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2016 , Vol. 35 >Issue 2: 299 - 312

DOI: https://doi.org/10.11821/dlyj201602008

研究论文

多适应目标下的山地城市社会—生态系统脆弱性评价

  • 温晓金 ,
  • 杨新军 ,
  • 王子侨
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  • 西北大学城市与环境学院,西安 710127
杨新军(1972- ),男,陕西扶风人,博士,教授,博士生导师,研究方向为旅游地理学与人地关系的社会—生态整合研究。E-mail:

作者简介：温晓金(1987- ),女,山东莱芜人,博士研究生,研究方向土地利用与社会—生态系统等研究。E-mail:

收稿日期: 2015-08-06

  要求修回日期: 2015-12-22

  网络出版日期: 2016-02-20

基金资助

陕西省自然科学基金项目（2014JM5209）

陕西高校人文社会科学青年英才支持计划（HSSTP）

收起

Assessment on the vulnerability of social-ecological systems in a mountainous city depending on multi-targets adaption

  • WEN Xiaojin ,
  • YANG Xinjun ,
  • WANG Ziqiao
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  • College of Urban and Environmental Sciences, Northwest University, Xi'an 710127, China

Received date: 2015-08-06

  Request revised date: 2015-12-22

  Online published: 2016-02-20

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《地理研究》编辑部
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摘要

面对全球环境变化,识别社会—生态系统脆弱性是可持续性研究的核心议题。山地城市发展条件受地形、建设用地和生态环境等因素的制约,其人地关系更为脆弱,国土空间开发与保护需要权衡。针对人类—环境耦合系统的脆弱性评价存在时空精度较粗、目标过于含糊的问题,以秦岭山地的商洛市为例,基于主体功能区划方案设置不同适应目标,构建包括32个指标42项数据的山地城市社会—生态系统脆弱性评价体系。结果表明：在空间差异上,柞水县的脆弱性程度较低,洛南县脆弱性程度最高;在1997-2013年间,脆弱性低值样本随时间变化有所升高,高值样本于2003-2008年间达到峰值;全市域脆弱性空间差异存在先增加后减少的趋势,并在2013年差异达到最小,区域差距有所缓和。在多适应目标下,商州区在重点开发导向下脆弱性最低,而柞水县、镇安县和商南县等更适于限制开发导向,不同适应目标导向会对脆弱性评价结果产生影响。在较高时空精度上探讨山地城市社会—生态系统的脆弱性,可为区域可持续发展提供定量指引,采用的多适应目标情景设置可以作为区域社会发展评价研究的一种新思路。

关键词： 社会—生态系统脆弱性; 可持续发展; 逼近理想解的排序方法（TOPSIS）; 主体功能区

本文引用格式

温晓金 , 杨新军 , 王子侨 . 多适应目标下的山地城市社会—生态系统脆弱性评价[J]. 地理研究, 2016 , 35(2) : 299 -312 . DOI: 10.11821/dlyj201602008

Abstract

In face of environmental changes at the global level, understanding vulnerability of social-ecological system has become a hotspot in sustainability research. The development of mountainous city is restricted by many key factors including terrain, construction land, and ecological risk. Since the relationship between human and natural systems is complex, analysis of urban development and environmental conservation is important and needs to be addressed. However, spatiotemporal scales in previous research are usually coarse and thus cannot provide fine information. In order to overcome this issue, we take Shangluo city, a mountainous city in Shaanxi province as an example and study an array of spatiotemporal metrics. Specifically, we first analyzed the major function oriented zone and then used 32 indices and 42 datasets to build a vulnerability evaluation system. The results show Zhashui county has a relatively low degree of vulnerability, while Luonan county has the highest vulnerability. The value of low vulnerability samples increases from 1997 to 2013, while the value of high vulnerability samples reaches the peak in 2003-2008. For entire Shangluo city, the spatial differences of vulnerability experienced an inverse U-shaped dynamic change, i.e., increasing first and then decreasing. Finally, the difference reached its minimum in 2013, which leads to an alleviation of regional differences. Under the multiple adaptive targets, Shangzhou district has the lowest vulnerability in the major development orientation, while Zhashui county, Zhen'an county, and Shangnan county are more suitable to limited development orientation. This indicates that different adaptive target orientation may have different influences on the evaluation results. In this study, the vulnerability of social-ecological system has been identified at a fine spatiotemporal scale, which could provide fine information to regional sustainable development. Moreover, the procedure of setting multiple adaptive targets can be referenced by other regions which have similar problems.

Key words： vulnerability of social-ecological systems; sustainable development; TOPSIS; Major Function Oriented Zoning

1 引言

全球环境变化对地方可持续性发展产生了一系列挑战,整化人类与自然耦合系统中的多重变量,明晰社会—生态系统（social-ecological systems,SES）中社会经济与生态环境要素的交互作用,是应对气候变化、生物多样性减少、水资源短缺、物种入侵、能源与粮食安全等一系列风险胁迫的必要途径[1]。在SES研究中,有效刻画人类与自然耦合系统所受到损害的SES脆弱性这一概念,为减轻风险的行动指引提供了标准化的分析框架[2]。因此,关注人类社会与自然环境的耦合作用,识别SES脆弱性,成为21世纪以来全球可持续发展研究所关注的核心议题之一[3-6]。目前,随着脆弱性评价框架的趋于统一,逐步形成了暴露—敏感性—适应能力的三准则评价方式[7]以及将暴露作为外界压力予以剥离的敏感性—适应能力双准则评价思路[8,9]。特别是适应能力作为早期与脆弱性相对应的、单独识别并用于指引脆弱区域风险适应的概念[10],已经转变为脆弱性评价的关键因子,成为影响脆弱性识别结果的主导准则[11]。
人—地系统素为地理学研究的核心对象[12],以人地耦合系统为中心的脆弱性评价业已成为地理学相关学科的关注热点与解决区域决策性问题的实践途径[13]。由于SES管理涉及多目标、多过程、多尺度的交互关系,部分研究以耦合系统作为关注对象,但将暴露准则简化为特定风险源即区域受到的最主要胁迫,将敏感性指标简化为该胁迫所主要作用的社会或生态要素。针对全球气候变化所引致的干旱脆弱性[14]、高温脆弱性[15]、水资源脆弱性[16]等,人体健康、社会贫困和资源管理等环节往往成为脆弱性评价的关键参 数[17];针对社会过程对资源地区所产生的胁迫和响应如对石油城市[18]、资源衰退城市[19]、采煤矿区[20]、生态脆弱库区[21]的SES脆弱性分析逐步涌现;而针对旅游等特定人类活动的乡村SES脆弱性评价更丰富了SES跨尺度研究案例[22]。此类研究结果有效显示了生态过程对人类社会或人类活动对生态系统所造成的影响。同时,为描述生态过程与人类活动交互影响下的系统综合响应,针对SES的耦合特征,多重暴露扰动的跨学科脆弱性综合分析视角逐步被重视[23],并已有学者对城市发展中资源、环境、社会和经济的综合脆弱程度识别进行探索[24]。
目前,问题目标定位不明确,概念框架差异悬殊,数据时空尺度不匹配,以及评价模型的不完善仍然是脆弱性评价结果应用于决策制定的主要障碍[25]。在区域脆弱性评价中,系统多要素、多尺度所产生的不确定性始终影响着评价结果的客观性[26]。在评价过程中,指标选择的广度与精度往往不可兼得[27],因而SES系统演进中脆弱性趋势演变的长时序、小尺度测度成为研究难点[28,29]。一方面,区域可持续管理具有层级性,而在大量研究聚焦国家及省市尺度SES脆弱性的背景下,县域作为社会和生态要素最直接的管理单元,其SES脆弱性尚未引起足够的关注。另一方面,区域可持续发展具有动态性,而由于县域数据资料的相对不完备,对于县域SES脆弱性的长时序演进分析仍比较薄弱。评价长时序县域SES脆弱性是理解区域基层可持续发展演进趋向的有效途径,而刻画区域SES脆弱性时空分异规律成为人地耦合系统研究的重要主题与优势领域。因此,进行长时序、小尺度区域SES脆弱性时空特征评价具有明确的研究意义与充分的现实需求。
同时,社会与生态不同指标间很难定量耦合[30],一些要素会在部分社会—生态过程中呈现负向反馈,而在另一部分社会—生态过程中呈现正面响应,导致各准则间的指标失去了相互对应关系,无法通过统一的指标框架进行表述。面对这一困境,重新审视“多目标”导致的不同适应方式,理解特定适应方式下的适应能力所对应脆弱性,可以成为降低评价结果不确定性的有效途径之一。具体而言,针对某一区域,暴露所产生风险和SES自身的敏感程度是客观存在的,也是可以识别的。但适应方式的差异影响了区域SES脆弱性[31],这种适应方式的差别可以直接反映在不同的区域发展目标上。例如山区SES不仅要考虑全球气候变化引发的生态风险防范,还需要关注新型城镇化下的主导产业培育与社会扶贫。在指标设置上,产业的发展往往与劳动人口数量存在正向关联,而生态系统的保育又需要降低区域人口压力,风险防范导向与产业培育导向两种适应目标所对应的风险适应能力可能是反向的。如果在脆弱性评价中对适应目标不加明确,那么评价结果的指向性往往是模糊的,甚至是错误的。因此,有必要充分考虑区域内部不同SES的规划发展导向,否则一个过于模糊的综合评价结果并不能起到应对风险的作用。
随着国家主体功能区划方案的形成[32],中国区域国土空间优化的导向逐步明确[33]。主体功能区划方案直接提供了全球气候变化与快速城市化交互作用下的区域SES适应目标。尤其是面对山地城市生态系统与社会结构双重脆弱、建设与保护陷入两难决策的严峻形式,有效明确了山区内部开发与保护权衡布局形式。因此,以主体功能区划方案为依托,识别山区SES在区域不同适应目标下的脆弱性,可以成为解构SES耦合系统要素关联、明确区域SES脆弱特征的一种新思路。基于此,本文以全境处于秦岭山区的商洛市为例,分析商洛市县域长时序的脆弱性时空演变规律,以期为区域新型城镇化与生态文明建设提供指引,为山区SES的可持续发展研究提供新视角。

