氣候變化脆弱性理論與實踐研究

雷娜 黎雅楠

摘 要：氣候變化帶來的負效應引起了國內外學者的廣泛關注。目前學者們的研究主要集中在氣候變化脆弱性的相關理論與實踐研究方面，本文對以往的研究進行了總結，指出了目前氣候變化脆弱性理論與實踐的研究現狀以及下一步的研究方向，可為氣候變化脆弱性研究提供參考。

關鍵詞：脆弱性；氣候變化；理論研究；實踐研究

20世紀90年代初全球氣候變暖及其影響逐漸受到國際社會的關注，脆弱性概念開始引入氣候變化影響研究和評估當中，隨后其內涵不斷得到豐富和發展。1988年成立了政府間氣候變化專門委員會，1990年出版第一次評估報告，對氣候變化的脆弱性進行初步的論述，脆弱性問題開始受到普遍關注。IPCC在1996年的第二次評估報告就將脆弱性定義為氣候變化系統損傷或危害的程度，并指出脆弱性不僅取決于系統對氣候變化的敏感性（系統對給定氣候變化情景的反映，包括有益的和有害的影響），還與系統對新的氣候條件的適應能力（在一定氣候變化情景下，通過實踐、過程或結構上的調整措施能夠減緩或彌補潛在危害或可利用機會的程度有關）。1997年年又出版了《氣候變化區域影響脆弱性評估》特別報告，對氣候變化脆弱性的評估范圍、問題的本質以及評估方法做了詳細的介紹，為氣候變化脆弱性研究提供了科學的參考和指導作用。在IPCC的第三次評估報告中就氣候變化研究中的脆弱性給出了更為明確的定義，將脆弱性定義為一個自然的或社會的系統容易遭受來自氣候變化包括氣候變率和極端氣候事件的持續危害的范圍或程度，是系統內的氣候變率特征、幅度和變化速率及其敏感性和適應能力的函數。目前，該定義在氣候變化研究領域中己經被廣泛接納和采用。

1.氣候變化脆弱性相關理論研究

根據應對氣候變化的主要響應類型，脆弱性評價主要是為以下3種類型的決策情景提供信息。1）為減緩全球氣候變暖而制定長期的減排目標，并提供詳細的論述和科學信息；2）辨識關鍵的脆弱區域和脆弱群體，從而優化資源配置來滿足研究和適應氣候變化的需求；3）針對某區域和領域，制定具體的適應性政策。以上3種決策情景對氣候變化脆弱性評價提出了不同的要求，主要體現在時空尺度、非氣候變化脅迫要素和影響要素的考慮、不確定性以及規范化評價等方面。由于評價決策情景、評價主體、利益相關者以及研究者本身學科領域背景的差異，氣候變化脆弱性評價被應用于不同的區域和領域。然而，自20世紀90年代氣候變化領域開始關注脆弱性評價以來，尤其是年第三次評估報告發布后，氣候變化脆弱性評價表現出顯著的演化特點和趨勢，具體表現在以下幾個方面：1）從線性的評價到更加復雜，以至基于不同發展情景的多元體系評價；2）從無視適應性到適應能力的考慮，以至面向緩解未來氣候變化風險和影響的具體適應政策的制定和評估；3）從氣候變化科學事實驅動的評價到為制定應對氣候變化的社會政策需求驅動：4）從單純的氣候變化絕對量化分析到社會經濟體系中定性分析的結合；5）從缺乏利益相關者的需求分析到把不同利益相關者的需求和意見和實際的評價過程結合起來；6）從單一的氣候變化命題研究，到結合可持續發展、社會公平、全球變化等其他命題背景；7）從氣候變化平均態的影響研究，到注重極端氣候事件和氣候變率的影響和脆弱性研究；8）從單一考慮氣候變化的壓力因子，到綜合考慮其他非氣候變化的環境脅迫以及社會經濟發展的人為因子在氣候變化脆弱性評價中作用。

2.氣候變化脆弱性評價案例分析

2.1 國外氣候變化脆弱性案例

（1）氣候變化影響的脆弱性評價

這一階段的研究最有代表性的是“美國國家研究計劃，該計劃主要針對各個國家的海岸帶資源、農業、森林、漁業、生物多樣性等部門開展脆弱性評價，評價方法主要是結合氣候變化情景數據和相關生物物理影響模型。這個階段的脆弱性評價基本等同于氣候變化的潛在影響評價，主要通過氣候模式和模型模擬的耦合，通過分析不同氣候變化情景下系統某些方面的負面影響和社會經濟指標的損失量來表征脆弱性的大小，屬于氣候變化脆弱性評價演化發展的第一個階段。

