作者：周毅
出版社：新华出版社
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中国西部脆弱生态环境与可持续发展研究试读：
序言
周毅博士新世纪力作《中国西部脆弱生态环境与可持续发展研究》，针对中国西部脆弱生态环境基本特征，结合国家继续推进西部大开发战略，运用生态学、系统科学和生态经济学理论及其跨学科研究方法，对中国西部脆弱生态环境与可持续发展问题系统研究，其主要贡献和理论价值如下：一.主要贡献
1.自然力主因与人为力诱因及其矛盾动因研究。研究在经济高速增长中，西部生态脆弱地区人口、社会、经济、资源、环境与各子系统互动的内在原因、外部压力及加权效应；揭示自然系统波动的突变性、随机性与人类系统的稳定性、保守性矛盾的导火索；增长型经济系统对自然资源需求无限与稳定型生态系统对自然资源供给有限的基本矛盾，尤其是人类活动方式和强度对脆弱生态系统变化影响的反馈机制。
2.人口、资源、环境、经济、社会可持续发展辩证关系及其相互作用机制研究。人口与经济可持续发展是基础，人口与社会可持续发展是目的，人口与环境可持续发展是前提，人口与资源可持续发展是中国西部脆弱生态环境可持续发展的条件和终极因素。分析西部脆弱生态系统运动发展的良性、中型和恶性循环不同性质，描述西部脆弱生态系统被人口增长压力突破后表现出矛盾滞后性、影响的多重性和经济陷于衰退。说明人口增长对土地、淡水、森林和矿产等资源、环境的压力，不仅来自人口绝对数量的增加，而且来自每个人资源消耗增长，在人均资源减少过程中显示强烈的加权效应。
3.可持续发展的“适度人口”研究。遵循可持续发展本质规律，全方位（所有要素及其关系）、多视角（历史、现在、未来连续的），定量研究可持续发展的适宜人口条件；定性研究人口可持续发展的适宜系统条件；提出符合可持续发展需求的适度人口思想。既不是经济适度人口，也不是社会福利适度人口，而是以资源、环境、经济、社会、科技可持续发展诸要素作为标准衡量的适度人口，即可持续发展的适度人口；设计可持续发展适度人口的“度”模型，勾勒人口在可持续发展中的地位、作用、方向、途径、程度和机制，从而把人口在可持续发展中究竟起何作用问题的认识引向深入。
4.经济贫困与生态脆弱相关性研究。运用区域GDP与西部自然条件各变量相关性回归模型，描述西部生态脆弱性基质与荒漠化景观形式相互关系、演化机理及成因，透视西部生态脆弱性与经济贫困因子相关性：变动率大的界面性气候与季节性约束强的种植业矛盾；易变化的脆弱生态环境受到高人口增长率冲击；市场发育不足制约生态脆弱带；政策调控方向不当或力度不够影响生态脆弱带经济发展和环境变动。
5.生态功能区划相关问题研究。生态功能区划是根治中国西部脆弱生态环境问题的前提和基础。根据区域资源生态环境发展不平衡导致矛盾的特殊性，划分中国西部生态脆弱带类型及特殊生态问题区。解决中国西部脆弱生态环境问题方案，只有在完成分类及比较之后才可能真正提出和付诸实施。
6.人口、资源、环境系统内部稀缺性与人类行为外部扩张性效应研究。将西部典型生态脆弱带置于社会一经济－自然复合生态系统可持续发展中，全面分析该系统客观规律、社会条件、结构、功能、特征、分异、发展方向、演化机理和区域效应。剖析目前中国西部非持续发展的积弊、成因，以及亟待解决的关键问题，解答经济发展、人口增长与环境保护的三效益平衡问题，构造经济发展和自然生态发展相互适应、演化及保持平衡的良性循环模式，勾勒中国西部脆弱生态环境可持续发展研究理论框架，建立生态脆弱系统调控与管理评价指标体系及政策保障机制。提出“生态利益第一论”和“数字化生态系统”、“公平优先论”和“双赢技术评价体系”，以及“双向视角观察论”。二.理论意义与现实价值
可持续发展战略是继民主、科学后人类第三次大觉醒，是对自己发展历程的深刻反思，既是国际社会共同遵循的行为准则，又是科学理论前沿聚焦热点。而生态环境脆弱性制约可持续发展；且作为东部生态屏障，中国西部绝大多数省份位于生态环境脆弱区，既是资源环境问题突出，经济社会可持续发展战略转型任务紧迫的区域，又是中国经济高速增长阶段人地系统可持续发展的“天然实验室”。因此，西部脆弱生态环境可持续发展研究具有重大的理论价值和广阔的应用前景。
1.有利于缓解经济高速发展时期资源约束性矛盾。随着西部大开发战略持续推进，中国西部以广阔的腹地、丰富的资源日益成为21世纪中国乃至世界重要战略区域和经济增长潜力最大的支点。然而，作为东部生态屏障，中国西部绝大多数省份位于生态环境脆弱区，高寒、沙漠、黄土和喀斯特等四大脆弱带主要分布在西部。单纯消耗自然资源和追求经济数量增长的传统发展模式，日益威胁着自然资源可持续利用。同时，自然资源的退化和枯竭又阻碍经济发展，在中国西部生态脆弱地区表现尤为突出。支撑资源开发的生态环境极为脆弱，制约环境利用的自然灾害频繁，人类活动诱发的土地沙漠化、草地退化、河湖水质恶化、生物多样性减少等一系列生态环境问题日趋严重，呈现普遍脆弱，局部改善，总体恶化特征，直接影响我国西部以资源基地建设为中心的经济发展格局。面对我国资源短缺、人口剧增、粮食安全等重大社会问题，西部生态环境改善有助于缓解我国社会经济发展所承受的巨大压力。
2.“天然实验室”的研究有助于理论创新与学科融合。从现代科学发展自身需求看，中国西部区域以深居内陆地理区位、干旱大陆性气候、山盆相间地貌格局、广泛发育的内陆河流域、荒漠性的土壤植被与我国东部季风区形成鲜明对比，在全球高原山地类型中也显具特色。同时，区域巨型山盆体系下的山地生态系统垂直差异明显，荒漠类型复杂多样，绿洲景观特色鲜明，是研究山地、绿洲、荒漠生态系统的天然实验室。深入系统研究这个独特的生态环境区域单元，将会极大地促进多学科交叉与融合，实现区域生态环境研究的理论创新和突破，发展和完善我国生态环境科学，提高我国在环境科学领域研究的国际地位。
3.为生物多样性保护提供依据。目前生物多样性减少是全球主要环境问题之一。UNEP《在全球生物多样性评估》中给出定义：生物多样性是生物及其组成系统总体多样性和变异性，包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。其常用评价指标是物种丰富度，即一定面积内物种总数目。处在生物群落交错区的生态脆弱带是生物多样性丰富区域。生物多样性保护是国际性行动，是保护人类生存环境和人类生产及生活资料来源的物质基础。不仅能为当地居民增加收益，而且还能为全世界人民增加收益，生态脆弱性研究将为生物多样性保护提供理论依据。
4.有助于提高政府宏观环境管理科学性。不仅可帮助政府决策和管理了解研究对象现状，而且可认识未来变化趋势。将有助于各种层次规划、管理和实施有利于区域生态发展措施，尤其是有助于把握区域生态发展脆弱性，掌握区域生态发展限定性因素。将提高政府宏观环境管理水平和公共资源利用率。
5.是人类命运生死攸关的重大课题。在全球化和信息化的“地球村”，脆弱带性质的不稳定性使其成为全球变化最敏感地区，是全球链条中最脆弱的一环，“多米诺骨牌效应”中的第一张牌。全球温度变化，海平面上升，臭氧层耗损，人口压力增大均有可能在脆弱带发生灾变。由于脆弱带对全球变化的预警性、自然灾害的严重性和灾变性以及对环境的控制作用，可以说，脆弱带是全球人地系统的枢纽，控制脆弱带就控制了环境；控制环境就能控制人类命运。
6.推动区域可持续发展实现。生态环境的脆弱和退化制约区域经济可持续发展。正确认识生态脆弱带区域植被特征和演替规律、景观特征、区域分异特征，以及可持续发展的区域评价指标和规划，了解其生态特征，如生态环境脆弱性、不稳定性、敏感性，对区域生态现状以及在外部环境发生不利变化条件下可能发生的退化趋势分析，降低和防止区域生态脆弱性，使陷入恶化境地生态得以恢复与重建，为因地制宜发展区域生态研究提供依据。还可提前预防区域生态恶化，有利于实现区域可持续发展。
