海岸帶韌性：陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理的核心機(jī)制

李楊帆 向枝遠(yuǎn) 李藝

摘要：為滿足新時(shí)代自然資源綜合研究和管理的迫切需求，深入落實(shí)陸海統(tǒng)籌的戰(zhàn)略部署，文章分析陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理及其核心機(jī)制，即海岸帶韌性。研究結(jié)果表明：陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理的有效開展將對(duì)協(xié)調(diào)我國(guó)海岸帶社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性管理，解決海岸帶土地利用和海域使用的空間統(tǒng)籌、淡水和咸水的環(huán)境質(zhì)量統(tǒng)籌以及洄游動(dòng)物的生境修復(fù)統(tǒng)籌等基本問題發(fā)揮至關(guān)重要的作用;韌性聚焦復(fù)雜非線性系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和突變過程，可研究耦合系統(tǒng)的多要素測(cè)度，有助于識(shí)別和分析海岸帶面臨的復(fù)雜壓力和潛在風(fēng)險(xiǎn)，其本質(zhì)是陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理的核心機(jī)制;通過海岸帶土地-水-生物多樣性的聯(lián)結(jié)，構(gòu)建海岸帶韌性研究新框架，以實(shí)現(xiàn)海岸帶韌性的多維時(shí)空測(cè)度以及社會(huì)-生態(tài)耦合系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型模式應(yīng)用，可服務(wù)于海岸帶系統(tǒng)評(píng)價(jià)、空間規(guī)劃和綜合管理，支撐科學(xué)決策。

關(guān)鍵詞：海岸帶;韌性;陸海統(tǒng)籌;生態(tài)管理;耦合系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：P748文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1005-9857（2019）10-0003-05

Coastal Resilience：Core Mechanism of Integrated Landsea Ecomanagement

LI Yangfan1，2，XIANG Zhiyuan1，LI Yi1，2

（1College of the Environment & Ecology，Xiamen University，Xiamen 361102，China;

2Coastal and Ocean Management Institute，Xiamen University，Xiamen 361102，China）

Abstract：Landsea integration has become a principal topic for interdisciplinary research on natural resources，oceanography，geography and management，as well as an urgent demand in coastal management.Fast developing coastal area in China has been regarded as pilot zone with particular value for global studies of integrated landsea management.Effective integrated landsea ecomanagement navigates highquality economic growth and adaptive ecosystem management，which is important to solve the problems in integrating landsea use，freshwaterseawater quality and migratory specieshabitats conservation.Resilience focuses on the dynamic changes （e.g.regime shifts） of nonlinear systems，it helps to measure the multiple factors and identify complex pressures and potential risks to coastal areas.As a result，resilience strategy becomes the core mechanism of landsea management.Building a new resilience framework based on LandWaterBiodiversity Nexus enables the measurement of coastal resilience on multiscale and the transformation of coupled socialecological system，which can contribute to assessment，spatial planning and management at landsea interface，as well as the sciencebased decision.

Key words：Coastal areas，Resilience，Landsea integration，Ecomanagement，Coupled system

0引言

海岸帶是陸地和海洋交互作用強(qiáng)烈的地帶，也是空間開發(fā)利用最密集、資源環(huán)境壓力最突出和各類矛盾問題最集中的復(fù)雜非線性系統(tǒng)[1-5]。我國(guó)海岸帶面積僅占國(guó)土總面積的135%，卻承載全國(guó)433%的人口和貢獻(xiàn)全國(guó)577%的GDP[6]，與此同時(shí)，大量濱海濕地受到人類開發(fā)利用活動(dòng)的嚴(yán)重威脅[7]。為有效應(yīng)對(duì)海岸帶生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)安全問題，保障區(qū)域可持續(xù)發(fā)展，亟須針對(duì)海岸帶的生態(tài)環(huán)境特征，深入開展陸地和海洋交互作用研究。陸海統(tǒng)籌通過科學(xué)統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)海岸帶的資源、產(chǎn)業(yè)、生態(tài)和環(huán)境等要素，促進(jìn)陸地和海洋社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)功能的協(xié)同提升[8]，是對(duì)陸地和海洋交互作用機(jī)制的科學(xué)認(rèn)知和應(yīng)用，也是協(xié)調(diào)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展與生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性管理的具體途徑。

韌性（resilience）是研究社會(huì)-生態(tài)復(fù)雜系統(tǒng)的重要概念，為實(shí)現(xiàn)陸海統(tǒng)籌提供有效測(cè)度手段。韌性研究基于適應(yīng)性循環(huán)（adaptive cycle）理論，其聚焦非線性系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和突變過程，通過構(gòu)建指標(biāo)和算法，實(shí)現(xiàn)耦合系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析以及預(yù)警點(diǎn)閾值的識(shí)別[9-10]。因此，除可統(tǒng)籌考慮復(fù)雜系統(tǒng)的關(guān)鍵要素外，韌性還可進(jìn)一步刻畫復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化，與陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理具有密切的聯(lián)系。805C3199-4521-433B-AB66-C28A7984D0D7

1陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理的本質(zhì)和重點(diǎn)

在海洋科學(xué)的社會(huì)性日益凸顯的背景下，陸海統(tǒng)籌研究須基于海洋空間客觀性研究，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)海岸帶耦合系統(tǒng)的行為特征和演化過程，明確海岸帶環(huán)境變化的社會(huì)-經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因子和社會(huì)-生態(tài)效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)從客觀性研究向社會(huì)性研究的轉(zhuǎn)變[11-14]。國(guó)際科學(xué)理事會(huì)（ICSU）與國(guó)際社會(huì)科學(xué)理事會(huì)（ISSC）于2018年正式合并為國(guó)際科學(xué)聯(lián)合會(huì)（ISC），為推動(dòng)陸海統(tǒng)籌中的自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的融合提供可能。

海洋空間規(guī)劃是緩解用海矛盾以及實(shí)現(xiàn)海洋科學(xué)從客觀性研究向社會(huì)性研究轉(zhuǎn)變的典型案例[15]。2019年《中共中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于建立國(guó)土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實(shí)施的若干意見》[16]明確提出編制海岸帶專項(xiàng)規(guī)劃，促進(jìn)海岸帶專項(xiàng)規(guī)劃與國(guó)土空間規(guī)劃的涉海部分共同構(gòu)成我國(guó)涉?？臻g規(guī)劃的主要內(nèi)容，從規(guī)劃的視角指導(dǎo)海洋空間資源的分配和陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理的實(shí)施。陸海統(tǒng)籌的國(guó)土空間規(guī)劃將是新時(shí)代陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理的重要方向[17]。

陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理研究框架“10版本”的重點(diǎn)是基于驅(qū)動(dòng)-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)（DPSIR）[13]實(shí)現(xiàn)要素統(tǒng)籌，了解壓力脅迫下的系統(tǒng)狀態(tài)演變、土地利用變化的社會(huì)-經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因素、多重壓力和管理決策產(chǎn)生的生態(tài)效應(yīng)以及生態(tài)效應(yīng)對(duì)社會(huì)-經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的反饋?zhàn)饔?同時(shí)，結(jié)合自上而下的責(zé)任分擔(dān)、利益主體之間的協(xié)調(diào)和自下而上的參與式管護(hù)等具體管理方式，建立綜合調(diào)控體系;在此基礎(chǔ)上，須解決的問題主要包括如何合理統(tǒng)籌海岸帶空間要素、哪些要素之間須優(yōu)先統(tǒng)籌以及如何實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌要素的測(cè)度。

海岸帶的關(guān)鍵要素包括土地（圍填海區(qū)域、濱海濕地、自然岸線、河口和海島）、水（淡水、咸水及其交互區(qū)域）和生物多樣性等?；陉懞Ｉ鷳B(tài)過程、跨系統(tǒng)威脅和社會(huì)-經(jīng)濟(jì)相互作用[18-20]，從區(qū)域之間、洄游動(dòng)物棲息地之間、淡水和咸水之間以及土地利用和海域使用之間的統(tǒng)籌來考慮空間要素的統(tǒng)籌。目前已有研究針對(duì)動(dòng)物洄游和物質(zhì)能量傳輸?shù)冗^程，構(gòu)建陸海一體化生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，從而統(tǒng)籌區(qū)域陸海生態(tài)安全格局[21-22];針對(duì)養(yǎng)殖和工廠排污等跨系統(tǒng)威脅，基于水質(zhì)、水量和不透水面之間的相互作用，從水質(zhì)閾值和韌性評(píng)價(jià)的角度，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的控制污染物總量和濃度向提升水質(zhì)閾值和韌性的轉(zhuǎn)型[23-24];針對(duì)社會(huì)-經(jīng)濟(jì)相互作用，以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)表征土地利用和海域使用博弈下的社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)影響，并識(shí)別海岸帶生態(tài)脆弱區(qū)和重點(diǎn)保護(hù)區(qū)，為科學(xué)管理海岸帶提供依據(jù)[25-26]。

當(dāng)前我國(guó)區(qū)域土地利用調(diào)控和環(huán)境管理尚未真正實(shí)現(xiàn)流域-近海和陸域-海域的統(tǒng)籌，已有框架缺乏對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)、多重因子和不確定性的分析功能，科學(xué)研究難以有效支撐管理決策。因此，綜合、明確和定量地評(píng)估社會(huì)-生態(tài)耦合系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化，并尋求可識(shí)別耦合系統(tǒng)預(yù)警點(diǎn)閾值的科學(xué)工具，是建立陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理研究框架“20版本”以及實(shí)現(xiàn)科學(xué)和管理相互融通的關(guān)鍵。

2陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理的核心機(jī)制：海岸帶韌性

韌性研究基于復(fù)雜系統(tǒng)增長(zhǎng)、維持、釋放和重組的適應(yīng)性循環(huán)過程，聚焦系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換和突變的關(guān)鍵階段，從而提高對(duì)系統(tǒng)面臨的復(fù)雜壓力和潛在風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別和分析能力。目前須進(jìn)一步強(qiáng)化空間預(yù)警方法、空間韌性算法和人-地耦合系統(tǒng)量化方法等在海岸帶韌性研究中的作用，實(shí)現(xiàn)過程、機(jī)制、模型和空間規(guī)劃調(diào)控的全面研究，體現(xiàn)科學(xué)-政策的界面科學(xué)研究特色[27]，從而推進(jìn)陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理向韌性管理轉(zhuǎn)型，提高管理的有效性以及系統(tǒng)的適應(yīng)和調(diào)節(jié)能力。

針對(duì)陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理對(duì)海岸帶韌性研究的需求，基于海岸帶關(guān)鍵子系統(tǒng)（土地、水和生物多樣性）之間的聯(lián)結(jié)和復(fù)雜的相互作用，本研究提出海岸帶韌性測(cè)度的新方法，即土地-水-生物多樣性的聯(lián)結(jié)（LandWaterBiodiversity Nexus）[28]，具體內(nèi)容包括：運(yùn)用概率分布模型、快慢變量和預(yù)警突變模型，評(píng)估海岸帶社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)在不同時(shí)間尺度下的韌性，識(shí)別使耦合系統(tǒng)發(fā)生突變的關(guān)鍵指標(biāo)，同時(shí)識(shí)別對(duì)耦合系統(tǒng)產(chǎn)生顯著效應(yīng)的關(guān)鍵子系統(tǒng)。不同子系統(tǒng)趨同的轉(zhuǎn)型趨勢(shì)可證實(shí)子系統(tǒng)之間存在顯著的協(xié)同效應(yīng)，而聯(lián)結(jié)系統(tǒng)與研究區(qū)內(nèi)已有的綜合管理實(shí)踐在關(guān)鍵組分上的一致性可驗(yàn)證土地-水-生物多樣性聯(lián)結(jié)的實(shí)際意義。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)科學(xué)和管理的有效銜接，本研究提出加強(qiáng)面向決策目標(biāo)和社會(huì)需求的情景分析，即通過規(guī)劃實(shí)現(xiàn)陸海統(tǒng)籌生態(tài)空間的優(yōu)化配置和轉(zhuǎn)型，通過分析系統(tǒng)在不同情景的動(dòng)態(tài)特征，使規(guī)劃者、管理者和政策制定者根據(jù)需求選擇或劃定不同的優(yōu)先管控區(qū)域，從而立即或逐步采取相應(yīng)行動(dòng)，增強(qiáng)管理的有效性[29]（圖1）。

基于土地-水-生物多樣性的聯(lián)結(jié)測(cè)度海岸帶韌性，重點(diǎn)關(guān)注氣候變化和高強(qiáng)度人類活動(dòng)等脅迫下的海岸帶韌性演變（規(guī)劃-吸收-恢復(fù)-適應(yīng)），診斷和識(shí)別處于預(yù)警狀態(tài)的重要組成要素和關(guān)鍵位置，進(jìn)而提出生態(tài)恢復(fù)和重建的具體建議，實(shí)現(xiàn)陸海統(tǒng)籌的適應(yīng)性管理。其中，自然基礎(chǔ)設(shè)施和自然-人工混合基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)應(yīng)成為海岸帶規(guī)劃和管理的優(yōu)先考慮對(duì)象，以增強(qiáng)海岸帶韌性[30-31]。該研究框架不僅適用于海岸帶土地利用及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)，而且服務(wù)于海岸帶脆弱性和生態(tài)管理耦合系統(tǒng)的研究（圖2）。

3結(jié)語

陸地與海洋之間存在的復(fù)雜交互作用使陸海統(tǒng)籌成為解決海岸帶生態(tài)環(huán)境問題和實(shí)現(xiàn)海岸帶可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。針對(duì)陸地和海洋的交互作用特征和關(guān)鍵空間要素，亟須實(shí)現(xiàn)區(qū)域之間、洄游動(dòng)物棲息地之間、淡水和咸水之間以及土地利用和海域使用之間的統(tǒng)籌管理，以細(xì)化陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理的研究?jī)?nèi)容，實(shí)現(xiàn)陸海統(tǒng)籌管理的轉(zhuǎn)型和能力的提升。

基于土地-水-生物多樣性的聯(lián)結(jié)開展海岸帶韌性測(cè)度研究，通過聯(lián)結(jié)陸地和海洋的關(guān)鍵要素，聚焦海岸帶復(fù)雜非線性系統(tǒng)發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換或突變的關(guān)鍵階段，可更深入地揭示其動(dòng)態(tài)變化。海岸帶韌性是陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理的核心機(jī)制，在決策目標(biāo)和社會(huì)需求的情景下開展海岸帶空間規(guī)劃是構(gòu)建陸海統(tǒng)籌生態(tài)管理新框架的關(guān)鍵所在，對(duì)于國(guó)土生態(tài)安全、陸海統(tǒng)籌生態(tài)規(guī)劃、生態(tài)文明建設(shè)和海岸帶可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。805C3199-4521-433B-AB66-C28A7984D0D7

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