研究

基于社会-生态主体模型的治理综述

• 摘要
• 简介
• 方法
  • 文献检索:方案和标准
  • 数据提取与分析
• 结果
  • 概述
  • 治理的概念化
  • 治理的实现:基于代理的建模与基于变量的治理建模
  • 基于社会-生态主体模型的治理与相互作用
• 讨论
  • 亮点和限制
  • 视角
• 结论
• 对本文的回应
• 致谢
• 数据可用性
• 文献引用

介绍

社会-生态系统(SES)是人类和自然相互作用中紧密相连的单元(Berkes et al. 2003)。SES的例子包括渔业(Schlüter等人，2014)、农业和粮食系统(Rivera-Ferre等人，2013)、森林(Fischer 2018)或景观(Duguma等人，2015)。由于它们对人类至关重要，人们对这些系统及其治理的兴趣已显著增长。事实上，生态世界和社会世界之间的紧张局势日益令人担忧:水污染、生物多样性丧失、海平面上升、全球流行病增加、虫害蔓延和森林砍伐(粮农组织，2011年)。

尽管社会系统和生态系统通常是分开研究的，但现在越来越多的研究以综合的方式关注这两个系统(例如，Pollnac等人2010,Cinner等人2012,Zhang等人2013,Martín-López和Montes 2015, Schoon和Van der Leeuw 2015)。为了理解和分析这些复杂的相互作用的系统，对治理的研究对于帮助确定适当的管理方案尤为重要(Ostrom 2007)。治理“是一个形成、应用、解释和改革特定政策互动领域内指导行为的规则、规范和战略的过程”(McGinnis 2011:171)。不同类型的治理在社会科学的不同领域和方法中具有不同的特点，例如多中心治理和单中心治理、市场化治理、自治或民主管理(Ostrom 2010, McGinnis 2011, Carlisle and Gruby 2019)。在Williamson(2000)之后，我们特别关注非正式机构、正式机构和治理模式。

治理与个体参与者、参与者群体和组织一起构成了社会系统的一部分。治理分析涉及到研究这个社会系统以及社会系统与生态系统之间的反馈关系。实际上，治理系统影响个人或群体的行为，而个人或群体选择治理模式，因此有必要了解这些个人或群体的行为。此外，治理系统可以对其他系统产生直接的影响，也可以产生间接的影响，这些影响需要事先了解系统之间的联系，以描述治理的效果。因此，要分析社会经济体系中的治理，就必须考虑它的特征，考察行动者以及生态系统、行动者和治理系统之间的联系。

尽管这些系统很复杂，建模方法基本上是简化的，但基于模拟的工具对于提高我们对导致SES作为复杂适应系统可持续性的因素和过程的理解特别重要(Müller-Hansen等人，2017年，Schulze等人，2017年)。事实上，由于生态系统和社会系统之间的非线性相互依赖，以及个体行为引起的宏观尺度效应的出现，SES总是动态和复杂的(Anderies et al. 2019, Mathias et al. 2020)，基于模拟的模型是表示它们的合适工具。这些工具还可以在不确定的情况下用于管理或决策支持，考虑SES的进化性质，并检查各种可能的策略(Rounsevell等人，2012年，Filatova等人，2013年，Anderies等人，2019年)。特别是，研究SES建模中的治理非常重要。首先，尽管SES建模领域的许多研究研究了人与环境的相互作用，但重点一直放在理解生态动态而不是社会动态上，而且一些作者现在强调更好地表示社会系统的重要性(Groeneveld等人，2017年，Schulze等人，2017年)。尽管治理是社会系统的重要组成部分，但大多数关于处理社会系统的SES模型的评论都集中在参与者而不是治理上。其次，治理是社会经济体系领域越来越感兴趣的主题(Herrero-Jáuregui et al. 2018):对社会经济体系的研究越来越侧重于治理，以及考虑到制度和治理作用的社会经济体系的定义(例如，Glaser et al. 2008)。

在建模的不同方法中，基于代理的模型(ABM)非常适合于研究SES和探索相互作用以及由此产生的集体行为(Gotts等人，2019年)。它们是突出SES反馈的动态工具(Janssen等人2008年，Heckbert等人2010年，Schulze等人2017年)。基于代理的模型是在环境中具有自治实体(代理)的计算系统。具有异质特征的代理具有动态的行为，并与彼此和环境相互作用。系统规模的结果产生于这些个体的相互作用。基于代理的模型不仅适用于分析SES或预测管理结果(Rounsevell等人，2012年，Schulze等人，2017年)，还适用于突出治理动态导致的紧急行为。

