生態安全的影響因素與基本特征研究進展

王乃亮,孫旭偉,黃 慧,姜泳波,陳思瑾

(1.甘肅省生態環境科學設計研究院, 甘肅 蘭州 730020；2.甘肅省黃河上游水源涵養區生態保護和修復工程研究中心, 甘肅 蘭州 730020；3.甘肅農業大學 生命科學與技術學院，甘肅 蘭州 730070)

1 引言

20世紀中葉以來，人類面臨的生態安全問題不斷演變、生態壓力越來越嚴峻[1]。生態安全作為我國推進生態文明建設、實現可持續發展的重要基礎和國家安全的重要支撐與組成部分[2]，已經上升為國家戰略，并成為我國生態學研究的熱點和重大科學問題之一[3]。近年來，我國生態安全研究取得了較大發展，形成了具有特色的研究理念和方法，然而由于生態安全問題的復雜性，一些模糊性、爭議性的問題依然阻礙著該領域的進一步發展，探討界定其中的關鍵概念、建立堅實的理論基礎成為生態安全研究領域當前面臨的重要問題[4]。

生態安全概念是生態安全研究領域最基本、最核心的問題，其形成與發展有著深刻的時代背景和思想基礎[5]。不同的“安全觀”必然導致不同的生態安全管理理念與評價方法，也直接影響生態安全實證研究中評價指標的篩選和評價模型的構建[6]。長期以來，各國學者和決策者圍繞多種生態風險和生態退化問題，基于不同的學科理論和認識角度，針對不同的關注對象和目標指向，提出過多個生態安全(Ecological security)的概念，但迄今仍無明確統一的看法[7]，阻礙了生態安全評價研究的延續性和結果的可比性，不利于生態安全研究的深入與管理實踐活動的開展。本文在梳理與借鑒相關研究的基礎上，剖析了生態安全概念的內涵與外延，分析了生態安全的基本特征及其主要影響因素，提出了今后生態安全研究應當關注的建議，以期為國家生態安全研究提供理論參考。

2 生態安全的概念

2.1 生態安全概念的剖析

國內外研究者迄今提出的生態安全定義不少，但從核心含義來看，大體可以歸納為以自然生態系統為主體的狹義生態安全和以人的安全為中心的廣義生態安全。

狹義的生態安全指自然和半自然生態系統的自身安全，即生態系統能夠維持自身結構、功能與自然演變的狀態，包括生態系統完整性和健康狀況[8]。狹義的生態安全以自然生態系統為主體、以人類活動為主要客體，強調生態系統的健康和生態過程的穩定，把生態系統自身的安全作為生態安全的核心。狹義的生態安全概念的提出有助于通過認識人類活動對生態系統的不利影響，自覺地將人類活動限制在生態系統能夠承受的范圍內[9]。

廣義的生態安全包括2個方面的核心含義：一是生態系統自身的安全，即生態系統的結構和功能保持完整和正常，不受自然因素和人類活動的危害或威脅；二是生態系統對人類生產生活的支撐與服務安全，即生態系統提供的產品和服務能夠滿足人類生存發展的持續需求[10]。廣義的生態安全概念以人的安全為核心，將生態系統的承載能力和對人類社會的服務功能作為生態安全的物質基礎，認為自然生態系統的自身安全是其滿足人類社生存與發展的持續需求的基本保障。

