资源环境承载力研究回顾与展望——针对特大地震山地型重灾区

汤 敏 刘 斌 李仕明

(1. 成都理工大学传播科学与艺术学院， 四川成都 610059；2. 电子科技大学经济与管理学院， 四川成都 611731；3. 成都理工大学管理科学学院， 四川成都 610059)



资源环境承载力研究回顾与展望
——针对特大地震山地型重灾区

汤 敏1, 2刘 斌2, 3李仕明2

(1. 成都理工大学传播科学与艺术学院， 四川成都 610059；2. 电子科技大学经济与管理学院， 四川成都 611731；3. 成都理工大学管理科学学院， 四川成都 610059)

“5·12”汶川特大地震属于非常规突发事件，各学科针对其所进行的研究成果丰硕但相对独立，将区域资源环境承载力作为突发事件衍生效应的承灾体可建立融合各研究领域的通道。文章在回顾区域资源环境承载力和地震衍生效应研究基础上，针对特大地震山地型重灾区科学重建的重大现实和理论需求，提出基于地震衍生效应的区域资源环境承载力研究思路，为研究地震灾害衍生效应影响下的区域经济社会可持续发展提供参考。

特大地震； 山地型地震重灾区； 资源环境承载力； 衍生效应

一、引言

人类认知的历史和实践表明，在所有的灾害应对里，人们对“汶川”地震这类特大地震感到最为恐惧。一方面是因为难以实现临震预报，对该类特大灾害的特性和演化规律认识不足；另一方面则是由于人们倾向于了解基于大数定理发生的常规和普通事件，对特大地震类非常规事件的发生缺乏有效准备。

“5·12”特大地震严重破坏了区域自然地理环境，而由地震“后效应”作用衍生出的各种环境、经济、社会风险相互交织、作用，还将对当地区域的可持续发展造成潜在的巨大风险。围绕“5·12”汶川地震及灾后重建，自然和社会科学各学科领域开展了大量研究，但现有研究都各自独立，缺乏成果融合的通道。本文梳理相关领域研究发展现状，从区域应急管理的重大现实需求和提升现有理论研究出发，提出开展跨学科融合研究展望，形成基于特大地震衍生效应的山地型重灾区区域资源环境承载力演化研究理论框架和方法思路。

二、资源环境承载力研究回顾

资源环境承载力研究对象为区域的资源和环境类要素，研究理论基础基于可持续发展和人类生态学等[1]，学科发展借助土地、人口、旅游等领域的承载力要素评价方法及思路，从最初的资源和环境承载力的相关研究，发展到资源环境承载力整体性、区域性的综合研究，主要呈现三个显著的特征：(1)研究内容从单一要素到多要素的丰富；(2)研究对象从生物承载力到人类承载力的层次提升[2]；(3)研究视角从人口数量承载到社会文化承载的拓展。[3][4][5]

针对我国山地型地区占国土面积比例较大，且地震重灾区中此类区域次生灾害频发，灾情危害程度严重，重建恢复情景更为复杂，发展经济社会的基础条件更为艰巨的现实情况，开展针对地震山地型重灾区资源环境承载力的研究具有重要的现实意义。现有地震山地型重灾区研究体系中关于区域资源环境承载力的研究在概念界定、方法上较多地采用静态评价而非动态预测[6]，多通过灾害风险评价计算区域人口和开展产业规划[7]，总的来说还较为缺乏在灾害链生情景影响下，针对山地型地震重灾区区域资源环境承载力的动态演化研究。

三、特大地震山地型重灾区衍生效应回顾

“5·12”汶川特大地震属于非常规类突发事件，特大地震造成崩塌、滑坡等具有代表性的山地次生灾害，改变了泥石流流域物源条件，激活了潜在的泥石流沟。地质灾害学研究认为山地次生灾害形成地震→崩塌、滑坡、泥石流→堰塞湖→溃决洪水次生灾害链[8][9]，且地震的灾害链式效应突出表现为在一定时间内次生灾害高发的强震地质灾害“后效应”[10]。

