《Landscape and Urban Planning》：“Tire Operation” model: A disaster-driven hybrid framework for assessing ecological resilience and guiding spatial planning in hazard-prone communities
编辑推荐：
由于气候变化和自然极端灾害的加剧，社区生态系统正面临着日益增长的干扰风险，脆弱性不断上升。现有关于生态韧性（ER）的研究主要集中在宏观尺度社会系统层面，往往忽视了社区尺度上灾害过程与生态响应之间的相互作用机制。本研究提出了一种混合生态韧性评估框架，即“轮胎运转
由于气候变化和自然极端灾害的加剧，社区生态系统正面临着日益增长的干扰风险，脆弱性不断上升。现有关于生态韧性（ER）的研究主要集中在宏观尺度社会系统层面，往往忽视了社区尺度上灾害过程与生态响应之间的相互作用机制。本研究提出了一种混合生态韧性评估框架，即“轮胎运转”模型，该模型基于三项核心能力构建：生态系统基底鲁棒性（EBR）、生态系统灾害适应性（EDA）和生态系统恢复潜力（ERP）。该评估框架将生态组分（要素、结构、功能）与灾害过程（压力、状态、响应）进行深度整合，旨在跨越时空尺度评估社区生态韧性。以中国川西泥石流易发区为例，研究人员整合生境质量模型、生态承载力分析、生态系统服务价值量化、机器学习（XGBoost）以及泥石流动力学模拟技术，评估了研究区在百年一遇灾害情景下的生态韧性水平。研究结果揭示了EBR、EDA和ERP三者之间显著的空间异质性及非线性交互作用。研究指出，社会经济发展模式重塑了生态基底，并对EBR的稳定性产生影响；研究通过特定社区尺度的灾害模拟客观量化了EDA，识别出亟需优先干预的脆弱子流域；ERP则高度依赖于关键地类功能的完整性，其局部退化特征会引发系统性的恢复风险。基于此，研究人员构建了涵盖八种韧性类型的分类方案（T1-T8），以支撑“适应性提升”与“关键管控”的双区分管管理策略。该韧性评估模型框架实现了在社区尺度上对灾害相关生态韧性的空间显性与动态响应评估，为识别脆弱性热点区域并量身定制基于韧性的风险管理策略提供了可广泛推广的方法。本研究推进了生态韧性理论、灾害模拟技术与可操作空间规划在易发灾区适应性治理景观管理中的深度应用与整合。
随着气候变化和极端天气事件频率的增加，全球范围内自然灾害呈现出复合效应突发、高强度等新特征，这对人类居住安全和生态系统的承载能力构成了巨大挑战，由此提升社区生态韧性成为区域可持续发展的关键战略。目前，现有研究多聚焦于社会资本、治理能力及基础设施适应性等宏观社会系统维度，而在灾害过程中生态系统既是承灾体又是缓冲机制的双重角色在定量评估中常被忽视。传统静态指标评估方法难以捕捉灾前、灾中、灾后生态动态演进，加之数据异质性与空间精度不足，灾害危险性的空间变异特征未被充分整合到韧性框架中，导致风险识别与管理策略制定存在断层。为跨越灾害机制识别与生态韧性定量评估之间的鸿沟，这项研究提出了一个创新性的“轮胎运转”混合生态韧性评估框架，该研究发表在国际知名期刊《Landscape and Urban Planning》上。该研究将生态基底鲁棒性（EBR，基础强度机制）、生态系统灾害适应性（EDA，缓冲吸收能力）和生态系统恢复潜力（ERP，灾后恢复机制）分别类比为轮胎的抓地力、减震系统与耐磨性。通过构建集灾害过程、生态组分与社区系统于一体的三维评估体系，研究克服了传统静态评估粗糙且主观的缺陷，为易灾区提供了前瞻性、适应性的生态治理策略。
