區域內生態脆弱性分析

摘要 生態脆弱性是生態系統在特定時空尺度相對于外界干擾所具有的敏感反應和自我恢復能力，是生態系統的固有屬性。對現有生態脆弱性的研究區域、研究方法（包括模型模擬法、綜合指數評價法、地理信息系統和空間分析技術）及研究內容等進行歸納總結，為厘清典型區域內生態脆弱性動態演變的研究現狀、研究趨勢提供參考。在當前生態脆弱性的研究中，暫存在理論基礎、評價指標和研究方法待進一步完善，研究區域有待進一步擴展等情況。加強對生態脆弱性研究的探討，進一步拓展研究方向和內容，提高研究質量和水平，對于保護生態環境，實現可持續發展具有重要意義。

關鍵詞 生態脆弱性；人地關系；生態脆弱區；可持續發展

中圖分類號 X826" " 文獻標識碼 A" " 文章編號 1007-7731（2024）15-0078-04

DOI號 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.15.018

Analysis on ecological vulnerability within a region

LI Jia" " ZHAO Guangying" " YAN Mengyun" " ZHANG Lulu

（School of Geographic Sciences， Harbin Normal University， Harbin 150025， China）

Abstract Ecological vulnerability is the sensitive response and self-recovery ability of ecosystems relative to external disturbances at specific spatial and temporal scales， and it is an inherent attribute of ecosystems. The existing research areas， research methods including model simulation method， comprehensive index evaluation method， geographic information system and spatial analysis technology and research contents of ecological vulnerability were summarized respetivly， to provide a reference for clarifying the current research status and research trends of the dynamic evolution of ecological vulnerability in a typical region. It was found that there were situations such as insufficient theoretical foundations， insufficient consistency of evaluation indexes， the need for further improvement of research methods， and the need to expand the research areas in the current research on ecological vulnerability. Thus， it is of great importance to enhance the discussion on the study of ecological vulnerability， further expand the direction and content of research， and improve the quality and level of research to protect the ecological environment and achieve sustainable development.

Keywords ecological vulnerability; man-land relationship; ecologically fragile area; sustainable development

生態脆弱性的概念發源于自然災害領域[1-2]，隨著各領域的不斷發展，脆弱性研究開始延伸至可持續發展、地理學、生態系統和社會科學等各個理論學科[3-4]。對于生態脆弱性已開展了較廣泛的研究，目前其研究方法及研究區域較為固定，夏甜甜等[5]采用層次分析法，對山區人居林的生態環境脆弱性進行了研究，結果表明，人居林面積減少是人居林退化的主要影響因素；卓靜等[6]基于“敏感性—恢復力—壓力”模型，分析了陜北黃土高原的生態脆弱性時空分異規律及驅動機制，顯示近年來該地區的生態脆弱性得到明顯改善；Chisadza等[7]利用空間主成分分析方法對上姆津瓦內流域的生態脆弱性進行了評價，利用層次分析法確定各專題圖的權重，生成該區域的生態脆弱性圖。然而，對于受人為活動等因素影響的生態脆弱區的生態脆弱性動態演變的研究有待深入，研究方法有待進一步豐富。加強對生態脆弱性研究的探討，進一步拓展研究方向和內容，提高研究質量和水平，對于保護生態環境，實現可持續發展具有重要意義。本文通過對現有生態脆弱性的研究區域、研究方法及研究內容等進行歸納總結，為厘清典型區域內生態脆弱性動態演變的研究現狀、研究趨勢提供參考。

1 生態脆弱性研究區域

岳笑等[8]采用凈初級生產力（Net primary production，NPP）作為評估指標，結合地理探測器對青藏高原地區生態脆弱性的空間格局及控制因子進行了分析，結果表明，青藏高原地區整體生態脆弱性較高；張良俠等[9]基于“暴露度—敏感性—適應力”模型框架，結合層次分析、空間主成分分析和地理探測器等方法，評估了黃土高原地區生態脆弱性的時空變化特征及其驅動因子，結果表明，黃土高原地區的生態脆弱性整體較高；張學淵等[10]運用空間主成分分析法、地理探測器對西北干旱區生態脆弱性時空演變及驅動力進行了研究，結果表明，該區域的生態脆弱性以重度為主；Zhang等[11]采用地理探測器和加權方法，量化了研究區生態脆弱性的時空變化及其驅動機制；孫禮勇等[12]對華南某地區的土地生態脆弱性進行了綜合研究，用ArcGIS軟件進行時空演化分析，借助灰色關聯分析法探究了影響因素與生態脆弱性的密切程度，結果表明，華南某地區的土地生態脆弱性呈現整體下降變化趨勢。

