合成，一部分的特别功能海岸带可持续发展的系统方法

向可持续发展过渡的系统方法框架:基于沿海试验的潜在价值

• 摘要
• 简介
• 知识的获得
  • 系统接近框架价值类别
  • 治理
  • 政策的有效性
  • 可持续性科学
  • 仿真分析工具
  • 对欧盟研究的影响
• 广泛的视角
  • 治理特征
  • 政策问题
  • 可持续发展
  • 海岸带系统
• 结束语
  • 政策的有效性
  • 系统方法
  • 可持续发展
• 对本文的回应
• 致谢
• 文献引用

介绍

本文综合了本期特刊中有关系统方法框架(SAF)作为评价可持续发展的一种开放方法和海岸带综合管理(ICZM)的一种具体工具的价值的一系列文章。Hopkins等人(2011)解释了SAF是如何通过在欧洲地区18个沿海研究地点的应用来开发和测试的(图1)，这是欧盟(EU) fp6资助的项目“海岸系统评估的科学和政策整合”(SPICOSA;http://www.spicosa.eu/)．我们的综合集中在SAF价值方面，从这些实验中获得的知识，以及这些知识如何与更广泛的问题相关。我们进一步提供了关于SAF如何丰富我们对其他系统和多尺度可持续发展的看法的观点。

研究地点的结果提供了实际的例子，说明如何以系统的方式向可持续发展过渡，而不考虑时间或地理条件。这与欧盟对可持续发展的重视有关，并有强大的研究历史(例如，欧洲陆地-海洋相互作用研究)作为支持。这一选择得益于ICZM广泛的非法定结构，在社会生态复杂性方面具有适度的规模。在实验中加入大量研究地点的目的是更好地评估SAF应用于不同沿海地区的有效性，并确定这种多样性是否会导致政策有效性的差异(Ostrom等人，2007年)。

SAF的试验测试了系统办法在协助沿海区系统向可持续发展过渡方面是否有价值。由于缺乏适合于处理在复杂沿海系统中观察到的管理问题的评估方法(参见Gallopin 2003年，Fiksel 2006年)，因此需要制定一个实际的框架。SAF建立在系统方法的概念和处理复杂系统的新兴原则的基础上，目的是提供一种可以自我进化的开放方法。

系统方法是一种提高我们对复杂系统如何运作的理解的策略。它使我们能够就地研究复杂系统的响应，而不是像历史方法那样逐个分析它们。这反映了系统论的警告，即理解结构(组成)并不一定允许理解功能(动态目的)。因此，研究一个系统的相互作用可以增加我们对其功能的理解，而不仅仅是了解其组成部分的状态。把海岸带看作是一个复杂的系统，就必须包括生态、社会和经济方面的因素。我们认为SAF是一种启动方法，它解决了可持续管理目标与执行或修改这些目标所需的信息和行动之间的“如何”差距。对其应用程序的重新扩展可能会改变一系列相互关联的问题的组成，但不会改变解决这些问题的基本方法。我们在海岸带系统上测试了SAF;然而，将其应用到其他复杂系统将改变一系列相互关联的问题的组成，但不会改变解决这些问题的基本方法。

SAF使用模拟分析来研究沿海系统的功能和对外部输入的响应。它使用了研究人员、政策制定者和利益相关者之间的协作方法。通过把沿海地区作为一个缩影，它提供了一种具有成本效益的机制，以调查相对于整个系统的具体政策问题和评价不同政策选择的潜在后果。在这个意义上，特别审查框架具有很大的实际价值，即提供了一种客观、廉价的工具来检验政策备选办法。它在促进决策协作以及生成关于模拟系统的新知识方面也有价值。在复杂系统中模拟“如果”问题需要对生态、社会和经济维度之间的相互作用以及它们之间的参与性联系进行复杂的跨学科评估。

最需要学习和最终揭示最多研究价值的研究领域是那些与设计要模拟的虚拟系统、制定关键交互以及在利益相关者之间生成参与性环境相关的研究领域。所需要的专门知识的广度超过大多数合作伙伴所能提供的，需要个人和机构参与者都有重要的学习经验。Hopkins和Bailly(2012)认为，这些技能和评估能力是可持续发展科学新兴领域的一部分。简而言之，SAF方法需要三个技能:

1. 利用系统思维建立和解释模拟分析，
2. 对生态、社会和经济维度之间的相互作用进行跨学科评估
3. 吸引利益攸关方的参与，确保他们与研究人员的合作，并向更广泛的公众传播SAF的结果。

知识的获得

系统方法框架价值类别

SAF旨在通过促进复杂系统评估的多学科研究来改善科学-政策界面。为了总结研究地点的成果，我们将所展示的价值分为三大类:治理、可持续发展科学和模拟分析工具(表1)。以下小节给出了每一类研究地点的结果示例，并以其地理名称(图1)和参考文献进行标识。

治理

SAF的实验通过人类活动之间的冲突、公众的抵制和政策缺乏计划的方法揭示了政策有效性的障碍。对于有效的政策关注的三个重要主题:(1)重视多个海岸带问题之间的联系程度，(2)理解这些问题的系统依赖性，(3)平衡考虑公共需求。这些主题之所以重叠，是因为即使在不同的海岸带出现了看似相似的问题，但由于海岸带在组成、模式和功能方面的差异，这些问题并不总是能以类似的方式解决。

