社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究進(jìn)展
——基于CiteSpace的文獻(xiàn)計(jì)量分析

黃曉軍,王 博,劉萌萌,楊新軍,2,黃 馨

1 西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院,西安 710127 2 陜西省地表系統(tǒng)與環(huán)境承載力重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,西安 710127 3 長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，西安 710054

黃曉軍,王博,劉萌萌,楊新軍,黃馨.社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究進(jìn)展——基于CiteSpace的文獻(xiàn)計(jì)量分析.生態(tài)學(xué)報(bào),2019,39(8):3007- 3017.

從2012年國(guó)際科學(xué)聯(lián)盟發(fā)起“未來(lái)地球研究計(jì)劃”(Future earth)到2017年國(guó)際地理聯(lián)合會(huì)“面向未來(lái)地球的地理學(xué)：人地系統(tǒng)耦合與可持續(xù)發(fā)展委員會(huì)”(IGU-GFE)成立,強(qiáng)調(diào)自然與人文學(xué)科交叉的人地系統(tǒng)耦合研究正成為推動(dòng)全球可持續(xù)發(fā)展與跨學(xué)科綜合研究的新路徑[1]。然而,由于人類與自然之間復(fù)雜的交互作用,人地系統(tǒng)在相互作用過(guò)程與機(jī)理的深化研究、綜合集成方法體系的完善等方面仍面臨極大挑戰(zhàn)[2- 4],亟需更有效的框架與方法來(lái)深刻理解人地系統(tǒng)的復(fù)雜性。

社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)(Social-Ecological System)及其恢復(fù)力(Resilience)研究認(rèn)為,人類社會(huì)與自然環(huán)境耦合構(gòu)成一個(gè)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng),恢復(fù)力可理解為系統(tǒng)遭受干擾后維持其基本結(jié)構(gòu)與功能的能力[5],強(qiáng)調(diào)人類社會(huì)在環(huán)境變化時(shí)的調(diào)整與適應(yīng),為開(kāi)展人地關(guān)系研究提供了基本的邏輯框架。作為可持續(xù)性科學(xué)的核心論題之一[6],恢復(fù)力思維對(duì)深刻理解社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜過(guò)程,深化人地關(guān)系研究具有重要啟示：(1)恢復(fù)力理論強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)具有多穩(wěn)態(tài),不同的穩(wěn)態(tài)即系統(tǒng)的不同體制,系統(tǒng)可以在不同體制間轉(zhuǎn)換,主要取決于表征系統(tǒng)關(guān)鍵變量的臨界閾值是否被跨越[7],這是理解和揭示復(fù)雜社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)非線性變化過(guò)程的關(guān)鍵；(2)系統(tǒng)的體制轉(zhuǎn)換往往意味著恢復(fù)力發(fā)生重大變化[8],尤其是恢復(fù)力的損失將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的脆弱性突顯,恢復(fù)力框架有助于綜合評(píng)估社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)面臨的干擾強(qiáng)度以及系統(tǒng)的響應(yīng)與適應(yīng)能力,為診斷社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài),改善系統(tǒng)恢復(fù)力,促進(jìn)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)；(3)恢復(fù)力研究多采用適應(yīng)性循環(huán)來(lái)描述和分析系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程與機(jī)制,強(qiáng)調(diào)局部尺度上系統(tǒng)的恢復(fù)力將受到不同尺度系統(tǒng)狀態(tài)及其變化的影響[9],這對(duì)深刻理解社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)中多要素的跨尺度作用,深化人地系統(tǒng)相互作用機(jī)理研究具有重要借鑒價(jià)值。

社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究作為交叉學(xué)科出現(xiàn),涉及的研究領(lǐng)域較廣,研究方向也較為寬泛,尤其是近些年來(lái)該領(lǐng)域研究發(fā)展迅速,大量研究成果不斷涌現(xiàn),而相關(guān)的綜述類文章較少,并缺乏科學(xué)的文獻(xiàn)計(jì)量分析。基于此,本文運(yùn)用科學(xué)計(jì)量的方法,主要針對(duì)國(guó)外發(fā)表的社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究的相關(guān)期刊文獻(xiàn)進(jìn)行圖譜量化研究,分析近年來(lái)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究的發(fā)展趨勢(shì)與主要特征,并通過(guò)詳細(xì)閱讀部分典型文章,重點(diǎn)評(píng)述目前國(guó)外社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究進(jìn)展與主要研究?jī)?nèi)容,并結(jié)合當(dāng)前我國(guó)研究現(xiàn)狀,對(duì)未來(lái)研究方向進(jìn)行展望。