受研究區域差異性的影響，對生態脆弱性的解釋并不完全一致，生態脆弱性的研究區域并不是固定不變的，隨著氣候變化、人類活動等因素的影響，新的生態脆弱區域可能會不斷出現。因此，深入研究不同區域生態脆弱性的形成機理和變化趨勢，對制定科學合理的生態環境保護政策具有重要意義。

2 生態脆弱性研究方法

2.1 模型模擬法

生態脆弱性的研究需要采用科學的方法和工具，而模型模擬法作為一種重要的研究方法，在生態脆弱性研究中已有廣泛的應用。

“壓力—狀態—響應”（Pressure-State-Response，PSR）概念模型提出后在脆弱性研究領域得到了廣泛運用[13]。陳朝霞等[14]采用PSR評價模型，測算了華中某地區的生態脆弱性綜合指數，表明該地區生態脆弱性總體上處于輕度脆弱；Cao等[15]選取VSD（Vulnerability-Scoping-Diagram）模型將脆弱性分解為“暴露度—敏感性—適應力”3個組成部分，對神農架生態脆弱性時空演變特征和驅動力進行分析，表明神農架整體生態脆弱性處于輕度脆弱水平；徐至真等[16]通過“敏感—恢復—壓力”（Sensitivity-Resilience-Pressure， SRP）構建了柴達木盆地生態脆弱性評價指標體系，基于地理信息技術和遙感技術，采用層次分析法對柴達木盆地生態脆弱性進行評價，發現柴達木盆地東中西部生態脆弱性表現為“低—中—高”的分布特征，其生態脆弱性呈現出強烈的空間正相關特征；武帥等[17]基于PSRM（Pressure-State-Response-Management）模型，結合序關系法、CRITIC（Criteria importance through intercriteria correlation）法、錫爾系數和地理探測器等方法，探究了華北地區北部生態脆弱性時空演變特征，結果表明，2009—2019年該區域生態脆弱性呈先升后降趨勢。

2.2 綜合指數評價法

綜合指數評價法的基本思想是將多個指標量化為綜合指數，以此來評價生態系統的脆弱性，包括層次分析法（Analytic hierarchy process， AHP）、熵權法、主成分分析法、空間主成分法及模糊綜合評價法等，上述方法可以綜合考慮多個因素的影響，并提供一個量化的評價結果，以更全面、客觀地評估生態系統的脆弱性。Xie等[18]基于“敏感性—退化”模型框架，采用層次分析法、主成分分析法和地理探測器法對遼寧西北地區2000—2022年生態脆弱性進行了評價，2000—2022年，該地區整體生態脆弱性呈下降趨勢，植被和土地利用是導致該地區生態脆弱性長期變化的主要因素；鄒桃紅等[19]綜合運用AHP-PCA熵權模型及空間自相關方法，分析2000—2020年不同時期吉林地區生態環境脆弱性的時空格局，結果表明，研究區的生態脆弱性以輕度脆弱為主。

2.3 地理信息系統和空間分析技術

地理信息系統（Geographic information system，GIS）和空間分析技術能夠集成多種數據類型和空間分析方法，能夠更加準確地研究生態系統的空間分布特征和脆弱性。胡榮明等[20]基于遙感技術和GIS技術提取遙感生態距離指數、歸一化植被指標、土地利用等8個指標，采用綜合指數法構建了生態脆弱性評價模型，定量分析東鄉族自治縣2009和2020年的生態脆弱狀況，表明研究區生態脆弱性整體處于中等偏高水平。

上述3種研究方法的靈活運用為生態脆弱性的研究提供了多重視角和更深層次的分析，然而，當前的研究方法存在進一步優化的空間。需要進一步加強數據收集和處理能力，完善評估模型和方法，提高評估結果的可靠性和有效性，為生態脆弱性研究提供有力支撐。

