第1章城市群地区生态安全
1.1生态安全研究背景与趋势
1.1.1生态安全提出背景
“安全”与人类密切相关，通常指“未受威胁、没有危险、危害和损失的状态”，本质上安全关系到人类的生存与发展。安全一词最早出现于军事领域，随着世界经济和环境的交流与合作不断发展，安全已不仅仅局限于军事和主权等领域（徐海根和包浩生，2004），已扩展到生态环境领域，一般认为生态系统退化与环境污染会削弱经济发展的潜力，影响人类社会的不断进步，导致社会不稳定，从而给国家安全带来威胁。
国际应用系统分析研究所提出：生态安全是指在人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态，包括自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全。陈利顶等（2018）则认为生态安全是一个抽象的概念，是人类社会发展的宏伟目标，涉及社会、经济与自然生态系统的方方面面。
Obi和Oil（1997）曾专门研究过生态安全与国家安全的关系，认为生态安全会直接影响到国家安全，历史上曾有不少地区因生态环境恶化而导致国家消亡的案例。人类安全系统分为经济安全子系统、政治安全子系统、人口安全子系统、文化安全子系统和生态安全子系统等（左伟等，2002）。此外，从生态环境要素角度，生态安全则包括水生态安全、土壤生态安全、粮食安全、生物安全和国土安全等（夏军和朱一中，2002）。俞孔坚(1999)、俞孔坚等（2001）将生态安全的概念引入生物多样性保护中，提出了景观生态安全的概念，并应用到景观格局设计中。
美国等国家和地区均将环境安全列为安全战略的主要目标。其中，俄罗斯还将保障生态安全方面所产生的社会关系明确视为生态法的调整对象（王树义，2001）。我国也于2000年11月26日发布了《全国生态环境保护纲要》，明确指出生态安全是国家安全和社会稳定的重要组成部分。
然而，许多人认为对生态环境采用“安全”这一概念仍存有怀疑：生态安全概念的提出可能会带来适得其反的结果，不仅不会促进生态环境保护，还会阻碍寻求一个可持续的世界新秩序。这一概念不会使国家的、军事的和全球的政治管理朝着有利于生态的方向发展。恰恰相反，它可能会激化民族主义和鼓励国家通过立法以军事手段来对抗环境威胁。
1.1.2生态安全研究现状
广义上，生态安全是指人类社会的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障、物质来源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等未受到威胁的状态，包括自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全。狭义上，生态安全是指自然和半自然生态系统（含人工农田生态系统）的安全状态，反映了生态系统的完整性和健康状况。生态安全是一个区域性的复杂社会问题，不仅涉及自然、社会、经济的方方面面，而且涉及不同空间尺度的协同联动。自20世纪70年代末生态安全概念提出以来，广大生态学科技工作者高度关注，围绕生态安全的内涵、评价内容与模型、风险预测、区域生态安全格局构建等方面开展了大量研究。
总体上，生态安全研究有以下特点：①生态安全概念和理论探讨较多，但成功的生态安全格局构建的实践应用案例较少。生态安全作为一个宏观的、抽象的生态学问题，由于影响因素复杂多样，如何建立一个科学的生态安全评价体系一直是大家争议的焦点，截至目前也没有形成一个公认的客观评价标准，由此导致应用到工程实践的成功案例较为少见。②针对单要素、具体问题的生态安全格局设计较多，但从宏观、综合角度开展的生态安全格局构建的案例相对较少。目前许多关于生态安全的研究多是从某个侧面，针对具体的问题所开展的，如生物多样性保护、洪涝灾害防控、水土流失治理、休闲娱乐提升等，但从多角度和多尺度开展生态安全格局构建与保障技术的研究，目前十分欠缺。③针对生态安全与生态健康评价工作较多，但缺乏从区域生态安全角度思考有针对性的生态监管、风险预测与预警研究。在生态系统评价与监管方面，针对生态环境要素的监测技术和方法已经比较成熟，但如何通过生态要素的定量监测反映区域生态系统健康和生态安全状态，目前还不明确；在风险预测与预警方面，大多忽视了从健康诊断到生态安全评估，再到风险预测预警，以及它们之间的内在关联机制，如何将风险评估、预测预警和区域生态安全相结合，开展区域生态系统健康评价与安全格局构建目前开展的工作较少。