2 研究区概况与数据来源

2.1 研究区概况

商洛市地处秦岭山区,位于108°34′20″E~111°1′25″E、33°2′30″N~34°24′40″N之间,共辖1区6县（图1）,面积约19851 km2,2014年人口249万。境内地貌结构复杂,素有“八山一水一分田”之称。全境85%的面积地处长江流域,属于暖温带半湿润季风气候。作为南水北调中线水源区,为保证丹江水质,截至2015年,商洛市共累计搬迁山区群众26万人,关闭污染企业78家。商洛市1区6县全部属于国家级贫困县。、
Fig. 1 The location of the study area

图1 研究区概况

基于陕西省主体功能区划,可以将商洛市划分为4类功能分区：① 国家层面重点开发区：商州区、丹凤县;② 国家层面限制开发区（重点生态功能区）：柞水县、镇安县;③ 省级层面限制开发区（重点生态功能区）：山阳县、商南县;④ 限制开发区（农产品主产区）：洛南县。在同一市域范围内三种不同的功能导向,实际蕴含了商洛市山地区域发展与生态保护间的复杂矛盾,因而有必要结合地区发展战略权衡开发与保护间的关系,进行针对不同发展目标的区域耦合系统脆弱性评价,识别地域可持续发展能力。

2.2 数据来源

本文数据源包括空间栅格数据和统计资料两种类别。空间栅格数据又包括遥感观测合成产品和站点数据插值两类。遥感合成产品包括美国国家海洋和大气管理局发布的GIMMS3g NDVI产品和DMSP/OLS夜间灯光数据;从美国地质调查局下载的MOD16A3年合成PET产品;从地理空间数据云所下载的GDEM数据集DEM产品;联合国粮农组织发布的均一化世界土壤数据集（HWSD）。站点数据即气温与降水数据源自中国气象科学数据共享服务网,温度取中国地面气候标准值年值数据集,降水取中国地面气候标准值月值数据集。此外,对《商洛市地质灾害易发程度空间分布图》进行矢量化。统计资料主要源于《商洛市统计年鉴》、《商州区统计年鉴》、《洛南县统计年鉴》、《山阳县统计年鉴》、《商南县统计年鉴》、《柞水县统计年鉴》、《丹凤县社会经济统计公报》、《镇安县社会经济统计公报》、《中国城市统计年鉴》。数据起止日期为1997-2013年。

3 研究方法

3.1 指标体系构建

为充分反映山地城市SES脆弱性的空间分布与时间演变规律,本文以县域为评价单元,结合遥感数据与统计资料,构建包括32个指标42项数据的山地城市脆弱性评价体系（表1）。如指标涉及两项数据,则将权重平均分配至两项数据中。
Tab. 1 Indicators in evaluating the SES vulnerability of mountainous cities

表1 山地城市脆弱性评价指标体系

准则层 指标 权重 要素内容 考核方向
暴露 地质灾害 0.0463 地质灾害易发等级乘人口 + + +
降水侵蚀 0.0231 多年平均降雨侵蚀力比农业总产值 + + +
高温频次 0.0112 近30年高温日数乘人口 + + +
涵养水源 0.0328 潜在蒸散发乘人口 + + +
植被退化 0.0601 NDVI下降斜率平均值比GDP增长量 + + +
城市扩展 0.0488 灯光亮度增加总量比人口增长量 - + +
工业废气 0.0370 单位GDP工业SO2排放量 + + +
工业废水 0.0370 单位GDP工业废水排放量 + + +
面源污染 0.0370 单位耕地化肥、农药使用量 + + +
敏感性 地形起伏 0.0197 高程、坡度 + - +
植被覆盖 0.0299 平均NDVI - - -
土壤质量 0.0123 土壤有机碳 - - -
经济实力 0.0212 GDP - - -
经济效率 0.0213 人均GDP - - -
人口结构 0.0427 性别比失衡程度 + + +
人口密集 0.0427 人口密度、人口自然增长率 - + -
农业人口 0.0154 农业人口比重 + + +
粮食安全 0.0474 人均耕地面积、有效灌溉面积比例 - + -
农业发展 0.0208 农业产值比重、农业总产值 + + -
工业发展 0.0306 第二产业比重 - + +
三产转型 0.0294 第三产业比重 - - -
适应能力 人口迁移 0.0274 人口迁移比（迁入/迁出） - + +
消费支出 0.0206 社会消费品零售总额、财政支出 - - -
植树造林 0.0540 造林面积 - - -
粮食生产 0.0306 人均粮食产量 - + -
公路交通 0.0433 公路总里程 - - -
邮电通讯 0.0162 固定电话户数、邮电业务总量 - - -
旅游产业 0.0720 旅游人数、旅游总收入 - - -
教育水平 0.0174 中小学生在校数 - - -
医疗保障 0.0174 每千人卫生床位数,卫生机构数 - - -
市民生计 0.0177 城镇居民可支配收入、职工年平均工资 - - -
农户生计 0.0167 农村居民人均纯收入 - - -

注：考核方向中,+表示正向指标强化区域SES脆弱性,-表示负向指标遏制区域SES脆弱性,顺序依次为重点开发区、重点生态功能区、农产品主产区。

在脆弱性研究中,暴露一般是指系统受到压力即风险胁迫的程度[2,9]。暴露的大小不仅取决于特定风险事件本身的特征（如灾害发生强度与频率）,也与处于风险胁迫中的系统本身特性如承灾体的数量与质量有关。从风险胁迫角度区分,区域SES的暴露受自然因素即全球变化和人为因素即城市化的交互影响,同时区域经济人口特征会加剧或减缓这种影响。因此本文在暴露准则中主要考虑符合山区城市特性的地质灾害、降水侵蚀力、高温、水源涵养与蒸发、植被退化趋势5项自然胁迫,以及城市扩张强度、工业废气、工业废水、农业面源污染等4种人为胁迫。暴露可以理解为致灾因子与承灾体相互作用的结果,表现为承灾体暴露于灾害系统中数量及价值等,因而有必要考虑人口、经济等指标暴露在上述胁迫中的程度。考虑到社会经济的暴露程度,将人口作为地质灾害、高温频次、涵养水源的暴露量,将GDP或GDP增长量作为工业废水、废气,以及植被退化的暴露量,将农业总产值作为降水侵蚀的暴露量,将耕地数量作为农药化肥施用的暴露量。在计算中,地质灾害易发等级按1分~5分进行打分[34],降水侵蚀力采用Wischmeier经验公式[35],高温胁迫用全国1980-2010年累计高温日数在Anusplin 4.2中的插值结果表征[36],植被退化趋势通过年最大合成NDVI序列进行非参数线性拟合[37],潜在蒸散直接采用MOD16A3年值数据集[38],城市扩张强度为2013年夜间灯光数据相比其他年份的灯光总强度增量[39]。
敏感性是指在干扰下系统被改变或影响的程度[2],例如承灾体面对灾害遭受损伤的可能性。敏感性由系统本身的属性所决定,较稳定的系统一般敏感性较低。区域SES敏感性与城市资源环境承载能力、社会要素、经济发展水平等密切相关相关,与暴露指标多为自然因素不同,在山地市域水文气候条件相似的背景下城市内部SES敏感性的差异很大程度体现为社会发展的分异,经济与人口指标需要更为重视。例如较高的经济实力与经济效率可以使区域社会发展更为稳定,而健康的人口与产业结构可以有效抵御区域社会系统外部的干扰。本文的敏感准则主要考虑地形、植被、土壤等自然本底条件指标,经济实力与效率指标,人口性别、分布及变化指标,农业从业人数、耕作及产业指标,第二、第三产结构指标共12个指标。
适应能力是指系统对压力的应对和对压力后果所作的调节[10,11]。例如人口发展质量随教育水平的提升而提高,基础设施随着城市化建设逐步完善,都有助于社会从压力和打击中尽快恢复到原状态。虽然敏感性和适应能力都是对系统属性进行描述,前者更侧重于描述系统现状的稳定性,而后者更体现系统遭遇打击后的恢复能力,因而适应能力的指标更偏重于描述系统未来发展的可持续性,而非现状总量指标。由于在适应能力准则中主要强调人类社会对风险的适应,因而本文所涉指标均属于与风险应对相关的人为过程,包括人口迁移比例、消费与财政支出、植树造林、粮食生产、旅游、基础设施、社会保障、居民农户收入等11个指标,对于大多数指标而言,取值越高则表明社会的风险防范程度越强,即适应能力越高。
为区分适应目标的差异性,针对不同主体功能定位设计了三种考核方向。在主体功能区的设置中,重点开发区域主要是实行工业化、城镇化发展水平优先的绩效考核评价,综合考核经济增长、吸纳人口、产业结构、资源消耗、环境保护等方面的指标;对于限制开发区域的农产品主产区,主要是强化对农业综合生产能力的考核;重点生态功能区主要是强化其对生态功能的保护和对提供生态产品能力的考核。因此,虽然大部分指标对区域SES发展的影响应当是一致的,仍有部分指标在不同的适应目标下体现出不同的效果。例如城市灯光亮度增加、工业化与人口迁入对重点开发区域的可持续发展是有利的,但对于限制开发区而言却可能是不利因素。

