恢复力研究的新进展

鲁 婷，王 俊

(1.西北大学 城市与环境学院，陕西 西安710127;2.西安交通大学附属中学，陕西 西安710054)

在《生态与社会》杂志中被引用的最多的一篇文章是揭示恢复力、适应性和可变性关系的。这篇文章将恢复力定义为“当外界条件发生变化时，系统吸收扰动并重建以使其保持基本相同的功能、结构、特征以及反馈的能力。［1］”自这篇文章发表起，人们就一直在讨论关于恢复力的一些问题。认为适应性和可变性可能是保持恢复力的基本条件的观点，第一眼看上去是违反直觉的，因为它将变化作为一个必需条件。但是一定时期内的突然性的或缓慢的变化的动力以及为了系统持续发展的适应和变化的能力却是SES的核心［2］。

1 恢复力

1.1 恢复力概念的演变

恢复力 resilience源自拉丁文 resilio(re=back回去 ，silio=t o leap跳 )，即跳回的动作。韦氏字典将其解释为:收缩的物体在受到压力变形后恢复其尺寸和形状的能力;从不幸或变化中恢复或适应的能力［3］。从机械力学的概念来理解，恢复力是指材料在没有断裂或完全变形的情况下，因受力而发生形变并存储恢复势能的能力［4］。从20世纪70年代后，恢复力引申为承受压力的系统恢复和回到初始状态的能力。

1.2 恢复力在社会—生态系统中的概念

随着社会—生态系统理论的引入，恢复力的定义也日臻完善。Gunders on和 Holling将恢复力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大小测定的［5］。Carpenter和 Walker等认为恢复力是干扰的大小，即在社会—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等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［6］。

1.3 生态恢复力

生态恢复力是指系统在保持自身结构不变的前提下，通过调整系统的行为控制参数及程序后，系统能够吸纳的扰动量。这一定义关注系统远离任一平衡稳态后的适应状况，而这种非稳定态能够促使系统跃迁到其他行为领域，即另一稳定域相对而言，生态恢复力更强。

以著名的“杯球”隐喻模型(图1)来进一步说生态恢复力［7］。杯子代表系统的稳定域，球代表系统的状态，单向箭头表示外界对系统的扰动。我们用稳定局面的维持来描述生态恢复力:在本模型中，杯1杯2分别代表不同的稳定域，当系统(杯1内的球)受到扰动后，为维持稳定局面，球被外力弹射;我们把球最终离开杯1进入杯2前的临界状态下，能够吸收的扰动总量作为生态恢复力此时，生态恢复力由稳定域的宽度(R)来测量。

图1 生态恢复力隐喻图

2 社会—生态系统的适应性与可变性

2.1 适应性

系统因子影响恢复力的能力。通常的轨迹是从一个快速增长阶段(在这个快速增长阶段中，资源是可随意使用的，而且恢复力很高，即r阶段)，通过资本积累，进入到一个逐渐僵化的阶段，在这个阶段中，多数资源是冻结的，几乎没有灵活性和新事物，恢复力很低(k阶段)，从那里通过一个突然的塌陷进入到一个混乱动力的释放阶段，在这个阶段中关系和结构是未完成的(Ω阶段)，之后进入到一个重组阶段，这个阶段有新事物出现(α)。适应性使一个社会—生态系统具备了可被认知的能力，结合经验和知识，调整社会—生态系统对于不断变化的外部动力及内部过程的反应，并使其继续在现在的稳定域和吸引盆地中发展。(Berkes et al.2003)适应性已经被定义为“一个系统的因子影响恢复力的能力”(Walker et al.2004:5)因此，尽管社会—生态系统内部需求不断变化也有来自外部的压力，适应的能力仍然维持着一定的过程。

2.2 可变性

可变性被定义为“当生态、经济或社会结构使已存在的系统无法站住脚时，创造一个全新的系统的能力。”(Walker et al.2004:5)对于可变性的研究有助于通过调查人类活动和特定自然资源的关系，比如乳制品或水果的产量，或气候变化这类环境问题，以及多层次社会协作对于一个更广的反馈系列以及社会—生态系统的阙值的反应来拓宽社会领域(Chapin etal.2009)。

3 恢复力在不同领域的应用

3.1 灾害领域

随着全球对灾害关注的日益增加，越来越多的灾害学家开始研究恢复力在灾害管理中的重要性。其中，比较有代表性的是Bruneau等人的地震灾害恢复力研究。Bruneau将地震恢复力分割到技术、组织、社会和经济4个不同的维度，即TOSE维度空间模型技术维恢复力衡量实体系。

3.2 社会-生态领域

以社会—生态系统作为研究对象，从复杂系统动力学角度研究系统对外界干扰的恢复力和适应力，是近年来可持续发展与全球变化研究的一个主要趋势。社会 -生态系统(简称 SESs)是人与自然紧密联系的复杂适应系统，受自身和外界干扰与驱动的影响，具有不可预期、聚集、自组织、非线性、多样性、多稳态、循环性等特征，以 Holling为首的“恢复力联盟”主张运用适应性循环理论来解释和分析社会—生态领域的恢复力［8］。

3.3 经济和组织行为领域

Comfort是最先将恢复力引入组织行为领域的学者之一［9］，她认为恢复力仅限于干扰事件发生后的组织行为和过程，这种面向过程的概念与生态恢复力相似，她的研究重点不是达到预期水平，而是系统功能的回复，但这种功能的变化轨迹不包含大多数非线性及适应性动力学。2001年，Paton和Johnston提出组织行为恢复力是当人类或系统遇到重大干扰时所表现出的一种能力，它能够促进与维护系统功能相联系的组织行为，其具体表现是能够利用实体资源及素质来管理遇到的需求、挑战和变化［10］。这一观点将组织行为恢复力定义扩大到了自然生态系统，它本质上是恢复力联盟指明的恢复力属性之一，即系统重组织的能力。

4 结论与展望

恢复力联盟借助稳定性景观模型确定了恢复力在理论上的量化属性，但是，要实施量化依然存在极大难度:首先，扰沌(Pr)在模型中无法表现，目前仅有定性阐述;其次，模型中L R和 P三个参数的估算方法尚未明确;再次，稳定性景观本身也是动态变化的，这进一步增加了模型参数的估算难度。另外恢复力在经济和组织行为方面的表现是降低环境灾害损失的有效方法。

因此恢复力的量化及其在经济和组织行为方面的应用必将成为未来恢复力研究的重要方向。

［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］刘婧，史培军，葛怡.灾害恢复力研究进展综述［J］.地球科学进展.2006，21(2):211-218.

［12］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.2007，27(12):5371-5381.