人类对岛屿社会-生态系统影响的两种途径：来自中国舟山群岛的证据

《Land Use Policy》：Dual pathways of human influence on island social-ecological systems: Evidence from China’s Zhoushan Archipelago

该研究提出四个新指数，量化分析舟山群岛人类活动强度与社会-生态系统的空间异质性，揭示人类干扰与生态健康快速响应、人类协助与社会发展滞后累积的双路径机制，阐明岛屿大小与生态敏感性、社会响应度的关联规律。

　　

袁驰|曲玉冰|张志伟|刘振航

自然资源部第一海洋研究所海岸科学与综合管理重点实验室，中国山东省青岛市266061

摘要

本研究探讨了人类活动塑造岛屿社会生态系统的两条主要路径，并为岛屿的综合管理提供了可行的见解，同时推动了人与土地相互关系的理论框架的发展。以中国最大的群岛——舟山群岛作为研究区域，通过提出四个新的指标，准确地量化并空间化了人类活动强度和社会生态系统。研究追踪了人类对岛屿社会生态系统影响的两种路径：一是人类对生态健康的干扰，二是人类对社会发展的支持。结果表明，生态健康对人类干扰反应敏感且迅速，最初急剧下降后略有恢复；社会发展则对人类支持表现出滞后和累积效应，在初期缓慢增长后加速发展。随着人类活动的加剧，人类干扰的主导作用先增强后减弱，而人类支持的作用则呈现相反趋势，这表明需要持续的人类参与。较小且更孤立的岛屿对人类干扰的生态敏感性更高，但对人类支持的社交响应较低。总体而言，人类活动推动了舟山群岛内岛屿社会生态系统的空间重组，形成了促进系统演化的两条路径。这些结果为岛屿社会生态系统的和谐发展提供了理论基础，并强调了人类在提升系统中的作用。

引言

岛屿是全球系统中不可或缺的组成部分，承担着关键的生态功能并支持人类社会的发展（Meschede等，2016；Nogué等，2024）。它们独特的地理特征——有限的面积、隔离性和独特的位置——使其既成为稀有物种的避难所（Borges等，2018），也是发展资源的宝库（Fernandes和Pinho，2017）。尽管岛屿仅占地球陆地表面的5.3%（Weigelt等，2013），却容纳了全球近20%的生物多样性（Fernández-Palacios等，2021），包括世界25个生物多样性热点中的9个（Myers等，2000），并且庇护着超过7亿人（Blechinger等，2014）。岛屿还充当重要的城市枢纽、港口和旅游目的地（Bojanic和Lo，2016；Chi等，2020）。此外，岛屿还是保护生物学（Nogué等，2017）的天然实验室，以及进化、生态和生物地理学研究的模型系统（Fitzpatrick和Erlandson，2018），其研究结果为全球“栖息地或生态岛屿”研究提供了重要启示。

人类活动深刻改变了地球的自然生态系统，改变了地貌、景观、生物群落和环境质量（Halpern等，2008；Santana Cordero等，2016；Montràs-Janer等，2024）。与此同时，由于人口增长、城市化和工业发展，全球社会经济状况迅速发展（McGilvray，2016；Sun等，2020；Chen等，2024）。人类与自然之间的这些相互依赖关系构成了社会生态系统（Liu等，2007），其中人类既是核心组成部分，也是主要调节者。这些系统反映了人类驱动的社会发展和生态演化的结果（Wang等，2024）。它们为描述陆地表面模式和过程（Hinkel等，2014；Wang等，2022；Ekstr?m等，2024）和支持全球可持续发展（de Vos等，2019；Du等，2024）提供了综合框架。该框架广泛应用于红树林和珊瑚礁保护（Barnes等，2019；Hagger等，2022）、森林管理（Ekstr?m等，2024）、流域生态系统服务（Wang等，2024）、海岸可持续性（Wu等，2024）、旅游开发（Kurniawan等，2019；Adrianto等，2021）以及社会行为多样性（Grêt-Regamey等，2019）等领域。

