王 晗,張丹妮,華 廷,趙宇豪,王振宇,吳健生,*

1 北京大學(xué)深圳研究生院城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)學(xué)院城市人居環(huán)境科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,深圳 518055

2 北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院地表過程與模擬教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100871

3 北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部地表過程與資源生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100875

人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生全球性影響是人類世的顯著特征[1—2]。城市化驅(qū)動(dòng)下的土地利用與土地覆被變化[3]影響了地表侵蝕[4]、沉積[5]、水循環(huán)[6]等諸多自然過程,化石燃料燃燒造成的人為溫室氣體排放加劇了全球氣候變暖[7—8],農(nóng)業(yè)活動(dòng)尤其是化肥的廣泛使用改變了氮、磷、硫等元素在全球生物地球化學(xué)循環(huán)中傳輸與轉(zhuǎn)化的速率[9—10]。陸地與海洋生態(tài)系統(tǒng)吸收了將近一半的人為碳排放,但在氣候變化與人為因素共同作用下面臨新的演化壓力[11—12],生物多樣性喪失與生態(tài)系統(tǒng)退化的風(fēng)險(xiǎn)不斷增加[13—16]。日益嚴(yán)峻的全球環(huán)境問題成為人類可持續(xù)發(fā)展面臨的重大挑戰(zhàn)[17]。

長(zhǎng)期以來,人地系統(tǒng)研究關(guān)注從生態(tài)系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)的多個(gè)層面描述和解析自然環(huán)境與人類社會(huì)的交互作用。但全球性的環(huán)境變化問題進(jìn)一步凸顯了人地作用的復(fù)雜過程和機(jī)理[18],人地關(guān)系的綜合協(xié)調(diào)仍然面臨著生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與社會(huì)系統(tǒng)治理兩者系統(tǒng)性與整體性不足的難題。社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)(Social-ecological Systems,SESs)是近年來人地系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)視角[19],其嘗試將自然環(huán)境與人類社會(huì)刻畫為復(fù)雜耦合的整體系統(tǒng)。以脆弱性[20—21]、韌性[22]與適應(yīng)性[23—24]為切入點(diǎn)的研究工作指出了社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性治理的途徑[25],強(qiáng)調(diào)了建立具有適應(yīng)性的社會(huì)權(quán)利分配與行為決策機(jī)制[26],為緩解生態(tài)系統(tǒng)退化[27]、恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)[28]、解決社會(huì)貧困[29]等諸多跨系統(tǒng)問題提供了解決方案。

國(guó)外較早地圍繞社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)開展理論和實(shí)踐研究,而國(guó)內(nèi)近年來開始針對(duì)具體區(qū)域問題開展系列探索,但相關(guān)工作仍處于起步階段,且社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域整體發(fā)展態(tài)勢(shì)與熱點(diǎn)內(nèi)容的總結(jié)工作仍不多見。為此,本文從社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)文獻(xiàn)分析出發(fā),對(duì)其研究領(lǐng)域的發(fā)展歷程、近今態(tài)勢(shì)和前沿議題進(jìn)行歸納,總結(jié)現(xiàn)有研究的理論基礎(chǔ)和地域?qū)嵺`,以期為凝煉社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)領(lǐng)域的研究方向和深化科學(xué)問題提供參考。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

Web of Science(WoS)(https://www.webofscience.com/)收錄了世界范圍內(nèi)各學(xué)科領(lǐng)域的優(yōu)秀期刊,能夠及時(shí)反映科學(xué)發(fā)展的前沿態(tài)勢(shì)[30]。本文限定檢索范圍為WoS核心合集(SCIE、SSCI、AHCI、ESCI)和中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD),以“Social-Ecological Systems(Social-Ecological)”為主題詞,文獻(xiàn)類型為Article和Review Article。截至2022年5月18日,共檢索到6835篇文獻(xiàn)。

中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)通過有計(jì)劃的資助體系推動(dòng)了我國(guó)科技創(chuàng)新尤其是基礎(chǔ)研究的發(fā)展,其資助傾向反映了國(guó)家層面對(duì)科學(xué)發(fā)展的需求[31]。以“社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)”為主題詞,對(duì)2021年及以前歷年資助項(xiàng)目進(jìn)行檢索(https://isisn.nsfc.gov.cn/),經(jīng)篩選去除醫(yī)學(xué)、心理學(xué)等領(lǐng)域不相關(guān)的少量結(jié)果,共檢索到43個(gè)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)主題的研究項(xiàng)目。