1 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力文獻(xiàn)計(jì)量分析

CiteSpace是在科學(xué)計(jì)量學(xué)中進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息可視化分析的軟件,可呈現(xiàn)出科學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)、規(guī)律和分布情況,并形成可視化圖形,即“科學(xué)知識(shí)圖譜”,CiteSpace已在文獻(xiàn)計(jì)量分析領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本文的檢索數(shù)據(jù)來(lái)源于科學(xué)引文檢索Web of Science核心合集,主要對(duì)該數(shù)據(jù)中的社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行計(jì)量和統(tǒng)計(jì)分析。檢索時(shí)間段為2001—2017年,主題詞為“恢復(fù)力”(resilience)和“社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)”(social-ecological system),共檢索到1662條記錄。

1.1 總體研究概況

對(duì)Web of science核心合集中收集到的1662篇文獻(xiàn)進(jìn)行初步統(tǒng)計(jì)分析,發(fā)現(xiàn)從2001—2017年社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的研究呈現(xiàn)總體上升趨勢(shì),尤其是2010年以來(lái)發(fā)文量快速增長(zhǎng),2016年達(dá)到頂峰,全年共發(fā)表相關(guān)論文271篇,占全部發(fā)文量的15.9%(圖1)。從分布的國(guó)家來(lái)看,美國(guó)在社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究領(lǐng)域發(fā)表的論文數(shù)量最多,總計(jì)達(dá)到645篇,占發(fā)文總量的38.6%,其次為澳大利亞、英國(guó)、瑞典、加拿大、德國(guó)、荷蘭等國(guó)家(圖2)。從論文發(fā)表的期刊來(lái)看,集中發(fā)表在《Ecology and Society》上,總計(jì)396篇,占全部發(fā)文量的23.3%,其次為《Global Environmental Change》、《Sustainability》、《Regional Environmental Change》和《Ambio》等期刊(圖3)。從論文的學(xué)科類別來(lái)看,社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力文獻(xiàn)主要集中在生態(tài)與環(huán)境研究領(lǐng)域,其次為地理學(xué)、可持續(xù)性科學(xué)與技術(shù)、水資源等(文章所屬學(xué)科類別的劃分具有一定的重復(fù)率)(圖4)。

圖1 2001—2017年社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力刊文量Fig.1 The number of SES resilience papers in 2001—2017

圖2 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力文章主要來(lái)源國(guó)Fig.2 Top 10 countries of SES resilience papers

1.2 知識(shí)圖譜分析

1.2.1研究熱點(diǎn)

關(guān)鍵詞是對(duì)論文研究主題與核心內(nèi)容的高度凝練,關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻率可以反映其所涉及的研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。因此,通過(guò)詞頻分析方法提取社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力相關(guān)文獻(xiàn)信息中關(guān)鍵詞頻次的高低分布,可以得到該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。使用CiteSpace對(duì)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵詞進(jìn)行分析,設(shè)置時(shí)間跨度為2001—2017年,單個(gè)時(shí)間分區(qū)長(zhǎng)度為1 a,節(jié)點(diǎn)類型選擇關(guān)鍵詞,提取每個(gè)時(shí)區(qū)中被引頻次最高的30個(gè)關(guān)鍵詞,剪裁方法選擇最小樹法,生成關(guān)鍵詞圖譜(圖5)?？梢钥闯觥盎謴?fù)力”(resilience) 和“社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)”(social ecological system)是網(wǎng)絡(luò)中最大的兩個(gè)節(jié)點(diǎn),出現(xiàn)頻次分別達(dá)到837次和788次；其次為“管理”(management)、“氣候變化”(climate change)、“脆弱性”(vulnerability)、“管治”(governance)、“可持續(xù)性”(sustainability)、“適應(yīng)”(adaptation)等,出現(xiàn)頻次均在200次以上。突變性關(guān)鍵詞(Burst Detection)表示待考察的關(guān)鍵詞在短時(shí)間內(nèi)躍遷的現(xiàn)象,強(qiáng)調(diào)突變性[10]。通過(guò)對(duì)關(guān)鍵詞突變性的分析,可以了解研究熱點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化。從社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究文獻(xiàn)的突變性關(guān)鍵詞來(lái)看(圖6),該領(lǐng)域研究呈現(xiàn)出多元化特征,不同時(shí)期出現(xiàn)了不同的突變性關(guān)鍵詞。通過(guò)進(jìn)一步的文獻(xiàn)梳理,可以總結(jié)出以下3個(gè)方面的研究熱點(diǎn),分別是社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的動(dòng)態(tài)演化,包括復(fù)雜系統(tǒng)、閾值、尺度、體制轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)型等關(guān)鍵詞；社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的適應(yīng)性管理,包括生態(tài)系統(tǒng)管理、自然資源管理、制度、適應(yīng)性管治、適應(yīng)能力等關(guān)鍵詞；不同類型社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的實(shí)證研究,包括環(huán)境變化、不確定性、農(nóng)業(yè)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)、漁業(yè)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)等關(guān)鍵詞。

