基于生態(tài)功能區(qū)尺度的社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力評(píng)價(jià)研究

張藝嚴(yán)，張紹良，楊永均*，侯湖平

（1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，江蘇 徐州 221100；2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院，江蘇 徐州 221100）

國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)戰(zhàn)略要求構(gòu)建國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)新格局[1]。新時(shí)期國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)將是大尺度的系統(tǒng)修復(fù)，需要轉(zhuǎn)變?cè)袉吸c(diǎn)、單要素、單過程的工程修復(fù)模式[2]，改變“治標(biāo)不治本”的現(xiàn)狀，樹立兼具系統(tǒng)性、整體性、綜合性的國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)理念[3]。2020 年，自然資源部印發(fā)《山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程指南（試行）》，其中明確提出圍繞重要生態(tài)功能區(qū)，統(tǒng)籌考慮恢復(fù)力水平，建立起系統(tǒng)化生態(tài)修復(fù)體系的思路。人類社會(huì)與自然環(huán)境耦合構(gòu)成社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)修復(fù)工程的修復(fù)效率及區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的自修復(fù)能力，均受到自然、社會(huì)多種驅(qū)動(dòng)因素的共同影響。而社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力水平是一項(xiàng)受社會(huì)、自然等多重因素共同作用形成的復(fù)雜綜合指標(biāo)，可反映系統(tǒng)遭受干擾后維持其基本結(jié)構(gòu)與功能的能力，表明社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境演變之間的調(diào)整適應(yīng)關(guān)系，可以為國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)調(diào)查、工程布局、修復(fù)后評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)[4]。因此，未來國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)戰(zhàn)略需要系統(tǒng)考慮社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力，開展大尺度評(píng)估。

目前，針對(duì)恢復(fù)力評(píng)估，學(xué)界已開展了一系列研究。在國(guó)外，1973年HOLLING[5]首先提出恢復(fù)力的概念，經(jīng)過不斷發(fā)展、應(yīng)用、完善，恢復(fù)力已從最早的物理學(xué)概念逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)學(xué)概念，被認(rèn)為是可持續(xù)的核心，已作為量化指標(biāo)應(yīng)用于海岸帶[6-7]、濕地[8]、農(nóng)業(yè)區(qū)[9]、森林[10-12]等不同研究區(qū)。近年來恢復(fù)力概念在我國(guó)受到廣泛關(guān)注，羅明等[13]在研究山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)試點(diǎn)工程布局時(shí)，提出要在工程的規(guī)劃、實(shí)施全過程中加強(qiáng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力的分析研究。而在中小尺度的實(shí)踐層面，也有許多成功的研究案例，楊永均等[14]運(yùn)用非線性動(dòng)力學(xué)模型，揭示了礦山土地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力機(jī)制；楊濤等[15]運(yùn)用熵權(quán)TOPSIS 法，從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、制度、生態(tài)4 個(gè)維度對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度的社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力水平進(jìn)行了測(cè)度；胡蒙蒙等[16]則構(gòu)建了復(fù)合系統(tǒng)恢復(fù)力測(cè)度模型，評(píng)估了行政市尺度的社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力水平，并對(duì)其演變趨勢(shì)及驅(qū)動(dòng)機(jī)制進(jìn)行了總結(jié)。雖然目前鮮見涉及社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力的大尺度定量研究，但已有不少學(xué)者對(duì)不同尺度生態(tài)系統(tǒng)的承載力[17]、敏感性[18]和脆弱性[19]等與恢復(fù)力類似或相關(guān)的指示開展了系統(tǒng)研究。承載力的核心思想就是開發(fā)強(qiáng)度不能超過限制性因素[20]，因而容納了恢復(fù)力的核心理念，恢復(fù)力是承載力的決定因素，但承載力評(píng)估主要針對(duì)土地，服務(wù)于國(guó)土開發(fā)，與社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力的適用范圍有差別。而生態(tài)環(huán)境敏感性反映生態(tài)系統(tǒng)對(duì)各種環(huán)境變異和人類活動(dòng)干擾的敏感程度，即生態(tài)系統(tǒng)在遇到干擾時(shí)，生態(tài)環(huán)境問題出現(xiàn)的概率大小[21]，與社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力研究的角度明顯不同。脆弱性是指生態(tài)系統(tǒng)受到其無力應(yīng)對(duì)的土地利用變化時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)發(fā)生的負(fù)面變化程度[22]，生態(tài)系統(tǒng)越脆弱，自然生態(tài)恢復(fù)力越低，其受到人類活動(dòng)因素的影響越多，與社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力不同，脆弱性本質(zhì)上側(cè)重表達(dá)人類和生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)擾動(dòng)時(shí)的表現(xiàn)。

