從恢復(fù)力到社會—生態(tài)系統(tǒng)：國外研究對我國地理學的啟示

摘 要：目前恢復(fù)力已經(jīng)成為西方學術(shù)界流行的、正在取代可持續(xù)發(fā)展的概念。本研究總結(jié)了恢復(fù)力理論的發(fā)展歷史，結(jié)合恢復(fù)力研究已進入復(fù)雜的社會—生態(tài)系統(tǒng)階段并占據(jù)了復(fù)雜科學的一席之地的現(xiàn)狀，從思考社會—生態(tài)系統(tǒng)面臨的問題出發(fā)，將不確定的問題總結(jié)為干擾和訝異兩類，探討由此帶來的系統(tǒng)相對穩(wěn)定和不穩(wěn)定狀態(tài)、邊界和臨界問題，總結(jié)現(xiàn)有研究對這些連續(xù)和不連續(xù)狀態(tài)和演變過程的研究模型——適應(yīng)性循環(huán)和擾沌結(jié)構(gòu)，關(guān)注系統(tǒng)在時間維度上具有的遺產(chǎn)效應(yīng)和創(chuàng)新、保守的產(chǎn)生以及時滯問題。針對這些分析，本文認為國外恢復(fù)力和社會—生態(tài)系統(tǒng)研究對以人地關(guān)系為核心的中國地理學有三點啟示：①可持續(xù)發(fā)展不是人地系統(tǒng)的現(xiàn)階段和最高形式，人地系統(tǒng)面臨的問題是不確定的，天人合一可能更適合描述人地系統(tǒng)的狀態(tài)和演變過程；②以時間維度為核心的社會—生態(tài)研究形成的社會—生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)、演變和遺產(chǎn)效應(yīng)的研究路線梳理可以啟發(fā)人地關(guān)系研究中時間維度的拓展；③作為擅長綜合研究的中國地理學在將人地系統(tǒng)作為復(fù)雜系統(tǒng)進行研究的方向上要走的路還很長，但是，一向關(guān)注天人合一的中國地理學是有方向可循的。

關(guān)鍵詞：恢復(fù)力；社會—生態(tài)系統(tǒng)；中國地理學；啟示

中圖分類號：K90-0 文獻標識碼：A

可持續(xù)發(fā)展理論自提出以來，已成為很多學科的研究主流。盡管人們在生態(tài)、經(jīng)濟、社會三者的利益平衡間做出了很多努力，但實際上取得的經(jīng)濟收益與付出的環(huán)境代價非常不平衡，這些事實在工業(yè)化近一個世紀的時間中已經(jīng)得到了不斷的驗證，以人為本的人本中心思想讓人類在面對環(huán)境和經(jīng)濟的時候，讓步的始終是環(huán)境。不僅自然環(huán)境系統(tǒng)的不良變化不可逆，人類社會系統(tǒng)也如此。眾多學者開始反思這一理論，認為可持續(xù)發(fā)展只是我們對未來的野心[1]，是對人類社會能否持續(xù)而擔憂的表現(xiàn)，屬于預(yù)期性的戰(zhàn)略目標問題[2]，不僅實踐上不能解決問題，理論上也出現(xiàn)了“破缺”[3]，相關(guān)研究顯示可持續(xù)發(fā)展理論除了概念的濫用，近年來在理論和實踐上都沒有實質(zhì)性的進步。

我國地理學研究長期堅持人地系統(tǒng)這一核心，并認為可持續(xù)發(fā)展是人地關(guān)系的現(xiàn)階段形式或最高形式[2]。然而，西方國家特別是美國，自哈佛大學于1986年取消地理系，全美大部分高校跟隨撤并地理系以來，地理學經(jīng)歷了衰退后又在其他學科或?qū)W院重生的過程，除了地理信息系統(tǒng)異軍突起外，地理學仍舊無法恢復(fù)曾經(jīng)的輝煌。在中國，以人地關(guān)系為核心的中國地理學雖緊跟西方地理學理論但卻沒有走向消亡和衰落，反而自改革開放三十多年來在國民經(jīng)濟社會各方面承擔了眾多任務(wù)而得到長足發(fā)展。因此，可持續(xù)發(fā)展理論面臨的困境也表明近年來人地系統(tǒng)理論的停滯不前。

走在污染最前面、對全球氣候變化貢獻最大的西方發(fā)達國家經(jīng)歷了可持續(xù)發(fā)展在實踐上不斷被證偽的過程后，目前已經(jīng)步入了反思和修補的階段，并認為反思和修補沒有辦法應(yīng)付突如其來的災(zāi)難——這些災(zāi)難有可能就是系統(tǒng)的累積效應(yīng)，使得類似災(zāi)難管理、風險控制和脆弱性研究等預(yù)設(shè)性研究和生態(tài)管理實踐如雨后春筍大量涌現(xiàn)，其中以恢復(fù)力（Resilience）理論最為流行。實踐上，越來越多的發(fā)達國家和區(qū)域、政府和非政府組織、正式和非正式組織致力于區(qū)域恢復(fù)力的建設(shè)，使得恢復(fù)理論有取代可持續(xù)發(fā)展的趨勢[4]。目前，以恢復(fù)力作為分析社會—生態(tài)系統(tǒng)（Social Ecological Systems）的重要框架[5]，從復(fù)雜系統(tǒng)動力學角度研究系統(tǒng)對抗干擾的恢復(fù)和適應(yīng)，已經(jīng)成為探索人類社會和自然環(huán)境關(guān)系的主流[6-8]。從內(nèi)涵上來說，社會—生態(tài)系統(tǒng)與人地系統(tǒng)非常相似，本文在總結(jié)國外恢復(fù)力和社會—生態(tài)系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，介紹和綜述社會—生態(tài)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、演變、遺產(chǎn)效果等方面的國外研究成果，以期對我國地理學及人地系統(tǒng)研究有所啟示。

