研究，部分进行了专题介绍生态系统变化与社会(PECS):社会-生态系统可持续管理知识

社会-生态系统的合理未来:美国威斯康辛州Yahara流域

• 摘要
• 简介
• Yahara分水岭
• 场景开发流程
• 场景叙述和插图
  • 放弃与更新
  • 加速创新
  • 连接社区
  • 嵌套流域
• 模型分析的驱动因素
  • 气候
  • 土地覆盖
  • 生态系统服务的变化
• 讨论
• 对本文的回应
• 致谢
• 文献引用

介绍

区域社会生态系统管理需要长远思考。缓慢变化的生态系统和社会系统属性在弹性规划中起着核心作用(Folke et al. 2010)，但由于长期观测稀少，理论不完整，因此提出了挑战。社会-生态系统的未来动态是不可预测的(Polasky et al. 2011)。因此，社会和自然可能采取的未来路径的长时间框架和相当大的不确定性构成了一个核心挑战。情景是关于社会生态系统的未来如何从现有模式、新因素和可供选择的人类选择中展开的看似合理的故事(Raskin 2005)。情景开发将利益相关者的观点与研究相结合，以了解长期变化并调查社会-生态系统的潜在未来(拉斯金2005年，卡彭特等人2006年一个,Biggs et al. 2007, March et al. 2012, Priess and Hauck 2014)。

社会-生态系统的情景应用于不同的空间范围，从整个星球(千年生态系统评估2005年)到区域(Priess and Hauck 2014年)。在考虑区域社会-生态系统时，流域往往是一个方便的分析尺度(Biggs等，2010,March等，2012)。流域是自然的、被广泛接受的自然资源管理单位(Montgomery et al. 1995, McGinnis 1999, Koehler and Koontz 2008)。它们的边界和流动路径组织了水文和生物地球化学过程，这些过程支撑着供水、防洪和粮食生产等生态系统服务。流域管理在全球范围内面临多重挑战:气候变暖，降水变化更大，土壤日益退化，水质受损，洪水和干旱日益增多，人类对资源的需求不断上升，治理面临着解决不断演变的各种问题的挑战，未来几十年似乎高度不确定。在农业景观中，过度的非点状污染导致淡水富营养化在美国已被证明是一种异常常见和持久的综合征(Rissman和Carpenter 2015)。beplay竞技气候变化及其与土地利用变化的相互作用正在以新的、有时出乎意料的方式影响着水流和养分负荷(Milly et al. 2008)。这些趋势正在增加流域管理的不确定性(Harris和Heathwaite 2012)。

美国中西部北部的Yahara流域是全世界农业流域面临的挑战的典型例子。生态系统服务可能会对气候、土地利用和土地覆盖、农业实践以及人类对能源、水、土地和粮食日益增长的需求的持续变化做出反应。这些方向性变化和流域社会-生态系统的合理反应激发了我们的研究问题。在流域的未来规划中，应该考虑社会-生态动态中的哪些阈值?是否有机会将变革引向维持生态系统服务平衡、满足人类福祉需求、保护生态系统为未来提供服务的能力、以及建立应对气候或其他社会和环境驱动因素不可预测变化的复原力的渠道?

为了解决这些问题，我们采用了一种综合方法，包括利益相关者参与制定的情景、定量生态系统模型、区域治理研究和新的生物物理现场观察(http://wsc.limnology.wisc.edu；图1)。本研究以Yahara流域的关键生态系统服务为研究对象，已有模型验证(表1)。

研究人员采取了各种方法来开发分水岭情景(March et al. 2012, Priess and Hauck 2014, Schneider and Rist 2014)。我们的方法将利益相关者参与与自然科学和社会科学的多种视角结合起来，包括关于环境情景的大量文献(Hunt et al. 2012)。场景叙事也需要将故事情节与生物物理模型相结合，以进行后续的定量分析。与围绕具体的近期决策或环境影响评估设计的情景(Therivel和Paridario 1996年)相比，Yahara流域的情景考虑了60年的范围(2010年至2070年)。在这60年里，亚哈拉流域很可能在气候、土地利用和生态系统服务方面发生巨大变化。60年大约是人类的两代人，这段时间对大多数人来说都很有意义。

