研究

澳大利亚海洋部门应对气候变化弹性概念的实施beplay竞技

• 摘要
• 简介
• 复原力指标框架方法
  • 弹性和复杂的适应系统
  • 实施弹性的案例研究方法
  • 弹性框架的挑战
  • 通过指标框架对弹性进行操作
  • 弹性指标框架的制定过程
• 分析和讨论
• 结论和未来潜力
• 对本文的回应
• 致谢
• 文献引用

介绍

海洋系统被认为是复杂的适应性系统，承受着来自一系列人为影响的巨大压力(Levin和Lubchenco 2008)。在许多地方，过度捕捞、副渔获、包括沿海开发造成的栖息地破坏、化学物质和营养物质污染等对海洋生态系统的非气候人为影响正因气候变化而进一步加剧(Crowder等，2008)。beplay竞技虽然我们考虑了更广泛的全球变化的后果，但我们特别关注的是气候变化对依赖海洋的产业和相关人口的影响，因为预计这些产业尤其会受到气候变化的影响(Badjeck et al. 2010, Brander 2010)beplay竞技。事实上，海洋生态系统提供的服务的未来正变得越来越不确定(Gunderson 2003)。

澳大利亚的海洋系统和生物群可能受到人为气候变化的一系列影响，包括海洋温度变暖、海洋酸化、海平面上升、养分可用性的变化、变异性和极端情况的变化，如风暴、降雨强度和径流，以及相关的盐度水平变化(Pobeplay竞技loczanska等，2007,2012)。多样化的海洋环境已经表现出气候变化的影响，包括大堡礁(GBR;beplay竞技Hoegh-Guldberg等人2007年，Hughes等人2010年)，物种向极地移动的范围(Last等人2010年)，有害藻华发生的频率增加(Hallegraeff 2010年)，风暴频率和分布变化造成的栖息地破坏，以及海洋酸化(Howard等人2009年，Poloczanska等人2012年)。所有这些都对海洋生物多样性和海洋社会-生态系统的恢复力(SES;Poloczanska et al. 2012)。澳大利亚高产的东南和西南海域的海洋变暖(Holbrook and Bindoff 1997, Pearce and Feng 2007, Ridgway 2007)，比其他地区90%的海洋变暖速度更快，也就是所谓的“热点地区”(Tittensor et al. 2010)，对依赖的海洋部门产生了严重影响。除了这些重要的气候压力源外，海洋部门还受到一系列非气候驱动因素的影响，这些驱动因素往往与前者相互作用，并可能产生复合或抑制效应。

作为SES，海洋部门的社会和生态维度之间的复杂相互作用受到两个系统之间的非线性反馈效应、相关阈值、意外和反常效应、遗留效应、恢复力状态以及空间、时间和组织变化的影响(Liu et al. 2007)。为了理解和缓和由此产生的复杂性和不确定性水平，海洋系统恢复力、脆弱性和适应性方法可能是有益的(Young et al. 2006)。

在海洋环境中实现弹性尤其具有挑战性。从生态学的角度来看，由于海洋系统是一个大的、边界很差的系统，而且常常是跨管辖权的，所以发展关于海洋系统的详细科学知识是困难和昂贵的。因此，对海洋生物变化的观测比陆地系统要少得多(Richardson and Poloczanska 2008)。海洋系统通常不能轻易地通过相关尺度的实验来探测(Scheffer 2009)，探测或预测关键的变化，如海洋系统状态之间的转移是有问题的(deYoung et al. 2004, 2008, Thrush et al. 2009)。从社会角度来看，无论是衡量生态系统衰退对海洋部门和机构恢复力的影响，还是以一种有意义的方式观察不同资源群体的脆弱性(Adger 2000)，还是收集相关的社会经济数据(Cinner et al. 2009)，尤其是考虑到恢复力的特定环境性质，都很难获得恢复力的总体。操作化的另一个挑战是，与生态系统不同，社会模式和结构受到符号构建或意义的制约，这些元素可能会使人类系统脱离生态系统，并延缓对生态信号的响应(Westley 2002)。

