區(qū)域內(nèi)生態(tài)脆弱性分析

摘要 生態(tài)脆弱性是生態(tài)系統(tǒng)在特定時空尺度相對于外界干擾所具有的敏感反應(yīng)和自我恢復(fù)能力，是生態(tài)系統(tǒng)的固有屬性。對現(xiàn)有生態(tài)脆弱性的研究區(qū)域、研究方法（包括模型模擬法、綜合指數(shù)評價法、地理信息系統(tǒng)和空間分析技術(shù)）及研究內(nèi)容等進行歸納總結(jié)，為厘清典型區(qū)域內(nèi)生態(tài)脆弱性動態(tài)演變的研究現(xiàn)狀、研究趨勢提供參考。在當(dāng)前生態(tài)脆弱性的研究中，暫存在理論基礎(chǔ)、評價指標(biāo)和研究方法待進一步完善，研究區(qū)域有待進一步擴展等情況。加強對生態(tài)脆弱性研究的探討，進一步拓展研究方向和內(nèi)容，提高研究質(zhì)量和水平，對于保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞 生態(tài)脆弱性；人地關(guān)系；生態(tài)脆弱區(qū)；可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號 X826" " 文獻標(biāo)識碼 A" " 文章編號 1007-7731（2024）15-0078-04

DOI號 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.15.018

Analysis on ecological vulnerability within a region

LI Jia" " ZHAO Guangying" " YAN Mengyun" " ZHANG Lulu

（School of Geographic Sciences， Harbin Normal University， Harbin 150025， China）

Abstract Ecological vulnerability is the sensitive response and self-recovery ability of ecosystems relative to external disturbances at specific spatial and temporal scales， and it is an inherent attribute of ecosystems. The existing research areas， research methods including model simulation method， comprehensive index evaluation method， geographic information system and spatial analysis technology and research contents of ecological vulnerability were summarized respetivly， to provide a reference for clarifying the current research status and research trends of the dynamic evolution of ecological vulnerability in a typical region. It was found that there were situations such as insufficient theoretical foundations， insufficient consistency of evaluation indexes， the need for further improvement of research methods， and the need to expand the research areas in the current research on ecological vulnerability. Thus， it is of great importance to enhance the discussion on the study of ecological vulnerability， further expand the direction and content of research， and improve the quality and level of research to protect the ecological environment and achieve sustainable development.

Keywords ecological vulnerability; man-land relationship; ecologically fragile area; sustainable development

生態(tài)脆弱性的概念發(fā)源于自然災(zāi)害領(lǐng)域[1-2]，隨著各領(lǐng)域的不斷發(fā)展，脆弱性研究開始延伸至可持續(xù)發(fā)展、地理學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)和社會科學(xué)等各個理論學(xué)科[3-4]。對于生態(tài)脆弱性已開展了較廣泛的研究，目前其研究方法及研究區(qū)域較為固定，夏甜甜等[5]采用層次分析法，對山區(qū)人居林的生態(tài)環(huán)境脆弱性進行了研究，結(jié)果表明，人居林面積減少是人居林退化的主要影響因素；卓靜等[6]基于“敏感性—恢復(fù)力—壓力”模型，分析了陜北黃土高原的生態(tài)脆弱性時空分異規(guī)律及驅(qū)動機制，顯示近年來該地區(qū)的生態(tài)脆弱性得到明顯改善；Chisadza等[7]利用空間主成分分析方法對上姆津瓦內(nèi)流域的生態(tài)脆弱性進行了評價，利用層次分析法確定各專題圖的權(quán)重，生成該區(qū)域的生態(tài)脆弱性圖。然而，對于受人為活動等因素影響的生態(tài)脆弱區(qū)的生態(tài)脆弱性動態(tài)演變的研究有待深入，研究方法有待進一步豐富。加強對生態(tài)脆弱性研究的探討，進一步拓展研究方向和內(nèi)容，提高研究質(zhì)量和水平，對于保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本文通過對現(xiàn)有生態(tài)脆弱性的研究區(qū)域、研究方法及研究內(nèi)容等進行歸納總結(jié)，為厘清典型區(qū)域內(nèi)生態(tài)脆弱性動態(tài)演變的研究現(xiàn)狀、研究趨勢提供參考。