一些综述显示了ABM在研究SES中的相关性，重点是参与者的决策过程(An 2012, Groeneveld等人，2017,Müller-Hansen等人，2017,Huber等人，2018)，模型的透明度和全全性(Schulze等人，2017)，或模型的初始化(Kremmydas等人，2018)。Janssen和Ostrom(2006)分析了与ABM相关的挑战，用于研究社会经济体系中的治理，重点关注合作解决方案得以持续的条件。然而，他们的审查并没有集中在描述ABM中所代表的治理模式及其实现上。据我们所知，没有审查特别集中于治理组件的形式化，从概念化到实现，以及治理、参与者和生态系统之间的交互。因此，考虑到ABM在分析SES方面的潜力，我们的目标是对社会-生态ABM中的治理建模进行回顾，并强调围绕这一问题的观点和挑战。该综述为基于代理的建模者和更广泛的SES建模者社区提供了一个初始的入口点，概述了SES ABM如何集成治理。此外，这篇综述对研究企业治理的研究者来说更有普遍的兴趣，因为它讨论了ABM在分析企业治理方面的潜力。

我们的目标是采用文献综述的方法。在描述了本研究中使用的方法之后，我们提出了审查的结果，重点放在治理的概念化、治理的实施以及治理与SES内部其他系统之间的联系上。最后，我们讨论了研究结果并给出了结论:(1)我们强调，相当一部分文献并没有明确地基于理论来支持治理过程和交互或参与者决策的建模。(2)此外，我们强调，虽然制度在社会经济体系领域很重要，但很少被建模，而且大多数被建模的治理模式是国家干预，而基于社区和市场的治理模式很少被代表。最后，我们提供了(3)在ABM中，治理和SES中其他系统之间的交互是如何操作的概述;(4)强调治理的两种实现类型:基于代理的实现和基于变量的实现。相应的模型集在主要理论背景、所代表的治理模式类型或相互作用的存在方面有所不同。

方法

文献检索:方案和标准

我们对数据库中确定的同行评审文献进行了回顾斯高帕斯（https://www.scopus.com)．我们审查的文献仅限于用英语撰写的已发表文章和报刊文章。所选的文章在标题、摘要或关键字中包含以下每个组中的一个或多个术语:(1)ABM组:链接到基于代理的建模的术语;(2) SES组:与社会-生态系统相关的术语;(3)治理组:与治理相关的术语。在ABM组中，术语为:基于代理的、多代理的、基于代理的、多代理的或ABM。我们只关注作者自定义的应用于SES的模型。我们遵循Herrero-Jáuregui等人(2018)描述SES的文献和Schulze等人(2017)回顾SES的ABM来定义我们的搜索命令。因此，SES组包括了:社会生态系统、社会生态系统和社会生态系统。GOV组的术语集是以迭代的方式建立的。 We first conducted a search with the ABM and SES groups and found 172 documents. We then established a list highlighting terms related to governance with the highest occurrence. On this basis, the GOV group included govern, manag, rule, institution, polit, and polic in the final search command in Scopus:

标题- abs - key(“基于代理”或“多代理”或“abm”或“基于代理”或“多代理”)AND(“社会-生态”或“社会-生态”或“社会-生态系统”或“人类-环境”)AND(治理*或管理*或机构*或政策*或规则*或polit*)) AND DOCTYPE (ar) AND (LIMIT-TO(语言，“英语”))

我们编制了一份128份文件的清单(于2020年10月19日)，并根据以下标准对清单进行了细化:

• 标准1:包含基于代理的模型。我们只选择了描述基于代理的模型的文章，排除了评论、框架、软件或网络基础设施的描述。因此，有35篇文章被排除在外。
• 标准2:在模型中包含治理组件。我们排除了模型中没有治理组件的文章。因此，47篇文章被排除在外。

在分析过程结束时，选择了45篇文章进行分析(其中一篇文章由于编码困难而被删除，所选文章列表见附录1)。请注意，像任何基于关键字的书目研究一样，存在一些偏差，因为相关论文可能不包括用于研究的关键字。

数据提取与分析

作为分析的指导方针，我们重点讨论了治理如何在社会-生态ABM中被概念化、形式化、实现以及与其他系统联系起来。我们首先集中讨论了治理的概念化问题:(1)治理和参与者决策建模的理论基础是什么;(2)治理的概念化、算法和影响决策过程的因素之间存在哪些联系?其目的是描述所采用的理论的多样性，突出它们与行为者决策过程理论之间的联系，并描述所使用的治理和决策过程的类型。其次，我们关注了治理在SES模型中的实现。我们特别旨在确定不同的实现形式，并观察治理概念化、它与其他系统的联系以及代理的多样性方面的异同。最后，讨论了系统之间的联系，包括类型和方向。目的是描述和量化这些联系。

为了收集研究这些问题所需的所有信息，我们创建了一份横向调查问卷，它遵循三个坐标轴:治理的表现形式、参与者多样化决策过程的描述，以及生态系统、治理系统和参与者之间的联系(详细调查问卷见附录2)。