3 生態脆弱性研究內容

相關學者圍繞生態脆弱性環境變化、人地關系、社會經濟發展及適應性等多個方面展開探討。目前，有關環境變化對生態脆弱性的影響研究主要集中在氣候變化和自然災害兩方面。郭兵等[21]通過引入極端氣候災害因子和景觀格局指數2個評價指標，對西北干旱荒漠生態區2000—2013年的生態脆弱性時空變化格局進行了定量分析和討論，結果表明，該研究區的生態脆弱性總體上處于中-重度脆弱狀態；劉斌濤等[22]研究了自然災害脅迫下區域的生態脆弱性動態，得出研究區生態脆弱性動態演化主要表現為生態脆弱性等級由脆弱演化為極脆弱，復雜的地形條件是導致該研究區生態脆弱的關鍵因素。環境變化對生態脆弱性的影響是一個復雜且多維的情況，需要采取綜合性的適應策略，并利用多種評價方法和工具來進行生態保護和恢復工作。

在自然環境不斷變化的同時，人為活動對生態脆弱性具有明顯影響。石晶等[23]以蘭西城市群為例，采用空間主成分分析法對其生態脆弱性進行評價，并在此基礎上引入人為干擾指數，結果表明，1990—2020年該研究區域生態環境逐年改善；Yang等[24]建立了生態脆弱性評估框架，引入Hemeroby指數探究生態脆弱性指數集聚區的人為干擾水平，結果表明，該研究區生態脆弱性水平處于中等水平。

土地利用變化是影響生態脆弱性的又一重要因素，土地利用方式的改變可能會破壞生態系統，導致區域水土流失嚴重，使得原生態環境得不到有效維護和保護。張琳琳等[25]采用生態“敏感性—恢復力—壓力度”模型和GIS技術，結合層次分析法和綜合指數法，對2005—2020年研究區土地生態脆弱性進行評價，結果顯示，該區域土地處于輕度脆弱狀態；Tang等[26]運用遺傳投影尋蹤模型進行生態脆弱性評價，分析了2000—2018年山西大同土地利用格局變化。

在未來發展中，要協調好環境保護與經濟發展兩者之間的關系，促進區域的可持續發展[27]。王毅等[28]通過“驅動力—壓力—狀態—影響—響應”模型構建了生態脆弱性評價指標體系，從社會和經濟兩個方面構建指標體系，探討了甘肅地區生態脆弱性與經濟綜合水平的耦合協調度差異類型空間分布，同時探究了其影響因素；孔偉等[29]基于社會、經濟和生態子系統構建了京津冀生態涵養區旅游地生態脆弱性綜合評價體系，對該區域旅游地的社會—經濟—生態系統脆弱性特征及其影響因素進行了分析。進行生態脆弱性研究時，須綜合運用多學科知識和方法，從多個維度出發，探究生態環境變化和社會經濟發展的適應性和協同性，為生態環境保護和可持續發展提供支撐。

4 結論與展望

目前，對于生態脆弱性研究進展的總結多集中在小范圍區域或單一的評價方法上，例如，唐倩等[30]對煤炭資源型城市的生態脆弱性內涵、評價方法等進行了總結與論述；楊飛等[31]總結梳理了脆弱性評價的方法，評述了脆弱性研究的新進展。本文對現有生態脆弱性的研究區域、研究方法及研究內容等進行歸納總結，為厘清區域內生態脆弱性動態演變的研究現狀、研究趨勢提供參考。同時，生態脆弱性研究中存在一些亟待進一步解決的問題。

（1）理論基礎方面。對生態脆弱性的研究建立統一完善的研究框架，考慮到生態脆弱性概念的多元化，相關研究難以確定方向，目前多數研究集中于例證實例，而對于生態脆弱性基本原理的解釋相對較少。

（2）研究方法方面。注重構建指標體系并與脆弱性機理緊密聯系起來。不同學者因學科背景和研究對象不同，在進行生態系統脆弱性的量化評估時，在指標選擇上存在差異，在接下來的生態脆弱性研究中，將各評價模型與評價指標相結合，盡可能減少客觀因素的影響。

（3）研究內容方面。目前多數研究主要關注自然因素對生態脆弱性的影響，而對人為干擾因素的關注程度有待進一步提升。要構建新型人地關系模型，實現人地雙向適應。

本文通過分析整理相關文獻，對現有生態脆弱性的研究區域、研究方法及研究內容等進行歸納總結，為厘清典型區域內生態脆弱性動態演變的研究現狀、研究趨勢提供參考。

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（責任編輯：何 艷）