1 恢復(fù)力理論的演變

自20世紀70年代生態(tài)學家Holling提出恢復(fù)力概念[9]以來，恢復(fù)力理論發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段，即工程恢復(fù)力、生態(tài)恢復(fù)力和社會—生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力。工程恢復(fù)力（Engineering Resilience）是恢復(fù)力的最早解釋，強調(diào)系統(tǒng)的某個穩(wěn)定狀態(tài)并以恢復(fù)到同樣狀態(tài)所需要的時間[10]速度[7]來衡量。生態(tài)恢復(fù)力（Ecological Resilience）是對工程恢復(fù)力的修訂，假設(shè)系統(tǒng)存在多個穩(wěn)定狀態(tài)，以系統(tǒng)在跨越這些狀態(tài)時吸收的干擾量[10，11]而非時間和速度來表達恢復(fù)力。兩者都屬于傳統(tǒng)恢復(fù)力，即認為多空間的復(fù)雜系統(tǒng)行為將圍繞吸引場進入穩(wěn)定域，如果系統(tǒng)進入一個新的穩(wěn)定域，原系統(tǒng)的恢復(fù)力將丟失[12，13]。近年來的社會生—態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力[14]研究則開始聚焦于系統(tǒng)的演變過程，與適應(yīng)和進化越來越近[13，15，16]。一般來說，社會—生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力包括：系統(tǒng)在保持結(jié)構(gòu)和功能時能忍受的變量；經(jīng)受干擾后系統(tǒng)重組的程度；系統(tǒng)學習和適應(yīng)的程度[17]。“恢復(fù)力聯(lián)盟”也從3個方面理解系統(tǒng)的恢復(fù)力：系統(tǒng)保持同樣狀態(tài)前提下能吸收的干擾總量；系統(tǒng)自組織的能力；系統(tǒng)能夠建立并增加適應(yīng)外界干擾的能力[18，19]。這個層次上的恢復(fù)力和進化論有共通之處，不再強調(diào)穩(wěn)定狀態(tài)、多穩(wěn)態(tài)的生態(tài)平衡或社會生態(tài)平衡，而是關(guān)注復(fù)雜的社會—生態(tài)系統(tǒng)在應(yīng)對壓力和張力時的變化、適應(yīng)以及至關(guān)重要的轉(zhuǎn)換能力[20]。對均衡的摒棄、對內(nèi)在不確定性和不連續(xù)性的強調(diào)以及對持續(xù)性、適應(yīng)性和可變化性之間的動態(tài)相互影響的深刻認識，為理解復(fù)雜的社會和生態(tài)相關(guān)性如何運作提供了一個有效的框架[21]。而且關(guān)注演變過程通過對社會—生態(tài)系統(tǒng)的研究引領(lǐng)生態(tài)學進入了另一個階段——復(fù)雜系統(tǒng)或復(fù)雜科學，即將工程恢復(fù)力對系統(tǒng)單一穩(wěn)定狀態(tài)以及恢復(fù)時間的關(guān)注、生態(tài)恢復(fù)力對系統(tǒng)多穩(wěn)定狀態(tài)和吸收干擾的量的判斷轉(zhuǎn)移到對復(fù)雜系統(tǒng)演變過程上來。

2 社會—生態(tài)系統(tǒng)所面臨的問題

社會—生態(tài)系統(tǒng)將人類社會和自然環(huán)境融合研究，從概念上來看與中國地理學的核心——人地系統(tǒng)[22]非常相似，但在系統(tǒng)背景和系統(tǒng)環(huán)境問題上的考慮著有著基本的不同。如前所述，社會—生態(tài)系統(tǒng)研究基于恢復(fù)力理論的框架，在系統(tǒng)面臨著什么以及系統(tǒng)的未來這些問題上，預(yù)設(shè)性的答案和人地系統(tǒng)理論有本質(zhì)的不同。從環(huán)境決定論到可持續(xù)發(fā)展理論[23]，人地關(guān)系理論注重人地的矛盾關(guān)系并最終以可持續(xù)發(fā)展作為最高形式或最終形式[24]，屬于美好且理想的目標問題，社會—生態(tài)系統(tǒng)則關(guān)注環(huán)境中的干擾因素，認為未來存在不確定性，應(yīng)該通過災(zāi)難預(yù)防和生態(tài)管理等方法從干擾和訝異中恢復(fù)到穩(wěn)定。本研究根據(jù)相關(guān)文獻，將社會—生態(tài)系統(tǒng)研究中所考慮的系統(tǒng)面臨的問題歸納為兩類，一類是干擾，一類是訝異。

2.1 干擾

干擾（Perturbation或Disturbance）被認為是社會—生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生變化的原因，或是系統(tǒng)自身或外在的必須面對的挑戰(zhàn)，就目前的社會—生態(tài)系統(tǒng)研究來說，系統(tǒng)從一個過程到另一個過程的轉(zhuǎn)變通常由兩種方式觸動，要么是積累到一定閾值的緩慢的驅(qū)動，要么是不連續(xù)的沖擊[25]，因而干擾不僅可以理解為急性的，也可以理解為長期的、緩慢的；干擾也可以分為系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)外，內(nèi)因是地方的、小尺度的、主要形式為內(nèi)在的，外因是區(qū)域或全國甚至全球、大尺度、外在的[17]。干擾是好是壞？或者干擾后的新系統(tǒng)與原系統(tǒng)相比如何？學者們意見不一，一些生態(tài)學家認為干擾促使生態(tài)系統(tǒng)按照一套相互加強的結(jié)構(gòu)和過程重新組織[26]；一些社會學家認為基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展是對原住民的干擾，增加沖突、暴力、不平等和貧窮[27]，還有一些學者認為社會生態(tài)系統(tǒng)中的干擾也是新事物產(chǎn)生的、革新或發(fā)展的潛在機會，特別是在多樣的系統(tǒng)中，甚至小的干擾也會產(chǎn)生戲劇性的社會結(jié)果[28]。在社會—生態(tài)系統(tǒng)案例中，特別要注意的是系統(tǒng)的狀態(tài)和什么樣的干擾，即什么樣的恢復(fù)力和對什么的恢復(fù)[29]，所以干擾并不一定都是壞事。干擾與地理學研究中的驅(qū)動有一定的相關(guān)，相對來說，地理學驅(qū)動（或壓力）——狀態(tài)——響應(yīng)范式在社會—生態(tài)系統(tǒng)研究對應(yīng)為干擾——恢復(fù)——穩(wěn)定。