圖3 刊發(fā)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力文章主要期刊Fig.3 Top 10 journals of SES resilience papers

圖4 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力文章的學(xué)科類別Fig.4 Top 10 Categories of SES resilience papers

圖5 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究關(guān)鍵詞圖譜Fig.5 Key words coexistence network of SES resilience

圖6 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力文獻(xiàn)突變性關(guān)鍵詞Fig.6 Keywords burst detection of SES resilience papers

1.2.2研究網(wǎng)絡(luò)

圖7 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究作者合作網(wǎng)絡(luò)Fig.7 Authors′ cooperation network of SES resilience

通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)作者和研究機(jī)構(gòu)的共現(xiàn)分析,可以識(shí)別出該領(lǐng)域研究的權(quán)威機(jī)構(gòu)和學(xué)者及其合作網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。在CiteSpace中提取2001—2017年發(fā)文量最多的前30位作者,得出社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究作者合作網(wǎng)絡(luò)(圖7)。圖中節(jié)點(diǎn)越大,表明其發(fā)文量越多。從圖中可以看出,發(fā)表數(shù)量最多的作者是Folke,達(dá)到了52篇,遠(yuǎn)超其他作者；其次是Olsson和Berkes,發(fā)文量分別達(dá)到了24篇和20篇；發(fā)文量在10篇以上的學(xué)者共有15人,總發(fā)文量達(dá)到245篇,占所有作者發(fā)文量的14.7%；發(fā)文量在5—9篇的學(xué)者總共有34人,總發(fā)文量達(dá)到213篇,占所有作者發(fā)文量的12.8%?？傮w來(lái)看,社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力領(lǐng)域涉獵范圍較廣,作者集中度較低,除小部分學(xué)者發(fā)文量在5篇以上,絕大部分學(xué)者發(fā)文量都在1—2篇。在作者合作網(wǎng)絡(luò)中,Folke位于網(wǎng)絡(luò)中心,是社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究領(lǐng)域的核心人物,多數(shù)學(xué)者與他開(kāi)展過(guò)合作研究,如Olsson、Elmqvist、Berkes、Carpenter、Walker等,他們之間的合作強(qiáng)度大,互引關(guān)系強(qiáng),是社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究的中堅(jiān)力量。此外,也有學(xué)者組成自己的研究團(tuán)隊(duì),例如Garmestani、Allen和Benson 。

在CiteSpace中進(jìn)一步提取2001—2017年發(fā)文量最多的前30個(gè)研究機(jī)構(gòu),得出社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)(圖8)。圖中節(jié)點(diǎn)越大,表明研究機(jī)構(gòu)出現(xiàn)次數(shù)越多。從圖中可以看出,出現(xiàn)次數(shù)最多的是斯德哥爾摩大學(xué)(Stockholm University),達(dá)到121次,該大學(xué)也是Folke所在的機(jī)構(gòu),其次是亞利桑那州立大學(xué)(Arizona State University)和詹姆斯庫(kù)克大學(xué)(James Cook University),分別為54次和40次,其他機(jī)構(gòu)還包括瑞典皇家科學(xué)院、荷蘭瓦格寧根大學(xué)、東安格利亞大學(xué)等。從合作網(wǎng)絡(luò)關(guān)系來(lái)看,威斯康辛大學(xué)作為一個(gè)中心點(diǎn),與斯德哥爾摩大學(xué)、昆士蘭大學(xué)、納爾遜·曼德拉城市大學(xué)等機(jī)構(gòu)之間存在較強(qiáng)的合作關(guān)系。此外,明尼蘇達(dá)大學(xué)與牛津大學(xué)、澳大利亞國(guó)立大學(xué)、瓦格寧根大學(xué)之間存在較強(qiáng)的合作關(guān)系；東安格利亞大學(xué)、亞利桑那大學(xué)、墨爾本大學(xué)之間合作也比較密切,其他機(jī)構(gòu)之間合作關(guān)系較少。

