祁連山北麓牧區(qū)社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性診斷
——以甘肅肅南裕固族自治縣為例

王 婭， 楊國靖， 周立華

（1.中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院沙漠與沙漠化重點實驗室，甘肅 蘭州 730000； 2.中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院內(nèi)陸河流域生態(tài)水文重點實驗室，甘肅蘭州730000； 3.中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院，北京100190；4.中國科學院大學公共政策與管理學院，北京100049）

0 引言

社會-生態(tài)系統(tǒng)（Social-Ecological System，SES）是人與自然相耦合的復雜適應性系統(tǒng)，不僅包括各類相互聯(lián)系的生物-地質(zhì)-物理單元，還涵蓋了與其相關的社會主體和制度［1］。受自身演替及外部干擾的影響，該系統(tǒng)存在多穩(wěn)態(tài)、閾值效應、自組織、歷史依賴性等特征［2］。SES 研究關注復雜系統(tǒng)時空尺度上的擾沌，是目前國際上區(qū)域可持續(xù)發(fā)展領域研究的前沿和熱點［3］，被廣泛應用于中微觀區(qū)域社會-生態(tài)耦合系統(tǒng)的動態(tài)演化、困境分析及可持續(xù)性評價。脆弱性作為全球環(huán)境變化及可持續(xù)發(fā)展問題研究的重要視角和分析工具［4］，是SES 的關鍵屬性和研究熱點。農(nóng)村社區(qū)、旅游地、湖泊、草原、漁業(yè)、山地城市、沙漠化及逆轉區(qū)SES 的脆弱性評價及時空演變是國內(nèi)研究的關注重點［5］。國際研究則趨向于強調(diào)人類對環(huán)境變化的適應與響應及SES 跨尺度和多要素集成的脆弱性整合類研究［3-4］。與傳統(tǒng)的人地關系研究相比，從SES 理論出發(fā)的脆弱性研究，整合了風險、擾動、敏感性和適應性等分析視角［4］，更加注重對系統(tǒng)脆弱性來源、表征、機制等評價指標體系及分析模型的研究，其研究不足在于評價指標龐雜、已有理論模型不能很好的統(tǒng)籌參差的數(shù)據(jù)、指標和信息，忽視對擾動風險估計的不確定性和模糊性的定量辨識［4］。目前關于典型草原及牧場脆弱性的研究主要側重于氣候變化背景下，牧業(yè)對旱災雪災等的脆弱性［6］、牧區(qū)草原景觀生態(tài)脆弱性［7-9］、牧戶生計脆弱性［10-11］三方面。研究方法上，草地生態(tài)系統(tǒng)脆弱性多以區(qū)域尺度模型化和空間化的定量探討為主，而社會主體要素（村域、農(nóng)牧戶等）脆弱性的演化及成因分析則多采用問卷調(diào)查和文獻薈萃［10-12］。現(xiàn)有研究多側重于應用導向的單一視角，缺乏SES 整體性視角下牧區(qū)脆弱性動態(tài)變化及模擬研究。