（2）氣候變化脆弱性的閾值研究

氣候變化脆弱性的閾值研究關鍵在于如何確定脆弱性評價的參照基準或氣候變化的閾值。如AIR-CLIM項目評價氣候變化對歐洲自然生態系統脆弱性的影響情況時，將凈生產力（NPP）作為生態系統響應氣候變化的指標，以NPP的變化量不超過多年平均的10%作為劃分系統脆弱與否的閾值[1] 。此外，一些學者開始探索社會經濟系統響應氣候變化的脆弱性閾值，如Antle[2] 等基于耦合過程模型，采用農業生產的經濟利潤指標來評價美國北方大草原農業系統在不同氣候變化情景和施肥水平下的脆弱性閾值。

（3）基于GIS的氣候變化脆弱性區劃

無論是氣候變化脆弱性相關指標的空間評價和圖形化表達，還是氣候變化情景和影響模擬評估，GIS已經成為氣候變化脆弱性空間評價中的核心工具。近年來，一些學者在不同空間尺度上應用展開氣候變化脆弱性研究。如Peterson[3] 應用GIS概率模型，評估氣候變化引起的植被類型變化下佛羅里達北部森林景觀的脆弱性。

（4）氣候變化的社會經濟脆弱性研究

根據氣候變化脆弱性的始點這一概念理論，脆弱性集中于削減任何氣候災害的內在社會經濟脆弱性，強調適應政策和廣義社會發展的需要。國外一些人類學、社會學以及經濟學領域的學者，從政治經濟學和權利理論的角度，研究氣候變化的社會經濟脆弱性，強調氣候變化脆弱性作為一種環境變化的脆弱性不能脫離資源利用的廣域政治經濟而存在，在加強自身利益、自然和生態系統相互作用力量分配的過程中，人類活動有意、無意地在驅動脆弱性。因此，該領域的氣候變化脆弱性研究主要是分析構成系統脆弱性的社會和制度驅動因素，以及如何描述特定區域和人群的脆弱系統屬性，注重對資源和財富支配和可達性、社會多樣性、社會公平、公共參與等方面的研究。Eakin[4] 在對墨西哥中部和普埃布拉的研究表明，由于新自由主義政策改革而帶來的農民對資源可達性的不確定性，會增加其對氣候災害的脆弱性。

（5）基于綜合指標體系的氣候變化脆弱性評價

目前，大約1/3的氣候變化脆弱性研究關注脆弱性指標體系的構建和案例評價。如Moss[5] 等基于VPIP模型對全球38個國家開展氣候變化脆弱性的綜合評價，該評價體系包括敏感度和適應能力評價，其中敏感度評價分為人居環境、食品安全、人類健康、生態系統和水資源等五個方面適應能力評價由經濟能力、人力資源以及環境能力三方面構成。Brooks[6] 等從經濟發展、健康和營養、教育、基礎設施、政府管理、地理和人口、農業、生態以及技術等方面，構建面向國家尺度的氣候變化脆弱性指標體系，并通過與氣候變化相關的人口死亡率數據進行相關性分析，篩選出個11個核心指標。

2.2 國內氣候變化脆弱性案例

中國對氣候變化下系統脆弱性與適應性的研究始于20世紀90年代，主要選取農業、森林、水資源等自然系統為研究對象開展氣候變化影響的脆弱性評估，并初步劃定了中國氣候變化影響下的敏感區和脆弱區。目前，國內自然生態系統的氣候變化脆弱性研究方法主要包括模型模擬、指標評價以及對比研究[7] 。

農業生態系統脆弱性研究方面，主要應用實地調查法、產量分析法、相似分析法、案例研究法、統計模型法和物理模型法以及指標綜合評估等方法[8] 。劉影[9] 等以江西贛州市18個縣（市、區）為研究對象，從自然、社會、經濟三個方面共選取了18項指標構建贛南地區農業生態系統脆弱性評價指標體系。采用熵權法確定各指標權重；運用綜合指數法計算出各縣（市、區）生態脆弱度的值并進行分級；運用主成分分析法，探討該區域農業生態系統脆弱性的主要驅動力。近年來，一些學者綜合運用指標體系、氣候模式以及社會經濟情景等方法，對我國北方農牧交錯帶和寧夏等區域的農業生產氣候脆弱性開展了現狀和預測評估[10] 。