3.2 逼近理想解的排序方法

逼近理想解的排序方法（Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,TOPSIS）是多属性决策中的一种重要方法[40-43]。TOPSIS法的基本原理是通过构造多属性问题各指标的最优解和最劣解,计算各评级指标与最优解和最劣解的相对接近程度,作为评价各方案优劣的依据[44,45]。尤其对于区域评价而言,很难寻求可参照最优解,影响最终结果的阈值划分。因此,这种按照指标判断最优解和最劣解的思路更适于自动识别多指标集成的综合评价结果。TOPSIS法的基本步骤如下：
（1）假设有m个评价对象,每个评价对象有n个评价指标,构建原始数据矩阵：
X = ( x ij ) m × n ( i = 1 , 2 , … , m ; j = 1 , 2 , … , n ) （1）
式中： x ij 为指标实际值;m为评价城区县数;n为指标数。
（2）对矩阵进行标准化处理。正向指标和逆向指标的计算公式分别为：
X ij ' = ( x ij - min X j ) ( max X j - min X j ) ； X ij ' = ( max X j - X ij ) ( max X j - min X j ) （2）
式中： X ij ' 表示第i各城市第j项评价指标的数值;min{Xj}和max{Xj}分别为所有区县中第j项评价指标的最小值和最大值。
（3）指标权重的确定。本文按照层次分析法（The Analytic Hierarchy Process, AHP）确定权重。AHP法作为一种主观评价方法,通过判断指标间的相互重要程度判断指标权重。暴露、敏感性、适应性的判断矩阵一致性分别为0.062、0.074、0.070,均通过一致性检验。
（4）确定最优解和最劣解 X + 和最劣解 X - 。计算公式分别为：
X + = ( x j + ) 1 × n ； X - = ( x j - ) 1 × n
式中： X + = ( max 1 < i < m x i 1 , max 1 < i < m x i 2 , … , max 1 < i < m x in ) ； X - = ( min 1 < i < m x i 1 , min 1 < i < m x i 2 , … , min 1 < i < m x in ) （3）
（5）计算各评价单元与最优值和最劣值之间的距离。计算公式为：
d i + = ∑ j = 1 n ω j ( X ij ' - X j + ) 2 ； d i - = ∑ j = 1 n ω j ( X ij ' - X j - ) 2 （4）
式中： 0 ≤ d i + ≤ 1 , d i + 越小,表示评价对象与理想解越接近; 0 ≤ d i - ≤ 1 , d i - 越大,表示评价对象越远离负理想值,状况好。
（6）计算各评价单元与最优值的相对接近度。计算公式为：
C i = d i - d j + + d i - ( i = 1,2 , … , n ) （5）
Ci越大,表示评价对象状态越优,若评价对象各指标均处于最优状态,则Ci=1;若评价对象各指标均处于最劣状态,则Ci=0。

4 结果分析

4.1 县域脆弱性时空演变特征

将评价结果归一化,并以0.2为断裂点分为5级,发现在不同主体功能导向下商洛市各县域脆弱性存在明显的空间分异,并随时间发生演变（图2）。在空间上,商南县和柞水县的脆弱性程度较低,丹凤县、洛南县的脆弱性程度较高。其中柞水县在2006-2009年连续4年脆弱性小于0.1;2013年柞水县脆弱性达到最高值0.30,同年商州区脆弱性达到最高值0.38。总体而言,柞水县与商州区的脆弱性随时间演变处于上升、下降再上升的趋势。山阳县脆弱性演变较为稳定,2001年其脆弱性达到最低值0.45,而2011年其脆弱性取值0.53则为其最高值,体现了该县脆弱性值域波动幅度小且趋势不明显的特征。相比之下,商南县脆弱性高值为2013年的0.35;但在多数时期该县脆弱性取值小于0.30,并在2004年达到最低值0.05。镇安县于2000年达到最低值0.08,但多数时期该县脆弱性大于0.2,并于2013年达到峰值0.33。洛南县脆弱性高值也较高,在2002-2007年连续5年脆弱性大于0.9;但其低值相对较低,为2013年的0.61。丹凤县脆弱性也较高,其连续在2005-2008年间大于0.9,而其最低值为2013年的0.66,在各县中处于最高。总体而言,商洛市县域脆弱性变化存在着两种趋势,其中低值随时间演变有所升高,而高值在波动中于2003-2008年间达到峰值,随后出现下降。在市域尺度上,其脆弱性空间差异存在先增加后减少的趋势,并在2013年其空间差异程度为最小。
Fig. 2 The distribution of SES vulnerability level on county scale

图2 商洛市县域SES脆弱性等级分布

求得各县市脆弱性多年平均值,洛南县与丹凤县位居前两位,分别为0.820和0.781;柞水县脆弱性最低,为0.148。通过拟合线性回归趋势可知,脆弱性上升趋势最快的区县依次为商州区、柞水县,斜率分别为0.013、0.012;山阳县脆弱性出现下降,斜率分别为-0.008;升降关系抵消导致全市平均脆弱性变化斜率仅为0.004（图3）。说明低脆弱区脆弱程度上升、高脆弱区脆弱程度下降的情况的确存在。在这种趋势下,各个区县的脆弱性变化幅度却又呈现不同的关系。计算17年间各区县脆弱性变异系数可知,柞水县脆弱性变异系数高达0.717,而变异系数次高的商南县仅为0.543;脆弱性变异系数最低的商州区,仅为0.033。由于正负双向震荡的相互抵消,商洛市域脆弱性变异系数仅为0.078。说明商洛市市域整体脆弱性变化不大,但生态环境质量较好的柞水县作为低度脆弱区,其脆弱性性具有不稳定性。
Fig. 3 Time alteration of SES vulnerability on county scale

图3 商洛市县域SES脆弱性时间变化

4.2 不同适应目标下的脆弱性情景

为证明不同适应目标导向会对脆弱性评价结果产生影响,采用三种主导功能情景对7个县域单元重新进行评价（图4）。在重点开发导向下,商州区作为地级市中心城区,符合区域城市化与工业化的发展要求。相比之下,其他县域由于地形、交通、经济基础条件等各方面的限制,重点开发的优势要小于商州区。而丹凤县的脆弱程度不仅在重点开发导向下较高,在其他两种发展导向下也处于中度及以上水平,说明其脆弱性是由其本身SES背景条件所致,适应目标对其影响相对有限。柞水县和镇安县在限制开发导向下,脆弱性明显小于重点开发导向,说明其作为山区县不适合进行城市化发展,进行限制开发有利于缓解其脆弱性。根据脆弱性具体取值进一步对结果进行印证。通过值域对比发现,在重点开发导向下商洛全市脆弱性平均值在4年间依次为0.57、0.56、0.63、0.54,在重点生态功能导向下依次为0.43、0.39、0.44、0.46,而在农业产品主产导向下依次为0.45、0.55、0.51、0.39。可见两种限制开发模式下的脆弱性取值是比较相近的,但采用重点生态功能导向时,全市多数年份的脆弱性相对更低,充分说明了商洛市生态保护的重要地位。同时,也有部分县域,例如洛南县在农产品主产导向下出现生态功能导向所并未出现的较高脆弱情景,丹凤县在限制开发导向下其脆弱性也有所降低;证明一些指标按主体功能的要求作为限制性因素可能反而会增加其脆弱性,其县域定位与区域发展考核指标还有待进一步论证。处于丹江流域的丹凤县水源涵养意义重大,其又具备相对较好的农业基础,在商丹工业园方兴未艾的背景下,丹凤县重点开发模式下的脆弱性高于限制开发模式也是可以理解的。
Fig. 4 The scenario of SES vulnerability in different adaption targets