我们阅读所选文章的全文，并将其编码。编码框架的第一部分基于概述标准，如来源、出版年份、主题和研究类型。第二部分是在上述问题的基础上展开的。所有合著者都对八篇文章进行了问卷测试，以使编码更加健壮。在某些回答上的分歧使我们能够澄清问题和回答项目，从而改进编码。

结果

概述

所选文献中出现的治理

超过四分之一的为SES提供ABM (ABM + SES命令)的文章没有提供任何关于治理、管理或公共政策的参考(见表1)。此外，在最终搜索命令(SES + ABM + GOV命令)中有三分之一的文章被排除，因为它们最终没有集成治理。仔细检查被排除的文章可以发现，这些模型被提议支持治理、公共政策决策或系统管理，但没有将治理集成到模型中。

根据Herrero-Jáuregui等人(2018)的说法，“治理”是SES文章中使用最频繁的10个关键词之一(在Scopus上找到的术语为社会-生态系统、社会-生态系统和社会-生态系统的文章)。然而，在我们审查的论文中，这个词并不是最常用的关键词之一。尽管如此，在我们的搜索命令中包含了用于描述治理的各种术语(GOV搜索命令包括govern、manag、rule、institution、polit和polic)，这使我们能够识别包含治理组件但没有引用“治理”关键字的论文。在128份文件中，只有24份文件在标题、摘要或关键词中包含了“治理”一词，而89份文件包含了“管理”，48份文件包含了“政策”，23份文件包含了“制度”，10份文件包含了“政治”，9份文件包含了“规则”。

来源

在我们的文章组中，发表文章数量最多和引用来源最频繁的期刊是环境模型及软件而且生态与社会．这些期刊是跨学科的，突出了所研究主题的特殊性(SES的治理和建模)。尽管如此，他们主要集中在生态学、生态建模和环境工程领域(来源:SCImago Journal Rank)。这与Herrero-Jáuregui等人(2018)的结果一致，根据他们的说法，62%的SES研究是由主要领域位于自然科学的研究人员进行的，而30%的研究是由社会科学家进行的。此外，我们的研究集中在使用正式模型的文章上。例如，它解释了为什么国际公地杂志是一份跨学科期刊，致力于进一步了解机构对(或可能)集体使用的资源的使用和管理，尽管它非常适合我们的主题，并嵌入在SES研究社区中，但它没有出现在选定的文章中。

软件

四分之三的文章为读者提供了用于模型的平台或语言的信息。NetLogo是最常用的平台(50%)，而Repast(16%)、Java或CORMAS(9%和6%)则是最常用的平台。三分之一的作者在文章中证明了他们的选择。NetLogo经常被选择，因为它“特别适合为随着时间的推移而发展的复杂系统建模”，并且“它提供了接口控制工具[…]]来设置模型的参数和场景，并显示仿真结果”(Hu et al. 2010:58)。它的语言很简单(Van Schmidt et al. 2019)，环境对用户友好(Martin and Schlüter 2015)。

社会-生态系统类型与生态系统动态

在我们的研究中，农业系统占主导地位，并在四分之一的模型中被代表(例如，Barnaud et al. 2008, Caillault et al. 2013)。然后，按重要性排序，建模的其他类型的SES是畜牧业(例如，Gross等人，2006)、林业(例如，Huber等人，2017)和渔业(例如，Klein等人，2017)。Herrero-Jáuregui等人(2018)在对SES的实证研究中发现，最常被分析的主题涉及生态系统的开发。在回顾的模型中，生态系统始终是动态实现的。已经确定了三种类型的模型:过渡规则、参数方程和微分方程。最常用的模型是微分方程模型。

治理的概念化

虽然有一半的文章有理论背景，但有四分之一的文章没有明确提及。有理论背景的文章大多是指在经济学领域发展起来的理论。这些理论一般以新古典经济学为基础(60%)，其中环境和自然资源管理问题是从市场功能障碍的角度来处理的(例如，Huber等人2013年的环境经济学;Sugiarto等人2017年或Tilman等人2018年的博弈论;进化博弈论，Nhim等人，2019)。使用的其他理论属于制度经济学领域，例如，Wang等人2013年和Holzhauer等人2019年，或Rasch等人2016年，他们使用了集体行动理论(Ostrom 2003)。首先，所采用的理论是基于个人或群体的决策理论，如理性选择理论、有限理性或社会心理学理论。其次，它们可以应用于不同类型的治理。我们区分了非正式机构、正式机构和治理模式(Williamson 2000)。治理模式分为三种主要形式:基于社区的、基于市场的和基于国家的(Lemos和Agrawal 2006)。 We analyze the conceptualization of governance through these two dimensions: the decision-making theories used in models and the modes of governance represented.

