鄧楚雄，劉唱唱，李忠武

（湖南師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，湖南 長沙 410081）

1 引言

高強(qiáng)度的人類活動疊加劇烈的氣候變化使得國土空間面臨的生態(tài)風(fēng)險威脅日益突出，系統(tǒng)開展國土空間生態(tài)修復(fù)迫在眉睫[1]。流域作為我國國土空間的重要組成部分，承載著最廣大的人口和經(jīng)濟(jì)，同時也是重要的生態(tài)功能供給區(qū)和涵養(yǎng)區(qū)[2]。由于以往快速的城鎮(zhèn)化、工業(yè)化忽視了對流域國土空間的合理規(guī)劃與保護(hù)，導(dǎo)致一系列生態(tài)環(huán)境問題，主要表現(xiàn)為天然濕地、生物棲息地等生態(tài)空間遭受侵占和破壞，城鎮(zhèn)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)空間沖突加劇，生態(tài)流量被嚴(yán)重擠壓，生態(tài)系統(tǒng)完整性降低和生態(tài)功能持續(xù)下降等[3-6]。長江經(jīng)濟(jì)帶和黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的提出，成為統(tǒng)籌流域發(fā)展與生態(tài)建設(shè)的代表，流域國土空間生態(tài)修復(fù)也成為新時期我國生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵。在此背景下，立足土地系統(tǒng)科學(xué)視角，系統(tǒng)修復(fù)流域生態(tài)系統(tǒng)功能，增強(qiáng)流域應(yīng)對生態(tài)風(fēng)險的抵抗力，進(jìn)而提升流域國土空間韌性成為重要課題。

土地系統(tǒng)是以土地要素為核心，與社會生態(tài)要素交互作用而形成的典型人地關(guān)系地域系統(tǒng)[7]。土地系統(tǒng)科學(xué)致力于揭示土地系統(tǒng)構(gòu)成要素的演變規(guī)律、互饋機(jī)制、未來功能變化趨勢及社會生態(tài)綜合效應(yīng)，探索人地關(guān)系協(xié)同耦合和優(yōu)化調(diào)控路徑[8]。這一學(xué)科特色與任務(wù)為新時期開展國土空間生態(tài)修復(fù)提供了基礎(chǔ)學(xué)理依據(jù)。相較于傳統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)，新時期生態(tài)修復(fù)不僅強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)要素在不同空間尺度上的集聚或分布，還注重各類要素間的物質(zhì)交換和能量流動及其在特定空間尺度上體現(xiàn)出的不同空間異質(zhì)性和功能[9]。就目標(biāo)而言，由原來的單一追求數(shù)量向生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)轉(zhuǎn)變，修復(fù)手段也從單一采用土地整治轉(zhuǎn)向全要素的系統(tǒng)性修復(fù)[10-11]，且注重從區(qū)域、部門自主治理走向國家頂層設(shè)計與多部門協(xié)同參與[12]?？偟膩砜矗聲r期的生態(tài)修復(fù)是基于土地系統(tǒng)科學(xué)推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的創(chuàng)新舉措，在遵循“山水林田湖草”生命共同體的理念下，針對生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重受損退化、生態(tài)功能失調(diào)和生態(tài)產(chǎn)品供給能力下降的區(qū)域，通過生態(tài)恢復(fù)、生態(tài)整治、生態(tài)重建的措施和過程，實(shí)現(xiàn)國土空間優(yōu)化和生態(tài)系統(tǒng)功能提升的目標(biāo)[13-14]。而如何重組并恢復(fù)國土空間結(jié)構(gòu)和功能，使其回歸正常的發(fā)展與演化軌跡，并增強(qiáng)對后續(xù)干擾的抵抗力、提升生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和可持續(xù)性是國土空間生態(tài)修復(fù)成功的關(guān)鍵[9]。