图4 商洛市不同适应目标下的SES脆弱性情景

4.3 商洛市脆弱性成因与城市功能定位

商州区与丹凤县地处丹江沿线,是商洛山区为数不多的具有平缓谷地、适宜一定规模城市建设的区域,然而二者的脆弱性却表现出截然不同的格局,这是由于丹凤县的发展定位不明所致。一方面,地处丹江河谷的丹凤县有一定的工业化发展空间,而另一方面该县的工业发展又受到了丹江水质保护的严格制约。因此无论是重点开发还是限制开发导向,丹凤县均出现了较高暴露和较高敏感性的特征,再加之其适应性指标相比其他县并无明显优势,导致了该县脆弱性处于高值。相比之下,商州区的定位更加明晰。商州区作为城市发展的主中心,与重点开发战略高度契合,因而在重点开发导向下脆弱性很低。同时,商州区这种低脆弱性并不同于柞水县。位于深山之中的柞水县生态本底较好,人类活动所产生的胁迫有限,属于低暴露导致的低脆弱,因此在各种发展导向下,脆弱性均较低。而商州区的低脆弱性是由于高度城市化导致的低敏感性,而一旦转换发展导向为限制开发,低敏感性很有可能转变为高敏感性,导致脆弱性快速提升。在时间上,商洛市各区县SES脆弱性出现了从逐步分化到逐步趋同的两个阶段。其中脆弱性的分化阶段实际上体现了区域城市化的不均衡性,良性发展的城市脆弱性处于低位,而社会生态矛盾未能有效处理的县域则显示出高脆弱性。随着2007年后丹江治理工程的开展和秦岭终南山隧道完工后旅游业的快速发展,高脆弱性区域（如丹凤县）的环境质量有所改善,而低脆弱性区域（如柞水县）的生态压力开始增大,因而出现了区域SES脆弱性逐步趋同的趋向性。
按开发内容,主体功能区可以划分为城市化地区、农产品主产区和重点生态功能区。商洛市同时兼具三种功能类型,如何避免发展导向不同所引致的更多区域差距和城乡差距是商洛市开展城市开发与保护的难点所在。具体到县域层面,国家重点开发的“关中—天水经济区”覆盖商州区、洛南县、丹凤县和柞水县四个县域,但柞水县同时又属于国家限制开发的“秦巴生物多样性生态功能区”;相对生态保护压力较小的商州区、洛南县和丹凤县处于商洛市“一体两翼”中心城市构建范围,但同时存在着“城镇化水平低、产业发展层次低、城乡居民收入低”的三低问题;丹江流域各县保障南水北调水质的责任重大,国家禁止开发区陕西金丝大峡谷国家森林公园和陕西木王国家森林公园分别分布于商南县和镇安县,而地处偏远的山阳县至今仍为传统农业县。因此,商洛市可持续发展过程中的资金筹措、土地保障、环境保护等问题相当严峻。基于商洛市城市总体规划,其城市定位是“秦岭腹地生态旅游城市”和“西安大都市圈的宜居养生城市”。针对重点开发区,有必要明确建设开发和城市扩张并非因果关系,保证严格的集约型用地布局方式,节约土地资源、实现点状开发,加强“商丹循环经济园区”等重点循环经济工业园区建设力度;针对农产品主产区,一方面需要重视优质农田的高标准农田建设,探索永久基本农田的划定,另一方面应当注重特色农业的经营,扩大山地农产品市场;针对水源涵养生态功能区,不仅在淘汰落后产能关停污染企业中必须严格把关,而且需要加大在生活污水集中处理和生活垃圾无害化处理的投入;针对禁止开发区和自然保护区周边,规模化的山区移民搬迁是重点扶贫和生态风险防范的有效方式。在全市范围内,严格执行国家生态保护红线和水资源管理红线,并加大对生态文化旅游产业的建设力度。另外,在一江清水供京津的政策背景下,探讨一种合理的区域之间、政府农户之间的生态系统服务付费方式可以成为利益相关者、政府管理者与学者共同研究的一个焦点问题。

5 讨论

5.1 脆弱性消减与弹性城市

针对SES脆弱性所对应的暴露、敏感性、适应能力三项准则,对于脆弱性的消减可以从减少风险暴露、增强风险抵御能力以降低敏感性、以及提高SES适应能力从而良好的从风险打击中恢复。其中适应能力主要指调整系统以应对压力和降低负面影响的能力。“弹性”与“脆弱性”一般以相反的概念出现,增强系统弹性是消减脆弱性的根本途径[46]。对于城市而言,无论是降低风险胁迫、增强风险抵御,还是提高风险适应,实际体现了弹性城市的设计理念。弹性城市是指城市系统能够准备、响应特定的多重威胁并从中恢复,并将其对公共安全健康和经济的影响降至最低的能力[47]。弹性城市有能力消化和吸收自然灾害、气候变化、资源利用、金融危机以及社区安全等层面产生的各种干扰,并能保持城市原有主要特征、结构和关键功能[48]。其中所谓“弹性”不仅是指面对胁迫的抵抗性和鲁棒性,更表现在面对胁迫时系统通过自组织和更新、对结构和功能进行重组、寻求新路径的能力,从而胁迫反而会促进创新和发展[49]。弹性城市所涵盖的防御风险能力、从打击中恢复的能力以及总结学习能力正是持续消减城市脆弱性的有效途径,而弹性的构建完成了城市的自组织和更新,从而保障了城市的可持续发展。
同时,也有一些研究认为弹性和脆弱性不是完全相反的两面,因而二者涉及的要素并不完全等同[50]。例如就灾害而言,高度脆弱的地区面对灾害打击会遭受更大损失,而弹性更高的区域不仅能快速恢复到原有水平,甚至能通过新的城市组织形式达到比原先状态更优的发展形式。所以弹性并不局限于修复,其也同时聚焦于发展。可以认为弹性研究是脆弱性评价的延展,从分析系统自身结构的维持,到关注系统的动态修复与更 新[51]。通过对多要素过程、多时空尺度的城市SES脆弱性评价,可以有效对城市风险进行识别,对城市发展状态进行评估。针对评估结果,为了有效进行风险防范,则需要考虑风险的不确定性从而作出相应的规划响应,面向脆弱性群体制定具体的高弹性发展策略。因此,弹性思维使城市规划更有远见,不仅是缓解当前面临的风险和降低脆弱性,更重要的是提高城市对已知和未知扰动的灵活应对和适应能力[48]。在全球气候变化和快速城市化的双重风险下,弹性城市作为应对气候变化较为有效的规划理念,已经成为全球建设未来城市的重要指引[47]。基于脆弱性评价结果,关注自底而上的脆弱性消减途径与从社区开始的弹性城市构建方式,具有深远的研究意义和广阔的研究前景。

5.2 评价中不确定性的探讨

在评价类研究中,由于数据源的不匹配和权重、方法的不一致,评价结果对区域真实情况的描述存在误差往往是难以回避的。尤其是在较小尺度长时间序列研究中,数据缺测必然存在,并且一些数据在长时间段内的差异比较大。针对数据缺测的问题,本文从所采集的大量统计资料中进行筛选,保证每个县缺失样本数少于30%。有部分指标虽然能较好地反映脆弱性,例如移民搬迁等,但样本缺失过多无法进行长时序研究,为保证指标选取的一致性只能予以舍弃。针对缺测少于30%的样本,采用线性内插的方式进行补充,并与周边县域进行对比,防止出现极端异常值。虽然这种方式会影响评价结果精度,但由于空间尺度和时间精度往往不可兼得。区域脆弱性时空差异是本文探讨的重点所在,基于此本文所采取的规则总体上依然是利大于弊的。
针对数据在长时间序列中差异比较大的问题,本文认为主观赋权相对要优于客观赋权。这是由于熵值法等客观赋权方法以体现指标间差异为原则,结果往往受差异比较大的数据影响更明显。但由于脆弱性涉及指标较多,并非每个时空差异较大的指标都是重要的。例如人口迁移比例虽然数据分布差异很小,但对于区域发展的重要程度却可能不亚于居民收入等数值快速增长的指标。因此,有必要对指标权重进行主观判别予以控制。同时值得注意的是,在多重适应目标导向下不仅考核的方向性是可变的,权重也可能是可变的,例如水源涵养区的退耕还林应当更重要。但是就结果分析而言,山地城市内部每个县域的特征有一定的相似性,如果评价单元的指标权重不相同,那么结果可能会受权重影响高于数据取值的影响,直接掩盖了评价单元间数据本身的差异,反而对区域脆弱性的描述是不利的。因此,本文倾向于只变化考核方向而不改变权重的评价流程。

6 结论

面对全球环境变化背景下山地城市SES耦合系统相对脆弱、开发与保护布局形式需要权衡的问题,有必要依托主体功能区划方案识别不同适应目标下的区域SES脆弱性。基于此,本文以商洛市为例,分析该市县域尺度长时序的脆弱性时空演变规律。在空间上,柞水县的脆弱性程度较低,丹凤县、洛南县的脆弱性程度较高;在时间上,脆弱性低值样本随时间演变有所升高,高值在波动中于2003-2008年间达到峰值后出现下降;全市域脆弱性空间差异存在先增加后减少的趋势,并在2013年达到最低点。不同适应目标导向会对脆弱性评价结果产生影响,商州区在重点开发导向下脆弱性最低,而柞水县、镇安县和商南县等更适于限制开发导向。也有部分县域并不在主体功能导向下达成脆弱性最低,说明不同区域的限制性指标选取应进一步有所区分。总体而言,本文用社会-生态系统脆弱性的概念去描述人类—环境耦合系统的时空状态变化,并基于主体功能区划的目标和情景设定,对以县域为单位的山地城市社会—生态系统脆弱性的时空变化进行研究。在多目标适应的导向下,本文提高了脆弱性评价研究的精度,并考虑了情景的设定,可为区域可持续发展提供定量指引,所采用方法可以作为区域社会发展评价研究的一种新思路。在进一步研究中,加强对系统恢复力的分析将对区域可持续发展的成果进行更有效的表征。

The authors have declared that no competing interests exist.