2.2 訝異

社會—生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性迄今為止都難以被理解，訝異（Surprise）就是這種復(fù)雜性的體現(xiàn)[30]。所謂訝異就是意料之外的，如果按社會—生態(tài)系統(tǒng)的干擾和恢復(fù)力思路，一方面訝異屬于干擾，系統(tǒng)要面對，要學習和適應(yīng)。但另一方面訝異又是比干擾更不可能被觀測到和預(yù)計到的，或者說已經(jīng)發(fā)生的屬于干擾，沒有發(fā)生的又是意料之外的屬于訝異。Holling認為，生態(tài)系統(tǒng)的變化性在某種程度上內(nèi)在地可預(yù)測，但在其他方面總是有諸多意外，這一訝異概念建立在不連續(xù)概念和生態(tài)系統(tǒng)的自然性質(zhì)上面[10]。訝異和干擾的這種前后矛盾、內(nèi)外矛盾無處不在，表現(xiàn)在一些旨在保持社會—生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性或是減少干擾的政策通常會導(dǎo)致意想不到的破壞穩(wěn)定性的結(jié)果。例如在Liu的案例研究中[30]，為了改變四川武隆大熊貓自然保護區(qū)高質(zhì)量的熊貓棲息地不斷減少的困境，政府嚴禁當?shù)鼐用袷占窳肿鳛槿剂弦员ＷC保護區(qū)的竹林資源，并按家庭戶給予補償，然而意想不到的是，為領(lǐng)到更多的補貼許多家庭就此拆分，當?shù)氐纳鐣到y(tǒng)結(jié)構(gòu)又產(chǎn)生了變化并進一步影響熊貓棲息地。因此，一些人為生態(tài)管理在一定程度上有利于社會—生態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，但大部分的人類干涉會被系統(tǒng)排除[30]，而人類干預(yù)導(dǎo)致不可預(yù)測的訝異對恢復(fù)力和人類社會健康都非常有害。

3 社會—生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)

社會—生態(tài)系統(tǒng)研究非常重視過程，近十多年來地理學也相應(yīng)形成了地理—生態(tài)的尺度—格局—過程研究范式[31]，社會—生態(tài)系統(tǒng)研究關(guān)注系統(tǒng)狀態(tài)連續(xù)和不連續(xù)性，并強調(diào)相對的穩(wěn)定和不穩(wěn)定以及在此基礎(chǔ)上的系統(tǒng)邊界問題，秉承了生態(tài)學中生態(tài)平衡的研究傳統(tǒng)。

3.1 穩(wěn)定景觀吸引盆假設(shè)

恢復(fù)力聯(lián)盟將狀態(tài)（State）定義為構(gòu)成系統(tǒng)的變量，即狀態(tài)就是一個階段，在這個階段上，物種與環(huán)境交互作用產(chǎn)生了功能與結(jié)構(gòu)的一組屬性，形成了狀態(tài)空間（States Space）[18]，用于直觀理解社會—生態(tài)系統(tǒng)和恢復(fù)力[8]。由于狀態(tài)是不穩(wěn)定且時刻變化的，穩(wěn)定只是相對的，Walker提出了“吸引盆地”[32]的假設(shè)來描述系統(tǒng)在一系列閾值范圍內(nèi)的相對穩(wěn)定的狀態(tài)組合而成的穩(wěn)定景觀，并且使用體制（Regime）來定義描述這一系列狀態(tài)有著同樣本質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的系統(tǒng)配置[32]。

Walker用穩(wěn)定景觀吸引盆[18，19，32]解釋系統(tǒng)體制的轉(zhuǎn)移（圖1）：a、b兩個盆地中的小球代表社會—生態(tài)系統(tǒng)的階段狀態(tài)，這個系統(tǒng)的三維空間體制就是景觀盆。虛線分別對應(yīng)的兩個體制的邊界狀態(tài)（即閾值和臨界）。小球從圖a到b的移動表明系統(tǒng)經(jīng)歷了體制的更替，即系統(tǒng)過程和功能的變化。穩(wěn)定景觀吸引盆底部是系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，小球代表的社會—生態(tài)系統(tǒng)在景觀盆中運動，如果系統(tǒng)演變趨于平衡，則小球就不斷向底部運動，在沒有干擾的情況下，這個趨勢將一直存在。但是，動力系統(tǒng)的非平衡和平衡是不斷交替的，就像小球不會一直在盆底一樣，在景觀盆的模型中，小球的移動路徑受恢復(fù)力影響，可能會出現(xiàn)的一系列狀態(tài)，在體制下這些狀態(tài)的系統(tǒng)仍然可以保持原有的結(jié)構(gòu)和功能。當系統(tǒng)超越了移動的界限（紅線），驅(qū)動整個系統(tǒng)的反饋效應(yīng)就會發(fā)生變化，小球突破現(xiàn)有景觀盆限制，恢復(fù)力崩潰，系統(tǒng)將會向下一個平衡狀態(tài)發(fā)展，進入另一個盆體，新盆體的系統(tǒng)具有不同的結(jié)構(gòu)和功能。

3.2 多穩(wěn)態(tài)

Folke等認為景觀吸引盆的假設(shè)過于復(fù)雜，比較贊同May[33]和Holling[9]采用多穩(wěn)態(tài)（Multiple Stable States）來表征生態(tài)動力系統(tǒng)在相同的參數(shù)條件下存在不同穩(wěn)態(tài)解的現(xiàn)象[14]，即直接關(guān)注穩(wěn)定狀態(tài)的多樣性，省卻了體制這一系統(tǒng)配置的環(huán)節(jié)。多穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)換或者躍遷現(xiàn)象如圖2所示，以類似吸引盆的剖面作為系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)，當改變剖面的形狀，即類似于改變系統(tǒng)的外部條件時，小球表示的社會—生態(tài)系統(tǒng)可能會在不同的穩(wěn)態(tài)之間轉(zhuǎn)換[34，35]。同時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換不僅在于外界條件的改變，還在于外界的隨機干擾，外界條件固定時，在隨機干擾下小球會發(fā)生穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換（a隨機干擾）；另一種情況是當外界條件（系統(tǒng)參數(shù)）發(fā)生變化時，小球會發(fā)生穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換（b條件變化）[35]。