7.西部生态脆弱带标本兼治的有效途径和必由之路。试图缓解经济高速增长时期日益突出的资源约束性矛盾，协调西部区域人口经济社会与资源生态环境发展，解决好三大难题：一是人口膨胀加剧西部环境恶化趋势；二是西部大开发对资源生态环境产生的压力与破坏；三是资源、生态、环境保护对西部大开发的持续支撑，从而提高西部人口素质，转变生产和消费范式，推进中国区域可持续发展战略，建立经济一社会一自然复合生态系统共赢机制，实现经济发展、社会进步和环境保护的“三赢”目标，促进全面建设和谐的小康社会的宏伟目标实现。
综上所述，周毅博士新世纪力作《中国西部脆弱生态环境与可持续发展研究》，以脆弱带为核心，以可持续发展为主线，以中国西部生态脆弱地区自然资源、环境系统特殊性、关键性问题为切入点，探讨区域脆弱带环境形成演变、结构功能及动态过程，研究经济高速增长中西部生态脆弱地区人口、社会、经济、资源、环境等主要因素与各子系统相互作用的内在动因、机理与变化规律，尤其是人类活动方式和强度对区域生态脆弱带资源环境变化影响的反馈机制，揭示区域生态脆弱带脆弱性本质。创立区域生态环境调控体系与管理模式，构建区域脆弱生态环境可持续发展理论框架与评价指标体系；并且尝试探索中国西部生态功能区划及其区域政策调整。试图为中国西部开发和建设，以及产业发展空间格局重组与富有弹性张力的系统整体性、综合性、高效率、定量化、结构优化提供科学支撑，为构建和谐社会，从生态脆弱到生态文明；从贫困经济到生态经济提供决策参考。牛文元2015年中秋（发展中国家科学院院士，国务院参事，全国政协委员，中国科学院交叉科学研究院首席科学家）
摘要
针对中国西部脆弱生态环境基本特征，结合国家继续推进西部大开发战略，本文运用生态学、系统科学和生态经济学理论及其跨学科研究方法对中国西部脆弱生态环境与可持续发展问题进行比较系统的研究，重点研究内容及其进展包括：
1.自然力主因与人为力诱因及其矛盾动因研究。研究在经济高速增长中，西部生态脆弱地区人口、社会、经济、资源、环境与各子系统互动的内在原因、外部压力及加权效应；揭示自然系统波动的突变性、随机性与人类系统的稳定性、保守性矛盾的导火索；增长型经济系统对自然资源需求无限与稳定型生态系统对自然资源供给有限的基本矛盾，尤其是人类活动方式和强度对脆弱生态系统变化影响的反馈机制。构造经济发展和自然生态发展相互适应、演化及保持平衡的良性循环模式，建立中国西部脆弱生态环境可持续发展研究理论框架，提出生态脆弱系统调控与管理评价指标体系及政策保障机制。
2.可持续发展的“适度人口”研究。分析西部脆弱生态系统运动发展的良性、中型和恶性循环不同性质，描述西部脆弱生态系统被人口增长压力突破后表现出矛盾滞后性、影响的多重性和经济陷于衰退，以及人均资源减少过程中的强烈加权效应。
3.西部生态脆弱性基质与荒漠化景观形式相互关系、演化机理及成因研究。
4.运用区域GDP与西部自然条件各变量相关性回归模型，分析西部生态脆弱性与贫困因子相关性：变动率大的界面性气候与季节性约束强的种植业矛盾；易变化的脆弱生态环境受到高人口增长率冲击；市场发育不足制约生态脆弱带；政策调控方向不当或力度不够影响生态脆弱带经济发展和环境变动。
5.生态功能区划相关问题研究。生态功能区划是根治中国西部脆弱生态环境问题的前提和基础。根据区域资源生态环境发展不平衡导致矛盾的特殊性，划分中国西部生态脆弱带类型及特殊生态问题区。解决中国西部脆弱生态环境问题方案，只有在完成分类及比较之后才可能真正提出和付诸实施。
关健词：中国西部，生态环境，脆弱，可持续发展
Abstract
Based on the basic characteristics of fragile ecological environment in western China，with the background of Chian’s continuous pushing forward of the great exploring strategy there，adopting the cross-fields research method of ecology，systems engineering and ecological economics，this paper systematically subdued the fragile ecological environment and the sustainable development of western China.The main results of this paper read as follows:
Put forward the main cause of the natural power，the cause of the human activity and the motive cause of the contradiction.During the research of the high-speed development process of the economy，the interaction of the inner cause，outside pressure and the weight effect interaction in the west the ecology fragile zone among the population，society，economy，resource，environment；discover the safety fuse with the sudden change and random feature of the natural system fluctuation，and the stable feature of the human system，and the guarding contradiction.Research the contradiction between the unlimited demand for the natural resource of the increasing type of economic system and the limited supplying for the nature resource，especially the feedback system on the changing the fragile ecology system influenced by the ways and the intensity of human being’s activity.Build up the well circling model that keeps balance，the well coordination and development of the economy development and the nature ecology development；Set up the sustainable development research theory gram of fragile ecology environment in west China；Put forward the management value of the index system，the and policy protection system and the ecology fragile system controlling.
