京津冀都市圈发展的脆弱性研究与评估(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：冯振环,李书全

出版社：清华大学出版社

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京津冀都市圈发展的脆弱性研究与评估试读：

前言

脆弱性研究起源于20世纪60年代末的灾害学研究，伴随着其学科知识体系的逐步建立和发展，正在成为可持续分析领域的一种新的重要理论工具和一种较为流行的研究范式。

本书尝试按照脆弱性研究范式，研究京津冀都市圈发展的脆弱性，旨在通过降低脆弱性促进京津冀都市圈的可持续协同发展，也是“探索生态文明建设有效路径、促进人口经济资源环境相协调”的需要。本书的研究成果得到了国家社会科学基金项目资助（批准号：11BJL055）。

本书由天津财经大学冯振环、李书全、于培民、金高云、王浩波、尹彦等共同完成。其中，第二章由金高云和王浩波完成，第四章由李书全、于培民和尹彦完成，其余章节由冯振环完成；全书由冯振环和李书全汇总定稿。天津财经大学冯领香老师对本书的撰写做出了贡献，在此表示感谢。天津财经大学研究生马洪丽、杨亚柳、路正、王莉娜、袁小妹、贾姗姗、关玉蕊等同学也做出了很大贡献，在此表示感谢。感谢清华大学出版社编辑的辛勤劳动，才使本书得以出版。

在本书的写作过程中，参阅了很多国内外相关文献，并借鉴参考了很多学者的研究成果，在此表示感谢。

由于水平以及时间的限制，书中难免有疏漏甚至错误之处，恳请读者和同行批评斧正。作者2015年4月20日第1章绪论京津冀协同发展已经上升为重要的国家战略，而脆弱性研究正在成为可持续研究的一种范式。本书是从脆弱性视角探讨京津冀都市圈可持续协同发展的一种探索与尝试。1.1 区域发展脆弱性研究的背景与意义1.1.1 研究背景“京津冀地缘相接、人缘相亲，地域一体、文化一脉”，构成了一个完整的区域系统。京津冀都市圈是我国三大经济圈之一，一般是指按照“2+8”模式所确定的包括北京、天津两个直辖市和河北省的石家庄、廊坊、保定、唐山、秦皇岛、张家口、承德、沧州8个地[1,2]级市的地域空间范围。京津冀都市圈总面积18.44万平方公里，占国土面积的1.9%;2013年底户籍人口达到7574.41万人，占全国总人口的5.6%；生产总值达到56250.15亿元，占全国的9.9%；北京、天津的人均GDP全国领先，河北省生产总值全国排名第六位。京津冀都市圈地处共和国腹地，政治地位突出，经济作用也非常重要，其发展关系国家大局。

2014年2月26日，在北京召开的京津冀协同发展座谈会上，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平强调“实现京津冀协同发展，是面向未来打造新的首都经济圈、推进区域发展体制机制创新的需要，是探索完善城市群布局和形态、为优化开发区域发展提供示范和样板的需要，是探索生态文明建设有效路径、促进人口经济资源环境相协调的需要，是实现京津冀优势互补、促进环渤海经济区发展、带动北方腹地发展的需要，是一个重大国家战略，要坚持优势互补、互利共赢、扎实推进，加快走出一条科学持续的协同发展路子来。”

这标志着京津冀协同发展正式上升为重要的国家战略。京津冀（京津冀都市圈）的可持续协同发展被提升到前所未有的新高度，这一问题也随之成为决策层和学术界关注的焦点。笔者按照脆弱性研究范式对这一问题进行探讨。1.1.2 研究意义

1．理论意义

关于脆弱性的研究可以追溯到20世纪60年代末对自然灾害的研究，随后其研究范围不断扩展到自然、人文、社会等多个领域（郭劲[3]光，2011）,80年代末、90年代初以来，脆弱性研究逐步成为学术界研究的热点与前沿，快速增长的势头日渐显现。罗伯特·凯茨（Robert W. Kates）等学者于2001年在美国《科学》（Science）杂志发表的《环境与发展——可持续性科学》（Environment and Development: Sustainability Science）一文，把“特殊地区的自然社会系统的脆弱性或恢复力研究”列为可持续性科学的7个核心问题之[4]一。“保证安全和减少脆弱性”成为2002年世界经济论坛大会的六大主题之一，论坛的创始人克劳斯·施瓦布先生在这届年会上指出：“脆弱性是世界面对的一个现实……要实现可持续发展，首先就要减少发展的脆弱性。”[5]根据马尔科·詹森（Marco Janssen）等学者（2006）对1967年至2005年近40年间2286份权威出版物进行的研[6]究，发现其中939份（占41%）与“脆弱性”有关。

