• 文摘
• 介绍
• 的方法
  • 术语
  • 背景
• 弹性管理
• 该框架
  • 步骤1。弹性的什么?
  • 步骤2。恢复什么?愿景和场景
  • 步骤3。弹性分析
  • 步骤4。弹性管理(评估和影响)
• 程式化的弹性分析的例子
• 结束语
• 对这篇文章
• 确认
• 文献引用
• 勘误表(添加2 2002年12月)

自然资源管理方法通常是基于假定预测概率反应管理能力和外部气候等司机。他们也倾向于假设经理以外的系统进行管理。然而,目标包括长期可持续性,有关生态系统(税)表现为复杂的自适应系统,与经理积分系统的组件。此外,不确定性大,它可能很难减少他们尽快系统变化。可持续发展涉及到维护的功能系统摄动时,或者需要更新或维护元素重组如果大扰动从根本上改变了结构和功能。这个被称为“弹性能力。“提出了一个进化的方法分析弹性在税,作为管理基础弹性。我们提出一个框架与四个步骤,包括关闭SES涉众的参与。它始于stakeholder-led开发系统的概念模型,包括其历史概要文件(它必须是什么)和初步评估司机的关键生态系统货物和服务的供应。步骤2处理识别不可预测和无法控制的范围司机,涉众对未来的愿景,和对比未来可能的政策,这三个因素编织成一个有限的未来场景。 Step 3 uses the outputs from steps 1 and 2 to explore the SES for resilience in an iterative way. It generally includes the development of simple models of the system’s dynamics for exploring attributes that affect resilience. Step 4 is a stakeholder evaluation of the process and outcomes in terms of policy and management implications. This approach to resilience analysis is illustrated using two stylized examples.

发表:2002年6月19日

根本难以管理生态系统(税)长期、可持续的结果是,他们的伟大的复杂性很难预测未来在任何有意义的方式。不仅是预测不确定,通常的统计方法可能会低估了不确定性。也就是说,即使不确定性是不确定的。有几个原因为什么不确定性很大,很难描述:

• 关键因素,如气候和技术变革,是不可预测的。许多非线性变化。
  
• 人类行为在回应预测是自反。如果重要的生态或经济预测是认真对待,人们会反应的方式将改变未来,也许导致的预测是不正确的。
  
• 系统可能会改变的速度比预测模型可以调整,尤其是在动荡不安的过渡时期,所以预测恰恰是最不可靠的情况下,他们正在通缉。

这些方面的不确定性限制预测方法的有效性的科学研究和管理的过渡区域。鉴于这些局限性的理解,我们必须专注在学习生活在系统上,而不是“控制”他们。有人可能会认为这是不可能处理等基本理解的局限性,我们只有合理的选择是盲目地向前奋斗。

然而,税可能不会如此不可预知,如果他们的行为从更大的角度来看,忽略代理和变量等细节,专注于系统的粗粒度特性。例如,我们知道系统进行改变,但我们也认识到有时间知觉恒常性。我们知道,社会和生态系统都有自我强化机制,防止转移到其他配置(Folke et al . 1998年,甘德森温和2002)。复杂性理论试图描述这些阶段和引起他们的潜在机制,影响这些机制和变量。最值得注意的贡献这个身体理论从生态的角度来看是温和的(1992)自适应周期的隐喻。增长的一般理解大规模生态系统的行为(例如,甘德森et al . 1995年),自适应周期似乎适用于捐。在本文中,我们建议使用的一般理解复杂系统行为指导如何可能的场景税可能设想,分析和管理的弹性。

基于预测的方法的另一种方法是设置决策分析,而将重点放在维护系统的能力应对任何未来带来,没有系统在发生不良变化。这可以通过保持或增加系统的弹性(在下一节仔细定义)。建立弹性需要付出一定的代价,所以我们需要问:什么时候意义构建弹性和最好的方法是什么特定SES吗?这里介绍的框架提供了一种方法来分析弹性和使人们发现他们住的SES如何向冲击,更有弹性,更能延长或重组本身应该大冲击的发生。我们这种方法”一词的弹性分析和管理”。

理解损失、创建和维护韧性的过程co-discovery(由科学家、决策者、执行者、利益相关者和公民)是可持续发展的核心(甘德森温和2002)。但是如何培养co-discovery呢?部分的理论有很多,但很少处理SES动力学有关。由于缺乏理论,我们必须感应,因此,我们必须基础理论发展比较分析不同的案例研究。