總體來看，盡管恢復(fù)力的概念在當(dāng)前生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)與管理中的應(yīng)用價(jià)值已被廣泛接受和認(rèn)可，與社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力相關(guān)的諸多概念在學(xué)界也已有多角度探討，但仍缺少大尺度上針對(duì)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的宏觀評(píng)價(jià)。目前，我國(guó)正在開展國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)工程，亟需根據(jù)社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力水平的現(xiàn)狀指導(dǎo)未來國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)工程的具體布局。為此，本研究構(gòu)建全國(guó)尺度的社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力指標(biāo)體系，探討了我國(guó)各生態(tài)功能區(qū)的社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力水平。

1 社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力的內(nèi)涵

社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的基本屬性，指區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)在受到有限強(qiáng)度的擾動(dòng)后具有的恢復(fù)到平衡點(diǎn)、保持原狀態(tài)和定性結(jié)構(gòu)的能力[23]。這一概念起源于系統(tǒng)生態(tài)學(xué)與恢復(fù)力理論，基于復(fù)雜的、相互關(guān)聯(lián)的社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的非線性動(dòng)態(tài)變化假設(shè)，是一種契合區(qū)域生態(tài)學(xué)所倡導(dǎo)的“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然”復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)研究的新理論。在對(duì)社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力進(jìn)行評(píng)估時(shí)，其與傳統(tǒng)的單要素生態(tài)評(píng)估和傳統(tǒng)的自然恢復(fù)力評(píng)估也存在根本區(qū)別，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

第一，對(duì)社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行拆分-耦合分析。自然生態(tài)系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)相互聯(lián)系且相互影響，但存在明確的界限，不同尺度不同區(qū)域?qū)謴?fù)力評(píng)估的方向有不同的側(cè)重點(diǎn)，單一因素或耦合因素均無法有效反映某一區(qū)域的準(zhǔn)確現(xiàn)狀。該理論將社會(huì)系統(tǒng)與自然系統(tǒng)概念化為真正相互聯(lián)系和相互依存的獨(dú)立系統(tǒng)進(jìn)行討論，將二者定義為一個(gè)耦合的社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)，這里的“社會(huì)”是包括社會(huì)、經(jīng)濟(jì)體系的廣義概念。這一發(fā)展的主要意義在于其擴(kuò)大了舊理論的研究?jī)?nèi)容，從恢復(fù)力理論所強(qiáng)調(diào)的生態(tài)系統(tǒng)反饋的適應(yīng)性管理[23]，擴(kuò)展到具有解釋社會(huì)層面擾動(dòng)的條件，避免了社會(huì)與自然因子的遺漏與混淆。同時(shí)，拓寬視角后的生態(tài)系統(tǒng)管理者將可以更準(zhǔn)確地對(duì)擾動(dòng)因子進(jìn)行預(yù)警，并提供相應(yīng)的優(yōu)化渠道。

第二，通過基本特征與內(nèi)涵反映具體水平。生態(tài)系統(tǒng)由諸多參數(shù)變量和狀態(tài)變量組成，他們之間形成交互作用，并最終使得系統(tǒng)表現(xiàn)出自組織現(xiàn)象。系統(tǒng)自維持能力的可持續(xù)性來源于其基本屬性，所以綜合的特征分析逐漸發(fā)展為社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力評(píng)估的前提。目前，學(xué)界普遍認(rèn)為一個(gè)具有較高社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力的系統(tǒng)需具備一定的特征，從而保證系統(tǒng)在面對(duì)擾動(dòng)時(shí)快速作出有效反應(yīng)，或可保證系統(tǒng)有“儲(chǔ)備資源”來面對(duì)擾動(dòng)，亦或可以讓系統(tǒng)在面臨擾動(dòng)時(shí)有在若干解決方案中選擇的優(yōu)勢(shì)[14]。因此，社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的指標(biāo)和數(shù)值，而是一種對(duì)系統(tǒng)特征的綜合表達(dá)。

圖1 分析了社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力的概念框架?；謴?fù)力是可持續(xù)的基礎(chǔ)，人類的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和自然資源管理工作正是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)感興趣系統(tǒng)的可持續(xù)管理。本研究所討論的社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力，其對(duì)象為國(guó)土空間生態(tài)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一個(gè)社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)。管理該系統(tǒng)時(shí)，可結(jié)合恢復(fù)力理念掌握恢復(fù)力水平，并歸納出有關(guān)的閾值、狀態(tài)、運(yùn)行空間等信息，這對(duì)于制定明智的決策、措施、行動(dòng)具有核心作用。具體來說，恢復(fù)力水平的評(píng)估，可以在擾動(dòng)影響的預(yù)控、生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)、生態(tài)修復(fù)評(píng)價(jià)、生態(tài)管理優(yōu)化等方面發(fā)揮重要的作用。