决策理论:从完全理性到社会心理学理论

行动者的决策过程主要涉及不同生产活动之间的选择和资源的配置。这些活动可以是农业活动(选择作物或耕作方式)、林业活动或非农业活动。要配置的资源主要是土地、劳动力和货币。在较小比例的文章中，是关于资源开采的决定(例如，鱼、木材、水)。其他类型的行为很少被分析，如旅行路线或居住地点。只有在一篇文章中，这些决定与政治进程有关。在Guzy等人(2008)的著作中，行为者根据生态和经济标准对公共政策进行分类。参与者的行为主要是个体的:聚合的参与者只在四篇文章中被发现。

在审查的论文中，参与者的决策过程可以来自理论框架(在经济学、社会学和心理学领域)或经验输入(例如，数据派生，参与式建模;决策过程的形式化在略少于一半的文章中是实证的。在这些文章中，发现了用于形式化的三种类型的数据源:主要数据、辅助数据和参与式建模。原始数据代表了经验形式化的最重要来源(占经验来源的62%)。另一半文章是基于理论框架的。

所采用的理论使用有关人类行为的假设，例如，人类的合理性或他们的认知能力(Vatn 2005)。SES管理的文献包括大量的行为理论(Schlüter et al. 2017)。由于决策过程和理论的重要性和多样性，一些作者已经从SES ABM以外的角度(包括治理)回顾和分析了这一主题:用于人类和自然系统动力学耦合的基于代理模拟的决策模型(An 2012)，基于代理的土地使用模型中的决策(Groeneveld等人，2017)，欧洲农业ABM中的决策(Huber等人，2018)，地球系统模型中的人类行为和决策(Müller-Hansen等人，2017)，以及用于农业政策评估的基于代理建模(Kremmydas等人，2018)。

在ABM中，决策模型主要基于理性选择理论(An 2012)，尽管在SES建模中已经形式化了一些决策理论，但代理决策通常基于简单的假设(Jager et al. 2000)。在有理论决策的评论文章中，30%的代理的选择是基于理性选择理论的。这一理论假设行为者根据自己的偏好和目标做出决定。无所不知且完全理性的代理人最大化他们的预期结果，最初被表述为他们在资源约束下的经济利润。理性选择理论使用效用的概念。由伯努利介绍，效用的概念被用来建模价值，连接收入和满意度的概念。福利、消费和环境保护也可以在效用的概念中考虑。例如，在Agrawal等人(2013)的研究中，家庭的效用函数涉及不同的属性:采伐柴禾的消费、遵守制度规则的休闲和效用，或关于采伐柴禾的社区规范。由Von Neumann和Morgenstern提出的预期效用理论，是一种风险环境下的决策理论，它考虑了决策过程中认知偏差的发生率，例如Tilman等人(2018)，其中包括渔民在决策过程中的风险规避。16%的模型中使用了效用的概念，而且除了金钱之外，它总是包含其他属性。

然而，其他理论将认知偏差引入理性决策过程。Simon关于有限理性的研究强调，理性在主体的认知能力和可用信息方面是有限的(Schilirò 2018)。理性选择和有限理性理论被广泛应用于自然资源管理模型(Schlüter等，2017)。在57%的文章中，决策是基于理论假设的，决策过程涉及有限理性概念。它的应用可以很广泛，从保留新古典范式的简单添加约束(例如，Agrawal等人，2013)，到重新定义决策过程(例如，Caillault等人，2013)。

最后一组文章使用理论来模拟行为者的决策过程，参考了社会心理学的文献。决策理论，如计划行为理论(Ajzen 1991)、规范行为理论(Cialdini et al. 1991)或社会学习理论(Bandura 1977)，关注决策过程的特定方面，如规范的影响、学习效果、后果的判断、重复或行为的条件作用。

在提到与治理相关的理论的文章中，即一半的文章，无论是基于新古典经济学的理论还是基于制度经济学的理论，行为者的决策往往更多地基于理论而不是经验过程。

治理模式

为了描述模型中表示的治理模式，我们使用了不同的类型学。Williamson(2000)区分了四个层次的社会分析。最高层次是非正式制度的层次，如习俗、禁忌或规范。规则是不成文的，非官方的。例如，Nhim等人(2019)分析了合作和惩罚非合作者的社会规范是如何演变的。第二层次包括正式制度，如法律框架、产权和其他书面和官方规则。Kariuki等人(2018)的工作就是一个例子，他分析了不同的土地使用权分配(公共、私人和政府之间)对系统行为的影响。第三个层次是指行为者在特定的正式和非正式制度环境中如何正式地相互作用。不同的治理模式构成了这些相互作用。最后一个层次处理资源的分配。 The first three levels relate to governance, and the social level more widely represented is the governance level, in almost all articles. Nevertheless, a few articles integrate the formal and informal institutions in their models (see Fig. 2).