针对特大地震作为非常规突发事件对经济社会产生的持续影响，管理学领域通过分析突发事件形成要素、社会要素、信息及行为主体间活动的影响和相互作用的耦合现象，探索事件链发展过程中的演化规律[11][12]13][14]，并在情景推演的基础上制定应对决策。[15]由于山地型重灾区社会经济发展水平原本相对滞后，特大地震不仅导致突出的人地关系矛盾，还造成灾害链式影响效应，个体认知和行为中存在的阻碍恢复生产、生活的因素极可能集聚、演化成激发地区暴力冲突的社会风险[16]，这些风险因素与区域落后的经济发展模式、脆弱的心理及社会环境发生耦合，促使致灾体和承灾体间发生作用转化，形成相互交织的多因果灾害链关系结构，推动灾害情景演化在多层次间交互[17]，加速新的突发事件传播和演化[18]，衍生为更复杂的社会不稳定突发事件[19]，导致“持续受灾”和“连续受灾”类灾害效应。[20][21]

相关领域和学科对特大地震山地型地区灾害的衍生效应研究已形成相当丰硕的理论和实践成果，三个主流的研究领域都各有不同的侧重点且自成体系，但相关研究结果之间缺乏相互连接的通道。考虑到突发事件发生在一定区域、时间范围内，将衍生效应作为特大地震突发事件的致灾体，将区域资源环境承载力视为承接衍生效应的承灾体(如图1所示)，就为衍生效应的研究提供了基于一个共同基础的着力点，不仅将自然科学、经济和管理领域的相关研究成果聚集到特定且具体的研究对象上，并将相关理论体系聚合起来，通过集成各学科前沿的研究方法和技术，使学科领域间充分的交叉与融合。

四、基于特大地震衍生效应的山地型重灾区资源环境承载力研究展望

为便于理论研究和选择适宜的方法建模，将灾害链演化过程中致灾体与承载体的相互作用、灾害链与区域经济社会要素的耦合作用统称为关于山地型重灾区特大地震的衍生效应。研究思路如下：

(一)区域资源环境承载力要素提取及形式表达

针对研究区域资源禀赋、地理条件、社会经济发展状态等实际，依据系统动力学理论绘制承载力要素间因果关系及流程图，揭示影响区域资源环境承载力的关键因素，并实现要素间作用的形式化表达。

(二)灾害链生效应演化描述及衍生效应情景演化理论框架

根据已有的灾害链关于链生机理研究的成果，运用情景推演方法设计链生效应与经济社会发展变量间的耦合作用节点的逻辑结构[22]，形成基于区域社会和管理经济视角的灾害链成灾机理描述，研究思路如图2所示。

灾害链生效应演化描述关键在于刻画不同时刻灾害的状态及分析演化过程。本研究考虑图2所示灾害链：特大地震——崩塌(滑坡)——泥石流，探究三种灾害情景对区域经济和社会发展的重大影响，并结合应急管理理论中的情景推演分析在灾害链作用不同情景下区域经济发展模式的差异、发展质量的变化。

(三)基于山地型重灾区衍生效应的区域资源环境承载力理论体系构建

本研究以区域资源环境综合承载力(Comprehensive Carrying Capacity，CCC)理论为基础，分析区域资源环境承载力动态演化过程，丰富、完善山地型重灾区承载力演化研究的理论体系，初步构建基于地质生态环境承载力—经济与产业承载力—文化心理承载力的区域资源环境承载力理论体系。

(四)山地型重灾区区域资源环境承载力演化情景推演及作用机理建模

研究山地型重灾区区域资源环境承载力，关键在于刻画其演化过程，研究演化机理；并根据灾害链衍生效应情景演化理论分析框架，以“情景—应对”理论为基础[23]，分析不同情景对区域资源环境承载力的需求及制定应对决策。根据统计，关于特大地震类非常规突发事件对区域资源环境承载力研究的历史数据较少，地震演化分析通常以后验概率分布为研究范式，运用马尔科夫链蒙特卡洛算法(MCMC)分析随机过程[24]，获得大量后验概率分布样本及相关的不确定性信息，构建模拟数据样本库。[25]应以恢复重建后的区域未来经济发展空间和质量对资源环境承载力的需求为目标，引入计算实验、平行计算方法[26]，根据区域灾害链演化的历史数据(现实案例)结合模拟数据样本模拟灾害链生效应影响下的链生灾害情景演化对区域资源环境承载力的动态作用过程，预测区域资源环境承载力在灾害链生效应影响下的变化趋势，反馈及调整区域发展相关规划和决策的制定，解决复杂系统承载力量化研究及演化预测的问题。