政策的有效性

处理问题的效率低下可能是由于缺乏或缺乏明确的政策、不适当的政策或执行不力和治理机制无效。

奥得河泻湖。最近的研究质疑现有的减少Oder流域氮负荷的措施是否能够解决富营养化问题并减少氮向波罗的海的出口。研究现场团队表明，尽管在泻湖通过密集的贻贝养殖获取营养可能是一种有益的支持性措施，但解决这一问题将需要在整个河流-河口系统中加强政策协调(Schernewski et al. 2012)。

格但斯克湾。跨界的维斯瓦河流域在海湾的旅游海滩上形成了一股“肮脏”的羽毛。这影响了当地旅游业及其衍生收入。然而，当地政策无法解决这个问题，因为产生废物的集水区的决策者处于不同的管辖范围(Hania Ladkowska，个人沟通)。

瓦尔纳湾。当旅游业在后苏联时期急剧增长时，没有采取任何措施来保护浴场的水质。浴场的恶化最终阻碍了旅游业的持续发展。通过对比额外的综合下水道设施的费用和潜在的游客收入损失，研究地点团队能够激发利益相关者和城市官员寻求解决方案(Moncheva et al. 2012)。

3月短笛。塔兰托市已批准扩建贻贝养殖场，并将现有污水排污口的一半迁出泻湖。SAF的分析展示了这些政策如何协同作用，降低贻贝养殖的质量和利润，并展示了公众对更可持续选择的支持(Caroppo等人，2012年)。

问题的冲突

当两种人类采收活动争夺一种资源时，过度开采的风险增加，通过政策解决冲突变得困难。涉及倾倒物质或破坏生境的人类活动间接造成了与其他人类活动的冲突，需要更困难的政策干预。

威尼斯泻湖。威尼斯蛤蜊渔业的开放增长带来了社会(利润不确定性、非法捕捞)和生态(底栖生物破坏、接触毒素)问题。当地机构的应对措施是推广一种计划中的水产养殖替代方案，但这一方案非常有争议。SAF的分析表明，可持续的水产养殖既能满足社会和生态关切，又能为渔民提供可接受的收入(Melaku Canu et al. 2011)。

Limfjord。传统的贻贝渔民面临着因氮负荷减少导致贻贝生物量减少、贻贝养殖规模扩大以及与自然保护主义者之间的三方冲突。SAF分析通过其场景模拟结果对动态进行了更清晰的描述，从而化解了冲突(Dinesen et al. 2011)。

瓜迪亚纳河口。葡萄牙和西班牙之间的政策差异使瓜迪亚纳河和河口的跨界综合规划的发展复杂化。研究现场团队证明，葡萄牙利益攸关方、规划者和科学家之间的合作为如何通过废水处理改善瓜迪亚纳的水质提供了共同的理解，为未来与西班牙达成协议创造了更好的基础(Guimarães等，2012)。

巴塞罗那的海岸。在人工海滩上，社会系统和自然系统发生冲突，美学和娱乐吸引力比渔业和它们的苗圃等历史生态系统服务更受重视。考虑到维持这种制度所需的大量资源(能源、生物量、资金)，这种制度的长期恢复能力值得怀疑(Tomlinson et al. 2011)。

可持续发展

在没有政策计划的情况下，单一问题或不平衡的政策会造成或加剧附带问题，造成代价高昂的后果。由于难以评估共同资源池的管理办法，进展往往受阻。

斯凯尔特河三角洲。河口氮负荷与富营养化之间的关系已经得到了很好的研究，但来自不同来源的氮的混合使其难以单独量化，从而难以制定公平和有效的政策。SAF应用充分详细地量化了氮素的非点源和点源，以解决其分配问题，并表明要成功减少负荷，还需要减少国内城市来源(Vermaat et al. 2012)。

Pertuis Charentais。为复杂的共同池资源提供分析框架，明确了当地水政策的目标、规则和业务协议，是理解该地区淡水分配用户冲突的重要贡献(Mongruel等，2011年)。

Risr峡湾。对发展旅游渔业收入和保护当地鳕鱼种群之间权衡的模拟分析改变了对话，并为发展自然资源为基础的旅游业提供了进一步的选择(Moksness et al. 2011)。

软木塞港。科克港沿岸各种各样的人类活动对沿海资源造成了复杂的生态、经济和社会压力，使可持续发展难以实施。研究地点团队对其方法产生了当地的兴趣，并展示了如何使用SAF为科克港构建可持续的管理计划，该计划将纳入利益相关者所需的额外码头设施。(杰里米·高尔特，个人沟通)。

可持续性科学

系统思考

将一个系统视为一个关系网络的能力有助于选择在复杂系统中有效的政策选择，并获得代表不同地方利益的利益相关者的同意。缺乏系统思维使政策容易无效和低效。

伊兹米特湾。通过评估海滨物业的差异，以证明公众对水质的强烈赞赏，研究地点团队提醒市政当局，这是一个潜在的税收来源，可用于支付污水处理升级的成本(Tolun et al. 2012)。

奥得河河口。通过对从水产养殖(斑马贻贝)到农业(作为肥料)的营养物质回收来去除氮是否比在流域中补贴去除氮更具有成本效益和可持续性，揭示了河口富营养化区域治理的不一致性(Schernewski et al. 2012)。