1.2 統(tǒng)計(jì)分析

本文利用WoS檢索文獻(xiàn)的題錄字段(題目、作者、單位、關(guān)鍵詞、資助基金、引文信息等)與NSFC資助項(xiàng)目的外部特征字段(項(xiàng)目名稱、負(fù)責(zé)人、依托單位、項(xiàng)目類型、資助金額、項(xiàng)目摘要等)開展數(shù)量統(tǒng)計(jì)與趨勢(shì)分析,以明確社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究的主要態(tài)勢(shì)和熱點(diǎn)內(nèi)容。

1.3 共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與詞頻分析

本文以共同出現(xiàn)在文獻(xiàn)中的作者、關(guān)鍵詞、單位等關(guān)注項(xiàng)為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),關(guān)注項(xiàng)共現(xiàn)頻數(shù)作為網(wǎng)絡(luò)的邊,構(gòu)建共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)[32]對(duì)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究文獻(xiàn)的作者、主題、發(fā)文機(jī)構(gòu)及其相互聯(lián)系進(jìn)行量化分析,共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析在荷蘭萊頓大學(xué)Eck和Waltman開發(fā)的VOSviewer軟件[33]中進(jìn)行。關(guān)鍵詞頻數(shù)能夠反映一段或多段文本的主題分布[34],本文通過Python腳本對(duì)NSFC資助的社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究項(xiàng)目的名稱、摘要等內(nèi)容進(jìn)行分詞和詞頻統(tǒng)計(jì),以分析NSFC資助研究項(xiàng)目關(guān)注主題的演變。

2 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究態(tài)勢(shì)

2.1 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究發(fā)文特點(diǎn)

2.1.1文獻(xiàn)發(fā)表趨勢(shì)

社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究在WoS核心合集檢索到相關(guān)文獻(xiàn)6595篇,占比96.5%,在CSCD檢索到240篇,占比3.5%。該領(lǐng)域文獻(xiàn)最早發(fā)表于1977年,截至檢索日,年均發(fā)文量約149篇,整體發(fā)文量較少。

社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究領(lǐng)域的形成與發(fā)展過程和國(guó)際組織發(fā)起的重要研究計(jì)劃密切相關(guān)。隨著國(guó)際性科學(xué)合作進(jìn)程的推進(jìn),社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究的文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量呈現(xiàn)了明顯的三階段特征(圖1),即萌芽階段(1977—2001年)、起步階段(2002—2009年)、發(fā)展階段(2010年至今)。研究議題最初以氣候變化為起點(diǎn)關(guān)注全球變化等自然科學(xué)問題,后逐漸演變?yōu)殛P(guān)注人類世全球變化的驅(qū)動(dòng)力、全球環(huán)境變化對(duì)人類福祉影響、緩解與適應(yīng)全球變化等自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)融合的綜合問題。

圖1 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究論文發(fā)表趨勢(shì)Fig.1 Publication trends of social-ecological systems research papers

2.1.2文獻(xiàn)學(xué)科分布

以我國(guó)國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)學(xué)科二級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)來看,社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究受到自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)多個(gè)學(xué)科的廣泛關(guān)注(圖2),其中來源于環(huán)境科學(xué)與工程、生態(tài)學(xué)、地理學(xué)三個(gè)學(xué)科的文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量與引用數(shù)量最高。生態(tài)學(xué)、可持續(xù)性科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理政策等主題的國(guó)際期刊發(fā)表了最多的文獻(xiàn)(表1)。相關(guān)文獻(xiàn)的學(xué)科分布與期刊主題,凸顯了社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究領(lǐng)域的學(xué)科交叉特點(diǎn)。

表1 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究論文主要來源期刊Table 1 The primary source journals for the literature on social-ecological systems research topics

表2 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究中文文獻(xiàn)的前10作者Table 2 Top 10 authors of the Chinese papers on social-ecological systems research

圖2 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)論文發(fā)表與被引前20學(xué)科Fig.2 Top 20 disciplines for publication and citation of social-ecological systems research papers

