恢復力研究的新進展

魯 婷，王 俊

(1.西北大學 城市與環境學院，陜西 西安710127;2.西安交通大學附屬中學，陜西 西安710054)

在《生態與社會》雜志中被引用的最多的一篇文章是揭示恢復力、適應性和可變性關系的。這篇文章將恢復力定義為“當外界條件發生變化時，系統吸收擾動并重建以使其保持基本相同的功能、結構、特征以及反饋的能力。［1］”自這篇文章發表起，人們就一直在討論關于恢復力的一些問題。認為適應性和可變性可能是保持恢復力的基本條件的觀點，第一眼看上去是違反直覺的，因為它將變化作為一個必需條件。但是一定時期內的突然性的或緩慢的變化的動力以及為了系統持續發展的適應和變化的能力卻是SES的核心［2］。

1 恢復力

1.1 恢復力概念的演變

恢復力 resilience源自拉丁文 resilio(re=back回去 ，silio=t o leap跳 )，即跳回的動作。韋氏字典將其解釋為:收縮的物體在受到壓力變形后恢復其尺寸和形狀的能力;從不幸或變化中恢復或適應的能力［3］。從機械力學的概念來理解，恢復力是指材料在沒有斷裂或完全變形的情況下，因受力而發生形變并存儲恢復勢能的能力［4］。從20世紀70年代后，恢復力引申為承受壓力的系統恢復和回到初始狀態的能力。

1.2 恢復力在社會—生態系統中的概念

隨著社會—生態系統理論的引入，恢復力的定義也日臻完善。Gunders on和 Holling將恢復力定義為系統經受干擾并可維持其功能和控制的能力，即恢復力是由系統可以承受并可維持其功能的干擾大小測定的［5］。Carpenter和 Walker等認為恢復力是干擾的大小，即在社會—生態系統進入到一個由其它過程集合控制的穩態之前系統可以承受干擾的大小。Walker等在研究外部干擾下社會—生態系統未來演化軌跡的屬性時，將恢復力定義為系統能夠承受且可以保持系統的結構、功能、特性以及對結構、功能的反饋在本質上不發生改變的干擾大?。?］。

1.3 生態恢復力

生態恢復力是指系統在保持自身結構不變的前提下，通過調整系統的行為控制參數及程序后，系統能夠吸納的擾動量。這一定義關注系統遠離任一平衡穩態后的適應狀況，而這種非穩定態能夠促使系統躍遷到其他行為領域，即另一穩定域相對而言，生態恢復力更強。

以著名的“杯球”隱喻模型(圖1)來進一步說生態恢復力［7］。杯子代表系統的穩定域，球代表系統的狀態，單向箭頭表示外界對系統的擾動。我們用穩定局面的維持來描述生態恢復力:在本模型中，杯1杯2分別代表不同的穩定域，當系統(杯1內的球)受到擾動后，為維持穩定局面，球被外力彈射;我們把球最終離開杯1進入杯2前的臨界狀態下，能夠吸收的擾動總量作為生態恢復力此時，生態恢復力由穩定域的寬度(R)來測量。

圖1 生態恢復力隱喻圖

2 社會—生態系統的適應性與可變性

2.1 適應性

系統因子影響恢復力的能力。通常的軌跡是從一個快速增長階段(在這個快速增長階段中，資源是可隨意使用的，而且恢復力很高，即r階段)，通過資本積累，進入到一個逐漸僵化的階段，在這個階段中，多數資源是凍結的，幾乎沒有靈活性和新事物，恢復力很低(k階段)，從那里通過一個突然的塌陷進入到一個混亂動力的釋放階段，在這個階段中關系和結構是未完成的(Ω階段)，之后進入到一個重組階段，這個階段有新事物出現(α)。適應性使一個社會—生態系統具備了可被認知的能力，結合經驗和知識，調整社會—生態系統對于不斷變化的外部動力及內部過程的反應，并使其繼續在現在的穩定域和吸引盆地中發展。(Berkes et al.2003)適應性已經被定義為“一個系統的因子影響恢復力的能力”(Walker et al.2004:5)因此，盡管社會—生態系統內部需求不斷變化也有來自外部的壓力，適應的能力仍然維持著一定的過程。

2.2 可變性

可變性被定義為“當生態、經濟或社會結構使已存在的系統無法站住腳時，創造一個全新的系統的能力?！?Walker et al.2004:5)對于可變性的研究有助于通過調查人類活動和特定自然資源的關系，比如乳制品或水果的產量，或氣候變化這類環境問題，以及多層次社會協作對于一個更廣的反饋系列以及社會—生態系統的闕值的反應來拓寬社會領域(Chapin etal.2009)。