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陈佳, 杨新军, 王子侨, 等. 乡村旅游社会—生态系统脆弱性及影响机理: 基于秦岭景区农户调查数据的分析. 旅游学刊, 2015, 30(3): 64-75.脆弱性及其评估框架为旅游地社会-生态系统研究提供了一个新的视角。文章借鉴社会-生态系统及其脆弱性相关理论，探索在旅游发展背景下秦岭山区乡村人地关系的测度与解释。从敏感性和适应能力结合的角度出发，构建评价指标体系，通过农户参与式问卷调查与实地调研，在农户生计分类的基础上，测度以农户为基础的局地社会生态系统脆弱度，厘清不同类型农户和景区脆弱性的影响机理。以农户适应性为切入点，提出实践对策与建议，为相关部门决策提供依据。研究表明：（1）以旅游生计和综合生计型为主的农户较传统生计型（务工／农）农户脆弱性降低。局域脆弱性空间差异不大，但结构性差异显著，其中，社区共管类景区脆弱性明显较其他景区低。（2）人均拥有耕地面积、家庭物质资产种类、旅游收入、贷款资助机会、区域优势度、技能培训等成为影响农户脆弱性的关键因素。（3）自然资本缺失、适应力资本分异、企业经济理性主导的旅游开发模式进一步增加了人地系统脆弱性，而农户认知、社会资本建设以及社区共管模式有利于提升系统应对风险能力，减缓或降低系统脆弱性。

DOI

[Chen Jia, Yang Xinjun, Wang Ziqiao, et al.Vulnerability and influence mechanisms of rural tourism socio-ecological systems: A household survey in China's Qinling Mountain area. Tourism Tribune, 2015, 30(3): 64-75.]

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黄晓军, 黄馨, 崔彩兰, 等. 社会脆弱性概念、分析框架与评价方法. 地理科学进展, 2014, 33(11): 1512-1525.社会脆弱性作为脆弱性的维度之一,是脆弱性与可持续性科学研究领域的新兴热点问题.在分析对国内外社会脆弱性研究文献的基础上,从概念内涵、分析框架与评价方法3 方面对社会脆弱性研究进行了评述.目前学者们对社会脆弱性概念有不同的理解,尚未形成统一的概念体系与内涵特征;系统性的社会脆弱性分析框架尚未形成,现有成果多是在脆弱性框架基础上的延伸和拓展,主要从政治经济学视角、社会—生态视角和综合视角开展研究;多元化的评价方法在社会脆弱性的应用研究中仍较少见,已有研究的评价指标体系尚不完善.未来,应进一步拓展社会脆弱性研究内容,促进多学科交叉融合;逐步统一社会脆弱性概念和分析框架,深化社会脆弱性的理论研究;加强社会脆弱性评价方法与指标体系的完善,促进多元化评价方法的应用;加强社会脆弱性减缓与调控对策研究,整合社会脆弱性与适应性框架,为提高社会适应能力与可持续发展提供科学依据.

DOI

[Huang Xiaojun, Huang Xin, Cui Cailan, et al.The concept, analytical framework and assessment method of social vulnerability. Progress in Geography, 2014, 33(11): 1512-1525.]

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方创琳, 王岩. 中国城市脆弱性的综合测度与空间分异特征. 地理学报, 2015, 70(2): 234-247.<p>城市脆弱性是指城市在发展过程中抵抗资源、生态环境、经济、社会发展等内外部自然要素和人为要素干扰的应对能力。当这种抗干扰的应对能力低于某一临界阈值时,城市即进入脆弱状态。城市脆弱性是城市资源脆弱性、生态环境脆弱性、经济脆弱性和社会脆弱性的综合体现。城市脆弱性的评价与调控研究对提升中国城镇化质量、实现可持续发展具有重要意义。采用系统分析方法和综合指数评价法,从资源、生态环境、经济和社会4个方面确定10项分指数、选取36个具体指标,构建了中国城市脆弱性综合测度指标体系,并确定测度标准值,对中国地级以上城市脆弱性及其空间分异做了总体评价。研究表明,中国城市脆弱性呈现明显的&#x0201c;级差化&#x0201d;分异特征,总体处于中度脆弱状态。按照这种差异,将中国城市脆弱程度划分为低度脆弱、较低脆弱、中度脆弱、较高脆弱和高度脆弱5个级别。城市脆弱性呈现显著的&#x0201c;梯度化&#x0201d;和&#x0201c;集群化&#x0201d;空间分异,东部地区城市脆弱性明显低于中西部地区,城市群地区脆弱性低于其它地区。城市脆弱性与城市规模存在一定的对应关系,规模越大的城市脆弱性相对越小。资源型城市脆弱性明显高于综合性城市,职能综合性强的城市脆弱性相对较低。城市经济增长的快慢不能反映城市脆弱性的高低,经济高速增长并不意味着城市脆弱性就低。如何科学测度城市综合脆弱性,如何应对和降低城市脆弱性,是本研究试图回答的问题。该研究为丰富城市脆弱性与城市可持续发展理论,为解决快速城市化、工业化进程中的城市资源枯竭、生态环境破坏、经济增长方式的转变及系列社会问题等提供科学依据。</p>

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[Fang Chuanglin, Wang Yan.A comprehensive assessment of urban vulnerability and its spatial differentiation in China. Acta Geogrephica Sinica, 2015, 70(2): 234-247.]

[25]
田亚平, 常昊. 中国生态脆弱性研究进展的文献计量分析. 地理学报, 2012, 67(11): 1515-1525.以中国学术期刊全文数据库(CNKI)为主要数据源, 采用文献计量分析法, 分析了中国生态脆弱性研究的现状与发展。结果显示, 自1989 年以来生态脆弱性在中国逐渐成为研究热点, 并形成三个发展阶段:1989-2000 年, 是以理论初探和区域对策等定性研究为主的初步发展阶段;2001-2007 年, 是以方法应用与实证评价为主, 并以数量大幅度增长为特点的迅速发展阶段;2008 年之后开始出现研究总结热潮和综合化研究趋势, 进入由单纯数量增长转向理论内涵建设的成熟发展阶段。在脆弱性研究进展中, 脆弱性实证评价研究相对发展迅速, 其实证研究区域由偏于西南喀斯特地区和北方农牧交错带逐渐趋于广泛和均衡, 但总体上脆弱性理论研究发展滞后于其方法应用研究, 并导致目前中国生态脆弱性实证评价方法缺乏统一的理论规范;生态脆弱性实证研究仍以生态系统脆弱性评价为主;已有研究成果的脆弱性综合评价指标中, 自然和经济类指标的比重和地区差异较大, 社会指标的比重和地区差异较小。

DOI

[Tian Yaping, Chang Hao.Bibliometric analysis of research progress on ecological vulnerability in China. Acta Geographica Sinica, 2012, 67(11): 1515-1525.]

[26]
刘小茜, 王仰麟, 彭建. 人地耦合系统脆弱性研究进展. 地球科学进展, 2009, 24(8): 917-927.<p>当前在以人地耦合系统为中心的气候变化、生态风险和可持续管理等研究中，脆弱性理论及其评价已成为地理学及很多相关学科的研究热点，其涵义不断泛化，内容日渐扩展。不同学科背景的学者对脆弱性解释存在很大分歧，这阻碍了研究的科学化，也影响研究成果的实践意义，迫切需要一个可行的框架来系统整合其理论和实践的研究。从审视脆弱性的理论沿革出发，分析其在国内外可持续发展和全球变化领域的应用现状，总结出分歧的主要原因是对相关概念关系的不理解以及研究时空尺度和学科视角的不明确。基于对脆弱性评价的整合框架的研究现状，选取VSD模型作为统领具体的脆弱性评价的依据。VSD模型的优势在于：①有明确的定义，将脆弱性分解为暴露程度、敏感性和适应潜力3个维度; ②用方面层&mdash;指标层&mdash;参数层逐级递进、细化的方式组织评价数据; ③有规范评价流程的8个步骤。最后以我国典型的干旱区为例，运用VSD模型构建了示例区脆弱性评价的指标和参数。</p>

[Liu Xiaoqian, WangYanglin, Peng Jian. Progress in vulnerability analysis of coupled human-environment system. Advances in Earth Science, 2009, 24(8): 917-927.]

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靳毅, 蒙吉军. 生态脆弱性评价与预测研究进展. 生态学杂志, 2011, 30(11): 2646-2652.如何定义和观测生态脆弱性，如何对生态脆弱性进行客观评价和有效预测，对于维持生态系统稳定、实现区域可持续发展有着重要的理论参考价值。本文在分析国内外相关研究进展的基础上，讨论了生态脆弱性的研究方向、研究尺度和研究方法等问题，并对生态脆弱性评价和预测进行了总结。当前生态脆弱性研究中，存在着研究框架不完善，研究方法不统一，以及研究尺度与精度之间难协调等问题。未来生态脆弱性研究应关注：1）进一步增加生态脆弱性研究的广度和深度；2）生态脆弱性研究与其他学科的交叉与融合；3）利用&ldquo;3S&rdquo;技术建立更加系统和完善的集脆弱性动态监测、综合评价和趋势预测为一体的生态脆弱性研究体系；4）生态脆弱性应对政策的研究。

[Jin Yi, Meng Jijun.Assessment and forecast of ecological vulnerability: A review. Chinese Journal of Ecology, 2011, 30(11): 2646-2652.]