该研究主要采用以下关键技术方法开展评估：首先运用生境质量模型（InVEST）与生态足迹方法核算生态基底鲁棒性（EBR）（结合生境质量指数（HQI）与生态承载力（ECC））。其次采用XGBoost算法基于地形地貌等致灾因子评估泥石流易发性（70%样本用于训练，30%进行验证），并结合FLO-2D双相流模型模拟百年一遇灾害情景下的泥石流动力学过程（提取最大泥深与流速计算动量），由此客观量化灾害危险性与生态灾害适应性（EDA）。最后基于当量因子法并引入区域粮食产量时空修正系数核算生态系统服务价值（ESV）以表征生态恢复潜力（ERP）。研究样本队列来源于中国川西地质_active断裂带频繁受泥石流侵扰的6个典型传统村落社区。
4.2.1 生态系统基底鲁棒性
通过对川西六个社区进行HQI和ECC综合评估，发现各社区EBR呈现明显的梯度差异。各社区HQI值变异系数极小，反映出研究区具有普遍一致的生境退化压力；而ECC的分布则显示离散特征，这种空间异质性主要由威胁源与土地利用敏感性的交互反馈所驱动。特别是定位为旅游开发区的Longmenshan社区受社会经济活动影响，生态功能边缘化致其EBR值极低，证实了社会经济发展模式会重塑并制约生态基底稳定性的结论。
4.2.2 生态系统灾害适应性
基于全省子流域单元，研究人员利用机器学习评估泥石流易发性，通过动力学模拟计算灾害动量并划定了危险等级（HⅠ-HⅣ）。结果表明高易发流域主要集中分布于川西。结合社区地理历史灾害记录验证了评估成果的可靠性。该面向EDA的评估框架实现了对灾害潜力的精细动态模拟，能够精准量化灾害扰动压力，并有效识别出亟需优先干预的脆弱子流域。
4.2.3 生态系统恢复潜力
对研究区ERP空间分布特征展开分析，发现其呈现显著的空间聚集格局。高恢复潜力主要聚集于水库等水域生态系统，而人类聚居区的ERP往往趋近于零。尽管Muzuo社区的林地等覆盖率高，但受人为干扰生境碎化影响，其生态服务流受阻致ERP净值极低，表明系统的结构复杂性并不必然转化为功能恢复力。局部关键生态基础设施退化将引发系统性恢复潜力断链，进而对全社区整体恢复能力造成风险。
4.2.4 生态系统韧性
综合三维模型评估得出社区ER存在非线性协同作用，若三者均衡发展（如Guza社区）则整体韧性最强；单一维度严重失衡或全面崩溃（如Longmenshan的ERP极高但EBR极低，或Baishi面临最高灾害等级）极易引发级联韧性衰退。生态风险治理需从孤立维度的建设向多系统协同调控转型，以保障社区生态系统能在干扰下保持稳定韧性表现。研究使用蒙特卡洛模拟在参数扰动下验证了模型的统计可靠性，结果排名高度一致，证实该评估框架具有高抗不确定性的能力。
4.4 社区灾害管理
构建“灾害环境-韧性评估-风险管理”闭环框架体系，以EDA为主导并结合三维特征，将社区划分为涵盖8种韧性类型（T1-T8）的双区管制模式。适应性提升区（T1-T4）具备较高的灾害适应能力与响应性，注重维持现状或进行空间优化；而关键控制区（T5-T8）处于高风险及脆弱状态，要求立即采取防灾重建与预警等干预手段，为空间规划提供了基于韧性的差异化管治路径。
研究人员指出现有韧性评估框架往往具有局限性：复合脆弱性指数难以直接表示生态缓冲机制；工程导向模型缺乏对生态承载力动态恢复的考量；SES框架则缺少可空间化诊断结构。而新开发的EBR-EDA-ERP模型通过将干扰吸收功能与生态系统服务恢复潜力嵌套于明确空间与灾害情景中的方式，有效提升了诊断精度。同时，该研究采用几何平均数进行聚合，从机制上避免了加权平均或最小值函数可能引发的掩盖瓶颈效应或过度保守的问题。尽管该模型在概念架构与逻辑上具有广泛的可转移性，但由于EDA等计算高度依赖于如FLO-2D等特定危险模拟，因此在其他环境应用时需基于致灾背景进行参数模块的本地化调整。未来研究需解决空间单元分辨率的不确定性，将微尺度水土过程指标补充入EBR框架，并进一步在社会生态体系下耦合人口行为与社会经济动态，以实现综合维度更全面、规划指导更系统的社区韧性评估与科学响应机制。