有學者將國際應用系統分析研究所定義的“人的生活、健康、安樂、基本權利、生活保障來源與社會發展的必要資源、社會秩序和人類適應環境變化的能力等不受威脅的狀態”作為廣義生態安全的經典表述[8]。這個由自然生態安全、經濟生態安全和社會生態安全3個子系統組成的復合生態安全系統實際上包含了3個層次[11]，其自然生態安全指自然生態系統的自我維持、自我演替、自我調控、自我發展的生命演替過程和規律，尤其是在受到脅迫之后能夠自我修復的能力，相當于前述的狹義生態安全；其經濟生態安全指生態退化不威脅人類社會發展的經濟基礎，大致相當于前述廣義生態安全概念中以人的安全為中心的含義；而其社會生態安全指生態產品和服務的供給不引發人民群眾的不滿[12]，主要體現了追求公平和諧的社會體制的國家生態安全目標，具有明顯的社會經濟學的性質和支撐國家政治安全的意義[13]。這個復合生態安全系統沒有明確的主體和客體，實質上是復合生態系統以其3個子系統互為安全主體和客體的內部平衡狀態，它以社會-經濟-自然復合生態系統的整體安全利益為目標，將人的安全和自然生態安全放在同等重要的位置并視為一個共同體[14]，要求協調人口、環境、資源與經濟社會發展的關系，兼顧代內公平與代際公平，考慮人與自然協同進化的倫理道德，還包括和平與安全[15]。這個生態安全概念包含的內容最全面但較抽象，未具體化3個子系統間的相互作用及其與復合生態安全系統整體狀態的邏輯關系，可作為一個概念框架用于生態安全內涵的理論研究，而對于生態安全評價實踐的指導性不夠強。

2.2 生態安全的內涵

生態安全的主體是人，客體是生態系統，參照系是人類對生態系統產品和服務的需求，包括資源環境方面的物質需求和心理文化方面的精神需求。故生態安全可定義為：人的生存與發展免受生態系統產品和服務供給限制、免遭生態退化危害、免受生態風險威脅的狀態。這個狀態既指生態系統結構與功能的客觀存在，也包括人對生態系統狀態總體認知的心理狀態；既包括生態系統當前提供生態產品和服務的狀態和能力，也包括其結構與功能演化趨勢的穩定性；既考慮現狀確定性因素影響下生態系統所表現出來的狀態,又考慮不確定性因素對其未來表現可能產生的潛在影響[6]。因為人類社會生存與發展對生態系統服務的需求是長期的、持續的，客觀上要求生態系統的結構和功能是穩定的或向好的，這又要求人類對生態系統產品與服務的攫取不能以損害生態系統的結構完整性和功能穩定性為代價。所以，從生態系統的角度來看，生態安全是其在結構與功能不發生退行性演替的前提下，所提供的產品和服務能夠滿足人類生存與發展需求的狀態和能力。從人類社會的角度來看，生態安全是人類能夠獲取所需的生態系統產品和服務、駕馭生態風險且人類活動不引起生態系統的結構完整性和功能穩定性發生顯著變化的狀態和能力。從人與自然的主客體關系出發，生態安全指在可預見的生態風險和壓力條件下，生態系統的結構與功能退化低于人類社會的承受能力的狀態。

這里定義的生態安全，其外延具有層級性而內涵強調生態平衡，包括生態系統尺度上生態要素間的協調與平衡、區域或景觀尺度上生態格局與過程間的協調與平衡、國家和全球尺度上生態系統服務供給與人類社會生存發展需求間的平衡，以及時間尺度上生態系統對環境變化與人類活動的適應[16]。

2.3 生態安全范疇的層次性

生態系統自身的安全是一切生態安全的基礎，其內涵相當于狹義的生態安全，是以生態系統為主體、其他自然因素和人類活動為客體的安全概念。生態系統的安全主要基于生態系統結構與功能的完整性、穩定性以及演替成長性來判斷[17]，該尺度的生態安全研究以生態脆弱性或生態系統健康為核心，通過揭示生態系統結構、過程和服務功能的相互關系探討其服務功能形成與維持的機理，通過分析生態系統服務功能對人類活動和環境擾動的響應與適應機制來研究生態系統的脆弱性，通過辨識存在的主要生態風險和功能問題揭示生態系統退化和生態系統服務功能降低的驅動因子[18，19]。