随着脆弱性研究被多个国际性科学研究计划和机构所采用，如国际陆界生物圈计划（IGBP, International Geosphere-Biosphere Program）、全球环境变化的人类因素研究计划（IHDP, International Human Dimensions Program on Global Environmental Change）、政府间气候变化专门委员会（IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change）等，脆弱性研究的科学知识体系逐步健全；近年来，在全球变化的背景下，脆弱性研究不仅成为可持续分析领域的重要理[7][8]论工具，也发展成为可持续研究的一种非常流行的范式。经典的区域经济理论侧重研究“如何去实现可持续发展”，脆弱性作为目前研究的前沿，从另一个视角研究“如何才能进行可持续发展”。

从脆弱性视角探讨区域发展问题，是脆弱性研究范式在区域科学领域的新应用。区域系统是一个变量多、机制复杂、不确定性因素作[9]用显著、人参与其中的、具有学习功能的、开放式的复杂巨系统；[10]而脆弱性是区域系统及其子系统的一种固有属性。区域系统发展过程中，内外部因素扰动下，系统的稳定机制就会遭到破坏，不稳定性会增加，可持续发展会随之受到影响。这就是区域发展的脆弱性。但是如何理解脆弱性与可持续性的关系，如何准确界定区域发展脆弱性、剖析其形成机理、区分其类别、进行时间维度和空间维度的评估等都离不开相关的理论指导。

2． 现实意义

京津冀都市圈是我国三大经济圈之一，改革开放后的发展由于种种原因不及珠三角、长三角辉煌，而且自身也存在着这样那样的问题。在自然环境方面，生态脆弱，水资源匮乏而且污染严重，雾霾等更使得河北七市进入了2013年国内“十大污染城市”之列。经济发展差距悬殊，北京早已发展到后工业化时期，2013年天津人均GDP突破10万元大关，与北京一起位居全国前两位；河北省人均GDP却只有38832元，低于全国平均水平。在社会方面，京津冀城市体系发育不健全，大量人口（外来人口）在京津两个特大城市聚集，使得城市人口承载力面临巨大挑战；更为严重的是，环绕京津、在京津冀的上风上水还存在着连片的贫困地区——“环京津贫困带”。凡此种种，使脆弱性在时间维度、空间维度不断累积，严重威胁着京津冀都市圈的可持续发展。

通过这些纷繁复杂的表象，准确把握京津冀都市圈各种脆弱性的时空特征、变化趋势、产生原因以及解决之道，对降低脆弱性，实现京津冀可持续协同发展具有重大意义。1.2 研究内容和框架

本书研究京津冀都市圈发展的脆弱性问题，旨在从降低区域发展脆弱性出发，探寻如何促进京津冀都市圈的可持续协同发展，进行如下重点尝试：（1）突破了正统的或者说经典的从可持续发展视角研究区域发展问题的思维模式，从脆弱性视角研究区域发展状况、从降低脆弱性出发优化区域发展的新思路去研究区域系统发展问题。（2）借鉴国内外相关领域的研究成果，归纳演绎区域发展脆弱性的概念、内涵、特征、形成机理、分类，以完善区域发展脆弱性的理论体系。（3）在借鉴经典的脆弱性分析框架、概念模型、评价方法的基础上，根据不同类型脆弱性的特征和形成机理，建立了基于熵权法和集对分析法的累积式脆弱性评价模型、基于自组织特征映射神经网络（SOFM）的冲击式脆弱性评价模型以及复合式脆弱性评价分析流程。（4）对京津冀都市圈时空维度上的累积式脆弱性、冲击式脆弱性以及复合式脆弱性进行评价分析，并根据脆弱性产生的原因，提出了旨在降低脆弱性、促进京津冀都市圈可持续协同发展的对策建议。

本书的具体内容如下。

第1章：绪论。介绍研究的背景、研究的理论意义和现实意义、研究框架。

第2章：脆弱性相关研究综述。从学术角度，就灾害学、生态学、地下水三个经典领域以及新拓展领域脆弱性的主要研究成果进行梳理，为区域发展脆弱性研究与评估进行理论铺垫。

第3章：区域发展脆弱性理论分析。从区域系统构成出发，结合脆弱性的相关成果，归纳演绎出区域发展脆弱性的概念、内涵、特征、形成机理，分析累积式脆弱性、冲击式脆弱性、复合式脆弱性的成因以及脆弱性和可持续发展的关系，为脆弱性评估奠定理论基础。