1.衍生效应机理建模

根据已有灾害数据(灾情、灾损等)，综合提取灾害数据及图像资料，搭建多学科间不同类别数据的大规模并行计算平台[27]，构建灾害链衍生效应演化的实验场景。

(1)

uij表示灾害链从状态i到状态j变化过程中的转移概率，该公式作为衍生效应发生、演化机理的概率计算模型基础。定量描述、精确刻画链式机理的作用过程，并匹配到灾害链衍生的各类情景，衍生灾害发生时刻与灾害情景关系如下：

(2)

S:衍生效应的演化情景描述集; St：t时刻的衍生灾害情景。

2.区域资源环境承载力演化机理建模

借鉴演化博弈合作与非合作博弈视角分析承载力各子系统(地质生态环境承载力系统、经济与产业承载力系统、文化心理承载力系统)构建的不同演化策略，演化策略情景如下：

(3)

式中，F为非线性函数,Ct为对应t时刻的资源环境承载力。

构建基于非常规突发事件衍生效应的区域资源环境综合承载力演化模型。分析承载力演化所受影响中驱动因子的趋势，绘制作用因素自相关系数图，预测演化规律。[29]区域承载力演化情景研究路径如图3所示。

五、结论

建立区域资源环境承载力的动态演化模型，不仅可以评价区域承载力演化情景下的经济社会发展状态，还可以科学描述并刻画区域承载力的动态演化，并在其基础上进行预测、决策和积极应对。开展特大地震衍生效应研究，去除掉了非常规突发事件应急管理、区域资源环境承载力间碎片化的成果，集成各领域的系统化理论和方法体系，形成鲜明而有整体性的思路及框架。以山地型重灾区为具体对象开展衍生效应作用下区域综合承载力演化的研究，为度量山区城市化发展潜力，布局山区可持续发展战略提供参考，更进一步提高了特大地震衍生效应理论研究的针对性和适用性，从而为类似衍生效应的应急管理及应对提供有益借鉴。

注释：

[1] Arrow K ., Bolin B., Costanza R., et al. ,“Economic growth, carrying capacity, and the environment”，EnvironmentandDevelopmentEconomics, vol.268,no.1(1996).

[2] Cohen J. E. ,“Population, Economics, Environment and Culture: An Introduction to Human Carrying Capacity”，NatureSciencesSociétés, vol.34,no.6(1997).

2.4 两组患者治疗前后PV及IPSS评分比较 常规治疗组患者治疗前后IPSS评分、PV差异无统计学意义(P>0.05)。非那雄胺组患者治疗后IPSS评分较治疗前明显改善，PV明显缩小，差异有统计学意义(P<0.05)。非那雄胺组患者治疗后IPSS评分及PV较常规治疗组降低，差异有统计学意义(P<0.05)，见表3。

[3] Zhang Linbo, LI Wenhua, Liu Xiaofu,et al. , “Carrying capacity: origin, development and prospective”， 《生态学报》 2009年第2期。

[4] Seidl I., Tisdell C. A. ,“Carrying capacity reconsidered: from Malthus’ population theory to cultural carrying capacity”，EcologicalEconomics, vol.31,no.3(1999).

[5] 董俊丽、任 栋：《基于经济文化强省建设目标的山东经济社会承载力研究》，《东岳论丛》2012年第5期。

[6] 樊 杰等：《芦山地震灾后恢复重建资源环境承载能力评价》，北京：科学出版社, 2014年。

[7] Deng W. ,“Discussion on mountain area resource and environment carrying capacity”，GeographicalResearch, vol.29,no.6(2010).