3 恢復力在不同領域的應用

3.1 災害領域

隨著全球對災害關注的日益增加，越來越多的災害學家開始研究恢復力在災害管理中的重要性。其中，比較有代表性的是Bruneau等人的地震災害恢復力研究。Bruneau將地震恢復力分割到技術、組織、社會和經濟4個不同的維度，即TOSE維度空間模型技術維恢復力衡量實體系。

3.2 社會-生態領域

以社會—生態系統作為研究對象，從復雜系統動力學角度研究系統對外界干擾的恢復力和適應力，是近年來可持續發展與全球變化研究的一個主要趨勢。社會 -生態系統(簡稱 SESs)是人與自然緊密聯系的復雜適應系統，受自身和外界干擾與驅動的影響，具有不可預期、聚集、自組織、非線性、多樣性、多穩態、循環性等特征，以 Holling為首的“恢復力聯盟”主張運用適應性循環理論來解釋和分析社會—生態領域的恢復力［8］。

3.3 經濟和組織行為領域

Comfort是最先將恢復力引入組織行為領域的學者之一［9］，她認為恢復力僅限于干擾事件發生后的組織行為和過程，這種面向過程的概念與生態恢復力相似，她的研究重點不是達到預期水平，而是系統功能的回復，但這種功能的變化軌跡不包含大多數非線性及適應性動力學。2001年，Paton和Johnston提出組織行為恢復力是當人類或系統遇到重大干擾時所表現出的一種能力，它能夠促進與維護系統功能相聯系的組織行為，其具體表現是能夠利用實體資源及素質來管理遇到的需求、挑戰和變化［10］。這一觀點將組織行為恢復力定義擴大到了自然生態系統，它本質上是恢復力聯盟指明的恢復力屬性之一，即系統重組織的能力。

4 結論與展望

恢復力聯盟借助穩定性景觀模型確定了恢復力在理論上的量化屬性，但是，要實施量化依然存在極大難度:首先，擾沌(Pr)在模型中無法表現，目前僅有定性闡述;其次，模型中L R和 P三個參數的估算方法尚未明確;再次，穩定性景觀本身也是動態變化的，這進一步增加了模型參數的估算難度。另外恢復力在經濟和組織行為方面的表現是降低環境災害損失的有效方法。

因此恢復力的量化及其在經濟和組織行為方面的應用必將成為未來恢復力研究的重要方向。

［1］Walker，B.H，C.S.Holling，S.R.Carpenter，and A.Kinzig.2004.Resilience，adaptability and transformability in social– ecological systems［J］.Ecology and Society 9(2):5.

［2］Carl Folke，Stephen R.Carpenter，Brian Walker，Marten Scheffer，Terry Chapin ，and Johan Rockstr?m.2010.Resilience thinking:integrating resilience，adaptability and transformability［J］.Ecology and Society 15(4):20.

［3］Merriam Webster.Merriam - Webster's 11th collegiate dictionary［M］.MA:HarperCollins Publishers Ⅰnc，2003.

［4］Gordon J E.Structure .Harmonds worth，UK:Penguin Books，［M］1987.Walker B，Car penter S，Anderies J，et al.Resilience management in s ocial2 ecological systems:a working hypothesis for a participatory approach［J］.Conservation Ecology，2002，6(1):14.

［5］Gunders on L H，Holling C S.Understanding the comp lexity of economic，ecological and social systems［J］.Ecosystems，2001，6:390-405.

［6］BrianWalker，Holling C S，Car penter S R，et al.Resilience，adap tability and transfor mability in s ocial2 ecol ogical systems［J］.Ecology and Society，2004，9(2):5-12.

［7］Tilman D，Downing J A.Biodiversity and stability in grasslands［J］.Nature，1994，367(6461):363-365.

［8］Holling C S.Resilience and stability of ecological systems［J］.Annual Review of Ecology and System atics，1973(4):12-23.

［9］Comfort L K.Risk and resilience:inter-organizational learning following the northridge earthquake of 17 January 1994［J］.Jour-nal of Contingencies and Crisis Management，1994，2(3):157-170.

［10］Paton D，Millar M，Johnston D.Community resilience to volcan-ic hazard consequence［J］.Natural Hazards，2001，24:157-169.

［11］劉婧，史培軍，葛怡.災害恢復力研究進展綜述［J］.地球科學進展.2006，21(2):211-218.

［12］孫晶，王俊，楊新軍.社會 -生態系統恢復力研究綜述［J］.生態學報.2007，27(12):5371-5381.