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余中元, 李波, 张新时. 湖泊流域社会生态系统脆弱性分析: 以滇池为例. 经济地理, 2014, 34(8): 143-150.以滇池为例,从社会生态系统角 度,构建社会生态系统脆弱性分析框架,探寻湖泊流域社会生态系统脆弱性特征及驱动机制,为湖泊流域的系统治理提供依据。认为滇池流域脆弱性在加剧,脆弱性 程度趋于均衡化;社会因素是脆弱性主要驱动因子,人类活动是主要的驱动因素。最后指出滇池流域治理中应注意管理跨尺度影响;重视社会因素在脆弱性中的作 用,实施社会治理、根源治理。

[Yu Zhongyuan, Li Bo, Zhang Xinshi.Analysis of vulnerability of lake basin social ecological system: A case of Dianchi. Economic Geography, 2014, 34(8): 143-150.]

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余中元, 李波, 张新时. 湖泊流域社会生态系统脆弱性时空演变及调控研究: 以滇池为例. 人文地理, 2015, 30(2): 110-116.脆弱性研究领域不断从自然生态 系统向社会自然复合系统扩展,从社会生态系统视角动态化和人文化地研究脆弱性已成为趋势。湖泊流域是多层级的复合的社会生态系统,从流域角度、社会生态系 统层面、体制机制维度,综合分析社会生态系统脆弱性的驱动机制,对系统治理和源头治理湖泊流域具有重大意义。文章以滇池为例,将"压力—状态—响应"模型 和"暴露度—敏感性—恢复力"模型结合,构建脆弱性分析框架和评价模型,探寻湖泊流域社会生态系统脆弱性时空演变规律和脆弱性驱动机制,提出了湖泊流域脆 弱性调控和区域可持续发展的思路。

[Yu Zhongyuan, Li Bo, Zhang Xinshi.Study of time-space evolution and control of vulnerability of lake basin social ecological system: A case of the Dianchi Lake. Human Geography, 2015, 30(2): 110-116.]

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徐广才, 康慕谊, 贺丽娜, 等. 生态脆弱性及其研究进展. 生态学报, 2009, 29(5): 2578-2588.生态脆弱性已成为当前全球变化与可持续发展研究中的热点问题。有关生态脆弱性的研究，正逐渐从重点考察某单一生态要素发展到关注区域人地系统的整体性响应。当前生态脆弱性研究的内容主要包括系统变化分析、系统自身的敏感性与外部扰动的潜在影响，人地系统的适应性等。主要的研究方法有情景分析法、生态模拟法和指标评价法。目前生态脆弱性研究中存在的问题主要是情景分析与模拟的不确定性、适应性能力与社会经济发展的关系不明晰、自然因素与社会经济因素脆弱性研究相对不足等。生态脆弱性未来研究的重点是推进脆弱性研究多学科、跨尺度的融合，加强脆弱性中自然与人文因素的厘定和耦合研究，并开展基于历史变化史实的生态脆弱性实证分析。而作为脆弱性研究归宿，适应性研究不仅需要探讨能力建设和策略优化，还应深入研究适应性能力阈值与社会经济发展的关系以及国家、区域和群体之间适应性能力的总体协调与管理。最后，需要加强人地系统对极端自然灾害事件的脆弱性的研究。

DOI

[Xu Guangcai, Kang Muyi, He Lina, et al.Advances in research on ecological vulnerability. Acta Ecologica Sinica, 2009, 29(5): 2578-2588.]

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余中元, 李波, 张新时. 社会生态系统及脆弱性驱动机制分析. 生态学报, 2014, 34(7): 1870-1879.生态系统与社会经济要素的相互渗透和相互作用形成了社会生态系统复合结构。“社会生态系统”（SES）理念是当今世界生态系统分析的新思路，它立足于社会生态经济综合指标，突出社会生态经济系统的整体性，以人地和谐、综合的思想，分析和解决生态和社会经济问题。社会生态系统脆弱性驱动机制分析和综合研究已成为脆弱性研究的趋势。综述了“社会生态系统”概念、结构、特征和属性，分析了社会生态系统脆弱性内涵，结合“压力-状态-响应”模型（PSR）和“暴露度-敏感性-恢复力”模型，从社会-经济-生态复合系统角度，从风险（压力）、敏感性、应对能力三方面对社会生态系统脆弱性驱动机制进行分析，最后文章对相关问题进行了讨论，并指出了脆弱性驱动机制分析的局限性，提出未来研究的展望。

DOI

[Yu Zhongyuan, Li Bo, Zhang Xinshi.Social ecological system and vulnerability driving mechanism analysis. Acta Ecologica Sinica, 2014, 34(7): 1870-1879.]

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樊杰. 中国主体功能区划方案. 地理学报, 2015, 70(2): 186-201.<p>中国主体功能区划方案是刻画未来中国国土空间开发与保护格局的规划蓝图,主体功能区规划已上升为主体功能区战略和主体功能区制度。2004-2014年,笔者组织系列研究项目,配合国家编制主体功能区规划,研究地域功能基础理论和功能区划技术流程,提出国家和省区尺度进行空间管制的地域功能区域类型为城市化区域、粮食安全区域、生态安全区域、文化和自然遗产区域等4类,在此基础上转化为以县级行政区划为单元的优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发4类主体功能区。研制了由水资源、土地资源,生态重要性、生态脆弱性、环境容量、灾害危险性、经济发展水平、人口集聚度和交通优势度等9类可定量指标及战略选择为1项定性指标构成的地域功能识别指标体系,进行了单项指标评价,开发并运用地域功能适宜程度综合评价指数进行了综合评价,测算了各省区保护类区域下限、开发类区域上限以及开发强度等关键参数;研讨了以规划为应用指向的主体功能区划分方法,形成中国首部主体功能区划方案,按照全国主体功能区规划口径,2020年与2010年相比,全国国土空间开发强度从3.48%增加到3.91%;按照省区集成的主体功能区规划口径,优化、重点、限制开发区域的土地面积比重分别为1.48%、13.60%、84.92%,城市化、粮食安全、生态安全区域的土地面积比重分别为15.08%、26.11%、58.81%。结合区域发展水平、资源环境承载状态、民生质量等相关分析,给出了主体功能区的主要特征。通过区划方案校验,国家和省区分两级采用笔者主持制定的《主体功能区划技术规程》互动完成的全国主体功能区划方案,同预判的吻合程度多为80%以上。</p>

DOI

[Fan Jie.Draft of major function oriented zoning of China. Acta Geographica Sinica, 2015, 70(2): 186-201.]

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樊杰. 主体功能区战略与优化国土空间开发格局. 中国科学院院刊, 2013, 28(2): 193-206.生态文明建设的首要任务是优化 国土空间开发格局,实施主体功能区战略、形成主体功能区布局是优化空间格局的战略重点。文章从发达国家开展国土空间规划的特征分析入手,结合我国长期缺失 全国国土远景规划所产生的空间开发无序、区域发展失衡以及各地盲目推进工业化和城市化等问题的解剖,阐释了主体功能区战略在尊重资源环境承载能力、区分不 同地区主体功能、控制开发强度和调整空间结构以及生态产品理论和应用等方面的创新,论证了主体功能区规划在我国国土空间布局规划体系中的战略性、基础性和 约束性地位。进而从"1、2、3、4"战略任务入手论述了优化国土空间开发格局的主要方面:"1"是建设一个美好家园,"2"是促进陆地与海洋两大国土空 间的统筹发展,"3"是构建我国国土空间的城市化、农业和生态安全3大战略格局,"4"是形成我国优化、重点、限制和禁止开发4类主体功能区域。最后,从 咨询建议的提出、指标体系建立、国土空间评价、区划草案研制以及构建基础理论、研制技术规程等方面,系统介绍了中科院研究团队在过去10年间面向主体功能 区战略的形成所发挥的科技支撑作用。

[Fan Jie.The strategy of major function oriented zoning and the optimization of territorial development patterns. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2013, 28(2): 193-206.]

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刘焱序, 李春越, 任志远, 等. 基于LUCC的生态型城市土地生态敏感性评价. 水土保持研究, 2012, 19(4): 125-130.土地生态敏感性评价是分析区域生态安全的重要方法之一,基于 Landsat影像解译结果,应用土地利用与覆被变化相关研究方法,对商洛市土地利用程度进行分析,通过水土保持、灾害防治、生境保护3大指标对研究区土 地生态敏感性进行分级,并通过灰色模型和变异系数改进分级模式,对比各敏感性等级中土地利用程度变化,分析研究区生态恢复模式。结果表明：1990— 2009年商洛市土地利用程度呈衰退趋势,退耕还林面积较大,生态环境逐渐改善;基于指标等级进行敏感性分区,中敏感区面积较大;基于不确定性根据变异系 数分区,分区比例较为合理;由于高敏感区土地利用退化量最少,研究区生态建设布局模式仍值得讨论。

[Liu Yanxu, Li Chunyue, Ren Zhiyuan, et al.Land Eco-sensitivity assessment based on LUCC in ecological city. Research of Soil and Water Conservation, 2012, 19(4): 125-130.]