各种标准被用于评估区域情景的有用性(Wiek和Iwaniec 2014)。我们寻求的方案是，通过刺激利益相关者之间的讨论，对推广有成效，并通过推动流域模拟新工具的开发，对建模有建设性。更具体地说，情景应该突出，解决流域的主要问题;迷人的;合理的;与生物物理知识相一致。此外，情景应该提供截然不同的结果。强烈的对比有助于为读者区分不同的情景，突出不同路径之间的差异，并挑战模型来跟踪广泛不同的动态。我们避免了纯粹的坏结果或纯粹的好结果，希望读者能够在整个场景的基础上创造自己喜欢的未来。我们首先描述了Yahara流域和我们场景开发的过程。 We then describe how scenario components are quantified as biophysical drivers consistent with the scenario storylines.

亚哈拉分水岭

美国威斯康星州南部的Yahara流域(北纬43°6′，西经89°24′)排水1345平方公里，包含五个主要湖泊(Mendota, Monona, Wingra, Waubesa和Kegonsa;图2).气候为大陆性，夏季温暖湿润，冬季寒冷，季节性和年际变化大。1月的月平均气温为- 7.3°C, 7月为21.8°C，年平均降水量为87.6厘米(1981-2010年气候常态)。受最后一次冰川期(约14000年前)的影响，这一流域的地形一般是平坦的，但以冰碛、鼓丘和经常含有湿地的浅洼地为标志。土壤主要由肥沃的Mollisols和Alfisols组成，它们支持Yahara的高农业生产力(Glocker和Patzer 1978)。

目前的Yahara分水岭是由人类主导的;大部分土地是农业用地，但该地区也有人口密集的城市(包括州首府麦迪逊，威斯康辛州)和郊区，以及零星的原始植被(图2)。该地区的经济基础是多样化的，包括农业、一些轻工业、服务业、新兴技术、州政府和州的主要研究型大学(Carpenter et al. 2007)。

淡水是Yahara文化特征的核心(Stedman et al. 2007)，但淡水条件在过去一个世纪中恶化了(Carpenter et al. 2006)b)．自19世纪中期以来，亚哈拉湖出现了富营养化现象，最初是污水排放和侵蚀的结果。在20世纪40年代后期，富营养化恶化，主要是由于污水排放增加、肥料和粪肥施用以及农业和城市径流造成的养分输入过多(主要是磷和氮)(Carpenter et al. 2006)b,莱斯罗普2007)。自20世纪50年代以来，管理富营养化的机构已经出现，州和县一级已经投入了大量努力来遏制淡水富营养化(pper et al. 2015)。管理措施包括废水分流、生物控制、土壤侵蚀控制、雨水管理、营养管理计划、雨水花园的安装和湿地恢复(Carpenter et al. 2007, Lathrop 2007)。私人团体和保护组织提高了公众对富营养化的认识，并倡导可持续的湖泊管理。虽然已经采取了许多集体政策和实践措施来控制淡水中的养分输入，但在Yahara流域，养分和粪肥密集使用的长期遗留问题仍然存在(Betz等人，2005年，Nowak等人，2006年，Lathrop 2007年，Gillon等人，2015年)。

Yahara流域产生多种生态系统服务，在当地和区域范围内使用:提供食物、纤维、生物燃料、淡水、碳固存、调节水和养分流动，以及娱乐机会(表1)。由于城市化和农业集约化带来的富营养化、洪水和地下水污染，与淡水相关的生态系统服务受到极大关注(Matson等人，1997年，Brauman等人，2007年，Power 2010)。Qiu和Turner(2013)提出了该流域10种生态系统服务的综合分析作为基线(图3)。他们的研究描述了这些服务的复杂空间模式，确定了它们在整个流域的相互作用(即协同作用和权衡)，并揭示了生态系统服务之间的一些未被认识的相互作用。总体而言，生态系统服务并不是相互独立的，它们之间明显的空间异质性和相互作用表明了大面积管理以维持多种生态系统服务的重要性(Qiu and Turner 2013)。