此外，操作化弹性与一些更普遍的概念和实践挑战有关。第一组挑战包括将SES普遍接受为复杂的自适应系统(Walker和Salt 2006)，由“弹性”一词的模糊性导致的定义问题(Brand和Jax 2007)，其动态环境(Nelson等人2007,Bohensky 2008)，以及高水平的系统复杂性和动态性对进一步概念开发的限制(Marshall和Marshall 2007)。第二组挑战涉及弹性测量的实际困难(Carpenter等人2005年)，例如确定测量哪些变量(Cumming等人2005年)，开发标准指标(Cutter等人2008年)，使弹性可观察(Nyström等人2008年，Robinson和Berkes 2010年)，定位和找到阈值的测量方法(Walker和Meyers 2004年，Eakin和Luers 2006年)，获取足够的数据(Malone和Brenkert 2008年)，以及在多个快速和缓慢变化驱动因素的环境中测量弹性(Nelson et al. 2007)。

就我们的目的而言，弹性运作是弹性概念在决策和计划中的实际应用。操作化需要使弹性概念超越其理论背景，对海洋经济系统的决策者和管理人员有用和有用，并利用这种应用的教训进一步为弹性的概念和实际发展提供信息。

作为对恢复力操作性文献的贡献，我们基于对经历气候和其他全球变化来源影响的四个澳大利亚海洋部门的系统动力学调查，开发并提出了一个恢复力指标框架。我们提出了一种反映海洋环境影响因素的多维度和复杂性的弹性诊断方法。我们使用四个案例研究来开发一套关键弹性维度来支撑我们的框架。

弹性指标框架的方法

弹性和复杂的适应系统

本研究的理论基础是弹性联盟(2007)及其伙伴提出的SES方法。这项工作在很大程度上要归功于生态学家，如甘德森和霍林(2002;参见Holling 2001)以及他们为理解复杂的SES所提出的概念，如适应性周期和panarchy。这一理论的一个关键原则是，复杂适应系统的正常状态是变化，而不是平衡。由于社会和生态系统之间相互联系的增强，越来越清楚的是，变化越来越可预测，无论是渐进的还是意外的变化(Nelson et al. 2007)。在受气候变化和变率影响的海洋环境中，这种变化是人类生产、海洋和气候系beplay竞技统之间复杂非线性反馈的函数。反馈的操作可能会产生意想不到的干扰和结果，这反过来又为海洋管理人员创造了一个不确定的环境。弹性方法的优点之一是它打开了在这个“不确定区域”运作的可能性(Bourdieu 1999)。

如果我们遵循布迪厄的推理路线，我们就会理解这个区域是一个允许创造变革性空间的区域在这里，人们习以为常的行为和行动方式可以被解决和质疑，从而对复杂问题的新反应可以出现和测试。虽然预测不能有把握地做出，原因可能不明确，矛盾的条件是明显的，但在不确定的区域操作可以使某种自反性和适应性实践成为可能，支持快速重新评估条件的主导概念化。在复杂的自适应系统中，不确定性区域是通过自适应循环的“回环”并行的，其中系统弹性水平较低，系统对外部影响、新颖性、创新、实验、学习(霍林2001年)和“机会之窗”(奥尔森等人2004年)开放。

通过理解复杂的自适应系统能够在多种状态下运行，有效地允许改变系统状态的可能性，补充了回环的潜力。复杂自适应系统的一个相关问题是避免由于干扰而转变为一个性质不同的和不受欢迎的状态。这是他们弹性的一个功能，它描述了他们可以经历的变化量，并保持对结构和功能的相同控制，他们的自组织能力，以及他们建立学习和适应能力的能力(Walker等人2002年，Folke 2006年，Marshall和Marshall 2007年;另请参阅http://www.resalliance.org/index.php/resilience)．因此，弹性分析需要考虑弹性所依赖的那些缓慢变化的变量，在不同系统之间运行的关键反馈，接近可能将系统带入不希望的状态的阈值，以及面对渐进和变革性变化的重组能力。