第4章：区域发展脆弱性评估。在借鉴相关领域脆弱性分析框架、概念模型和评价方法的基础上，构建了基于熵权法和集对分析法的累积式脆弱性评价模型、基于自组织特征映射神经网络（SOFM）的冲击式脆弱性评价模型以及复合式脆弱性评价分析流程。

第5章：京津冀都市圈发展脆弱性评估。运用构建的脆弱性评价模型，对京津冀都市圈的时间维度和空间维度的累积式脆弱性、冲击式脆弱性以及复合式脆弱性进行分析与评价。

第6章：降低脆弱性促进京津冀都市圈可持续协同发展。对京津冀都市圈脆弱性差距进行致因分析，在此基础上从降低敏感性、改善和提高应对与恢复能力方面，提出了降低脆弱性、促进京津冀都市圈可持续协同发展的对策建议。

第7章：总结与展望。对研究内容进行总结，指出不足，提出展望，为后期研究确定方向。第2章脆弱性相关研究综述脆弱性研究起源于20世纪60年代的灾害学，经过了半个多世纪的发展，已经扩展到自然、人文、社会等多个领域，但是其主要成果还是集中在灾害学、生态环境、地下水等传统领域。本章从学术研究的角度，就脆弱性主要相关领域研究进展，尤其是概念、内涵等进行梳理概括，为随后区域发展脆弱性研究奠定理论基础。2.1 灾害脆弱性2.1.1 灾害脆弱性研究概述

自然灾害是自然界和人类社会经济活动相互作用的产物，伴随着人类的产生而产生。如何最大限度地减轻灾害带来的影响和损失始终是国际社会、学术界关注的重点问题。

早期，在“灾害超自然（super nature）和纯自然（naturalness）认识论”的影响下，自然灾害被认为是“上帝的行动（act of god）”或纯粹自然事件的结果。到了20世纪20年代，灾害学界盛行“致灾因子论”：致灾因子（如洪水、风暴和地震、干旱、核事故、有害化学品排放等）的强度和频率决定灾情的大小，理论与实践中均根据灾害事件的“阈值”来刻画灾害的等级。“致灾因子论”只是从自然灾害产生的机理和规律上去寻求减灾的途径，忽视了人类社会经济活动可以缩小或放大灾情的问题，理论与实践中均没有取得预期的效果[13]。

20世纪70年代，英国学者将“脆弱性”引入灾害学领域。1976年，奥基夫（O' Keefe）等在《自然》（Nature）杂志发表了题为《揭开自然灾害的“自然”面纱》（Taking the Naturalness out of [14]Nature Disasters）的论文，提出了“不利的社会经济条件决定的脆弱性是自然灾害造成损失的真正原因”的观点。就像泼赖安达[15]（Pelanda）（1981）指出的那样, “灾害是社会经济脆弱性的表现”“是一种或多种致灾因子冲击的结果，其影响已经超过了社会经济的应对能力”。

20世纪90年代，灾害学研究逐步将防灾、减灾实践向综合化方向发展。肯尼斯·休伊特（Kenneth Hewitt）（1997）认为，所有灾害的产生都是致灾因子、（承灾体）脆弱性和适应性、灾害干扰、（承灾体）社会经济的应对和调整能力等因素综合作用的结果……所以预防灾害的发生、减轻灾害的损失就需要综合分析相关因素的影响，有效发挥相关政策措施的作用，以便提高承灾体应对灾害和自身调整的能[16]力。

进入21世纪后，由于灾害事件发生的频率、强度、损失不断攀升，给人类社会带来了极大的冲击，有些甚至是毁灭性的。所以旨在服务于区域防灾减灾的灾害研究，尤其是灾害脆弱性的研究被提升到前所未有的高度。如联合国2005年在日本兵库县举行的第二次世界[17]减灾大会通过的《兵库宣言》提出:“必须通过减低社会的脆弱度来降低灾害风险水平。”

另外，围绕着如何实现灾害脆弱性的量化评估，多种有代表性的评价模型、指标体系被提出、改进并应用，丰富了灾害脆弱性的理论研究与实践，助推着灾害研究范式的转型：从自然脆弱性到社会脆弱[18]性。2.1.2 灾害脆弱性的概念