1.2.3引文分析

共被引分析(Co-Citation analysis)是指兩篇文獻(xiàn)共同出現(xiàn)在了第三篇施引文獻(xiàn)的參考文獻(xiàn)目錄中,則這兩篇文獻(xiàn)形成共被引關(guān)系,通過(guò)對(duì)一個(gè)文獻(xiàn)空間數(shù)據(jù)集合進(jìn)行文獻(xiàn)共被引關(guān)系的挖掘過(guò)程就是文獻(xiàn)的共被引分析[11]。通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)共被引的分析,可以得到一個(gè)研究領(lǐng)域的知識(shí)基礎(chǔ),這對(duì)理解該領(lǐng)域核心研究?jī)?nèi)容具有重要啟示。在CiteSpace中設(shè)置時(shí)間跨度為2001—2017年,單個(gè)時(shí)間分區(qū)長(zhǎng)度為1 a,節(jié)點(diǎn)類型選擇參考文獻(xiàn),提取每個(gè)時(shí)區(qū)中被引次數(shù)最多的前30篇文章,運(yùn)行軟件后進(jìn)行聚類分析并加以命名,得到文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)圖譜(圖9),結(jié)果顯示,共識(shí)別出12個(gè)文獻(xiàn)共被引聚類。通過(guò)對(duì)這些聚類標(biāo)簽的進(jìn)一步分析,可以發(fā)現(xiàn)3個(gè)方面的研究?jī)?nèi)容,一是緊緊圍繞社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力這一主題的理論研究,恢復(fù)力(resilience)和社會(huì)-生態(tài)整合系統(tǒng)(linked social-ecological systems)是較為顯著的聚類,分別包括67篇和86篇被引文獻(xiàn)節(jié)點(diǎn),這些文獻(xiàn)主要側(cè)重于將社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行整合關(guān)聯(lián),并從恢復(fù)力視角對(duì)其開(kāi)展研究,內(nèi)容上集中在社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的概念內(nèi)涵與理論分析框架等方面的探討；二是社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的實(shí)證研究,側(cè)重于不同類型的社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)及其研究方法,反映在圖譜中的洪水(floods)、珊瑚(precious corals)、轉(zhuǎn)型(transformation)、制圖(mapping)、尺度層級(jí)(hierarchy)和參與式研究(participatory research)等聚類,共包括133篇被引文獻(xiàn)節(jié)點(diǎn)；三是社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)管理與恢復(fù)力建設(shè)路徑,主要包括生態(tài)系統(tǒng)管理(ecosystem management)、適應(yīng)性共同管理(adaptive comanagement)和適應(yīng)路徑(adaptation pathways)等聚類,共包括116篇被引文獻(xiàn)節(jié)點(diǎn)。

圖9 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究文獻(xiàn)共被引圖譜Fig.9 Co-citation references network of SES resilience

2 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究進(jìn)展

基于上述文獻(xiàn)計(jì)量分析,并進(jìn)一步認(rèn)真閱讀主要文獻(xiàn),可以發(fā)現(xiàn)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的研究熱點(diǎn)與研究?jī)?nèi)容主要集中在4個(gè)方面,分別是社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的基礎(chǔ)理論探討,主要側(cè)重于概念的理解與內(nèi)涵特征分析；社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的實(shí)證研究,主要側(cè)重于對(duì)不同類型社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力進(jìn)行評(píng)估與量化測(cè)度；社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力動(dòng)態(tài)演化,主要側(cè)重于從體制轉(zhuǎn)換視角揭示社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)演化及其恢復(fù)力變化；社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力建設(shè)與適應(yīng)性管理,主要側(cè)重于從政策、制度等方面提出社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的改善與提升路徑。

2.1 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力概念與內(nèi)涵

恢復(fù)力(Resilience)源于Holling在生態(tài)系統(tǒng)中的開(kāi)創(chuàng)性研究,其將生態(tài)恢復(fù)力定義為生態(tài)系統(tǒng)從一個(gè)穩(wěn)定域轉(zhuǎn)換到另一個(gè)穩(wěn)定域之前所能承受的擾動(dòng)量[12]?；謴?fù)力概念自提出以來(lái)便受到學(xué)術(shù)界持續(xù)關(guān)注,成為理解復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的重要工具,尤其是為社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的綜合研究提供了重要啟示[13]。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)對(duì)Resilience一詞的翻譯也不盡相同,主要包括恢復(fù)力、彈性和韌性3種,彈性和韌性常見(jiàn)于城市研究和城市規(guī)劃領(lǐng)域[14- 15],恢復(fù)力則多存在于生態(tài)環(huán)境和社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域[16-17]。

