氣候變化脆弱性理論與實踐研究獲獎科研報告

氣候變化脆弱性理論與實踐研究獲獎科研報告摘要：氣候變化帶來的負(fù)效應(yīng)引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。目前學(xué)者們的研究主要集中在氣候變化脆弱性的相關(guān)理論與實踐研究方面，本文對以往的研究進(jìn)行了總結(jié)，指出了目前氣候變化脆弱性理論與實踐的研究現(xiàn)狀以及下一步的研究方向，可為氣候變化脆弱性研究提供參考。

關(guān)鍵詞：脆弱性；氣候變化；理論研究；實踐研究

20世紀(jì)90年代初全球氣候變暖及其影響逐漸受到國際社會的關(guān)注，脆弱性概念開始引入氣候變化影響研究和評估當(dāng)中，隨后其內(nèi)涵不斷得到豐富和發(fā)展。1988年成立了政府間氣候變化專門委員會，1990年出版第一次評估報告，對氣候變化的脆弱性進(jìn)行初步的論述，脆弱性問題開始受到普遍關(guān)注。IPCC在1996年的第二次評估報告就將脆弱性定義為氣候變化系統(tǒng)損傷或危害的程度，并指出脆弱性不僅取決于系統(tǒng)對氣候變化的敏感性（系統(tǒng)對給定氣候變化情景的反映，包括有益的和有害的影響），還與系統(tǒng)對新的氣候條件的適應(yīng)能力（在一定氣候變化情景下，通過實踐、過程或結(jié)構(gòu)上的調(diào)整措施能夠減緩或彌補(bǔ)潛在危害或可利用機(jī)會的程度有關(guān)）。1997年年又出版了《氣候變化區(qū)域影響脆弱性評估》特別報告，對氣候變化脆弱性的評估范圍、問題的本質(zhì)以及評估方法做了詳細(xì)的介紹，為氣候變化脆弱性研究提供了科學(xué)的參考和指導(dǎo)作用。在IPCC的第三次評估報告中就氣候變化研究中的脆弱性給出了更為明確的定義，將脆弱性定義為一個自然的或社會的系統(tǒng)容易遭受來自氣候變化包括氣候變率和極端氣候事件的持續(xù)危害的范圍或程度，是系統(tǒng)內(nèi)的氣候變率特征、幅度和變化速率及其敏感性和適應(yīng)能力的函數(shù)。目前，該定義在氣候變化研究領(lǐng)域中己經(jīng)被廣泛接納和采用。

1.氣候變化脆弱性相關(guān)理論研究

根據(jù)應(yīng)對氣候變化的主要響應(yīng)類型，脆弱性評價主要是為以下3種類型的決策情景提供信息。1）為減緩全球氣候變暖而制定長期的減排目標(biāo)，并提供詳細(xì)的論述和科學(xué)信息；2）辨識關(guān)鍵的脆弱區(qū)域和脆弱群體，從而優(yōu)化資源配置來滿足研究和適應(yīng)氣候變化的需求；3）針對某區(qū)域和領(lǐng)域，制定具體的適應(yīng)性政策。以上3種決策情景對氣候變化脆弱性評價提出了不同的要求，主要體現(xiàn)在時空尺度、非氣候變化脅迫要素和影響要素的考慮、不確定性以及規(guī)范化評價等方面。由于評價決策情景、評價主體、利益相關(guān)者以及研究者本身學(xué)科領(lǐng)域背景的差異，氣候變化脆弱性評價被應(yīng)用于不同的區(qū)域和領(lǐng)域。然而，自20世紀(jì)90年代氣候變化領(lǐng)域開始關(guān)注脆弱性評價以來，尤其是年第三次評估報告發(fā)布后，氣候變化脆弱性評價表現(xiàn)出顯著的演化特點和趨勢，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：1）從線性的評價到更加復(fù)雜，以至基于不同發(fā)展情景的多元體系評價；2）從無視適應(yīng)性到適應(yīng)能力的考慮，以至面向緩解未來氣候變化風(fēng)險和影響的具體適應(yīng)政策的制定和評估；3）從氣候變化科學(xué)事實驅(qū)動的評價到為制定應(yīng)對氣候變化的社會政策需求驅(qū)動：4）從單純的氣候變化絕對量化分析到社會經(jīng)濟(jì)體系中定性分析的結(jié)合；5）從缺乏利益相關(guān)者的需求分析到把不同利益相關(guān)者的需求和意見和實際的評價過程結(jié)合起來；6）從單一的氣候變化命題研究，到結(jié)合可持續(xù)發(fā)展、社會公平、全球變化等其他命題背景；7）從氣候變化平均態(tài)的影響研究，到注重極端氣候事件和氣候變率的影響和脆弱性研究；8）從單一考慮氣候變化的壓力因子，到綜合考慮其他非氣候變化的環(huán)境脅迫以及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的人為因子在氣候變化脆弱性評價中作用。