2.2 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究力量現(xiàn)狀

全球形成了歐洲(瑞典、荷蘭、法國(guó)、德國(guó)等國(guó)家)、北美洲(美國(guó)、加拿大)和澳大利亞三個(gè)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究核心地區(qū)(圖3),上述地區(qū)的高校、研究院所、公益組織和政府機(jī)構(gòu)是累計(jì)發(fā)文量前20的來源單位。

圖3 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究發(fā)文量前20的機(jī)構(gòu)及所屬地區(qū)Fig.3 Regions of the top 20 institutions on social-ecological systems research papers

選擇發(fā)文量與引用量均≥10篇的前300個(gè)機(jī)構(gòu)分析社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究的全球機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)(圖4)。可以發(fā)現(xiàn):主要發(fā)文機(jī)構(gòu)中的斯德哥爾摩大學(xué)、亞利桑那州立大學(xué)、詹姆斯庫(kù)克大學(xué)與昆士蘭大學(xué)、英屬哥倫比亞大學(xué)和滑鐵盧大學(xué)是目前全球社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)的四個(gè)主要核心,巴塞羅那自治大學(xué),萊布尼茨海洋科學(xué)研究所、波恩大學(xué)、清邁大學(xué),中國(guó)科學(xué)院等為次一級(jí)核心。

以發(fā)文量和被引量均≥10篇的發(fā)文作者構(gòu)建全球作者合作網(wǎng)絡(luò)(圖4),結(jié)果顯示全球社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域的研究者之間存在著緊密的合作關(guān)系。但合作網(wǎng)絡(luò)中華人作者或在國(guó)內(nèi)單位就職的作者人員數(shù)量極少,表明我國(guó)科研力量尚未在國(guó)際社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。同時(shí),統(tǒng)計(jì)得到社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究領(lǐng)域中文發(fā)文量前10的作者(表2),國(guó)內(nèi)研究的中文文獻(xiàn)數(shù)量也較少,累計(jì)發(fā)文量尚不足百篇。

2.3 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究資助趨勢(shì)

2.3.1社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究主要資助來源

社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究領(lǐng)域的發(fā)展與其受資助的方式與力度密切相關(guān),多元化的資助體系是國(guó)際社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究迅速發(fā)展的重要支撐。根據(jù)統(tǒng)計(jì)得到的文章發(fā)表量前20的資助來源機(jī)構(gòu)(表3),北美洲、歐洲、澳大利亞等地區(qū)的資助機(jī)構(gòu)數(shù)量最多。國(guó)際上相關(guān)資助機(jī)構(gòu)類型多樣,既有基礎(chǔ)研究部門,也有各國(guó)政府業(yè)務(wù)部門和國(guó)際公益性研究組織,我國(guó)目前則主要依靠國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)的資助。

表3 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究論文的前20資助來源機(jī)構(gòu)Table 3 Top 20 funding institutions of the papers on social-ecological systems research

2.3.2中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金資助趨勢(shì)

國(guó)內(nèi)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究歷史受資助數(shù)量和力度均較低,但近年來上升趨勢(shì)顯著(圖5)。NSFC對(duì)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究的資助起步于西北大學(xué)王俊2005和2006年主持的青年科學(xué)基金項(xiàng)目和國(guó)際(地區(qū))合作與交流項(xiàng)目;到2010年,NSFC相關(guān)項(xiàng)目資助數(shù)量和力度才開始持續(xù)增加。2019年以前,以青年科學(xué)基金、面上項(xiàng)目、地區(qū)科學(xué)基金等為主的資助類型表明NSFC對(duì)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)探索性研究的鼓勵(lì)。2019年以來,由中國(guó)科學(xué)院環(huán)境生態(tài)中心傅伯杰和孫然好、北京大學(xué)王仰麟等團(tuán)隊(duì)牽頭主持的重點(diǎn)項(xiàng)目、聯(lián)合基金項(xiàng)目等受到資助,一定程度上表明社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究已開始成為優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域和學(xué)科發(fā)展重點(diǎn)。

圖5 國(guó)家自然基金委(NSFC)對(duì)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究項(xiàng)目的年資助趨勢(shì)Fig.5 Annual trends of social-ecological systems research projects funded by the National Natural Science Foundation of China

3 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)主題演進(jìn)