在灾害脆弱性的研究过程中，不同时期的学者（机构）给出了不同的脆弱性定义。

蒂默曼（Timmerman）（1981）认为脆弱性是一种度，也就是系[19]统对灾害事件所带来的不利变化的响应程度。道（Dow）（1992）指出，脆弱性就是社会个体或社会群体应对自然灾害事件的能力，而[20]这种能力取决于他们在自然环境和社会环境中所处的情形。布莱基（Blaikie）等（1994）提出，自然灾害背景下的脆弱性是个人或群体的一种特征，其衡量标准是人们预测、处置、抵御和从自然灾害中[21]恢复的能力。这一关于脆弱性的定义被红十字会和新月国际联合[22]会所认可，并在此基础上扩展到人为灾害的脆弱性, “脆弱性是个人或群体的一种性质，其衡量标准是人们预测、处置、抵御和从灾害（自然或人为）的影响中恢复过来的能力。”沃明顿（Warmington）（1995）将脆弱性定义为影响人们对危险进行准备、[23]抵御和反应能力的一种状况或状况的集合。卡特（Cutter）（1996）认为，脆弱性是人或群体因为暴露于致灾因子而受到影响的可能性，[24]脆弱性是致灾因子和社会体系相互作用的产物。萨帕塔（Zapata）和卡瓦列罗斯（Caballeros）（2000）认为，脆弱性是指由于强烈的外部扰动事件和暴露组分的易损性所造成的生命、财产及环境发生损[25]害的可能性。坎农（Cannon）等（2002）认为，脆弱性是用来描述具有不同准备、适应和恢复水平的人们遭受特定危害伤害的可能性，[26]以及可能性的类型和不同危害对他们的影响程度。特纳二世（Turner II）（2003）认为，脆弱性是系统、子系统或系统组分因暴露[27]在灾害下可能经历的损害程度。卡特（Cutter）等（2003）将脆弱性定义为潜在的损失，并进一步提出脆弱性研究应包括暴露于灾害下[28]的脆弱性、社会脆弱性和区域脆弱性。奥布赖恩（O' Brien）等（2004）认为，脆弱性是用来解释灾害发生后和灾害发生前损失程度[29]差异的原因。2009年修订的国际减灾战略（ISDR）将脆弱性定义[22]为:“社区、系统或资产易于受到某种致灾因子损害的性质和处境。”[30]

刘毅等（2010）将自然灾害的区域脆弱性界定为：在一定社会经济背景下，区域承灾体的人类社会经济活动在自然灾害的扰动或[31]压力作用之下所可能遭受的损害程度。于瑛英（2011）认为，脆弱性是指人类社会各个系统（承灾体）对某种灾害或者突发事件发生时易受攻击程度、敏感程度、应对能力以及恢复能力的总和。商彦[32]蕊（2013）在分析诸多学科领域对脆弱性研究成果的基础上，把脆弱性概括为：系统（自然系统、人类系统、人与自然复合生态系统、基础设施系统等）易于遭受伤害和破坏的一种性质，这种性质由一种或一系列条件决定，呈负向影响着人们对灾害的准备、承受和反应能力。

概括上述关于灾害脆弱性的概念，不难看出灾害脆弱性是孕灾环境与人类社会各种经济活动相互作用的结果。2.1.3 灾害脆弱性的内涵

脆弱性被引入灾害学研究领域后，其内涵不断扩充、深化，由此[33]演变成为一个涵盖自然、环境、经济、社会的综合性词语，其构成涉及诸多要素，如暴露（性）、敏感（性）、适应（性）、应对（能力）、恢复（能力）等。学者们对上述要素与脆弱性之间关系的理解不尽相同，有较大的争议与分歧，甚至存在着激烈的交锋。

乔治（George）（1989）认为，脆弱性是暴露、应对能力和恢复[34]能力三种要素共同作用的结果。博勒（Bohle H.G.）（2001）认为，脆弱性可以分为内部脆弱性和外部脆弱性，内部脆弱性是指系统对外部扰动或冲击的应对能力，而外部脆弱性是指系统对外部扰动或冲击[35]的暴露。克拉克大学的地理工作者（2003）认为，脆弱性主要由[36]暴露性、敏感性、适应性（或弹性）组成。卡特（Cutter）等（1996,2003）认为，脆弱性可以有3种理解：其一是作为暴露的脆弱性，即使人或地区陷入危险的自然条件；其二是作为社会弹性的脆弱性，这是对经济社会抵御灾害能力的衡量；其三是暴露与社会弹性在[24,28]特定地区结合起来的脆弱性。再比如，佩林（Pelling）（2003）把人类（包括个体）对自然灾害的脆弱性分解为暴露性、抵抗力和恢[37]复力。国内学者苏桂武、高庆华（2003）认为，脆弱性可以从暴[38]露性、敏感性、弹性和恢复能力等四个角度进行描述。王静爱等（2006）认为，脆弱性仅指承灾体承受和抵抗致灾因子而产生不同程度损失的能力，包括敏感性、暴露性、易损性等，不包括恢复性[39]。由此可以看出，上述学者都将暴露性作为灾害脆弱性的构成要素，但是反对者也不乏其人。