实施弹性的案例研究方法

实证稳健性是通过使用目前处理气候变化影响部门的案例例子来实现的。beplay竞技这里讨论的具体案例研究是工具性案例研究(Stake 2000)，选择这些案例研究是为了深入了解受新型气候变化影响威胁的相互关联的社会和生态系统之间的相互作用和相互依赖关系。beplay竞技这些案例也属于极端和关键类型(Flyvberg, 2006)，因为它们包含了不同类型的依赖海洋的部门，这些部门已经在应对气候变化的影响，尽管它们以不同的方式利用海洋资源。beplay竞技作为极端案例，它们例证了气候变化影响尤其严重的实例，例如，物种为响应气候引起的海洋环流变化而改变其活动范beplay竞技围的影响，全球变暖热点地区的海洋变暖对渔业和水产养殖的影响，以及GBR地区广泛的珊瑚白化对海洋旅游业的影响。作为关键和极端的案例，预计它们将提供关于四个不同社会经济地位的动态的最大数量的信息和了解，从而产生一组有效的数据作为指标框架的基础。

将案例研究和复杂适应系统方法结合起来评价海洋部门复原力的主要目的是确保适当考虑到在全球气候变化的背景下，特别是在依赖海洋的部门，这种企业固有的复杂性、不确定性和多维性。beplay竞技

这四项关于海洋部门复原力的研究是在澳大利亚海洋生物多样性和资源气候变化适应研究网络的赞助下于2009/10年度进行的，该网络是国家气候变化适应研究机构的八个国家适应网络之一。beplay竞技有关因应海洋变暖而改变海洋物种范围的个案研究，包括塔斯马尼亚商业龙虾(Jasus edwardsii)渔业、澳大利亚东南部牡蛎养殖业和GBR旅游业的选择是基于当前关注的气候变化影响、研究人员的专业知识和数据可用性。beplay竞技部门性案例首先从学科的角度进行研究，最初侧重于生态(物种范围转移)、经济(岩石龙虾)、制度(牡蛎养殖)、社会(GBR旅游)弹性视角。表1概述了案例扇区的关键方面。

关于每个案例研究系统的弹性的结论在这个阶段不容易得出。迁移范围的物种的证据仍在不断出现;然而，一些变化将对接收生态系统产生巨大影响，而从人类的角度来看，其他变化将被视为良性甚至有益的(Madin et al. 2012)。前一类可能会导致政权更迭，就像海胆物种入侵所发生的那样，Centrostephanus rogersii，它正在破坏塔斯马尼亚东海岸的岩礁生态系统和依赖渔业的恢复力(Johnson et al. 2011)。就其治理和管理机构以及船队容量而言，塔斯马尼亚岩龙虾行业被评为具有较高的经济弹性;然而，该行业在燃料成本、供应链组件(如信息流和创新)和金融安全方面很脆弱(Pecl等人2009年，van Putten和Gardner 2010年)。

牡蛎养殖业的脆弱性包括集水活动对水质的影响、缺乏陆地-海洋综合治理以及缺乏对该行业生物物理基础的了解(Leith和Haward, 2010年)。然而，政府和种植者之间合作管理方法的出现，以及牡蛎物种抗病性的改善、生产环境条件的维持和管理的改善，将有助于提高该部门的恢复力。与南澳大利亚州和塔斯马尼亚州相比，新南威尔士州的工业更容易受到气候变化的影响，比如疾病和洪水的爆发。beplay竞技大堡礁旅游业尤其容易受到气候变化的影响，因为病媒传播疾病的风险增加，飓风等自然灾害的强度增加，生物多样性减少(beplay竞技Marshall等，2009年)。然而，科学家、环境管理者、旅游经营者、渔业和更广泛的社区之间存在的多层次协同治理安排和互动，提供了高度的制度和社会弹性。

作为提出复原力指标框架的前奏，我们讨论了复原力框架面临的挑战，建立了在SES研究中使用框架的基本原理，讨论了指标在实现复原力概念方面可以发挥的作用，并考虑了复原力指标的前体。

弹性框架的挑战

对SES的弹性方法的挑战之一是整合来自多个学科、方法和视角的理解(Berkes 2007)。事实上，复杂系统的研究需要跨学科，因为它们的多面维度、有限的可预测性和动态性(Newell 2001)。另一个挑战是改进对不确定性和惊喜的管理。目前，不确定性通常是在风险管理框架内处理的。在高度动态的环境中，可以使用紧急/偶然框架更有效地管理不确定性，该框架明确地处理意外。这是必要的，因为与描述气候、海洋和人类生产系统之间复杂相互作用的非线性反馈相关的事件或结果与van der Heijden(1996)所称的“结构不确定性”有关，即，几乎或根本没有证据来判断结果的可能性的可能事件，以及“不可知”或不可想象的事件。