虽然Yahara提供多种生态系统服务，但长期观察表明，一些服务已经退化，或在未来可能无法持续(Gillon et al. 2015)。例如，在原生草原植被转变为农业之后，土壤有机碳储量下降了50% (Kucharik 2007)。地下水开采、湿地排水以及与不透水表面扩张相关的径流增加改变了水文，从而增加了湖泊水位变化和洪水频率(Wegener 2001, Lathrop et al. 2005)。硝酸盐正在污染地下水，来自非点源径流的磷负荷大大超过了农业发展之前的水平(Carpenter et al. 2006)b)．农药、化肥和粪肥的过度使用，以及强降雨事件造成的径流增加，加剧了人们对淡水质量的担忧，因为人们有时无法在湖中游泳或划船。beplay竞技气候变化改变了水文流量(Motew and Kucharik 2013)，延长了生长季节，增加了极端降雨事件的发生(Kucharik et al. 2010)，并改变了动植物物候(Bradley et al. 1999)。有害动植物的入侵也对Yahara流域的生态系统服务产生持续影响(Carpenter et al. 2007)。与此同时，人口数量和对生态系统服务的需求持续增长。了解多种不断变化的驱动因素及其相互作用如何重塑淡水资源和其他生态系统服务的未来前景至关重要。

场景开发流程

在将故事情节与生物物理模型相结合所创造的约束条件下，通过将全球变化的原型驱动因素(Hunt et al. 2012)适应于Yahara流域的视角、社会过程和环境条件(Liu et al. 2008)的迭代过程来开发场景。图4是根据Kok(2009)和Alcamo(2001)改编的。

场景过程通常在核心团队的组成、接受涉众输入的方法以及建模者和故事作者之间的协调方面有所不同。我们强调了场景中主题和事件的三个主要来源:全球场景文献，当地利益相关者的观点，以及模型模拟的需求(图4)。全球场景文献提供了在世界其他地方预期或已经发生的变化的主要驱动因素的广泛视角。我们依靠这些文献来扩大社会和环境变化的可能性，并提出一些在流域讨论中尚未出现的想法。我们寻求当地利益相关者的观点，以提高情景的可信度和相关性，增强情景开发过程的合法性，并可能产生关于流域未来的新想法。通过让利益相关者参与场景开发，我们希望通过促进当地利益相关者的长期思考、建立关系和加强利益相关者之间的社会学习来扩大场景推广。利益攸关方可以根据该区域现有条件和动态的可行性，在限制或限制备选方案方面发挥作用。最后，在定量模拟中对情景建模的需要将情景建立在当前环境和社会条件和趋势的知识基础上。生物物理分析量化了生态系统服务之间的重要权衡，如粮食生产和淡水质量。模型通过需要考虑显著不同的情景而得到改进，这些情景意味着不同的模型结果(Kepner et al. 2012)。将情景叙述与模型模拟相结合的需要也意味着情景需要描述团队对建模感兴趣的关键变化，包括气候变化、洪水事件、干旱事件、人口迁移和生态系统服务。beplay竞技

在2011年和2012年期间，我们通过访谈和研讨会听取了利益相关者对Yahara流域未来的看法。我们包括主要利益集团代表和处理关键生态系统服务的政府机构工作人员。我们还从该地区没有参与流域治理的人们那里征求意见。共有82名流域居民通过一个或多个论坛参与:半结构化访谈(56名参与者)、研讨会(51名参与者)和在线调查(51名参与者)。使用定性软件Dedoose (http://www.dedoose.com)．四个讲习班，每个长达四小时，讨论了场景叙述的驱动因素和结果。在讲习班上，项目小组介绍了有关社会和环境状况及趋势的资料。小组讨论不同的未来，并进行头脑风暴。我们听取了来自不同职业背景和兴趣的人们的意见，但面临着来自环境正义、非政府组织和不同种族利益相关者的不参与的挑战。这些群体分配时间参与研究的能力较差，而且对之前花在学术研究上的时间感到沮丧。