祁連山是河西內(nèi)陸河流的發(fā)源地和中國西部重要的生態(tài)屏障。長期以來，受氣候變暖、超載過牧、開山挖礦、綜合治理措施不到位等人為和自然因素的影響，2015年祁連山冰川面積和冰儲量較20世紀60年代減少了（396.9±116.9）km2和25.7 km3，虧損速率由4.41%·（10a）-1加快至5.82%·（10a）-1［13］；部分青海云杉人工林出現(xiàn)深層土壤旱化，水源涵養(yǎng)效能下降等生態(tài)問題［14-17］。特別是祁連山北麓牧區(qū)，草畜矛盾問題突出，草地開墾率較高［17-19］，約43.71%的天然草地出現(xiàn)不同程度的沙化型、鹽漬化型、病蟲型、毒草型和鼠兔型退化現(xiàn)象［20］。在國家日益重視生態(tài)文明與綠色發(fā)展理念的背景下，深入思考和研究祁連山生態(tài)保護與治理的關鍵癥結，尋求北麓牧區(qū)可持續(xù)發(fā)展模式是當前亟待解決的科學問題。目前，雖然有關祁連山北麓牧區(qū)的研究成果較多，但研究視角多集中于分析氣候變化背景下區(qū)域自然生態(tài)系統(tǒng)的生物物理過程（如冰川凍土、河川徑流及植被覆蓋度、植被群落時空格局、凈初級生產(chǎn)力等的變化，林草地土壤水文特征、生物多樣性及水源涵養(yǎng)效能等）［21-23］和生態(tài)政策影響下的畜牧業(yè)發(fā)展［24-25］及農(nóng)牧民適應［26-27］，忽略了市場、制度及文化等人文因素與自然生態(tài)要素的內(nèi)在連通性，缺少人文（社會）-自然（生態(tài)系統(tǒng)）耦合視角下的綜合性研究。基于此，本研究以祁連山北麓自然-人文高度耦合的甘肅肅南裕固族自治縣為案例，借助VSD（Vulnerability Scoping Diagram）分析框架，遴選并構建祁連山北麓牧區(qū)社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評價指標體系，進行脆弱性的定量化計算；應用致脆因子診斷模型全面分析2004—2016 年影響SES 脆弱性的關鍵致脆因子，探尋該區(qū)域SES 優(yōu)化調(diào)控對策，為祁連山北麓牧區(qū)建立持久有效的SES管理體制提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

祁連山位于亞歐大陸中部，青藏、蒙新、黃土三大高原的交匯地帶，橫跨甘肅和青海兩省37 個縣市，是維護河西走廊和青藏高原生態(tài)安全的重要屏障。肅南裕固族自治縣（簡稱為肅南縣）地處祁連山北麓、河西走廊中部（97°20′～102°13′E，37°28′～39°49′N），總面積2.39×104km2，占祁連山北麓面積的76.40%，是甘肅省高山細毛羊主產(chǎn)區(qū)、河西走廊內(nèi)陸河的發(fā)源地和補給區(qū)。該縣覆蓋有低地草甸、溫性荒漠草原（前山山麓地帶，以旱生植被為主）、溫性草原、山地草甸和高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠草原等多種草原類型，擁有天然草地170.93×104hm2，占土地總面積的74.73%，其中可利用面積142.21×104hm2，是典型的放牧性生態(tài)系統(tǒng)［28］。作為中國唯一的裕固族自治縣，該縣由北部的明花鄉(xiāng)、中西部的紅灣寺鎮(zhèn)、馬蹄鄉(xiāng)、康樂鎮(zhèn)、大河鄉(xiāng)、祁峰鄉(xiāng)、白銀鄉(xiāng)以及東部的皇城鎮(zhèn)三塊不連續(xù)的地域組成，總人口3.76×104人，其中農(nóng)牧業(yè)人口占67.82%，人口密度每平方千米1.56 人?？h域經(jīng)濟發(fā)展逐漸向綠色有機、高端精細的現(xiàn)代農(nóng)牧業(yè)和“旅游+”型現(xiàn)代服務業(yè)轉變。

作為氣候帶交匯的敏感區(qū)，肅南縣自然環(huán)境與人文因素高度耦合，生態(tài)環(huán)境脆弱且易受人類活動的擾動，植被、土壤、冰川等陸面系統(tǒng)反應迅速且變化顯著，是典型的高寒生態(tài)脆弱區(qū)。受氣候暖干化和粗放經(jīng)營方式的影響，肅南縣草地退化嚴重，20世紀60 年代全縣約44.50%的天然草地退化，重度退化面積接近30%，天然草地理論載畜量的降幅高達51.50%［29］。隨著以農(nóng)養(yǎng)牧、異地借牧等現(xiàn)象的出現(xiàn)，畜牧業(yè)對資源的利用與影響也相應的由牧區(qū)擴展至農(nóng)區(qū)。為恢復生態(tài)、保障生態(tài)系統(tǒng)的服務功能和屏障作用，1988 年肅南縣被納入甘肅祁連山國家級自然保護區(qū)，2004 年被列為退牧還草工程項目縣。在禁牧、劃區(qū)輪牧、舍飼半舍飼養(yǎng)殖等措施下，2016 年該縣禁牧區(qū)草原植被蓋度、高度、產(chǎn)草量分別比2011年提高6.43%、63%、23%。肅南縣作為中國北方草地畜牧業(yè)發(fā)展的縮影，深入探討該區(qū)SES的脆弱性、演化趨勢及致脆因子，對拓展SES 的實證內(nèi)容，推進SES 適應性管理的理論、方法和模式等方面具有重要的學術價值，也可為祁連山生態(tài)保護長效機制創(chuàng)新和我國其他牧區(qū)草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供案例支撐。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評價指標體系構建