本文出现的一个研究项目弹性联盟,旨在试图了解弹性的变化对地区级的核税,以及它如何可能增加,或丢失,通过管理。它建立在丰富的实证研究和理论的发展历史的研究人员早些时候,尤其是c . s . (Buzz)温和和他的同事们(温和1973、1978、1986、1995、2001、1986年Walters)。其他人已经探讨了复杂系统的基础自然资源管理包括Checkland(1981),艾伦和霍克斯特拉(1992)和莱文(1999)。经理,工程师,积极分子,研究人员已经开发出了一系列的方法来处理挑战复杂的业务情况(例如,Checkland (1981;Checkland和斯科尔斯1999)软系统方法论),然而其他人开发的方法应对human-ecological情况(凯et al . 1999年)。许多方法已经开发工作与利益相关者(斯洛克姆et al . 1995年)和概念化复杂的情况下,例如,在“学习组织”(1990年圣吉),政策练习(托斯1988年),参与综合评估(van de Kerkhof 2001),友善的建模和角色游戏(Bousquet et al . 2002年),和参与式地理信息系统(Craig et al . 2002年)。本文的作者,我们有一组不同的方法的经验和方法对复杂系统的评价涉及到人与自然,从早期的适应性管理方法通过情景规划(van der Heijden 1996)参与式学习和行动(相当et al . 1995年),我们有这些方法到框架的整合方面我们这里现在。几个我们提出的各个组件,因此,新概念。我们被别人承认他们的开发和使用他们在这个框架的发展,我们提供为进一步实现集成的方法来理解和评估弹性和发现,它驻留在与生态系统。这是这部小说我们建议的一部分。 The need for such an approach was well expressed in the recent report by Kinzig et al. (2000).

本文是一个正在进行的项目的一个里程碑。这就是我们目前的理解弹性建筑税。对于任何实用的方法,它肯定会被部分。重大修改我们的方法可能会在未来是必要的,我们通过学习。特别是,当我们注意下面,我们希望这种方法建立在工作环境中有很多重叠的地方系统与共享问题,但与竞争系统的治理,对地区级的核决策的前景是很严重的问题。,框架可能是受到西方,发达国家的视觉管理,我们不断地斗争。然而,我们保持我们提高更加突出的问题的背景下,发展中国家,所以我们提供这个基础来构建。

弹性管理的目标是防止SES进入不良的配置。这取决于系统能够应对外部冲击的不可约的不确定性。反过来,这需要理解弹性驻留在系统中,当的,以及它是如何丢失或获得。因此,我们希望发现的干预SES可以增加韧性的未来变化所需的配置,包括那些不可预见的。试图增强应对不可预见的变化的过程不同于试图改善系统性能稳定和增长时期,作为以一种决策分析方法。两者都是必要的,但到目前为止,人类用生态系统的重点一直在强烈后者。在决策分析,可能的政策评估使用系统的概率分布生成轨迹,每个候选人的政策。决策分析过程确定期望效用最大化的政策,或最小化预期后悔(损失)。

在选择政策SES,这种决策分析价值有限,原因很多。一些必要的概率分布是未知的;有许多决策者具有不同的效用函数(即。,there is no single measure of utility or loss that adequately captures all the values of different stakeholders within the system); some utility functions are yet to be constructed (stakeholders may not know what stakes they hold); very importantly, decision analysis does not capture the capacity of people to react to forecasts of future conditions by creating novel visions of the future and, thus, change the future by acting upon them. Finally, although well developed as analytical tools, policies resulting from optimization procedures are seldom applied because in a more-or-less democratic, pluralistic, capitalist society, policies are the product of interactions among voters, business and industry, interest groups, informal and formal institutions, politicians and bureaucrats, and international actors governing development assistance, monetary policy, and trade regimes. Election cycles are brief, trade-offs are necessary if elections are to be won, and policies are usually made hurriedly and pragmatically. Similar but more severe deviations from optimal policies characterize non-democratic and less pluralistic societies.

除了决策分析,传统的最高产量/ minimum-regrets方法等技术支持模拟游戏,综合评估、决策支持系统、成本效益分析、多标准分析。但这些技术被用于提出资源分配,需要真正的系统是由一个模型,使概率预测。如果实际系统行为太远离模型表示,预测失败。“长期资本管理”的失败就是一个例子(洛温斯坦2000)。该企业使用的决策规则基于表示系统,假定一个特定的分布对股价波动的影响。实际系统行为在合理范围内的这些假设和决策规则(在一个非常不确定的环境)工作很好。然而,亚洲金融危机后克鲁格曼(2000),真正的系统偏离的模型表示公司的决策规则是建立和性能下降。这个框架的开发人员知道是这种情况,可以把更多的重量在泰国经济问题的可能性,从而改变他们的策略,但是有意识地选择不。弹性分析是基于一个有意识的选择把体重放在“异常值”,认为生态系统更倾向于这种行为比股票价格,期货价格或汇率。

我们提供弹性分析的方法,强调了这样一个事实,即支撑传统决策分析的假设经常并不持有。捐意外和不必要的结果的证据表明这是常见的。在古典管理技术相比,resilience-centered管理方法使以下假设:

1. 税可能包含阈值,可以表现出滞后和不可逆转的变化。弹性评估集中在识别和理解的过程,产生这些阈值。因此,与假设潜在许多基于经济学模型对自然系统和使用他们的术语,生态系统不凸。边际从生态系统服务的过程输入输出可能不会减少顺利随着产出的增加。阈值和滞后效应的存在应该假定。

2. 关键决策变量是高度不确定的概率分布;分布的函数形式和参数可能是未知的。不适当的先验(即。,probability distributions whose integral is not unity) may dominate the analysis. Moreover, the key parameters may change faster than we can update information. Although work has been done on decision making under dynamic and unknown probabilities, most of the resulting decisions are extremely cautious, which is itself a form of rigidity that forestalls innovation and undermines resilience. Rather, we need some way to move forward despite vast uncertanties.