Put forward the suitable population theory of the sustainable development；analysis the different features of well，middle and worse circling of the west fragile ecology system activity development；describe the contradiction of lagging behind，the more influences，the depressed economy and the strong weight domino offect showing in the process of the population increase pressure and the resource per people in average after the west fragile ecology system is broken up by the population increase pressure.
Research the inter relationship，the developing principle and the formation cause of the basic property of the west fragile ecology feature and the desertification sight form.
Analysis the relationship between the fragile ecology in west and the poverty factor：the contradiction between the surface climate with more changing ratio and the powerful restricting plantation changing with the season；the impact of the high population increasing ratio in the changing fragile ecology environment；the ecology fragile zone restricted by the lack of upgrowth in the market；the economy development and the environment changing of the ecology fragile zone influenced by the improper policy controlling direction and weak power.
Build up the regional GDP and the related regression model of all kinds of nature conditions variables in west；put forward the well model of the complex ecology system with agriculture，forest and grasslands in the different regions.
Point out that the ecology function classification is the premises and the base for curing the ecology fragile environment problems in west China.According to the specialty of the contradiction caused by the unbalance of the ecology environment development of the regional resource，classify the type of the ecology fragile zone in west China and the special ecology problem zone.Only after completing the classification and the comparison，can the plan of dealing with the fragile ecology environment problem in west China be put forward and put into practice.
Not only discuss the applying advanced basic research around the cross-fields encouraged by academic fields，the department grafting and the merging of the academic thoughts，but also the head of the resource head invention with exploring and forward looking，which can supply the policy references for the regression system research of the damaged ecology system.
Key words：western China，eco-environment，fragile，sustainable development
引言
研究意义及价值脆弱带是当今全球生态问题之首，中国的生态环境面临重大挑战。土地荒漠化仍然严重，自然灾害频发。20世纪末数次南北特大洪灾；21世纪初沙尘暴频繁；黄河源头消失；荒漠化侵吞西北、内蒙古、黄土高原以及北长城沿线。