尼斯Fyne。通过认识到有必要了解管理该地区的混合当局之间的微妙冲突，研究地点团队大大提高了与利益相关者沟通和促进合作的有效性(Tett et al. 2012)。

肖泻湖。在地方层面结合泻湖的宏观经济和动态污染模型，提供了微生物污染风险的有效综合评估，并促进了对不同地方发展模式和管理策略的情景的评估(Mongruel等，2012年)。

仿真分析

通过模拟分析描述和量化政策备选方案动态的能力增加了利益攸关方的可信度和合作意愿。SAF可以很容易地修改以供进一步应用，这让管理人员和利益相关者确信，研究人员正在为持续的基于科学的决策创造潜力。

Thermaikos海湾。通过分析Chalastra贻贝养殖户面临的收成下降、非法和环境限制等问题，研究现场团队帮助他们了解了自己的处境，并为他们提供了一个工具，以探索提高贻贝产量的可持续选择(Konstantinou等，2012年)。

Limfjord。优化野生和养殖贻贝的竞争收获以及更好地适应氮负荷下降的潜力带来了清晰、减少了冲突，并展示了客观量化对进一步合作的价值(Dinesen et al. 2011)。

Pertuis Charentais。对管理淡水资源的软性制度变革的模拟表明，在分配用水权利方面，农民参与的创新集体安排是替代传统的、限制性的自上而下措施的一种选择。它还展示了在多用户社区中改进的用户实践如何有助于缓解沿海地区更广泛的用户冲突(Mongruel et al. 2011)。

肖泻湖。泻湖动态污染模型的治理部分足够灵活，可以模拟其监测系统和导致行政决定的协议的变化。这使得污染影响评估能够清楚地区分真实污染、观察到的污染和风险管理(Mongruel等，2012年)。

要提防接口

研究地点在利益相关者和研究人员之间的互动水平上存在显著差异。尽管如此，所有研究地点都显示出对利益相关者参与的重要性和科学指导决策价值的热情和接受度不断提高的明显趋势。

尼斯Fyne。研究现场团队成功地利用了“交流空间”(哈贝马斯1981年)来促进对政策问题及其情景解决方案的理解和审议。通过减少利益相关者的制度利益和研究人员的学科利益所产生的保护态度，这打开了讨论的大门(Tett et al. 2012)。

Thermaikos海湾。研究现场团队发现，当局之间以及当局与利益相关者之间缺乏沟通。模型模拟首次将管理人员、科学家和贻贝养殖者聚集在一起，讨论量化贻贝养殖方面的模型场景结果。因此，SAF为不同管理方案的后果进行对话和评估提供了良好的基础(Konstantinou等人，2012年)。

Himmerfjarden。富营养化模型一开始就有利益攸关方的积极参与，这导致对其结果的接受程度提高，对问题的描述达成了更好的一致意见，并明确了可能在缓解富营养化方面取得成功的政策。它还通过建立水理事会，为利益相关方继续、更正式地参与该地区的管理铺平了道路(Franzén等，2011年)。

仿真分析工具

生态

SAF的一个主要目标是围绕生态系统的影响开发评估工具。所获得的好处源于对影响及其原因之间的功能关系的更好理解。这为模拟政策备选办法所需的经济和社会反应之间的必要联系提供了数量基础。

斯凯尔特河三角洲。通过结合计算机软件ExtendSim和PCRaster，研究团队极大地提高了SAF评估空间明确问题的能力，例如在哪里执行不同的政策措施最有效、最具成本效益，以及不同的农场做法如何影响复杂的农业-城市流域的非点位氮排放(Vermaat et al. 2012)。

3月短笛。河口环流的确定性公式允许研究人员模拟其保守性质(盐度、环流、扩散)作为输入强迫的函数。这种物理确定性极大地有助于模拟受化学-生物过程(如营养物质)影响的非保守性质，以及浮游植物和贻贝生产(Caroppo等，2012年)。

威尼斯泻湖。生物地球化学特性时空分布的耦合模型，包括蛤生长的生物能量模型、蛤密度的动态种群模型和蛤毒素的生物积累模型，为支持蛤渔业可持续管理的经济和社会分析提供了可辩护的量化基础(Melaku-Canu等人，2011年)。

Risr峡湾。采用随机方法和历史数据库对峡湾的鳕鱼招募进行了模拟。然后，这被用来描述鳕鱼种群对环境因素的敏感性，相对于对捕捞压力的控制(Moksness et al. 2011)。

Limfjorden。利用营养负荷和浮游植物生物量(春季和秋季)的时间序列数据构建了一个年度经验模型，将初级生产与野生底栖动物和悬浮养殖贻贝种群的增长联系起来，并将其与营养调节和捕捞做法的政策情景联系起来(Dinesen et al. 2011)。

经济

经济和社会分析的目标都是演示评估方法，并说明在SAF应用中将它们联系起来所获得的价值。这些方法及其结果更像是社会价值指标，而不是确切的货币价值。

伊兹米特湾。研究团队将条件估值与房地产的快乐定价相结合，以揭示人们愿意为更好质量的沿海水域付费的意愿，以证明靠近大海和水的清澈的价值。这项调查揭示了公众为改善水质支付(税收)的意愿，以及为改善废水处理获得公共资金的潜在机制(Tolun et al. 2012)。