3. 决策者在生态系统中必须做出决定基于不完美的知识,与有限的资源。此外,决定不要仅仅关注商品和服务的消费。代理通常不会使收入最大化的决策和效用函数用于表示代理行为必须足够丰富,包括这一点。效用取决于社会环境。在经济学术语,代理是有限理性的。

4. 市场缺陷是常规,而不是例外,因此市场估值通常是扭曲的。

5. 代理人持有的偏好,而不是在结果(消费包),但在社会、经济和政治过程管理这些结果(普里查德et al . 2000年)。大多数利益相关者不满足仅仅代表了在这个过程中抽象的效用函数。专家解决方案可能最大化的东西,但他们很少最大化的合法性。

6. 定义良好的产权不存在许多重要的生态产品和服务,因此,市场并不存在。

这六个假设,许多管理技术,依靠事实他们做了什么不持有价值大幅减少。弹性分析,我们需要一个过程,激发创造性思维对未来和允许利益相关者(SES)不可或缺的组成部分和研究人员比较各种途径未来的地图。通路,健壮的模棱两可的和不可预见的变化建议可以采取的行动增加给定SES的韧性。那么,面临的挑战是理解生物物理和社会适应力的组件并将其考虑的选民,利益团体和政客。因此,我们也提供弹性分析和管理作为一个比最优协调指挥控制的方法解决冲突的目标和一个多元化的现代社会的复杂性。

怎么能有弹性的通路被发现?我们正在测试一个临时过程由四个步骤组成。借用的方法的某些方面适应性管理方法由温和沃尔特斯(1978)和(1986)和其他人借用情景规划的想法(van der Heijden 1996)。这四个步骤如下。首先,利益相关者团体的代表参与建立研究体系的重要属性和可能的轨迹,利益相关者的范围可能会试图让这个系统遵循(步骤1和2),然后将这些信息用于更专业,定量分析弹性所在(步骤3)。最后,综合评估管理和政策影响了与输入来自科学家和利益相关者(步骤4)。开始时定义问题包括识别关键,必要的利益相关者。没有他们的参与,实现集体和社会理想的结果是不可能的,因为关键信息驻留在利益相关者的知识和思维模式,因为,没有包含来自参与式方法,任何解决方案都面临着合法性问题。识别这一组,反过来,需要知识的制度框架的规则决定了生态系统使用,特别指产权或使用权的轨迹决定。奥斯特罗姆(1999)开发了一个详细的编码手册旨在引出这个来自利益相关者的信息。我们断言,一个成功的结果的过程,旨在实现生态可持续发展从根本上依赖于活跃,积极的所有利益相关方的参与。发展的指导方针,实施框架并不是一件容易的事情,需要遵循流程的经验和结果在许多不同的税。 Here, we deal with what needs to be achieved in each of the steps. We welcome comments and improvements to it, as the framework will surely change as it develops further.

在本文的其余部分中,我们提出了一个方法来与利益相关方合作,探索可能的管理或治理制度基于弹性的概念。为了创造条件,我们给一个简短的回顾发展的弹性的概念,因为它出现在研究生态系统和随后应用于捐。随着弹性的概念的发展必须仔细定义一些术语。首先,因此,我们澄清术语,然后在实践中出现一些背景描述方法。

系统动力学的文献是困扰与宽松的术语和多个定义。我们同意格林et al .(1992),评估和检查表的特性被认为是在讨论稳定概念在一个特定的情况下。更详细的给出我们的解释是木匠et al。(2001)。以减少混乱在下面有必要澄清使用术语“状态”和“弹性”。

系统的“状态”在一个特定的瞬间是状态变量的值的集合。经常使用这个词没有提及自己的基本时间的依赖。在复杂系统需要许多状态变量的描述,“状态”这个词是松散用于描述系统的特征,而不是它的状态。例如,湖处于富营养的“状态”,或牧场shrub-dominated”状态。“这样一个宽松的定义在日常情况下是可以接受的,但当我们想更仔细地分析一个系统(cf格林et al . 1992年)。

通常我们描述作为一个国家在一个动力系统实际上是一个集合的状态,这是一个吸引子的数学表达式。即系统访问相同的一遍又一遍。系统可能是随机的,在这种情况下未来状态都来自相同的概率分布,或序列的概率分布。在生态系统的情况下,我们通常是保留一组特定感兴趣的一般标准。系统可以在许多不同的国家,仍然满足这些标准。是没有意义来描述一个系统,满足这些标准是在一个理想的“状态”,我们采用“配置”一词来形容一个集合的状态(通常一个吸引子或流动,这可能是随机的),符合一定的标准。然后它意义是指一个系统是在一个理想的或不受欢迎的配置(即。,the behavior of the system is confined to a collection of (usually infinitely many) states that, taken together, produce a desirable or undesirable outcome.

