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生态韧性:野火烧不尽,春风吹又生

生态系统的生命力来源于哪里?

生态韧性:野火烧不尽,春风吹又生

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生态韧性:野火烧不尽,春风吹又生

原创 Namson赵主任 Namson的韧性实验室

🌿 为什么有些森林一场大火就能再生,而有些却从此荒芜?

🏙 为什么有些城市一遇极端天气就瘫痪,而有些却能迅速恢复?

🌍 我们的美丽家园-地球,它的生命力来自何方?

这些问题背后的答案,可能都藏在一个概念中——「生态韧性(Ecological Resilience)」

上世纪 70 年代,加拿大生态学家 Holling 提出「生态韧性」概念,彻底颠覆了我们对“系统稳定”的传统认知。这个概念不仅改变了生态学的研究范式,也逐渐渗透到气候政策、城市规划、灾害管理乃至国际发展战略中。

今天这篇文章,我简单梳理了一下这个跨越半个世纪的学术概念,主要介绍一下国内的研究现状,归纳研究热点。

通过知网数据库搜索主题「生态韧性+生态恢复力+生态复原力」,去除「城市韧性」相关研究,共检索出 1221 篇论文,筛选收录于北大核心期刊,得到 396 篇论文。

发文最多的 5️⃣个院校:


 北京师范大学:11 篇中国矿业大学:11 篇贵州师范北京大学:11 篇兰州大学:10 篇中国科学院地理科学与资源研究院:9 篇

发文最多的 5️⃣位作者:


 ​张绍良、杨永均、侯湖平(7):主要研究矿山生态恢复与土地治理刘焱序(5):主要研究生态韧性的评价框架王群(4):主要围绕旅游地区的生态韧性和社会韧性进行研究

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生态韧性的研究热点

1️⃣ 概念研究

概念研究部分主要来自于国外学者,由 Holling 开创性的研究之后,逐渐丰富其内涵。

IPCC(联合国气候变化)第六次评估报告 将韧性定义为:「不仅能够维持基本功能,身份和结构,而且能够进行转型的能力。」

1.0 版本:工程韧性

最早由 Holling 指出,生态学文献中韧性有两种不同定义:一种是指系统受扰动后返回平衡状态所需的时间(也是稳定性),这种弹性的定义用于其他领域,例如物理和工程,因此被称为「工程弹性」。

2.0 版本:生态韧性

“系统吸收干扰并在变化中进行重组而仍然保持基本功能、结构、身份和反馈的能力,它预设了生态系统可能存在不止一个稳定状态(稳态域),系统能够在阈值范围内在不同状态之间切换而不丧失功能 。

例如,浅水湖泊可以存在“清水”和“浑水”两种稳定状态,由营养负荷和食物网关系决定,而韧性体现为湖泊在扰动下保持在某一状态不崩溃的能力 。这意味着生态系统并非总是趋于单一平衡,而可能有多个稳定域,韧性体现为对状态转换的容忍度、容错性。

3.0 版本:社会-生态韧性

W. Neil Adger等人率先将韧性应用于社会系统,探讨社会韧性与生态韧性的关联。Carl Folke等学者则进一步发展了社会–生态韧性 概念,强调人类与自然的相互联系:社会–生态系统的韧性体现为在变化和冲击下通过自我调整、学习和创新以持续发展的能力。

现代韧性思维将生态系统视为人与自然交织的复杂适应系统,关注其在不确定扰动中的适应(adaptation)与转型(transformation)能力。正如Folke(2006)指出的那样,韧性视角已经成为理解社会–生态系统动态的重要框架,强调扰动 并非纯粹负面,而是促进系统更新和创新的契机。因此,在社会–生态系统领域,韧性被理解为包含更新、重组与发展能力的正面属性。