韌性的概念起源于生態(tài)學(xué)，是指自然系統(tǒng)保持其組織結(jié)構(gòu)并在發(fā)生重大擾動后繼續(xù)保持合理生產(chǎn)力的傾向[15-16]。目前，關(guān)于韌性的內(nèi)涵已得到極大擴(kuò)展，如美國國家科學(xué)院認(rèn)為韌性應(yīng)側(cè)重于生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù)到不利干擾前水平的程度[17-18]，也有學(xué)者將極端變化的氣候考慮在內(nèi)，將其定義為短期內(nèi)吸收和應(yīng)對氣候沖擊和極端影響的能力以及長期內(nèi)改善和重組的潛力[19]。韌性理念被廣泛應(yīng)用于災(zāi)害與公共安全、農(nóng)業(yè)管理、社區(qū)建設(shè)、城市規(guī)劃及經(jīng)濟(jì)管理等多個領(lǐng)域[20]，形成了系統(tǒng)思維、快慢變量反饋、學(xué)習(xí)適應(yīng)、參與和多中心治理等關(guān)鍵原則，發(fā)展成為分析社會—生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的重要視角和理論框架[21]，以增強(qiáng)對當(dāng)前社會—生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)的識別和未來應(yīng)對外部沖擊的預(yù)測[22]。韌性也被引入國土空間優(yōu)化領(lǐng)域，如楊選梅提出國土空間韌性的概念，即“社會—生態(tài)—技術(shù)”系統(tǒng)為應(yīng)對動蕩或沖擊，保持或恢復(fù)基本功能從而轉(zhuǎn)換限制當(dāng)前或未來空間演進(jìn)的能力[23]。也有學(xué)者認(rèn)為國土空間韌性是相對于氣候變化和人類活動短視效應(yīng)的不利擾動而言的，是抵抗脆弱性的重要特性[24]。翟國方等則提出了韌性國土空間的建設(shè)內(nèi)容，其重點(diǎn)放在多災(zāi)種、全過程、全區(qū)域、全要素、多參與主體的系統(tǒng)應(yīng)對[25]。吳浩等為揭示資源環(huán)境承載力系統(tǒng)要素的相互作用機(jī)理，建立了基于隱性—韌性—顯性的城市資源環(huán)境承載力空間特征分析理論框架[26]。從韌性在國土空間生態(tài)修復(fù)的應(yīng)用來看，李楊帆等將韌性理念應(yīng)用于海岸帶國土空間生態(tài)修復(fù)研究，針對海岸帶生態(tài)系統(tǒng)韌性維持與系統(tǒng)功能自我更新的不同階段，分區(qū)制定針對性生態(tài)修復(fù)措施，并指出系統(tǒng)韌性不同階段的識別可為制定海岸帶生態(tài)修復(fù)分區(qū)管理策略、開展生態(tài)修復(fù)工程提供適應(yīng)性操作框架[27]。也有學(xué)者基于景觀生態(tài)視角構(gòu)建了“源—流—匯”城市三維生態(tài)韌性評價體系，發(fā)現(xiàn)韌性源指數(shù)是生態(tài)安全閾值劃定的條件，韌性流指數(shù)是形態(tài)彈性調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)，而韌性匯指數(shù)是空間安全擴(kuò)展的瓶頸[28]。

綜上所述，韌性理論強(qiáng)調(diào)增強(qiáng)系統(tǒng)面對外界干擾的恢復(fù)能力和適應(yīng)能力，可為統(tǒng)籌國土空間社會—生態(tài)系統(tǒng)要素、識別生態(tài)修復(fù)有效干預(yù)點(diǎn)、衡量系統(tǒng)恢復(fù)程度提供理論指導(dǎo)[27]，也有助于建立利益相關(guān)者普遍能接受的國土空間生態(tài)修復(fù)工作框架[29]。然而，目前韌性應(yīng)用于國土空間生態(tài)修復(fù)的研究較少，已有研究較多側(cè)重國土空間的災(zāi)害管理和規(guī)劃引導(dǎo)，對于韌性應(yīng)用于國土空間生態(tài)修復(fù)的機(jī)理尚不明晰、框架尚不完善。鑒于此，在流域成為國土空間生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)的背景下，本文基于韌性與流域國土空間生態(tài)修復(fù)需求的契合性，解析流域國土空間韌性需考慮的因素，構(gòu)建了研究框架并提出需要揭示的關(guān)鍵機(jī)制和主要研究方向，以期為明晰生態(tài)修復(fù)背景下流域國土空間演變機(jī)理，創(chuàng)新流域國土空間生態(tài)修復(fù)理論和路徑，提升流域生態(tài)系統(tǒng)功能質(zhì)量提供參考。