术语“弹性”和“适应能力”有时可以互换。弹性,我们采用温和的原始意义(1973),而不是“工程弹性”的概念(温和1996);在这个意义上,弹性有三个特征:

• 改变一个系统可以接受的数量(应力,因此,它可以维持),仍然保持相同的控制功能和结构(仍然是相同的配置�在同一个域的吸引力)。
  
• 系统的自组织的能力。当管理者控制系统中某些变量,他们创造inter-variable反馈,不会没有干预。“自组织”的系统越多,越少的反馈需要引入的经理。此外,如果系统强烈自我组织,那些需要的反馈被经理不是建在“精致”或“敏感”,可以有显著误差反馈经理没有引起系统偏离预期的行为。(注意,在这讨论的管理,管理者可以看作是“in”或“out”的系统。我们认为他们是“在”,或作为系统的一部分)。
  
• 系统表达的程度的学习和适应能力。

因此,韧性是潜在的系统保持在一个特定的配置和维持其反馈和功能,和涉及的能力系统重组后disturbance-driven变化。在一个操作意义上,弹性需要考虑在一个特定的上下文。所讨论的木匠et al。(2001),它需要定义弹性的什么来什么?

适应能力是韧性的一个方面,反映了学习,灵活地实验,采用新颖的解决方案,和发展的广义反应广泛类别的挑战。税可以成为一般弹性一系列障碍,包括小说的条件吗?这种类型的行为,我们认为系统的适应能力。我们认识到,适应能力的定义比较模糊,需要进一步发展。尽管如此含糊,是有用的术语广泛的学习反应灵活,这往往是至关重要的SES时面临全新的挑战。

弹性不一定是可取的。系统配置,减少社会福利,如污染的水源或独裁政权,可以是非常难以改变。一些(社会)系统可能耐药,但没有弹性(即。,they do not allow for self-organization and learning), but some undesired ecological configurations may indeed be both resistant and resilient. Sustainability, in contrast, is an overarching goal that generally includes assumptions or preferences about which system configurations are desirable. Building resilience of a desired system configuration requires enhancing the structures and processes (social, ecological, economic) that enable it to reorganize following a disturbance. It also requires reducing those that tend to undermine it.

作为一个比喻指导案例研究,我们采用自适应周期(2002年1986年温和,甘德森温和)。托管系统显示倾向于重复行为阶段和特征识别它们是很有用的,因为不同的管理和政策干预是合适的在不同阶段(木匠和甘德森2001)。自适应周期涉及系统的运动通过四个阶段:一段时间的快速增长和开发(r);通往长阶段的积累,垄断和保护结构,在弹性趋于下降(K);快速分解或释放阶段(创造性破坏(Ω);最后,一个相对较短的更新和重组阶段(α)。在这个阶段,如果之前的系统仍然保留足够的组件可以重组保持在相同的配置。但也是新奇的时候可以输入�新物种,新机构、思想、政策、行业�和“新”,新兴系统,是否在相同或不同的配置中,获得弹性。例子,一个完整的描述,是在温和(2001)和甘德森温和(2002)。我们用这个比喻思考SES动力学为指导,因为它强调弹性变化的重要性,着重于管理干预措施的时机。

“前进”(r K)和“backloop”(Ωα)的动态自适应周期对应于可持续性生产和管理总经理:两者都是重要的目标。他们可以比拟,在投资领域,投资组合的一部分,旨在最大化收入(实际)和部分旨在最大化灵活地应对,市场和适应,意想不到的改变(Ωα)。正如涉及成本和收益多元化投资组合,有成本和收益参与构建弹性和我们需要了解生产和韧性之间的权衡和协同效应。实现这两个目标需要一个清晰的理解的时候适当的去增加生产效率,当(,)它是合适的,试图确保可持续发展,现总结如下。

r K:强有力的控制,系统变化缓慢;监管政策,努力提高效率可能是恰当的,尽管小心实验有时是至关重要的;最优控制等技术的应用可能是有用的。然而,弹性可以通过逐渐失去了潜在的变化缓慢的变量。

Ωα:系统变化迅速,没有平衡,湍流,新颖性可以输入。什么是适当的研究方法和管理?创造性的和潜在的有弹性的新实践如何被发现?系统容易失去资源(土壤侵蚀、物种、人力和金融资本)和措施节约资本是合适的。也容易进入一个潜在不受欢迎的配置。指导是必要的。有影响力的观点(“好”和“坏”)可以变得根深蒂固,指导后续系统的进化。