社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力多被理解為人類社會(huì)與自然環(huán)境耦合構(gòu)成的系統(tǒng)在變化時(shí)吸收干擾和重組的能力,以保持其基本的功能、結(jié)構(gòu)、特性和反饋[5]。盡管不同領(lǐng)域?qū)謴?fù)力概念的表述具有差異,但學(xué)者們對(duì)于恢復(fù)力的內(nèi)涵和邏輯具有相似的理解。多數(shù)學(xué)者從緩沖能力(Buffer capacity)、自組織(Self-organization)和學(xué)習(xí)能力(Capacity of learning)3個(gè)維度來(lái)理解和評(píng)估恢復(fù)力。緩沖能力多被描述為系統(tǒng)保持基本結(jié)構(gòu)和功能條件下可承受(吸收)的變化量(干擾)[18]；自組織是指通過(guò)社會(huì)結(jié)構(gòu)(自上而下的過(guò)程)和人的行為(自下而上的過(guò)程)重建社會(huì)規(guī)則、規(guī)范、價(jià)值和組織,社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)中的自組織多強(qiáng)調(diào)人類社會(huì)面對(duì)擾動(dòng)與變化的行為調(diào)整與適應(yīng)能力；學(xué)習(xí)能力強(qiáng)調(diào)獲取知識(shí)、技能、經(jīng)驗(yàn),并將其轉(zhuǎn)化為行動(dòng)的能力,一般包括對(duì)環(huán)境變化的認(rèn)知、共同的社會(huì)愿景、學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)、知識(shí)共享與轉(zhuǎn)化、社會(huì)記憶增強(qiáng)等[19]。

Walker提出恢復(fù)力有4個(gè)關(guān)鍵要素,范圍(Latitude),系統(tǒng)在喪失恢復(fù)力前可改變的最大量；抗性(Resistance),系統(tǒng)對(duì)變化的抵抗程度；不穩(wěn)定性(Precariousness),系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)距閾值的距離；擾沌(Panarchy),系統(tǒng)在特定尺度上的恢復(fù)力將受到不同尺度上系統(tǒng)狀態(tài)及其變化的影響。同時(shí),他認(rèn)為外部擾動(dòng)下的社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的變化由恢復(fù)力、適應(yīng)力和轉(zhuǎn)化力3個(gè)屬性決定,轉(zhuǎn)化力可理解為系統(tǒng)無(wú)法維持現(xiàn)有的路徑,跨越臨界點(diǎn)到另一個(gè)狀態(tài),甚至創(chuàng)造出全新的系統(tǒng)的能力[5]。

2.2 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力評(píng)估與量化

恢復(fù)力評(píng)估是社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究中的重要內(nèi)容之一。評(píng)估的主要目標(biāo)是辨識(shí)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)面臨的風(fēng)險(xiǎn)和機(jī)會(huì),量化系統(tǒng)的恢復(fù)能力,理解擾動(dòng)、系統(tǒng)功能、反饋及其相互作用,為社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)管理與恢復(fù)力提升提供依據(jù)。

2.2.1評(píng)估框架

目前,相關(guān)機(jī)構(gòu)和學(xué)者開(kāi)發(fā)了一些恢復(fù)力評(píng)估框架,在農(nóng)業(yè)社會(huì)-生態(tài)生態(tài)系統(tǒng)、漁業(yè)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)、流域管理以及生計(jì)恢復(fù)力等方面得到應(yīng)用。恢復(fù)力聯(lián)盟提出了復(fù)雜社會(huì)-生態(tài)自適應(yīng)系統(tǒng)恢復(fù)力評(píng)估手冊(cè),目的是從復(fù)雜系統(tǒng)角度理解社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng),并制定戰(zhàn)略管理目標(biāo),包括辨識(shí)系統(tǒng)邊界、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演化、系統(tǒng)交互作用和適應(yīng)性治理等模塊[20]。Quinlan在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步總結(jié)了恢復(fù)力評(píng)估的關(guān)鍵要素,包括建立社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)概念模型、識(shí)別社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)和反饋、確定閾值和替代體制、描述跨尺度交互作用等[21]。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織提出了恢復(fù)力指數(shù)測(cè)度和分析(RIMA)框架,該框架包括收入和糧食、服務(wù)、援助、資本4個(gè)可直接衡量的維度以及適應(yīng)能力和穩(wěn)定性2個(gè)較為復(fù)雜的維度,但該框架主要側(cè)重對(duì)家庭生計(jì)恢復(fù)力進(jìn)行比較和測(cè)度[22]。此外,比較有代表性的是Connell構(gòu)建的恢復(fù)力、適應(yīng)和轉(zhuǎn)型評(píng)估(RATA)框架,該框架提出的評(píng)估程序包括系統(tǒng)描述、系統(tǒng)評(píng)估、適應(yīng)性治理和利益相關(guān)者參與等內(nèi)容,在土地管理、食品安全、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中得到較多應(yīng)用[23]。總體來(lái)看,這些框架為恢復(fù)力分析和評(píng)估提供了一定指導(dǎo),但針對(duì)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的評(píng)估框架并不多,且已有框架也主要側(cè)重于社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的宏觀分析與維度解構(gòu),并沒(méi)有提供具體可操作的指標(biāo),也缺乏和具體的評(píng)估方法進(jìn)行有效整合,一定程度上限制了這些評(píng)估框架的應(yīng)用性和可操作性。