3.1 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究關(guān)鍵詞

3.1.1已發(fā)表文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

選擇檢索文獻(xiàn)中累計(jì)出現(xiàn)頻次≥20的關(guān)鍵詞作為關(guān)注項(xiàng),構(gòu)建社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)(圖6)。社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究涵蓋了自然生態(tài)系統(tǒng)、氣候變化、土地利用、治理與管理政策等諸多主題,核心關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)包括Social-Ecological Systems(社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng))、Resilience(韌性)、Management(管理)、Sustainability(可持續(xù)性)、Governance(治理)、Conservation(保護(hù))、Ecosystem Service(生態(tài)系統(tǒng)服務(wù))、Adaptation(適應(yīng)性)、Vulnerability(脆弱性)等。關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)表明人類社會(huì)系統(tǒng)治理與自然生態(tài)系統(tǒng)問題的綜合是社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究的核心。以上述核心關(guān)鍵詞為中心節(jié)點(diǎn),形成了多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的關(guān)鍵詞群,多樣化且跨度較大的關(guān)鍵詞群顯示社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究領(lǐng)域具有綜合性、復(fù)雜性和交叉性的特征。

圖6 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與NSFC資助項(xiàng)目主題詞云圖Fig.6 Keywords co-occurrence network and of social-ecological systems research papers

3.1.2國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目詞頻

通過計(jì)算2005至2021年受NSFC資助的43項(xiàng)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究項(xiàng)目的名稱和摘要的分詞詞頻,構(gòu)建主題詞云圖(圖6),以直觀反映我國(guó)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究中重點(diǎn)關(guān)注的議題。NSFC資助的研究項(xiàng)目側(cè)重從脆弱性、適應(yīng)性、恢復(fù)力、韌性等角度,解析社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和過程,進(jìn)而對(duì)其演化、耦合、權(quán)衡等問題進(jìn)行過程、機(jī)制、影響等綜合研究。干旱區(qū)-半干旱區(qū)、海岸帶、城市、鄉(xiāng)村、旅游地、保護(hù)地、牧區(qū)、貧困山區(qū)、少數(shù)民族聚居區(qū)等生態(tài)環(huán)境脆弱或者社會(huì)環(huán)境特殊的區(qū)域?yàn)橄嚓P(guān)項(xiàng)目的主要案例地區(qū),這顯示了國(guó)內(nèi)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究問題的地域性和多樣性。管理、合作、應(yīng)對(duì)等適應(yīng)性治理手段是國(guó)內(nèi)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究實(shí)踐探索的主要出口。

3.2 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究演進(jìn)

3.2.1社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的概念內(nèi)涵

地學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)學(xué)科通過不同時(shí)空尺度的研究,逐步建立起涵蓋大氣、水、生物、陸地等子系統(tǒng)相互聯(lián)系、相互作用機(jī)制的地球系統(tǒng)科學(xué)體系[35—38],為認(rèn)識(shí)人類與自然系統(tǒng)交互作用[39—40],實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供支撐。在研究過程中,人(Man)、人類(Human)、社會(huì)(Society)、地球(Earth)、土地(Land)、自然(Nature)、環(huán)境(Environment)等詞匯及其組合先后被作為本體來指代人地系統(tǒng)(表4),但在各類研究中相關(guān)概念常被混用,不同表述的應(yīng)用語(yǔ)境仍存著較大差異。隨著人地關(guān)系認(rèn)識(shí)的深入,系統(tǒng)要素相互依存、相互作用的關(guān)系以及錯(cuò)綜復(fù)雜的系統(tǒng)過程逐漸被研究人員發(fā)現(xiàn)并得到重視,“社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)”的概念逐漸形成。社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)一詞指的是社會(huì)系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)兩者關(guān)聯(lián)而成的人地系統(tǒng),其中“社會(huì)”指代人類社會(huì)及其活動(dòng)的本體,“生態(tài)”既指代自然生態(tài)系統(tǒng)本體,也指代社會(huì)系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)兩者的作用過程[41],是包含人地系統(tǒng)要素組成和其過程的綜合性表述。

表4 人類與自然系統(tǒng)的多樣化概念表述及其內(nèi)涵Table 4 Diversified concepts and contexts of human and natural systems