2 流域國土空間韌性的內(nèi)涵

2.1 流域國土空間特征

流域國土空間是以土地為空間載體和作用界面，由所處的社會和生態(tài)環(huán)境相互作用形成的具有多樣性、交互性、復(fù)雜性的社會—生態(tài)系統(tǒng)[7,30]。目前土地系統(tǒng)科學(xué)不僅關(guān)注人地相互作用而導(dǎo)致的土地系統(tǒng)變化，也包括其提供廣泛的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[31]?？梢钥闯?，首先，流域與其他社會—生態(tài)系統(tǒng)一樣，具有系統(tǒng)要素關(guān)聯(lián)性和功能復(fù)合性，作為“山水林田湖草”生命共同體的典型代表，存在著“要素—結(jié)構(gòu)—功能”變化傳導(dǎo)的因果鏈[32]，其復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)提供了水源涵養(yǎng)、水土保持、生物多樣性維持等多樣化的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。其次，流域具有水資源主導(dǎo)的環(huán)境梯度性，流域社會—生態(tài)系統(tǒng)要素是由水這一共同的生物物理成分結(jié)合在一起，并沿一定的梯度方向流動，其社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也圍繞這一梯度分布，并嚴(yán)重依賴于水資源，這也是流域區(qū)別與其他社會—生態(tài)系統(tǒng)的重要特征[33]。最后，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需的空間錯位性是流域國土空間又一關(guān)鍵特征，這主要是由于一般情況下流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求往往集中于下游地區(qū)，而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給富集區(qū)則主要分布于中上游地區(qū)。從這個意義上講，流域國土空間生態(tài)修復(fù)需立足于上中下游的統(tǒng)籌，并考慮這種客觀的供需空間錯配帶來的關(guān)聯(lián)傳導(dǎo)效應(yīng)和福祉競爭矛盾。

2.2 韌性理論與流域國土空間生態(tài)修復(fù)需求的契合性

在生態(tài)修復(fù)背景下，修復(fù)遭受退化或破壞的生態(tài)系統(tǒng)并提升流域國土空間的生態(tài)功能是重要目標(biāo)[34]。從韌性的內(nèi)涵來看，其“干擾—重組—適應(yīng)”的社會—生態(tài)范式謀和了流域生態(tài)修復(fù)的過程和目的，且韌性理論已被廣泛應(yīng)用于流域水生態(tài)優(yōu)化研究[35-36]。韌性理論中的系統(tǒng)思維、快慢變量反饋、穩(wěn)健性和冗余性、連通性、學(xué)習(xí)適應(yīng)、參與和多中心治理、預(yù)測性等關(guān)鍵原則[37]，契合了流域國土空間生態(tài)修復(fù)的生態(tài)風(fēng)險應(yīng)對性、要素治理系統(tǒng)性、干擾機(jī)理明晰性、多主體參與性、空間配置合理性和生態(tài)功能可持續(xù)性等要求（圖1）。將韌性理論應(yīng)用于流域國土空間生態(tài)修復(fù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：首先，鑒于流域在我國國土空間中的重要性，其生態(tài)修復(fù)的實(shí)質(zhì)是生態(tài)風(fēng)險應(yīng)對和空間管理的轉(zhuǎn)型，如何識別并量化自然和人類活動因素對生態(tài)系統(tǒng)動力學(xué)的具體貢獻(xiàn)仍面臨困難[38]，而基于干擾生態(tài)學(xué)的韌性理念可以在識別和衡量壓力源、系統(tǒng)要素流動與響應(yīng)機(jī)理等方面提供借鑒，以彌補(bǔ)流域生態(tài)系統(tǒng)退化機(jī)制認(rèn)識的薄弱環(huán)節(jié)。其次，目前生態(tài)修復(fù)的參照選擇以及時效性、生態(tài)抗逆性和累積性等效應(yīng)評價和長期適應(yīng)性管理仍缺少科學(xué)依據(jù)和理論參考[39-40]，韌性研究中的適應(yīng)性循環(huán)和閾值思維可為選擇生態(tài)修復(fù)時機(jī)和衡量生態(tài)修復(fù)成效提供支撐。最后，流域國土空間生態(tài)修復(fù)的主體認(rèn)知慣性、多主體參與的響應(yīng)以及技術(shù)和部門的協(xié)同機(jī)制尚未建立[38]，而韌性理念注重多主體的網(wǎng)絡(luò)治理以及系統(tǒng)的自我學(xué)習(xí)適應(yīng)。鑒于此，本文參考相關(guān)研究[15,17-19]，提出了生態(tài)修復(fù)背景下流域國土空間韌性的概念，即流域國土空間社會—生態(tài)系統(tǒng)在受到自然和人類活動干擾時維持其空間結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定的抵抗能力、恢復(fù)能力以及未來適應(yīng)能力。

圖1 韌性與流域國土空間生態(tài)修復(fù)需求的契合性Fig.1 The fits between resilience and ecological restoration needs of watershed territorial space