中国西部地区地域辽阔，自然资源丰富，是长江、黄河发源地，面积占全国56%，人口占全国23%，地理生态位置显要，号称中国生态安全屏障。
诚然，中国西部城市化比例低、经济发展相对滞后，生态脆弱度高、生态脆弱性强。长期存在干旱缺水、水土流失、土地沙化和自然灾害，突出表现在：长江、黄河等源头生态环境恶化呈现加速趋势，沿江沿河的重要湖泊、湿地日趋萎缩，特别是西北江河断流、湖泊干涸、地下水位下降严重，加剧植被退化、土地沙化及洪涝灾危害；西部草原超载放牧、过度开垦和樵采，有林地、多林区乱砍滥伐，破坏林草植被，生态功能衰退；矿产资源乱采滥挖，尤其是沿江、泥石流、地面塌陷、沉降、海水倒灌等地质灾害频繁发生；西部野生动植物物种丰富区面积不断减少，珍稀野生动植物栖息地环境恶化，生物资源总量及珍贵药用野生植物数量锐减；荒漠化蔓延，严重影响经济社会可持续发展和国家生态安全。
因此，中国西部脆弱生态环境可持续发展问题具有重大理论研究价值和广阔应用前景。国际研究进展及成果
俄美科学家认为脆弱性是指系统质量重建时发生的情况，包括结果变化、行为变化（对外界影响的反响）以及自身发展变化。在脆弱带定义、内容、类型、应用方面拓宽研究领域，从人地关系、全球宏观角度分析地表社会——自然系统运行状况，在地方、区域、全球三个层面研究对人类生活和健康构成威胁的区域；并完成原苏联、美国和中国脆弱形势图，从而使脆弱带研究取得突破性进展。
随着科技发展，地球信息科学（Geoinfomatics）理论体系建立以及数字地球概念提出，使人类所面临的环境挑战有日趋合理的解决方案。许多新的研究手段及方法得以应用。特别是3S （RS、GIS、GPS）一体化进行资源环境信息获取、处理和动态分析，为解决脆弱生态环境问题提供良好技术支持。Cartalis等研究（3S）在大气成分监测、土壤水分估算、植被生物量获取以及地貌特征识别等方面具有可行性及应用潜力。国内研究进展及成果
脆弱性（Vulnerability）研究已在经济、社会、自然各个领域广泛展开。以荒漠化为重点的脆弱带研究范围已不局限于半干旱地区，西南干热河谷沙漠化、泥石流，广东、浙江的花岗岩地区和西南石灰岩地区的水土流失都属于中国生态脆弱带测评范围。
中国学者、专家根据脆弱生态环境特征、类型、成因、结构、指标，发现目前中国存在约100余个生态环境极脆弱区、210余个生态环境脆弱区、90余个生态环境较脆弱区。沿江、沿海和沿山为中国三大灾害带，并根据成因和强度将中国划分10个灾害区，长江、黄河和沿海的“两河一线”为防灾减灾的战略重点。并探讨脆弱生态环境与经济、社会发展及能源关系，提出脆弱生态环境综合整治措施，总结治理脆弱生态环境类型，如风沙区治理一复合生态农业发展模式等10个成功典型模式。研究争议
主要有自然观点、自然－人文观点和人文观点三种争议。自然观点以自然属性或生态变化类型和程度，强调生态脆弱性自然性及表现形式；自然－人文观点视人地关系为静态封闭系统，寻求系统内部自然因素和人文条件变化及其后果，忽略系统外影响。上述两种认识重点都放在自然或人文条件改变及其后果上，并不关注可能的人为调节和适应。制。遵循自然演替内外因互动原理，以生态学最小因子定律及“瓶颈效应”探测脆弱带生态退化机制的恢复。构造人类经济发展和自然生态发展相互适应、演化及保持平衡的良性循环模式，创建中国西部脆弱生态环境可持续发展理论框架。
同时，围绕自我发展能力、对外界敏感性和替代能力设计脆弱性评价指标体系。视着眼点不同区分为纵向评价和横向评价。前者主要按时间序列对区域本身可持续发展纵向比较，后者则着眼于区际间可持续发展横向比较。在基准层下选择量化指标，体现区域分异规律，包括环境治理的经济评价；经济活动的环境效应，关注规模大小、非连续性、生态系统的稳定性和可恢复性等。
并且尝试探索中国西部生态功能区划及其区域政策调整，试图为中国西部开发和建设，以及产业发展空间格局重组与富有弹性张力的系统整体性、综合性、高效率、定量化、结构优化提供科学支撑。为构建和谐社会，从生态脆弱到生态文明；从贫困经济到生态经济提供决策参考。研究结果
西部脆弱生态系统矛盾运动具有内在动因与外部压力及其加权效应。脆弱性是指系统质量重建时的结果变化、行为变化（对外界影响反响）以及自身发展变化。大气、水、土壤、植被等要素相互关系，以及人类活动对脆弱生态环境干扰，形成西部生态脆弱性。漠视生态环境承载力，竭泽而渔，盲目追求经济效益的人为破坏是引起脆弱生态系统退化和萎缩的诱因。
西部脆弱生态系统运动发展呈现良性、中型和恶性循环不同性质。增长型经济系统对自然资源需求无限性与稳定型生态系统对自然资源供给有限性的矛盾运动是内在动因。自然系统波动的突变性、随机性与人类系统的稳定性、保守性的尖锐矛盾是导火索。
西部脆弱生态系统被人口增长压力突破后表现出矛盾滞后性、影响的多重性和经济陷于衰退。人口增长对西部生态脆弱带土地、淡水、森林和矿产等资源环境的压力，不仅来自人口绝对数量增加，而且来自每个人资源消耗增长，在人均资源减少过程中显示强烈的加权效应。符合西部脆弱资源、环境、生态可持续发展需求的适度人口思想，既不是经济适度人口，也不是社会福利适度人口，而人文观点认为当生态环境退化超过现有经济社会发展和技术水平及其人类利用条件时，称为生态脆弱带。可分为脆弱生态地带、濒危环境地带和稳定生态环境地带等三类。在保持和增大人类利用环境程度和规模的条件下，既可通过经济、技术调适和改革；也可靠外来资源和向外输出，缓解环境退化和资源耗竭，把区域环境变化和环境问题与区域乃至区际经济社会条件有机联系。特别是在全球化、市场化和信息化的“地球村”时代，人文作用日益强烈和深刻，生态环境脆弱性通过人为调节和适应而改变的可能性与日俱增。研究评价