森林生態系統方面，張麗謙[11] 選擇北京市代表性山地森林生態系統作為研究對象，通過野外調查和層次分析法建立指標體系，系統研究了研究區山地森林生態系統的生態脆弱性。羅恒春等[12] 在廣泛了解國內外相關研究成果的基礎上，分別從森林生態系統脆弱性的主要影響因素、評價指標體系的構建、評價指標權重的賦予、評價方法的選取等方面進行歸納和評述，認為當前森林生態系統脆弱性評價存在的主要問題為：指標體系不夠完整、評價方法不夠系統、數據收集不夠全面、研究區域和內容有待延展、新技術應用較少及評價后的相關研究需進一步加強和完善。

水資源脆弱性研究方面，陳俊旭[13] 論述了氣候變化背景下水資源脆弱性概念、內涵及其與適應性管理的聯系；綜述了水資源脆弱性定量評估方法，包括指標權重法、函數及綜合指標法等；介紹了減少水資源脆弱性的適應對策研究。分析表明，聯系水資源供需矛盾的水資源脆弱性既有自然變化脆弱性的一面，又有氣候變化影響導致水資源供需關系發生變化以及旱澇災害影響加劇水資源脆弱性的問題。蘇賢保[14] 等針對當前甘肅省水資源脆弱性評價中存在的空間尺度不全面以及指標偏少等問題，以流域為評價單元，從抗干擾性和自我恢復性兩方面，綜合考慮自然因素和人為因素，構建包含28個指標的指標體系，基于層次分析法（AHP）和熵權法，提出水資源脆弱性評價的綜合權重法，對甘肅省2001-2015年的水資源脆弱性進行評價。

近年來，在一些國際基金和組織的支持下，國內的相關研究機構開始關注某個區域綜合氣候變化脆弱性的評價。如應用綜合評估分析系統及工具來估測中國西部地區生態環境和經濟系統對氣候變異的脆弱性，以及各種氣候變化情景對這一地區可能造成的危害。馬興華[15] 分析“一帶一路”實施對該經濟區水資源脆弱性的影響。結果表明經濟區水資源脆弱程度在2015年和2030年均處于“強脆弱一級”等級，但是脆弱性指標由0.236提高到0.271，增幅14.83%，“一帶一路”的實施對經濟區水資源脆弱性影響較大，水資源條件對承載未來社會經濟發展存在較大的壓力；北海市水資源最為脆弱，脆弱性指標由0.544提高到0.801，增幅47.24%，評價等級由“極脆弱一級”提高到“極脆弱二級”，說明“一帶一路”實施對北海市水資源脆弱性影響最大。

3.下一步研究方向

城市化與局地氣候變化之間存在著客觀的動態耦合關系，主要表現為氣候變化對城市“社會一經濟一自然”復合生態系統的多級網絡影響城市化過程中的社會經濟發展、能源需求和城市空間擴張對局地氣候變化的脅迫以及氣候變化與城市化動態耦合的環境庫茲涅茨曲線關系。

構建城市化區域氣候變化脆弱性概念體系及其評價概念模型是下一步研究的方向之一。其中，氣候變化脆弱性評價的組成要素包括風險度、敏感度和適應度脅迫輸入要素包括氣候變化脅迫和城市化脅迫策略輸出要素包括減緩和適應兩個方面各要素具有不同的時空尺度和系統屬性特征，要素存在不同類型的作用機制，包括決定流、影響流、響應流和信息流。

參考文獻：

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[15] 馬興華，周買春，左其亭，等.“一帶一路”對廣西北部灣經濟區水資源脆弱性的影響[J].水資源保護，2018，34（4）：56-60.

基金項目：

陜西省重點科技創新團隊計劃項目（2016KCT-23）

作者簡介：

雷娜（1985-），女，陜西渭南人，碩士，主要從事土地工程研究。

（作者單位：1.陜西省土地工程建設集團有限責任公司；

2.陜西地建土地工程技術研究院有限責任公司；

3.國土資源部退化及未利用土地整治重點實驗室；

4.陜西省土地整治工程技術研究中心）