生态安全的影响因素与基本特征研究进展

王乃亮,孙旭伟,黄 慧,姜泳波,陈思瑾

(1.甘肃省生态环境科学设计研究院, 甘肃 兰州 730020；2.甘肃省黄河上游水源涵养区生态保护和修复工程研究中心, 甘肃 兰州 730020；3.甘肃农业大学 生命科学与技术学院，甘肃 兰州 730070)

1 引言

20世纪中叶以来，人类面临的生态安全问题不断演变、生态压力越来越严峻[1]。生态安全作为我国推进生态文明建设、实现可持续发展的重要基础和国家安全的重要支撑与组成部分[2]，已经上升为国家战略，并成为我国生态学研究的热点和重大科学问题之一[3]。近年来，我国生态安全研究取得了较大发展，形成了具有特色的研究理念和方法，然而由于生态安全问题的复杂性，一些模糊性、争议性的问题依然阻碍着该领域的进一步发展，探讨界定其中的关键概念、建立坚实的理论基础成为生态安全研究领域当前面临的重要问题[4]。

生态安全概念是生态安全研究领域最基本、最核心的问题，其形成与发展有着深刻的时代背景和思想基础[5]。不同的“安全观”必然导致不同的生态安全管理理念与评价方法，也直接影响生态安全实证研究中评价指标的筛选和评价模型的构建[6]。长期以来，各国学者和决策者围绕多种生态风险和生态退化问题，基于不同的学科理论和认识角度，针对不同的关注对象和目标指向，提出过多个生态安全(Ecological security)的概念，但迄今仍无明确统一的看法[7]，阻碍了生态安全评价研究的延续性和结果的可比性，不利于生态安全研究的深入与管理实践活动的开展。本文在梳理与借鉴相关研究的基础上，剖析了生态安全概念的内涵与外延，分析了生态安全的基本特征及其主要影响因素，提出了今后生态安全研究应当关注的建议，以期为国家生态安全研究提供理论参考。

2 生态安全的概念

2.1 生态安全概念的剖析

国内外研究者迄今提出的生态安全定义不少，但从核心含义来看，大体可以归纳为以自然生态系统为主体的狭义生态安全和以人的安全为中心的广义生态安全。

狭义的生态安全指自然和半自然生态系统的自身安全，即生态系统能够维持自身结构、功能与自然演变的状态，包括生态系统完整性和健康状况[8]。狭义的生态安全以自然生态系统为主体、以人类活动为主要客体，强调生态系统的健康和生态过程的稳定，把生态系统自身的安全作为生态安全的核心。狭义的生态安全概念的提出有助于通过认识人类活动对生态系统的不利影响，自觉地将人类活动限制在生态系统能够承受的范围内[9]。

广义的生态安全包括2个方面的核心含义：一是生态系统自身的安全，即生态系统的结构和功能保持完整和正常，不受自然因素和人类活动的危害或威胁；二是生态系统对人类生产生活的支撑与服务安全，即生态系统提供的产品和服务能够满足人类生存发展的持续需求[10]。广义的生态安全概念以人的安全为核心，将生态系统的承载能力和对人类社会的服务功能作为生态安全的物质基础，认为自然生态系统的自身安全是其满足人类社生存与发展的持续需求的基本保障。

有学者将国际应用系统分析研究所定义的“人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源与社会发展的必要资源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等不受威胁的状态”作为广义生态安全的经典表述[8]。这个由自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全3个子系统组成的复合生态安全系统实际上包含了3个层次[11]，其自然生态安全指自然生态系统的自我维持、自我演替、自我调控、自我发展的生命演替过程和规律，尤其是在受到胁迫之后能够自我修复的能力，相当于前述的狭义生态安全；其经济生态安全指生态退化不威胁人类社会发展的经济基础，大致相当于前述广义生态安全概念中以人的安全为中心的含义；而其社会生态安全指生态产品和服务的供给不引发人民群众的不满[12]，主要体现了追求公平和谐的社会体制的国家生态安全目标，具有明显的社会经济学的性质和支撑国家政治安全的意义[13]。这个复合生态安全系统没有明确的主体和客体，实质上是复合生态系统以其3个子系统互为安全主体和客体的内部平衡状态，它以社会-经济-自然复合生态系统的整体安全利益为目标，将人的安全和自然生态安全放在同等重要的位置并视为一个共同体[14]，要求协调人口、环境、资源与经济社会发展的关系，兼顾代内公平与代际公平，考虑人与自然协同进化的伦理道德，还包括和平与安全[15]。这个生态安全概念包含的内容最全面但较抽象，未具体化3个子系统间的相互作用及其与复合生态安全系统整体状态的逻辑关系，可作为一个概念框架用于生态安全内涵的理论研究，而对于生态安全评价实践的指导性不够强。