自脆弱带概念提出以来，愈益受到国际国内重视，呈现综合化、多角度研究趋势，极大地丰富脆弱带内容和深度。植物生态学、人口承载力、自然灾害、荒漠化等构成脆弱带研究的四个主要层次，通过对环境辨识、整治和趋势预测为人地关系优化做出贡献。但是还存在许多不足，如偏重自然系统研究；偏重学术性，实际应用难以奏效；克服脆弱性的调控理论不完善等。
研究前提和任务，研究目的与方法，理论依据和实验基础，涉及范围和预期结果以及在已有基础上所解决的问题。
运用生态学、系统论和生态经济学理论及其跨学科研究方法，微观、中观与宏观研究有机结合。以脆弱带为核心，以可持续发展为主线，根据区域生态脆弱特征表现，以及区域可持续发展制约因素与生态环境问题的相似性，求同存异。从宏观角度研究区域生态系统、景观、群落的脆弱问题及其实质；采用实地考察、过程追踪、个案剖析区域典型植被特征的微观方法，结合中观层次背景研究和不同类型比较，分析区域生态系统脆弱性、特殊性分区、层次及发展过程，探讨区域脆弱带环境形成演变的结构功能、驱动要素、内在机理和发展趋势。
提出自然力主因与人为力诱因。研究经济高速增长中西部生态脆弱地区人口、社会、经济、资源、环境等因素与各子系统相互作用形成的复合系统矛盾运动，揭示增长型经济系统对自然资源需求无限性与稳定型生态系统对自然资源供给有限性的基本矛盾；自然系统波动的突变性、随机性与人类系统的稳定性、保守性矛盾的导火索，尤其是人类经济活动方式和强度对区域脆弱生态系统变化影响的反馈机是以资源、环境、生态可持续发展诸要素作为标准衡量的适度人口，即可持续发展的全方位适度人口。
第一性生产者抗御外力作用限度与技术条件成正比，与被承载人口生活水平成反比。西部土地荒漠化景观形式是生态脆弱性基质演化的必然结果。
生态脆弱性直接表现在土地荒漠化、盐碱化加剧，草原退化，间接表现为农业生产低而不稳。人为不合理生产方式加剧土地沙化、盐碱化，草场退化。
生态脆弱性是荒漠化基质，荒漠化是生态脆弱带内环境退化的景观表现形式，荒漠化蔓延加深脆弱带内生态严重失衡。土地荒漠化形成有其自然原因，如松散的沉积物质为荒漠化化提供物质基础，干旱少雨气候条件又为荒漠化发展提供必要条件，但本区疏松的沉积物质使得降水可渗入地下，基本满足植物生长需要，探根植物容易定居。
西部脆弱带土地荒漠化景观格局是各种景观类型镶嵌分布，景观优势度高的是农田、草地、沼泽、湖泊。人类活动影响景观优势度，从而改变自然景观，景观破碎度愈来愈大。例如自然条件较好的沙驼子毁林毁草开荒种地后，沙地便进入活动状态，由固定状态经过半固定、半流动状态发展到流动状态，甚至可能进入严重沙化阶段。
不同级别时空尺度决定脆弱带层次和类别。
西部生态脆弱性与贫困因子存在高相关性。变动率大的界面性气候与季节性约束强的种植业矛盾，两个气候区界面上的生态脆弱带受多种因素影响，经常出现显著性气候扰动，不适宜发展以草本植物为主体，节令性、季节性强的种植业。
易变化的脆弱生态环境受到高人口增长率冲击，与不符合比较优势的资源利用方式交织，加重对脆弱生态环境负面影响及逆向变动，呈指数化特征，增大资源利用潜在成本和外部成本，前者影响地带内可持续发展；后者影响地带外发展。
市场发育不足制约生态脆弱带。西部长期以开发自然资源为基础产业，几乎成为东部原料大本营；同时因西部经济结构畸型，以及过度发展形成结构老化，运力不足，投资回报错位及资金供需失控等积重难返，加剧东西落差。尤其是“市场萎缩”与“效益外溢”，包括人才、资金、资源外溢和人文精神流失，以及“原字号”—原粮、原棉、原木、原油、原煤、原材料等基础资源“瓶颈”效应。难以从资源配置和产业结构上发挥自身比较优势，仍停留在自给自足经济阶段。
政策调控方向不当或乏力影响生态脆弱带经济发展和环境变动。不仅是生态而且是人文、经济、社会全方位脆弱、断层。西部生态脆弱带是统一整体，不是“只闻鸡犬之声，老死不相往来”孤岛，不可能长期脱离东、中部地区。在片面推行以粮为纲的年代，为增加粮食产量而导致的大规模毁林、毁草开荒，是丧失所自身比较优势主因。而强制性就业和户籍管制，使边缘地带农民无法借助于资源、产品和劳动力流动缩小地域比较利益差异，致使生态脆弱带经济发展水平低下。
西部自然条件主成分变量与区域GDP呈正相关。选取中国西部光热、水分、地形地貌、植被、土地资源等条件类型及GDP为指标，以西部土地资源和植被类型等为主导因子，对其他自然条件因素影响分级，并以此为权重定性分析，建立区域GDP与西部自然条件各变量间的回归模型。由回归模型计算结果发现西部自然条件主成分变量与区域GDP密切相关，除海拔高程对GDP影响为负相关外，其他系数均呈正相关。
中国西部生态脆弱带是特殊生态类型问题区。中国西部与东部及发达国家相比，特殊性在于区域资源生态环境发展不平衡以及众多农业人口贫困问题相互交织导致的一系列复杂矛盾。生态功能区划是解决与根治中国西部脆弱生态环境问题的前提和基础。
区域生态环境以一定时空为坐标轴。以时间为纵坐标，形成区域生态环境纵向演变史；以地域空间为横坐标，形成横向生态环境特定区域。在区域生态环境问题研究中，生态功能区划是最复杂最综合问题，涉及气候、光热、水分、植被、地形地貌、土地资源及人口、经济、社会、历史、科技等多方面因素。既是重要基础分析工具；又是实施政策操作工具。解决与根治中国西部脆弱生态环境问题方案，只有在完成分类及比较后才可能提出和付诸实施。第一章文献综述1.1研究背景1.1.1 可持续发展战略——国际社会共同遵循的准则
20世纪是人类物质文明高度发达、同时又是生态环境遭到破坏最为严重时期。这个时期，地球上发生三重影响深远的变化：一是社会生产力的极大提高和经济规模空前扩大，经济增长近百倍，创造了前所未有的物质财富，迅猛推进人类文明进程；二是人口爆炸，20世纪世界人口翻了两番，超过63亿，并且仍以每年8000万以上速度增长；三是自然资源过度开发与消耗，污染物质大量排放，导致全球性资源短缺、环境污染和生态破坏。全球生态危机标志“牧童经济”生产方式走到尽头，未来人类“宇宙飞船”生存发展不能单纯依靠土地种植和挖掘地球资源维持，而应当深入开发人类自身的智慧资源，必将导致以智力资源为基础的生态文明，代之以全新的可持续发展模式：“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要能力构成危害的发展。”可持续发展作为21世纪的重要战略思想，给人类指明了摆脱困境的必由之路，成为当前国际社会重大生存和发展战略。1.1.2 中国经济高速增长与资源约束性矛盾突出