2.2.2量化方法

由于社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)具有復(fù)雜性、非線性、多穩(wěn)態(tài)等特征,使得社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的直接測(cè)度與量化非常困難,多數(shù)學(xué)者通過(guò)使用替代方法進(jìn)行間接的推斷。Carpenter將這些方法總結(jié)為利益相關(guān)者評(píng)估、模型探索、歷史分析及案例比較4類[24]。基于社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的替代性指標(biāo)體系,建立恢復(fù)力指數(shù)模型,進(jìn)而開(kāi)展恢復(fù)力量化測(cè)度也是較常用的方法,大多數(shù)學(xué)者將社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力理解為不同的屬性或維度,如緩沖能力、自組織、學(xué)習(xí)能力、適應(yīng)能力、轉(zhuǎn)型能力等,對(duì)不同維度構(gòu)建相應(yīng)的指標(biāo)體系,進(jìn)而采用加權(quán)后的綜合指數(shù)實(shí)現(xiàn)恢復(fù)力的量化測(cè)度。盡管近年來(lái)恢復(fù)力評(píng)估與量化方法獲得長(zhǎng)足進(jìn)步,但仍面臨較大挑戰(zhàn)。相對(duì)而言,生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力評(píng)估方法發(fā)展較快,出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)分析、不連續(xù)性分析、情景模擬等方法與工具[7]；而社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的評(píng)估大多仍以定性方法為主,定量方法的實(shí)施仍受到一定限制。

2.3 體制轉(zhuǎn)換與社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力演化

恢復(fù)力理論將復(fù)雜的社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)變化理解為一個(gè)非線性多穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換的過(guò)程,多采用體制轉(zhuǎn)換(regime shift)來(lái)解釋系統(tǒng)演化,體制轉(zhuǎn)換已成為理解社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)演化及其恢復(fù)力變化的重要視角。體制轉(zhuǎn)換理論已經(jīng)應(yīng)用到不同類型的生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)中,體制轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)庫(kù)(www.regimeshifts.org)提供了大量不同類型系統(tǒng)體制轉(zhuǎn)換的實(shí)例。

體制轉(zhuǎn)換多被描述為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生的巨大、突然和持續(xù)的變化,這種變化會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和人類福祉產(chǎn)生重要影響[25]。Biggs采用球-盆模型來(lái)描述系統(tǒng)的體制轉(zhuǎn)換過(guò)程[26],不同的吸引域代表著系統(tǒng)潛在的體制(球形表示當(dāng)前系統(tǒng)的體制狀態(tài)),體制轉(zhuǎn)換意味著當(dāng)系統(tǒng)跨越臨界閾值時(shí),系統(tǒng)從一個(gè)吸引域到另一個(gè)吸引域的變化。體制轉(zhuǎn)換通常由外部沖擊或系統(tǒng)變量的緩慢變化以及二者之間的相互作用引起,這些變化改變了系統(tǒng)的吸引域(恢復(fù)力),從而導(dǎo)致體制轉(zhuǎn)換的發(fā)生(圖10)。

圖10 系統(tǒng)體制轉(zhuǎn)換示意圖[26]Fig.10 Regime shift of system[26]