在情景开发中提出的问题旨在拓宽研究团队和参与的利益相关者的视角，在不同的利益相关者之间建立对话，并揭示需要考虑的关键问题(千年生态系统评估2005)。在利益相关者访谈过程中，我们询问受访者认为谁或什么对决定该地区未来的社会-生态状态最有影响力。为了帮助定义情景的社会生态终点，我们还征求了该地区未来理想状态和最坏情况的观点。回应显示了不同的优先事项和对流域未来的愿景，展示了相反的，有时相互冲突的观点(Garb et al. 2008)。未来理想状态的定义因农业、土地利用、水质以及社会、经济和政治因素的相对重要性和作用而有所不同。了解参与者对社会-生态变化和理想区域状态的看法，有助于制定对区域居民重要的问题和价值观的情景。

访谈和研讨会中出现的许多潜在的故事情节被浓缩为四个场景，以供进一步分析。这种浓缩是实际和启发式原因所必需的。只有少量的场景可以通过创意写作、美术和建模来开发。同样，场景的用户只需要几个故事就可以有效地进行比较和对比。故事元素之间的许多共同点都来自采访或研讨会。这些共同的特征使我们能够将故事元素集中到几个场景中。其他人已经注意到并讨论了复杂环境情景过程中一些原型的出现(Cork et al. 2006, Hunt et al. 2012)。在为Yahara2070场景选择四个主题时，我们考虑了关于场景原型、与利益相关者和决策者的相关性以及模型开发和分析的实用性的文献。结果是下面简要描述的四个场景。

场景叙述和插图

基于特定的人类选择和生物物理事件，这些场景从2010年开始沿着不同的路径发展，导致2070年出现四种截然不同的情况。完整的故事情节和插图可在网上(http://Yahara2070.org)．附录1列出了四种情景在变化过程、生态结果、社会结果以及机会和威胁方面的表格比较。

放弃与更新

《遗弃与更新》探索了如果Yahara流域的人们没有为他们面临的环境挑战做好准备，特别是气候变化、水质恶化和新有毒物种的出现(图5)，将会发生什么。美国各地气候灾难的累积将导致到2020年代末的全国粮食危机。beplay竞技这场危机给中西部地区增加粮食产量带来了压力，这加剧了水质问题，特别是在Yahara流域。这最终会导致一场环境健康灾难。在亚哈拉的湖泊中出现了一种新的蓝藻，它会释放一种有毒气体。一年夏天，一系列大规模的花海导致数万人死亡，更多人离开了这个地区。灾难过后，该地区发生了巨大的变化。到2070年，几乎没有人住在分水岭。大规模农业已不复存在。城市地区成了一片废墟。人们生活在人口密集的小城镇或自给自足的农场，生存是主要问题。 Equality has increased, but centralized social support systems and governance do not exist. With the landscape now largely feral, prairies, forests, and wetlands are rejuvenating. A diverse collection of native and non-native wildlife and vegetation inhabit the ecosystems. The lakes’ waters are recovering, but they still carry scars from their polluted past. The disaster-causing cyanobacterium still lives in the lakes. Climate change has set the global thermostat to approximately 8°F (4.4°C) hotter than the beginning of the century.

加速创新

加速创新探索了如果美国优先考虑气候变化和其他环境挑战的技术解决方案会发生什么(图6)。整个21世纪20年代和30年代一系列与气候相关的全球灾难会引发这种转变。beplay竞技公共和私营部门将大量资金和精力投入创新和技术，特别是在环境、能源、卫生和生物技术方面。作为一所主要大学、不断增长的私营部门以及地方和州政府的所在地，Yahara流域成为了国家的解决方案中心之一。到2070年，人造肉等技术的进步大大减少了对农业用地的需求。随着企业家和企业的建立以及创新和技术基础设施的扩大，该流域的人口急剧增加。技术能力的巨大飞跃，特别是在农业和自然资源管理方面，改善了水质，减轻了气候变化的影响。beplay竞技因此，自然景观已经高度工程化。先进的机械化和数据采集也使现在由市场机制控制的自然过程能够进行经济评估。然而，新技术有时会带来意想不到的负面后果，偶尔还会引发灾难。对技术的关注降低了自然的内在价值，技术怀疑论者的亚文化已经出现。