2️⃣ 理论模型研究

1. 自适应循环 Adaptive Cycle

Holling在后续研究中引入了生态系统动态的适应性循环 模型(Adaptive Cycle),以解释生态系统在演化过程中“增长—积累—崩解—重组”四个阶段的循环往复特征。适应性循环包括:(1)开发或掠夺阶段 (r) :系统快速增长、资源开拓;(2)保守或积累阶段 (K) :系统缓慢发展、资源储存、结构趋于稳定;(3)释放或崩解阶段 (Ω) :由于内部刚性积累,系统遭遇扰动而迅速瓦解,资源和结构被释放;(4)重组或更新阶段 (α) :系统经历混乱后重新组织,孕育创新和变化。这四个阶段常被概括为一个“8字形”循环模型,前半循环从r到K是缓慢的积累正循环 (foreloop),后半从Ω到α是快速的重组后循环 (backloop),表现出系统先渐进稳定、后突发更新的特征。

自适应循环模型示意图(包括开发 (r)、保守 (K)、释放 (Ω) 和重组 (α) 阶段); 来源:Resilience Alliance

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2. Pan 结构(古希腊掌管自然的神 Pan)

在适应性循环基础上,Holling与Lance Gunderson等提出了泛结构(Panarchy)理论 ,用于描述不同尺度的适应性循环如何嵌套成层次结构 。泛结构强调,任何系统都处于多层次嵌套的层级网络中——生态系统存在于空间、时间和组织结构的多个尺度上,各尺度间的交互对于系统动态至关重要 。

简单来说,较小、变化快的子系统与较大、变化慢的母系统通过跨尺度的反馈联系在一起,这种层次嵌套的适应性循环集合体就称为“Panarchy” 。在泛结构中,不同层级的适应性循环通过“反叛(revolt) ”和“记忆(remember) ”两种关键联结发生作用 :较小层级的剧变(如局部崩解)可以向上“反叛”触发更大尺度的改变,而较大层级则通过“记忆”功能,将其稳定结构和经验传递给下层,以在较小尺度的重组中提供遗存和指导 。这种跨尺度的联结使得局部的创新和试验不会轻易引发整个系统级联崩溃,大尺度缓慢变量提供稳定背景,小尺度快速变量提供变化动力 。泛结构理论揭示了生态韧性的层级性:一个系统的韧性不仅取决于自身内部结构,也受到更大和更小尺度系统变化的影响和制约。

来源:Resilience Alliance

3. 吸引域模型(多稳态理论)

吸引域源于动力系统理论,广泛应用于系统学、生物演化学、复杂科学等领域。系统初始状态处于这个区域内,无论经历怎样的小幅扰动,最终都会趋向同一个稳定状态(即“吸引子”)的状态空间范围

该理论认为,生态系统在相同外部条件下可能具有两个或更多截然不同的稳定状态,而韧性决定了系统留在当前状态的难易程度 。每个稳定状态对应一个“吸引域”,其边界即临界阈值。一旦扰动将系统推过阈值,系统将滑入另一吸引域,很难自行回到原先状态。

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3️⃣ 生态韧性的测量 自 Holling 于 1973 年发表开创性论文以来,如何衡量生态韧性及其具体内容的问题一直困扰着生态学家,这个问题比较复杂,具体可查看以下两篇文献。Andersen T, Carstensen J, Hernández-García E and Duarte C M 2009 Ecological thresholds and regime shifts: approaches to identification Trends Ecol. Evol.24 49–57 [1]李艳鸽,曹银贵,严子循,等.恢复力的生态学内涵及量化方法研究综述[J].生态与农村环境学报,2024,40(07):841-853.DOI:10.19741/j.issn.1673-4831.2024.0062.** 4️⃣ 生态韧性的应用**

•**气候韧性与适应 :**随着气候变化加剧,“气候韧性”成为热词。研究聚焦于提升生态系统和社会对极端气候事件(如热浪、洪水、干旱)的适应能力。

城市韧性与基础设施 :“韧性城市”(Resilient City)建设是近年城市规划与管理的重点之一。其核心是提高城市应对各种突发危机和长期压力(如自然灾害、社会经济转型)的能力 。关键词包括“绿色基础设施”“海绵城市”“智慧城市”等,它们从不同角度强化城市韧性。

自然保护区和景观管理、土地利用与农业管理、土壤管理、河流管理等等

阈值与早期预警信号 :针对生态韧性的临界阈值问题,近年来涌现出一系列探讨生态系统在逼近临界转变(如湖泊从清水变为浑水)时可能出现的提前预警信号 。关键词包括“临界减速”(critical slowing down)、“方差增大”“自相关性增强”等。