圖1 社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力的概念框架Figure 1 Conceptual framework of socio-ecological resilience

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 評(píng)價(jià)對(duì)象

不同生態(tài)系統(tǒng)具有不同的尺度與范圍，在進(jìn)行國(guó)家尺度的社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力評(píng)價(jià)時(shí)，傳統(tǒng)的行政單元、柵格單元、土壤地理單元、土地利用單元等區(qū)劃方案可能會(huì)出現(xiàn)多種生態(tài)系統(tǒng)類型的疊加，導(dǎo)致一些數(shù)據(jù)采集、處理和分析產(chǎn)生割裂，無法保障生態(tài)系統(tǒng)的完整性。因此，本研究選用根據(jù)區(qū)域內(nèi)部生態(tài)條件、生態(tài)系統(tǒng)功能一致性劃分的生態(tài)功能區(qū)作為評(píng)價(jià)單元。生態(tài)功能區(qū)是一種結(jié)合某區(qū)域的地理特征，再依次按照其內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)的類型、結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行分區(qū)的區(qū)劃方案。數(shù)據(jù)來源為中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估與生態(tài)安全格局?jǐn)?shù)據(jù)庫公開提供的中國(guó)生態(tài)功能區(qū)劃方案（http：∕∕www.ecosystem.csdb.cn∕）。

該區(qū)劃方案按照生態(tài)系統(tǒng)的自然屬性和所具有的主導(dǎo)服務(wù)功能類型，首先將全國(guó)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分為生態(tài)調(diào)節(jié)、產(chǎn)品提供與人居保障3 大類，在此基礎(chǔ)上，依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性劃分了多個(gè)生態(tài)功能類型，最后根據(jù)生態(tài)功能類型及其空間分布特征，以及生態(tài)系統(tǒng)類型的空間分異特征、地形差異、土地利用的組合，將全國(guó)劃分為1 463個(gè)生態(tài)功能區(qū)（圖2）。因此，這些功能區(qū)內(nèi)部具有地形、水文、光熱等自然條件趨同，生態(tài)系統(tǒng)條件基本一致，以及生態(tài)恢復(fù)方向類似的特征，而不同的功能區(qū)之間的主要功能（生態(tài)調(diào)節(jié)、產(chǎn)品提供與人居保障，即生態(tài)功能與社會(huì)功能）區(qū)分明確，適合本研究社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力二元評(píng)價(jià)的需求；同時(shí)，該分區(qū)的特征也比行政單元等劃分方案更加適合未來的生態(tài)管理。

圖2 中國(guó)生態(tài)功能分區(qū)Figure 2 Ecological function areas in China

2.2 指標(biāo)體系

恢復(fù)力高的系統(tǒng)往往表現(xiàn)出較強(qiáng)的自維持能力，其基本作用是確保系統(tǒng)的可持續(xù)性，即確保社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)按照管理者所期望的方式持續(xù)發(fā)展，所以綜合的恢復(fù)力分析往往是恢復(fù)力評(píng)估的前提。目前，學(xué)界對(duì)一個(gè)具有良好恢復(fù)力的系統(tǒng)所應(yīng)具備的特征進(jìn)行了討論，公認(rèn)的特征[23]主要包括生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（Ecosystem service）、社會(huì)資本（Social capital）、創(chuàng)新性（Innovation）、交疊管理（Overlap in governance）、開放性（Openness）、慢變量（Slow variables）、多樣性（Diversity）等，其內(nèi)涵如表1所示。在現(xiàn)有的恢復(fù)力量化實(shí)踐案例中[23]，大多數(shù)研究將各項(xiàng)原則按照側(cè)重自然或社會(huì)屬性分類后選取對(duì)應(yīng)指標(biāo)，而個(gè)別特征則需要在具體實(shí)踐中結(jié)合研究區(qū)的生態(tài)、社會(huì)需求，考慮數(shù)據(jù)可獲得性與代表性進(jìn)行自然-社會(huì)耦合或選擇自然、社會(huì)單項(xiàng)數(shù)據(jù)作為評(píng)價(jià)因子。

表1 社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力的基本特征與內(nèi)涵Table 1 Features and connotations of socio-ecological resilience