2.2 生态安全的内涵

生态安全的主体是人，客体是生态系统，参照系是人类对生态系统产品和服务的需求，包括资源环境方面的物质需求和心理文化方面的精神需求。故生态安全可定义为：人的生存与发展免受生态系统产品和服务供给限制、免遭生态退化危害、免受生态风险威胁的状态。这个状态既指生态系统结构与功能的客观存在，也包括人对生态系统状态总体认知的心理状态；既包括生态系统当前提供生态产品和服务的状态和能力，也包括其结构与功能演化趋势的稳定性；既考虑现状确定性因素影响下生态系统所表现出来的状态,又考虑不确定性因素对其未来表现可能产生的潜在影响[6]。因为人类社会生存与发展对生态系统服务的需求是长期的、持续的，客观上要求生态系统的结构和功能是稳定的或向好的，这又要求人类对生态系统产品与服务的攫取不能以损害生态系统的结构完整性和功能稳定性为代价。所以，从生态系统的角度来看，生态安全是其在结构与功能不发生退行性演替的前提下，所提供的产品和服务能够满足人类生存与发展需求的状态和能力。从人类社会的角度来看，生态安全是人类能够获取所需的生态系统产品和服务、驾驭生态风险且人类活动不引起生态系统的结构完整性和功能稳定性发生显著变化的状态和能力。从人与自然的主客体关系出发，生态安全指在可预见的生态风险和压力条件下，生态系统的结构与功能退化低于人类社会的承受能力的状态。

这里定义的生态安全，其外延具有层级性而内涵强调生态平衡，包括生态系统尺度上生态要素间的协调与平衡、区域或景观尺度上生态格局与过程间的协调与平衡、国家和全球尺度上生态系统服务供给与人类社会生存发展需求间的平衡，以及时间尺度上生态系统对环境变化与人类活动的适应[16]。

2.3 生态安全范畴的层次性

生态系统自身的安全是一切生态安全的基础，其内涵相当于狭义的生态安全，是以生态系统为主体、其他自然因素和人类活动为客体的安全概念。生态系统的安全主要基于生态系统结构与功能的完整性、稳定性以及演替成长性来判断[17]，该尺度的生态安全研究以生态脆弱性或生态系统健康为核心，通过揭示生态系统结构、过程和服务功能的相互关系探讨其服务功能形成与维持的机理，通过分析生态系统服务功能对人类活动和环境扰动的响应与适应机制来研究生态系统的脆弱性，通过辨识存在的主要生态风险和功能问题揭示生态系统退化和生态系统服务功能降低的驱动因子[18，19]。

景观是特定区域内不同类型生态系统所组成的整体，资源短缺、环境污染、生态退化等最受关切的生态安全问题多数发生在区域或景观尺度上[20]。景观尺度的生态安全是区域可持续发展的基础，是以人为中心的生态安全的核心[17]。区域生态安全的内涵与前述的广义生态安全相同，主要指景观结构的合理性及景观过程的通畅性，人类社会生存发展对生态系统产品和服务的需求强度与生态系统服务功能的供给强度的协调性，也包括自然因素和人类活动对生态系统结构完整、功能健康、演化趋势的影响。景观格局分析是区域尺度生态安全研究的重要方法，但目前尚缺乏在该尺度具有明晰生态学内涵的方法论体系，在解决实践问题时常常方向不清，面临机理解释匮乏的困境[21]。

国家生态安全是指一个国家具有能持续满足经济社会发展需要和保障人民生态权益、经济社会发展不受或少受自然资源和生态环境的制约与威胁的稳定健康的生态系统，具有应对和解决生态矛盾和生态危机的能力[1]。生态安全的行为主体可以是个人、团体或政府，国家有着最为完整的应对生态风险与变化的能力及政策工具，最有能力保障生态安全所需要的法律、政策和资源[4]，是生态安全的最主要行为主体。国家层面的生态安全以全体国民为利益主体，主要关注资源的过度占用及自身供给不足带来的资源危机与粮食危机[17]、国民的人身安全和健康、各利益群体享受生态权益的公平与和谐、国家的生存与发展方式、国家所处的国际环境等问题[22]。

全球生态安全是最高级的生态安全形态，是人类安全的终极目标[23]。全球化强化了人类的共性，面对全球性生态危机，只能从全人类整体的角度共同面对和解决，实现人与自然的整体安全和人类社会的全球安全。我们正面临着森林大面积消失、土地沙漠化扩展、湿地不断退化、物种加速灭绝、水土严重流失等全球性生态退化问题，生物多样性锐减、气候变化和多形态环境污染、能源和资源衰竭等问题相互联系、相互影响，使地球生态系统面临着发展与生存的巨大危机。在全球尺度上，生态安全主要研究全球性资源危机、环境危机、气候变化带来的生态系统退化风险以及生物多样性保护等问题，特别是关键国家和地区生态资源利用不当威胁邻国生态安全的国际关系问题[17]。