3.3 閾值和斷裂點

如果社會—生態(tài)系統(tǒng)可以有多種穩(wěn)定狀態(tài)存在，那當某個系統(tǒng)變化過多或達到一定的程度時就會跨越某個范圍或邊界并呈現(xiàn)不同的行為方式。Folke等人將閾值（Threshold）定義為恢復(fù)力作用的范圍，如果系統(tǒng)超越恢復(fù)力約束或遇到足以改變其結(jié)構(gòu)和功能的條件失去魯棒性，將導(dǎo)致新的狀態(tài)的產(chǎn)生[14]。

斷裂點（Tipping Point）也是臨界的意思，是與閾值對應(yīng)的、相關(guān)的存在，或是穩(wěn)定系統(tǒng)破壞或進入不穩(wěn)定的臨界狀態(tài)。直接測量社會經(jīng)濟系統(tǒng)的邊界非常困難，唯一確定的方法就只有通過復(fù)雜系統(tǒng)的臨界狀態(tài)[20]，因而斷裂點提供了另一種思路，即在一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的時候所應(yīng)具備的條件。

4 社會—生態(tài)系統(tǒng)的演變

雖然目前社會—生態(tài)系統(tǒng)的演變研究還處于理論階段，無法實踐，但很多思考對人地系統(tǒng)的過程有很好的借鑒。目前社會—生態(tài)系統(tǒng)的演變過程研究主要借鑒復(fù)雜系統(tǒng)特別是Holland復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)（Complex Adaptive System，CAS）[36，37]的一些思路。適應(yīng)的系統(tǒng)非常關(guān)注系統(tǒng)和環(huán)境的相互反應(yīng)過程，這種系統(tǒng)具有自組織、自適應(yīng)、自學習等一系列特點，最重要的是適應(yīng)性造就了復(fù)雜性，恢復(fù)力的變化貫穿在整個系統(tǒng)演變過程中。

4.1 適應(yīng)性循環(huán)

適應(yīng)性循環(huán)是早期的社會—生態(tài)系統(tǒng)演變理論，是擾沌模型的基礎(chǔ)。本文根據(jù)適應(yīng)性循環(huán)模型的發(fā)展總結(jié)了早期版本、簡單雙環(huán)[18，19]和目前的二維和三維適應(yīng)性循環(huán)[12]四類。社會—生態(tài)系統(tǒng)在適應(yīng)環(huán)境變化下所產(chǎn)生的變化呈現(xiàn)出雙環(huán)、有向的、開放的循環(huán)，循環(huán)階段主要分為四個：快速發(fā)展r、穩(wěn)定守恒K、釋放Ω和重組α。在早期版本中社會—生態(tài)系統(tǒng)的屬性是資本（Capital）和連續(xù)性，目前是二維的潛力（Potential）和連續(xù)性以及三維的恢復(fù)力、潛力和連續(xù)性。

在適應(yīng)性循環(huán)的雙環(huán)中，r—K的動力演變反映了可預(yù)見的、相對較慢的前向回路（Front Loop），Ω—α的動力演變代表了一種混亂且快速的后向回路（Back Loop），這個后向回路對下一個前向回路本質(zhì)有著強烈影響[14]。這個模型強調(diào)適應(yīng)性循環(huán)不是一個絕對和固定的周期，仍然存在很多變異和訝異，系統(tǒng)或組織的管理者們?nèi)绻軌蛏糜诶靡陨犀F(xiàn)象控制局勢的發(fā)展，防止系統(tǒng)在穩(wěn)定守恒后期發(fā)生崩潰，也就是通過系統(tǒng)較低尺度上進行釋放和重組來避免系統(tǒng)在重要尺度上釋放，可以防止保護階段后期在該尺度上形成[38]。

4.2 擾沌

擾沌是適應(yīng)性循環(huán)的多尺度和跨尺度效應(yīng)——沒有任何系統(tǒng)是處于單一尺度的，多尺度狀態(tài)和受尺度約束從而產(chǎn)生不同的功能效應(yīng)是系統(tǒng)非線性動力的來源?？紤]多尺度和跨尺度問題，繼承生態(tài)學的尺度等級性[39]，以嵌套結(jié)構(gòu)（Nested）來表達適應(yīng)性循環(huán)在不同尺度上的系統(tǒng)演變過程，Gunderson和Holling給這種嵌套結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性循環(huán)一個新的名字——擾沌（Panarchy）[12]，如圖3所示。

擾沌的嵌套與傳統(tǒng)的層級區(qū)別在于兩個明顯的特征：第一是如前所述的在更新的α階段是每個層次上多樣性的引擎和新事物的生產(chǎn)者；第二就是層級之間的連接性，即低層次的相互作用在一定時候會產(chǎn)生高層次的適應(yīng)性循環(huán)。Gunderson和Holling將這些在不同層次之間可能會存在的各種聯(lián)系歸納為比較關(guān)鍵的是兩類：一類是記憶（Remember），另一類是背叛（Revolt），兩者方向不同，目標也不一致[12]。