我国人口众多，资源相对不足，生态环境脆弱。目前经济增长方式尚未从根本上转变，在很大程度上仍是依赖资源高消耗实现，导致资源约束矛盾突出，环境污染严重，生态破坏加剧。本世纪头20年，我国将处于工业化、城镇化加速发展阶段，实现全面建设小康社会战略目标。如果继续沿用粗放型经济增长方式，资源难以为继，环境不堪重负。必须倡导知识经济和循环经济范式，使资源得到充分有效利用，最大限度地减少废弃物排放，实现可持续发展。1.1.3 生态环境脆弱带研究的深化
生态环境脆弱带研究的发展和深化，反映人类对生存环境面临严重危机认识的升华，意味着全球变化及脆弱生态系统退化研究的整体化、人文化和综合化趋势。“地球村”中的国家、地区及政府间的广泛合作和多元化协调，也为脆弱生态环境持续研究提供了广阔空间和视野。
人类发展史既是人类社会对自然界认识史，也是可持续发展理论丰富发展和完善的历史，呈现出波浪式前进、飞跃式发展和螺旋式上升规律。从古典时期李特尔（Ritter）的“目的论”，近代拉采尔（Ratzel）的“地理环境决定论”，白吕那（Brunhes）的“或然论”，20世纪初的“生态文明论”，到21世纪初的“科学发展观”，可持续发展理论发展进入全新阶段。
20世纪70年代以来最显著的变化是以可持续发展战略为主题的研究机构风起云涌，理论争议热气腾腾，并注重全球资源、环境的动态监测与预警。1970年教科文组织发起并由环境科学委员会（SCOPE）支持的人与生物圈计划（MAB），注重环境管理问题。1972年“斯德哥尔摩联合国人类环境大会”成立联合国环境规划署（UNEP）。1977年“内罗毕联合国荒漠化会议（UNCOD）”拉开荒漠化研究序幕。1979年“日内瓦首次世界气候大会”讨论气候与人类的关系，提出并制定世界气候计划（WCP）。1987年第42届联大决议把1990～2000年定名为“国际减灾十年”（IDNDR）。1992年“巴西世界环发大会（UNCED）”发表《里约宣言》和《21世纪行动议程》，150多个国家签署有关气候变化和生物多样性条约。1994年巴黎联合国大会正式通过荒漠化防治国际公约。我国政府在《中国21世纪人口、环境与发展白皮书》将“荒漠化”列入章节。1997年联合举办“里约+5论坛”，探讨新的合作方式，发表新的全球可持续发展合作纲领性文件《地球宪章》。2002年联合国所有的189个会员国参加“里约+10论坛”，通过《联合国千年宣言》，审视十年来可持续发展行动，提出改善人类命运，发展和消灭贫困。标志ECOTONE研究从理论进入战略行动阶段。世界范围内人地关系研究的综合性、动态性、全球性，极大的推动全球ECOTONE的辨识和监控，从而使生态环境脆弱带研究具有全球高层次性。
2007年12月，在印尼巴厘岛举行联合国气候变化大会通过“巴厘路线图”，为应对气候变化谈判确立明确议程。一方面，发达国家要履行《京都议定书》规定，承诺大幅度量化减排指标；另一方面，发展中国家和未签署《京都议定书》的美国等发达国家则要在《联合国气候变化框架公约》下采取进一步应对气候变化措施。此谓“双轨”谈判。从此世界气候大会自巴厘到巴黎开始了马拉松长跑：2008年波兰→2009年哥本哈根→2010年坎昆→2011年德班→2012年多哈→2013年华沙→2014年利马→2015年巴黎→2016年……
2015年1月30日，在北京隆重举行世界环保大会（WEC），旨在“传播低碳理念，寻找经济环境和谐发展、绿色低碳最佳表现企业”的“绿色低碳发展变革力年会”。1.2研究历史1.2.1 国外研究进展
生态脆弱带（ecotone）概念是由希腊语的住所（Oikos）和紧张（tonos）两词合成，脆弱性研究起始于生态环境研究。1905年由F.Clements首先提出，随后在生态学领域应用。20世纪50年代伊始，一些植物学家、生态学家和自然地理学家探讨生物群落交错区和自然地理过渡带性质，揭示自然环境综合体地域分异规律及地理区域性质特征，推动自然地理区划工作，指导农业生产。过渡带研究肯定边界模糊性和相对性，但很少提及生态脆弱性和敏感性。
生态脆弱带是自然灾害多发区域。20世纪五六十年代，生态脆弱带研究多与自然灾害成因与防治有关。同时，国际生物学计划（IMP）实施，人们开始关注脆弱生态环境问题。
20世纪60年代和80年代两次严重干旱，非洲蒙受巨大损失，惨重代价推动全球ECOTONE研究深化。Sahel成为脆弱带研究范例，在ECOTONE研究中举足轻重。70年代的人与生物圈计划（MAB），强调人类活动对自然生态系统和生物圈影响。针对Sahel干旱和沙漠化，1974年联合国大会建立联合国苏丹——Sahel办公室。在全球有关沙漠化项目中，非洲占65%，干旱和半干旱生态系统管理，非洲占68%，资助行动非洲占57%。80年代的地圈与生物圈计划（IGBP），揭示人与自然关系，认为人类活动影响整个地球表层，包括生物圈、大气圈、水圈和岩石圈，甚至威胁到人类赖以生存的自然生态系统。
正式应用脆弱带或类似概念始于20世纪80年代后期。随着研究深入，一方面对地理区域研究已不再停留在性质上，而转向更高层次的地理系统功能及相互作用；另一方面，世界面临资源、环境等问题加快地理学人文化趋势，研究重点逐渐集中在地理系统中起重要作用，并与人类生存息息相关的点、线、地带和区域上。与此相关的脆弱带、敏感区、枢纽地带、环境危机带、脆弱环境区等概念应运而生。