的区域SES不是由一种周期在一个规模。层次结构,它作为一个嵌套与流程集群内部子系统在几个尺度(例如农场,集水、州)。不同的子系统,在不同的尺度上,可能在不同的阶段和以不同的速率可能会改变(甘德森温和2002)。跨尺度机理的子系统是半自治,但确实发生了。上需要特别注意这些跨在评估阶段交互的框架。

在150年完全解决,Goulburn-Broken谷在澳大利亚(稍后介绍图2)经历了四个时期的重大变化(相当于backloop动力学),总共20到25年来�最高约15%的时间。这可能是典型的地区捐。因为他们到目前为止,多数时间都在实际阶段,几乎所有的研究和开发一直致力于实际类型的动态。一直很少关注理解和管理系统经历动荡的时期,转型的变化。本文的框架提供了一个方法调查刚刚描述的隐喻性的动态如何工作在实践中,在特定的地区。

弹性的双目标管理:

• 防止系统搬到不受欢迎的系统配置在面对外部压力和干扰。这可能包括提高电阻(减少系统将改变响应给定的压力)。ball-and-cup隐喻的系统动力学,这相当于深化的杯子我们希望球依然存在。然而,尽管增加阻力增加所需的外力在短期内改变体制,政策,使税更刚性往往降低韧性(甘德森et al . 1995年)。期望的结果的弹性分析是行动,将恢复失去弹性,或增强它允许更大的数组的“安全”资源使用的选项。在ball-and-cup比喻,这相当于扩大杯子的直径。这不同于指导系统向一个目标的基础上预测。相反,我们试图加强反馈,倾向于保持一个特定的配置。在SES已经在一个不受欢迎的配置中,弹性管理包括减少这种配置的弹性以及提高所需的弹性。
  
• 培育和保护的元素,使系统更新和重组本身巨大变化。这种适应能力驻留在内存、创造力、创新、灵活性和多样性的生态组件和人类的能力。

的总结提出了生态适应能力提出了分析框架图1。

图1所示。一个框架为分析生态系统的弹性。

第一步是SES的概念模型的发展,强烈基于利益相关者的投入。它边界问题和抒发SES的重要问题的信息和主要的驱动程序。过程作为一个工具来定义系统和使用已知识别领域的不确定性系统的动态。通过尝试我们断言是不可能�预测系统的未来如果目前的管理继续�我们暴露的不确定性。实际过程会因地区而异,根据水平的知识,经验,和专业知识,但是它将解决具体问题如:

• SES的空间边界是什么?
  
• 使用的关键生态系统服务,关心,SES的人吗?他们的价值是什么?
  
• 谁是利益相关者?
  
• SES的关键部件是什么,什么是他们的空间模式的性质和意义,他们的营业额是什么时期,和在多大程度上是他们的动态内生与受交换在SES的边界?
  
• 系统的历史概要文件是什么?怎么是现在�发生什么变化通过其历史生态系统而言,科技,社会,经济,等等?仔细分析历史资料揭示了很多关于当前的系统动力学和系统可能会如何应对未来的外部冲击。我们发现它有用的发展历史概况三个尺度(本地、地区和且)上,然后寻找跨效果。当地所发生的处理规模变化的尺度生态修复对财产的水平。区域范围内被定义为研究区域。各种各样的变化(生态、科技、经济、社会)被认为是在所有三个尺度。从最近的一个研讨会在澳大利亚Goulburn-Broken山谷,参与者更愿意工作的地方使用一个时间线,似乎在过去150年该地区经历了四个时期发生重大变化时,导致新的轨迹。这里介绍为例(图2)。

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  图2所示。历史的重大事件和Goulburn-Broken流域的发展。的时间”?Ωα”表示重大事件或危机时期,其次是重组。

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• 什么是重要的,作为控制变量驱动的关键生态系统货物和服务的人想要什么?关键的驱动变量往往慢动力学比他们控制的生态系统货物和服务,以及两种类型将被称为“慢”和“快速”变量(木工和车工2000)。
  
• 哪些因素是可控的(例如,土地使用政策)和不(如气候变化)?系统中有什么歧义,既不能控制也不能量化的不确定性?
  
• 当前的制度安排,如何产权特别是和权力和财富的分布影响正式和非正式的决策和获得信息?

第一步的产物是一个概念模型体现所谓关于系统的问题视为重要的利益相关者,并决定。它提供了一个基本的启发式为步骤2和(非常重要),它定义了“什么”部分的弹性分析(木匠et al . 2001年)。是清晰和明确的关于生态系统服务或关注的变量是一个必要的第一步分析(也就是说,它定义弹性至关重要”,什么“系统配置我们感兴趣的研究(装箱et al . 2001年)。

第二步检查外部扰动和开发过程(政策驱动和利益相关者的行为)的理想配置预计将有弹性。其目的是开发一套有限的未来可能的场景,包括无法控制的和模棱两可的外部驱动的结果。“场景”一词有多个意思。我们定义了一个未来的场景作为合理的勘探,在结合使用其他场景探索不同模型的鲁棒性和选择(瓦克1985a、b1996年,van der Heijden,卡本特2002)。我们尤其感兴趣的角色场景在制定应对意外事件(例如,瓦克1985a、b),这是我们使用它们的方式:利益相关者面临的与可能的惊喜。