3 流域國土空間韌性需考慮的因素

保護(hù)和提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能力是流域國土空間韌性的重要目標(biāo)[41]。依據(jù)韌性的關(guān)鍵原則，并考慮生態(tài)修復(fù)的過程，需要解耦流域國土空間韌性中的因子作用及其與系統(tǒng)功能的交互機(jī)理。本文基于功能視角將社會、生態(tài)因素進(jìn)一步拆分，確定流域國土空間韌性需考慮的因子包括基礎(chǔ)因子、發(fā)展因子、主體因子、距離因子、新型因子和功能因子（圖2）。其依據(jù)在于：流域生態(tài)系統(tǒng)由多個參數(shù)變量和狀態(tài)變量組成，其交互作用使系統(tǒng)表現(xiàn)出自組織現(xiàn)象[42]，也即基礎(chǔ)因子，這是決定流域國土空間抵抗力的基礎(chǔ)。發(fā)展因子主要是指影響流域國土空間變化的主要社會經(jīng)濟(jì)因素，包含人類為了發(fā)展獲取生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及在此基礎(chǔ)上形成的社會經(jīng)濟(jì)空間屬性特征。發(fā)展驅(qū)動主要通過主體行為和社會經(jīng)濟(jì)活動的位置來影響流域國土空間狀態(tài)[43]，將這類因素劃分為主體因子和距離因子。根據(jù)對流域國土空間韌性的定義，不僅要識別流域生態(tài)系統(tǒng)退化機(jī)理，還需關(guān)注未來生態(tài)狀態(tài)的趨勢，因此，必須把新變化因子考慮在內(nèi)，以應(yīng)對未來沖擊和適應(yīng)性管理的需要，如生態(tài)修復(fù)、人口流動、氣候變化、制度變更等。功能因子反映的是在上述因子綜合作用下流域內(nèi)單一或整體系統(tǒng)的生態(tài)質(zhì)量，這是衡量流域國土空間生態(tài)修復(fù)成效的重要標(biāo)志?；谏鲜鲞壿媱澐忠蜃拥膬?yōu)勢在于，保證系統(tǒng)在面對擾動時快速識別影響因素，以增強(qiáng)系統(tǒng)面臨擾動時在若干解決方案中選擇的主動[44]。

圖2 基于功能視角的流域國土空間韌性需考慮的因素Fig.2 Factors to be considered for the resilience of watershed territorial space based on the functional perspective

4 流域國土空間韌性研究框架

流域社會—生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)性、復(fù)雜性和不確定性決定了構(gòu)建一個通用的、可操作的韌性框架或采取一種描述衡量跨系統(tǒng)韌性的通用方法是比較困難的，因此，要理解或度量韌性需確定“什么對什么的韌性？”也即明確相關(guān)驅(qū)動或關(guān)鍵要素及其運(yùn)行的空間和時間尺度，以強(qiáng)化相關(guān)系統(tǒng)的替代狀態(tài)[45-46]?；诖?，首先需識別系統(tǒng)關(guān)鍵要素，正是這些關(guān)鍵要素決定著流域國土空間的可持續(xù)發(fā)展能力[47-48]?；谕恋叵到y(tǒng)科學(xué)視角，流域國土空間可劃分為土地生態(tài)亞系統(tǒng)和社會經(jīng)濟(jì)亞系統(tǒng)。一方面，土地系統(tǒng)科學(xué)視角下的“土地系統(tǒng)”是一個基于“土地”的資源系統(tǒng)[49]，是各要素及其與人類社會經(jīng)濟(jì)活動相互作用的重要界面，流域土地生態(tài)亞系統(tǒng)主要包含以水為核心的土壤、生物和大氣等要生態(tài)要素集。另一方面，土地系統(tǒng)科學(xué)的核心內(nèi)容和顯著特征是調(diào)整人地關(guān)系及其之上的人與人開展土地利用活動的關(guān)系，這是與其他研究人地關(guān)系的學(xué)科最明顯的區(qū)別[49]，社會經(jīng)濟(jì)亞系統(tǒng)主要包含以人為核心的社會、經(jīng)濟(jì)和文化子系統(tǒng)。在明確關(guān)鍵系統(tǒng)要素的基礎(chǔ)上，需進(jìn)一步量化由于外部干擾引起的要素變化幅度、速率和持續(xù)時間，其中包括非生物和生物過程的持續(xù)變化[50]。