加洛潘（Gallopín G.C.）（2003,2006）认为，暴露并不是脆弱性的构成要素，脆弱性是系统受到扰动和压力时显现出来的属性，因此[40,41]脆弱性由系统面对外界扰动的敏感性和反应能力构成。国内不少学者对暴露性也持否定观点。尹占娥博士（2009）认为，自然灾害脆弱性是承灾体本身在灾害发生后表现出来的一种属性，这种属性无论灾害发生与否都会存在；相比而言，暴露性是致灾因子与承灾体相互作用的结果，反映承灾体暴露于自然灾害风险下的状况，与致灾因子作用的时间长度和空间范围等有关，并不是承灾体本身的属性，因[42]此暴露性不属于脆弱性的构成要素。石勇等（2011）在肯定尹占娥博士的观点的基础上，进一步指出脆弱性包括敏感性、应对能力和恢复力，其中敏感性强调承灾体本身属性，应对能力主要表现在灾害[43]发生的过程中，恢复力是灾害发生之后表现出来的属性。2.2 生态脆弱性2.2.1 生态脆弱性研究概述

大自然是人类赖以生存和发展的基础。近代，随着人类在全球范围内对大自然过度与无序的开发，再加上全球气候的异常变化，生态环境日益恶化，大量生态与环境问题不断涌现，生态环境问题越来越受到关注。自20世纪60年代开始，从脆弱性角度研究生态问题开始成为一种潮流。比如，60年代的国际生物学计划（International Biological Program, IBP）、70年代的人与生物圈计划（Man and Biosphere, MAB）以及80年代的国际陆界生物圈计划（International Geosphere-Biosphere Program, IGBP）都把生态脆弱性作为重要的研[44][45]究领域。1992年，美国生态学会就曾指出：脆弱性生态环境如何实现可持续发展、被破坏的脆弱生态环境如何恢复重建等问题应是生态学研究优先考虑的重点。

20世纪80年代末、90年代初，气候变化的频率和幅度增加，生态系统遭受破坏的程度不断增加，空间范围不断扩大，生态脆弱性研究又有了新的专门主题。1988年世界气象组织（World Meteorological Organization, WMO）及联合国环境规划署（United Nations Environment Programme, UNEP）联合建立了政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC），专门负责研究人类活动所造成的气候变迁。由此，以IPCC为代表的一些国际机构和学者们又开始从一个新的视角对生态脆弱性开展研究，IPCC已先后在1990、1995、2001和2007年发表了4次正式的“气候变迁评估报告”，大大丰富了生态脆弱性及其相关研究的成果。

需要指出的是，随着研究的不断深入，生态脆弱性研究早已经突破单纯的自然系统，涉及社会系统、社会—生态耦合系统（徐广才[46]等，2011）。脆弱性研究的前提在于人类社会对于生态系统有着直接或间接的威胁，脱离人类社会的生态脆弱性研究没有任何意义[47]（靳毅，蒙吉军，2011）。2.2.2 生态脆弱性的概念

1． 由Ecotone引申而来的生态脆弱性

生态脆弱性的概念与术语Ecotone密切相关。Ecotone是1905年美国学者克莱门茨（Clements）首先引入到生态学研究领域的，专门[48]指不同群落间的交错带。1988年，第七届国际科学联合会环境问题科学委员会（SCOPE）大会通过了巴黎工作组提出的新概念，并[49]重新定义Ecotone为:“在生态系统中，凡处于两种或两种以上的物质体系、能量体系、结构体系、功能体系之间所形成的‘界面’，以及围绕该界面向外延伸的‘过渡带’的空间域，即称为生态脆弱带。”

20世纪90年代初，生态脆弱区用来描述处于脆弱状态的生态系统，生态脆弱区被认为是生态系统物质、能量分配不协调的产物。巴罗（Barrow）（1991）指出，相对于稳定生态系统而言，脆弱性生态系统在面临相同的扰动下更容易偏离原有的平衡状态，向着不利的方[50]向发展。苏联学者科丘诺夫（B. Kochunov）（1993）认为，生态脆弱性是系统质量重建发生的情况，包括结构变化、行为变化（对外[51]界的响应）以及自身发展的恶化。刘燕华、李秀彬将美国R．卡斯佩尔森等学者（2001）的观点概括为，环境脆弱性包括所观察到的固有的和不可弥补损失的环境变化，对人类活动特别脆弱的系统和区[52]域，有预兆发生突然的变化。梅茨赫尔（Metzger）（2006）认为，脆弱性是一种生态系统对全球变化敏感的程度，依赖于该系统不[53]适应变化的程度。