纵观文献，对治理模式有不同的分类方法。Lemos和Agrawal(2006)确定了三种主要的治理模式:基于社区的治理模式、基于国家的治理模式和基于市场的治理模式。以社区为基础的治理模式只在两篇文章中介绍。这些模式的感知力量是团结关系的部署，以及体现在社区中的时间和地点特定知识。Tilman等人(2018)提出了一个自我治理的例子，其中有一个渔民收入分享俱乐部，他们参与了资源的再保险和管理。渔民的利润，除其他外，取决于他们自己的捕鱼努力和其他俱乐部成员的努力，以及收入分享的分割系数。基于市场的治理模式也很少出现在模型中，也就是说，只有12%的文章对治理模式进行了建模。它们是卖方和买方之间的交换系统，其中的监管通常基于价格，有时基于数量(Commaille和Jobert 2019)。以国家为基础的治理模式是代表更广泛的类型，在88%的文章中对治理模式进行了建模。基于国家的治理模式可以由相应类型的政策工具进一步特征:命令和控制、经济工具、信息(Villamayor等人，2019年)。 Economic instruments are modeled in 57% of articles that model state-based modes of governance, mostly represented by taxes (e.g., Gross et al. 2006) and subsidies (e.g., Van Schmidt et al. 2019). Command-and-control instruments such as legislation, permits, and quotas (e.g., Klein et al. 2017) are the second more commonly represented policy instruments, in 43% of articles that model state-based modes of governance. Command-and-control instruments and economic instruments were considered in neoclassical economics as the only options to correct market failures/externalities. In the traditional classification of policy instruments, information is also a state-based instrument. In the study by Agrawal et al. (2013), the organization agent sends each household a signal indicating the sustainable level of resource extraction based on its assessment of the forest.

三种混合治理模式是共同管理(国家与社区之间)、公私合作(国家与市场之间)和公私合作(市场与社区之间;Lemos和Agrawal 2006)。在审查的文章中，只有一篇提出了混合形式，即私人-社会伙伴关系。在Verhoog等人(2016)的文章中，农业企业、废水处理设施和消费者根据沼气的需求和供应，以及沼气系统外部市场的价格，协商沼气合同(沼气的数量和价格)。合同被用作一种输入，以达到建造新的消化器、清洁器和沼气管道的能力。

所采用的理论和提出的类型学之间的交叉表明，没有提及理论的文章对基于国家的治理模式进行了建模，特别是命令和控制工具，比其他文章做得更多。基于市场和私人-社会伙伴关系的治理模式主要在引用制度理论的文章中建模，如Verhoog等人(2016)。通过Ostrom(2011)的制度分析与发展(IAD)框架分析生产者和消费者之间的沼气合同。然而，这些涉及制度理论的文章也模拟了命令与控制和经济工具，例如，格罗斯等人(2006)，他讨论了提供补贴和征税的制度问题。最后，提到新古典主义趋势的文章主要由代表经济政策工具的模型主导(例如，Klein et al. 2017)。

治理的实现:基于代理的建模与基于变量的治理建模

在回顾的文章中，治理要么由代理建模，要么由变量建模:

1.在基于代理的治理建模的情况下，代理被建模为具有特征、目标、决策过程、交互的可能性和操作集。由代理表示的治理参与者具有像参与者一样做出决策、交互和适应的能力。这种类型的治理实现出现在三分之一的文章中。治理代理可以代表市政当局(例如，Acevedo等人，2008年，Gaube等人，2009年)、政策制定者(例如，Bitterman和Bennett 2016年)、联邦管理者、州(例如，Kline等人，2017年)或政府(例如，Liu等人，2013年)。

2.在基于变量的治理建模的情况下，治理被实现为一组变量(状态变量或参数)，例如，市场支持(例如，Acosta-Michlik和Espaldon 2008)或船只速度限制(例如，Chion等人2013)。这种形式出现在80%的文章中。

这些实现治理的不同形式可能反映了治理表示方面的不同意愿。事实上，智能体能够感知环境，与环境互动，并彼此交流(Ferber and Perrot 1995)。他们可以评估情况，并根据一套规则做出决定。它们可以执行各种行为，并与其他代理有关系(Bonabeau 2002)。因此，作为代理的治理实现可能更适合于表示比一组变量更复杂的治理内部结构，即使这不能保证它。下面的段落根据治理建模的类型强调了文章之间的相似点和不同点(表2中进行了总结)。