3.2.2社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵理論

社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)是一種兼具組分功能性(Constituted Relationally)、自適應(yīng)能力(Adaptive Capacities)、動(dòng)態(tài)交互性(Dynamic Interactions)、模糊邊界性(Unclear Boundaries)、語(yǔ)境依賴性(Contextual Dependency)和復(fù)雜因果性(Complex Causality)等特性的復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)(Complex Adaptive System,CAS)[47]。為此,Holling等從系統(tǒng)科學(xué)的角度分析人類與自然演化過程,建立擾沌理論(Panarchy Theory)來解釋人類與自然環(huán)境之間廣泛發(fā)生的變化[48]。擾沌理論包含了反饋循環(huán)、非線性、閾值、詫異、遺留影響與時(shí)間滯后、韌性與異質(zhì)性等概念體系,為理解人類與自然系統(tǒng)復(fù)雜的相互作用,尤其是人地系統(tǒng)中快速與慢速的跨尺度交互、局部與全球變化提供了基礎(chǔ)[49]。

盆地模型[50]和杯球模型[51]等概念模型常被用來具象表達(dá)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)空間,系統(tǒng)外的作用被隱喻為引力,從而以機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概念圖形簡(jiǎn)化表達(dá)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)面臨干擾時(shí)的閾值效應(yīng)[52]和反饋機(jī)制[53—54]。以此為基礎(chǔ),社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)理論研究圍繞適應(yīng)性變化(Adaptive Change)、學(xué)習(xí)(Learning)、轉(zhuǎn)化力(Transformability)等隱喻(Metaphor)[55]的數(shù)學(xué)描述和過程構(gòu)建,形成了干擾響應(yīng)、系統(tǒng)自組織、學(xué)習(xí)與適應(yīng)性三個(gè)核心議題[56—57]。單個(gè)適應(yīng)性循環(huán)(Adaptive Cycle)由開發(fā)(r)、保護(hù)(K)、釋放(Ω)和更新(α)四個(gè)基本階段組成[49]。多個(gè)快速與慢速的適應(yīng)性循環(huán)在跨時(shí)空尺度的相互作用,通過記憶(Remember)和反抗(Revolt)的正負(fù)反饋發(fā)生聯(lián)結(jié),構(gòu)成多層次的系統(tǒng)自組織、學(xué)習(xí)與適應(yīng)過程,推動(dòng)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)體制轉(zhuǎn)換(Regime Shift)的形成[58]。

3.2.3社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的研究發(fā)展

社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究是貫穿和綜合傳統(tǒng)人地關(guān)系認(rèn)識(shí)與研究發(fā)展的綜合性領(lǐng)域。對(duì)社會(huì)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)脆弱性(Vulnerability)、韌性(Resilience)的定性與定量分析是社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究領(lǐng)域形成的起點(diǎn)。脆弱性研究始于社會(huì)科學(xué),其關(guān)注特定地域的人類對(duì)災(zāi)害尤其是自然災(zāi)害的暴露[59]、人類社會(huì)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)面對(duì)災(zāi)害或干擾的恢復(fù)力[60]或韌性[61],研究突變與壓力導(dǎo)致的系統(tǒng)組分、結(jié)構(gòu)及其狀態(tài)的變化,側(cè)重從消極角度衡量系統(tǒng)受到干擾后產(chǎn)生不利影響的程度[62—63]。韌性研究源于生態(tài)學(xué)中對(duì)生態(tài)系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)變化時(shí)的適應(yīng)性和維持性的關(guān)注[64],是從積極角度對(duì)系統(tǒng)演變到新的狀態(tài)之前可承受干擾、自我組織和適應(yīng)新環(huán)境能力的量化[65—66]。但從社會(huì)科學(xué)或者自然科學(xué)單一角度無法闡明人類與自然系統(tǒng)耦合與發(fā)展的復(fù)雜模式和過程[67]。