Ecotone这一术语于20世纪80年代引入中国，国内关于脆弱性的研究最早始于对生态脆弱性区域的识别，围绕着典型地貌类型区域（如喀斯特地区）的生态脆弱性及其脆弱生态环境的整治、恢复与重建展开，形成了一批非常有代表性的研究成果。刘秀华（1995）认为，脆弱性生态环境在不同时间尺度和空间尺度的表现形式有所差[54]异，敏感性和不稳定性是脆弱性生态环境的两个主要特征。赵平等（1998）认为，脆弱性是生态系统内固有的特性，只能在干扰（自然干扰和人为干扰）的状态下才显现出来，所以脆弱性并不取决[55]于生态系统是否暴露于干扰之下。赵坷等（2004）认为，严格的生态脆弱性概念应侧重于突出生态系统偏离原系统的程度，即生态系[56]统受到外界干扰后所表现出的不稳定性特征。刘燕华和李秀彬[57]（2007）认为，无论对象如何，脆弱性概念都有三层含义：一是表明该系统、群体或个体存在内在的不稳定性；二是该系统、群体或个体对外界的干扰和变化（自然的或人为的）比较敏感；三是在外来干扰和外部环境变化的胁迫下，该系统、群体和个体易遭受某种程度的损失或损害，并且难以复原。刘燕华和李秀彬的观点非常有代表性，[58]被很多研究所引用。乔青等（2008）认为，生态脆弱性是指生态环境对外界干扰抵抗能力弱，在干扰下容易由一种状态转变为另一种状态，而且一经改变就很难恢复到初始状态的性质。肖磊等（2012）[59]认为，生态脆弱性是生态系统在特定时空尺度下，面对外界干扰所具有的敏感反应和自我恢复能力，由此可见敏感性和恢复能力是脆弱性必不可分的组成部分，脆弱性是敏感性和自我恢复能力叠加的结果。

显然，以上这些概念基本上都是由自然生态系统出发来定义脆弱性的。

2． 气候变化背景下的生态脆弱性

关于气候变化背景下的生态脆弱性，以下一些国内外学者、机构的观点很有代表性。[60]

IPCC（1996）第二次评估报告将脆弱性定义为，气候变化对系统损伤或危害的程度，脆弱性取决于系统对气候变化的敏感性（系统对气候有益和有害变化情况的反映）和系统对新的气候条件的适应能力（在一定气候变化情景下，系统通过各种方式能够减缓或弥补潜在危害或利用有利机会的程度）。IPCC（2001）第三次评估报告[61]就脆弱性给出了更为明确的定义：一个自然系统或社会系统容易遭受或缺乏能力应对气候变化持续不利影响的程度，这里的所谓气候变化主要是指气候变化率和极端气候事件。国内学者赵慧霞等[62]（2007）对此给出了进一步的解释，敏感性是指系统受到与气候变化等有关刺激因素影响的程度，包括不利的和有利的影响；适应能力是指系统适应、减轻潜在损失，利用机会或对付气候变化后果的能力[63]。吕尔斯（Luers）（2005）认为，脆弱性是气候变化导致潜在破坏量以及遭到致灾事件打击之前系统内存在的一种状态。李克让等[64]（2005）认为，气候变化下自然系统的脆弱性是指气候变化对该系统造成的不利影响，而系统的脆弱性则取决于对环境变化的敏感性和适应性。IPCC（2012）在其2011年的特别报告中给出了一个关于[65]脆弱性的最新描述，认为脆弱性是人员、生计、环境服务和各种资源、基础设施，以及经济、社会或文化资产受到不利影响的可能性或趋势。

气候变化背景下的脆弱性的界定及其研究尺度、维度等在不断变化发展。IPCC评估报告中，气候变化对自然系统、人工系统、人—环境耦合系统和社会经济系统的影响及这些系统的适应能力和脆弱性[8]成为报告的主要内容（张平宇等，2011）。