1 生態(tài)脆弱性研究區(qū)域

岳笑等[8]采用凈初級生產(chǎn)力（Net primary production，NPP）作為評估指標(biāo)，結(jié)合地理探測器對青藏高原地區(qū)生態(tài)脆弱性的空間格局及控制因子進行了分析，結(jié)果表明，青藏高原地區(qū)整體生態(tài)脆弱性較高；張良俠等[9]基于“暴露度—敏感性—適應(yīng)力”模型框架，結(jié)合層次分析、空間主成分分析和地理探測器等方法，評估了黃土高原地區(qū)生態(tài)脆弱性的時空變化特征及其驅(qū)動因子，結(jié)果表明，黃土高原地區(qū)的生態(tài)脆弱性整體較高；張學(xué)淵等[10]運用空間主成分分析法、地理探測器對西北干旱區(qū)生態(tài)脆弱性時空演變及驅(qū)動力進行了研究，結(jié)果表明，該區(qū)域的生態(tài)脆弱性以重度為主；Zhang等[11]采用地理探測器和加權(quán)方法，量化了研究區(qū)生態(tài)脆弱性的時空變化及其驅(qū)動機制；孫禮勇等[12]對華南某地區(qū)的土地生態(tài)脆弱性進行了綜合研究，用ArcGIS軟件進行時空演化分析，借助灰色關(guān)聯(lián)分析法探究了影響因素與生態(tài)脆弱性的密切程度，結(jié)果表明，華南某地區(qū)的土地生態(tài)脆弱性呈現(xiàn)整體下降變化趨勢。

受研究區(qū)域差異性的影響，對生態(tài)脆弱性的解釋并不完全一致，生態(tài)脆弱性的研究區(qū)域并不是固定不變的，隨著氣候變化、人類活動等因素的影響，新的生態(tài)脆弱區(qū)域可能會不斷出現(xiàn)。因此，深入研究不同區(qū)域生態(tài)脆弱性的形成機理和變化趨勢，對制定科學(xué)合理的生態(tài)環(huán)境保護政策具有重要意義。

2 生態(tài)脆弱性研究方法

2.1 模型模擬法

生態(tài)脆弱性的研究需要采用科學(xué)的方法和工具，而模型模擬法作為一種重要的研究方法，在生態(tài)脆弱性研究中已有廣泛的應(yīng)用。

“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”（Pressure-State-Response，PSR）概念模型提出后在脆弱性研究領(lǐng)域得到了廣泛運用[13]。陳朝霞等[14]采用PSR評價模型，測算了華中某地區(qū)的生態(tài)脆弱性綜合指數(shù)，表明該地區(qū)生態(tài)脆弱性總體上處于輕度脆弱；Cao等[15]選取VSD（Vulnerability-Scoping-Diagram）模型將脆弱性分解為“暴露度—敏感性—適應(yīng)力”3個組成部分，對神農(nóng)架生態(tài)脆弱性時空演變特征和驅(qū)動力進行分析，表明神農(nóng)架整體生態(tài)脆弱性處于輕度脆弱水平；徐至真等[16]通過“敏感—恢復(fù)—壓力”（Sensitivity-Resilience-Pressure， SRP）構(gòu)建了柴達木盆地生態(tài)脆弱性評價指標(biāo)體系，基于地理信息技術(shù)和遙感技術(shù)，采用層次分析法對柴達木盆地生態(tài)脆弱性進行評價，發(fā)現(xiàn)柴達木盆地東中西部生態(tài)脆弱性表現(xiàn)為“低—中—高”的分布特征，其生態(tài)脆弱性呈現(xiàn)出強烈的空間正相關(guān)特征；武帥等[17]基于PSRM（Pressure-State-Response-Management）模型，結(jié)合序關(guān)系法、CRITIC（Criteria importance through intercriteria correlation）法、錫爾系數(shù)和地理探測器等方法，探究了華北地區(qū)北部生態(tài)脆弱性時空演變特征，結(jié)果表明，2009—2019年該區(qū)域生態(tài)脆弱性呈先升后降趨勢。