因此，弹性指标框架的一些关键功能应该是支持在不确定地区的运作方式，促进识别机会窗口和潜在变革空间，并为能力建设提供信息，以便更好地准备和应对意外情况。

通过指标框架对弹性进行操作

虽然恢复力指标框架还处于起步阶段，但关于可持续性和环境指标框架的使用的学术研究暗示了指标如何有助于恢复力的运作。从政策的角度来看，指标可以增强对弹性这一概念的整体理解，因为持续评估的结果反映可以导致弹性目标和标准逐步纳入政策和组织，这就是所谓的启蒙效应(Gudmundsson 2003)。指标在为决策者提供复杂问题的信息方面很有价值(Niemeijer和de Groot 2008)。它们还可以通过持续的谈判和学习过程刺激利益相关者和系统的变化(Reed等人2006年)，这些过程的最终和理想结果是使弹性导向合法化(Cabell和Oelofse 2012年)。

从有效处理变化的角度来看，指标执行几个功能。首先，它们可以用来建立基线，并确定与恢复力的特定条件(如阈值)有关的变化方向。在监测变化时，阈值、目标或基线(超过这些阈值就会成为关键问题)将触发补救行动(Reed et al. 2006)。监测指标提供的信息可作为适应性管理战略的基础，帮助利益相关者适应和管理变化。最后，指标可以通过利益相关者参与指标发展过程来增强社会学习过程(Pretty 1995)。

从恢复力的角度来看，可持续性指标文献的不足之处在于，除了少数例外(例如Grosskurth和Rotmans 2007)，它迄今尚未捕捉到更广泛的系统动态，而这些对可持续性和恢复力都至关重要。虽然监测指标可以充分支持增量自适应变化，但在不确定的环境中需要不同类别的指标来捕捉系统动力学的复杂性。这些指标可以通过未来规划技术(如情景分析)来制定(Haward et al. 2013)，从而促进对潜在机会窗口的考虑，并建议建设能力以更好地应对意外的领域。就后者而言，恢复力指标应该是社会-生态学习的重要来源，被确定为建立恢复力和应对不确定性和意外的关键因素(Kofinas和Chapin 2009)。

虽然意识到指标的选择最终取决于所提出的研究问题或某一特定研究的目标，但我们设法确定一套在一般意义上对诊断和监测海洋部门复原力有用的指标。制定指标作为弹性指标而不是弹性指标本身的决定得到了其他人观点的支持，他们认为弹性思维的价值更有可能在工业部门和系统中实现，方法是确定指导部门走向弹性的一般经验法则(Bennett等人2005年，Carpenter等人2005年，Darnhofer等人2010年，Cabell和Oelofse 2012年)。因此，在这一阶段，我们不关心在指标选择中严格遵守数据可用性、可测量性和成本效益的公认理想。

沃姆斯利(Walmsley, 2002)支持将指标以框架形式表示，他建议使用可持续发展指标框架对确定、总结和报告关键问题至关重要，因为它能够实现信息的逻辑分组，从而促进指标的解释和整合。框架还有助于确定数据收集需求和差距。同样，Ostrom(2011:8)提倡在诊断工作中使用框架，因为框架建立了“元素和这些元素之间的一般关系，人们需要考虑……分析和组织诊断和规定的询问。他们试图确定与同一种现象相关的任何理论都需要包括的普遍元素。”这里提出的框架的一个关键目的是确保在研究和管理海洋部门的恢复力时确定和考虑恢复力的重要方面。

弹性指标框架的制定过程

该框架有三个主要组成部分:一组关键弹性维度、用于组织指标的资本或资产框架，以及抽象和具体的指标子集。在对每个案例研究的社会、经济、机构和生态恢复力重点进行了初步评估后，负责每个案例研究的首席研究人员在2011年1月举行的研讨会上结合他们的专业知识，利用他们与海洋研究人员、政策制定者和管理者的联系，对四个部门性案例研究的海洋系统恢复力维度提供了更全面、跨学科的评估。该方法以恢复力联盟(2007)开发的系统动力学方法为指导，并借鉴了Bennett等人(2005)关于恢复力替代品的工作。研究人员确定了8个弹性维度，可用于描述当前和潜在弹性(表2)。因此，基于严格的跨学科过程的弹性维度集为一个全面的指标框架提供了理想的基础。