（1）自然生態(tài)恢復(fù)力指標(biāo)體系

基于恢復(fù)力的特征，選擇適用的自然生態(tài)恢復(fù)力評(píng)價(jià)指標(biāo)，如表2 所示。慢變量特征下，本研究從土壤肥力、地質(zhì)巖性、氣候3個(gè)方面選取了5個(gè)影響區(qū)域自然條件水平的因子，分別是上層有機(jī)碳含量、下層有機(jī)碳含量、全國(guó)巖性數(shù)據(jù)、積溫水平、降水水平。土壤有機(jī)碳含量越高，地質(zhì)巖性越適宜作物生長(zhǎng)，水熱條件越好，恢復(fù)力水平越高，生態(tài)恢復(fù)過程越快。反之，恢復(fù)力水平越低，生態(tài)恢復(fù)越慢。各區(qū)域自然條件水平是自然恢復(fù)力的核心因素且變化緩慢，反映了慢變量特征。在多樣性特征下，選取生物多樣性為指標(biāo)。多樣性越強(qiáng)，生態(tài)系統(tǒng)抵抗擾動(dòng)的能力越強(qiáng)，擾動(dòng)后物種恢復(fù)越多。維管植物是所有具有維管系統(tǒng)植物的統(tǒng)稱，包括蕨類和種子植物，是陸生植物的絕對(duì)主導(dǎo)種類，以該多樣性數(shù)據(jù)反映生物多樣性特征具有典型性。此外，本研究以區(qū)域的生態(tài)功能總價(jià)值反映生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平，以開放性的景觀格局指數(shù)反映區(qū)域內(nèi)不同斑塊類型的團(tuán)聚程度或延展趨勢(shì)。

表2 自然生態(tài)恢復(fù)力指標(biāo)體系、數(shù)據(jù)及權(quán)重Table 2 Index，data and weights of natural resilience

（2）社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力指標(biāo)體系

基于恢復(fù)力特征選擇適用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力評(píng)價(jià)指標(biāo)，如表3 所示。選取交通通達(dá)度水平數(shù)據(jù)作為開放性的社會(huì)指標(biāo)，是因其不局限于反映市政基礎(chǔ)設(shè)施水平情況，還可以很好地反映生態(tài)功能單元的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況，符合兼顧城鄉(xiāng)二元特征的區(qū)域開放性研究需求。選取人口密度與地均GDP 水平數(shù)據(jù)代表系統(tǒng)的社會(huì)資本特征，是因?yàn)橐粋€(gè)區(qū)域的人口密度、地均GDP 水平可以有效反映該區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展厚度。此外，本研究在兼顧數(shù)據(jù)合理性與可獲得性的前提下，分別選取科技投入水平與政策因素來反映區(qū)域社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)的創(chuàng)新性與交疊管理水平。

2.3 數(shù)據(jù)來源

生物多樣性分布數(shù)據(jù)主要來源于環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所提供的《中國(guó)生物多樣性本底評(píng)估報(bào)告》中的中國(guó)維管植物分布數(shù)據(jù)；全國(guó)巖性數(shù)據(jù)來源于地質(zhì)科學(xué)數(shù)據(jù)出版系統(tǒng)中公開提供的全國(guó)1∶200 000 數(shù)字地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫；中國(guó)全域積溫柵格數(shù)據(jù)、降雨量柵格數(shù)據(jù)、地均GDP 柵格數(shù)據(jù)、生態(tài)服務(wù)價(jià)值柵格數(shù)據(jù)則從中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心提?。?015年數(shù)據(jù)）；土壤有機(jī)碳含量柵格數(shù)據(jù)提取自聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織HWSD 項(xiàng)目數(shù)據(jù)。其他參考數(shù)據(jù)包括中國(guó)縣級(jí)行政區(qū)劃數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)則主要來源于歷年《中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫》、《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》、各省份統(tǒng)計(jì)年鑒、部分省份與地級(jí)市年鑒及部分市、縣、區(qū)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)等，部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于CNKI 統(tǒng)計(jì)年鑒庫，年鑒數(shù)據(jù)均選取2018年數(shù)據(jù)以保證研究結(jié)果的準(zhǔn)確性與時(shí)效性。

2.4 評(píng)價(jià)方法

本研究提出利用多準(zhǔn)則評(píng)估模型，在評(píng)估自然生態(tài)恢復(fù)力與社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力水平的基礎(chǔ)上，對(duì)社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力進(jìn)行耦合分析。

（1）自然生態(tài)恢復(fù)力與社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力權(quán)重確定

研究首先運(yùn)用極差法將原始數(shù)據(jù)有效歸一化在［0，1］之間，之后為了盡量減少和避免權(quán)重確定過程中的主觀因素及某些客觀局限影響，采用熵值法[25]分別對(duì)全國(guó)尺度自然生態(tài)恢復(fù)力、社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力的各指標(biāo)賦予權(quán)重。通過計(jì)算，得到各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值如表2和表3所示。

（2）自然生態(tài)恢復(fù)力與社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力指標(biāo)復(fù)合分析