2.2 綜合指數(shù)評價法

綜合指數(shù)評價法的基本思想是將多個指標(biāo)量化為綜合指數(shù)，以此來評價生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性，包括層次分析法（Analytic hierarchy process， AHP）、熵權(quán)法、主成分分析法、空間主成分法及模糊綜合評價法等，上述方法可以綜合考慮多個因素的影響，并提供一個量化的評價結(jié)果，以更全面、客觀地評估生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性。Xie等[18]基于“敏感性—退化”模型框架，采用層次分析法、主成分分析法和地理探測器法對遼寧西北地區(qū)2000—2022年生態(tài)脆弱性進行了評價，2000—2022年，該地區(qū)整體生態(tài)脆弱性呈下降趨勢，植被和土地利用是導(dǎo)致該地區(qū)生態(tài)脆弱性長期變化的主要因素；鄒桃紅等[19]綜合運用AHP-PCA熵權(quán)模型及空間自相關(guān)方法，分析2000—2020年不同時期吉林地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱性的時空格局，結(jié)果表明，研究區(qū)的生態(tài)脆弱性以輕度脆弱為主。

2.3 地理信息系統(tǒng)和空間分析技術(shù)

地理信息系統(tǒng)（Geographic information system，GIS）和空間分析技術(shù)能夠集成多種數(shù)據(jù)類型和空間分析方法，能夠更加準確地研究生態(tài)系統(tǒng)的空間分布特征和脆弱性。胡榮明等[20]基于遙感技術(shù)和GIS技術(shù)提取遙感生態(tài)距離指數(shù)、歸一化植被指標(biāo)、土地利用等8個指標(biāo)，采用綜合指數(shù)法構(gòu)建了生態(tài)脆弱性評價模型，定量分析東鄉(xiāng)族自治縣2009和2020年的生態(tài)脆弱狀況，表明研究區(qū)生態(tài)脆弱性整體處于中等偏高水平。

上述3種研究方法的靈活運用為生態(tài)脆弱性的研究提供了多重視角和更深層次的分析，然而，當(dāng)前的研究方法存在進一步優(yōu)化的空間。需要進一步加強數(shù)據(jù)收集和處理能力，完善評估模型和方法，提高評估結(jié)果的可靠性和有效性，為生態(tài)脆弱性研究提供有力支撐。

3 生態(tài)脆弱性研究內(nèi)容

相關(guān)學(xué)者圍繞生態(tài)脆弱性環(huán)境變化、人地關(guān)系、社會經(jīng)濟發(fā)展及適應(yīng)性等多個方面展開探討。目前，有關(guān)環(huán)境變化對生態(tài)脆弱性的影響研究主要集中在氣候變化和自然災(zāi)害兩方面。郭兵等[21]通過引入極端氣候災(zāi)害因子和景觀格局指數(shù)2個評價指標(biāo)，對西北干旱荒漠生態(tài)區(qū)2000—2013年的生態(tài)脆弱性時空變化格局進行了定量分析和討論，結(jié)果表明，該研究區(qū)的生態(tài)脆弱性總體上處于中-重度脆弱狀態(tài)；劉斌濤等[22]研究了自然災(zāi)害脅迫下區(qū)域的生態(tài)脆弱性動態(tài)，得出研究區(qū)生態(tài)脆弱性動態(tài)演化主要表現(xiàn)為生態(tài)脆弱性等級由脆弱演化為極脆弱，復(fù)雜的地形條件是導(dǎo)致該研究區(qū)生態(tài)脆弱的關(guān)鍵因素。環(huán)境變化對生態(tài)脆弱性的影響是一個復(fù)雜且多維的情況，需要采取綜合性的適應(yīng)策略，并利用多種評價方法和工具來進行生態(tài)保護和恢復(fù)工作。