2.3.1體制轉(zhuǎn)換的識(shí)別

基于系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間序列狀態(tài)變化,探究體制轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),進(jìn)而分析社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)演化特征與規(guī)律是當(dāng)前該領(lǐng)域的核心研究?jī)?nèi)容。判斷系統(tǒng)體制是否發(fā)生轉(zhuǎn)換的思路是辨識(shí)表征系統(tǒng)狀態(tài)變化的關(guān)鍵變量,并識(shí)別這些變量非線性變化的拐點(diǎn)[27]。體制轉(zhuǎn)換的識(shí)別方法大體可劃分為統(tǒng)計(jì)分析方法和模型分析方法兩大類。統(tǒng)計(jì)分析主要是通過(guò)對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵變量在時(shí)間序列上變化的突變點(diǎn)來(lái)識(shí)別體制轉(zhuǎn)換,具體方法包括Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)法[28]、Pettitt檢驗(yàn)[29]、序貫t檢驗(yàn)方法(STARS)[30]、奇異譜分析(SSA)[31]等；統(tǒng)計(jì)分析方法的優(yōu)勢(shì)在于能夠辨別變量變化類型(突發(fā)或漸進(jìn)),揭示體制轉(zhuǎn)換的因果機(jī)制,但其對(duì)長(zhǎng)時(shí)間序列數(shù)據(jù)的積累具有較高的要求。模型分析方法目前主要有系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型(SD)[32]、均衡模型(EMs)[33]、分岔分析模型[34]、布爾網(wǎng)絡(luò)(Boolean networks)[35]、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型[27]等；模型分析方法的優(yōu)勢(shì)在于參數(shù)的調(diào)整具有較大靈活性,能夠模擬不同類型復(fù)雜系統(tǒng)的過(guò)程,難點(diǎn)在于系統(tǒng)因果反饋關(guān)系的建立以及相關(guān)指標(biāo)的選取。

2.3.2體制轉(zhuǎn)換的影響因素

在揭示體制轉(zhuǎn)換過(guò)程基礎(chǔ)上,學(xué)者們也開(kāi)始關(guān)注體制轉(zhuǎn)換的影響因素與驅(qū)動(dòng)機(jī)制,如Chen探討了外部驅(qū)動(dòng)和系統(tǒng)狀態(tài)交互作用對(duì)干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)體制轉(zhuǎn)換的影響[36]；Rocha比較分析了海洋、陸地和極地系統(tǒng)體制轉(zhuǎn)換的驅(qū)動(dòng)因素以及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響[37]；Sugiarto探討了社會(huì)網(wǎng)絡(luò)對(duì)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)體制轉(zhuǎn)換的作用[38]；Kinzig基于4個(gè)案例的比較研究,分析了斑塊尺度的生態(tài)閾值、景觀尺度的經(jīng)濟(jì)閾值和區(qū)域尺度的社會(huì)文化閾值在社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)體制轉(zhuǎn)換中的相互作用,揭示了體制轉(zhuǎn)換過(guò)程中不同尺度間的傳遞效應(yīng)[39]?？傮w來(lái)看,生態(tài)系統(tǒng)的體制轉(zhuǎn)換仍是當(dāng)前該領(lǐng)域關(guān)注的主要對(duì)象,社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)體制轉(zhuǎn)換的理論和實(shí)證研究仍相對(duì)較少。此外,體制轉(zhuǎn)換的識(shí)別方法與實(shí)證研究是該領(lǐng)域的核心內(nèi)容,而對(duì)于體制轉(zhuǎn)換的影響因素與作用機(jī)制等內(nèi)容的研究仍顯不足。

2.4 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力建設(shè)與適應(yīng)性管理

恢復(fù)力建設(shè)和管理可以提高社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力,增加變化世界中持續(xù)發(fā)展的可能性。恢復(fù)力管理的核心思想之一是積極維護(hù)系統(tǒng)的各種功能和反饋,使系統(tǒng)遠(yuǎn)離關(guān)鍵閾值,避免系統(tǒng)陷入不理想的狀態(tài),并提高系統(tǒng)應(yīng)對(duì)變化的能力。如果系統(tǒng)已經(jīng)陷入到非理想狀態(tài),則強(qiáng)調(diào)改善系統(tǒng)恢復(fù)力,促使其向理想的體制轉(zhuǎn)變,并加強(qiáng)該體制的恢復(fù)力[8]。Berkes等提出了社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力建設(shè)的4個(gè)關(guān)鍵因素,包括積極面對(duì)變化和不確定性、培育多樣性、提高知識(shí)學(xué)習(xí)和問(wèn)題解決能力、創(chuàng)造自組織機(jī)會(huì)[40]；Lebel從參與建立信任、形成多中心多層次機(jī)構(gòu)、追求利益分配和非自愿風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)責(zé)機(jī)構(gòu)等方面探討了如何管理系統(tǒng)恢復(fù)力[41]；Biggs總結(jié)了構(gòu)建和提高恢復(fù)力的7種對(duì)策,包括保持多樣性和冗余、管理連通性、管理慢變量和反饋、將社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)理解為復(fù)雜的適應(yīng)系統(tǒng)、鼓勵(lì)學(xué)習(xí)、擴(kuò)大參與、推動(dòng)多中心治理體系建設(shè)[26]。