格但斯克湾。沿着东部海滩的酒店的房间价格与墨西哥湾维斯瓦河羽流越来越远的地方的水质进行了比较。这些价格的梯度，以及公众对海滩质量的认知作为游客到访的驱动因素，提供了对水污染所失去的利益的估计。由于格但斯克的一个主要污水排水口排放在烟羽下，研究现场团队可以证明重新安置排水口的收入抵消(Hania Ladkowska，个人通信)。

瓜迪亚纳河口。经济模型的应用通过量化水质改善、生态标签投资、对当地经济的影响、就业指标以及居民和游客人口变化之间的连锁反应，展示了SAF对河口利益相关者和决策者的价值(Guimarães et al. 2012)。

Limfjorden。一项关于贻贝渔业变化的经济研究显示，由于养分减少和引进线育贻贝养殖，可捕捞贻贝总生物量增加，利润更高，因为线育贻贝的价值更高(Dinesen等人，2011年)，尽管规模经济受到许可证制度中土地规模的限制(Ahsan和Roth, 2010年)。

巴塞罗那的海岸。经评估，水质恶化对海滩当地企业收入和就业的影响低于可行的缓解方法(例如，地下雨水收集器)的成本。然而，非市场估值技术(旅行成本法)清楚地揭示了较差水质的更高“经济”成本(Tomlinson et al. 2011)。

社会

社会分析的重点是公众的看法和利益相关方的参与以及这些因素如何影响决策。这些方法目前还不太完善，但它们的价值已经得到了明确的证明。

Himmerfjarden。建立一个参与函数，以估计农民在不同经济支持水平下在峡湾集水区创建湿地缓冲区的意愿，得出了可用于政策设计的结果，并为农民提供了参与决策的机会(Franzén et al. 2011)。

3月短笛。通过使用Facebook，研究站点团队获得了公众对该研究的认可，并提高了公众对更好的资源管理必要性的认识，给塔兰托市政府留下了深刻的印象。此外，它还展示了一种量化公众认知和对可持续发展努力的潜在参与的替代机制(Caroppo等，2012年)。

巴塞罗那的海岸。保留人工海滩，同时将其作为综合污水处理厂，削弱了成本效益反馈循环，在这个循环中，海滩的吸引力为当地机构带来更多的客户，并鼓励城市改善海滩水质。一项调查发现，这种反馈循环很弱，因为海滩及其商业设施的使用并不是水质的强大功能(Tomlinson et al. 2011)。

对欧盟研究的影响

我们对上述研究站点出版物的主要作者进行了非正式调查，以确定SAF是否使欧盟的研究更加多学科和对社会有用。表2的结果表明，SAF过程的使用已导致科学-政策接口、系统方法的使用、利益攸关方的参与以及对SAF继续应用的支持(取决于对研究和培训的资金支持)方面的改进。SAF显然是参与研究人员的学习经验，尽管在它完成之前并不总是得到充分赞赏。

广泛的视角

可持续发展的若干方面通过SAF的试验得到了丰富和澄清。虽然不是新事物，但我们认为它们需要在那些对资源管理、治理和可持续发展感兴趣的人之间进行进一步的定义和讨论。

治理特征

SAF使用了治理的广义定义(参见Bell 2002)，包括那些对社会行为施加权威的控制机制，即:法律规则(监管/执行)、社会规范、文化范式(社会环境)和经济压力(市场/收入)。通过考虑到这些机制，并通过探索政策可能用于促进可持续发展的战略，在SAF的应用中直接解决了治理的有效性问题。设计阶段考虑利益攸关方的利益，而评估阶段考虑公众看法、市场压力和非市场价值，以确定它们对政策方案估值的影响。

政策的有效性

政策的有效性因沿海地区而异，这是由于控制性治理机制的表现方式存在地方差异，例如，非法定组织、市场影响或文化惯例。对每一个机制的反应在规模上也各不相同(从地方到区域到国际)。不同尺度的政策指示之间缺乏连贯性经常被列为研究地点结果中的一个问题。因此，当相反的治理机制在另一个尺度上运行时，在一个尺度上应用的策略可能无法带来变化。这有助于解释为什么政策的有效性取决于地方制度，为什么广泛的利益相关方合作对政策的有效性至关重要，以及为什么当利益相关方在决策过程中被边缘化时，政策的执行受到抵制。

SAF应用需要对沿海系统中的治理功能有初步了解，以便分析和模拟政策有效性。为此目的，SAF涉及以下几种资料:

• 它通过在地方治理的背景下探讨现有法律方面的有效性，确定其与环境影响的因果关系，及其相关的社会经济反应。
• 它使用对政策场景的模拟分析，以评估哪些政策选项对解决政策问题是有效的。
• 作为一种预防工具，它既可以评估现有政策如何在系统内相互作用，也可以评估系统相对于既定目标的风险和成本。
• 它包括公众认知调查，以揭示公众如何以及为什么支持或反对一项政策选项。