擾沌很快被一些生態(tài)學家接受，在擾沌的狀態(tài)下，系統(tǒng)既高度聯(lián)系又能自由實驗，可以同時實現(xiàn)高效與創(chuàng)新。擾沌模型支撐著演變角度的恢復(fù)力，從這個角度來理解，恢復(fù)力不是固定的，而是一個不斷變化的過程，不是“已經(jīng)存在”，而是“正在發(fā)生”。并且，恢復(fù)力只在系統(tǒng)遭遇干擾時才體現(xiàn)出來，這意味著社會—生態(tài)系統(tǒng)會因逆境因子而變得更富有恢復(fù)力，而不是去逃離和回避。同樣，擾沌模型將恢復(fù)力研究帶入了一個演變進化的階段，豐富了工程學和生態(tài)學對恢復(fù)力的理解，融入了持續(xù)性、多樣性特別是適應(yīng)性和轉(zhuǎn)換性在不同時空尺度框架內(nèi)的動態(tài)相互作用[14，32]，并將社會系統(tǒng)中的制度、機構(gòu)、領(lǐng)導(dǎo)、社會記憶、社會資本和社會學習的作用納入其范疇，為理解社會理論和管理問題、社會系統(tǒng)的研究提供了一個全新的不同視角[40]。

5 社會—生態(tài)系統(tǒng)的遺產(chǎn)效應(yīng)

恢復(fù)力和社會—生態(tài)研究關(guān)注系統(tǒng)在面對干擾或訝異前后的狀態(tài)、過程及可能產(chǎn)生的新舊系統(tǒng)的交替，認為任何系統(tǒng)都存在積累，這種積累就是時間和歷史，重視系統(tǒng)的積累和相應(yīng)的遺產(chǎn)效應(yīng)研究，了解創(chuàng)新和保守的來源以及歷史和時間帶來的時滯問題，可以使系統(tǒng)分析更加透徹。因此，在系統(tǒng)積累基礎(chǔ)上的遺產(chǎn)效應(yīng)研究實質(zhì)就是對社會—生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)、演變過程的總結(jié)，是時間維度的延長和空間尺度的進一步擴大。

5.1 系統(tǒng)的積累

社會—生態(tài)系統(tǒng)研究秉承生態(tài)學對生物遺產(chǎn)的重視，認為系統(tǒng)存在遺產(chǎn)效應(yīng)（Legacy Effect），就是系統(tǒng)的歷史積累而產(chǎn)生的效果或反映，或者可以說是新系統(tǒng)對舊系統(tǒng)的繼承。在擾沌結(jié)構(gòu)的四個階段循環(huán)中，從r到k階段利用上個循環(huán)殘留遺產(chǎn)作為系統(tǒng)連續(xù)性增長的來源和養(yǎng)分，從Ω釋放階段到α重組階段則是為下個循環(huán)不斷積累系統(tǒng)遺產(chǎn)，在小尺度到大尺度的不同等級適應(yīng)性循環(huán)過程中如此循環(huán)累積，即遺產(chǎn)效應(yīng)。因此遺產(chǎn)效應(yīng)不一定只是上一系統(tǒng)的殘留，而是整個歷史的反映；也是上一系統(tǒng)的殘留，因為上一系統(tǒng)也是秉承至上系統(tǒng)的遺產(chǎn)。另外，系統(tǒng)的歷史累積是生產(chǎn)多樣性和新奇性的土壤，也是系統(tǒng)剛性破滅后連續(xù)性降低和脆弱性的來源，或者說既是系統(tǒng)生也是系統(tǒng)死的條件，為系統(tǒng)運行帶來很多挑戰(zhàn)和意想不到的訝異，使得系統(tǒng)每個層次上的結(jié)構(gòu)和進程都有可能被重組，從而可能導(dǎo)致新的系統(tǒng)配置、合并新事物的機會、甚至是新的進入者，而這些都是早期階段就已經(jīng)累積潛在的。

遺產(chǎn)效應(yīng)是系統(tǒng)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)、也是系統(tǒng)的現(xiàn)在和未來。在遺產(chǎn)效應(yīng)和恢復(fù)力的關(guān)系上，Adger等認為災(zāi)難過后前系統(tǒng)的殘留變成新系統(tǒng)的生長點，依據(jù)假設(shè)的方法可以依次推導(dǎo)恢復(fù)力[41]，除了這種災(zāi)難的假設(shè)方法，還重視社會—生態(tài)系統(tǒng)中長期累積過程，即重視遺產(chǎn)效應(yīng)的社會—生態(tài)系統(tǒng)研究使得恢復(fù)力理論不僅適用于短期災(zāi)難，也適合長期現(xiàn)象[42]。

對于生態(tài)系統(tǒng)來說，新進入者就是新的物種或等待條件成為新物種的物種；對于經(jīng)濟系統(tǒng)來說，就是新的發(fā)明、創(chuàng)造性的理念以及創(chuàng)新型人才。適應(yīng)性循環(huán)在這一點上也提供了另一種思路，即突變、入侵、發(fā)明和創(chuàng)新這些是能夠積累的。也即是遺產(chǎn)效應(yīng)其實不僅僅在于過去的歷史累積，還有基于這些累積而產(chǎn)生的現(xiàn)階段看得到的機會，如何利用，則是創(chuàng)新和保守的問題。

5.2 創(chuàng)新與保守

在具有遺產(chǎn)效應(yīng)的擾沌結(jié)構(gòu)中，適應(yīng)性循環(huán)既是創(chuàng)新的，可以不斷適應(yīng)變化，也是保守的，保存了自身，即低層次上的適應(yīng)性循環(huán)（小和快）可看作是高層次（大而慢）的某種試驗[12]，在這種實驗中，創(chuàng)新和保守不斷博弈。系統(tǒng)的學習和適應(yīng)能力主要來源于創(chuàng)新，需要對創(chuàng)新加以重視。系統(tǒng)的創(chuàng)新和保守則無處不在，作為系統(tǒng)剛性的殘留，保守一方面阻礙創(chuàng)新，一方面也促進創(chuàng)新。就生態(tài)系統(tǒng)來說，上一階段殘留的養(yǎng)分或物質(zhì)有可能促進某種物種生長，也會抑制其他物種生長；就社會系統(tǒng)來說，經(jīng)驗和記憶是好事，也是壞事；對于制度來說，可操作的規(guī)則、集體選擇規(guī)則以及組織規(guī)則三個層次都存在保守和創(chuàng)新；對于經(jīng)濟系統(tǒng)來說，個人選擇、市場和社會制度無不在新舊之間博弈和循環(huán)；對于發(fā)展中國家，市場和基礎(chǔ)設(shè)施以及治理、分配機制、規(guī)范等也如此。