以全國(guó)1 463 個(gè)生態(tài)功能區(qū)為基本評(píng)價(jià)單元，通過ArcGIS 10.3 軟件中的漁網(wǎng)功能進(jìn)行數(shù)據(jù)疊加分析，將標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)代入后將各單項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果（表2和表3）加權(quán)，進(jìn)行多準(zhǔn)則評(píng)估，分別計(jì)算自然生態(tài)恢復(fù)力、社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力兩類指標(biāo)水平。

表3 社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力指標(biāo)體系、數(shù)據(jù)及權(quán)重Table 3 Index，data and weights of social-economic resilience

（3）社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力綜合集成評(píng)價(jià)

當(dāng)自然生態(tài)恢復(fù)力強(qiáng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力較弱時(shí)，生態(tài)修復(fù)工程往往存在投入產(chǎn)出比過大、經(jīng)濟(jì)效益差的問題；而當(dāng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力較強(qiáng)、自然生態(tài)恢復(fù)力較弱時(shí)，生態(tài)修復(fù)工程又往往存在高成本低產(chǎn)出的情況。只有在自然生態(tài)恢復(fù)力與社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力水平均達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，開展的生態(tài)修復(fù)工程才能達(dá)到最好的預(yù)期效果。因此，參考自然生態(tài)恢復(fù)力、社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力兩類指標(biāo)的水平等級(jí)，形成集成評(píng)價(jià)參照矩陣（表4），初步劃分社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力的等級(jí)。

表4 社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力水平集成評(píng)價(jià)參照矩陣Table 4 Reference matrix for integrated assessment of socio-ecological resilience level

3 結(jié)果與分析

3.1 自然生態(tài)恢復(fù)力水平及空間格局

我國(guó)各生態(tài)功能區(qū)的自然生態(tài)恢復(fù)力指數(shù)位于0.10～0.56 區(qū)間內(nèi)，呈明顯的區(qū)域性分布，與直觀的自然地理?xiàng)l件的空間分布特征高度相關(guān)（圖3）。從總體趨勢(shì)來看，恢復(fù)力較高的地區(qū)集中于水熱條件較好的南方低緯度地區(qū)，而高緯度、高海拔、景觀破碎度高的評(píng)價(jià)單元自然生態(tài)恢復(fù)力水平較低。長(zhǎng)白山脈、河套平原、祁連山區(qū)、秦巴山區(qū)的恢復(fù)力水平明顯高于周邊平均水平，黃淮海地區(qū)、東北平原、黃土高原、內(nèi)蒙古高原地區(qū)的恢復(fù)力水平則低于周邊平均水平。

圖3 全國(guó)各生態(tài)功能單元的自然生態(tài)恢復(fù)力水平Figure 3 Natural resilience levels of ecological function areas in China

將恢復(fù)力水平區(qū)間50 等分后統(tǒng)計(jì)指標(biāo)值在各區(qū)間內(nèi)的頻數(shù)如圖4 所示。各評(píng)價(jià)單元的自然生態(tài)恢復(fù)力水平指數(shù)主要集中于0.22～0.34 區(qū)間內(nèi)，占比為67%，與其他分區(qū)頻數(shù)差異明顯，表明多數(shù)研究區(qū)自然生態(tài)恢復(fù)力處于較低水平至中等水平之間，整體資源配置與抗擾能力還存在較大提升空間。因此，等分區(qū)間法并不能很好地描述等級(jí)的差異。本研究選取自然斷點(diǎn)法，按照恢復(fù)力水平值聚類趨勢(shì)劃分等級(jí)，將我國(guó)各評(píng)價(jià)單元的自然生態(tài)恢復(fù)力水平分為5個(gè)等級(jí)：第一級(jí)0.102 5～0.179 1；第二級(jí)0.179 1～0.233 7；第三級(jí)0.233 7～0.285 9；第四級(jí)0.285 9～0.361 9；第五級(jí)0.361 9～0.556 6。各區(qū)間等級(jí)與自然生態(tài)恢復(fù)力水平等級(jí)（弱、較弱、一般、較強(qiáng)、強(qiáng)）一一對(duì)應(yīng)。

圖4 評(píng)價(jià)單元自然生態(tài)恢復(fù)力水平的頻率分布Figure 4 Frequency distribution of natural resilience levels