这些信息和利益相关者的参与过程为构建沿海系统的系统资源计划提供了基础。

政策问题

分布

通过对治理的初步映射，SAF确定了导致所研究政策问题中涉及的影响的那些人类活动，以及对这种影响的响应(参见Hopkins等人，2011年)。这种做法不可避免地揭示了一系列复杂的相互作用的人类活动，即使只研究一个政策问题也不能忽视这些活动。Hopkins和Bailly(2012)根据与海岸带系统的相互作用方式，将每个研究地点政策问题所确定的因果人类活动分为四个人类影响领域(表3)。他们发现，8个与浪费(物质倾倒)有关，6个与收割(物质移除)有关，4个与改造(栖息地破坏)有关，而没有一个与保护(保护系统功能)有关。没有两个具有相同环境问题的研究地点有相同的附属问题，也没有一个研究地点把保护作为主要问题，尽管有些人认为这是次要问题。

人类活动

理解人类活动如何与生态系统相互作用有助于解释试图解决环境问题的资源管理者所面临的复杂性。人类活动的每个因果类别与系统的其他组成部分产生不同类型的相互作用，因此，如果独立处理主要问题，其结果可能对实施可持续解决办法的努力产生负面影响。因此，多问题的复杂性降低了单一政策指示的有效性，甚至降低了对一组沿海系统执行同一政策的努力。Hopkins和Bailly(2012)指出，引起干扰的人类活动并不总是那些经历了反应的人类活动，从而消除了可能将涉及的两种或多种人类活动联系起来的直接反馈循环。重要的是，当涉及多个人类活动时，它们之间缺乏建设性的联系就会产生冲突。此外，当涉及多种相互作用时，对长期利益和损失的多问题评估就更加困难。以下是来自研究网站的一些例子:

浪费。向河流排放物质的活动(例如农业)可能与在河口收获生物产品的活动没有直接联系。一个排放毒素的活动不会自愿地规范排放或公布对系统的潜在威胁，这是留给研究人员、政策制定者或公众成员的任务。当媒体曝光迫使决策者正式承认污染问题时，往往会因为清理成本高、来源证据不确定或对人类及其活动有风险而推迟行动。

收割。在河口收获的活动(例如捕鱼)可能忽略了超过可持续产量的风险，因为社会经济系统暂时缓冲或吸收了特定渔业的损失。工业渔业可以通过增加努力、转向其他渔业以及利用技术改进或补贴(http://www.fishsubsidy.org/)，所有这些都会进一步促进过度捕捞(Pauly 2006)。

修改。改变海岸线的活动(例如码头建设)可能具有强烈的短期经济刺激，但可能污染生境或通过影响苗圃生境而削弱鱼类的繁殖。传统的环境影响研究往往忽略了这种权衡的重要非市场后果，忽略了栖息地长期丧失的成本(如恢复力、生物多样性)，只考虑短期利益(如经济活动增加)。

管理复苏

继续提供环保产品和服务是社会的首要利益。为了确保这一点，研究必须了解维持系统结构和生产力的内部反馈循环，以及使其对外部和内部扰动具有弹性的生物多样性。例如，Jackson(2001)描述了有多少海洋系统通过一系列亚稳定状态(大型远洋动物的消失、底栖生物栖息地结构的消失以及微生物体系的优势地位的出现)而衰落。其中一些相移是可以理解的，甚至是可以预期的。然而，随之而来的对人类有用的生产力损失大多是事后才明白的。

管理恢复需要对相移的因果关系有很好的了解，而相移不可避免地涉及多个因果事件或预处理趋势，如大西洋鳕鱼(Choi et al. 2004)。期望的恢复将是不确定的，因为必要的条件不能确切地知道。有关这些相移的因果信息包括系统动态中的固有非线性(例如，反馈循环、容错度、生物多样性变化)，这些非线性是恢复力的基本组成部分，对于理解导致相移并导致退化状态和对人类价值丧失的生态阈值至关重要(Groffman等，2006,Lyytimäki和Hildén 2007)。当重大扰动发生时，系统的当前状态和弹性决定了系统能够恢复到以前的状态或适应新的平衡状态的程度(Gunderson and Holling 2002)。在海岸带系统中，生态系统的相位变化可能导致依赖的社会和经济组成部分发生变化，使适应进一步复杂化(例如，Hildén, 2006)。

自我调节人类活动吗?

引起人类干扰的变量往往与自然变量一致，这使得管理人员很难分清是哪一种人类活动造成了哪一种环境影响。识别风险和确定原因都是SAF模拟分析的目标。然而，仅仅确定干扰源是不够的，对这些干扰源进行简单的监管也是不够的，因为要使这些人类活动可持续发展，就必须建立稳定的反馈循环，以控制过度干扰，否则生态系统将继续退化。

因此，只关注环境因素而忽视所有产生强烈干扰的人类活动的政策是无法实现环境内稳态的。这些活动的很大一部分往往不在地方当局的管辖范围内，它们不愿意或不倾向于自愿自我调节它们所造成的干扰(图2)。当活动受制于外部治理机制时，这种情况最常发生，从而给地方政策规划造成障碍。通过与更大规模的治理建立法律联系和/或与所涉经济影响建立协作联系，解决问题是可能的。