擾沌中有三類創(chuàng)新：1）背景創(chuàng)新（Background）產(chǎn)生于邊緣地帶，不同層次的適應(yīng)性環(huán)之間。顯然擾沌并不是完全包含型的等級，所以高等級并非完全由低等級組成，即系統(tǒng)開放性的一個反映。2）增量創(chuàng)新（Incremental）發(fā)生在r和k階段，即前向回路階段，隨著系統(tǒng)的成長而逐漸增加復(fù)雜性，也有可能會增加新層次的適應(yīng)性循環(huán)。3）間斷創(chuàng)新（Punctuated）發(fā)生在適應(yīng)性環(huán)的Ω釋放階段，即創(chuàng)造性毀滅[7，12]。

5.3 時滯

干擾對社會—生態(tài)系統(tǒng)的沖擊并不能馬上體現(xiàn)和被觀測，也不能被預(yù)測，這是因為時滯（Time Lags）問題存在，時滯是社會系統(tǒng)和自然系統(tǒng)之間的相互作用，以及生態(tài)社會結(jié)果的外顯[30]。時滯問題同樣也比較復(fù)雜，產(chǎn)生時滯的一個原因可能會表現(xiàn)為多種指示因子，例如價格因素會影響來年農(nóng)民會選擇種植或不種植何種農(nóng)作物，且該種和不種的經(jīng)濟效果也不能馬上顯現(xiàn)。反之，一個指示因子也會因為時滯的不同時間段而表現(xiàn)出不同的原因。例如在Liu的四川武隆大熊貓自然保護區(qū)研究中，居民用電的價格變化會影響當?shù)厝耸褂弥窳肿鳛樾讲氖占袨榈淖兓M而影響熊貓的棲息地，產(chǎn)生快速的時滯問題。但居民家庭出生人口作對當?shù)厝说男讲氖占袨榈挠绊憛s很緩慢，產(chǎn)生緩慢的時滯問題[30]。由于時滯問題的存在，加劇了尺度的時空復(fù)雜性，這些復(fù)雜性疊加在一起，在具體研究的時候根本分不清具體的尺度問題所在。

6 對地理學的啟示

與所有復(fù)雜系統(tǒng)一樣，人地關(guān)系是一個整體、開放的系統(tǒng)，可持續(xù)發(fā)展是融合了人類價值的美好目標追求，并不是人類本能為之不安的不確定性，因此不是人地系統(tǒng)所要面臨的問題，更不是人地矛盾中所能體現(xiàn)的研究目標。基于系統(tǒng)存在恢復(fù)力的假設(shè)以及社會—生態(tài)系統(tǒng)的研究對我國地理學的研究核心——人地關(guān)系系統(tǒng)這一復(fù)雜系統(tǒng)在應(yīng)對壓力和張力時的變化、適應(yīng)以及如何實現(xiàn)至關(guān)重要的轉(zhuǎn)換能力[20]、探索如何保持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定條件下管理能忍受的變量和經(jīng)受干擾并學習[18]、從而提高系統(tǒng)自組織的能力和建立并增加適應(yīng)干擾的能力等方面都有一些啟示。

6.1 對人地系統(tǒng)研究的啟示

在一些新型人地關(guān)系理論中，協(xié)調(diào)或協(xié)調(diào)共生，危機沖突與錯誤異化[24]代表了地理學家在統(tǒng)一和對立兩個方向的思考。另外，地理學長期以來有對人地關(guān)系脆弱性和矛盾性的研究傳統(tǒng)，表明人地關(guān)系研究中也重視逆境因子和環(huán)境壓力、張力等問題，但并不意味著可持續(xù)發(fā)展評價就是考慮環(huán)境的順境因子，恢復(fù)力則是逆境因子，干擾和訝異兩類系統(tǒng)所面臨的環(huán)境和不確定性未來本身就是中性的概念，可能包括順境因子和逆境因子，也有系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)外、現(xiàn)在和未來等各種要素。目前人地關(guān)系研究中壓力—狀態(tài)—響應(yīng)的范式有與社會—生態(tài)系統(tǒng)類似的研究思路，但仍需繼續(xù)深入和細化，并關(guān)注恢復(fù)力在系統(tǒng)狀態(tài)變化時的重要指示作用，借鑒恢復(fù)力和社會—生態(tài)系統(tǒng)研究強調(diào)學習管理變化的必要性[43]，將對可持續(xù)發(fā)展的美好設(shè)想轉(zhuǎn)變?yōu)橹T如的自然災(zāi)害、經(jīng)濟危機、主要政治變革和動亂的所謂干擾和訝異事件，關(guān)注在這些事件中系統(tǒng)可能經(jīng)歷被稱為“創(chuàng)造性毀滅”的過程并進入后反饋或新系統(tǒng)階段，這是更具多樣性、挑戰(zhàn)性和無結(jié)構(gòu)的環(huán)境[44]，據(jù)此實施應(yīng)對，使系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定。

在人地系統(tǒng)狀態(tài)方面，地理學在借鑒生態(tài)學特別是景觀生態(tài)學相關(guān)研究后雖然形成了格局—過程的研究范式，但對人地系統(tǒng)狀態(tài)的關(guān)注還較為片面，特別是狀態(tài)的連續(xù)性、變化性、關(guān)鍵狀態(tài)和狀態(tài)變化的范圍和邊界等問題還不夠深入。從系統(tǒng)論的角度出發(fā)，穩(wěn)定狀態(tài)是系統(tǒng)在相對條件下的穩(wěn)定，動力學意義上這種系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)也被稱為吸引子（Attractor）[45]，吸引子目前是混沌理論最為關(guān)注的問題和假設(shè)，吸引子和排斥子也被歸納為源和匯的問題，排斥則為源、吸引子為匯[46]。數(shù)學家和跨界的生態(tài)學家[33]通過建立一些簡單的模型證實了系統(tǒng)存在多個的吸引子，生態(tài)系統(tǒng)的多種穩(wěn)定狀態(tài)以及多穩(wěn)態(tài)的更替和對于系統(tǒng)的不同結(jié)構(gòu)和功能使得生態(tài)服務(wù)的價值各不相同[34]，吸引著生態(tài)學家們朝著這一方面轉(zhuǎn)向，對復(fù)雜系統(tǒng)的關(guān)注和系統(tǒng)思考使得生態(tài)學在近十年來不知不覺在綜合研究方面逐漸超越了地理學，而擅長綜合研究的地理學如果一直處于時空尺度斷面下的空間特別是近年來對微觀社會空間的追逐，最終將驚嘆生態(tài)學的進步并只能跟隨。