3.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力水平及空間格局

全國(guó)各生態(tài)功能單元的社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力水平如圖5 所示。各生態(tài)功能區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力水平指數(shù)為0.18～0.94，同樣呈明顯的區(qū)域性分布，社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力高水平評(píng)價(jià)單元集中于東部沿海地區(qū)，如京津冀地區(qū)、長(zhǎng)三角地區(qū)、珠三角地區(qū)等，這些區(qū)域普遍具有交通便利、人口密集、GDP水平高的特點(diǎn)，這是由歷史、社會(huì)、區(qū)位等因素共同決定的。而西北欠發(fā)達(dá)地區(qū)各評(píng)價(jià)單元的水平則普遍較低。對(duì)全國(guó)尺度社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力水平進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出指標(biāo)值在50 個(gè)分區(qū)內(nèi)的頻率直方圖（圖6）。社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力水平指數(shù)主要集中于0.20～0.45 區(qū)間內(nèi)，占比為89%，各分區(qū)的頻數(shù)差距明顯，同樣選取自然斷點(diǎn)法進(jìn)行分等：第一級(jí)0.180 6～0.270 3；第二級(jí)0.270 3～0.331 7；第三級(jí)0.331 7～0.384 2；第四級(jí)0.384 2～0.498 0；第五級(jí)0.498 0～0.930 7。

圖5 全國(guó)各生態(tài)功能單元的社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力水平Figure 5 Socio-economic resilience levels of ecological function areas in China

圖6 評(píng)價(jià)社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力水平的頻率分布Figure 6 Frequency distribution of socio-economic resilience levels

3.3 社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力總體格局

在分析討論各評(píng)價(jià)因子的空間分布特征后，最終對(duì)恢復(fù)力評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行了測(cè)度，得到全國(guó)尺度下各生態(tài)功能區(qū)社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力水平分布圖，如圖7所示。我國(guó)各生態(tài)功能區(qū)的社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力水平呈現(xiàn)明顯的區(qū)域特征，全國(guó)差異性顯著，從地理單元來看，高水平生態(tài)功能單元集中于第三級(jí)階梯的東南丘陵等低緯度地區(qū)，同時(shí)在東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)零星分布。而地處第一、二級(jí)階梯的內(nèi)蒙古高原、塔里木盆地、黃土高原、四川盆地、云貴高原、青藏高原等高緯度經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的恢復(fù)力水平相對(duì)較低。

圖7 全國(guó)各生態(tài)功能單元社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力水平Figure 7 Socio-ecological resilience levels of ecological function areas in China

3.4 恢復(fù)力評(píng)價(jià)指標(biāo)的相關(guān)性

為了驗(yàn)證指標(biāo)選取的合理性，本研究對(duì)指標(biāo)進(jìn)行了相關(guān)性分析。從全國(guó)生態(tài)功能區(qū)的數(shù)據(jù)來看，兩類恢復(fù)力各個(gè)指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)如表5 和表6 所示。一般來說，相關(guān)系數(shù)超過0.7 說明指標(biāo)相關(guān)性緊密,0.4～0.7 之間說明相關(guān)性一般，0.2～0.4 說明相關(guān)性較小，小于0.2則說明基本不存在相關(guān)性。

表5 自然生態(tài)恢復(fù)力指標(biāo)相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of natural resilience indexes

表6 社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力指標(biāo)相關(guān)性分析Table 6 Correlation analysis of socio-economic resilience indexes

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與積溫水平有顯著的正相關(guān)關(guān)系，與地質(zhì)巖性有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，全國(guó)景觀格局指數(shù)同樣與地質(zhì)巖性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。而反映自然條件的各項(xiàng)指標(biāo)與其他指標(biāo)之間的相關(guān)性不強(qiáng)。這表明各指標(biāo)之間的共線性較小，也表明自然條件指數(shù)是自然生態(tài)恢復(fù)力最關(guān)鍵的指標(biāo)，決定了生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)能力的高低。

交通通達(dá)度與科技投入水平、政策因素之間，地均GDP 與人口密度之間呈現(xiàn)一定的正相關(guān)關(guān)系，其他社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力各指標(biāo)之間相關(guān)性不強(qiáng)。這同樣說明社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力指標(biāo)間共線性較小，指標(biāo)選取合理，水平參數(shù)的評(píng)估結(jié)果穩(wěn)定可靠，同時(shí)也反映了恢復(fù)力各特征之間的低相關(guān)性。

同時(shí)，對(duì)全國(guó)1 463 個(gè)生態(tài)功能區(qū)的自然生態(tài)恢復(fù)力與社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力的水平進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)為0.115，說明兩個(gè)子系統(tǒng)恢復(fù)力水平的區(qū)分度極高，研究的分類方式與評(píng)估的耦合模型準(zhǔn)確而可靠。

4 討論

4.1 社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力格局形成機(jī)制

國(guó)土空間生態(tài)系統(tǒng)的社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力水平是自然生態(tài)恢復(fù)力與社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力相互作用的結(jié)果。