有或没有深思熟虑的计划,系统将试图使它的利益相关者在一个或多个轨迹。幻想首选方向将利益相关者之间差异和实际轨迹系统之前,将利益相关者互动和外部驱动的结果。因此,步骤2中的首要任务是建立一个可能的轨迹;例如,至少一个常态+更保守,更发展或增长导向型。这些景象是内置的场景用于检查弹性。

场景需要跨越广泛的可能的结果。与场景在不同决策环境的经验表明,团队可以处理最多约三至五(van der Heijden 1996)。我们预计,该集团可能最初开发一套相当大的潜在的场景,然后凝结成可管理的几个捕捉最重要的不确定性生成系统可能会不得不面对一系列条件,以及人们对他们的未来愿景。例如,为流域场景可能包括异常潮湿或干燥的气候,出人意料地大人口增长从邻近地区由于环境难民,和技术创新导致大规模增加灌溉效率。的场景,因此,代表一系列结果模棱两可的和无法控制的因素,一般约定,并最终驱动的系统变量。虽然场景不自由的价值,它们与所有可用的信息一致(包括生物物理法)和代表了一系列可能的结果的一致观点,利益相关者需要考虑。他们应该识别最重要的模棱两可的未来SES(外部影响,SES不能影响但可能不得不应付)。我们定义模糊不确定性,不能分配一个概率分布(虽然它可能会束缚他们使用物理定律,比如物质或能量守恒)。例子是变异性造成气候变化,技术创新,不可预见的反应人展开生态系统的变化。beplay竞技

场景是由考虑,同时,三种不同的司机的生态系统的未来:外部冲击和干扰(物理、社会和经济);幻想、希望和恐惧,人们对未来;和一组可能的政策实施。场景创建一个框架来发现途径和动作连接的世界人喜欢(或寻求避免)的司机,他们将进行调整,以适应他们努力实现愿景。政策的规则指导SES的轨迹。注意,政策出现在许多形式和在许多水平。例如,我们可能会涉及广泛,包罗万象的政策目标,一般策略实现这些目标,或特定的政策工具旨在操纵一个SES以特定的方式。回顾讨论自适应周期,一些政策将影响系统的一般适应能力和其他人将控制系统的动力学关于特定状态变量。下一步的目标的方法,因此,是开发的方法检查SES的范围条件下的动态包含的场景,专注于弹性。

场景是特别感兴趣的,因为角色实现期货在创造未来的观念。如果你不知道你想去的地方,你走哪条路都无所谓(套用《爱丽丝漫游奇境记》中的柴郡猫)。前瞻性能力的人是至关重要的发展组织SES的韧性SES最终将遵循的轨迹。

第1步和第2步生成两组信息:重大问题对系统的未来状态的关注利益相关者,和主要不确定性系统将如何应对变化的驱动程序。第三步由探索这两组的交互通过建模和non-modeling的结合方法。目的是识别可能的驱动系统中变量和过程控制这些变量的动态利益相关者认为很重要(生态系统货物和服务),尤其是寻找和其他非线性阈值的影响。发现必然是迭代的过程,开始与利益相关者之间的讨论中,决策者、其他本地专家,科学家,旨在考察该系统将如何应对和改变各种场景下,识别可能的群体交互变量的非线性的可能。事实上,这些讨论本身会对建立一个共同的理解的有弹性的途径。

理解是未来先进的通过发展一些简单的系统的动力学模型,强调在不同的时间尺度变量操作的重要性,并特别关注底层驱动变量和非线性。各种模型和分析的例子给出下一节。与模型分析和游戏练习,使用场景设置参数值(或引入或重新定义参数),将用于探索途径选择期货和识别影响弹性的SES的属性。原型的模型在木匠et al . (1999a、b)和詹森et al。(2000),但我们不限制任何特定类型的模型的过程。在这种背景下,一个模型是任何表示(艺术、写作、音乐、数学),允许人们使用或理解抽象的(Root-Bernstein和Root-Bernstein 1999)。

这些建模的一个重要特性,它必须包括和其他练习是下意识的行为,人们对生态系统的使用,这是在第二轮与利益相关者的讨论。这些讨论需要包括专注于社会方面的弹性(识别,例如,如何在这个SES的变化组成的六个功能组的人提出的伯克和Folke (在新闻)可能是也可能不是从弹性缩回)。在建模方面的练习,在这一阶段,可能需要收集更多的数据。弹性分析的一个关键目标是确定阈值,他们的本性,决定了他们的位置沿驱动变量。可以使用合理的范围模型的参数值,从而得到一个充分了解政策的影响,但它可能对一些关键过程和响应曲线需要新的数据。

很难描述步骤3更准确地说,是因为它是依赖于上下文和每个SES需要一个不同的组合和平衡模型和non-modeling分析。如果成功,它将与步骤4和合并,通过修订和新车型的引入,是一个持续的SES治理的一部分。