當前全球用于SES 研究的分析框架主要有政策導向性、生態(tài)中心主義、脆弱性及綜合型四種類型［30］，其中Turner 等［31］提出的TVUL（Vulnerability Framework）框架作為偏向于人類中心主義的脆弱性框架，更多關注于多重生態(tài)系統(tǒng)中脆弱性主體的暴露度、敏感性、恢復力及人類活動的行為導向和應對措施，Polsky 等［32］在其基礎上進一步提出適用于區(qū)域尺度多要素、多重風險擾動的VSD（Vulnerability Scoping Diagram）脆弱性整合評估框架，并廣泛應用于不同區(qū)域脆弱性定量評價的案例研究中。VSD框架采用“目標層-維度層-要素層-指標層”逐級遞進的圈層數(shù)據(jù)組織構架方式，可有效反映SES 脆弱性的內(nèi)部作用機制，有助于實現(xiàn)脆弱性的定量計算。

因此，基于VSD 框架以社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性指數(shù)為目標層，將脆弱性分解為暴露度、敏感性和適應能力三個維度，以完整地體現(xiàn)牧區(qū)SES 耦合、協(xié)調(diào)、發(fā)展的綜合過程，揭示該系統(tǒng)在自然和社會經(jīng)濟等潛在壓力和風險的干擾下，暴露單元對受到脅迫的敏感程度、應對脅迫的自適應能力和適應性調(diào)控下的恢復潛力。根據(jù)SES 脆弱性的定義，結合北麓牧區(qū)的地域特征與專家咨詢意見，構建符合肅南縣SES 層級結構與發(fā)展特點的脆弱性評價指標體系（表1）。

表1 肅南縣社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評價指標體系Table 1 Vulnerability index system of the social-ecological system in Sunan County

暴露度作為引發(fā)生態(tài)環(huán)境變化的承載體和誘因［32］，涵蓋自然系統(tǒng)的氣候和植被狀況、社會經(jīng)濟活動及牲畜數(shù)量。草地作為祁連山北麓牧區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的暴露單元，是環(huán)境發(fā)生變化的承載體。通常，可利用草地面積越小、單位草地資源的利用強度越強［33］；植被覆蓋度降低會導致草地質(zhì)量下降和飼草不足，使草地系統(tǒng)穩(wěn)定性下降。王曉毅［33］、張存厚等［34］認為干旱會加劇草地生態(tài)系統(tǒng)的不確定性和脆弱性，區(qū)域年均蒸發(fā)量與降水量比例的大小與草地生態(tài)系統(tǒng)承受外在風險干擾與脅迫的程度正相關。自然災害、單位土地面積載畜量及人類經(jīng)濟活動強度均是導致環(huán)境變化的根本驅(qū)動力，是反映系統(tǒng)經(jīng)受外在壓力的正向表征。敏感性是暴露單元對外部干擾與脅迫易于感受的性質(zhì)，它源于生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)在應對外部擾動和內(nèi)部演替時所表現(xiàn)出來的狀態(tài)和響應［31］。祁連山區(qū)是西北干旱、半干旱荒漠生態(tài)系統(tǒng)中森林、灌叢、草地、河流、濕地鑲嵌分布的復合型生態(tài)系統(tǒng)，林草重疊，“一地兩證”、超載過牧矛盾突出。作為典型的牧區(qū)，肅南縣SES 的敏感主體應為草地系統(tǒng)，它關系著當?shù)剞r(nóng)牧民的生計問題，其敏感性直觀體現(xiàn)在草地生產(chǎn)力與承載力的變化上，畜產(chǎn)品市場價格及供需波動是其易敏感因子，與草地系統(tǒng)敏感性正相關。肅南縣擁有豐富的礦產(chǎn)資源和旅游資源，第一產(chǎn)業(yè)以牧為主、農(nóng)業(yè)為輔，為減弱暴露單元風險脅迫，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構和實施生態(tài)保護對增強系統(tǒng)適應能力具有正向作用。但礦產(chǎn)開采、小水電截流發(fā)電等產(chǎn)業(yè)比重的增加不利于適應性調(diào)控下系統(tǒng)恢復潛力的提高。受高寒山地半干旱氣候的影響，肅南縣天然草地存在季節(jié)性的產(chǎn)草量不平衡的特征，加之冷暖季節(jié)放牧空間、距離、強度不同，容易出現(xiàn)冷季飼草不足和超載過牧等問題，人工飼草地種植是解決這一問題重要途徑。因此，人工飼草地建設水平及地方財政支出能力均是地方政府在應對風險時適應能力的體現(xiàn)。