2.氣候變化脆弱性評價案例分析

2.1國外氣候變化脆弱性案例

（1）氣候變化影響的脆弱性評價

這一階段的研究最有代表性的是“美國國家研究計劃，該計劃主要針對各個國家的海岸帶資源、農(nóng)業(yè)、森林、漁業(yè)、生物多樣性等部門開展脆弱性評價，評價方法主要是結(jié)合氣候變化情景數(shù)據(jù)和相關(guān)生物物理影響模型。這個階段的脆弱性評價基本等同于氣候變化的潛在影響評價，主要通過氣候模式和模型模擬的耦合，通過分析不同氣候變化情景下系統(tǒng)某些方面的負(fù)面影響和社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的損失量來表征脆弱性的大小，屬于氣候變化脆弱性評價演化發(fā)展的第一個階段。

（2）氣候變化脆弱性的閾值研究

氣候變化脆弱性的閾值研究關(guān)鍵在于如何確定脆弱性評價的參照基準(zhǔn)或氣候變化的閾值。如AIR-CLIM項目評價氣候變化對歐洲自然生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的影響情況時，將凈生產(chǎn)力（NPP）作為生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)氣候變化的指標(biāo)，以NPP的變化量不超過多年平均的10%作為劃分系統(tǒng)脆弱與否的閾值[1]。此外，一些學(xué)者開始探索社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)響應(yīng)氣候變化的脆弱性閾值，如Antle[2]等基于耦合過程模型，采用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)利潤指標(biāo)來評價美國北方大草原農(nóng)業(yè)系統(tǒng)在不同氣候變化情景和施肥水平下的脆弱性閾值。

（3）基于GIS的氣候變化脆弱性區(qū)劃

無論是氣候變化脆弱性相關(guān)指標(biāo)的空間評價和圖形化表達(dá)，還是氣候變化情景和影響模擬評估，GIS已經(jīng)成為氣候變化脆弱性空間評價中的核心工具。近年來，一些學(xué)者在不同空間尺度上應(yīng)用展開氣候變化脆弱性研究。如Peterson[3]應(yīng)用GIS概率模型，評估氣候變化引起的植被類型變化下佛羅里達(dá)北部森林景觀的脆弱性。

（4）氣候變化的社會經(jīng)濟(jì)脆弱性研究

根據(jù)氣候變化脆弱性的始點這一概念理論，脆弱性集中于削減任何氣候災(zāi)害的內(nèi)在社會經(jīng)濟(jì)脆弱性，強(qiáng)調(diào)適應(yīng)政策和廣義社會發(fā)展的需要。國外一些人類學(xué)、社會學(xué)以及經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者，從政治經(jīng)濟(jì)學(xué)和權(quán)利理論的角度，研究氣候變化的社會經(jīng)濟(jì)脆弱性，強(qiáng)調(diào)氣候變化脆弱性作為一種環(huán)境變化的脆弱性不能脫離資源利用的廣域政治經(jīng)濟(jì)而存在，在加強(qiáng)自身利益、自然和生態(tài)系統(tǒng)相互作用力量分配的過程中，人類活動有意、無意地在驅(qū)動脆弱性。因此，該領(lǐng)域的氣候變化脆弱性研究主要是分析構(gòu)成系統(tǒng)脆弱性的社會和制度驅(qū)動因素，以及如何描述特定區(qū)域和人群的脆弱系統(tǒng)屬性，注重對資源和財富支配和可達(dá)性、社會多樣性、社會公平、公共參與等方面的研究。Eakin[4]在對墨西哥中部和普埃布拉的研究表明，由于新自由主義政策改革而帶來的農(nóng)民對資源可達(dá)性的不確定性，會增加其對氣候災(zāi)害的脆弱性。

（5）基于綜合指標(biāo)體系的氣候變化脆弱性評價

目前，大約1/3的氣候變化脆弱性研究關(guān)注脆弱性指標(biāo)體系的構(gòu)建和案例評價。如Moss[5]等基于VPIP模型對全球38個國家開展氣候變化脆弱性的綜合評價，該評價體系包括敏感度和適應(yīng)能力評價，其中敏感度評價分為人居環(huán)境、食品安全、人類健康、生態(tài)系統(tǒng)和水資源等五個方面適應(yīng)能力評價由經(jīng)濟(jì)能力、人力資源以及環(huán)境能力三方面構(gòu)成。Brooks[6]等從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、健康和營養(yǎng)、教育、基礎(chǔ)設(shè)施、政府管理、地理和人口、農(nóng)業(yè)、生態(tài)以及技術(shù)等方面，構(gòu)建面向國家尺度的氣候變化脆弱性指標(biāo)體系，并通過與氣候變化相關(guān)的人口死亡率數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，篩選出個11個核心指標(biāo)。