最后一步涉及到利益相关者评价整个过程和新兴的含义理解的政策和管理措施。如下面例子所述,一个成功的弹性分析确定系统的过程,确定临界水平的重要控制变量。这组过程导致一组相应的操作,可以提高或减少弹性,因此,形成弹性的基础管理和政策。在最优控制的语言,没有试图保持系统在一些预测,最佳路径。相反,政策是针对一组规则(奖罚)增强系统重组的能力,在一些配置可接受的状态,而无需知道或关心特定的路径系统可能会效仿。只有通过一个共享的理解在不同的利益相关者群体的过程和对系统的影响,将政策与管理实际上出现的变化。没有保证,当然,这样的共同理解导致可持续的结果将会实现,因为棘手的生态问题或棘手的社会问题。迄今为止我们的经验表明,后者可能更难以解决,但成功的机会增加,如果全部利益相关者的参与。

弹性分析的期望的结果是一组目标的政策和管理,实现可持续性(持续健康的经济、社会和自然资源基础)。因此,我们所寻求的结果是一组行动,将维持或加强韧性所需的(或者至少可以接受)的轨迹。我们用一个程式化的例子来说明SES评估步骤3。

生态系统服务供给水平取决于系统的状态。在特定生态系统表现出和multi-stable状态阈值影响,生态系统服务的供给取决于配置生态系统是在比特定组合的状态变量(参见2001年木匠和雅伯et al . 2001阈值效应的例子)。有许多特定状态(状态变量的组合),将提供所需的生态系统服务的供应。因此,重要的是不要试图最大化为目标的供应一个特定的状态,而是继续在这些理想的系统配置(可接受的)状态下降。图3的两个例子说明了这个系统由国家主导变量。

图3所示。提供生态系统服务作为生态系统状态的函数。“A”代表了草地生态系统服务(羊毛生产从放牧)木本植被生物量(W)的函数。“B”代表湖泊生态系统服务(鱼、娱乐)在威斯康辛州的函数P在湖泊沉积物和农业土壤排水。Vc的临界阈值水平P和W,界定一个活动从一个域到另一个稳定。

两个例子的影响,欧洲的浅水湖泊,威斯康辛agriculture-lake系统(木匠et al . 1999a、b雅伯et al . 2000年),湖的供应商品和服务(即。,desirable fish and aesthetic water condition) is determined by phosphate (P) in catchment soils and lake sediments. As long as this level remains below a critical threshold, Vc, the amount of P in the water (on the Y axis in图3)是由湖生态系统控制流程和服务的供应仍然很高。生态系统服务之间的关系和P在水里,因此,接近一个阶跃函数(B图3)。在牧场伍迪杂草入侵,V图3相当于木本植物的封面(Perrings 1995年沃克,Anderies et al . 2002年)。生态系统服务的供给(牲畜产品)取决于草的数量,进而取决于数量的灌木覆盖(W)。W (Vc)的关键阈值之上,可能有足够的草,即使没有放牧,火灾,将控制灌木。在这两种情况下,允许V增加超出Vc导致改变配置。的可持续性和自适应的动态循环,这意味着系统已进入一个新的、不受欢迎的轨迹。考虑到后果,更重要的是保持状态的系统所需的配置要比试图达到一些特定状态,最大化生态系统服务的供给。

如果我们现在扩大我们的观点总,SES有关,我们需要知道的集合V(生态系统,社会系统和经济系统)构成的关键驱动变量,通过时间确定SES的根本动力。图4扩展了牧场的例子图3两变量描述的这样一个多维的系统。它说明了假设的轨迹通过状态空间包括一个经济驱动变量(债务收入比率,Vc1图4)和一个生态变量(W图3,趋势图4)。

图4所示。可能2-variable系统的轨迹。轴上的虚线的位置代表的临界阈值水平排序图3中所示。看到文本的解释。

是可持续的,目标是呆在盒子,如所示图4我,最好是至少成本。保持高水平的生态系统服务,理想的轨迹仍将低于临界水平w可以超过这个数量,不管水平的债务收入比,通过缺乏生态的理解或寻求短期利润。然而,如果轨道进入盒子B (图4二世),该地区仍低于W阈值但高于债务:收入阈值,农民可能会被迫过度放牧为了服务他的债务和系统将会向右移动,随着农民增加放牧压力,以减少债务。根据农民的选择,和他或她的适应能力和做不同的事情,债务的位置:收入阈值可以向上移动,系统可以保持在一个可持续的配置。访问选择的能力,非农收入就可以做到这一点。从畜牧业生产能力改变non-consumptive使用野生动物(如1993年Cumming)会做同样的事情。但如果适应能力有限,系统表现为在这个例子中,穿过伍迪阈值之前恢复可持续的债务收入比率。因此,进入更理想的右上角的部分状态空间(盒子D)。同样,从理想的配置,如果系统进入C (图4二世),生态系统货物和服务的流动的下降将对收入产生负面影响,降低偿债能力,并可能导致系统进入D,用很少的恢复方法。