1.1.3生态安全研究趋势
生态安全是一个相对的概念，不同国家、不同地区、不同社群在不同发展阶段对生态安全的理解和需求均会存在差异，但生态安全又是当前社会面临的一个现实问题，不仅关系到人居环境健康和安全保障，也关系到国家社会经济的可持续发展与长治久安。生态安全将在未来国家安全和社会发展中具有重要的战略地位，需要引起足够的重视，未来亟待加强以下五个方面的研究。
（1）生态安全影响要素之间的关联机制与级联效应。生态安全涉及社会经济的各个方面，具有跨尺度、跨区域、跨部门的特点，一个地区的生态环境要素变化会产生影响到社会经济多方面的连锁反应。因此，结合区域特点和存在的突出问题，深入研究影响生态安全要素之间的关联机制，阐明不同生态环境要素之间的级联效应及其对区域生态安全格局带来的影响，是生态安全格局的成功构建的前提。
（2）生态安全与国家安全的权衡关系与保障机制。生态安全作为国家安全的重要组成部分，与国家经济安全、政治安全、国防安全、社会安全等具有密不可分的关系。研究区域生态安全失衡对国家安全的影响，尤其需要探讨不同类型安全之间的权衡关系和协调机制，是未来生态安全研究中必须重视的科学问题。
（3）生态系统服务供需评价与区域生态安全格局构建。生态安全本质上是通过生态系统提供的服务来满足社会经济发展和人类生活生存的基本需求，当人类社会的需求得到满足时，此时的生态系统可以认为实现了区域生态安全。因此，如何将生态系统服务评价及其供需平衡分析与生态安全格局构建相结合，从而实现一个地区的生态安全是未来研究的重要切入点。
（4）近远程耦合机制与区域生态安全阈值设定。生态安全涉及不同的区域和空间尺度，不同区域之间存在各种各样的物质、能量和人员交换，形成复杂的网络关系。无论是城市，还是城市群尺度，通过本身资源优势和环境系统已经无法完全实现对区域生态安全的保障，必须通过研究区域之间近远程耦合关系，辨识不同生态服务供需平衡的阈值，从而探讨区域生态安全保障的机制。
（5）城市-城市群-区域跨尺度生态安全格局构建方法。随着人口增长、城市化和经济快速发展，城市群已经成为人类生活和生产的主要活动空间，同时成为驱动我国经济发展和保障国家安全的重要抓手。如何综合考虑城市扩张、经济发展和生态保护需求，从生态系统完整性和区域一体化协同发展角度，构建从城市到城市群、区域可持续发展的生态安全格局，进而提高生态系统服务能力，是未来需要关注的重点领域。
1.2生态安全科学内涵
1.2.1生态安全概念
人们对生态（环境）安全的认识与实践有一个渐进过程，不同时期关注的问题和侧重点可能不同，且不同人群可从不同的视角或层次进行理解。在一个国家区域之间、国家之间以及多国构成的地区乃至全球范围，其具体含义亦会存在差异。Myers（1993）指出生态安全涉及因地区资源战争和全球生态威胁而引起的环境退化，这些问题继而会导致经济和政治的不安全。
贾士荣（1999）从人类社会的视角给出了生态安全的定义，认为生态安全是指社会、政治、经济的安全。这一安全问题已危害到当代人群健康和后代人的健康成长，突出表现在因环境污染与生态破坏所引起的对全世界和平与发展的影响，以及对国家安全、经济安全甚至整个人类生存与发展的影响。我国原国家环境保护局局长曲格平也从两个方面进一步阐释了失去生态安全的危害，主要包括两个方面：①生态环境的退化对经济基础构成威胁，主要指环境质量退化和自然资源的减少，削弱了经济可持续发展的支撑能力；②环境问题引发公众的不满，特别是导致环境难民的大量产生，直接会影响到社会和经济的稳定发展（唐先武，2002）。