案例信息被综合成一个由八个弹性维度和五个资产类别组成的矩阵。后者包括一系列生计资源，即生态、社会/人类、经济/金融、政治/制度和基础设施/技术(物理)资产，改编自斯科内斯(1998)的可持续生计框架，用于阐述恢复力维度(表3)。生计视角已被证明在复杂、高度动态的发展背景下有用(斯科内斯2009)。应用这一框架有助于确保平衡地对待所有有关的系统组成部分，尽管特别是加入政治和体制资产，确保包括治理和权力因素。

为了制定框架的指标组成部分，我们从案例研究数据中为每个弹性维度和尽可能多的资产类别提取了样本(参见表4中的第2和第3列)。样本代表了行业弹性的抽象指标，尽管在概念层面上有用，但通常不足以作为数据收集的基础(Niemeijer和de Groot 2008)。在第4栏中，我们为每个抽象指标提出了潜在的具体指标，并为第5栏中的每个指标提供了一个基本原理。

分析和讨论

作为系统弹性评估的第一步，评估弹性指标框架的效用需要考虑其对SES弹性进行基准测试、监测、评估和报告的能力。这种能力一方面取决于与弹性有关的内容的全面性，另一方面取决于框架的可操作性。操作化将受到以下因素的影响:(1)制定适当的弹性指标(目前受数据可用性的限制)，以及(2)框架的进一步完善。在我们对SES恢复力的综合方法中，我们处理了一系列恢复力的前提条件，包括社会-生态学习的机会，对意外的准备，应对不确定性的能力，处理复杂性的方法，以及变革性空间和机会窗口的存在。

通过确保在解决问题时纳入多个利益相关者的观点和知识系统，社会-生态或弹性学习得到满足。这种通过对话、商议和有意义的社会互动来提高不确定条件下的长期可持续性和弹性的系统学习能力是由建立信任的指标和增强社会资本的有目的策略决定的(Béné et al. 2011)。社会资本也是行业、管理人员、政策制定者和其他利益相关者进行必要合作以实施变革行动的关键因素。

尽管总会有不可预见的事件发生，但对意外事件的准备和应对不确定性的能力需要大量的监测程序。反过来，监测有助于应对变化所需的社会学习。在意外和不确定情况下，应对能力增强的其他指标包括对风险的认知(Marshall和Marshall 2007)、基础设施规划和灵活性、各种应对措施的可用性、持续学习、极端事件的规划和未来规划。

反映复杂性的指标包括极端事件的规划、创新的开放性、应对多样性、恢复力建设、有助于创造学习的协作管理和治理(Booher和Innes 2010)、自组织过程、风险应对的多样性、经济多样化趋势、适应性管理和环境管理的创新方法。预计这些指标的指导将有助于管理复杂性。

变革的前景通过变革空间的存在表明，在这些空间中，公认的实践可以被解决和质疑。在存在批判性反思过程的地方，例如在影子网络中，即在主流之外运行的网络，测试新的或创新的想法、实践和方法(Olsson et al. 2006)，这些可能是显而易见的。然而，任何对当前稳定体制的威胁也是潜在的转变点，例如自然灾害、关键物种减少、捕捞努力减少、渔获物营养变化、种群崩溃或下降、虫害入侵以及经济危机(如运输中断或经济回报下降)。这些可能会为思考新的解决方案、实践变化等打开机会之窗。

虽然意外事件可能会在不定期的基础上打开机会之窗，但更重要的问题是:这个框架能否促进有目的地创造机会之窗?Westley(2002)认为，要打开一个政策窗口，所有相关的行动者和各级组织必须在正确的时间围绕正确的问题建立正确的联系。在水产养殖和渔业中开展的经营者、管理者和科学家论坛有可能在关键时刻建立适当的行为者、组织和问题联盟，但政策企业家需要提供领导力并产生推动新方向的政治意愿(Olsson等，2004年)。这种对适当因素的偶然组合的依赖表明了系统地预测机构改革的重要性，以便为短暂的机会之窗做好准备(Young 2010)。此类论坛必须有目的地纳入对当前实践和行业或部门方向的批判性反思过程。这方面反映在指标中，要求安装过程进行批判性反思，以重新评估规范、价值、规则和实践。