•**适应性治理与社会韧性 :**在社会-生态系统管理方面,“适应性治理(adaptive governance)”成为高频词。它强调通过灵活、多主体参与的治理结构来提升系统韧性。例如,对流域、水资源或渔业的治理引入合作式决策、自适应政策试点,被视为增强社会–生态系统韧性的途径 。

韧性与可持续发展 :韧性与可持续发展目标(SDGs)紧密相连。一些学者提出“转型性的韧性 ”(transformative resilience)概念,主张在追求韧性的同时保有促成范式转换的能力,以实现真正的可持续发展。

韧性治理与政策机制创新 :韧性建设需要相应的治理创新作为支撑。未来可能出现更多灵活、多层的治理体系 ,比如区域性的韧性管理机构,协调跨行政区域的气候适应和风险防范行动;或者推动社区层面的韧性规划,赋权基层参与决策。

•**跨学科与公众参与 :**正如Folke所言,韧性思维已成为不同学科对话的平台 。未来这一特性将更突出:社会科学、人文学科将与自然科学携手,从社会心理、文化习俗等角度探讨韧性(例如社区文化如何影响灾后复原力)。

国内引用数最高的 4️⃣篇论文:


[1]肖风劲,欧阳华.生态系统健康及其评价指标和方法[J].自然资源学报,2002,(02):203-209.[1]汪辉,徐蕴雪,卢思琪,等.恢复力、弹性或韧性?——社会——生态系统及其相关研究领域中“Resilience”一词翻译之辨析[J].国际城市规划,2017,32(04):29-39.[1]贺纪正,李晶,郑袁明.土壤生态系统微生物多样性-稳定性关系的思考[J].生物多样性,2013,21(04):412-421.[1]闫海明,战金艳,张韬.生态系统恢复力研究进展综述[J].地理科学进展,2012,31(03):303-314.

国内最原始的 4️⃣篇论文:


[1]肖风劲,欧阳华.生态系统健康及其评价指标和方法[J].自然资源学报,2002,(02):203-209.[1]刘平,汤万金,胡聃.露天煤矿生态系统脆弱性评价方法研究[J].中国人口·资源与环境,2003,(04):35-39.[1]柳新伟,周厚诚,李萍,等.生态系统稳定性定义剖析[J].生态学报,2004,(11):2635-2640.[1]吴春华,牛卫华.论河流生态系统健康[J].人民黄河,2006,(02):10-12.

国内最新的 4️⃣ 篇论文:


[1]程佳龙,张军以.西南地区水陆耦合的生态安全格局识别与生态韧性评估优化[J/OL].农业工程学报,1-10[2025-04-23].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2047.S.20250416.2252.052.html.[1]杨春宇,宋卓远,陈子远,等.旅游生态系统韧性动态演化及障碍因子分析——以贵州省四个世界自然遗产地为例[J/OL].湖南师范大学自然科学学报,1-12[2025-04-23].http://kns.cnki.net/kcms/detail/43.1542.N.20250416.1139.002.html.[1]贾建恒,侯树航,次柯凡,等.不同经营模式华北落叶松的径向生长及对干旱事件的响应[J/OL].应用生态学报,1-8[2025-04-23].https://doi.org/10.13287/j.1001-9332.202506.002.[1]金典,杨永均,杨爽,等.基于机器学习的采煤沉陷区耕地恢复力评价[J/OL].中国矿业,1-9[2025-04-23].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3033.TD.20250409.1623.006.html.

# 最后

在今天这个处处充满“不确定性”的世界里,稳定,已经不再是唯一目标。

韧性,才是新的生存能力。

它并不意味着一成不变地坚守,而是能在混乱中保持基本秩序,在破碎中找到重组的可能,在变化中孕育新的秩序。

从一片森林到一座城市,从一个社区到一个国家,韧性思维 正在重塑我们理解环境、设计系统、制定政策的方式。

未来已来,我们不可能总是预测下一场风暴,但我们可以设计更有韧性的结构,成为那种即使被击倒,也能站起来、适应甚至变得更强的系统。

👋,我是 Namson,一个试图用「韧性」对抗压力、倦怠与脱发的产品人‍

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