一般认为生态安全是指自然生态和人类生态意义上生存与发展的风险大小，包括环境安全、生物安全、食物安全、人体健康安全，以及发展到企业及社会生态系统的安全。生态安全涉及自然和社会两个方面，包括环境资源安全、生物与生态系统安全和自然与社会生态安全。自然体系的生态安全和人类社会体系的生态安全均包含了多重尺度。生态安全的空间尺度，根据范围大小也可分成全球生态系统、区域生态系统和微观生态系统等若干层次的生态安全。从生态系统角度看，生态安全指自然和半自然生态系统的安全，即生态系统完整性和健康的整体水平，即不同尺度上人们所关心的气候、水、空气、土壤等环境和生态系统的健康状态，是人类开发自然资源的规模和阈值（肖笃宁等，2002），指一个生态系统的结构没有受到破坏，其生态功能未受到损害（郭中伟，2001）。张雷和刘慧（2002）对国家资源环境安全的概念、要素及其相互作用进行了系统论述，以整体性观点综合选取六项资源环境要素表征指标（耕地、水资源、矿产资源、能源矿产、森林资源和CO2排放量），对10个人口大国计算安全系数并依据大小进行分类，通过数值和类别的比较来说明我国的资源环境安全程度。陈利顶等（2018）认为生态安全包括两方面含义：一是空间上的生态平衡与环境要素之间的协调；二是人类社会的欲望需求与生态系统（自然）服务供给之间的协调与平衡。只有当人类社会对自然的索取和需求与自然生态系统可提供的服务能力达到协调与平衡时，或者自然生态系统提供的服务远大于人类社会对生态安全的需求时，此时的人地关系才会处于和谐状态，即安全状态。
所谓国家生态安全，是指一个国家生存和发展所需的生态环境处于不受或少受破坏与威胁的状态，即自然生态环境能满足人类和生物种群的持续生存与发展需求，而不损害自然生态环境的潜力（Rogers and Katarina，1997；程漱兰和陈焱，1999；左伟等，2002）。由水、土、大气、森林、草地、海洋、生物组成的自然生态系统是人类赖以生存、发展的物质基础。当一个国家或地区所处的自然生态环境状况能够维系其经济社会可持续发展时，其社会经济生态系统是安全的，反之则是不安全的。
同国防安全、经济安全、政治安全、社会安全、信息安全一样，生态安全是国家或地区安全的重要组成部分，而且是非常基础的部分（周珂，2001）。生态安全为其他安全的实现提供了必要的保障，没有生态安全，人们生存的基本条件将受到威胁和破坏，军事、政治和经济的安全也就无从谈起（Sydygalieva，2001；王韩民等，2001），与此同时，生态安全需要社会安全和经济安全来作保障。因为如果社会动荡不安，人民生活穷困潦倒，偷猎、乱砍滥伐十分猖獗，生态安全就无从谈起。可以说，生态安全是其他方面安全的基础和载体，也是国家或地区安全的有机组成部分，保障生态安全，已成为目前我国面临的重要任务。
1.2.2生态安全特点
简单来讲，生态安全就是人类生存环境处于健康和可持续发展的状态。反之，生态安全的对立面则是指人类所依存的生态系统受到破坏，生态胁迫严重，以及生态灾难频发。当人类生存的环境状态或变化偏离了人类生存和发展的必备条件或容忍范围时，即处于不安全生态状态时，区域和国家的发展都将会受到严重的影响和威胁，甚至导致生命财产的损失和社会经济系统的严重破坏。生态环境问题的形成与演变通常具有隐蔽性、渐进性和累积性的特点，其后果则具有间接性、广布性和突发性，而且其破坏是加速发展且难以逆转的。生态环境问题的复杂性赋予了“生态安全”丰富的内涵（陈国阶，2002；邹长新和沈渭寿，2003；陈利顶等，2006）。
一般认为生态安全具有以下五个特点（陈利顶等，2006，2018）。
（1）综合性。生态安全包括诸多方面，而每个方面又涉及诸多影响因素。生态的、社会的、经济的和军事的因素相互交叉、相互作用、相互影响，形成一个复杂的生态安全网络体系。生态环境是相连相通的，任何一个局部生态系统的破坏，均有可能引发全局性的生态灾难发生，甚至危及整个国家和民族生存与发展的基础。
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