在人地系統(tǒng)的尺度、結(jié)構(gòu)和演變方面，地理學較為缺乏對人地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和演變過程的模型化和哲學思考，對地域差異性形成的人地關(guān)系，地域系統(tǒng)異質(zhì)性的關(guān)注和片面、破碎化的研究使得尺度演繹一直是一個難題。尺度在擾沌模型中隨著適應(yīng)性循環(huán)的從小到大的演變過程得到了充分體現(xiàn)，Ostrom也認為，為什么一些社會—生態(tài)系統(tǒng)是可持續(xù)的而另一些是崩潰的，需要重視的是不同時空尺度問題，以及尺度問題下的不同層次之間的關(guān)系[47]，因此尺度也是變量。人地系統(tǒng)也是如此，并且，隨著技術(shù)的發(fā)展特別是互聯(lián)網(wǎng)和交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，地理空間在人地系統(tǒng)中的作用發(fā)生了很大變化，地理學尺度研究面臨著新的挑戰(zhàn)。

最后，社會—生態(tài)系統(tǒng)研究中的遺產(chǎn)效應(yīng)以及相應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)和積累過程導(dǎo)致的系統(tǒng)中創(chuàng)新和保守和時滯等問題到目前為止都是人地系統(tǒng)研究較為缺乏的，在人地關(guān)系系統(tǒng)中重視人地關(guān)系循環(huán)的規(guī)律發(fā)現(xiàn)和歷史積累的剖析，認識時間對尺度—格局—過程研究范式的作用不僅僅在于演變過程的理解，也在于遺產(chǎn)效應(yīng)及相關(guān)的創(chuàng)新和保守的對立和統(tǒng)一、時滯現(xiàn)象產(chǎn)生的根源及其表現(xiàn)等問題。

6.2 中國地理學的優(yōu)勢

社會—生態(tài)系統(tǒng)研究的實質(zhì)就是相對的穩(wěn)定和不穩(wěn)定以及與兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)變相關(guān)的系統(tǒng)邊界或臨界問題，由此形成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、演變和尺度以及時間維度上的歷史積累，實際上人地關(guān)系研究中除了可持續(xù)發(fā)展，還有一個中國傳統(tǒng)“天人合一”的思想存在并被認為是人地關(guān)系的最高形式[23-24]?！疤烊撕弦弧币环矫媸侨撕偷氐臅r空耦合[3]，這種耦合可理解為與相對穩(wěn)定狀態(tài)差不多的概念，地理學相關(guān)的研究較為多見，可以結(jié)合相對不穩(wěn)定狀態(tài)以及系統(tǒng)邊界和臨界問題來進一步關(guān)注和深入研究人地系統(tǒng)的狀態(tài)持續(xù)問題。另一方面是現(xiàn)代人地系統(tǒng)和周易的暗合[48]，一些地理學家也在此領(lǐng)域有一些探索[2，49]，這是更高層次的哲學思考，易經(jīng)用卦的象、數(shù)、理、變、通所展示的天地人三才演變規(guī)律對目前陷入困境的社會—生態(tài)系統(tǒng)模型例如擾沌在解決思路上可以起到很好的借鑒。

人地系統(tǒng)中要探索結(jié)構(gòu)和演變，還有賴于對關(guān)系的研究，這也是地理學的優(yōu)良基因。人地關(guān)系并不是單純的人地之間兩者，還有人地系統(tǒng)中的人的社會關(guān)系、地的自然關(guān)系、人地復(fù)合系統(tǒng)之間關(guān)系以及三者之間的關(guān)系，即第一層次是一維的人—人、地—地、人—地關(guān)系。尺度問題貫穿其中，系統(tǒng)異常復(fù)雜，三者關(guān)系也并非簡單兩兩關(guān)系，還有三者共同作用的關(guān)系，即第二層次是二維的三者的兩兩關(guān)系，第三層次是三維的三者關(guān)系即三體問題，三體問題是至今為止科學還沒有解決。當然，當前地理學的核心還是要解決第一層次的一維人地關(guān)系，還沒有能力去拓展二維和三維，但上述所說一、二、三維對人地關(guān)系的影響則無處不在，大量的非線性是開放系統(tǒng)的特征。這種復(fù)雜的關(guān)系相互作用，使得整體不再是簡單地全部等于部分之和，而可能出現(xiàn)不同于線性疊加的增益或虧損。擾沌的模型已然也承認大量非線性的存在，人地關(guān)系也應(yīng)如此。目前的大數(shù)據(jù)研究力圖以海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、計算機統(tǒng)計和推演為手段，但計算機本身也存在設(shè)計和規(guī)則上的缺陷，可以解決一部分非線性問題，解決不了三維時空的大部分非線性問題。相對來說，傳統(tǒng)的易學和中國古代地理學考慮則要多得多，向傳統(tǒng)地理堪輿文化學習，理解易經(jīng)中的八卦和道德經(jīng)中“一生二、二生三、三生萬物”的時空維度變化規(guī)律，學習先秦及其以前智慧，是否也是當代地理學應(yīng)該開始的轉(zhuǎn)向。