2.2 社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的測度方法

2.2.1 評價指標的處理

為消除指標數(shù)據(jù)的量綱及自身變異程度和數(shù)值大小的影響，利用式（1）、（2）進行標準化處理［35］。

正向指標：

負向指標：

式中：X'ij為標準化后的數(shù)據(jù)；Xij為第i年j項指標的數(shù)值；min{xj}和max{xj}分別為所有年份中第j項指標的最小值和最大值。

2.2.2 指標權重計算

權重是決定SES 脆弱性計量結果的重要因素，一般使用專家打分法、熵值法和主成分分析等方法確定。鑒于主成分分析法操作簡單、結果客觀等優(yōu)點［36］，本研究利用SPSS 19.0軟件進行主成分分析，KMO 統(tǒng)計量為0.773，對應概率P值為0.000，各變量的共同度均高于50%，提取4個公因子，特征根分別為9.290、3.110、1.497、1.132，方差累計貢獻率88.41%。為使公因子更具解釋力，實現(xiàn)因子載荷矩陣中系數(shù)向0～1 分化，對初始因子載荷模型進行方差最大正交旋轉，通過公式3 和歸一化計算得到各指標權重（表1）。

式中：M為旋轉后各主成分的載荷得分系數(shù)；N為特征根值；V為各主成分的方差貢獻率；C為特征根值≥1 的主成分的累計貢獻率。由于要按脆弱性的三個維度分別確定各指標權重，故應分別對WPCA進行歸一化處理，得到相應的。

在暴露度維度中，自然系統(tǒng)的暴露度權重略高于社會經(jīng)濟，植被覆蓋度指標權重最大（0.241），經(jīng)濟增長增速權重最小（0.003），氣候因素中干燥度指數(shù)和受災面積對暴露度的貢獻較小。由于祁連山北麓牧區(qū)自然生態(tài)系統(tǒng)存在多重耦合與本底脆弱的特征，草地生態(tài)系統(tǒng)受人類活動的影響遠高于氣候變化，其影響突出表現(xiàn)在以草地三化面積為表征的植被景觀變化上，權重值為0.239。SES 的敏感性主要來源于肉類總產(chǎn)量的供給波動，而農(nóng)林牧漁從業(yè)人數(shù)對其的影響甚微（0.053）。人均地方財政支出和飼草種植面積作為表征地方政府應對環(huán)境與政策變化的能力與措施，是降低肅南縣SES 暴露單元風險脅迫和敏感性的關鍵點，在適應能力維度中的貢獻度高達48.90%，權重分別為0.252 和0.237。