在自然環(huán)境不斷變化的同時，人為活動對生態(tài)脆弱性具有明顯影響。石晶等[23]以蘭西城市群為例，采用空間主成分分析法對其生態(tài)脆弱性進行評價，并在此基礎(chǔ)上引入人為干擾指數(shù)，結(jié)果表明，1990—2020年該研究區(qū)域生態(tài)環(huán)境逐年改善；Yang等[24]建立了生態(tài)脆弱性評估框架，引入Hemeroby指數(shù)探究生態(tài)脆弱性指數(shù)集聚區(qū)的人為干擾水平，結(jié)果表明，該研究區(qū)生態(tài)脆弱性水平處于中等水平。

土地利用變化是影響生態(tài)脆弱性的又一重要因素，土地利用方式的改變可能會破壞生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致區(qū)域水土流失嚴重，使得原生態(tài)環(huán)境得不到有效維護和保護。張琳琳等[25]采用生態(tài)“敏感性—恢復(fù)力—壓力度”模型和GIS技術(shù)，結(jié)合層次分析法和綜合指數(shù)法，對2005—2020年研究區(qū)土地生態(tài)脆弱性進行評價，結(jié)果顯示，該區(qū)域土地處于輕度脆弱狀態(tài)；Tang等[26]運用遺傳投影尋蹤模型進行生態(tài)脆弱性評價，分析了2000—2018年山西大同土地利用格局變化。

在未來發(fā)展中，要協(xié)調(diào)好環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展兩者之間的關(guān)系，促進區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展[27]。王毅等[28]通過“驅(qū)動力—壓力—狀態(tài)—影響—響應(yīng)”模型構(gòu)建了生態(tài)脆弱性評價指標(biāo)體系，從社會和經(jīng)濟兩個方面構(gòu)建指標(biāo)體系，探討了甘肅地區(qū)生態(tài)脆弱性與經(jīng)濟綜合水平的耦合協(xié)調(diào)度差異類型空間分布，同時探究了其影響因素；孔偉等[29]基于社會、經(jīng)濟和生態(tài)子系統(tǒng)構(gòu)建了京津冀生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)旅游地生態(tài)脆弱性綜合評價體系，對該區(qū)域旅游地的社會—經(jīng)濟—生態(tài)系統(tǒng)脆弱性特征及其影響因素進行了分析。進行生態(tài)脆弱性研究時，須綜合運用多學(xué)科知識和方法，從多個維度出發(fā)，探究生態(tài)環(huán)境變化和社會經(jīng)濟發(fā)展的適應(yīng)性和協(xié)同性，為生態(tài)環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展提供支撐。

4 結(jié)論與展望

目前，對于生態(tài)脆弱性研究進展的總結(jié)多集中在小范圍區(qū)域或單一的評價方法上，例如，唐倩等[30]對煤炭資源型城市的生態(tài)脆弱性內(nèi)涵、評價方法等進行了總結(jié)與論述；楊飛等[31]總結(jié)梳理了脆弱性評價的方法，評述了脆弱性研究的新進展。本文對現(xiàn)有生態(tài)脆弱性的研究區(qū)域、研究方法及研究內(nèi)容等進行歸納總結(jié)，為厘清區(qū)域內(nèi)生態(tài)脆弱性動態(tài)演變的研究現(xiàn)狀、研究趨勢提供參考。同時，生態(tài)脆弱性研究中存在一些亟待進一步解決的問題。

（1）理論基礎(chǔ)方面。對生態(tài)脆弱性的研究建立統(tǒng)一完善的研究框架，考慮到生態(tài)脆弱性概念的多元化，相關(guān)研究難以確定方向，目前多數(shù)研究集中于例證實例，而對于生態(tài)脆弱性基本原理的解釋相對較少。