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Wischmeier W H.A soil erodibility nomograph for farmland and construction sites. Journal of soil and Water Conservation, 1971, 26(5): 189-193.A NEW SOIL PARTICLE-SIZE PARAMETER WAS FOUND AND USED TO DERIVE A CONVENIENT ERODIBILITY EQUATION THAT IS VALID FOR EXPOSED SUBSOILS AS WELL AS FARMLAND. A SIMPLE NOMOGRAPH PROVIDES QUICK SOLUTIONS TO THE EQUATION. ONLY FIVE SOIL PARAMETERS NEED TO BE KNOWN: PERCENT SILT, PERCENT SAND, ORGANIC MATTER CONTENT, STRUCTURE, AND PERMEABILITY. THE NEW WORKING TOOL OPENS THE DOOR TO SEVERAL NEW CONSIDERATIONS IN SEDIMENT- CONTROL PLANNING. /AUTHOR/

DOI

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刘焱序, 王仰麟, 彭建, 等. 耦合恢复力的林区土地生态适宜性评价: 以吉林省汪清县为例. 地理学报, 2015, 70(3): 476-487.<p>本研究试图将植被变化与恢复能力纳入林区土地生态适宜性评价中,从空间动态的角度对典型林业县土地生境进行生态适宜性评价;并综合应用人工神经网络、趋势分析与偏相关分析、R/S分析等手段,分别进行生境质量评价、植被变化与驱动分析、趋势可持续性判断。基于流域单元的评价结果良好展示了研究区土地生态适宜性分异,即自然生境本底条件较差、人类活动强度较大的低适宜区域,和有较好生态本底条件、可持续生态恢复能力的高适宜区域。在研究整体概念框架上,本研究提出将判定持续性的Hurst指数作为恢复力的空间表达手段,可以有效对具体区域林业管理进行实际应用;在具体方法上,研究所采用的SOFM神经网络聚类、Theil-Sen Median 趋势分析、Mann-Kendall 检验等数理计量手段可以有效降低主观评价导致的不确定性。</p>

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[LiuYanxu, Wang Yanglin, Peng Jian, et al. Land ecological suitability assessment for forest coupled with the resilience perspective: A case study in Wangqing county, Jilin province. China. Acta Geographica Sinica, 2015, 70(3): 476-487.]

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Mu Q, Zhao M, Running S W.Improvements to a MODIS global terrestrial evapotranspiration algorithm. Remote Sensing of Environment, 2011, 115(8): 1781-1800.MODIS global evapotranspiration (ET) products by Mu et al. [Mu, Q., Heinsch, F. A., Zhao, M., Running, S. W. (2007). Development of a global evapotranspiration algorithm based on MODIS and global meteorology data. Remote Sensing of Environment, 111, 519–536. doi: 10.1016/j.rse.2007.04.015] are the first regular 1-km 2 land surface ET dataset for the 109.0302Million02km 2 global vegetated land areas at an 8-day interval. In this study, we have further improved the ET algorithm in Mu et al. (2007a, hereafter called old algorithm) by 1) simplifying the calculation of vegetation cover fraction; 2) calculating ET as the sum of daytime and nighttime components; 3) adding soil heat flux calculation; 4) improving estimates of stomatal conductance, aerodynamic resistance and boundary layer resistance; 5) separating dry canopy surface from the wet; and 6) dividing soil surface into saturated wet surface and moist surface. We compared the improved algorithm with the old one both globally and locally at 46 eddy flux towers. The global annual total ET over the vegetated land surface is 62.802×0210 3 02km 3 , agrees very well with other reported estimates of 65.502×0210 3 02km 3 over the terrestrial land surface, which is much higher than 45.802×0210 3 02km 3 estimated with the old algorithm. For ET evaluation at eddy flux towers, the improved algorithm reduces mean absolute bias (MAE) of daily ET from 0.3902mm day 611 to 0.3302mm02day 611 driven by tower meteorological data, and from 0.4002mm02day 611 to 0.3102mm02day 611 driven by GMAO data, a global meteorological reanalysis dataset. MAE values by the improved ET algorithm are 24.6% and 24.1% of the ET measured from towers, within the range (10–30%) of the reported uncertainties in ET measurements, implying an enhanced accuracy of the improved algorithm. Compared to the old algorithm, the improved algorithm increases the skill score with tower-driven ET estimates from 0.50 to 0.55, and from 0.46 to 0.53 with GMAO-driven ET. Based on these results, the improved ET algorithm has a better performance in generating global ET data products, providing critical information on global terrestrial water and energy cycles and environmental changes.

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Liu Y, Wang Y, Peng J, et al.Correlations between urbanization and vegetation degradation across the world's metropolises using DMSP/OLS nighttime light data. Remote Sensing, 2015, 7(2): 2067-2088.Changes in biodiversity owing to vegetation degradation resulting from widespread urbanization demands serious attention. However, the connection between vegetation degradation and urbanization appears to be complex and nonlinear, and deserves a series of long-term observations. On the basis of the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and the image鈥檚 digital number (DN) in nighttime stable light data (NTL), we delineated the spatiotemporal relations between urbanization and vegetation degradation of different metropolises by using a simplified NTL calibration method and Theil-Sen regression. The results showed clear and noticeable spatiotemporal differences. On spatial relations, rapidly urbanized cities were found to have a high probability of vegetation degradation, but in reality, not all of them experience sharp vegetation degradation. On temporal characteristics, the degradation degree was found to vary during different periods, which may depend on different stages of urbanization and climate history. These results verify that under the scenario of a vegetation restoration effort combined with increasing demand for a high-quality urban environment, the urbanization process will not necessarily result in vegetation degradation on a large scale. The positive effects of urban vegetation restoration should be emphasized since there has been an increase in demand for improved urban environmental quality. However, slight vegetation degradation is still observed when NDVI in an urbanized area is compared with NDVI in the outside buffer. It is worthwhile to pay attention to landscape sustainability and reduce the negative urbanization effects by urban landscape planning.

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胡永宏. 对TOPSIS 法用于综合评价的改进. 数学的实践与认识, 2002, 32(4): 572-575.本文指出了 TOPSIS法用于综合评价所存在的问题 ,并提出了相应的改进方法 ,使 TOPSIS法用于综合评价以及多目标决策分析更趋完善 ,所得分析评价结果更合理更客观

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[Hu Yonghong.The improved method for TOPSIS in comprehensive evaluation. Mathematics in Practice and Theory, 2002, 32(4): 572-575.]

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罗文斌, 汪友结, 吴一洲, 等. 基于TOPSIS法的城市旅游与城市发展协调性评价研究: 以杭州市为例. 旅游学刊, 2008, 23(12): 13-17.城市旅游是否与城市发展相协调是城市旅游可持续发展与否的关键，本文运用TOPSIS法对杭州市的城市旅游与城市发展的协调性评价问题进行了研究。研究结果表明：2001-2005年期间，杭州市的城市旅游与城市发展协调系数逐年递增，随着时间的变化，杭州市城市旅游与城市发展协调系数

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[Luo Wenbin, Wang Youjie, WuYizhou, et al. A study on the evaluation of coordination between urban tourism and urban development based on the method of TOPSIS: A case study of Hangzhou. Tourism Tribune, 2008, 23(12): 13-17.]

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鲁春阳, 文枫, 杨庆媛, 等. 基于改进TOPSIS法的城市土地利用绩效评价及障碍因子诊断: 以重庆市为例. 资源科学, 2011, 33(3): 535-541.城市土地利用绩效评价及障碍因子诊断是城市土地可持续利用的重要基础。论文从土地投入水平、土地利用程度、土地利用效益、土地利用可持续性四个方面构建了城市土地利用绩效评价指标，采用改进TOPSIS法和障碍度模型，根据重庆市1997年-2007年的城市土地利用数据和社会经济统计资料，评价其土地利用绩效水平及障碍因子。结果显示：①重庆市城市土地利用绩效逐渐提升，1997年-2007年绩效指数从0.1866增加到0.7707，土地绩效程度经历了低级绩效—中级绩效—良好绩效的演变历程；②2005年以前，土地利用生态可持续性是影响城市土地利用绩效的最大障碍因子，其中人均公共绿地面积的影响最大；2005年后，土地投入水平是最大障碍因子，地均从业人数的影响最大；③长远来看，土地利用程度是影响城市土地利用绩效的首要因素。土地利用程度和土地投入水平障碍度以年均9.66%、1.47%的速度增加，而土地利用效益和土地利用生态可持续性障碍度以年均3.00%和1.44%的速度下降。最后，根据重庆市城市土地利用绩效现状提出提升土地利用绩效的主要路径。

[Lu Chunyang, Wen Feng, Yang Qingyuan.An evaluation of urbanland use performance based on the improved TOPSIS method and diagnosis of its obstacle indicators: A case study of Chongqing. Resources Science, 2011, 33(3): 535-541.]

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罗新星, 彭素华. 绿色供应链中基于AHP和TOPSIS的供应商评价与选择研究. 软科学, 2011, 25(2): 53-56.基于绿色供应链的内涵,采用AHP和TOPSIS相结合的方法,提出了一个多层次绿色供应链中供应商评价与选择模型,结合算例验证了该模型的可行性。

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[Yu Xiujin, Zhang Haofei.The integration about AHP integrate and TOPSIS to implement decision-making. Computer and Information Technology, 2011, 33(3): 535-541.]

