全球变化视角下适应性与适应能力研究综述

石育中

(西北大学 城市与环境学院，陕西 西安710127)

近年来，随着全球环境变化的影响，社会-生态系统(social-ecological system)或社会—经济—自然复合生态系统(social-economic-nature system)均受到不同尺度(家庭、社区、区域、国家和全球)和不同程度的影响。美国东南部的卡特里娜飓风、东南亚海啸巴、基斯坦地震、南非的持续干旱;我国08年特大冰雪灾害、汶川8.0级特大地震;全球的禽流感和金融危机等，这都表明人类对环境干扰和环境变化存在潜在的脆弱性，全球已进入高风险社会，严重阻碍了社会—生态的可持续发展。学术界试用恢复力、脆弱性和适应性来分析此类事件[1，2]。国外在全球环境变化人类尺度的研究中普遍应用恢复力、脆弱性和适应性及适应能力的概念。全球变化人文因素计划(IHDP)提出了恢复力、脆弱性和适应性三个核心概念，并将其作为全球环境变化人文因素研究的4个交叉主题之一[3]。

适应性源于自然科学的生物进化论，随后Steward将适应性的概念应用于人类系统。近年来，从国外研究进展来看，适应性与适应能力的研究主要集中在全球气候变化背景和社会-生态系统理论框架下。全球气候变化领域掀起了一阵对气候变化适应的研究热潮[4]。世界气候研究计划(WCRP)、国际全球变化人文因素计划(IHDP)、国际地圈计划(IGBP)和国际生物多样性计划(DIVERSITAS)都将科学地适应未来环境变化作为人类社会保持可持续发展的重要准则。社会-生态系统中适应性与适应能力的研究是在社会-生态系统脆弱性和社会-生态系统恢复力的研究框架中进行的。在脆弱性分析框架中，IPCC将暴露、敏感性和适应能力定义为脆弱性的三个基本概念。恢复力框架中的适应性是指适应者(actor)管理和影响恢复力的能力，影响方式是通过促进人类与环境成分的相互影响进行。Smit和Wandel认为国外研究适应性与适应能力的目的有四点:(1)评价系统在适应气候变化过程中缓解和抵消不良影响的程度;(2)研究适应者的选择和适应措施;(3)研究国家，区域和社区不同尺度的适应力，其中涉及对比评估与标准，指数和变量的等级评价;(4)适应性研究有利于适应者更好地适应环境变化[5]。Engle认为，适应性与适应力对可持续和气候变化研究及其重要的意义。本文介绍了适应性概念的演变，并总结了适应性和适应能力的相关概念，分析了在脆弱性框架、恢复力框架和气候变化框架下适应性和适应力的内涵，提出了在不同框架下的概念模型。在此基础上，对适应性和适应力的研究进行展望。

1 适应性与适应能力的概念

1.1 适应性及适应能力的概念

“适应”一词源于达尔文的进化论和自由选择学说[6]。达尔文认为，适应是生物体对寄居环境或特殊环境的反应。随后，生态学家和生物学家关于突变、自然选择和适应展开讨论。

尽管适应一词的含义在自然科学中仍然存在争论，但一般而言，适应是指个体或系统通过改善遗传或者行为特征来更好地适应变化，并通过遗产保留相应的适应性特征。在社会科学领域的适应起源于人类学所理解的人类对环境的适应。而最早将适应的概念应用于人类系统的是美国人类学家和文化生态学家Julian Steward，他用“文化适应”这一概念描述“文化核心”(cultural cores)(即一个区域社会)是如何依据自然环境调整自身行为的。随着全球环境的变化，适应性与适应能力的研究主要在全球气候变化和社会—生态双重系统下展开，

Butzer认为在应对未来可能出现的气候变化及全球粮食供应的问题的过程中，“文化适应”是非常有效的手段。社会-生态系统强调人类的适应性反应，Turner在此基础上提出了脆弱性概念框架和Wisner的脆弱性评价模型[7-9]。