（2）研究方法方面。注重構(gòu)建指標(biāo)體系并與脆弱性機理緊密聯(lián)系起來。不同學(xué)者因?qū)W科背景和研究對象不同，在進行生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的量化評估時，在指標(biāo)選擇上存在差異，在接下來的生態(tài)脆弱性研究中，將各評價模型與評價指標(biāo)相結(jié)合，盡可能減少客觀因素的影響。

（3）研究內(nèi)容方面。目前多數(shù)研究主要關(guān)注自然因素對生態(tài)脆弱性的影響，而對人為干擾因素的關(guān)注程度有待進一步提升。要構(gòu)建新型人地關(guān)系模型，實現(xiàn)人地雙向適應(yīng)。

本文通過分析整理相關(guān)文獻，對現(xiàn)有生態(tài)脆弱性的研究區(qū)域、研究方法及研究內(nèi)容等進行歸納總結(jié)，為厘清典型區(qū)域內(nèi)生態(tài)脆弱性動態(tài)演變的研究現(xiàn)狀、研究趨勢提供參考。

參考文獻

[1] 黃曉軍，黃馨，崔彩蘭，等. 社會脆弱性概念、分析框架與評價方法[J]. 地理科學(xué)進展，2014，33（11）：1512-1525.

[2] JANSSEN M A，SCHOON M L，KE W M，et al. Scholarly networks on resilience，vulnerability and adaptation within the human dimensions of global environmental change[J]. Global environmental change，2006，16（3）：240-252.

[3] 張學(xué)玲，余文波，蔡海生，等. 區(qū)域生態(tài)環(huán)境脆弱性評價方法研究綜述[J]. 生態(tài)學(xué)報，2018，38（16）：5970-5981.

[4] 李雙成，吳紹洪，戴爾阜. 生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)氣候變化脆弱性的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型評價[J]. 生態(tài)學(xué)報，2005，25（3）：621-626.

[5] 夏甜甜，王京玉. 基于AHP的濟南南部山區(qū)人居林生態(tài)脆弱性評價[J]. 國土與自然資源研究，2024（2）：59-63.

[6] 卓靜，胡皓，何慧娟，等. 陜北黃土高原生態(tài)脆弱性時空變異及驅(qū)動因素分析[J]. 干旱區(qū)地理，2023，46（11）：1768-1777.

[7] CHISADZA B，NCUBE F，MACHERERA M，et al. Spatio-temporal variations in the ecological vulnerability of the Upper Mzingwane sub-catchment of Zimbabwe[J]. Geomatics，natural hazards and risk，2023，14（1）：2190857.

[8] 岳笑，張良俠，周德成，等. 基于植被凈初級生產(chǎn)力的青藏高原地區(qū)生態(tài)脆弱性及其控制因子分析[J]. 地理科學(xué)，2024，44（1）：140-148.

[9] 張良俠，樊江文，張海燕，等. 黃土高原地區(qū)生態(tài)脆弱性時空變化及其驅(qū)動因子分析[J]. 環(huán)境科學(xué)，2022，43（9）：4902-4910.

[10] 張學(xué)淵，魏偉，周亮，等. 西北干旱區(qū)生態(tài)脆弱性時空演變分析[J]. 生態(tài)學(xué)報，2021，41（12）：4707-4719.

[11] ZHANG R，CHEN S，GAO L，et al. Spatiotemporal evolution and impact mechanism of ecological vulnerability in the Guangdong–Hong Kong–Macao Greater Bay Area[J]. Ecological indicators，2023，157：111214.

[12] 孫禮勇，甄珍，陳士銀，等. 廣東省土地生態(tài)脆弱性評價及其影響因素[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2024（2）：120-123.

[13] 劉惠敏，鄭中團，耿鵬.長三角城市群生態(tài)環(huán)境脆弱性評價指標(biāo)體系構(gòu)建與實證[J].上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報，2022，36（3）：315-323.