2.2國內(nèi)氣候變化脆弱性案例

中國對氣候變化下系統(tǒng)脆弱性與適應(yīng)性的研究始于20世紀(jì)90年代，主要選取農(nóng)業(yè)、森林、水資源等自然系統(tǒng)為研究對象開展氣候變化影響的脆弱性評估，并初步劃定了中國氣候變化影響下的敏感區(qū)和脆弱區(qū)。目前，國內(nèi)自然生態(tài)系統(tǒng)的氣候變化脆弱性研究方法主要包括模型模擬、指標(biāo)評價以及對比研究[7]。

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)脆弱性研究方面，主要應(yīng)用實地調(diào)查法、產(chǎn)量分析法、相似分析法、案例研究法、統(tǒng)計模型法和物理模型法以及指標(biāo)綜合評估等方法[8]。劉影[9]等以江西贛州市18個縣（市、區(qū)）為研究對象，從自然、社會、經(jīng)濟(jì)三個方面共選取了18項指標(biāo)構(gòu)建贛南地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評價指標(biāo)體系。采用熵權(quán)法確定各指標(biāo)權(quán)重；運(yùn)用綜合指數(shù)法計算出各縣（市、區(qū)）生態(tài)脆弱度的值并進(jìn)行分級；運(yùn)用主成分分析法，探討該區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的主要驅(qū)動力。近年來，一些學(xué)者綜合運(yùn)用指標(biāo)體系、氣候模式以及社會經(jīng)濟(jì)情景等方法，對我國北方農(nóng)牧交錯帶和寧夏等區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氣候脆弱性開展了現(xiàn)狀和預(yù)測評估[10]。

森林生態(tài)系統(tǒng)方面，張麗謙[11]選擇北京市代表性山地森林生態(tài)系統(tǒng)作為研究對象，通過野外調(diào)查和層次分析法建立指標(biāo)體系，系統(tǒng)研究了研究區(qū)山地森林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)脆弱性。羅恒春等[12]在廣泛了解國內(nèi)外相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，分別從森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的主要影響因素、評價指標(biāo)體系的構(gòu)建、評價指標(biāo)權(quán)重的賦予、評價方法的選取等方面進(jìn)行歸納和評述，認(rèn)為當(dāng)前森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評價存在的主要問題為：指標(biāo)體系不夠完整、評價方法不夠系統(tǒng)、數(shù)據(jù)收集不夠全面、研究區(qū)域和內(nèi)容有待延展、新技術(shù)應(yīng)用較少及評價后的相關(guān)研究需進(jìn)一步加強(qiáng)和完善。

水資源脆弱性研究方面，陳俊旭[13]論述了氣候變化背景下水資源脆弱性概念、內(nèi)涵及其與適應(yīng)性管理的聯(lián)系；綜述了水資源脆弱性定量評估方法，包括指標(biāo)權(quán)重法、函數(shù)及綜合指標(biāo)法等；介紹了減少水資源脆弱性的適應(yīng)對策研究。分析表明，聯(lián)系水資源供需矛盾的水資源脆弱性既有自然變化脆弱性的一面，又有氣候變化影響導(dǎo)致水資源供需關(guān)系發(fā)生變化以及旱澇災(zāi)害影響加劇水資源脆弱性的問題。蘇賢保[14]等針對當(dāng)前甘肅省水資源脆弱性評價中存在的空間尺度不全面以及指標(biāo)偏少等問題，以流域為評價單元，從抗干擾性和自我恢復(fù)性兩方面，綜合考慮自然因素和人為因素，構(gòu)建包含28個指標(biāo)的指標(biāo)體系，基于層次分析法（AHP）和熵權(quán)法，提出水資源脆弱性評價的綜合權(quán)重法，對甘肅省2001-2015年的水資源脆弱性進(jìn)行評價。

近年來，在一些國際基金和組織的支持下，國內(nèi)的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)開始關(guān)注某個區(qū)域綜合氣候變化脆弱性的評價。如應(yīng)用綜合評估分析系統(tǒng)及工具來估測中國西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對氣候變異的脆弱性，以及各種氣候變化情景對這一地區(qū)可能造成的危害。馬興華[15]分析“一帶一路”實施對該經(jīng)濟(jì)區(qū)水資源脆弱性的影響。結(jié)果表明經(jīng)濟(jì)區(qū)水資源脆弱程度在2015年和2030年均處于“強(qiáng)脆弱一級”等級，但是脆弱性指標(biāo)由0.236提高到0.271，增幅14.83%，“一帶一路”的實施對經(jīng)濟(jì)區(qū)水資源脆弱性影響較大，水資源條件對承載未來社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在較大的壓力；北海市水資源最為脆弱，脆弱性指標(biāo)由0.544提高到0.801，增幅47.24%，評價等級由“極脆弱一級”提高到“極脆弱二級”，說明“一帶一路”實施對北海市水資源脆弱性影響最大。

3.下一步研究方向

城市化與局地氣候變化之間存在著客觀的動態(tài)耦合關(guān)系，主要表現(xiàn)為氣候變化對城市“社會一經(jīng)濟(jì)一自然”復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)影響城