连接社区

互联社区探索了如果全球价值观向社区和可持续性转变会发生什么。到21世纪20年代，与气候相关的灾难和政治反应不足造成的环境和政治崩溃迫在眉睫，煽动了一场全球青年运动，以改变人类的进程(图7)。年轻一代不再对高度消费的文化抱幻想，他们拥抱可持续性，并组织起来进行改变。到21世纪40年代，当这些年轻人步入领导岗位时，他们会将自己的理想纳入政策和集体实践中，促进大转型(Raskin et al. 2002)。到2070年，过渡已经建立了一种新的范式，在这种范式中，连通性、社区和环境可持续性渗透到政策和文化中。在Yahara流域，人们过着以社区为导向的可持续生活方式;许多人生活在与自然的强烈联系中。改善和保持愉快和健康的生活质量成为经济活动和政策制定的中心焦点。肉类需求的下降和更可持续做法的增加减缓了农业对环境的影响。广泛的缓解措施减缓了气候变化的影响。beplay竞技然而，该流域仍在处理污染的遗留影响:全球大气中的碳和Yahara土壤中的磷。 While recovery is slow, conditions are gradually getting better, including slowly improving water quality.

嵌套流域

嵌套流域探索了如果美国改革其管理淡水资源的方式，以应对日益增加的水不安全，会发生什么。到21世纪20年代和30年代，极端气候变化的影响将使美国已经负担过重的淡水beplay竞技供应雪上加霜。干旱的西部各州经历了严重的水资源短缺，整个国家陷入了水危机。公众的抗议不断升级。联邦政府通过了《2040年水安全法案》(Water Security Act of 2040)，该法案创建了一个新的水治理框架，称为嵌套流域(Nested Watersheds)(图8)。该法案划定了国家主要流域边界周围的水治理管辖权。威斯康辛州的水管理由五大湖流域单位和上密西西比流域单位分开;Yahara流域子单元是后者的一部分。密西西比上游的流域必须为国家缺水地区提供干净的水。联邦政府制定目标、激励措施和法规，以维持、改善和分配淡水，流域单位和子单位负责制定量身定制的计划和政策，以满足需求。到2070年，节约用水已成为常态。 Overall, the Yahara Watershed Subunit has created effective policies and practices, and it is usually able to meet its mandated targets. Taxes on meat and dairy consumption and incentives to grow perennial biofuel crops have promoted agricultural practices that reduce erosion and runoff and replenish groundwater. Yahara’s municipalities have widely implemented measures to conserve water and prevent urban runoff through regulations and incentives. Water resources are improving, but slowly. However, since society is in a never-ending cycle of incremental adaptation, long-term resilience is uncertain.

模型分析的驱动因素

我们开发了与定性叙述一致的气候、土地利用、人口和农业实践的定量轨迹。我们将这些轨迹称为未来生态系统服务定量模型估计的“驱动因素”。完整的驱动程序集在http://Yahara2070.org，这里总结了生成驱动程序的过程。一些土地覆盖和气候的变化在叙事中被明确提及，另一些则是从叙事主题中推断出来的。叙述开发人员和建模人员之间的定期会议被用来保持项目定性和定量方面的一致性。

气候

基于未来气候模型，开发了气候数据时间序列，以重现情景叙述中提到的气候事件，包括极端温度和降水事件。情景气候基于Notaro等人(2014)的模型输出，他们使用概率方法对13个环流模型(gcm)、三个排放情景(A1B、A2、B2)和两个未来时间段(2046-2065年和2081-2100年)的统计输出进行了缩减。它为每个模型、排放情景和时间段创建了三个独特的实现，总共创建了234个独特的20年气候时间序列。对每个时间序列进行描述性统计，包括年平均降水量、平均最高和最低气温、每年极端炎热的白天和寒冷的夜晚数，以及极端降水事件的数量(如> 75 mm/天，> 150 mm/周)。这些统计数据用于筛选适合每种场景的时间序列。例如，提到频繁干旱的情景叙述将与降水少的气候时间序列联系在一起。然后，我们使用随机天气生成器WeaGETS为情景创建了日气温(最高和最低)和日降水的时间序列(Chen et al. 2012)。

