脆弱性概念最早源于自然灾害研究，随后在生态学、环境学、地下水及水资源学、土地利用变化等诸多领域中得到广泛应用。由于研究对象、学术问题和学科视角的不同，各个研究领域学者对脆弱性概念的内涵理解很不一致，甚至同一领域的学者在认识上也不尽相同[4]。随着研究的不断深入与拓展，脆弱性的内涵不断丰富和发展。
20世纪70年代，人们对自然灾害的研究重点放在致灾因子、发生机制与成灾规律等方面。随着防灾减灾研究工作的深入，人们意识到社会经济系统对自然灾害的脆弱性是导致灾害产生巨大损失的重要原因。自然灾害脆弱性是指各种承灾体预料、应对、抵抗自然灾害影响并从中恢复的能力状况，反映了承灾体应对外部致灾因子打击的敏感程度。在20世纪90年代以后，自然灾害研究者开始关注于社会经济对环境变化特别是气候变化的脆弱性研究。2004年，联合国国际减灾战略机构（ISDR）将脆弱性定义为“一种状态，这种状态决定于一系列能够导致社会群体对灾害影响的敏感性增加的自然、社会、经济和环境因素或者过程”[5]。石勇等在分析灾害脆弱性构成的基础上，认为脆弱性是承载体的本身属性，不论自然灾害是否发生，这种属性都存在[6]。
随着国际上全球变化研究的不断深入，生态脆弱性得到了全球的普遍重视。20世纪70年代的人与生物圈计划（MAB）和80年代开始的地圈、生物圈计划（IGBP）都把生态脆弱性作为其重要研究内容[7]。IPCC分别在2001年和2007年发表了《气候变化：影响、适应和脆弱性报告》。IPCC第二工作组以“影响，适应和脆弱性”为主题，从科学、技术、环境、社会经济方面，评价气候变化导致的生态脆弱性及对生态系统、社会经济和人类健康的影响。IPCC认为，生态脆弱性研究的基本内容包括系统变化的评估，系统响应变化的敏感性评价，变化对系统造成的潜在影响估测，以及系统对变化及其可能影响的适应性评价[8]。可以看出，生态脆弱性是生态系统对于干扰而具有的敏感反应和恢复状态，它是生态系统的固有属性在干扰作用下的表现。
在研究地下水污染问题过程中，人们于20世纪60年代提出了地下水脆弱性的概念。1993年，美国国家研究委员会（NRC）对地下水脆弱性做出了权威的定义：地下水脆弱性是污染物到达最上层含水层之上某特定位置的倾向性与可能性。同时，将地下水脆弱性分为两类：①本质脆弱性，即不考虑人类活动和污染源而只考虑水文地质内部因素的脆弱性；②特殊脆弱性，即地下水对某一特定污染源、或污染群体、或人类活动的脆弱性[9]。在此基础上，有学者将地下水脆弱性拓展到了水资源脆弱性。杨燕舞等认为，水资源脆弱性是由自然环境与人类活动引起的水资源被污染的难易程度，自然环境决定它的自身脆弱性，人类社会活动决定它的外因脆弱性[10]。Hamouda等认为水资源系统对外部干扰的敏感性与适应性决定了水资源的脆弱性，敏感程度越高，适应能力越低，水资源系统就越脆弱[11]。
图3-1 通用脆弱性概念框架
（据文献［12］）
不同领域学者关于脆弱性概念的不同理解和认识，对环境变化的跨学科研究造成了很大障碍。Füssel在对众多学者脆弱性定义梳理的基础上，提出了通用的脆弱性概念框架，即脆弱性包含6个维度：所分析的系统，例如自然系统、经济部门、地区、人与环境耦合系统等；所关注的属性，指脆弱系统暴露于灾害之下所影响的系统属性，例如生物多样性、人类生命与健康等；灾害，指作用于系统的潜在破坏性或负面影响，通常包括离散型灾害和持续性压力或胁迫；所关注的时间，是现在的、未来的还是动态的；所界定的范围，是内在的（内生的）还是外在的（外生的），内在的脆弱性是指系统本身的特性，外在的脆弱性是指系统之外的因素；所在的知识域，是社会经济的还是自然的，或是综合的。社会经济方面的脆弱性是指与经济资源、社会制度、文化传统等相关的因素，自然方面的脆弱性是指与系统自然物理属性相关的因素（图3–1）[12]。