摘要：可持续发展科学试图理解可持续发展挑战背后的人与自然的相互作用，但在很大程度上是基于地点的。传统的可持续发展努力往往以一个地方为代价在其他地方解决问题，损害全球可持续性。Meta耦合框架提供了一个概念基础和一个整体的方法来整合一个地方，以及相邻的地方和遥远的地方之间。它的应用对推进可持续发展科学具有广泛的效用，对全球可持续发展有着深远的影响。他们揭示了Meta耦合对联合国可持续发展目标（SDGs）的绩效、协同效应和权衡的影响；解开复杂的交互作用；确定新的网络属性；揭示了Meta耦合的时空动态和影响；发现了Meta耦合系统的无形反馈；扩展了nexus方法；发现和整合隐藏的现象和被忽视的问题；重新研究了地理学第一定律等理论；以及在非耦合、耦合、解耦和重耦之间展开的转换。应用的结果还有助于实现跨空间的可持续发展目标，扩大跨边界和跨尺度的生态系统恢复的好处，加强跨界管理，扩大空间规划，促进供应链，增强大型世界中的小型代理能力，并从基于地点的治理转向基于流动的治理。未来研究的关键主题包括在一个地方的事件在附近和遥远的其他地方的级联效应。实施该框架可以受益于进一步追踪跨尺度和空间的流动，提高因果归因的严谨性，扩大实用手段，并提高财政和人力资源。释放该框架的全部潜力将为全球正义和可持续发展带来更重要的科学发现和更有效的解决方案。
关键词: biodiversity, ecosystem services, human-nature interactions, planetary boundaries, telecoupling, sustainable development;
图1. Meta耦合框架及其与可持续性的关系图。每个方框表示一个人类和自然之间耦合的系统，由人类（如人口、家庭）和自然（如生物多样性、气候）组成，它们由各种流动（信息、人、生物、能量、物质、产品、资本等）连接，并在系统内产生人与自然的相互作用（内部）。不同的系统也通过流动连接，导致重叠（相邻系统之间的人与自然相互作用）和远程连接（遥远系统之间的人与自然相互作用）。每个系统还包括原因（流动背后的原因）、代理（促进流动的决策实体）和影响（例如，流动的生态和社会经济后果）。发送和接收系统用实边界的框表示，溢出系统用虚线边界的框表示。Meta耦合和其他因素影响每个系统和全球的可持续性（以17个联合国可持续发展目标（SDGs）为代表）。人的相互作用发生在水平方向（相同空间尺度的不同层次结构系统之间）、对角线（不同空间尺度的不同层次结构系统之间）和垂直方向（不同空间尺度的相同层次结构系统之间）；随着时间的变化。
图2。远程、临近和内部耦合情况下的可持续发展目标得分。(A)三种情况下所有国家的可SDGs得分动态（综合目标得分——实现所有评估可持续发展目标的总体表现）。(B)对发达国家和发展中国家的SDGs得分。(C)远程耦合和中耦合情景下可持续发展目标得分的差异。
图3. 中国卧龙自然保护区和其他自然保护区内外的可持续发展目标协同和权衡。
图4. 1950-2014年全球海洋渔业捕捞量Meta耦合。内捕捞指的是国家专属经济区（eez）内的工业、手工、生存和休闲渔获量和渔业内流动。太平洋增长是指邻近国家的专属经济区的工业捕获量和流量。远程增长代表了偏远国家的专属经济区的工业捕获和流动。
图5. 1950-2014年期间，专属经济区（专属经济区）中海洋渔业渔获量和流量占总渔获量的比例。(A)内捕捞指的是国家经济区内的工业、手工、生存和休闲渔获量和渔业内流动。(B)是指邻近国家的专属经济区的工业捕获和流量。(C)远程耦合代表了来自偏远国家的专属经济区的工业捕获和流动。
图6. 大豆从巴西（输送系统）流向中国和其他国家（接收系统），以及从加拿大和俄罗斯等国（溢出系统）流向巴西生产大豆的化肥（钾）。报告还显示了2005年和2015年巴西对四个代表性国家的大豆出口量，以及2005年和2015年四个代表性国家对巴西的钾进口量。
图7. 在全球冲击（如经济衰退、大流行、战争）下，非耦合(A)、耦合(B)、耦合(B)、解耦(C)、解耦(C)和再耦合(D)之间的假设转换图。
图8. 世界区域（非洲、亚洲、东欧、拉丁美洲、北美、大洋洲和西欧）的内部、中间和远程耦合的相对贡献的时间动态，表示为一个区域内（中间）、相邻区域之间（中间）和遥远地区之间（远程）的商品出口的百分比。例如，非洲国内的出口是内部，非洲和西欧之间的出口是临近增长，非洲和北美之间的出口是远程增长。垂直线描绘了不同全球进程的时间段（=BelleEpoque；B=两次世界大战、经济萧条和西班牙流感大流行；战后；D=20世纪80年代初的经济衰退；世界贸易组织的建立和电子商务的发展；F=2000年代末-2010年代初的大衰退）。
图9. 一个假设的例子，说明跨空间的人性交互作用。美国和巴西都是中国和欧洲许多国家的主要大豆生产商和出口国。当美国主要大豆生产地区美国中西部发生干旱时，导致美国大豆产量下降。产量的减少可能降低了大豆出口，并提高了大豆价格。大豆价格的上涨本可以鼓励巴西农民将更多的森林和草原改为大豆生产。土地转换会导致栖息地的丧失和生物多样性的丧失。
研究结论：本文阐述了科学发现的Meta耦合框架的各种功能，以推进可持续性科学，并创建有效的解决全球可持续性的解决方案所面临的挑战。从根本上说，该框架是整合和理解人类-自然的相互作用、协同作用和跨空间和多尺度的权衡的基本工具。它也是研究人员和其他利益攸关方制定政策干预措施和可持续性途径的一个有用平台。研究结果对地方、区域、国家和全球的努力具有重大影响，如联合国可持续发展目标、联合国生态系统恢复几十年、2020年后全球生物多样性框架和巴黎气候协议。该框架为实现世界各地的人性和谐提供了良好的路线图，如生态文明和《生物多样性公约》提出的2050年“[人类]与自然和谐生活”的愿景。它激发了重新思考新的和更有效的政策，以减少对全球可持续发展的积极影响。
该框架可以在广泛的基础和应用问题上发挥更重要的作用，如可持续发展科学的空间化、统一理论的创建和全球可持续发展。尽管对去全球化存在一些担忧，但许多过程和事件，如气候变化、战争、疾病传播和灾难，已经变得更加频繁，并导致了级联的相互作用。随着人口的持续增长和家庭的加速增长，它们将增加空间和供需之间的不平衡，从而改变元增长的类型和强度。为了充分发挥该框架的潜力，需要提供更多的财政和人力资源来进行更系统和综合的努力，以加速该框架在全球范围内的进一步应用。将Meta耦合知识纳入决策和治理中，可以满足一个人口更多的世界的消费需求，同时实现全球的可持续性。
引用：Liu, J. (2023). Leveraging the metacoupling framework for sustainability science and global sustainable development. National Science Review, 10(7), nwad090.
转自：“生态遥感前沿”微信公众号
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