适应能力源于生物学，指生物在面临一系列环境变化时生存并繁殖的能力。Dozhansk认为适应是一种状态，是生物在适应环境的过程中表现出的结构、功能或行为的特征。适应能力的概念广泛用于社会—生态系统的脆弱性框架和恢复力框架中。在脆弱性框架中，IPCC认为脆弱性有三个基本概念构成，分别是暴露、敏感性和适应能力，其中适应能力是指系统对压力的准备能力和调整能力。恢复力框架下的适应能力可以理解为适应性。适应性是指适应者(actor)管理和影响恢复力的能力，影响方式是通过促进人类与环境成分的相互影响进行[12]。社会—生态系统中的适应能力是指组织社会和物理要素的能力，是适应性的先决条件[13]，具有不确定性。

1.2 适应性的科学内涵

“适应”在气候变化领域和社会科学领域定义有所不同。在气候变化领域，Brook认为，适应性是系统提高应对外部压力能力行为和特性的调整。Smit认为，在气候变化的背景下适应性的定义为:适应性是生态—社会—经济系统对实际或预期气候刺激及他们的效果和影响。Pielke认为，适应性是个人和集体为降低社会对气候脆弱性的调整[11]。社会科学领域适应被定义为是对潜在危险的反应，与环境危害、人类脆弱性和适应能力紧密联系在一起。2001年，IPCC定义适应性为“为了应对实际发生的或预计到的气候变化及其各种影响而在自然和人类系统内进行的调整”。Smit和wandel认为适应是不同尺度系统中(家庭、社区、群体、区域、国家)的一个过程或行动，当系统面对环境变化、压力、灾害以及风险或机遇时，系统能更好地应对、管理或调整。基于以上的定义，本文提出适应的概念。适应性是指人类社会系统和自然生态系统对现实环境和预期环境变化的调整，包括自然生态系统自身的适应调整，也包括人类社会的主动调整。

2 主要研究领域的研究进展

2.1 全球变化的适应性研究

适应在全球变化领域的研究以反映和预测两种方式适应环境，也是学者将适应概念化的主要方式之一[8]。从适应在参与全球变化领域的方式来看，是系统的适应能力影响最终实行可持续适应的潜力，被描述为组织稀少资源以对现有压力进行预测和反映。IPCC总结了适应能力的决定因素，分别是经济资源、技术、信息和技能、基础设施、机构和公平[15]。在其决定因素的基础上，不同的的领域和学科对适应能力的定义不同。在政治经济学和地理领域，Yohe、Brook和 Brown认为，由于预期适应的产生，一些潜在因素(如有效的经济结构)必须到位，而在随后的研究过程中也证实机构、治理(机构)和管理(国家)是决定系统适应气候变化的关键因素。在发展研究领域，学者提出了人口和社区适应能力分布的问题。Dow讨论了社区对气候变化的适应，强调低适应能力与贫困有关。

虽然适应性与适应能力在不同的领域有不同的内涵，但主要的研究内容都是从适应对象和适应主体展开的。IHDP将全球环境问题归纳为三种类型:①自然生态系统的问题，如气候变化和全球生物多样性和资源的衰竭;②人类社会问题随着时间的推移而发展为全球环境变化问题，如水资源缺乏和水污染等③因地区环境问题依法的摩擦冲突随时间的推移而发展为全球问题，如因环境问题导致的地区政治不稳定引发的环境难民的问题。Bossel将全球变化背景下的适应主体定义为人类生态系统，包括自然系统、支撑系统和人文系统，其中自然系统主要包括与人类密切相关的环境和资源系统，支撑系统包括经济子系统和基础设施子系统，人文系统包括政府子系统、个体发展子系统和社会子系统。自然系统的适应主要针对生态系统中的生物要素，如动物区系组成对气候变化的适应性。支撑系统和人文系统的适应性研究主要关注人类应对气候和土地利用变化所造成的影响的适应能力和策略，如粮食生产对环境变化的适应性。总之，每个行业的适应都是由许多部分的适应环节组成的，适应主体可以是人，社会经济部门，管理或非管理部门，自然或生态系统，或者是系统的时间、运行与结构。