1989年布达佩斯第七届SCOPE大会确认脆弱带概念。此后，多次专题会探讨脆弱带对生物多样性的影响作用、全球变化对脆弱带影响，以及脆弱带管理等问题。1990年以来，研究重点是气候对脆弱生态环境影响，认为全球气候变化通过改变自然条件而增加农业生产不稳定性、农业生产布局和结构变动，导致粮食产量波动，使本来脆弱的生态环境更加脆弱，由此气候变化下脆弱性与适应性问题日益受到重视。脆弱性研究方法不断改进，其评价模型化及GIS等技术是具说服力的热门方法，被广泛运用。
1992年，美国生态学会提出生态学优先领域是生态脆弱环境可持续管理及恢复重建。美国学者Daniel等探讨荒漠生态系统的水分特征、物质循环、能量流动和信息传输特点，以及荒漠生态环境景观分布格局。并研究不同地理环境条件下干旱区的生态学问题，认为内陆河流域气候条件，尤其是水热条件和地貌特征是植被生态、土壤及水环境形成与分异的主要因素；与此同时，逐渐展开扰动生态学概念、理论框架、群落及系统结构、功能等问题研究。
此外，A.Armand认为脆弱性是指系统质量重建时发生的结果变化、行为变化（对外界影响的反响）以及自身发展变化。
2000年千禧全球生态系统项目主题是脆弱带研究。UNFCCC重点研究生态景观改变对全球气候影响，尤其是与温室气体关系。还研究干旱或半干旱区环境地质、水文、土壤、植被、气候等特征，揭示脆弱生态环境相关因子主要特点。
21世纪初，俄美科学家在脆弱带定义、内容、类型、应用方面拓宽研究领域，从人地关系、全球宏观角度分析社会--自然系统运行状况，在地方、区域、全球三个层面研究对人类生活和健康构成威胁2的区域，强调脆弱带空间尺度要大于5000km，用红色和绿色地带表示危机程度；并完成原苏联、美国和中国脆弱形势图，从而使脆弱带研究取得突破性进展。
苏联学者普扎琴科认为与现代环境不一致，自然地理环境在较小空间内有变化较大的不稳定区域；提出重视某些压力集中的点和线，认为辨识脆弱带主要标志是要素变化梯度，并利用此原理作图，将群落交错区划为不稳定区。美国学者John R.Mather等认为，脆弱带是多方面的，与半干旱土地一样，某些山地和岛屿也构成边脆弱生态系统部分。环境污染区、全球变化敏感区、荒漠化区都有可能成为脆弱带，拓宽脆弱带类型和范围。同时定义环境稳定地带和濒危地带两种类型。为满足全球（IGBP）和世界气候研究计划（WCRP）需要，排列全球脆弱带，选取14个重点研究区域，三个优先考虑地区为南美洲温带地区、非洲南部和东部地区、亚洲中部干旱区。
随着科技发展，地球信息科学（Geoinfomatics）理论体系建立以及数字地球概念提出，许多新的研究手段及方法，特别是3S（RS、GIS、GPS）一体化进行资源环境信息获取、处理和动态分析，为解决脆弱生态环境问题提供良好技术支持，使人类面临环境挑战的解决方案日趋合理。Cartalis等研究（3S）在大气成分监测、土壤水分估算、植被生物量获取以及地貌特征识别等方面具有可行性及应用潜力。
至今，脆弱性（Vulnerability）研究在经济、社会、自然各领域广泛展开。1.2.2 国内研究进展
新中国成立以来，巨大人口压力加剧环境问题。国内对于脆弱性关注始于20世纪六七十年代，主要集中在生态环境领域，同时气候变化下脆弱性研究也取得较大进展。
20世纪70年代后期，研究重点区域由干旱区转移到农牧交错地带沙漠化，1980年朱震达等学者呼吁加强对北方农牧交错带研究。80年代重点完成沙漠化地区面积、类型、强度和预测的初步研究，为脆弱带深入探讨打下基础。1990年葛全胜将中国一、二级台阶间过渡带也划为脆弱带，认为它是若干气候区交接处和生物多元化区域，又是地方病和地震多发区，具有明显脆弱性特征。
20世纪90年代以来，国家自然科学基金开始连续重点资助岩石圈、水圈、冰雪圈和生物圈及生态敏感区研究。许多学者从理论、实践等多个层次探讨脆弱生态环境表现形式、形成过程及治理方法。
1991年中国科学院、原国家计委等以俄方提供的主要方法，完成1：1000万《中国环境形势和危机区域图》。1992年中国科学院地学部委员考察沿海，就海平面上升影响提出对策建议。国家在“八·五”期间开展“生态环境综合整治与恢复技术研究”，重点讨论典型脆弱生态环境问题整治。
1993年黄克新、王如松等运用景观生态学异质共生理论、生态学“边缘效应”理论（Edge effect），提出对农牧交错区和东北三江平原环境整治和管理模式。王爱群以县镇为单位评价灾害因子的广度、强度、频度、多度，探讨中国自然灾害与脆弱带的关系。1994年王劲峰在“八·五”攻关项目《中国自然灾害区划》中提出自然灾害的综合分类和危险度评价方法，为完成中国自然灾害综合评价工作打下基础。黄培佑运用荒漠一绿洲对立统一观，研究干旱荒漠生态系统可持续发展问题，认为绿洲－荒漠既相互区别又相互联系，绿洲寓于荒漠又异于荒漠，两者依据一定条件相互转化。1995年彭少麟进一步探讨恢复生态学与植被重建问题，并提出对不同程度退化生态系统恢复的方法及途径。肖笃宁运用景观生态学理论，从生态空间与景观异质性、景观变化模型与未来景观规划、景观系统分析与GIS应用角度研究脆弱生态问题。
1996年朱震达依据联合国环境署关于土地荒漠化评价标准，深入探讨中国脆弱生态带与土地荒漠化关系。并依据红黄壤地区、黄土高原的水土流失和半干旱、干旱地区的沙漠化对中国生态脆弱带成因分类。孙武认为人口承载力是衡量脆弱度主要指标。赵跃龙等探讨脆弱生态环境与工业化、农业化及其贫困之间的关系。1997年蔡运龙等研究全球气候变化下农业脆弱性，并提出适应未来气候变化对策。1998年第七届环境科学大会（SCOPE）以后，中国生态脆弱带研究异常活跃。科学家们试图用定量方法对生态脆弱带分类、分区。从宏观角度描述生态脆弱带特征和分布；生态脆弱带区域中的环境演变与全球气候变化关系；人口与脆弱生态环境关系；生态脆弱带产业发展；以及生态环境脆弱是地方可持续发展障碍因素。1999年牛文元运用生态数学语言归纳脆弱带宽度、重叠度、脆弱度等指标，不同要素或介质接触，是脆弱带发生的基础；并认为界面性脆弱带空间可划分为七种类型。唐国平等用三个大气环流模型模拟未来中国气候变化情景，评价气候变化对中国农业可能造成的影响。冉圣宏等利用分形理论探讨中国典型脆弱生态区稳定性与可持续农业发展关系等。