（1）自然生態(tài)恢復(fù)力呈現(xiàn)出明顯的自然聚集趨勢(shì)的空間分布格局，這是由不同恢復(fù)力特征共同作用形成的。①從全局角度來說，慢變量特征對(duì)自然生態(tài)恢復(fù)力的形成起到關(guān)鍵作用。將自然生態(tài)恢復(fù)力結(jié)果與各項(xiàng)因子數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，造成區(qū)域差異的關(guān)鍵來源于地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、土壤等生態(tài)基質(zhì)要素和氣候、降水等生態(tài)動(dòng)能因素。這些常態(tài)要素難以在短時(shí)間內(nèi)改變，是反映生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵慢變量特征。②不同區(qū)域間，開放性、多樣性、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)等特征對(duì)自然生態(tài)恢復(fù)力的形成產(chǎn)生不同程度影響。在生態(tài)功能區(qū)生態(tài)本底同質(zhì)化的情況下，其自然生態(tài)恢復(fù)力的水平由其他特征決定。例如，當(dāng)區(qū)域的地貌完整度更高時(shí)，高開放程度使要素間流通更容易，其恢復(fù)力水平也更高；而當(dāng)區(qū)域的生物種群擁有更豐厚的數(shù)量與質(zhì)量時(shí)，生物門類之間的功能與生態(tài)位可以相互替代，其系統(tǒng)對(duì)干擾的耐受能力也更強(qiáng)。此外，如果一個(gè)區(qū)域的生態(tài)服務(wù)價(jià)值更強(qiáng)，說明其生態(tài)系統(tǒng)提供的使用價(jià)值中存在更強(qiáng)的供給、調(diào)節(jié)、文化以及支持功能，這些功能雖來源于自然本底，但反映了區(qū)域內(nèi)人類的生存環(huán)境條件，其與恢復(fù)力水平同樣呈正相關(guān)。

（2）從社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力水平及其空間分布格局來看，決定區(qū)域社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)抵御外界干擾能力的因素還包括人文經(jīng)濟(jì)要素、管理職能及政策因素等。其中，地均GDP 指標(biāo)變化最為顯著，其反映的社會(huì)資本特征是區(qū)域恢復(fù)力水平的重要影響因素。該特征能夠在很大程度上反映出就業(yè)環(huán)境、投資環(huán)境和產(chǎn)業(yè)化水平，直接影響到對(duì)資本的吸引力，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模和速度差異，進(jìn)而引起經(jīng)濟(jì)規(guī)模的變化。高經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的區(qū)域在面臨干擾時(shí)，往往可以表現(xiàn)出冗余性，具有更高的恢復(fù)力水平，而經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的功能區(qū)生產(chǎn)資料儲(chǔ)備不足，在面對(duì)外部擾動(dòng)時(shí)出現(xiàn)資本不足乃至虧損情況，保持系統(tǒng)穩(wěn)定的能力較弱。此外，國(guó)家政策調(diào)整較大、市場(chǎng)需求較高及地方政府政策傾斜較多的區(qū)域，開展土地整治等綜合生態(tài)整治工作的投入更大，完善的管理制度與創(chuàng)新化的應(yīng)對(duì)方案使其抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力也更強(qiáng)，與系統(tǒng)的抗擾動(dòng)水平呈正相關(guān)，反映了創(chuàng)新性與交疊管理等恢復(fù)力特征的作用。

（3）社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放式復(fù)雜系統(tǒng)，當(dāng)社會(huì)與生態(tài)兩個(gè)子系統(tǒng)受到外界擾動(dòng)時(shí)會(huì)有不同程度的響應(yīng)。子系統(tǒng)通過自身的調(diào)節(jié)能力抵抗外界的干擾，同時(shí)二者之間存在協(xié)調(diào)能力以保持一定的平衡狀態(tài)。這種自我調(diào)節(jié)、自我恢復(fù)、內(nèi)部協(xié)調(diào)的能力，即為一個(gè)區(qū)域的社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力?？傮w來說，自然環(huán)境因子對(duì)系統(tǒng)恢復(fù)力的影響與經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因子同樣重要，但在集成評(píng)價(jià)二者的耦合等級(jí)時(shí)，自然生態(tài)恢復(fù)力由于其慢變量特征中的各項(xiàng)生態(tài)本底指標(biāo)難以人為改變，其水平值相對(duì)穩(wěn)定，因此對(duì)總體水平的影響相較于社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力更為顯著。

4.2 恢復(fù)力水平對(duì)國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)的啟示

目前，我國(guó)的生態(tài)修復(fù)工程布局還沒有充分考慮社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力的水平，部分工程存在修復(fù)成本高、效率低的現(xiàn)象，應(yīng)按照“整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)、綜合治理”的要求，統(tǒng)籌考慮系統(tǒng)內(nèi)不同區(qū)域的具體特征，兼顧科學(xué)性與協(xié)調(diào)性的分區(qū)目標(biāo)，基于社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力水平將全國(guó)初步劃分成不同的生態(tài)修復(fù)區(qū)，為未來修復(fù)工程的規(guī)劃、實(shí)施、考核提供科學(xué)依據(jù)。