这4个层次的生态安全在逻辑上存在包含与被包含的关系，低层级的生态安全具有高层次生态安全所概括的一般属性，是高一级生态安全内涵的基础支撑，但又有本层级关键生态安全问题所决定的特殊内涵。

3 生态系统安全的影响因素

生态安全的基础是生态系统安全，生态系统安全状态是其内外影响因素相互作用的结果，外因是生态风险，内因是生态系统的脆弱性。

3.1 生态风险

生态风险是指在一定区域内，生态系统的结构和功能发生不利生态效应的可能过程和后果，可分为突发性的和缓发性的两大类。突发性生态风险的发生时间不确定，危害作用突然、直接，传递快速，其危害是瞬时的，危害效果一般与发生概率和破坏力正相关，如气象灾害、地质灾害等。缓发性生态风险的发生时间是确定的，其危害作用渐进、间接，传递缓慢，危害具有长期性，当前破坏力较小，但累积效应明显，如水资源短缺、植被退化、水土流失、土地荒漠化、沙化与盐渍化等生态退化问题[24]。

人类活动是最为显著的缓发性生态风险，对资源的开发利用与经济活动是影响生态安全的重要根源[25]，其中土地利用变化对区域生态安全起着决定性的作用，建设用地规模扩张挤占农业用地，后者又挤占草地、林地和未利用地，并使自然植被盖度降低、生境破碎化、景观斑块形状趋于规则化，所以人类活动强度最大的区域往往也是生态系统最脆弱和需要重点保护的地区。

3.2 生态系统脆弱性

脆弱性是生态系统在演变过程中形成的对特定时空尺度上外界干扰所具有的敏感反应和自我恢复能力[26～28]，一般包含敏感性与恢复力或适应性[29，30]。敏感性指生态系统受自然环境变化或人类活动影响的程度，或发生生态问题的难易程度和可能性大小，反映生态系统抵抗外来干扰的能力，主要取决于生态系统结构的稳定性[31～33]，也可用生态系统功能特征量的波动情况来表示[34]。适应性指生态系统在扰动后的新条件下修复与适应的能力，反映生态系统的自组织和自我调节能力[35，36]。作为生态系统最活跃的组分，生物(尤其是初级生产者)对关键资源环境要素变化的响应与适应基本上决定了整个生态系统的适应性。

也有学者将暴露性包括在脆弱性要素之中[37，38]，用于反映生态系统所承受的风险或压力事件发生的频率、强度、空间位置及其对生态系统的影响程度，认为暴露性决定生态系统在灾害影响下的潜在损失大小，适应性则决定实际损失的大小[39，40]。然而，这样定义的暴露性无异于生态风险，应属于影响生态安全的外部因素，而不应与敏感性和适应性等内因混为一谈。

4 生态安全的基本特征

本文定义的生态安全具有以下5个方面的主要特征。

4.1 人本性

人是生态安全的主体，生态安全的本质是人的安全，是人类生存与发展的安全，生态安全的标准是以人类生存和发展所要求的生态系统产品与服务的质与量来衡量的[41]。人是生态安全的受益者，人类活动又是生态安全的重要影响因素。保障生态安全不能以社会经济发展的停滞为代价，而是以生态系统满足人类生存发展的基本需求为前提[42]。但是，强调生态安全的人本性要注意避免“一切从当代人利益出发”的“人类中心主义”误区，要始终秉持可持续发展思想的本质。

4.2 整体性

生态安全的客体是生态系统，生态系统服务功能是其作为一个整体的系统功能，而不是其组分功能的简单加和。生态安全的这种整体性体现了人与自然关系的整体性与综合性，维护生态安全需要统筹对陆域和海域各类生态系统的管理、资源开发与环境保护等人类活动。全球生态系统是相连相通的，生态安全问题的影响超越国家、民族、阶级、集团、文化和宗教，地球上发生的一切与人类都是息息相关的，生态安全是全人类集体的安全、共同的安全[43]，也是地球上所有生物物种的安全。任何局部的生态破坏都可能引发全局生态问题，对全球生态环境产生深刻影响；任何地区、国家的生态危机成本和生态安全效应都会外溢，影响到周边国家和地区乃至全球的利益。

4.3 相对性

安全不是一个具有物理性的客观存在，一旦独立于人类的主观认知，则失去实际价值[44]。生态安全是特定时空条件下的相对概念，是相对于人的需求的生态系统功能状态，是相对于生态威胁的生态系统敏感性和适应能力状态。生态风险也许是经常存在的，但绝对意义上的生态安全是不存在的。生态安全的相对性还表现在人类认知生态系统结构和功能状态的认识结构、理论水平和物化手段的发展变化上。