关于社会生态系统的研究不断深入和多样化，具有五个关键特征：（1）从结构上看，这些系统很复杂，大致可以分为社会和生态两部分，但更具体地包括资源系统、资源单元、治理系统和用户（Ostrom，2009）等要素，以及环境公共资源、治理系统和行动小组（Du等，2025）。这些因素共同构成了社会生态系统，并经历共同进化过程（Wang等，2025a）。（2）系统特征包括脆弱性（Turner等，2003）、韧性（Folke，2006；Han等，2025）、适应性（Smith等，2025）和流动性（Yang和Sono，2025），这些特征在人类影响下相互作用，塑造动态的生态系统服务（Jiang和Marggraf，2025），并推动系统向可持续性发展（Liu等，2025a；Moshy等，2025）。（3）系统是可调控的：作为主导行为者的人类通过以生态成本利用资源创造权衡，但可以通过有效政策（Ren等，2025a）、适应性治理（Defeo等，2025）、利益相关者动员（Taiyebi等，2025；Xu等，2025）和公众参与（Brosse等，2025；Reyes-Gómez等，2025）促进可持续性。（4）系统表现出时空异质性和尺度依赖性，其组成部分在不同尺度和时间上呈非线性变化（Han等，2025；Yang和Sono，2025）。准确量化系统异质性至关重要，跨尺度综合管理是有效人类管理的关键（Smith等，2025；Wang等，2025a）。（5）系统由于内部变异性和外部干扰而面临不确定性和突然变化（Folke，2006；Amorocho-Daza等，2025），空间或时间上的临界点可能引发系统转变。为了实现可持续发展，需要深入理解这些系统及其与人类活动的动态相互作用。通过考察系统的脆弱性、韧性、适应性和流动性特征，通过政策干预、管理策略、利益相关者参与和公众参与的综合方法可以最小化人类对生态系统的负面影响，同时增强人类对社会系统的建设性支持。关键挑战在于精确量化人类活动和社会生态系统的异质性，并系统地界定人类影响。这有助于更好地理解和控制系统不确定性，为规范人类活动并实现可持续性提供证据基础。然而，当前研究缺乏对社会生态系统与人类活动之间关系的空间量化。一些关键问题尚未得到解答，例如如何同步测量和空间化人类活动的干扰效应和支持效应，系统如何随人类活动强度的变化而变化，以及内在相关性在不同情境下的变化。

岛屿为研究人类活动与社会生态系统之间的内在相关性提供了理想的场所，这与之前概述的关键问题高度契合。群岛是指一组相邻的岛屿（Triantis和Matthews，2020），是岛屿分布的主要形式。在群岛中，各个岛屿由于具有明确的物理边界而作为独立实体存在（Chi等，2022）。每个岛屿具有独特的自然环境、人类活动和社会生态系统。同一群岛内的岛屿在面积（IA）、隔离性和地形条件等方面往往存在显著差异，而人类活动在不同岛屿之间以及同一岛屿的不同区域也表现出明显的空间异质性（Vogiatzakis等，2008；Chi等，2020）。因此，社会生态系统对不同的人类影响强度有不同的响应，并在不同岛屿上呈现多样化的状态。岛屿的固有独立性和人类活动强度的梯度也使得“空间替代时间”的方法得以应用，这缓解了由于岛屿上野外工作的后勤困难和高昂成本而难以获得长期数据的挑战（Chi等，2021）。尽管研究岛屿社会生态系统及其对人类影响的响应迫在眉睫，但此类研究仍不够重视。此外，进行此类研究需要拥有大量岛屿且自然和人为条件存在显著空间异质性的群岛。

本研究选择了中国最大的群岛——舟山群岛进行研究（图1）。该群岛包含2000多个岛屿，各岛屿的人类活动和社会生态系统各不相同。研究考虑了群岛内的所有141个有人居住的岛屿，并提出了四个指标来量化人类活动强度和社会生态系统。人类活动强度通过人类干扰指数（HII）和人类支持指数（HAI）进行衡量，而社会生态系统则通过生态健康指数（EHI）和社会发展指数（SDI）进行评估。研究追踪了两种人类对岛屿社会生态系统影响的路径：HII–EHI路径反映了人类对生态系统的干扰，HAI–SDI路径表明了人类对社会系统的支持。

本研究提出以下假设：人类活动推动了中国最大群岛内岛屿社会生态系统的空间重组，形成了促进系统演化的两条路径。为了验证这一假设，必须回答以下两个科学问题：（1）如何准确测量和空间化岛屿上的人类活动强度和社会生态系统？（2）在不同情境下，人类活动与社会生态系统之间的内在相关性如何空间变化？

研究区域

舟山群岛位于东海，长江口附近，毗邻杭州湾（图1）。该地区具有重要的生态和社会经济功能，拥有丰富的生物多样性，包括特有物种Neolitsea sericea。它还是东亚-澳大拉西亚鸟类迁徙路线上的一个关键节点，为诸如Thalasseus等稀有物种提供了栖息地。

人类活动强度和社会生态系统地图

图2显示了人类活动强度的空间分布，揭示了HII和HAI在岛屿之间和内部的明显差异。这两个指标在植被茂密的山区通常较低，而在用于交通、工业、居住和公共服务的建成区则较高。大型岛屿的HII和HAI值通常处于中等水平，而小型岛屿偶尔会出现极端的高值或低值。如图3所示，EHI也表现出空间上的

结论

本研究阐明了人类对中国最大群岛——舟山群岛内岛屿社会生态系统的影响路径。遥感、实地调查和开放获取的数据产品为研究提供了数据基础。人类活动强度从干扰岛屿生态系统和支持社会系统的角度进行了评估，而岛屿社会生态系统则从生态健康和社会发展的角度进行了评价。四个指标被用来

CRediT作者贡献声明

袁驰：撰写初稿、可视化、验证、软件使用、资源获取、方法论设计、调查实施、资金筹集、数据分析、概念构建。曲玉冰：可视化、调查实施、数据管理。张志伟：调查实施。刘振航：调查实施。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本研究得到了国家重点研发计划（编号：2023YFC3108103）和泰山学者计划（编号：tsqn202408293）的资助。