为了复制情景叙述中特别提到的气候事件，我们使用随机天气生成器创建了合成时间序列，使用适当的20年GCM时间序列作为输入(图9)。对于每个时间序列输入，创建了至少200年的合成数据，以便能够将合成时间序列的20年部分与情景叙述中提到的特定事件序列相匹配。例如，由于“废弃和更新”情景描述了2031年的毁灭性洪水，因此选择了具有大型降水事件的合成降水时间序列来表示该情景(图9)。模拟洪水提供了一个机会，可以提高我们模拟极端洪水条件的能力，并定量说明情景中的事件。

土地覆盖

构建了景观地图的时间序列，以表示情景中描述的土地利用模式，并提供计算生态系统服务所需的输入(图10)。采用基于规则的空间分配方法，根据不同土地利用/覆被的转换概率生成30 m分辨率的未来景观地图，每种覆被类型的比例与驱动曲线一致(附录2)。构建贝叶斯信念网络(BBN)，为每个30 m网格单元使用指定变量生成从一种土地覆被到其他覆被类型的转换概率。BBN方法是场景开发和景观映射的有用工具(Haines-Young 2011, McCloskey等人2011,Bateman等人2013)。具体优势包括纳入不确定性和结合定量经验数据和定性关系的能力(Haines-Young 2011)。

生态系统服务的变化

关于叙事发展和数量驱动因素的定期对话是必要的，以便场景内部保持一致和合理。叙述中关于能源来源和使用(例如交通方面)的陈述对情景期间的气候和土地利用轨迹有影响。此外，关于人类饮食，特别是肉类消费的叙述对农业、土地管理和土地使用也有影响。因此，与气候和土地利用相关的模式驱动因素中的叙述和假设中的陈述必须协调一致，以实现内部一致性。

为了计算每个情景下生态系统服务的时间过程，与四个情景对应的气候和景观地图的时间序列被用作四个相关生物物理模型的输入。这些模型模拟了水、碳、能量和养分在地下水、土壤、植物、水生生态系统和大气之间的储量和流动(表1):(1)农业ibis，陆地生态系统过程、生物地球化学和水平衡的动态模型(Kucharik 2003, Kucharik and Twine 2007, Soylu et al. 2014);(2) MODFLOW，地下水流动及其与水循环的联系模型，包括蒸散、补给和向溪流、湖泊和湿地的排放(Harbaugh 2005);(3) THMB(陆地水文和生物地球化学模型)，水生生物地球化学和大尺度水文模型(Coe 2000);(4) Yahara水质模型(Carpenter and Lathrop 2014)。

讨论

“Yahara2070”情景涉及区域变化的四种截然不同的路径。在“放弃和更新”中探讨的假设崩溃与在其他三个场景中探讨的技术、人类价值和治理预防崩溃的能力形成对比。“加速创新”解决了广泛的社会投资于技术发展的后果。这些投资的种子存在于Yahara地区，该场景探讨了如果这些种子发芽并茁壮成长会发生什么。“互联社区”解决了可持续发展价值观的代际转变的影响(拉斯金等人，2002年)。这样的价值观在Yahara地区和其他地区普遍存在(世界价值观调查，http://www.worldvaluessurvey.org/wvs.jsp)，但到目前为止还没有形成全球性的转变。基于流域管理文献(Molle 2009)，围绕国家可持续水资源框架的大规模政府重组的影响是“嵌套流域”的主题。该情景解决了Yahara居民(取决于他们对政府的看法)对强有力的政府干预以解决水冲突的希望和担忧(Kuzdas和Wiek 2014)。