最早,驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)框架[68]從人地相互作用因果鏈出發(fā),奠定了人類活動(dòng)與自然環(huán)境互動(dòng)聯(lián)系分析的經(jīng)典框架。從自然生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類社會(huì)系統(tǒng)的作用角度,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究從經(jīng)濟(jì)學(xué)視角將自然環(huán)境提供的滿足人類物質(zhì)與精神需求的自然資源和生態(tài)過程抽象為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),構(gòu)建了自然生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的價(jià)值核算理論與方法體系[69—70]。面對(duì)復(fù)雜的人地矛盾,社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)與人地關(guān)系地域系統(tǒng)等工作抓住糧食、能源、人口三個(gè)關(guān)鍵要素,從自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)三個(gè)維度形成了對(duì)人地系統(tǒng)組分與結(jié)構(gòu)還原論認(rèn)知[71],并逐步認(rèn)識(shí)到地域特性是人類對(duì)自然投入與產(chǎn)出活動(dòng)的顯著特點(diǎn)[72]。隨后,生態(tài)足跡考慮人類社會(huì)系統(tǒng)對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的影響,從特定地區(qū)人類生存和發(fā)展所依賴自然資源的消耗及自然環(huán)境對(duì)人類活動(dòng)排放廢物的消納所需要的土地面積[73]入手,建立了人類活動(dòng)對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)影響狀態(tài)評(píng)估的量化途徑,同時(shí)資源環(huán)境適宜性與承載力[74]、行星邊界[75—76]等研究工作從區(qū)域與全球角度提供了對(duì)自然資源約束與人類發(fā)展需求的狀態(tài)分析工具。至此,人類社會(huì)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)兩者相互作用的量化成為人地關(guān)系研究的重點(diǎn)。

進(jìn)一步地,以人地耦合圈層為代表的研究[77—78]從供給與需求角度篩選表征指標(biāo)來衡量自然生態(tài)系統(tǒng)與人類社會(huì)發(fā)展關(guān)系中的依賴、協(xié)調(diào)、促進(jìn)的耦合程度。全球化進(jìn)程中,人們逐漸認(rèn)識(shí)到社會(huì)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)除了在特定地點(diǎn)發(fā)生耦合作用也在區(qū)域與全球各個(gè)時(shí)空尺度上存在的復(fù)雜近-遠(yuǎn)距離關(guān)聯(lián)。元耦合理論[79]將系統(tǒng)內(nèi)耦合與系統(tǒng)間的近、遠(yuǎn)程耦合相統(tǒng)一,建立了以發(fā)送系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、外溢系統(tǒng)為主體,代理、流等為分析工具的人類與自然系統(tǒng)跨區(qū)域交互研究的方法體系?；谏鲜龉ぷ?同樣關(guān)注人類社會(huì)對(duì)水資源、糧食、能源等關(guān)鍵需求的水-能-糧紐帶研究[80]重點(diǎn)考慮了相關(guān)社會(huì)過程對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中的權(quán)衡(Trade-off)與協(xié)同(Synergy)關(guān)系,將人地關(guān)系的認(rèn)知從還原認(rèn)識(shí)論提升到了系統(tǒng)認(rèn)識(shí)論,在解析社會(huì)系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜相互作用方面進(jìn)行了較好地嘗試。

整體上,地理學(xué)、生態(tài)學(xué)等學(xué)科從系統(tǒng)組分(Component)、結(jié)構(gòu)(Structure)、過程(Process)、狀態(tài)(State)和聯(lián)系(Relation)等不同層次的跨學(xué)科人地關(guān)系研究,為社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)綜合研究范式的形成提供了方法論支撐,推動(dòng)了以過程、狀態(tài)和聯(lián)系為關(guān)注重點(diǎn)的社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)綜合研究的形成和發(fā)展。Olsson以漁業(yè)生態(tài)系統(tǒng)為例建立了生態(tài)知識(shí)、生態(tài)系統(tǒng)與管理實(shí)踐的動(dòng)態(tài)連接分析框架[81]。該框架認(rèn)為人們依靠本地化的生態(tài)知識(shí)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)知,而生態(tài)知識(shí)反饋影響制度與管理實(shí)踐。社會(huì)系統(tǒng)的管理實(shí)踐活動(dòng)通過對(duì)土地利用決策作用于生態(tài)系統(tǒng)過程,從而產(chǎn)生新的生態(tài)系統(tǒng)認(rèn)識(shí),循環(huán)往復(fù)形成新的動(dòng)態(tài)連接。Redman進(jìn)一步提出社會(huì)模式與過程和生態(tài)格局與過程的組合是推動(dòng)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)形成和演化的關(guān)鍵,兩部分通過交互作用產(chǎn)生聯(lián)系,在空間、時(shí)間維度上組織發(fā)展成具有韌性、可持續(xù)性和復(fù)雜聯(lián)系的系統(tǒng)[82]。Ostrom將社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)分為資源系統(tǒng)(Resource System)、資源單元(Resource Unit)、管理系統(tǒng)(Governance System)、用戶(Users)或行動(dòng)者(Actors)四個(gè)一級(jí)子系統(tǒng)和多個(gè)二級(jí)子系統(tǒng),指出子系統(tǒng)通過交互作用產(chǎn)出結(jié)果,與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政治環(huán)境和其他生態(tài)系統(tǒng)兩大類外部環(huán)境產(chǎn)生連接,為社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的公共資源治理提供了一個(gè)通用的多層次分析框架[83]。