3． 复合系统视角的生态脆弱性

随着脆弱性研究的不断深入和国内外学术交流的日益频繁，生态脆弱性也已突破单纯的自然生态系统，还涉及社会系统、社会—生态耦合系统等。

博勒（Bohle）等（1994）曾指出（生态）脆弱性研究应该包括[66]社会系统这一领域。唐宁（Downing）等（1993,1997）认为，脆弱性应该包括3个方面：第一，脆弱性是一个结果，而不是一种原因；第二，脆弱性暗示着一种不利的结果；第三，脆弱性是相对的，随着研究对象的不同而不同，并不能对某一社会经济群体或研究区域的损[67,68]失程度进行准确度量。

王小丹和钟祥浩（2003）认为，生态环境脆弱性的定义可以分为生态系统观点下的脆弱性、狭义人文观点下的脆弱性和广义人文观[69]点下的脆弱性。王介勇等（2004）认为，生态脆弱性是生态系统在人类活动干扰和外界环境胁迫下所表现出来的易变性以及生态系统所做出的可能响应，其前提在于生态环境因子的类型、数量和质量在[70][71]时间配置上的不均衡性。於琍等（2005）提出，生态系统的脆弱性就是指系统在面临外界各种压力和人类活动的扰动下，可能导致系统出现某些损伤和退化特征的程度的一个衡量。孔庆云（2005）指出，区域生态脆弱性是自然因素和人为因素共同作用的结果，包括自然生态、经济和社会3个系统的脆弱性，是与人类生存和发展息息[72]相关的经济、自然、社会等因素的综合表现。蔡海生等（2009）[73]提出，作为一个宏观概念，生态系统脆弱性是生态系统在特定时空尺度上，相对于外界干扰所具有的敏感性和自恢复能力，是自然属性和人类干扰行为共同作用的结果。于波涛和王成成（2011）认为[74]，生态环境脆弱性是生态系统本身、人类活动干扰和外界环境胁迫共同作用的结果，外在表现是环境资源的承载以及经济发展水平，进而体现为社会发展水平。田亚平等（2013）认为，区域人地耦合系统脆弱性主要是针对全球气候变化扰动下与自然灾害有关的脆弱性，其内涵特征可主要概括为生态性、敏感性、易损性、系统性和区

[75]域性。

由此不难看出，生态脆弱性已经超过自然生态系统本身，发展成为一个综合性的概念。2.2.3 生态脆弱性的内涵

1． 生态脆弱性构成要素

从目前收集的文献资料来看，生态脆弱性研究已经由早期只就自然生态系统自身来研究脆弱性，演变成现在的将自然生态系统和社会系统、经济系统结合起来进行；从研究范围来看，不仅有微观，还有宏观；不仅有特定区域层面，还涉及国家层面。

关于脆弱性的构成要素同样主要涉及敏感（性）、暴露（性）、适应（性）、应对（能力）、恢复（能力）等，但其中争议、交锋不断。不过就敏感性而言，基本已经达成共识。敏感性是脆弱性基本构成因素的观点被大多数学者、机构所认可唐宁（Downing）,1992,1997；霍顿（Houghton）,1996；施罗特（Schroter）等，2005；刘燕华和李秀彬，2007；蔡海生等，2009；[67,68,60, 76,57,73,10,77]冯振环等，2013；余中元等，2014）。有学者进一步指出，生态脆弱性是系统具有的一种内在属性，敏感性则是其外在表现形式，二者以干扰体系为纽带（王小丹，钟祥浩，2003；布鲁[69,78]克斯（Brooks）等，2005）。

在生态脆弱性研究发展进程中，关于“暴露”的争议最大，而且还在持续。不少学者认为脆弱性由包括暴露在内的诸多因素构成，比如施罗特（Schroter）等（2005）认为，生态脆弱性涉及的因素首先[76]是暴露，其次是敏感性。梅茨赫尔（Metzger）等（2006）在指出脆弱性是气候变化潜在影响和适应性能力函数的基础上，进一步提出[79]潜在影响程度与系统暴露以及系统对变化的敏感性有关。徐广才[46]等（2009）认为，生态脆弱性研究涉及暴露、敏感性和适应性。对此持反对意见者也很多。霍顿（Houghton）等（1996）认为，脆弱性是一个系统对气候变化的敏感性和系统对气候变化适应能力的函[60]数。赵平等（1998）认为，脆弱性是生态系统固有的特性，其存[55]在不取决于生态系统是否暴露于干扰之下。蔡海生等（2009）提出，生态环境脆弱性是生态系统在特定时空尺度相对于外界干扰所具[73]有的敏感反映和自恢复能力。IPCC也许正是由于注意到这种争议[65]的存在，在其第三次评估报告中采取了一个“模糊”做法，认为脆弱性是人员、生计、环境服务和各种资源、基础设施，以及经济、社会或文化资产受到不利影响的可能性或趋势。