[14] 陳朝霞，于婧，鐘哲，等. 基于PSR模型的武漢市生態(tài)脆弱性空間分異研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)信息，2023，35（1）：67-76.

[15] CAO J S，YANG Y Q，DENG Z Y，et al. Spatial and temporal evolution of ecological vulnerability based on vulnerability scoring diagram model in Shennongjia，China[J]. Scientific reports，2022，12（1）：5168.

[16] 徐至真，王建萍，韓積斌.基于SRP模型的柴達木盆地生態(tài)脆弱性評價[J].鹽湖研究，2024，32（3）：53-60.

[17] 武帥，田冰，顧世杰，等. 基于PSRM模型的京津冀地區(qū)生態(tài)脆弱性時空演變[J]. 環(huán)境科學(xué)，2023，44（10）：5630-5640.

[18] XIE W L，ZHAO X S，F(xiàn)AN D Q，et al. Assessing spatio-temporal characteristics and their driving factors of ecological vulnerability in the northwestern region of Liaoning Province（China）[J]. Ecological indicators，2024，158：111541.

[19] 鄒桃紅，常雅軒，陳鵬，等. 基于AHP-PCA熵權(quán)組合模型的吉林省生態(tài)環(huán)境脆弱性動態(tài)評價[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報（中英文），2023，31（9）：1511-1524.

[20] 胡榮明，米曉梅，競霞，等. 黃河流域東鄉(xiāng)族自治縣生態(tài)脆弱性評價[J]. 人民黃河，2023，45（11）：100-105.

[21] 郭兵，孔維華，姜琳. 西北干旱荒漠生態(tài)區(qū)脆弱性動態(tài)監(jiān)測及驅(qū)動因子定量分析[J]. 自然資源學(xué)報，2018，33（3）：412-424.

[22] 劉斌濤，陶和平，劉邵權(quán)，等. 自然災(zāi)害脅迫下區(qū)域生態(tài)脆弱性動態(tài)：以四川省清平鄉(xiāng)為例[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2012，23（1）：193-198.

[23] 石晶，石培基，王梓洋，等. 人為干擾對生態(tài)脆弱性動態(tài)演變過程的影響：以蘭西城市群為例[J]. 中國環(huán)境科學(xué)，2023，43（3）：1317-1327.

[24] YANG Y J，SONG G. Human disturbance changes based on spatiotemporal heterogeneity of regional ecological vulnerability：a case study of Qiqihaer City，northwestern Songnen Plain，China[J]. Journal of cleaner production，2021，291：125262.

[25] 張琳琳，黃勤，趙華甫，等. 黑龍江省松嫩平原土地生態(tài)脆弱性時空特征分析[J]. 土壤通報，2023，54（3）：505-515.

[26] TANG Q，WANG J M，JING Z R，et al. Response of ecological vulnerability to land use change in a resource-based city，China[J]. Resources policy，2021，74：102324.

[27] 張霞，周忠發(fā)，朱昌麗，等. 喀斯特山區(qū)生態(tài)脆弱性與經(jīng)濟貧困的耦合關(guān)系：以貴州省荔波縣為例[J]. 水土保持通報，2020，40（5）：227-233.

[28] 王毅，武江民，苗含笑，等. 甘肅省生態(tài)脆弱性與經(jīng)濟綜合水平耦合協(xié)調(diào)度空間格局及影響因素[J]. 環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報，2023，13（2）：808-816.

[29] 孔偉，任亮，劉璐，等. 京津冀生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)旅游地社會—經(jīng)濟—生態(tài)系統(tǒng)脆弱性特征及其影響因素[J]. 水土保持通報，2020，40（4）：211-218.

[30] 唐倩，王金滿，荊肇睿. 煤炭資源型城市生態(tài)脆弱性研究進展[J]. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報，2020，36（7）：825-832.

[31] 楊飛，馬超，方華軍. 脆弱性研究進展：從理論研究到綜合實踐[J]. 生態(tài)學(xué)報，2019，39（2）：441-453.

（責(zé)任編輯：何 艷）