这个例子,一个农民的可能性可以通过做不同的事情,避免超过适应生物物理弹性阈值,提高了先前讨论的弹性和适应能力。系统适用于定义的动态适应能力。适应能力可以适用于相同的系统定义,但适应性,引入新的变量有效地重新定义系统。系统的开发模型,对弹性管理,需要能够考虑这种系统的变化。正如前面所讨论的,这是一个扩展的适应性管理方法由温和沃尔特斯(1973)和(1986)。扩展问题的一个方面的利益相关者的积分系统的组件,以及他们的行为驱动系统的轨迹(cf Magee et al . 1989年)。弹性管理在这个意义上包括适应性,重新定义系统,以避免超过弹性边界。

进一步系统向右上方移动状态空间的一部分,更大的外部输入需要它回到可持续的空间。扰动可以驱动系统的C或D,之后的早期专门性质的动态SES倾向于开车到D的一个至关重要的部分弹性分析是理解的方式系统响应这种组合扰动和根本动力。一旦在C或B,它可能很难回去,和最好的政策或管理行动,因此,是增加的大小(图4三世)。在牧场的例子中,一个方法增加沿着生物物理轴的大小是增加的比例的物种在草地上草地,和增加社会经济的一面可能是通过增加访问替代(外部)的收入来源。

这个例子涉及到一个特定的牧场系统或财产。在整个牧场区域,我们可以设想所有的属性,或者牧场系统定义,坐落在这个阶段的云点空间。整个云可能在盒子,但是很有可能,在大多数牧场区域,会有一些点在所有的盒子,政策的目标和基于弹性将尝试1)防止云转向右上角,2)移动云回落左下方向,和3)增加盒子的大小,包括大部分的云。政策影响农民之间的交互会强烈影响云的大小和形状,因此,区域SES轨迹。

这个假设的例子标识两套信息需要评估弹性的SES:

• 的关键(慢)变量集集体决定系统的动态行为,因此,控制生态系统服务的供给。
  
• 驱动的动力学过程的关键变量。特别是,沿着这些变量阈值的位置是由什么决定的?例如,前面描述的湖泊系统,两个这样的“参数”河岸植被和湿地的数量和条件,这两个陷阱磷酸盐和减少P进入湖(,因此,沉积物)。牧场的例子中,参数是放牧压力(牲畜数量),火频率、多年生的植物物种的多样性。参数控制推动社会经济变量的例子有文化,传统生态知识和财产权系统(伯克Folke 1998年,汉娜et al . 1996年)。在牧场的例子中,虽然债务与收入的比率本身可能变化非常缓慢响应各种内部流程,债务的临界水平:收入比率可以通过外部因素突然显著改变,比如利率或汇率的变化。这些变化将构成不同的场景分析和目标将会发现系统属性可以被增强或减弱,这样系统可以更加适应这些变化。其他收入来源可能就是这样一个属性。

这个列表的过程控制的驱动变量,这些变量和临界阈值的位置,构成SES弹性评估的最后一步。它标识,SES利益相关者,相应的目录管理和政策措施,建立SES的适应能力。影响这些行为符合弹性的双目标管理(防止系统中配置的移动图4和增加的大小),增加了生态系统的长期可持续性。

在本文中,我们提出了生态系统提供的商品和服务,取决于他们是如何管理,受到不同的损失的风险。降低弹性系统中增加损失的风险。传统的管理方法,如决策分析技术的套房,适合提高回报率缓慢变化时期的增长和积累,虽然增加了资源使用效率的结果失去这些时间可能是原有的弹性。我们建议,在危机时刻,分解、重组、管理维护和建立愉快的心情是最重要的。我们提出了分析弹性的框架对地区级的核生态系统建议等基础管理。它涉及的股东自发描述系统和问题,导致一组有限的场景,捕捉的主要不确定性系统的未来的动力。各种简单模型和其他手段,然后使用描述系统的动态工作通过场景识别的组件系统的弹性,因此,如何丢失或韧性增强。

本文试图分析弹性导致凸显了许多领域需要进一步研究。两个尤其值得注意。一个涉及阈值:如何发现他们的存在,特别是如果他们尚未遇到,是什么决定了他们的位置有关的变量。我们需要建立一个类型学的阈值来帮助我们知道什么样的阈值在我们应该寻找什么样的系统。另一个主要研究领域是在生态系统的进化规则。规则的SES动力学并不是固定的。而是随着时间的推移不断演化生物物理和社会变化的反应。了解他们如何发展是至关重要的,如果我们要实现政策,使税自组织以及可接受的轨迹。

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这个工作是通过拨款资助弹性联盟洛克菲勒基金会和詹姆斯·s . MacDonnell基金会和其他补助。我们感谢我们的很多同事反映在本文讨论和思想。我们也感谢两位匿名裁判为重要和有用的评论,有很多改进。

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