其次，基于景觀生態(tài)理論，系統(tǒng)空間韌性取決于韌性節(jié)點(diǎn)（棲息地、斑塊或種群）的分布及其關(guān)聯(lián)，也即系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征[51]。那么對于干擾的測度則不僅要考慮要素的規(guī)模，還需考慮承載要素的基本生態(tài)單元——斑塊，不同空間斑塊承載的要素在干擾驅(qū)動下進(jìn)行能量流動和物質(zhì)交換[52]。因此，引入生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流來量化這種流動。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)被定義為人類從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的受益，一般認(rèn)為并非所有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)都可以就地消費(fèi)，必然發(fā)生從供給區(qū)到受益區(qū)的空間位移，其過程與路徑依賴于自然和社會經(jīng)濟(jì)驅(qū)動[53-55]，由此產(chǎn)生了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流的概念，即在自然和人為因素的驅(qū)動下，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)從供給區(qū)到受益區(qū)的時空轉(zhuǎn)移[56]。需強(qiáng)調(diào)的是，流域國土空間生態(tài)修復(fù)并非單純追求生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)潛在供給的增長，還包含人類生態(tài)福祉的提升，而前者是后者的基礎(chǔ)。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的復(fù)合性及交互性、時空不均衡性以及不同利益主體偏好的動態(tài)選擇性帶來生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的權(quán)衡，流域國土空間生態(tài)修復(fù)就是在社會—生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)博弈過程中，實(shí)現(xiàn)生態(tài)要素轉(zhuǎn)化為生態(tài)福祉[1，57]。

最后，流域國土空間韌性對于干擾的響應(yīng)并非都是突變或漸進(jìn)的，許多子系統(tǒng)的反應(yīng)是高度非線性，只有達(dá)到臨界點(diǎn)才會引起系統(tǒng)的變化，但是當(dāng)突破這個臨界點(diǎn)時，就會進(jìn)入難以恢復(fù)的狀態(tài)[58]。術(shù)語“安全工作空間”將管理地球生態(tài)系統(tǒng)的問題框定在可接受水平或“邊界”內(nèi)[59]，借鑒這一思想，將流域總體韌性標(biāo)識為綠色、橙色和紅色三種狀態(tài)。根據(jù)人類活動對于生態(tài)系統(tǒng)的不同干擾和影響程度，流域國土空間生態(tài)修復(fù)可劃分為生態(tài)恢復(fù)、生態(tài)整治和生態(tài)重建三種類型[9]。一方面需要根據(jù)不同功能安全狀態(tài)采取相應(yīng)的生態(tài)修復(fù)措施，如生態(tài)整治適用于橙色狀態(tài)，生態(tài)重建適用于紅色狀態(tài)，而生態(tài)恢復(fù)適用于綠色狀態(tài)。另一方面，無論是生態(tài)整治還是生態(tài)重建，其目的在于激發(fā)流域生態(tài)系統(tǒng)的自組織性，即自然做功，推動橙色和紅色功能狀態(tài)轉(zhuǎn)向生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)健和可持續(xù)的綠色狀態(tài)?；谏鲜龇治?，并結(jié)合“要素—過程—格局—服務(wù)”的邏輯[57]，整合景觀生態(tài)及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流的研究，構(gòu)建了流域國土空間韌性研究框架（圖3）。

圖3 流域國土空間韌性研究框架Fig.3 Research framework of watershed territorial space resilience

5 流域國土空間韌性的關(guān)鍵機(jī)制及主要研究方向

5.1 關(guān)鍵機(jī)制

韌性作為干擾—響應(yīng)的框架，大體包含抵抗、恢復(fù)和重組三個階段，每個階段都有不同的作用機(jī)制[60]?；跇?gòu)建的流域國土空間韌性研究框架，首先需確定流域國土空間韌性遵循的關(guān)鍵原則：（1）系統(tǒng)面臨干擾的穩(wěn)健性和冗余性，即不改變穩(wěn)定狀態(tài)下的承受干擾的自組織能力以及面臨干擾尋求相同或相似功能的替代要素或路徑的能力；（2）連通性即流域系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)間的物質(zhì)或能量流動；（3）快慢變量干擾及反饋，即流域國土空間受快慢變量及它們之間反饋的影響；（4）治理網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同性，流域社會—生態(tài)系統(tǒng)本質(zhì)上是一個復(fù)雜要素交互的網(wǎng)絡(luò)，而韌性的提升同樣需要涉及流域要素和主體的系統(tǒng)協(xié)作；（5）適應(yīng)性即系統(tǒng)應(yīng)對未來變化的學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力[47,61-62]。

