概要
社会—生态系统是社会子系统和生态子系统及其交互作用的集合,明晰生态环境与人类社会间的相互作用,预测人地系统变化并支撑管理决策,是多学科领域交叉的共性难题。生态系统服务研究框架为揭示社会—生态系统中各要素的传导与作用提供了新的视角。本文从这种新视角出发,沿“生态系统供给—耦合人类干预—促进社会发展”这一脉络,总结了生态系统服务视角下现有的社会—生态系统耦合模拟方法研究进展及趋势。研究发现,在生态系统服务级联传导研究中,已经由关注“自然生态系统对社会经济系统的影响”转变为关注“生态系统和社会系统的交互作用和互馈机制”;研究内容上,从关注“生态系统和环境效应的变化”向关注“社会系统及其对不同群体活动的影响效应”转变;研究重点逐步从明晰耦合系统“内在机理与动力机制”的理论探究走向“优化与调控策略”的应用实践。开展自然和人文过程并重、空间明晰的社会—生态耦合模拟,以及全面科学地认识复杂系统内部相互作用与反馈,是未来耦 合模拟中亟待突破的重点。
总体来说,生态系统服务为社会—生态间耦合关联研究提供了新的理论支撑。通过服务的流动,自然的供给传递至人类社会形成惠益,而人类的行为决策机制也可以对自然加以反馈调节,最终实现可持续发展目标下的社会—生态协同提升。生态系统服务流的提出也有助于分析服务在不同尺度的社会—生态系统之间的供需流关系,已经被学界广泛关注。生态系统服务被认为是“综合管理社会—生态复杂系统的最好手段之一”。但也 应看到,由于社会—生态间耦合关联内涵广泛、要素繁多,在使用生态系统服务手段界 定社会—生态系统边界、度量演化过程、实施影响评价等方面仍具有较大的探讨空间。寻找具有针对性的理论模式,开展可定量化的仿真模拟,是提升研究可操作性的重要抓手。
3.1 社会—生态耦合关联方法概述
社会与生态间关联存在复合性、复杂性和可变性。地理学中的“耦合”强调生态系统与社会系统之间复杂的相互依赖、相互作用、相互影响、相互适应的过程。在整合 框架下模拟复杂的地表过程和人类活动,是地理学从概念模型走向定量表达的关键。使用模型对其中的实物、现象、过程进行系统的简化描述或其部分属性的仿真,是深化自然和人文要素间相互作用认知、提升地理学综合研究水平的重要手段。为解决生态与社会要素属性不一、量纲不同、无法融合等问题,大量研究使用货币化、质量化、空间面积化、能值化、㶲值化等方法作为关联的耦合接口,将不同质的子系统变换成为统一的量纲 (表2)。
然而,相比于分离系统,耦合系统的多要素集成与复合功能度量更具难度,不仅要素间不可比较,而且还存在多要素相互交织、难以分割的问题,有时不能依靠简单的单一接口连接,需要同时耦合格局与过程、自然与社会等多个方面。当前,使用货币价值方法开展生态系统核算,将结果与社会经济系统进行比较是最常用的耦合方法。但特定的生态系统和单个物种常常受到生态阈值的威胁,而生态阈值具有内在的不确定性,使货币估值存在很大问题。此外,币值化还存在方法不统一、主观成分高的争议。部分地区自然资本估值的结果是区域GDP的数十倍乃至百倍,这对实践的指导意义非常有限。此外,非货币价值的量化在实践应用中也存在一定困难。强化社会—生态系统中的环境外部性的度量,与生态模型进行耦合衔接以提高模型的空间显性表达,探寻基于过程的定量模拟与多途径耦合仍旧是地理学综合研究的学术增长点。
3.2 生态系统服务视角下的社会—生态系统耦合模拟
生态系统服务是人类生存发展必不可少的物质基础,人类可以通过调节和管理来改善生态系统,进而强化服务供给,提升人类福祉。因此,以生态系统服务为重要切入点,可以沿“生态系统供给—耦合人类干预—促进社会发展”这一脉络,探寻复杂社会 —生态运行过程中自然与人文要素的传导,剖析生态系统服务与劳动力、技术、金融资本和机构的共同生产过程。当前,针对各类服务在社会—生态系统中的传导,已有大量研究从理论构建、模型模拟、案例分析等多途径展开,为社会—生态关联过程的合理管治和路径调控提供参考。