演员类型的数量和演员决策过程的相似性

行动者的决策过程似乎与治理的建模类型无关。大约29%的被审查的文章考虑优化来表示理性行为(分别有27%和32%的文章使用基于变量的治理和基于代理的治理)。其余的案例使用某种类型的行为启发式，例如基于标准的决策概率，最佳替代方案的选择，以及达到阈值，所有这些都以相同的比例使用。这些结果，以及接下来的所有结果，都涉及到作者自认为与社会经济地位相关的文章。我们发现，在为SES治理建模的论文中，优化的使用不如专注于特定类型SES的文章(如Groeneveld等人研究的土地使用模型(2017)或Kremmydas等人研究的农业模型(2018))重要。事实上，这些作者发现，在他们回顾的文章中，分别有40%和60%在决策中使用了优化。

无论具体的评价程序或用于描述机制的理论如何，不同的因素都会影响决策过程。这些因素也不受治理建模类型的影响。决策中考虑的最重要的因素是财务因素，在大约80%的文章中可以看到(基于变量的治理文章为88%，基于代理的治理文章为73%)。第二重要的因素是生态因素，在62%的文章中使用(分别为68%和55%)。最后，社会因素可以代表特定个人或一群行动者对其他行动者施加的影响。在42%的文章中，报告了个人或集体行为者的社会影响(基于变量的治理文章占45%，基于代理的治理文章占41%)。在一种模式中，这种影响既是个人的，也是集体的。社会影响主要是集体的;18%的文章提到了个人影响，27%的文章提到了集体影响。例如，治理主体可能受到受益于补贴的土地管理者数量的影响(Holzhauer等人，2019年)，或者主体可能受到集体和个人行为体的影响，通过所有主体的总收获率，以及与之比较收入的随机主体(Tilman等人，2018年)。

治理建模的类型似乎与不同类型的参与者的存在无关。我们将一种类型的行动者定义为具有相同行动可能性的一组行动者。例如，Deng等人(2018)在他们的模型中描述了影响SES的两种类型的行为者，农户(耕种)和工厂(生产)。总体而言，16%的文章包含了不同类型的演员，从两到六种。在参与者类型中，大多数个体参与者彼此都是不同的。演员特征的差异主要与生产要素的初始配置和当地环境条件有关，年龄或姓氏等内部特征所占比例较小。通常，在决策方面也存在差异，主要是不同的决策过程。在涉及多种类型行动者的文章中，除了决策过程之外，总是存在差异。类型之间的潜在差异与类型内部的差异相同:当地环境条件、生产要素的初始分配或内部因素(例如，姓氏或年龄;参见Gaube et al. 2009)。 The decision-making processes of governance agents are the same as those of other agents in two-thirds of the models.

治理模式和动态的差异

基于变量的治理模型和基于代理的治理模型之间，治理过程和交互以及参与者决策过程概念化的理论背景是不同的。对于这两种类型的实现，提到理论背景的文章所占的比例是相同的，但新古典经济学更广泛地体现在基于变量的治理模型中，而制度经济学更广泛地体现在基于代理的治理模型中。同样，这两种类型的实施中，决策过程的理论和经验基础所占的份额是相同的，但基于代理的治理模型主要使用有限理性的假设，而基于变量的治理模型中的行为者的决策过程既基于理性选择理论，也基于有限理性理论。

非正式和正式机构很少在两种执行方式中都有代表。然而，在治理模式和政策工具方面存在差异。在基于代理的治理模型中，只有基于状态的治理模式:36%的模型实现了命令和控制工具，45%的模型实现了经济工具，27%的模型实现了信息。在基于变量的治理模型中，还代表了其他治理模式:以市场为基础的或社区和私人-社会伙伴关系。她们占模特总数的25%。经济手段是更广泛的代表形式，占62%，其次是命令和控制手段，占44%。信息只出现在15%的文章中。因此，尽管基于变量的治理模型代表了更大范围的治理模式，但与基于代理的治理模型相比，它更多地关注经济工具，而较少关注信息工具。

治理和其他系统之间的交互可以更好地理解模型的新动态。当治理被表示为一个变量时，在15%的模型中，与参与者的交互是双向的，但与生态系统的交互从来不是双向的。另一方面，当治理由代理表示时，36%的模型中与参与者的交互是双向的，18%的模型中与生态系统的交互是双向的。例如，在Holzhauer et al.(2019)的研究中，机构代理人的决策偏好受到行为者的公共支持的引导，行为者从行为者那里获得补贴。

用于基于代理的治理模型的理论与新古典理论相去甚远，因为新古典理论将治理和参与者的决策都概念化了。这可能表明作者愿意更接近现实。这三种政策工具的表现方式较为相同。此外，更多的双向联系可能意味着对更复杂的需求。然而，由于参与者的实现在两种类型的实现之间是相似的，因此这些结果是有细微差别的。在两种实现中，代理类型的存在是相同的，决策过程和决策因素是相同的。此外，正式和非正式的机构只在基于变量的治理模型中表示。