根據(jù)上述原則，在流域國土空間韌性的研究中需揭示以下關(guān)鍵機(jī)制：（1）自組織機(jī)制，其在塑造生態(tài)系統(tǒng)持久性和抵抗日益增加的人為應(yīng)激源方面具有普遍重要性[63]，主要是指流域各要素生態(tài)承載能力的空間異質(zhì)性，這是構(gòu)成流域國土空間韌性的基礎(chǔ)，還包含在面臨干擾后的系統(tǒng)及各要素的動態(tài)損耗或盈余狀態(tài)。（2）失配機(jī)制，主要指流域土地生態(tài)亞系統(tǒng)在面對社會經(jīng)濟(jì)亞系統(tǒng)發(fā)展需求和沖擊時的變化機(jī)理。物理上的異質(zhì)性是流域生態(tài)系統(tǒng)功能的強(qiáng)大驅(qū)動力，但是當(dāng)生態(tài)容量與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求量存在嚴(yán)重錯配時，就會引發(fā)過度的資源消耗和生態(tài)退化。同時需要界定干擾邊界，即明確系統(tǒng)在什么時空尺度受多大程度的影響。（3）崩潰（干擾）機(jī)制，適度的變化和干擾是系統(tǒng)運(yùn)行和更新的必要條件[21]，但當(dāng)干擾程度超過了系統(tǒng)的承受能力就會進(jìn)入脆弱或崩潰狀態(tài)，因此，干擾規(guī)模和程度以及系統(tǒng)固有的韌性決定了流域國土空間系統(tǒng)的自我修復(fù)程度[64]。現(xiàn)實(shí)中真實(shí)崩潰的系統(tǒng)往往并不存在，基于韌性視角開展系統(tǒng)干擾的研究時常采用閾值思維，這隱含了崩潰內(nèi)涵，其目的在于將系統(tǒng)控制在安全運(yùn)行狀態(tài)內(nèi)。只有明晰系統(tǒng)生態(tài)退化機(jī)理如何發(fā)生，才能更好地實(shí)施生態(tài)修復(fù)，這也是明確崩潰機(jī)制的重要所在[65]。（4）網(wǎng)絡(luò)協(xié)同機(jī)制，即流域受到干擾后系統(tǒng)要素和主體行為的響應(yīng)協(xié)同性，如何做到社會—生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的空間協(xié)同將決定流域國土空間生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的整體效益。（5）未來演化的不確定機(jī)制，主要是指干擾因素的未來變化以及當(dāng)前模式和過程對干擾事件和路徑的依賴程度[50]。

5.2 流域國土空間韌性的重要研究方向

（1）基于適應(yīng)性循環(huán)理論的流域韌性評價。針對自組織機(jī)制，需要對流域國土空間整體及關(guān)鍵子系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行判斷。由于流域系統(tǒng)只能通過統(tǒng)一調(diào)整才能適應(yīng)，沒有一個明確的參照點(diǎn)就難以衡量變化，系統(tǒng)軌跡的演化或許可以提供這樣一個參照點(diǎn)。但現(xiàn)有研究往往忽視了人類社會經(jīng)濟(jì)與國土空間長期交互的“適應(yīng)性”狀態(tài)[66]。因此，在開展流域國土空間韌性評價時，一方面要注重土地生態(tài)和社會經(jīng)濟(jì)亞系統(tǒng)的系統(tǒng)耦合評價，既要考慮過去的社會—生態(tài)共同進(jìn)化，也要關(guān)注正在進(jìn)化的社會—生態(tài)系統(tǒng)對流域自組織的激發(fā)和恢復(fù)創(chuàng)造的條件，如生態(tài)修復(fù)技術(shù)的提升、主體生態(tài)適應(yīng)能力的增強(qiáng)等。其中重點(diǎn)是對關(guān)鍵子系統(tǒng)要素的功能退化軌跡進(jìn)行準(zhǔn)確的識別[67]。另一方面，需明確流域功能狀態(tài)由綠色轉(zhuǎn)為橙色和紅色的臨界點(diǎn)，這可以為流域國土空間生態(tài)修復(fù)的時間選擇提供恰當(dāng)?shù)摹皺C(jī)會窗口”。借鑒韌性理論中的適應(yīng)性周期循環(huán)，其分為快速開發(fā)階段、保護(hù)階段、釋放（崩潰）階段以及重組階段[68]，通過對關(guān)鍵子系統(tǒng)及流域整體功能演化軌跡的分析，可為揭示干擾—響應(yīng)動力機(jī)制進(jìn)而確定轉(zhuǎn)型時機(jī)提供有利參考。