4 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究地域?qū)嵺`

4.1 海岸帶社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)

海岸帶是世界上人口最密集居住的地區(qū),頻繁遭受洪水、海嘯、颶風(fēng)及傳染病等災(zāi)害的干擾,人類社會(huì)與生態(tài)系統(tǒng)相互作用強(qiáng)烈,是國(guó)外社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究關(guān)注的重點(diǎn)地域[84]。全球化進(jìn)程促進(jìn)了世界各地尤其是沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)商品、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的緊密聯(lián)系[85],海岸帶地區(qū)社會(huì)系統(tǒng)中經(jīng)濟(jì)、制度、市場(chǎng)、技術(shù)、文化與價(jià)值觀等通過漁業(yè)活動(dòng)、污染與氣候變化等代理驅(qū)動(dòng)因素,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生作用。沿海自然生態(tài)系統(tǒng)因此在海岸帶御災(zāi)保護(hù)[86]、食物與資源安全[87]、海洋旅游業(yè)與海洋生計(jì)[88]、生物化學(xué)循環(huán)[89]等方面的服務(wù)和功能發(fā)生變化。增強(qiáng)海岸帶社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)韌性和降低其脆弱性是社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域相關(guān)研究的核心,已有研究揭示了建立海洋保護(hù)區(qū)、合理規(guī)劃漁業(yè)活動(dòng)與捕撈規(guī)模、減少向海洋中排放污染物、發(fā)展珊瑚礁等脆弱要素保護(hù)技術(shù)等綜合治理方案,是實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)提出的保護(hù)和可持續(xù)利用海洋資源可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)(SDG14)[90]的科學(xué)途徑。

4.2 干旱區(qū)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)

干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能既影響人類福祉也易受人類活動(dòng)干擾。全球干旱災(zāi)害日益嚴(yán)重[91],典型干旱區(qū)黃土高原面臨水土流失、荒漠化面積擴(kuò)大、經(jīng)濟(jì)發(fā)展遲緩等問題,人口、資源與環(huán)境矛盾突出,是國(guó)內(nèi)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究關(guān)注的重點(diǎn)[92]。干旱區(qū)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究主要關(guān)注在人類活動(dòng)與環(huán)境變化的共同擾動(dòng)下干旱與半干旱地區(qū)的社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性、韌性與適應(yīng)性風(fēng)險(xiǎn)的變化過程和驅(qū)動(dòng)機(jī)制[93]。具體研究中,農(nóng)戶生計(jì)常被作為社會(huì)系統(tǒng)問題的核心,植被恢復(fù)作為生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵監(jiān)測(cè)指標(biāo)。宏觀的研究工作常以行政區(qū)為基本單元,建立包含社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)子系統(tǒng)的韌性綜合評(píng)估指標(biāo)體系[94],通過識(shí)別關(guān)鍵社會(huì)-生態(tài)要素構(gòu)建社會(huì)-生態(tài)網(wǎng)絡(luò)[95],解析社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性、韌性的時(shí)空變化及驅(qū)動(dòng)因素。微觀的研究工作主要是綜合運(yùn)用氣象、遙感、統(tǒng)計(jì)年鑒等數(shù)據(jù)與農(nóng)戶訪談等方法[96],關(guān)注農(nóng)戶對(duì)干旱區(qū)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)變化的適應(yīng)性過程,從而建立綜合指標(biāo)體系評(píng)估農(nóng)戶生計(jì)適應(yīng)性[58,97]。相關(guān)研究顯示了綜合實(shí)施鄉(xiāng)村建設(shè)、退耕還林與水土保持等社會(huì)工程和生態(tài)工程[98—99],有利于降低干旱區(qū)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性[100],增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)連通度從而強(qiáng)化社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)抗干擾能力[101]。