2.2.3 脆弱性定量模型構建

目前，脆弱性的定量計算主要采用函數(shù)模型法、主成分分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型法、空間多準則評估及圖層疊置法［37］。為準確計算研究對象的脆弱性程度，學者們提出了如下脆弱性指數(shù)的計算模型（表2）。結合肅南縣的自然人文特點，依據(jù)VSD 框架中暴露度-敏感性-適應能力間的因果聯(lián)系及邏輯關系，在參考陳佳［4］、姚成勝［35］、李小維等［38］的實證研究后，選擇Frazier［39］的顯式空間脆弱性指數(shù)計算模型（Spatially Explicit Resilience-Vulnerability model，SERV）（式4），進行SES 脆弱性的定量測度。

表2 脆弱性指數(shù)計算公式Table 2 List of the calculation formula of vulnerability index

2.3 致脆因子診斷模型

為進一步識別影響肅南縣SES 脆弱性的主要因素，以便有針對性地調(diào)整當?shù)噩F(xiàn)行發(fā)展規(guī)劃與政策體制，保障SES 協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。采用障礙度模型［44］，對表1 中18 個二級因素的因子貢獻度、指標偏離度和障礙度進行致脆因子診斷。其中，因子貢獻度為單因素對總目標的影響程度，即單因素對總目標的權重；指標偏離度表示單項指標與社會經(jīng)濟發(fā)展目標之間的差距，為單項指標標準化值與100%之差；障礙度表示單項指標對社會-生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的影響值，該指標是系統(tǒng)脆弱性診斷的目的和結果。

式中：Mj為單項指標的障礙度；(1-X'ij)表示指標偏離度；Ri×Wj表示因子貢獻度；Ri為第i項分類指標的權重；Wj為第i項分類指標中第j個單項指標的權重。

2.4 數(shù)據(jù)來源

社會經(jīng)濟及部分生態(tài)指標數(shù)據(jù)來源于《張掖市統(tǒng)計年鑒》和《肅南縣國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》（2004—2016 年）。草原植被覆蓋度、草原三化面積、退牧還草面積來源于張掖市林業(yè)與草原局歷年統(tǒng)計數(shù)據(jù)。利用曲線擬合近似估算個別年份缺失的草原覆蓋度和三化面積數(shù)據(jù)。

3 結果與分析

3.1 肅南縣社會-生態(tài)系統(tǒng)的暴露度評價與分析

肅南縣屬于高山冰凍圈與干旱區(qū)綠洲相耦合的復合生態(tài)系統(tǒng)。李永格［21］、丁永建［45］等認為肅南是祁連山北麓社會經(jīng)濟影響力最高的縣區(qū)，生態(tài)系統(tǒng)敏感性高而彈性力低［21］，屬于易受冰川變化影響的高暴露度地區(qū)［45］。得益于退牧還草工程和降水增加，肅南縣自然系統(tǒng)的暴露度顯著下降，SES暴露度指數(shù)由2004 年的0.476 下降至2006 年的0.374。隨著“畜牧富縣”、“旅游活縣”戰(zhàn)略的推進，2007—2013 年肅南縣加快綠色畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化建設和民族文化旅游資源開發(fā)，縣域草食畜飼養(yǎng)量和人均GDP顯著提高，社會經(jīng)濟暴露度快速上升［46］。受氣候暖干化影響，冰川消融增強了系統(tǒng)的潛在暴露度及自然災害的危險性［47］。故而，SES 暴露度指數(shù)在此階段呈快速上漲趨勢。但到2014—2016年，草原補獎政策實施使飼草種植面積大幅增加，在草地資源相對人口與經(jīng)濟承載力雙重富余的情況下［48］，自然系統(tǒng)的暴露度顯著下降。由于經(jīng)濟增長增速放緩，社會經(jīng)濟暴露度趨于平穩(wěn)，SES 暴露度指數(shù)逐年下降至0.445。