（2）界定流域國土空間韌性的尺度依賴。揭示失配機(jī)制需要首先明確韌性的尺度依賴。流域國土空間的復(fù)雜、動態(tài)演化決定了只有當(dāng)時間和空間尺度被定義時，討論韌性才有意義[46]。由于干擾事件的響應(yīng)取決于過去干擾事件的空間和時間分布，那么定義干擾事件的尺度依賴成為關(guān)鍵，即關(guān)注干擾帶來的系統(tǒng)變化維度和空間尺度。干擾事件的空間傳播會導(dǎo)致低或高的系統(tǒng)閾值波動，也會引發(fā)資源要素的空間移動，依據(jù)脈沖動力學(xué)，有三個尺度是顯而易見的，即單個干擾事件的時空尺度，景觀斑塊尺度以及生物地理尺度[50]。其次，流域韌性的變化也與來自微觀層面的主體行為和系統(tǒng)要素間的相互作用密切相關(guān)，因此，需量化主體因子、距離因子與系統(tǒng)要素的空間互饋效應(yīng)。此外，鑒于流域以水資源主導(dǎo)的環(huán)境梯度特征，尤其要關(guān)注遠(yuǎn)程耦合的社會—生態(tài)系統(tǒng)，它不僅以“發(fā)送”和“接收”系統(tǒng)為特征，而且可能對其他地方的“溢出”系統(tǒng)產(chǎn)生意想不到的負(fù)面影響，而缺乏這一考量可能導(dǎo)致流域國土空間生態(tài)修復(fù)的負(fù)面影響被忽視[69]。

（3）基于閾值視角的韌性機(jī)理闡釋。韌性概念隱含著生態(tài)系統(tǒng)可以緩沖多大程度的干擾[64]，崩潰機(jī)制的揭示需要對系統(tǒng)面臨干擾發(fā)生轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵閾值有清晰的理解。HOLLING等認(rèn)為閾值是系統(tǒng)從一種平衡狀態(tài)“翻轉(zhuǎn)”到另一種平衡狀態(tài)的點(diǎn)[68]。因此，只有在回環(huán)條件合適的情況下，才能開始下一個利用階段。如果缺乏合適的條件，生態(tài)系統(tǒng)可能會“翻轉(zhuǎn)”并轉(zhuǎn)移到另一個階段，而在此階段它將不再產(chǎn)生以前水平的功能和服務(wù)[64]。因此，首先要定義轉(zhuǎn)型狀態(tài)，即前述的崩潰狀態(tài)。這需要將崩潰過程與關(guān)鍵系統(tǒng)（要素）的結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，并明確比較可供選擇的崩潰假設(shè)和模型。只有當(dāng)關(guān)鍵系統(tǒng)（要素）的狀態(tài)持續(xù)下降并造成社會生態(tài)資本的重大損失時，閾值的轉(zhuǎn)型條件才會顯現(xiàn)[65,70]。其次，還需確定閾值的類型，在生態(tài)修復(fù)背景下，將流域國土空間韌性的關(guān)鍵閾值劃分為規(guī)模閾值、構(gòu)型閾值和功能閾值。其一，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需錯配和失衡是導(dǎo)致流域生態(tài)系統(tǒng)退化的主要原因，因此需要確定流域國土空間提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)規(guī)模的潛力；其二，需關(guān)注要素的結(jié)構(gòu)特征，這是由于要素提供的功能不是由系統(tǒng)要素的一致性所驅(qū)動的，而是由它們空間尺度上的分布所驅(qū)動的[40]，單一尺度上功能的喪失并不一定會降低系統(tǒng)的韌性，因此需要從流域系統(tǒng)角度確定構(gòu)型閾值；其三，雖然生態(tài)系統(tǒng)功能修復(fù)是流域國土空間優(yōu)化的重要目標(biāo)，但一味追求“恢復(fù)”生態(tài)系統(tǒng)，使其回到低效能自然平衡狀態(tài)也是不可取的[71]，因此需要界定功能閾值。如何實(shí)現(xiàn)三個閾值的相互促進(jìn)和約束是提升流域國土空間韌性的重要目標(biāo)。要指出的是閾值的測度往往需要結(jié)合干擾因素的正負(fù)反饋效應(yīng)及空間差異程度來確定，基于閾值視角的韌性測度不能僅停留在數(shù)值上，還需根據(jù)閾值確定的機(jī)理過程進(jìn)行修正，換言之，就是在充分理解崩潰或退化機(jī)制的基礎(chǔ)上，才能為流域國土空間生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