一个旨在提高生态系统恢复力的管理策略应该考虑那些政策选项，这些政策选项可以加强控制有害人类活动的负反馈循环，增加生态系统对人为干扰的恢复力，并降低废物吞吐量。严格的法规或污染贸易信用经常被用来迫使一项人类活动减少其破坏性影响。这些措施缺乏复杂性，往往被视为具有惩罚性，并会引发与政策制定者的冲突。SAF的应用可以在可持续发展的背景下测试合作战略和技术选择，在可持续发展的背景下，人类活动转变的激励是基于评估，其中包括减轻干扰的短期成本和保护生态系统功能的长期利益。

可持续发展

公众的认知

可持续性和可持续发展之间有一个重要的区别。前者传达了一个模糊的目标，也许暗示着为了一个不切实际的、乌托邦式的目标而做出的巨大牺牲，这与人类提高社会和物质地位的自然努力直接冲突。相反，可持续发展意味着通过保存自然资本和促进有利于社会资本而非经济资本的目标来改善人与自然之间关系的动态过程。可持续发展传达了一个基于共同利益的实际的共享过程，符合人性中利他的一面。研究人员和公众都更有能力评估可持续发展的进展，而不是实现可持续发展本身，因为可持续发展本质上更主观，就像“你越来越富有了吗?”或“你有钱吗?”

社会对科学产品的评价通常取决于公众如何(主观地)接受它，而不一定取决于科学界如何(事实地)看待它。例如，更公平的社会的价值似乎是显而易见的，无需诉诸事实，而完全基于对人类社会正确的信念。在考虑一个不熟悉的问题时，如解决气候变化问题，这是不容易理解的，事实往往被忽略，判断依赖于对信息来源的主观beplay竞技评价。在一个不熟悉事实的民主决策过程中，对事实真实性的判断往往反映主观论点多于事实。认识到这一点，武装部队非常重视以方便的方式向公众提供有关资料。向可持续发展过渡的实际逻辑和迫切性需要广泛的认知过程，其中事实、经验知识、信念和同行共识都必须以无冲突的方式进入。在公众接受度这一关键领域，成功故事成为变革的有力推动者。对于许多倡导可持续发展的人来说，获得和支持接受被视为最紧迫的全球挑战(Ehrlich 2010)。

需要和紧迫性

公众对一个问题的接受程度还很大程度上取决于其解决方案的感知需要、紧迫性和可行性。当一个社会由于社会或资源原因接近其极限时，可持续性问题就变得至关重要(Diamond 2005)。如果没有足够的警告、合作和过渡计划，就不可能找到一个不熟悉的问题的解决方案。全球对更大可持续性的需求和紧迫性源于不可持续的趋势(过度消费和人口过剩)，这将不可避免地迫使社会从以需求为基础的体系向以资源为基础的体系转变。我们目前在制度上和意识形态上混合了这两种战略，它们似乎指向两种组织的最终选择:一种是基于竞争和资源囤积的富豪统治，另一种是基于合作和资源共享的可持续社会。前者更能代表当前的全球社会，但后者的选择在道德基础上得到了更好的支持，也可以在科学基础上得到支持，合作和竞争在不同的层面上共同发挥作用:分别是系统和组成部分(cf. Odum 1995)。在全球范围内，我们正在追踪进展(例如，Ewing et al. 2010, United Nations 2011)，但仍然缺乏足够的认识、合作意愿和全球重组计划。

脆弱性

复杂系统很容易受到一系列大扰动的影响，特别是当一个扰动发生在前一个扰动完全恢复之前时，这将导致整个系统的恢复能力不断受到侵蚀。在过去10年里，发生了一系列全球动荡:例如，2001年的9/11袭击、2003年的“伊拉克石油战争”、2008年的信贷崩溃，以及目前的“阿拉伯之春”、食品价格飙升和“石油峰值”。了解了这一点，我们就有必要更好地理解全球体系的复杂性，并估计其崩溃的风险(Levin 1999)。

Murray和King(2012)研究了过去12年原油产量与价格之间的关系。在散点图(图3a)中，它们显示了石油经济中一个不祥的相位转移。在2005年之前，与需求相当稳定的增长相匹配的是产量和价格的类似增长。然而，在接下来的6年里，尽管油价上涨了三倍，但产量一直保持在7400万桶/天左右。他们将这种产量与价格之间相关性的丧失解释为原油产量的上限，即产量无法再满足需求。尽管这些指标是否真的预示着“石油峰值”即将到来还有待商榷，还是仅仅反映了投机和政治紧张局势，但与进行更好的模拟和启动可持续解决方案的成本相比，忽视这一警告可能会带来巨大的经济和人力风险。这是科学的客观评估和特殊利益集团的主观解释之间脱节的一个例子。它还表明缺乏干预的政治意愿和缺乏解决问题所需的规模的治理结构。更多地注意这一情况应促使人们关注超越资源限制和可持续发展的全球战略。

在过去20年里，全球食品和其他大宗商品的价格与石油价格密切相关，并随着石油价格的上涨而上涨(图3b)。这意味着，人类生存的门槛成本将随着油价的上涨而上升。2005年，有30亿人每天的生活费不足2.5美元(http://www.globalissues.org/)．生活费用翻倍可能使这一数字增加到50亿，并严重破坏发展中国家最近在粮食、教育和保健方面取得的进展。耕地、水资源、气候变化、人口增长、贫富差距、生态系统退化等不可持续的趋势，以及持续的核扩散、战争和医疗保健匮乏，也清楚地表明了全球状况的严重不稳定。beplay竞技这种多重相互作用的压力源的情况迫切需要对支持我们全球社会的资源系统的级联崩溃的风险进行更好的评估。http://www.stwr.org/；Homer-Dixon 2006)。