生态系统脆弱性的研究是基于系统的稳定性进行的，所以稳定性与脆弱性的关系也引起了关注。一种广为认可的观点是，脆弱性与稳定性是表现形式不同但内涵相同的两个概念，脆弱性较高往往意味着[80]稳定性较低（刘利，2011）。但是，由于研究主体时空尺度的变化，这种关系可能会变得很复杂。因为某一生态系统短期是脆弱的，但是长期的角度是稳定的。比如，美国西部针叶林在经常出现的火灾干扰下是脆弱的，但是这种局部的火灾能够维持森林景观（林相结构、多样性、种类等）长期的总体稳定。所以，从长期的尺度考虑又[69]是稳定的（王小丹，钟祥浩，2003）。

2. Ecotone/Ecozone的内涵

Ecotone由最初的“不同群落间的交错带”发展到20世纪80年代的生态脆弱带，90年代的生态脆弱区，再到21世纪以来的Ecozone（生态脆弱区），其含义在不断变化，关于生态脆弱区的理[69,81,82]解有以下3种：

其一是纯生态学的理解，即生态系统的正常功能被破坏，其程度超过了自我调节的“阈值”，恢复能力丧失，从而导致脆弱性。这种理解强调脆弱性是自然的、系统内部演替所引起的，回避了人为干扰对生态系统的作用和影响。

其二是自然（地学）—（狭义）人文的理解，即生态环境发生了变化，以致影响了当前或近期人类生存和自然资源利用。这种理解虽然将人类活动纳入进来，但是忽略了人类社会经济发展技术进步对生态环境的直接/间接影响，当然其影响可能是正向的，也可能是负向的。

其三是冠以人文观点的理解，即认为生态系统的退化超过了现有社会经济、技术水平下能长期维持目前的人类利用和发展的能力。这种理解暗含着可以通过经济发展、技术进步来解决/缓解环境退化和资源耗竭，降低脆弱性；同时也有助于我们正确认识人与自然的相互关系，从而为制定脆弱性区域恢复与重建规划提供依据。因此，最后这种理解更具有理论性与实用性，是一种主流观点。2.3 地下水脆弱性

水资源是包括人类在内的一切动植物、微生物赖以生存所不可替代的资源，在当今经济、社会发展中具有举足轻重的地位。但是，由于不合理的开发利用、极端气候变化的影响等，水资源安全性在全球范围内受到威胁。近几十年水资源供需矛盾日益尖锐，许多国家、地区对水的需求已经超过水资源本身所能负荷的程度，由此诱发的部族、国家之间的冲突屡见不鲜，甚至升级为战争。水资源安全性问题引起国内外的普遍关注。

从广义上讲，地球上的水资源是指水圈内水量的总体；狭义而言，是指地表水（河流、湖泊或淡水湿地等的蓄水）和地下水（位于土壤缝隙与岩石中的淡水）构成的淡水资源。自从法国人马尔加（Margat）在1968年首次提出“地下水脆弱性”以后，水资源脆弱性[83]多研究地下水问题。所以，本节只就地下水脆弱性的研究进展进行梳理。2.3.1 地下水脆弱性研究概述

法国水文地质学家马尔加（Margat）于1968年首次提出了Groundwater Vulnerability（地下水脆弱性，也有学者称之为“地下水环境脆弱性”[84]）这一术语，并通过图件来描述地下水对污染的脆[85]弱程度，以此来唤醒人类社会对地下水污染危害性的认识。近年来，随着水问题的日益突出，地下水脆弱性成为水文地质领域的一个新兴热点与前沿问题。从时间维度划分，地下水脆弱性的研究，以[86～88]1987年为界可以分为两个阶段。

在1987年以前，学者们把脆弱性当作地下水系统的一种自然属[89]性，多从水文地质本身的内部要素来定义地下水脆弱性；而且认[90]为脆弱性是一个相对概念，即地下水脆弱性是“一个地区的地下水相对于另一个地区的地下水对污染物更脆弱”。

1987年，荷兰“土壤与地下水脆弱性”国际会议召开后，专家们开始将人类活动和污染物等水系统外部要素的影响考虑进来，研究取得了新突破。如福斯特（Foster）认为地下水污染是由含水层本身[91]的脆弱性与人类活动产生的污染负荷造成的。

1993年，美国国家研究院（US National Research Council，简称USNRC）给出了一个被誉为里程碑式的经典定义，成为学术界的主[92]流观点。20世纪90年代以后，地下水的特殊脆弱性成为研究的重

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