2.2 脆弱性框架下的适应性研究

适应性的测定与脆弱性和适应能力紧密地联系在一起。脆弱性的概念已经成为社会—生态系统描述对灾害敏感程度的重要工具[17]，人们对脆弱性的认识也从饥荒、自然灾害、贫困到社会—生态系统，其深度和广度不断变化，“脆弱性”已逐渐演变成一个庞大的、独立的概念体系。

国外的脆弱性研究起步于19世纪，随着学术界对脆弱性认识的深入，国外学者在脆弱性独立概念体系的基础上，开始寻求脆弱性与恢复力、脆弱性与适应性和适应性、脆弱性和恢复力之间的关系研究，并取得了一定的成果。IPCC通过三个基本概念来定义脆弱性，分别为暴露、敏感性和适应能力。Yohe认为，适应能力通过调整暴露和敏感性来影响脆弱性，由于适应性是人类的反应，影响着系统生物物理要素和社会要素，因而适应性被认为是降低脆弱性的关键。Jochen通过政策和学术界表明了全球气候变化脆弱性与适应能力的指标。Nick Brook认为，适应能力与脆弱性之间的关系关键取决于时间量表和相关的灾害。系统在中期和长期与预期灾害有关的脆弱性或潜在脆弱性将依赖于系统在灾害预期中的适应能力。Smit认为，适应性、适应能力和脆弱性的概念在被用在不同的领域，也有不同层次的定义。适应性是适应能力的表现，其目的都是降低脆弱性，提出了网状层次模型(如图1)。

图1 脆弱性网状层次模型[10]

2.3 恢复力框架下的适应性研究

Holling首次将恢复力引入到社会—生态系统中，并定义为系统经受干扰并可维持其功能和控制的能力，即恢复力是由系统可以承受并可维持其功能的干扰的大小测定的。Walker认为恢复力是干扰的大小，即社会—生态系统进入到一个由其它过程集合控制的稳态之前系统可以承受干扰的大小。Walker在研究外部干扰下社会—生态系统未来演化轨迹的属性时，将恢复力定义为系统能够承受且可以保持系统的结构、功能、特性以及对结构、功能的反馈在本质上不发生改变的干扰大小[12]。

随着恢复力定义的完善，恢复力的相关研究开始更多的关注社会—生态系统的社会方面，适应能力的概念也开始在这类文献中获得更高的关注，适应能力在恢复力研究中通常被描述为适应性，是一种管理和影响恢复力的能力。随着脆弱性框架的提出，研究恢复力的学者也将管理与机构作为临界变量来影响适应性。Engle提出了适应性与恢复力的概念模型。

近年来国外学者就环境变化对脆弱性、恢复力和适应做了大量研究，其关注的核心在全球变化领域和减少灾难 -危险领域引起了科学的探讨。随着对脆弱性、恢复力和适应性概念方法的深化，学者对的应用也更趋广泛。脆弱性是与恢复力密切相连的一个概念，而且早期的学者更关注脆弱性的研究。随着恢复力研究的不断深入，其渐渐脱离脆弱性并成为与之并列的术语。Engel认为，脆弱性和恢复力是两个独立的概念框架，但可以通过适应能力来建立联系(如图2)。