4.4 区域性与动态性

生态安全具有一定的空间地域性质，由于自然条件、社会发展程度等因素的差异，不同地区的生态安全面临的主要干扰因素不同。生态安全面临的威胁往往具有局部性，这个地区不安全，并不意味着另一个地区也不安全。生态安全是一个动态概念，而不是一种静态的结果，它不仅是一种状态，也代表着一种过程和演化趋势。生态系统的服务功能受关键资源与环境要素的制约而具有时空变异性，人类对生态系统服务的需求也因经济社会发展水平和文化、宗教等而具有差异性。任何生态系统、区域和国家的生态安全都不是静止不变的，而是在时间上表现为复杂的动态过程。

4.5 可控性

生态安全是可以通过一定的科学手段进行调控的。人类可以发挥主观能动性，采取合理的生态系统管理策略与措施，构建生态安全格局、调节生态安全动态、防范生态安全风险，把隐患因素改变成安全因素，以达到减轻乃至解除生态危机的目的，使人类社会赖以生存与发展的自然生态系统处于良性循环，使人类置身其中的自然-经济-社会复合系统处于协调与稳定状态。

5 结论与展望

5.1 结论

生态安全的主体是人，客体是生态系统。生态安全的内涵强调生态平衡，包括生态系统尺度上生态要素的协调与平衡、区域尺度上生态过程的协调与平衡、国家和全球尺度上生态系统服务供给与人类社会生存发展需求的平衡，以及时间尺度上生态系统对环境变化与人类活动的适应。生态安全的范畴具有层级性，从生态系统安全到景观(或区域)生态安全、国家生态安全、全球生态安全，生态安全的核心内涵渐次体现了它的自然属性、经济属性、社会属性和文化属性。影响生态安全的内部因素是生态系统脆弱性，外部因素是生态风险。生态安全具有人本性、整体性与全球性、相对性与动态性、区域性和可控性等显著特征。人是生态安全的受益者、也是调控者，生态安全效应既具有时空特异性又具有空间外溢性，是相对的安全和动态的安全。

5.2 展望

5.2.1 探索建立适合不同层级生态安全的评价标准与指标体系

当前，我国评价生态安全的实证研究很多，但鲜有能适应不同层级生态安全的判定标准和相对统一的评价指标体系，致使对不同尺度和区域的评价结果存在明显差异[45]。虽然所有层级的生态安全都以可持续发展为终极目标，但不同层级的生态安全具有不同的主体和客体，生态安全研究关注的核心问题各异。生态系统尺度的生态安全侧重于可持续发展的资源与环境基础，生态安全评价标准和指标体系应该围绕生态系统健康及其主要影响因素进行探索。区域尺度的生态安全更加注重区域的经济社会可持续发展，生态安全评价标准和指标体系应该以区域生态产品和服务的供需平衡协调为核心，通过改进的生态足迹法评价生态系统与社会系统资源流动的安全性[46]，破解传统生态模型法的系统封闭性和空间互斥性限制。国家尺度的生态安全强调自然-经济-社会3个子系统的相互作用与协同演化，可以考虑将这个复合生态安全系统在某一时期或阶段的熵变作为其安全状态的判据[47]，并在3个子系统中选择影响熵变的关键要素和过程构建评价指标体系。

5.2.2 深化生态安全评价中景观生态学方法的机理性研究

景观生态学方法基于景观结构与生态过程、生态功能的互作互馈关系评价区域生态安全状况，具有时效性强、精准度高，评价结果较客观、便于反映时空异质性等优势，可弥补综合指数法和生态足迹法等评价方法时效性较差、主观性较强的缺陷[48]。然而目前常用的景观生态模型普遍存在机理性不足的问题，急需探索建立景观格局与区域生态安全状态的内在联系、各种景观组分和景观格局指数与生态系统健康和功能之间的逻辑关系，赋予景观模型法评价指标与结果以更加明晰的生态学意义。

5.2.3 强化自然-经济-社会复合生态安全系统的社会人文影响因素研究

国家尺度的生态安全是由自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全3个子系统组成的复合生态安全系统，其内涵不但包括生态环境和自然资源对于国家经济持续发展的支撑能力，而且关注公平和谐的社会目标，即生态产品与服务严重短缺或分配不公对区域稳定和国家安全的可能威胁。这个复合生态安全系统的演化具有自然和社会两种驱动力，如果社会意识与自然规律不协调，则社会的行为、文化、政策、法律和法规等因子就可能成为生态环境问题产生的根源[49]。意识是行为的向导，生态思想是复合生态系统最基本、最根本的负熵，加强生态教育，使生态文化、生态意识成为大众文化和大众意识，使公众和社会组织通过对生产生活、行为方式的选择，实现生态安全与经济现实的有机融合[47]。但目前关于伦理道德、文化教育、宗教信仰等对生态安全的影响研究仍然有限，今后应该进一步加强对人文社会因素的影响研究。