài)后果,預(yù)測(cè)未來(lái)土地利用和用水情況來(lái)幫助解決世界上糧食和生物燃料生產(chǎn)造成的土地和水資源短缺問(wèn)題。

遠(yuǎn)程耦合框架可以引導(dǎo)出新的分析方法并改善現(xiàn)有的分析方法。例如,基于代理模型(Agent-based model)已被廣泛用于研究土地變化和人類與自然耦合系統(tǒng)(Chen et al. 2012; Filatova et al., in press),,但其中的代理主要局限于一個(gè)人類與自然耦合系統(tǒng)之中。而遠(yuǎn)程耦合框架強(qiáng)調(diào)在研究耦合系統(tǒng)中土地變化和動(dòng)態(tài)時(shí),要求必須納入遠(yuǎn)距離耦合系統(tǒng)中代理(或稱遠(yuǎn)程代理)之間的相互作用。同樣,過(guò)去的情景分析和預(yù)測(cè)通常只考慮一個(gè)耦合系統(tǒng)內(nèi)各部分及其相互作用(Millennium Ecosystem Assessment 2005, Moss et al. 2010)。從遠(yuǎn)程耦合的角度分析有助于模擬出更加逼真的情景并得出更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)結(jié)果來(lái)更好地反映當(dāng)前這個(gè)遠(yuǎn)程耦合不斷增加的世界。

系統(tǒng)綜合將不同學(xué)科綜合在一起對(duì)遠(yuǎn)程耦合系統(tǒng)中各方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,這將更有助于對(duì)遠(yuǎn)程耦合的理解 。例如,系統(tǒng)模型可以用于探索遠(yuǎn)程耦合政策方案的長(zhǎng)期后果,因而可以從不同尺度增加正面影響并降低負(fù)面影響,并對(duì)可持續(xù)發(fā)展的方式進(jìn)行評(píng)估來(lái)適應(yīng)遠(yuǎn)程耦合的變化 。在全球和國(guó)家層面的研究可以提供一個(gè)遠(yuǎn)程耦合的大背景,而在區(qū)域和本地層面的研究可以針對(duì)特定系統(tǒng)來(lái)詳細(xì)了解遠(yuǎn)程耦合中的耦合系統(tǒng)、流、代理、原因和影響。例如,雖然在國(guó)際層面有一些關(guān)于土地利用轉(zhuǎn)換的研究(Meyfroidt et al. 2010, Lambin and Meyfroidt 2011),主要是關(guān)于森林砍伐(DeFries et al. 2010),很少有將國(guó)家、區(qū)域和地方尺度的研究結(jié)果同時(shí)又連接到全球尺度上分析(Rudel 2005, Rudel et al. 2005, DeFries et al. 2010)。采取多尺度系統(tǒng)方法可以跟蹤遠(yuǎn)程耦合的變化。研究遠(yuǎn)程耦合也可以受益于組合分析法(Young et al. 2006),這種方法為發(fā)展多學(xué)科研究提供了有用的理論基礎(chǔ)和方法,因?yàn)闆](méi)有一種方法是萬(wàn)能的(Verburg et al. 2008)。此外,現(xiàn)代通信技術(shù)(如社交網(wǎng)絡(luò)工具)建立了一個(gè)“眾包”平臺(tái)(van der Velde et al. 2012),便于更具有參與性和透明性的方式進(jìn)行研究和治理,從而產(chǎn)生積極的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效果。

結(jié)論

遠(yuǎn)程耦合框架提供了一個(gè)更加廣泛的分析方法,它從跨地區(qū)到全球各個(gè)層面對(duì)影響可持續(xù)性的遠(yuǎn)距離社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境相互作用進(jìn)行綜合研究。它明確考慮了橫跨發(fā)送、接收和外溢系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)發(fā)生環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)相互作用。作為通用的邏輯語(yǔ)言,遠(yuǎn)程耦合框架在各種人類和自然因素(如土地、水、氣候、能源、空氣、人類和生物)情況下綜合了各種遠(yuǎn)距離相互作用(如貿(mào)易、物種入侵、疾病傳播、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的流動(dòng))。正如聯(lián)合國(guó)秘書(shū)長(zhǎng)高級(jí)全球可持續(xù)發(fā)展小組(2012年)和國(guó)際科學(xué)理事會(huì)(2010年)發(fā)表的報(bào)告所倡導(dǎo)的,遠(yuǎn)程耦合框架提供了一種將互相聯(lián)系、反饋、以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益及成本進(jìn)行全盤考慮的有效手段。很多遠(yuǎn)程耦合之間存在復(fù)雜的相互關(guān)系,它們無(wú)法從單獨(dú)研究一種遠(yuǎn)距離相互作用中得到理解,因此遠(yuǎn)程耦合框架也有助于發(fā)現(xiàn)新見(jiàn)解。在這個(gè)遠(yuǎn)程耦合不斷增加的世界,理解遠(yuǎn)程耦對(duì)實(shí)現(xiàn)全球可持續(xù)性具有重要意義。

致謝：感謝美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、密西根州立大學(xué)、美國(guó)能源部科學(xué)辦公室、和密歇根州立大學(xué)農(nóng)業(yè)生物研究所的科研資助。感謝Anthony Janetos、Harini Nagendra、Phil Robertson 和 Robert Walker 為本研究提出的寶貴意見(jiàn)。

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2016- 11- 15

10.5846/stxb201611152318

*通訊作者Corresponding author.E-mail: liuji@msu.edu

李舒心譯自：Liu, Jianguo, Vanessa Hull, Mateus Batistella, Ruth DeFries, Thomas Dietz, Feng Fu, Thomas W. Hertel, Roberto César Izaurralde, Eric F. Lambin, Shuxin Li, Luiz Antonio Martinelli, William McConnell, Emilio F. Moran, Rosamond Naylor, Zhiyun Ouyang, Karen R. Polenske, Anette Reenberg, Gilberto de Miranda Rocha, Cynthia S. Simmons, Peter H. Verburg, Peter M. Vitousek, Fusuo Zhang and Chunquan Zhu.EcologyandSociety18(2): 26. http://dx.doi.org/10.5751/ES-05873-180226. 英文原文獲2013年度最佳論文獎(jiǎng).欲了解最新有關(guān)遠(yuǎn)程耦合信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)網(wǎng)站：telecoupling.org.

劉建國(guó), Vanessa Hull, Mateus Batistella, Ruth DeFries, Thomas Dietz, 付峰, Thomas W. Hertel, R. Cesar Izaurralde, Eric F. Lambin, 李舒心, Luiz A. Martinelli, William J. McConnell, Emilio F. Moran, Rosamond Naylor, 歐陽(yáng)志云, Karen R. Polenske, Anette Reenberg,Gilberto de Miranda Rocha, Cynthia S. Simmons, Peter H. Verburg, Peter M. Vitousek 張福鎖 , 朱春全.遠(yuǎn)程耦合世界的可持續(xù)性框架.生態(tài)學(xué)報(bào),2016,36(23):7870- 7885.