图2 适应能力概念连接下的脆弱性与恢复力框架[8]。

3 讨论与展望

3.1 适应能力的测定

适应能力被广泛用于可持续发展和全球变化的研究中，因此适应能力在学术界有很大的关注度。但如何有效的测定适应能力，学术界认为有两个难点。首先，由于适应能力的潜在性质，适应能力是很难测定的，学者通常在系统在转变之后尽力测量它。国外学者曾实证调查周边环境过去的压力事件(如干旱、洪水、风暴潮和火灾等)来测量适应性。其次，第二个限制就是适应能力的测度。适应性的测度方法很多，包括案例研究、调查技术、模型、制图等。这些方法源自研究脆弱性的框架，学者企图在理论决定因素的假设下通过使用聚集指数来测定适应能力。虽然这有助于政策的普及和实施，但没有充分考虑到恢复力框架。测定适应能力的案例分析法和系统模型法都是受到恢复力框架的启发，但很难付诸实施。除此之外，适应能力的鉴定也非常重要，Engle和Lemos通过假设将适应能力鉴定为良好的管理能力是高适应能力的标志，他们利用案例分析法将过去的气候事件来衡量和证明良好的管理能力有更高的适应能力。这种方法在某种程度上限制了适应能力的范围[9]。Nathan提出了两种适应能力测度的方法。第一种方法是分析最近压力事件对系统的影响(如生命和财产的损失和生态系统产品和服务的损害等)，影响越小，说明适应能力越强。第二种方法是强调社会—生态系统和适应能力的动态性，在事件发生之前，发生期间和发生之后的时间周期来评估系统对外部压力的准备程度或适应程度[8]。

3.2 展望

从研究内容来看，国外已经对脆弱性﹑恢复力和适应性进行研究，但对适应能力、影响适应性的因素以及如何增强适应能力的政策等方面研究仍显不足。

从研究的尺度而言，国外进行了国家尺度的适应性研究，并以政策性研究为主，但就农户、社区和政府的适应性研究不足。

从研究方法来看，适应性研究以定性描述或案例研究(个案研究)为主，缺乏系统的典型部门/区域的气候变化适应性案例研究，基于农户、社区和政府部门3个层面的“自下而上”的参与性调查研究也少见。

[1]Marco A.Janssen.Resilience，vulnerability and adaptation:crossing-cutting theme of the International Human Dimensions Program on Global Environmental Change[J].Global Environmental Change.2006(16)237-239.

[2]葛怡，史培军等.恢复力研究的新进展与评述.灾害学.2010.25(3)119-129.

[3]Marco A.Janssen.Scholarly networks on resilience，vulnerability and adaptation within the human dimensions of global environmental change.2006(16)240-252.

[4]Smit B，Skinner.M.Adaptation options in agriculture to climate change.Adaption strategy Global Change.2002(7);85–114.

[5]Adger W N，Arnell N W，Tompkins E L.Successful adaptation to climate across scales.Global Enviromental change.2005，15(2);77-86.

[6]Claudia Pahal-Wostl.A conceptual framework for analyzing adaptive capacity and multi-level learning processes in resource governance regimes.Global Environmental Chage.2009(19);354-365.

[7]Donald R，Nelson，W.Adaptation to Environmental Change:Contributions of a Resilience Framework.Annu.Rev.Environ.Resour.2007(32):395–419.

[8]Nathan L.Engle.Adaptive capacity and its assessment.Global Environmental Change.2011(21);647–656.

[9]Engle，N.L，Lemos.M.C.Unpacking governance:Building adaptive capacity to climate change of river basins in Brazil.Global Environmental Change.2010(20)，4– 13.

[10]Barry Smit，Johanna Wandel.Adaptation，adaptive capacity and vulnerability.Global Enviromental Change.2006(16);282-292.

[11]Smit.B.Human adaptation to climatic variability and change.Global Environmental Change.1997(7);129-146.

[12]Walker，B.Resilience ，adaptability and transformability in socialecological systems.Ecology and Society.2004(9).

[13] Donald.R.，Nelson，W.Neil.Adaptation to Environmental Change:Contributions of a Resilience Framework.Annu.Rev.Environ.Resour.2007(32):395 –419.

[14]孙晶，王俊，杨新军.社会 -生态系统恢复力研究综述[J].生态学报.2007(12);10-81.

[15]Smit B.An anatomy of adaptation climate change and variability.Climatic Change.2000(45);223-251.

[16]喻 鸥 阎建忠，张镱锂.区域气候变化脆弱性综合评估研究进展.地理科学进展.2011，26(1)27-34.

[17]Adger W.N.Vulnerability.Global Environmental Change.2006(16);268-281.