[8] 苏鹏程、韦方强、冯汉中等： 《“8·13”四川清平群发性泥石流灾害成因及其影响》，《山地学报》2011年第3期。

[9] 李文鑫、王兆印、王旭昭等：《汶川地震引发的次生山地灾害链及人工断链效果——以小岗剑泥石流沟为例》，《山地学报》2014年第3期。

[11] 杨保华、方志耕、刘思峰等：《基于GERTS网络的非常规突发事件情景推演共力耦合模型》，《系统工程理论与实践》2012年第5期。

[12] 刘 樑、史 浩、何 婧等：《非常规突发事件在线信息处理及其演化传播规律研究综述》,《电子科技大学学报》(社会科学版)2013年第2期。

[13] 罗成琳、 李向阳：《突发性群体事件及其演化机理分析》，《中国软科学》2009年第6期。

[14] 姜 卉、黄 钧：《罕见重大突发事件应急实时决策中的情景演变》，《华中科技大学学报》(社会科学版) 2009年第1期。

[15] 杨继君、吴启迪、程 艳等：《面向非常规突发事件的应急资源合作博弈调度》，《系统工程》 2008年第9期。

[16] PhilipNel, MarjoleinRigharts,“Natural Disasters and the Risk of Violent Civil Conflict”,InternationalStudiesQuarterly, vol.52,no.1(2008).

[17] 王颜新、李向阳、徐 磊：《突发事件情境重构中的模糊规则推理方法》，《系统工程理论与实践》 2012年第5期。

[18] 刘 樑、戴 伟、李仕明：《基于多Agent的非常规突发事件在线信息预警策略研究》，《中国管理科学》 2014年第S1期。

[19] 马庆国、王小毅：《非常规突发事件中影响当事人状态的要素分析与数理描述》，《管理工程学报》2009年第3期。

[20] 郭 翔、张艾荣：《气象灾害事件耦合动力机制研究》，《软科学》 2012年第11期。

[21] 张卫星、周洪建：《灾害链风险评估的概念模型——以汶川5·12特大地震为例》，《地理科学进展》 2013年第1期。

[22] 杨保华、胡明礼、方志耕：《具有不确定性参数的非常规突发事件情景推演GERTS网络互力耦合模型》，中国管理科学学术年会，2011年。

[23] 刘德海、韩呈军、尹丽娟：《城市拆迁群体性事件演化机理的多情景演化博弈分析》，《运筹与管理》 2016年第1期。

[24] Liu J., Kato N., “A Markovian Analysis for Explicit Probabilistic Stopping-Based Information Propagation in Post disaster Ad Hoc Mobile Networks”,IEEETransactionsonWirelessCommunications, vol.15,no.1(2015).

[25] 黄哲远、 甘利灯、 戴晓峰等：《随机地震反演关键参数优选和效果分析(英文)》，AppliedGeophysics, 2012年第1期。

[26] 王飞跃：《人工社会、计算实验、平行系统——关于复杂社会经济系统计算研究的讨论》，《复杂系统与复杂性科学》2004年第4期。

[27] 王飞跃、邱晓刚、曾大军等：《基于平行系统的非常规突发事件计算实验平台研究》，《复杂系统与复杂性科学》 2010年第4期。

[28] 王起全、飞禹舟、任国友：《职工群体性突发事件发生原因演化分析及对策研究》，《中国安全生产科学技术》2016年第5期。

[29] Peng J., Du Y., Liu Y., et al. ,“How to assess urban development potential in mountain areas? An approach of ecological carrying capacity in the view of coupled human and natural systems”,EcologicalIndicators, vol.60(2016).

[责任编辑：黄艳林]

2016-09-25

国家自然科学基金重大研究计划“‘情景-应对’型非常规突发事件演化规律动态评估预测模型与方法”(91224001); “资源环境战略”四川省社会科学高水平研究团队、 四川省社会科学“十二五”规划2015年度基地项目“基于‘情景-应对’模式下的地震极重灾区资源环境承载力研究”(SC15E007); 四川省直机关党校重大研究课题“‘四个全面’与区域发展战略关系研究——以四川省灾后重建为例”(zd15-1-13); 成都理工大学传播科学与艺术学院学生创新创业训练“种子计划”重点项目“自然灾害风险认知及灾害风险传播路径分析”(CYZD20161105)。

汤 敏， 女， 四川安岳人， 成都理工大学传播科学与艺术学院党委副书记， 副教授， 电子科技大学经济与管理学院博士研究生；

F062. 2

A

1002-3321(2016)06-0010-04

刘 斌， 男， 四川眉山人， 成都理工大学管理科学学院讲师， 电子科技大学经济与管理学院博士后；

李仕明， 男， 四川仁寿人， 电子科技大学经济与管理学院教授、博士生导师。