此外，生態(tài)修復(fù)工程建設(shè)前可以基于恢復(fù)力水平提出恢復(fù)工程的布局方案，以降低生態(tài)建設(shè)的盲目性和風(fēng)險(xiǎn)程度。在其他條件相同的情況下，生態(tài)工程的恢復(fù)效率與社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力水平呈正相關(guān)，恢復(fù)力水平可以指導(dǎo)生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目的投資水平，并確定修復(fù)優(yōu)先級(jí)。在布局生態(tài)工程時(shí)，應(yīng)有機(jī)地融合人工修復(fù)、自然恢復(fù)等各類工程系統(tǒng)，合理進(jìn)行生態(tài)修復(fù)目標(biāo)與工程投資的權(quán)衡?；謴?fù)力較低的功能區(qū)，適宜采用積極修復(fù)的思路，以布局高投入和高回報(bào)的人工修復(fù)措施為主；而在恢復(fù)力高的區(qū)域，則適宜采用自然恢復(fù)為主的工程，充分利用恢復(fù)力節(jié)約工程投資。

4.3 研究不足與未來展望

由于恢復(fù)力的形成機(jī)制較為復(fù)雜，對(duì)其開展定量評(píng)價(jià)具有一定難度。本研究選取多元評(píng)價(jià)方法，依托恢復(fù)力特征指標(biāo)來克服恢復(fù)力的系統(tǒng)化評(píng)估難題，并得到恢復(fù)力水平的定量結(jié)果。但由于我國(guó)各生態(tài)功能單元可能受到多因素且不斷變化的復(fù)雜擾動(dòng)影響，現(xiàn)有恢復(fù)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系存在系統(tǒng)性和時(shí)效性不足等問題，在未來需不斷更新并細(xì)化指標(biāo)體系，減少指標(biāo)關(guān)聯(lián)性，提高評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)系統(tǒng)恢復(fù)力的指示作用，從而提高評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確度。此外，社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力水平可以作為今后開展生態(tài)修復(fù)和生態(tài)管理的重要依據(jù)，但恢復(fù)力水平與生態(tài)修復(fù)工程布局和績(jī)效評(píng)估等工作之間的關(guān)系還需要進(jìn)一步研究。

5 結(jié)論

本研究基于多準(zhǔn)則模型評(píng)估了我國(guó)社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力分布水平格局特征，結(jié)合恢復(fù)力特征選擇自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子對(duì)我國(guó)自然生態(tài)恢復(fù)力與社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力進(jìn)行評(píng)估，揭示了我國(guó)社會(huì)-生態(tài)綜合恢復(fù)力的空間分布格局。結(jié)論如下：

（1）社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)包括自然生態(tài)子系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)，其恢復(fù)力水平是子系統(tǒng)的恢復(fù)力及相互耦合作用所決定的。其中：影響自然生態(tài)恢復(fù)力的最主要特征為慢變量，其他特征包括多樣性、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、開放性等；而影響社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)的主要特征為社會(huì)資本，其他特征包括創(chuàng)新性、交疊管理、開放性等。

（2）本研究按照特征選取相應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，運(yùn)用多元評(píng)價(jià)的方法，有效地評(píng)價(jià)了全國(guó)自然生態(tài)恢復(fù)力與社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力指數(shù)，反映了社會(huì)生態(tài)格局。其中：自然生態(tài)恢復(fù)力水平指數(shù)位于0.10～0.56 區(qū)間內(nèi)，呈南方高、北方低的格局；社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)力水平指數(shù)位于0.18～0.94 區(qū)間內(nèi)，呈中部及沿海地區(qū)高、其他地區(qū)低的格局。社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力水平共分為5 個(gè)等級(jí)，其分布與恢復(fù)力特征指標(biāo)有高度的相關(guān)性，水平較高的地區(qū)集中在東南低緯度水熱條件較好的地區(qū)及東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，而西北高緯度經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的恢復(fù)力水平相對(duì)較低。全國(guó)各生態(tài)功能單元的社會(huì)-生態(tài)綜合恢復(fù)力的區(qū)域異質(zhì)性強(qiáng)。

（3）未來，我國(guó)國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)的整體區(qū)劃和工程布局應(yīng)考慮各生態(tài)功能單元社會(huì)-生態(tài)恢復(fù)力的綜合水平格局，制定差異化的修復(fù)策略。