最后，要启动转型，系统必须对外部影响开放，具有新颖性、创新能力和学习能力。代表这些价值的相关指标包括:从生态角度看物种多样性的维持、从海洋部门角度看地点或设备的灵活性、环境管理的创新方法、消费者偏好修正的潜力、个人对变化的准备(Marshall et al. 2007, Marshall 2010)、教育程度、多层次网络的存在以及利益相关者的包容性。

结论和未来潜力

我们将弹性概念为SES变化的一个复杂的、动态的多维模型。为了捕获这种复杂性，我们在案例研究方法和系统动力学方法中锚定了弹性指标框架。确定了主要恢复力维度和适用于经历气候变化的海洋部门的一套相关恢复力指标。beplay竞技指标框架的全面性取决于对数据收集采取跨学科方法和适当的框架，以确保考虑到所有有关因素。虽然制订指标的方法是很容易复制的，但应当了解不同的研究参与者可能会确定不同的指标集。虽然该框架需要进一步细化，但我们已经能够通过方法证明，有可能捕捉到影响海洋部门恢复力的复杂性和各种变量。

虽然该框架尚未准备好立即实施，但它提供了一个基线，可用于讨论和集中注意影响复原力的因素的多样性和复杂性。指示器作为提示，提示应该考虑的变量类型。它们提出了应考虑到的关于复原力的消极因素或限制因素，以及可能影响复原力建设工作的积极或消极趋势。它们包括提醒人们考虑到意外情况，并提醒人们采取适当措施应对不确定性的重要性。它们提供了关键反馈信号和阈值即将到来的可能迹象的例子。最后，他们提出了弹性行动的潜在证明，以及应对系统变化所需的各种能力和前体。

指标框架的直接实用价值在于其潜在用途:

• 提高对海洋部门复原力的内部和外部条件的广度的认识，即经济、金融、生态、社会、体制、政治和物质条件;
• 提高公众对恢复力问题及其相互关联性的认识;
• 通过帮助开发一种共同的讨论语言，使复杂的概念变得有意义和易于理解;
• 帮助利益相关者理解弹性并解读弹性趋势;
• 使决策建立在符合逻辑、连贯和透明的信息基础上;
• 设定目标，提高在特定弹性维度或变量上得分较低的部门或活动领域的弹性;而且
• 强调能够加强利益攸关方及其部门总体和具体复原力的趋势。

经过改进，这一框架最终有望通过以下方式支持恢复力概念的运作:(1)直接、概念或象征性地指导政策分析和制定向更具恢复力的海洋部门发展(Gudmundsson 2003);(2)制定对海洋部门恢复力进行基准、监测、评估和报告的操作方法;(3)帮助海洋部门的决策者和管理者接受复杂性，在不确定的环境中更有效、更容易地操作。该框架的总体目的是引导海洋部门向更有弹性的方向发展(Darnhofer等人2010,Cabell和Oelofse 2012)。

为了推进框架，接下来的步骤包括在基于弹性的管理上下文中对其进行进一步的测试和细化。这可以通过参与性行动研究复原力指标和技术来实现，以促进关键指标的选择，即那些涉及多个复原力维度并能代表整体复原力表现的指标，从而减少指标的数量。作为一个起点，在表5中，我们提供了一个候选变量列表，这些变量在框架中重复出现。这些是根据一般的弹性视角来分类的，这些视角可以帮助促进对话，以确定预测性或领先指标的子集，这些指标用于表示潜在的重大变化，以达到或远离理想的弹性状态。例如，确定哪些社会或生态组成部分对变化的脆弱性、抵抗力或复原力可能是重要的。因此，领先指标对于长期或战略规划、监测恢复力进展和预期适应至关重要。

理想情况下，进一步制定指标应包括在诊断过程中与利益相关者合作，以确保相关性和社会-生态学习。尽管该框架的大部分数据来源于研究人员与利益相关者团体的工作，但这些数据不可避免地要通过专家的视角进行过滤。

最终，对一个更成熟的框架的期望将是一个能够绘制复原力、衡量进展并帮助确定优先事项的框架，而从其应用中吸取的教训将进一步为复原力的概念发展和实施提供信息，特别是实际发展和实施。

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