3.2 肅南縣社會-生態(tài)系統(tǒng)的敏感性評價與分析

在全國經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，肅南縣SES 內(nèi)部要素對旅游產(chǎn)業(yè)、生態(tài)政策、市場波動的靈敏性和響應度日漸明顯，SES 敏感性指數(shù)由2004 年0.269 逐年上升至2016 年的0.699。伴隨旅游產(chǎn)業(yè)開發(fā)和天然林保護、退牧還草、生態(tài)移民等生態(tài)政策的實施，當?shù)剞r(nóng)牧民的生計模式已從高度依賴自然資源的畜牧生產(chǎn)轉變?yōu)榉拍?、圈養(yǎng)舍飼、飼草種植、非農(nóng)產(chǎn)業(yè)兼業(yè)、旅游服務、季節(jié)性務工等相結合的多元生計方式［26-27］，例如皇城鎮(zhèn)中從事個體經(jīng)營或外出務工的人口已占到50.16%和19.24%［26］。牧業(yè)從業(yè)人員的金字塔狀年齡分布結構，已出現(xiàn)明顯的代際轉型趨向［27］。受國內(nèi)畜產(chǎn)品市場兩輪價格上漲的影響，肅南縣羊肉市場價格自2007年后上漲明顯，有效刺激了當?shù)匦螽a(chǎn)品的生產(chǎn)和供給，牛羊肉總產(chǎn)量由2004 年的5 200 噸上升至2016 年的9 683.15噸，年均增長率5.11%。作為草叢-地境界面上生態(tài)系統(tǒng)敏感程度的表征，草地三化面積有所減少，草地系統(tǒng)的敏感程度自2013年后逐漸減弱。

3.3 肅南縣社會-生態(tài)系統(tǒng)的適應能力評價與分析

作為降低系統(tǒng)脆弱性的驅(qū)動因子，2004—2016年肅南縣SES 適應能力總體呈波動上升趨勢。該指數(shù)上漲的原因在于社會系統(tǒng)應災能力的顯著增強，其中人均地方財政支出貢獻較大，2010 年后該指標以年均20.85%的速度上漲。而2004—2010年間肅南縣適應能力指數(shù)漲落的原因還與退牧還草工程實施面積的波動相關。2011年國家開始實施草原生態(tài)補助獎勵政策并鼓勵種植優(yōu)良牧草。2012年起，肅南縣飼草種植面積逐年增加，2015 和2016 年種植面積的增長率高達65.36%和39.72%，有效緩解了牲畜需草量與草原產(chǎn)草量不足的矛盾，SES 適應能力顯著增強。第三產(chǎn)業(yè)作為表征區(qū)域生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標志，可有效提升SES 應對外部災害和沖擊的能力，而第二產(chǎn)業(yè)在此方面貢獻甚微甚至會影響第三產(chǎn)業(yè)對提升系統(tǒng)適應能力的貢獻度。適時調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構，轉變以礦產(chǎn)資源無序開采為主的工業(yè)發(fā)展模式，構建立體型牧區(qū)綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系，推動生態(tài)旅游及其配套服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展是增強肅南社會-生態(tài)系統(tǒng)適應能力和可持續(xù)發(fā)展的關鍵［49］。

3.4 肅南縣社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評價及態(tài)勢

借助VSD 框架和脆弱性指數(shù)計算模型，對肅南縣SES 脆弱性進行測度，結果表明：（1）2004—2006年，隨著暴露度指數(shù)的下降和適應能力的提高，該縣SES 脆弱性顯著降低，特別是在2006年下降至最低值0.374。這與生態(tài)保護工程退牧還草的實施有關。（2）伴隨退牧還草工程實施面積的減少、畜產(chǎn)品市場敏感性及縣域經(jīng)濟活動影響力的加強，系統(tǒng)的暴露度和敏感性指數(shù)穩(wěn)步提高，SES 脆弱性由2007年的0.609 上升至2014 年的1.081。而系統(tǒng)的適應能力在此階段卻表現(xiàn)出低水平緩慢上升的特點。究其原因，肅南縣第三產(chǎn)業(yè)增加值雖穩(wěn)步提升，但受第二產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的影響，產(chǎn)值比重卻逐年下降，減弱了對系統(tǒng)適應能力的貢獻度。（3）2015—2016 年，SES 敏感度逐漸趨于穩(wěn)定，在適應能力顯著提高的背景下（2013 年后第三產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展、2014 年后飼草種植面積顯著增加），自然系統(tǒng)和社會經(jīng)濟的暴露度顯著下降，系統(tǒng)脆弱性下降至0.440（圖1）。