海岸带系统

连接天平

全球对可持续性的需求突出了科学责任，即更好地理解我们的行星系统的复杂性。从战略上讲，必须在小规模系统上进行可持续性试验，以指导大规模系统的可持续性试验，因为全球转型必须在所有规模上开始，预期在所有规模上都将出现自组织过程。

考虑到沿海系统各组成部分之间的广泛冲突和人类活动之间的相关脱节，可持续发展政策的作用似乎难以解决。这在一定程度上是因为我们认为政策有责任发挥带头作用，而我们对政策发挥带头作用的能力持怀疑态度。实际上，这是一种误解。自上而下的监管可能暂时是必要的，但它应该是平衡的，并通过自下而上的合作提供自我监管的激励。在这一过程的开始和结束时，必须由社会所有相互作用的组成部分共同承担可持续发展的责任，并与自然系统产生共鸣，以实现最佳的可持续条件。

可持续发展网络

从可持续性的角度来看，每个沿海地带系统都可以构成一个较小规模的开放系统的枢纽，而每个枢纽将代表一个更小规模的组件网络(图4)。由于其外部连接，沿海枢纽本身将嵌入一个更大的无规模网络中(Butts 2009)。每个枢纽的目标是提高内部效率，减少吞吐量浪费，减少社会和经济摩擦，最大化社会和自然资本。需要用适当的数据模拟这种目标，以协助管理决策和自组织过程。为实现这一目标使用SAF的一个重要优势是，一体化的空间边界可以独立于地理、经济和政治上所定义的空间边界。Ostrom(2009)描述了促进适度规模社会经济资源系统自组织的变量。这些变量在我们的发现中得到了很大程度的证实，并且可以被纳入到SAF应用程序中，例如，系统的规模、其生产力价值、对其动态的了解、合作利益和用户数量、其治理和经济驱动的适应性，以及对集体选择管理的规定。

结束语

这里讨论的SAF试验强调了促进海岸带可持续管理需要什么。许多结果重复并加强了关于向可持续发展过渡的文献的结论。在这里，我们总结了SAF的实验结果，以突出的，感知的关注的形式和SAF的贡献，以解决这些关注。

政策的有效性

担忧

虽然政策是治理的直接工具，但在促进变革方面并不总是有效的。我们发现，政策的有效性因不同的制度基础设施和合规和执法方面的文化差异而不同。利益攸关方经常说，他们从未与政策制定者或研究人员进行过公开对话。政策的分级尺度经常造成混乱和冲突，或者不能正确解决问题。我们发现，关于沿海问题的政策决策往往没有健全的科学基础，可持续发展在许多情况下需要一个ICZM计划，而执行这些计划的困难经常是挫败感和疏离感的来源。

贡献

通过对资源、使用和治理的映射，SAF对海岸带系统内治理的联系和相互作用产生了全面的理解。这些信息整合了涉众的利益，并在制定策略问题的模拟分析时促进了对治理问题的考虑。映射方法对数据进行排序，以便能够模拟一个政策问题，这是一种值得进一步改进的贡献。SAF根据共同利益和资源限制与利益相关者协商政策问题，并形成一种关系，然后通过SAF的申请继续进行。在不同研究地点的应用过程中，这一程序的价值得到了越来越多的认识。这种伙伴关系是研究人员和利益攸关方相互学习的经验。大多数直接参与的环境管理者、政策制定者和利益相关者以前都没有体验过通过模拟分析产生的信息的类型和质量。他们对继续在内部或通过机构合作使用武装部队的兴趣证实了他们对这一资料的感谢。

系统方法

担忧

尽管计算机能力的极大提高正在推动系统方法在其他领域的复杂系统的复兴使用，但它在人-环境系统中的应用却滞后。这主要是由于学科研究过于专业化，缺乏跨学科的职业和发表机会，以及社会科学和自然科学在术语和方法上的差异。最初，我们在组建多学科研究现场团队方面遇到了困难，在研究机构的支持方面遇到了一些犹豫，以及研究人员不愿扩大他们的学科专业知识。SAF实验的研究人员在系统方法方面的专业知识有限。我们预计，随着SAF的进一步应用和结果报告的发布，学习曲线将会缩短。

贡献

系统方法的价值在于能够回答关于复杂系统的功能性问题。但是，它的应用程序不能转换为菜谱过程。这是因为每个系统都有不同的体系结构(组成和功能)，这使得最终产品不同。要使派生的信息与信息目标相关，需要“系统思维”技能。为了促进这一学习过程，我们为研究地点提供了初步的“最佳猜测”程序，以指导其应用。通过研究人员的反馈报告，这一过程得到了改进。研究结果载于本卷及SPICOSA在线手册(http://www.coastal-saf.eu/)．我们开发了可持续发展科学的学术课程和生成的课程，向潜在用户介绍这种学习体验。我们也发现向参与的利益相关方解释过程很重要，因此，我们为各级参与的从业员提供了SAF使用的培训模块(http://www.spicosa.eu/setnet/index.htm)．SAF的贡献是一种不断发展的方法论，致力于理解和诊断复杂的社会生态系统。它不是为最终用户提供解决可持续性问题的“万灵药模型”的建模工作(cf. Ostrom et al. 2007)。这种区别很重要，因为SAF模拟分析是系统和用户特定的，而最终用户是流程中的合作伙伴。