在对我国大尺度范围脆弱生态环境定量评价方面，学者们正在确立和完善评价方法。2000年吕昌河等认为在我国脆弱生态区，土地利用多采用粗放形式，农业投入亦处于较低水平，农业生存状况在很大程度上可反映区域自然条件和环境脆弱程度。因此，以农业发展水平为主要依据，对我国生态环境脆弱度定量分析。薛纪渝等认为脆弱性作为脆弱生态环境特征之一，反映环境及其组成要素对外界扰动的敏感性。把环境敏感度用在不损坏或不降低环境质量的情况下环境要素对外界扰动的适应能力计量。2001年刘燕华采用主因素、承载背景和区域脆弱承受能力等三要素结合分析脆弱度。
21世纪初，以荒漠化为重点的脆弱带研究范围已不限于半干旱地区，西南干热河谷沙漠化、泥石流，广东、浙江的花岗岩地区和西南石灰岩地区的水土流失都属于中国生态脆弱带监评范围。
杨勤业发现目前中国存在约100个生态环境极脆弱区、210个生态环境脆弱区、90个生态环境较脆弱区。
韩渊丰等学者提出沿江、沿海和沿山为中国三大灾害带，并根据成因和强度将中国划分10个灾害区。都增建等则认为长江、黄河和沿海的“两河一线”为防灾减灾的战略重点。刘燕华在“八·五”攻关项目《生态环境综合整治与恢复技术研究》基础上，分析脆弱生态环境特征、类型、成因、结构、指标，将我国划分为7个脆弱生态区：北方半干旱一半湿润区、西北半干旱区、华北平原区、南方丘陵地区、西南山地区、西南石灰岩山地区、青藏高原区。
申元村、赵跃龙等探讨脆弱生态环境与经济、社会发展和能源关系，提出脆弱生态环境综合整治措施，总结治理脆弱生态环境类型的10个成功典型模式，包括风沙区治理模式一复合生态农业发展模式；风沙区治理模式一生态农业工程发展模式；盐碱地综合治理模式；建设农村能源、治理脆弱生态环境模式；西北黄土高原水土保持综合治理开发复合生态工程模式；南方石质山区水土保持改良土壤生态工程模式；山地脆弱生态环境整治—“围山转”水平沟生态工程模式；山地利用型生态农业一林牧能三结合生态工程模式；山地利用型生态农业一陕西前坡乡模式；西北半干旱区截水节灌农业发展模式。1.3研究争议与评价1.3.1 研究争议
20世纪70年代以来，国内外许多学者从不同途径和角度探讨生态脆弱性问题，给出多种相似术语和定义，例如不稳定性、退化、胁迫、脆弱性等。主要有三种争议。（1）自然观点
以自然属性或生态变化类型和程度定义，认为生态系统正常功能被打乱，突破弹性自调节“阈值”，导致反馈机制破坏，系统发生不可逆变化，从而失去恢复能力的生态环境，称为“生态脆弱带”。显然，这是一种纯自然理解，强调生态脆弱性自然性和表现形式。事实上，人为作用正在改变地球表面几乎所有地域的生态环境，因而出现一个变化系统，生态学上称之为“多样化减少系统”或“简单化系统”。其中包括物种及新的植物群体生物量减少或改变。由于人为作用影响，在某些工业城镇或农业区域，若干重要的环境成分，如物种、土壤、水分和空气质量等都不同程度地发生变化。按纯自然理解，这些地域也可划为生态脆弱带。上述观点对人类生存问题探讨远远不够。（2）自然-人文观点
认为当生态系统变化影响人类生存和自然资源利用时，称为“生态脆弱带”。视人地关系系统为静态封闭系统，从中寻求系统内部的自然因素和人文条件变化及其后果，忽略系统外的可能投入、技术变化、经济活动替代性以及环境退化对区域的影响，与任何地域开放系统的概念互相矛盾。例如，吴祥定等认为环境脆弱地区是指环境因素一旦发生变化，难以继续支撑人类居住条件、生活方式和对自然资源利用。王凤慧认为生态环境脆弱地区对各种自然和人为干扰敏感，在人类活动强度超过其承受能力和弹性调节限度后，就发生一系列环境退化过程，成为生态危机带。显然，上述两种认识重点都放在自然或人文条件改变及其后果上，忽略可能的人为调节和适应。实际上，各生态系统之间物质、能量交流与转换原因复杂，在人类与生态环境相互作用过程中，起积极或主导作用的是人类。尽管现代人类改造自然能力增强，并不意味可以凌驾于自然之上为所欲为，但也不能忽视人类经济活动所造成的损害人类自身利益的严重后果。自然和人文条件的改变始终存在人为调节和适应的可能性。深刻认识自然、人文条件的变化和人类反应能力及其相互关系，对于消除人地关系紧张状况，建立社会－经济－自然复合生态可持续发展系统具有现实意义。（3）人文观点
认为当生态环境退化超过现有经济社会发展和技术水平及其人类利用条件时，称为生态脆弱带；可分为脆弱生态地带、濒危环境地带和稳定生态环境地带等三类。在保持和增大人类利用环境程度和规模条件下，既可通过经济、技术改革和调适；也可靠外来资源和向外输出，缓解环境退化和资源耗竭，把区域环境变化和环境问题与区域乃至区际社会经济条件有机联系。只有这样，才能真正找到生态脆弱和资源非持续发展的终极原因，从而把握人类与自然环境关系的种种变化及应对潜力，做出区域开发正确决策。特别是在全球化、市场化和信息化的“地球村”时代，人文因素作用越来越强烈和深刻，生态环境脆弱形式和内容通过人为调节和适应而得到某种程度改变的可能性亦与日俱增。1.3.2 研究评价
自脆弱带概念提出以来，愈来愈受到各国政府、国际组织及专家学者的重视，呈现出综合化、多角度研究趋势，极大地丰富脆弱带内容和深度。植物生态学、人口承载力、自然灾害、荒漠化等，构成脆弱带研究的四个主要层次，通过对环境辨识、整治和未来趋势的预测为人地关系优化做出贡献。但是还存在许多不足。（1）偏重生态环境系统研究
区域经济脆弱性研究相对于区域生态环境而言薄弱。虽然涉及区域经济问题，但经济因素仅仅被看做生态环境变化的影响因子，对区域经济脆弱性与可持续发展系统、区域经济脆弱性共性与特殊性研究欠缺。从经济脆弱性角度看，生态环境脆弱性是影响的外部因子，经济脆弱性和生态环境脆弱性都可从脆弱性理论中找到共性；但二者概念迥异，生态环境脆弱性研究成果可以为经济脆弱性研究提供方法论指导，但不能代替后者。
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