3.2.1 供给服务在社会—生态系统中的耦合传导模拟
3.2.2 调节服务在社会—生态系统中的耦合传导模拟
3.2.3 文化服务在社会—生态系统中的耦合传导模拟
3.3 基于生态系统服务的社会—生态系统情景预测
使用模型整合和传递性质各异且不断变化的生物物理和社会数据,预测系统过程变 化并形成优化治理决策,是社会—生态耦合研究的服务出口 (图 1)。生态系统服务视 角为社会—生态间关联研究提供了新的切入点,基于情景假定,通过不同服务在社会生态系统中的多主体相互作用模拟可为生态补偿、产业结构调整、土地利用规划等 政策的实施提供支撑。
3.3.1 自然环境演变下的社会—生态系统情景预测
3.3.2 社会变化下的社会—生态系统情景预测
总之,将生态系统服务与社会经济模型相结合,开展情景预测独具优势,既可以模 拟自然环境变化给系统带来的影响,又可以模拟多主体间相互作用,量化人类行为对系 统的治理成效。此外,开发服务扩展的可计算一般均衡模型强化了传统模型中较为薄弱 的环境外部性表达,为双向调节人地关系提供了支撑。尤其在短期工程建设与中短期生 态效用、域内人类活动与域外效应的综合评判方面,开展服务视角下的社会—生态情景 预测可为政府优化治理决策提供帮助。
结论
地球上所有人类活动均发生在自然和社会经济系统交互作用连续体的某一处。生态系统服务是理解区域社会—生态间关系的新视角,已经形成了较为坚实的研究基础, 其本质是以人类需求为核心,以生态系统服务供给为基础,以社会各部门生产为途径, 同时通过人类行为管护自然,即通过“人”(人类活动) —“地”(生态系统服务) “业”(社会生产) 三维的耦合调控推动社会—生态系统的发展。纵观既有研究,主要呈现以下3个特点:
(1)人类活动的干扰及管理对生态系统物质能量循环产生影响,生态过程受到人类活动的影响并作用于区域社会经济过程。在生态系统服务级联传导研究中,越来越多的学者意识到生态系统服务同时受到生态系统与人类互动的影响,通过服务的流动可以将 自然有效供给与人类决策机制相联系,人类的行为决策机制可以反过来影响生态系统服 务的供给。学界认知也已经从自然生态系统至社会系统的“单向影响”转变为强调两者 间的“交互作用和互馈机制”。
(2) 自然环境演变和人类活动主导的社会变化引发不同的社会—生态效应。不论是直接进入市场交易的供给服务还是通过“非实体”的形式提升人类福祉的调节、文化和支持服务,都会受到极端气候变化、突发性自然灾害的影响。随着人类干预的社会—生 态效应愈发明显,研究侧重关注人类技术和资本的投入和社会经济系统的变化,由此引发的社会公平问题也已经逐渐被重视。这标志着研究从关注“生态系统和环境效应的变化”向关注“社会系统及其对不同群体活动的影响效应”转变。
(3) 耦合研究为揭示复杂交互作用机理提供了有效手段,而基于生态系统服务的社会—生态间耦合关联研究逐渐成为提升生态系统和社会经济系统交互作用和互馈机制的 较好途径。在构建深入的、交叉的和综合的自然与人文要素耦合框架中,通过多途径耦 合实现具有市场价值和非市场价值不同类型服务的内化,减少自然要素价值化的不确定性,是当前的技术难点。这一内化过程也是将自然对人类的真正贡献纳入经济理论和实 际决策中的过程。这意味着研究逐步从明晰耦合系统“内在机理与动力机制”的理论探究走向“理论探究”与“应用实践”并重,同时对于“理论探究”中的机制与机理探究更为重视,以切实支撑实践需求。