適應(yīng)性管理是構(gòu)建社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的一個(gè)常用工具,它強(qiáng)調(diào)形成一個(gè)靈活開(kāi)放的社會(huì)結(jié)構(gòu)和多級(jí)管理制度,以提高學(xué)習(xí)、適應(yīng)和恢復(fù)能力[42]。對(duì)此,Olsson通過(guò)瑞典和加拿大的案例研究探討了地方適應(yīng)性管理如何通過(guò)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的自組織、學(xué)習(xí)和主動(dòng)適應(yīng)提高社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力[43]；Derek概述了適應(yīng)性共同管理的核心特征—跨越尺度的制度安排和激勵(lì)機(jī)制、從變化中學(xué)習(xí)、干預(yù)措施的監(jiān)督、權(quán)利的作用及科學(xué)指導(dǎo)政策的機(jī)會(huì)[44]；Folke探索了危機(jī)時(shí)期社會(huì)-經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)適應(yīng)性治理經(jīng)驗(yàn)和更新重組的社會(huì)來(lái)源[45]；Gunderson通過(guò)六個(gè)北美洲流域的案例研究表明適應(yīng)性治理可能受到生態(tài)或法律程序的觸發(fā)、促進(jìn)或約束[46]。

3 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究展望

社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力為深化人類與自然的復(fù)雜相互作用過(guò)程與機(jī)理研究提供了新的視角,并成為推動(dòng)當(dāng)前跨學(xué)科整合與全球可持續(xù)發(fā)展的主要工具。這一研究領(lǐng)域也引起了國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注,我國(guó)學(xué)者較早引入了恢復(fù)力的概念,并將恢復(fù)力框架應(yīng)用到災(zāi)害(旱災(zāi)、水災(zāi))[47-48]、生態(tài)系統(tǒng)(森林、湖泊)[49-50]、區(qū)域經(jīng)濟(jì)[51]、社會(huì)(社區(qū)、貧困)[52-53]、資源(水資源、土地資源)[54-55]等不同領(lǐng)域。但綜合性的社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究方面仍處于起步階段,大多仍是對(duì)國(guó)外已有研究的介紹和綜述[56-58],取得的成果也主要集中在旅游社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究中[59-60],與國(guó)外相比,我國(guó)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力研究在理論、方法以及實(shí)證研究案例等方面都有待于進(jìn)一步加強(qiáng)。值得欣喜的是,我國(guó)中山大學(xué)已開(kāi)設(shè)“社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力”課程,在對(duì)西方研究成果的系統(tǒng)化引介、跨學(xué)科人才培養(yǎng)方面做出了探索。

綜合國(guó)內(nèi)外已有研究文獻(xiàn)來(lái)看,社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力在以下幾個(gè)方面仍有待于進(jìn)一步拓展和深化：(1)跨尺度相互作用。社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力在不同尺度上具有不同表征,而特定尺度上的恢復(fù)力又受到不同尺度上系統(tǒng)狀態(tài)及其變化的影響,如何理清不同尺度社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的相互作用與嵌套關(guān)系是該領(lǐng)域研究面臨的巨大挑戰(zhàn),也是深刻理解社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力演化機(jī)制需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。(2)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)整合。恢復(fù)力工具在單一學(xué)科中的應(yīng)用研究已較廣泛,如社會(huì)恢復(fù)力、經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力和生態(tài)恢復(fù)力等,而在社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究中的應(yīng)用仍較匱乏,主要原因在于跨學(xué)科理論框架與技術(shù)方法整合的障礙?！禘cology and Society》等跨學(xué)科期刊為該領(lǐng)域研究提供了良好的平臺(tái),未來(lái)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)跨學(xué)科理論、數(shù)據(jù)方法以及技術(shù)手段的深度融合。(3)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力量化評(píng)估。目前的恢復(fù)力評(píng)估與測(cè)度方法仍較薄弱,尤其是對(duì)于跨學(xué)科的社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)而言,還沒(méi)有得到廣泛認(rèn)可的評(píng)估框架與量化方法,已有的通過(guò)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行測(cè)度的方法在指標(biāo)的選取、權(quán)重的確定以及結(jié)果驗(yàn)證等方面的科學(xué)性仍有待加強(qiáng),同時(shí)還應(yīng)積極探索統(tǒng)計(jì)、模型等多元化方法。(4)體制轉(zhuǎn)換與恢復(fù)力變化關(guān)系。體制轉(zhuǎn)換是揭示社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演化的重要視角,但目前已有研究對(duì)于體制轉(zhuǎn)換與恢復(fù)力變化之間的關(guān)系仍不清晰,對(duì)體制轉(zhuǎn)換以及恢復(fù)力變化的影響因素研究也不夠深入,亟需對(duì)二者之間的關(guān)聯(lián)機(jī)制進(jìn)行深入剖析,以便深刻理解社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)演化過(guò)程及其動(dòng)力機(jī)制。