基于社会-生态主体模型的治理与相互作用

社会经济系统中的相互作用对这些系统的可持续性和管理有几个影响(Folke et al. 2010)。治理影响行为体和生态系统之间的相互作用，反过来又受到行为体和生态系统中发生的变化的影响。链接可以是单向的，也可以是双向的(见图3)。

除了两篇文章外，治理系统通过激励或限制参与者可能采取的行动来影响参与者的决策。例如，在Cenek和Franklin(2017)的工作中，治理采取了一种监管工具的形式，该工具确定了代理人考虑的捕鱼日期，以决定是否捕鱼。治理也可以采取经济工具的形式，并可以通过给予补贴(例如，Van Schmidt等人，2019年)或通过征税(例如，Gross等人，2006年)来改变经济环境。在四分之三的模型中，治理和参与者之间的联系是单方面的:从治理到参与者。在其他论文中，这种联系是双边的，即行为者也影响治理。例如，在Guzy等人(2008)的研究中，行为者对治理代理提出的政策进行排名。然后，治理的代理人必须根据这些等级选择要执行的策略。在两篇文章中，治理只与生态系统相互作用(Charnley等人，2017年，Gonzalez-Redin等人，2020年)。在这些文章中，治理由一个管理自己的土地的代理来代表。

参与者还可能影响治理，因为代理之间的交互可能对治理产生意想不到的影响。在三分之二的文章中，代理与其他参与者代理进行交互。代理之间的交互可以是直接的，也可以是间接的。我们把直接联系定义为在行动者系统中发生的相互作用。间接链接表示通过其他系统进行的交互。在51%的被审查的文章中，行为者之间的互动是直接互动，例如行为的观察，例如，计算利润时包括其他渔民的捕捞努力(Tilman et al. 2018)或行为者之间的策略模仿(Müller-Hansen et al. 2017)。三分之一的文章中出现的间接相互作用通过生态系统发生，例如，集体牧场的使用导致其他牧场的草的可用性减少(Miyasaka et al. 2017)。在涉及不同类型代理的作品中，类型间的相互作用出现在三分之二的文章中。例如，互动可以是分享鲸鱼位置的信息(Parott et al. 2011)或交换沼气(Verhoog et al. 2016)。

在70%的模型中，生态系统和治理系统之间没有联系。四分之一的模型将生态系统与治理联系起来。当治理变量的计算或治理主体的决策过程中考虑生态因素时，情况就是如此。例如，在Gross et al.(2006)的研究中，补贴依赖于干旱。在两篇文章中，链接是双向的(Charnley et al. 2017, Gonzalez-Redin et al. 2019)。只有一种情况是从治理到生态系统的联系:治理直接作用于森林(砍伐;Dupont et al. 2016)。治理与生态系统之间缺乏联系，可以解释为治理对生态系统的作用主要是通过主体来实现的。事实上，如果我们把社会系统看作一个由治理和行为体组成的整体，80%的互动是双向的，16%的互动是从社会系统到生态系统，4%的互动是从生态系统到社会系统。

除了一篇文章外，在所有被审查的文章中，行为者和生态系统之间都存在联系。例外是Gonzalez-Redin等人(2019)的文章，其中没有参与者代理，只有治理代理。这些代理人代表着治理力量，推动甘蔗生产土地的开发、新保护区的创建以及半自然地区的恢复和维护，其中隐含了农民等行为体。在69%的案例中，这是一种双向联系。在模拟渔业和农业等生产活动的文章中(例如，Bitterman和Bennett 2016年，Cenek和Franklin 2017年)，行为者受到资源水平或过去产量的影响，他们的行为影响资源水平或未来产量(例如，Caillault等人2013年)。在描述单向联系的文章中，四分之一的文章包括从生态系统到行动者的联系。这些联系可以采取不同的形式:生态系统通过改变行为者的结果(产量、利润)或决策直接影响他们(例如，Chion等人，2013年);生态系统在决策过程中被考虑，从而影响行为。第二个单向联系，即从行动者到生态系统，在涉及单向联系的文章中有四分之三出现。行动者影响生态系统中资源的质量或数量。

讨论

亮点和限制

我们的结果表明，一半的模型具有概念化治理过程和交互的理论背景。这些模型中有不到三分之二是基于新古典经济学的，在新古典经济学中，环境和自然资源管理问题是从市场功能失调的角度来处理的。国家干预是模型中表现最多的治理模式(见图2)。在政策工具中，指挥控制和经济工具表现最多。非正式和正式机构、自治或以市场为基础的治理模式也被模仿，但仍然处于边缘地位。基于市场的治理模式可能很少被代表，因为社会经济体制的挑战往往是市场无法解决的问题，因此需要公共干预。