（4）量化關(guān)鍵主體行為的參與響應(yīng)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)同機(jī)制的揭示需要量化關(guān)鍵主體行為的參與響應(yīng)。流域國土空間韌性受到外部干擾和內(nèi)部動力的共同影響，外部干擾被定義為系統(tǒng)承受沖擊，而內(nèi)部動力包括主體間的學(xué)習(xí)和合作，內(nèi)部機(jī)制可以提高系統(tǒng)從外部沖擊中恢復(fù)的能力，這也是明晰流域關(guān)鍵主體行為的參與響應(yīng)機(jī)理的意義所在。為此，需要將主體行為與空間韌性進(jìn)行有效的耦合[72]。一方面需要采取有效、系統(tǒng)的途徑將不同利益主體認(rèn)知及社會經(jīng)濟(jì)需求納入國土空間優(yōu)化，明確各利益相關(guān)者行為在流域國土空間韌性演化不同參與階段的重要程度，揭示參與者與系統(tǒng)要素交互作用的動態(tài)變化機(jī)制；另一方面，需建立國土空間生態(tài)修復(fù)主體行為與空間韌性的耦合模型，綜合考慮人類福祉最大化、政策及相關(guān)利益者的隨機(jī)性，并基于真實(shí)的空間特定數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)化或驗(yàn)證，量化潛在的環(huán)境和管理反饋[73-74]。

（5）基于復(fù)合情景的韌性預(yù)測。對流域系統(tǒng)的動態(tài)理解和預(yù)測可為應(yīng)對未來的干擾沖擊提供參考。生態(tài)系統(tǒng)固有的復(fù)雜性以及干擾的不確定性，特別是極端干擾事件概率的增加，導(dǎo)致流域國土空間韌性的預(yù)測面臨較大的困難[50,75]，不同情景的模擬和預(yù)測一定程度上可為應(yīng)對不確定性提供借鑒。目前情景設(shè)置大致可分為發(fā)展情景、氣候變化情景和生態(tài)修復(fù)情景等。發(fā)展情景如經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、生態(tài)保護(hù)及綜合發(fā)展情景等；氣候變化情景主要考慮氣候變化的影響；生態(tài)修復(fù)情景主要是基于不同生態(tài)修復(fù)措施對流域國土空間的影響，如設(shè)置化肥減量、河岸緩沖帶、退耕還林和綜合修復(fù)等[76]。國土空間生態(tài)修復(fù)的系統(tǒng)性與可持續(xù)性的需求，決定了情景設(shè)定必須著眼于可理解且易于權(quán)衡管理的備選方案集[77]，基于這一原則，采用復(fù)合情景可以為上述權(quán)衡提供更好的參考依據(jù)，如可設(shè)置為歷史趨勢情景、政策規(guī)劃情景、氣候變化情景、系統(tǒng)生態(tài)功能提升情景等。其主要目標(biāo)在于將不同權(quán)衡愿景與納入未來預(yù)測不確定性的數(shù)字模型相結(jié)合，形成兼具剛性約束和彈性管控的流域國土空間優(yōu)化方案，從而為生態(tài)修復(fù)的開展與效應(yīng)評價提供更科學(xué)和更具操作性的參考。

6 結(jié)語

目前，我國流域國土空間開發(fā)進(jìn)入保護(hù)與修復(fù)的轉(zhuǎn)型階段，高強(qiáng)度的人類活動干擾疊加氣候變化的風(fēng)險，使其生態(tài)安全已經(jīng)逼近或接近生態(tài)承載的上限。如何在揭示流域生態(tài)系統(tǒng)變化和退化機(jī)理的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)既治標(biāo)又治本，以及如何在生態(tài)風(fēng)險持續(xù)加劇的背景下實(shí)現(xiàn)流域國土空間的適應(yīng)性管理，是引入韌性的理論和現(xiàn)實(shí)依據(jù)。立足土地系統(tǒng)科學(xué)，并結(jié)合韌性理論的國土空間韌性機(jī)理闡釋是流域國土空間生態(tài)修復(fù)的重要基礎(chǔ)。從上述邏輯出發(fā)，本文在界定流域國土空間韌性內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，提出了流域國土空間韌性需考慮的因素、研究框架、關(guān)鍵機(jī)制和重要研究方向。謀合了流域國土空間生態(tài)修復(fù)的風(fēng)險應(yīng)對性、要素治理系統(tǒng)性和功能可持續(xù)性等要求，可為統(tǒng)籌流域國土空間生態(tài)要素系統(tǒng)修復(fù)、揭示生態(tài)修復(fù)機(jī)理、評估恢復(fù)程度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)流域社會—生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化提供理論參考和思路借鑒。