情景必须代表高度多样化的替代未来，尽管如此，这些未来必须具有挑衅性，与利益相关者的利益相关，合理，并与现有的生物物理知识一致。这些目标往往是矛盾的。例如，挑衅场景可能会挑战一些用户的信念，或者根据生物物理数据看起来不太可能。这样的权衡没有最佳的解决方案，到目前为止，很少有在这种情况下派生场景的指导方针(Wiek et al. 2013, Wiek and Iwaniec 2014)。我们的方法(图4)采用了国际情景文献、当地利益相关者视角和模型需求以及相关的定量驱动因素。国际文献拓宽了故事情节的选择，并带来了影响亚哈拉流域的全球变化模式。当地利益相关者的观点有助于建立场景的可信度、合法性、相关性和当地影响。建模在定量上深化了故事情节，并提出了关于能源、食物和水使用的问题。模型结果加强了对必须在管理和政策中作出的权衡的理解。此外，故事情节为建模创造了新的挑战，从而推动模型开发。

主题和事件的三个来源，即场景文献、本地涉众观点和模型需求，促成了故事情节。这三个来源都导致了“放弃和更新”情景下的社会崩溃。在全球文献中，故障场景很常见(Hunt et al. 2012)。该情景为讨论受干扰生态系统的恢复提供了机会，这是一些当地利益相关者的优先事项。这一情景中的天气和洪水事件促使建模来理解过去几个世纪以来已知的极端事件，但在现代没有发生在分水岭。Yahara2070的其他活动直接来自利益相关者访谈和研讨会。例如，受访者提到“无母肉”是未来的一个潜在变化，这一创新被纳入“加速创新”。场景的某些方面大量借鉴了全球文献。“互联社区”源自对“大转型倡议”(Raskin et al. 2002;http://greattransition.org/）

流域建模的一个重要目标是了解土地利用对水资源对气候变化的恢复力的影响。四种情景的结果各不相同，使建模者能够测试有关土地利用、气候和淡水生态系统服务之间关系的假设。在“抛弃与更新”中，农业的快速集约化与气候的快速变化相结合，预计将导致水质的极端恶化，最终导致致命的藻华。beplay竞技在弃水之后，对流域进行植被恢复应能改善水质。相比之下，“嵌套流域”的极端气候变化预计对beplay竞技水质的影响较为温和，因为土地利用和农业实践发生了大规模的适应性变化。在“加速创新”中，全球绿色技术的进步减缓了气候变化，亚哈拉的水质相对于beplay竞技当前水平有所改善。在“互联社区”(Connected communities)中，“大转型”是对气候变化引发的剧烈冲击的回应，我们假设水质最初会恶化，但随后会逐渐改善。beplay竞技利用模型结果，我们开发了不同的情景叙述来评估这些预期，从而评估我们目前对流域磷循环和水质动态的理解。

成功的场景必须在情感和智力上吸引用户。我们对场景的艺术处理，包括创意写作和插图，引起了公众的共鸣。生动的流行文字和引人入胜的插图唤起了对情景的情感反应，激发了关于未来的对话。创造性写作和艺术与传统的研究工具(如定量调查或计算机模型)一样重要，它们可以引发讨论，从而影响对未来的思考。

也许最重要的是需要有专门的训练有素的人员来管理与利益相关者的接触。这些相互作用不能作为开发定量模型和实证研究的副业来完成。相反，经验研究人员、建模人员、故事情节开发人员和涉众应该通过专业管理的扩展过程参与正在进行的交互。这个过程对于指导场景的交流、确定用于分析的关键问题以及建立项目和过程的可信度是必不可少的。

情景项目需要对区域社会-生态变化有一个全面的看法，因此对综合评估有很多优势(Schneider and Rist 2014)。尽管如此，情景作为研究工具还是会带来一些挑战。流域是不可复制的，没有参照的社会-生态系统。因此，通常的全生态系统实验方法无法应用。尽管有这个缺点，场景项目为科学推理创造了多种机会。这些场景本身包含有意的对比，将使用模型实验进行调查。使用调查和访谈，我们将调查参与和未参与场景过程的涉众之间的差异。除了Yahara2070，文献中还需要对不同的情景过程和结果进行进一步的比较分析。由于社会-生态动态的情景可能在未来一段时间内成为有用的研究工具，因此比较研究的机会将在未来扩大。

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