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虞虎, 陆林, 朱冬芳. 长江三角洲城市旅游与城市发展协调性及影响因素. 自然资源学报, 2012, 27(10):1746-1757.？城市旅游业作为城市服务业的重要部门,是推动城市发展的后续动力。运用信息熵赋权法和TOPSIS法相结合,从经济水平、社会发展、公共交通、城市绿化、环境保护、旅游发展6个方面对长江三角洲2003年和2008年的城市旅游与城市发展的协调性进行分析,借助ArcGIS软件的空间聚类法分析了城市旅游与城市发展协调水平的空间格局及演变,最后探讨影响因素。结果表明:长江三角洲16城市的城市旅游协调水平在研究期间相对稳定,具体可被划分为4个等级,第一、二等级城市数量较少,得分显著高于第三、四等级城市。城市旅游协调水平空间上存在较大差异,北部城市得分高于南部城市,基本格局保持稳定,呈现以上海、南京、杭州三个城市为核心向外围边缘城市的空间衰减。产业发展、城市旅游发展模式、城市旅游重大项目投资、区位条件是长江三角洲城市旅游协调水平产生空间分化的主要影响因素,可制定以城市旅游发展为手段的方式推动城市发展,促进区域均衡发展。

DOI

[Yu Hu, Lu Lin, Zhu Dongfang.Coordination and influencing factors between urban tourism and urban development in the Yangtze River Delta. Journal of Natural Resources, 2012, 27(10): 1746-1757.]

[46]
Maru Y T, Smith M S, Sparrow A, et al.A linked vulnerability and resilience framework for adaptation pathways in remote disadvantaged communities. Global Environmental Change, 2014, 28: 337-350.We develop a systems framework for exploring adaptation pathways to climate change among people in remote and marginalized regions. The framework builds on two common and seemingly paradoxical narratives about people in remote regions. The first is recognition that people in remote regions demonstrate significant resilience to climate and resource variability, and may therefore be among the best equipped to adapt to climate change. The second narrative is that many people in remote regions are chronically disadvantaged and therefore are among the most vulnerable to climate change impacts. These narratives, taken in isolation and, can have significant maladaptive policy and practice implications. From a systems perspective, both narratives may be valid, because they form elements of latent and dominant feedback loops that require articulation for a nuanced understanding of vulnerability-reducing and resilience-building responses in a joint framework. Through literature review and community engagement across three remote regions on different continents, we test the potential of the framework to assist dialogue about adaptation pathways in remote marginalized communities. In an adaptation pathway view, short-term responses to vulnerability can risk locking in a pathway that increases specific resilience but creates greater vulnerability in the long-term. Equally, longer-term actions towards increasing desirable forms of resilience need to take account of short-term realities to respond to acute and multiple needs of marginalized remote communities. The framework was useful in uniting vulnerability and resilience narratives, and broadening the scope for adaptation policy and action on adaptation pathways for remote regions.

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李彤玥, 牛品一, 顾朝林. 弹性城市研究框架综述. 城市规划学刊, 2014, (5): 23-31.当代城市面临洪灾、地震、气候 变化、流行疾病、贫穷、经济波动等急性冲击和慢性压力,城市需要构建弹性来应对这些危机。目前,已针对城市系统、气候变化和灾害风险管理、能源等领域构建 了弹性城市研究框架,其中美国洛克菲勒基金会针对城市系统提出的弹性框架因囊括了社会、经济、环境、制度、基础设施等诸多领域而系统全面,有利于指导弹性 城市研究和实践;城市气候变化及灾害风险弹性框架提出了"识别-分析评价-诊断-行动计划"的弹性构建流程。比较弹性城市研究和城市可持续发展研究的概念 框架可以发现:弹性城市概念框架更具有问题导向研究和实用的特性,兼具规避风险和减灾及增强灾后恢复的针对性,同时更关注全部城市系统响应多元压力并具有 多样化的吸收能力及冗余性。目前,弹性城市框架已被国外广泛研究并应用于构建城市应对飓风、地震、海啸等自然灾害的弹性实践中。我国的弹性城市研究还刚刚 开始,现就国外弹性城市进展进行研究,主要介绍弹性城市概念,针对城市系统、气候变化和灾害风险管理、城市能源等三种弹性城市研究框架,同时还就弹性城市 与可持续城市研究框架进行了比较研究。

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[Li Tongyue, Niu Pinyi, Gu Chaolin.A review on research frameworks of resilient cities. Urban Planning Forum, 2014, (5): 23-31.]

[48]
黄晓军, 黄馨. 弹性城市及其规划框架初探. 城市规划, 2015, 39(2): 50-56.通过对国外相关研究和规划实践的梳理,总结了弹性城市的概念内涵与要素特征.基于弹性思维对城市规划的影响,提出了弹性城市规划的逻辑思路,包括风险要素的识别、脆弱性与弹性测度、面向不确定性的规划响应以及弹性规划策略的制定.同时,遵循这一逻辑思路,从脆弱性分析与评价、面向不确定性的规划、城市管治和弹性行动策略4个维度构建了弹性城市规划的概念框架.最后,对未来弹性城市规划的关注重点和我国弹性城市规划的开展进行了总结和展望.

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[Huang Xiaojun, Huang Xin.Resilient city and its planning framework. City Planning Review, 2015, 39(2): 50-56.]

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Hayward B M.Rethinking resilience: reflections on the earthquakes in Christchurch, New Zealand, 2010 and 2011. Ecology and Society, 2013, 18(4): 37.Resilience has emerged as a policy response in an era of public concern about disasters and risks that include fear of terrorism and environmental or economic catastrophe. Resilience is both a refreshing and a problematic concept. It is refreshing in that it creates new opportunities for interdisciplinary research and vividly reminds us that the material world matters in our social lives, political economy, and urban planning. However, the concept of resilience is also problematic. Widespread, uncritical calls for greater resilience in response to environmental, economic, and social challenges often obscure significant questions of political power. In particular, we may ask, resilience of what, and for whom? My reflection here was written in the context of the ongoing grief, disruption, and community protest in my home city of Christchurch, New Zealand, a city that experienced 59 earthquakes of magnitude 5 or more, and over 3800 aftershocks of magnitude 3 or greater between September 2010 and September 2012. From this perspective, I call for expanding our political imagination about resilience, to include ideas of compassion and political resistance. In my observation, both compassion, expressed as shared vulnerability, and resistance, experienced as community mobilization against perceived injustice, have been vital elements of grassroots community recovery.

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费璇, 温家洪, 杜士强, 等. 自然灾害恢复力研究进展. 自然灾害学报, 2014, 23(6): 19-31.提高社区和社会的恢复力是应对 气候变化和减轻自然灾害风险的重要策略,但对自然灾害恢复力概念理解的模糊和混乱,影响了对自然灾害恢复力的深入研究与有效应用。对恢复力的研究背景、概 念发展和国内外新近进展进行了较全面的论述。认为自然灾害恢复力是指社会-生态复合系统具体保护居民生命、生活以及相应基础设施免受扰动,并使其在自然灾 害发生后得到修复的能力。概括了灾害恢复力的9项特征,分析了与自然灾害恢复力密切相关的两个概念,即灾害脆弱性、适应能力。总结了恢复力评估的5种主要 方法,在此基础上,对灾害恢复力未来的研究进行了展望,提出了研究的关键问题和进一步研究的建议。

[Fei Xuan, Wen Jiahong, Du Shiqiang, et al.Progress in research on natural disaster resilience. Journal of Natural Disasters, 2014, 23(6): 19-31.]

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刘焱序, 王仰麟, 彭建, 等. 基于生态适应性循环三维框架的城市景观生态风险评价. 地理学报, 2015, 70(7): 1052-1067.<p>本研究以城市社会&#x02014;生态系统为风险评价对象,引入生态适应性循环三维框架,将景观生态风险评价指标从单一的景观指数层面扩展至&#x0201c;潜力&#x02014;连通度&#x02014;恢复力&#x0201d;三维准则,并以深圳市为研究区,基于有序加权平均（OWA）算法对评价结果进行情景设置。研究结果显示,评价中干扰指标主要影响风险评价结果属性值域,而风险空间格局则受暴露指标制约;深圳全市景观生态风险整体呈现&#x0201c;西高东低&#x0201d;的分布格局,城市新建成区风险最高,大鹏半岛风险最低,羊台山与笔架山公园则是城区内部的相对风险低值区;基于OWA方法设置情景偏好,绘制&#x0201c;忽视&#x0201d;、&#x0201c;正常&#x0201d;及&#x0201c;重视&#x0201d;三种风险情景下的城市景观生态风险图。本研究基于生态适应性循环理念集成社会&#x02014;生态系统时空动态干扰与暴露指标表征城市景观生态风险,并通过OWA方法变换主观偏好、降低评价不确定性,可以满足不同发展思路下的城市开发布局需求,从而为城市景观发展空间权衡提供决策支持。</p>

DOI

[Liu Yanxu, Wang Yanglin, Peng Jian, et al.Urban landscape ecological risk assessment based on the 3D framework of adaptive cycle. Acta Geographica Sinica, 2015, 70(7): 1052-1067.]

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