圖1 2004—2016年肅南縣社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性演變趨勢Fig.1 Evolution trend of the vulnerability of social-ecological system in Sunan County from 2004 to 2016

3.5 肅南縣社會-生態(tài)系統(tǒng)的致脆因子診斷

為探究肅南縣SES 主要的致脆因子，從歷年暴露度、敏感性、適應能力的指標障礙度結果中篩選出障礙度≥8%且排名前兩位的指標（表3）。（1）從暴露度因素的排序可知，牲畜密度E5 和人均GDP E6是影響SES 暴露度漲落的潛在風險因子；隨著降雨量的減少和牲畜數(shù)量的大幅度上升，草地的承載壓力增大，植被覆蓋度E3 成為影響2009—2013 年這一階段SES 暴露度漲落的潛在風險因素，但其影響力相對較弱；2014—2016 年，第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值下降導致經(jīng)濟增長增速放緩，人均草地面積增加是緩解SES風險脅迫的主要限制因素。經(jīng)濟活動作為連接地區(qū)物質(zhì)流、能量流、信息流和政府、產(chǎn)業(yè)、企業(yè)、個人等各主體運作發(fā)展的載體，應適時放緩其發(fā)展增速并調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構，加快推動旅游、文化、科教等生態(tài)服務業(yè)的發(fā)展。（2）從敏感性因素的排序來看，作為祁連山北麓重要的畜牧業(yè)生產(chǎn)基地，肅南縣生態(tài)系統(tǒng)對人類活動的擾動反應敏感且具有正反饋的放大作用，草原三化面積S1始終是SES 敏感性的風險來源。2008年之前，肉類總產(chǎn)量S3和羊肉市場價格增長緩慢，成為SES 敏感性提升的主要限制性因素，但隨著政府對畜產(chǎn)品品質(zhì)和品牌競爭力培育力度的加大，敏感性貢獻逐漸增加。農(nóng)牧民對生態(tài)政策影響的敏感性和適應性主要體現(xiàn)在其從業(yè)人數(shù)和收入的變化上，牧民生計多元化和牧業(yè)生產(chǎn)代際轉型是影響SES 敏感性的抑制因素。（3）從適應性因素的排序來看，2010 年之前，肅南縣飼草種植規(guī)?；揪S持在1 546.66～1 946.66 hm2，財政支持力度上漲相對緩慢（年均上漲1 843.66×104元），是制約該縣SES 適應能力提升的主要障礙因素。伴隨著牲畜數(shù)量持續(xù)上漲和草地生態(tài)退化的潛在風險，貫徹實施退牧還草政策則成為SES 增強應對外部干擾與沖擊的重要突破口。（4）核算排名前四的致脆因子的出現(xiàn)頻次和障礙度：暴露度類指標出現(xiàn)頻次24次，障礙度總值3.964；敏感性類和適應性類指標出現(xiàn)頻次僅為16 次和12 次，障礙度總值分別為2.245 和1.226。表明肅南縣SES 脆弱性的潛在風險和障礙因子主要來源于系統(tǒng)的暴露度，牲畜密度、人均GDP、植被覆蓋度是影響系統(tǒng)暴露度漲落的潛在風險因素，退牧還草工程及財政支出支持力度是SES脆弱性提升的關鍵致脆因素。

表3 肅南縣社會-生態(tài)系統(tǒng)主要障礙因子Table 3 Main obstacle factors of social-ecological system in Sunan County