景觀是特定區域內不同類型生態系統所組成的整體，資源短缺、環境污染、生態退化等最受關切的生態安全問題多數發生在區域或景觀尺度上[20]。景觀尺度的生態安全是區域可持續發展的基礎，是以人為中心的生態安全的核心[17]。區域生態安全的內涵與前述的廣義生態安全相同，主要指景觀結構的合理性及景觀過程的通暢性，人類社會生存發展對生態系統產品和服務的需求強度與生態系統服務功能的供給強度的協調性，也包括自然因素和人類活動對生態系統結構完整、功能健康、演化趨勢的影響。景觀格局分析是區域尺度生態安全研究的重要方法，但目前尚缺乏在該尺度具有明晰生態學內涵的方法論體系，在解決實踐問題時常常方向不清，面臨機理解釋匱乏的困境[21]。

國家生態安全是指一個國家具有能持續滿足經濟社會發展需要和保障人民生態權益、經濟社會發展不受或少受自然資源和生態環境的制約與威脅的穩定健康的生態系統，具有應對和解決生態矛盾和生態危機的能力[1]。生態安全的行為主體可以是個人、團體或政府，國家有著最為完整的應對生態風險與變化的能力及政策工具，最有能力保障生態安全所需要的法律、政策和資源[4]，是生態安全的最主要行為主體。國家層面的生態安全以全體國民為利益主體，主要關注資源的過度占用及自身供給不足帶來的資源危機與糧食危機[17]、國民的人身安全和健康、各利益群體享受生態權益的公平與和諧、國家的生存與發展方式、國家所處的國際環境等問題[22]。

全球生態安全是最高級的生態安全形態，是人類安全的終極目標[23]。全球化強化了人類的共性，面對全球性生態危機，只能從全人類整體的角度共同面對和解決，實現人與自然的整體安全和人類社會的全球安全。我們正面臨著森林大面積消失、土地沙漠化擴展、濕地不斷退化、物種加速滅絕、水土嚴重流失等全球性生態退化問題，生物多樣性銳減、氣候變化和多形態環境污染、能源和資源衰竭等問題相互聯系、相互影響，使地球生態系統面臨著發展與生存的巨大危機。在全球尺度上，生態安全主要研究全球性資源危機、環境危機、氣候變化帶來的生態系統退化風險以及生物多樣性保護等問題，特別是關鍵國家和地區生態資源利用不當威脅鄰國生態安全的國際關系問題[17]。

這4個層次的生態安全在邏輯上存在包含與被包含的關系，低層級的生態安全具有高層次生態安全所概括的一般屬性，是高一級生態安全內涵的基礎支撐，但又有本層級關鍵生態安全問題所決定的特殊內涵。

3 生態系統安全的影響因素

生態安全的基礎是生態系統安全，生態系統安全狀態是其內外影響因素相互作用的結果，外因是生態風險，內因是生態系統的脆弱性。

3.1 生態風險

生態風險是指在一定區域內，生態系統的結構和功能發生不利生態效應的可能過程和后果，可分為突發性的和緩發性的兩大類。突發性生態風險的發生時間不確定，危害作用突然、直接，傳遞快速，其危害是瞬時的，危害效果一般與發生概率和破壞力正相關，如氣象災害、地質災害等。緩發性生態風險的發生時間是確定的，其危害作用漸進、間接，傳遞緩慢，危害具有長期性，當前破壞力較小，但累積效應明顯，如水資源短缺、植被退化、水土流失、土地荒漠化、沙化與鹽漬化等生態退化問題[24]。

人類活動是最為顯著的緩發性生態風險，對資源的開發利用與經濟活動是影響生態安全的重要根源[25]，其中土地利用變化對區域生態安全起著決定性的作用，建設用地規模擴張擠占農業用地，后者又擠占草地、林地和未利用地，并使自然植被蓋度降低、生境破碎化、景觀斑塊形狀趨于規則化，所以人類活動強度最大的區域往往也是生態系統最脆弱和需要重點保護的地區。