6.3 復(fù)雜科學的一席之地

社會—生態(tài)系統(tǒng)和人地系統(tǒng)都是復(fù)雜系統(tǒng)，復(fù)雜系統(tǒng)這一概念常常和適應(yīng)性聯(lián)系起來，恢復(fù)力并非簡單的恢復(fù)，也不是與可持續(xù)發(fā)展目標相反的崩潰論，社會—生態(tài)系統(tǒng)也不是局限在整體和局部關(guān)系的系統(tǒng)研究，大量的對系統(tǒng)的相對穩(wěn)定和不穩(wěn)定狀態(tài)的關(guān)注、非線性和系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互適應(yīng)過程等研究表明社會—生態(tài)系統(tǒng)研究已進入復(fù)雜科學階段。

在錢學森指導(dǎo)下創(chuàng)立的以人地系統(tǒng)為核心的現(xiàn)代地理學是連接自然科學與社會科學之間的橋梁科學，自然科學、社會科學與地理科學共同構(gòu)成了客體世界，使得地理學存在的理由就是其綜合性[50]，即意味著地理學是最應(yīng)該研究復(fù)雜系統(tǒng)的科學，更是應(yīng)該在復(fù)雜科學大潮中取得一席之地，且更應(yīng)是重要席位或領(lǐng)頭羊的科學。一些秉承錢學森思想的重量級地理學者已經(jīng)明確指出目前地理學危機和機遇并存的現(xiàn)實情況[50-51]，并著手開始思考和進行頂層設(shè)計[51]，他們是西方地理學危機下20世紀90年代到21世紀初中國地理學危機的化解人，更是現(xiàn)代地理科學發(fā)展的前瞻者和先行者，在他們近期的著作中[51-52]不難看出對《易經(jīng)》和中國傳統(tǒng)地理學在解決復(fù)雜問題中的作用，而人地關(guān)系理論中的天人合一無疑是對人地關(guān)系的最佳研究切入點。

7 總結(jié)和展望

無論是社會—生態(tài)系統(tǒng)、人地系統(tǒng)還是任何一種復(fù)雜系統(tǒng)，所面臨的都是不確定性的問題。社會—生態(tài)系統(tǒng)研究將這些問題總結(jié)為干擾和訝異，并以干擾帶來的系統(tǒng)變化為核心，從相對穩(wěn)定到不穩(wěn)定、系統(tǒng)的邊界和范圍以及系統(tǒng)臨界狀態(tài)等問題出發(fā)，在時間這一維度上從小尺度到大尺度、短時間到長時間來研究系統(tǒng)的變化，形成了社會—生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)——演變——遺產(chǎn)效應(yīng)的邏輯思路，得到了相關(guān)研究成果和社會—生態(tài)系統(tǒng)模型。從這個方面來說似乎恢復(fù)力和社會—生態(tài)系統(tǒng)研究具備了一種未來主義的維度，這也是“復(fù)雜的、非線性的和自組織的，充滿了不確定性和不連續(xù)性”[14]的社會—生態(tài)系統(tǒng)研究對地理學研究人地系統(tǒng)——這個地球上最高的系統(tǒng)[50]有很好的借鑒作用的原因。綜前所述，本文總結(jié)如下：

1）參考社會—生態(tài)系統(tǒng)的研究可見，可持續(xù)發(fā)展不是人地系統(tǒng)的現(xiàn)階段和最高形式，人地系統(tǒng)面臨的問題是不確定的，天人合一可能更適合描述人地系統(tǒng)的狀態(tài)和演變過程。

2）恢復(fù)力和社會—生態(tài)系統(tǒng)的研究體現(xiàn)了對時間維度的重視和因此形成的社會—生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)—演變—遺產(chǎn)效應(yīng)的邏輯思路，對人地關(guān)系研究在時間維度上的拓展有借鑒意義。

3）社會—生態(tài)系統(tǒng)研究對于復(fù)雜科學的貢獻使得地理學面臨的壓力不小，作為擅長綜合研究、以橋梁科學連接自然科學和社會科學的地理學，在將人地系統(tǒng)作為復(fù)雜系統(tǒng)研究上要走的路還很長。

在國外“已經(jīng)有成為新流行語趨勢危險”[14]的恢復(fù)力概念和社會—生態(tài)系統(tǒng)研究在中國沒有得到像可持續(xù)發(fā)展理論一樣的擁簇，其中的原因值得深思。這也表明恢復(fù)力這種預(yù)計式的研究很難被證實，使得恢復(fù)力和社會—生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)大部分研究均主要為假設(shè)或理論構(gòu)建，目前全球的復(fù)雜系統(tǒng)研究也如此，因此我們現(xiàn)在奮起直追是可以的。并且，隨著大數(shù)據(jù)時代的開啟，不確定問題的量化和使用更復(fù)雜的預(yù)測技術(shù)將會使得復(fù)雜系統(tǒng)的行為可能有93%被預(yù)測，但也表明迄今為止不確定問題還是現(xiàn)代科學始終無法解決的，要突破局面和引領(lǐng)復(fù)雜科學，中國易經(jīng)、道德經(jīng)和傳統(tǒng)地理文化不失為一個有力的方向。

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Abstract： Recently， Resilience has become a popular concept in western academic circles， has been replacing the topic of Sustainable Development. This study summarizes the history of the development of resilience theory and its research step into the complex socio-ecosystem stage which belongs to the scope of complex science. Then considers the problems faced by social-ecological systems are as perturbation and astonishment，discusses the relative stable and unstable states， boundary or tipping point problems and so on， describes the modeling of these continuous and discontinuous states and evolution processes， ie， Adaptive Cycle and the Pnarchy structure， pays attention to the system in the time dimension of the heritage effect corresponding innovation and conservative generation， as well as Time Lags. In the light of the above analysis， this paper holds that the resilience and social-ecological system studies have three implications for China's geography： 1） The problem faced by the system is uncertain， the harmony between man and nature is more suitable to describe the state and evolution of man-land system. 2） The logical thinking of social ecological system state， evolution and heritage effect formed by the social ecological research with the time dimension as the core can inspire the expansion of time dimension in the study of man-land relationship. 3） as a good general study of Chinese geography in the man-land system as a complex system to study the direction of the road is still a long way to go， but has always been concerned about the harmony between man and nature， so Chinese geography is somewhere in the direction to follow.

Key words： resilience； social ecological systems； geography in China； revelation