SAF实验的具体研究贡献主要涉及改进仿真分析及其用户伙伴关系所需的方法和信息。我们在下面简要地提及这些。

模拟。系统经常被问到的一个问题涉及到它对当前条件(投入、政策和使用)变化的响应。答案是有根据的近似，可以通过更好的数据或方法进行改进。当应用到静态系统的策略问题时，这个问题可以通过它过去的行为来回答;然而，这种“一切如常”的情况主要是作为一种比较参考。对于动态系统，必须充分模拟系统内发生的变化，以便能够分辨出对策略选项的响应与参考条件的响应的差异。提出正确的问题，正确地制定系统，并解释结果需要系统思维技能。从模拟场景中学到的东西通常是有用的，即使它没有完全解决最初的问题:例如，通过揭示其他问题和选项。

数据输入。SAF应用程序只使用已经为其他目的收集的数据。这些往往是不够的，需要研究人员通过智能逼近来简化模拟，这一过程强调了对专门为系统建模设计的数据的需要。许多生态系统分析缺乏逐日季节时间尺度上的土地径流及其物质浓度和/或关于生物生产和内部生物地球化学过程的充分数据。大多数经济分析缺乏关于它们的活动(通过收获、浪费或修改)如何影响海岸带系统的时间序列数据和信息。几乎所有的社会分析都缺乏对公众认知和行为的充分动态调查，以建立与经济和生态系统变化、对治理的态度、福祉等的社会联系。我们同意Ostrom(2009)的观点，即针对系统的监测和兼容的多学科数据库是必不可少的，需要改进以提高我们分析复杂社会生态系统的能力。

非线性。大多数模拟包括某种类型的非线性交互，但由于缺乏良好的时间序列支持数据来验证过程，如容忍、阈值、捕食者-被捕食者关系、干扰、非法、公众接受等，在表示它们时经常遇到困难。

生态、社会和经济组成部分之间的联系。建立和量化这些组成部分之间的联系是所有人的新研究领域。概念图成功地描述了对模拟生态系统影响的社会经济响应。量化这需要指定连接组件的转换变量，这已经完成得足够好，足以说明这样做的价值。也就是说，我们能够使利益相关方理解这些联系，例如旅游业与水质、鱼类收获和增长、公众认知和生态系统价值之间的联系。

社会经济价值。对政策制定者和利益攸关方来说，非市场估值方法也是相当新的。它们在传播过程中发挥了重要作用，因为它们揭示了公众对寻求短期利益或权宜之计(如没有规划的过度发展)产生消极反应的一些原因，并为改善社区合作提供了论据。

合作伙伴关系。测试改进科学-政策界面的想法是SAF发展的一个主要目标。一个关键因素是，围绕共同的目标，与管理人员和利益相关者初步建立了合作关系，形成了一个真正跨学科的研究团队。其好处是，例如，增加了熟悉程度，改善了信息交流，并减少了人们对科学的冷漠。与利益相关者的反复讨论帮助研究人员调整他们的演示，使其在公共空间对话中更平衡地共享信息(cf. Mette 2011)。

可持续发展

担忧

我们在公众对政策的看法和科学有助于可持续发展的可能性方面的大多数发现都是积极的，带有愤世嫉俗的意味，例如，“听起来很棒，但这永远不会在这里发生。”这表明人们缺乏信心，不相信当局会为公众的长期利益而努力，也不相信科学可能有发言权。同样，人们对全球或国家局势的稳定感到不安，对解决这些局势的政治或经济问题持怀疑态度。然而，制定可持续的解决办法仍然是公众的强烈兴趣，特别是在地方一级。

贡献

一个有效的科学-政策接口对于管理一个快速变化的地球至关重要。我们的研究结果证明，系统思维、模拟分析和利益相关者参与的结合是可行的，可以有效地促进可持续解决方案。以趋势(生物多样性、珊瑚礁等)和模拟(气候、资源、人口等)形式的大规模科学警告未能促使政策采取预防行动，这一事实突出表明，作为一个社会，我们未能将客观科学纳入管理，作为研究人员，我们未能根据对社会和生态系统之间相互作用的全面监测，提供令人信服的政策选项模拟。

我们着手开发一种共同的、低成本的方法，用于规划和评估海岸带系统可持续发展的备选方案。即使有一个游戏计划，这也是困难的，因为人类活动和支持它们的资源系统之间的交互非常复杂。就像下棋一样，你需要计划的远不止下一步棋。因此，了解一个系统如何反应，就成为了进行更改的宝贵资产。可持续发展可以从任何系统开始，可以在任何层面做出贡献，但它总是受到与外部化组件相互作用的限制。利用南亚安全框架提供了一套全面的沿海规划经验，我们预期这些经验将成为促进全球沿海可持续发展和区域可持续发展的有益范例。在更广泛的范围内，我们希望SAF的改编将成为理解复杂系统的跨学科研究工具，测试管理选项的工具，以及与公众合作建设可持续社会的途径。

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