3.2 生態系統脆弱性

脆弱性是生態系統在演變過程中形成的對特定時空尺度上外界干擾所具有的敏感反應和自我恢復能力[26～28]，一般包含敏感性與恢復力或適應性[29，30]。敏感性指生態系統受自然環境變化或人類活動影響的程度，或發生生態問題的難易程度和可能性大小，反映生態系統抵抗外來干擾的能力，主要取決于生態系統結構的穩定性[31～33]，也可用生態系統功能特征量的波動情況來表示[34]。適應性指生態系統在擾動后的新條件下修復與適應的能力，反映生態系統的自組織和自我調節能力[35，36]。作為生態系統最活躍的組分，生物(尤其是初級生產者)對關鍵資源環境要素變化的響應與適應基本上決定了整個生態系統的適應性。

也有學者將暴露性包括在脆弱性要素之中[37，38]，用于反映生態系統所承受的風險或壓力事件發生的頻率、強度、空間位置及其對生態系統的影響程度，認為暴露性決定生態系統在災害影響下的潛在損失大小，適應性則決定實際損失的大小[39，40]。然而，這樣定義的暴露性無異于生態風險，應屬于影響生態安全的外部因素，而不應與敏感性和適應性等內因混為一談。

4 生態安全的基本特征

本文定義的生態安全具有以下5個方面的主要特征。

4.1 人本性

人是生態安全的主體，生態安全的本質是人的安全，是人類生存與發展的安全，生態安全的標準是以人類生存和發展所要求的生態系統產品與服務的質與量來衡量的[41]。人是生態安全的受益者，人類活動又是生態安全的重要影響因素。保障生態安全不能以社會經濟發展的停滯為代價，而是以生態系統滿足人類生存發展的基本需求為前提[42]。但是，強調生態安全的人本性要注意避免“一切從當代人利益出發”的“人類中心主義”誤區，要始終秉持可持續發展思想的本質。

4.2 整體性

生態安全的客體是生態系統，生態系統服務功能是其作為一個整體的系統功能，而不是其組分功能的簡單加和。生態安全的這種整體性體現了人與自然關系的整體性與綜合性，維護生態安全需要統籌對陸域和海域各類生態系統的管理、資源開發與環境保護等人類活動。全球生態系統是相連相通的，生態安全問題的影響超越國家、民族、階級、集團、文化和宗教，地球上發生的一切與人類都是息息相關的，生態安全是全人類集體的安全、共同的安全[43]，也是地球上所有生物物種的安全。任何局部的生態破壞都可能引發全局生態問題，對全球生態環境產生深刻影響；任何地區、國家的生態危機成本和生態安全效應都會外溢，影響到周邊國家和地區乃至全球的利益。

4.3 相對性

安全不是一個具有物理性的客觀存在，一旦獨立于人類的主觀認知，則失去實際價值[44]。生態安全是特定時空條件下的相對概念，是相對于人的需求的生態系統功能狀態，是相對于生態威脅的生態系統敏感性和適應能力狀態。生態風險也許是經常存在的，但絕對意義上的生態安全是不存在的。生態安全的相對性還表現在人類認知生態系統結構和功能狀態的認識結構、理論水平和物化手段的發展變化上。

4.4 區域性與動態性

生態安全具有一定的空間地域性質，由于自然條件、社會發展程度等因素的差異，不同地區的生態安全面臨的主要干擾因素不同。生態安全面臨的威脅往往具有局部性，這個地區不安全，并不意味著另一個地區也不安全。生態安全是一個動態概念，而不是一種靜態的結果，它不僅是一種狀態，也代表著一種過程和演化趨勢。生態系統的服務功能受關鍵資源與環境要素的制約而具有時空變異性，人類對生態系統服務的需求也因經濟社會發展水平和文化、宗教等而具有差異性。任何生態系統、區域和國家的生態安全都不是靜止不變的，而是在時間上表現為復雜的動態過程。

4.5 可控性

生態安全是可以通過一定的科學手段進行調控的。人類可以發揮主觀能動性，采取合理的生態系統管理策略與措施，構建生態安全格局、調節生態安全動態、防范生態安全風險，把隱患因素改變成安全因素，以達到減輕乃至解除生態危機的目的，使人類社會賴以生存與發展的自然生態系統處于良性循環，使人類置身其中的自然-經濟-社會復合系統處于協調與穩定狀態。