4 討論

肅南縣SES 脆弱性雖在2014 年后呈遞減趨勢，但祁連山特殊的地理位置和社會-生態(tài)特質(zhì)決定了其對氣候變化、牧業(yè)生產(chǎn)、旅游開發(fā)等外部擾動的敏感性和脆弱性。未來肅南縣應放緩經(jīng)濟發(fā)展增速，構建立體型綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系以增強SES 的適應能力。本文研究表明，第三產(chǎn)業(yè)可提升SES 應對能力，而第二產(chǎn)業(yè)非但不能提升SES 的抗逆性還會削弱第三產(chǎn)業(yè)在此方面的貢獻度。因此，在當前祁連山生態(tài)綜合整治和國家公園體制試點建設背景下，應轉變第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展高度依賴礦產(chǎn)開采、無序經(jīng)營的情勢，降低依靠無序能源開發(fā)產(chǎn)生的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟貢獻，加大財政支出力度，推動生態(tài)旅游及其配套服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展，轉變傳統(tǒng)畜牧業(yè)數(shù)量型發(fā)展模式，減少牲畜數(shù)量，提升草地畜牧業(yè)的需求、品牌、品質(zhì)競爭力，實現(xiàn)高附加值畜牧業(yè)的回歸性升級。第二，推進落實草原生態(tài)保護政策，重建社會系統(tǒng)管理和生態(tài)系統(tǒng)管理的尺度匹配以降低SES 脆弱性風險。草場退化是牧區(qū)SES 互動和反饋在陸面系統(tǒng)的體現(xiàn)，其實質(zhì)是社會系統(tǒng)管理和生態(tài)系統(tǒng)管理長期形成的尺度匹配被破壞的結果［50］。加強退牧還草工程落實力度，并將其與社區(qū)共管機制結合，形成“部門合作”與“公私合作”雙向維度的行動者網(wǎng)絡來增強SES的管理彈性和尺度匹配度。

SES 是一個多尺度聯(lián)結的復雜巨系統(tǒng)，存在諸多的不確定性與模糊性，如何克服SES 脆弱性評價中指標體系龐雜、相關性高，理論模型對數(shù)據(jù)、信息統(tǒng)籌性、邏輯性不強等問題是當前研究的難點?，F(xiàn)有的SES 脆弱性分析模型關注于對脆弱性產(chǎn)生原因及機理的概念化表述和驅(qū)動因素內(nèi)在聯(lián)系的表達，缺少適用于定量探究區(qū)域尺度多重要素聯(lián)結、多重風險擾動的整合型評估框架。Polsky等［32］提出的VSD 模型配有規(guī)范分析的八步流程，目標層-維度層-要素層-指標層逐級遞進、逐項細化的信息識別和數(shù)據(jù)統(tǒng)籌方式，具有一定的兼容性、延展性和區(qū)域適用性，且該方法過程簡單，評價結果直觀明了，便于脆弱性的定量化計算，可操作性強，能較好地解決當前SES 脆弱性整合評估中的問題。但該模型難以解決地方性特質(zhì)和生境分布不均衡、評價指標模糊化及其區(qū)域影響的差異化問題，因此，該模型在空間維度脆弱性應用中有待進一步改進。

5 結論

本研究基于VSD框架的“暴露度-敏感性-適應性”3 個維度，以祁連山北麓典型牧區(qū)肅南縣為例，利用Frazier 等［39］的顯式空間脆弱性指數(shù)計算模型和致脆因子診斷模型全面分析了肅南縣社會-生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性及其致脆因子，結論如下：2004—2016 年間，肅南縣SES 的暴露度指數(shù)介于0.374～0.725，整體呈先降-再升-后降的趨勢；敏感性指數(shù)和適應性指數(shù)均波動上漲；脆弱性指數(shù)由2006年的0.327 持續(xù)上升至2014 年的1.081 之后下降至2016年的0.440。肅南縣SES 脆弱性的潛在風險和致脆因子主要來源于系統(tǒng)的暴露度，牲畜密度、人均GDP、植被覆蓋度是影響系統(tǒng)暴露度漲落的潛在風險因素，退牧還草工程及財政支出支持力度是SES脆弱性提升的關鍵致脆因素。