4.3 城市社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)

城市以近、遠(yuǎn)程的生態(tài)系統(tǒng)過程與服務(wù)為基礎(chǔ)[102],通過區(qū)域貿(mào)易活動(dòng)與城市體系形成城市服務(wù)供給網(wǎng)絡(luò),為人類提供交通、居住、醫(yī)療、工作、市場(chǎng)等全面的社會(huì)服務(wù)[103],是復(fù)雜社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)過程集中的地區(qū)。城市社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究一方面關(guān)注從城市系統(tǒng)[104]、城市代理[105—106]和城市制度體系[107—108]等角度認(rèn)識(shí)閾值與系統(tǒng)治理在城市社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)跨尺度復(fù)雜交互過程中的作用;另一方面?zhèn)戎赜趶囊嘏c規(guī)劃實(shí)踐層面,評(píng)估城市環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、自然災(zāi)害、人口分布等導(dǎo)致的脆弱性[109],通過建設(shè)綠色基礎(chǔ)設(shè)施等手段增加城市韌性[110]和氣候適應(yīng)性[111]。

4.4 其他社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)

森林[112]、農(nóng)田[113]、濕地[114]、湖泊[115]、極地[116]等也是社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究的典型地域。圍繞上述生態(tài)環(huán)境關(guān)鍵或敏感區(qū)域的研究工作共同揭示了信息流、新知識(shí)、社會(huì)治理決策過程、管理機(jī)構(gòu)和生態(tài)文化理念對(duì)協(xié)調(diào)社會(huì)過程與生態(tài)過程、提升社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)韌性和適應(yīng)性的重要作用。

5 總結(jié)與展望

社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)綜合自然生態(tài)系統(tǒng)與人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展問題的研究視角,為理解復(fù)雜耦合的人地系統(tǒng)和化解人地矛盾提供了新途徑。國(guó)際社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究起步較早,近年來聚焦于社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、韌性、適應(yīng)性等綜合特性研究,形成了以擾沌為關(guān)鍵理論、多種人地關(guān)系認(rèn)知研究為方法論支撐的綜合領(lǐng)域。我國(guó)地域廣闊,自然生態(tài)系統(tǒng)類型豐富,地區(qū)社會(huì)發(fā)展水平各異,人地關(guān)系矛盾復(fù)雜多樣。以我國(guó)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)面臨的實(shí)際問題為切入點(diǎn),開展多維度的社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)研究,有助于豐富其理論與實(shí)踐體系。

但目前社會(huì)系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)的聯(lián)系與作用認(rèn)識(shí)仍不完善,社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成要素、演化過程、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與韌性提升等研究還不夠深入。未來工作需圍繞社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的要素組成與時(shí)空邊界確定,社會(huì)過程與生態(tài)過程互動(dòng)的復(fù)雜機(jī)制建模解析,社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)綜合風(fēng)險(xiǎn)與演變趨勢(shì)研判及整合社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性治理理念參與可持續(xù)發(fā)展決策等關(guān)鍵問題,重點(diǎn)關(guān)注社會(huì)環(huán)境與生態(tài)環(huán)境敏感地區(qū)社會(huì)系統(tǒng)過程與生態(tài)系統(tǒng)過程的關(guān)聯(lián)。同時(shí)深入?yún)⑴c地域社會(huì)治理與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的政策設(shè)計(jì)與管理活動(dòng),以加強(qiáng)對(duì)人地關(guān)系認(rèn)知框架的整合,完善社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論、方法理論和應(yīng)用理論體系。此外,在相關(guān)科研管理工作中需借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn),加強(qiáng)人地關(guān)系研究的頂層設(shè)計(jì)和組織性,設(shè)立綜合項(xiàng)目、豐富資助途徑,發(fā)揮人地關(guān)系研究對(duì)增進(jìn)人類福祉的決策參考作用,提升和支撐我國(guó)在國(guó)際相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)話語(yǔ)權(quán)。