5 結論與展望

5.1 結論

生態安全的主體是人，客體是生態系統。生態安全的內涵強調生態平衡，包括生態系統尺度上生態要素的協調與平衡、區域尺度上生態過程的協調與平衡、國家和全球尺度上生態系統服務供給與人類社會生存發展需求的平衡，以及時間尺度上生態系統對環境變化與人類活動的適應。生態安全的范疇具有層級性，從生態系統安全到景觀(或區域)生態安全、國家生態安全、全球生態安全，生態安全的核心內涵漸次體現了它的自然屬性、經濟屬性、社會屬性和文化屬性。影響生態安全的內部因素是生態系統脆弱性，外部因素是生態風險。生態安全具有人本性、整體性與全球性、相對性與動態性、區域性和可控性等顯著特征。人是生態安全的受益者、也是調控者，生態安全效應既具有時空特異性又具有空間外溢性，是相對的安全和動態的安全。

5.2 展望

5.2.1 探索建立適合不同層級生態安全的評價標準與指標體系

當前，我國評價生態安全的實證研究很多，但鮮有能適應不同層級生態安全的判定標準和相對統一的評價指標體系，致使對不同尺度和區域的評價結果存在明顯差異[45]。雖然所有層級的生態安全都以可持續發展為終極目標，但不同層級的生態安全具有不同的主體和客體，生態安全研究關注的核心問題各異。生態系統尺度的生態安全側重于可持續發展的資源與環境基礎，生態安全評價標準和指標體系應該圍繞生態系統健康及其主要影響因素進行探索。區域尺度的生態安全更加注重區域的經濟社會可持續發展，生態安全評價標準和指標體系應該以區域生態產品和服務的供需平衡協調為核心，通過改進的生態足跡法評價生態系統與社會系統資源流動的安全性[46]，破解傳統生態模型法的系統封閉性和空間互斥性限制。國家尺度的生態安全強調自然-經濟-社會3個子系統的相互作用與協同演化，可以考慮將這個復合生態安全系統在某一時期或階段的熵變作為其安全狀態的判據[47]，并在3個子系統中選擇影響熵變的關鍵要素和過程構建評價指標體系。

5.2.2 深化生態安全評價中景觀生態學方法的機理性研究

景觀生態學方法基于景觀結構與生態過程、生態功能的互作互饋關系評價區域生態安全狀況，具有時效性強、精準度高，評價結果較客觀、便于反映時空異質性等優勢，可彌補綜合指數法和生態足跡法等評價方法時效性較差、主觀性較強的缺陷[48]。然而目前常用的景觀生態模型普遍存在機理性不足的問題，急需探索建立景觀格局與區域生態安全狀態的內在聯系、各種景觀組分和景觀格局指數與生態系統健康和功能之間的邏輯關系，賦予景觀模型法評價指標與結果以更加明晰的生態學意義。

5.2.3 強化自然-經濟-社會復合生態安全系統的社會人文影響因素研究

國家尺度的生態安全是由自然生態安全、經濟生態安全和社會生態安全3個子系統組成的復合生態安全系統，其內涵不但包括生態環境和自然資源對于國家經濟持續發展的支撐能力，而且關注公平和諧的社會目標，即生態產品與服務嚴重短缺或分配不公對區域穩定和國家安全的可能威脅。這個復合生態安全系統的演化具有自然和社會兩種驅動力，如果社會意識與自然規律不協調，則社會的行為、文化、政策、法律和法規等因子就可能成為生態環境問題產生的根源[49]。意識是行為的向導，生態思想是復合生態系統最基本、最根本的負熵，加強生態教育，使生態文化、生態意識成為大眾文化和大眾意識，使公眾和社會組織通過對生產生活、行為方式的選擇，實現生態安全與經濟現實的有機融合[47]。但目前關于倫理道德、文化教育、宗教信仰等對生態安全的影響研究仍然有限，今后應該進一步加強對人文社會因素的影響研究。