就实现而言，治理作为一个变量比作为一个代理更可取。治理通常表示为不同场景中变量值的测试，因此不需要用代理表示。在基于变量的治理模式中，尽管指挥控制和经济手段最为广泛，但所代表的治理模式也更为多样化。基于代理的治理模型更多地基于制度理论，并表示信息工具。与基于变量的治理模型相比，这些模型显示了治理与生态系统或参与者之间更多的交互作用。在大约五分之一的模型中发现了双向链接。对于其他国家，治理主要通过影响行为体的决策来对生态系统起作用。这些联系存在于相互作用的媒介之间以及生态系统与媒介之间。行为者影响生态系统(在数量或质量方面)，反过来，他们的决策也受到生态系统的影响。

这一综述显示了ABM在分析企业社会管理中的治理方面的潜力。到目前为止，ABM主要用于分析或比较理论(Janssen and Baggio 2017)，检验实证案例研究(Matthews et al. 2007)，并预测SES的演变(Grimm and Railsback 2005)，但很少开发出分析SES的新理论。未来的研究可以考虑使用ABM来发展SES理论，提高我们对复杂系统的理解和管理(Lorsheid et al. 2019)，探索土地利用变化(O 'Sullivan et al. 2016)，或分析社会生态现象(Schlüter et al. 2019)。然而，使用ABM也有一些缺点。关于SES的复杂性，对于模型来说，既要表示治理动态的范围，又要使用合理的简化来做到这一点而不造成不适当的复杂性是很困难的。然后，由于ABM代表具有自己单独属性的代理，参数的数量可能很高，并且模型难以计算(Gotts等人，2019)。此外，模型通常要么是高度概念化的，要么是非常具体的案例(Schill等人，2019年)。此外，ABM可能缺乏透明度，这使得很难确定系统的一部分或特定参数对系统的影响(Gotts et al. 2019)。引入治理强调了这些问题。实际上，在治理中添加动态和新过程有助于使模型复杂化，并增加参数的数量以及随之而来的与此相关的问题。

本综述仅限于在标题/摘要/关键词中描述作者自我识别的模型应用于社会-生态系统、社会-生态系统或社会-生态系统的一组文章。虽然社会-生态系统的概念缺乏一个共同的定义(Herrero-Jáuregui等人，2018,Colding和Barthel 2019)，但其他概念将包括人类和自然在内的系统描述为耦合的人类和自然系统(例如，Kline等人，2017)，地球系统(例如，Müller-Hansen等人，2017)，或生态经济系统(例如，Gao和Hailu 2018)。此外，其他研究领域侧重于我们确定的同一类型的SES，如能源-水-食物关系系统(Namany等人2019)、土地利用和覆盖变化(Parker等人2002)、自然资源管理(Loomis等人2008)或农业系统(Kremmydas等人2018)。搜索命令的选择可能与所涉及的SES类型有关。例如，“人与自然耦合”(CHAN)一词的加入可能会导致选择更多涉及土地利用和土地覆盖变化的文章，因为这些领域是CHAN系统相关研究的特征(An 2012)。基于这些关键词的审查使我们能够专注于作者群体引用SES概念所进行的研究。

最后，我们对文献的回顾受到了文献中对模型的异质描述的限制。在某些情况下，提供补充材料或模型的描述遵循ODD(概述，设计概念和细节，或ODD+决策)协议(Grimm等人2010,Müller等人2013)，尽管在其他情况下，模型缺乏精度。使用一种共同的方案来描述模型，对于限制模型比较分析中的偏差肯定是非常有用的。

视角

尽管存在许多将治理过程和交互概念化的理论，但许多文章并没有明确地提到模型构建中的理论。例如，Cox等人(2016)强调了这种多样性，他们在超过117项SES研究的数据库中确定了60多种不同的理论，涉及地理、经济学、生态学、生物学和政治学等各个领域。此外，在涉及一种理论的文章中，在SES ABM中实施的理论几乎没有多样性，这些理论主要基于新古典经济学方法。在新古典经济学领域之外，理论很少被建模，即使它们被认为与社会经济体系的分析相关。例如，Ostrom(2003)描述结构变量如何影响合作水平的集体行动理论仅被引用一次(Wang et al. 2013)。与此相关的另一部分文献是生态经济学。这一跨学科研究领域是由乔治斯库-罗根(Missemer 2013)推动的，他致力于人类经济学和自然生态系统的共同进化和相互依存。他提出了处理人与环境关系的新理论。这一领域的管理理论大多是形式化的。因此，在对SES ABM中的治理建模时考虑它们可能是非常有趣的。

多样性的缺失不仅体现在治理理论上，也体现在治理模式上。治理的其他维度尚未在社会生态ABM中建模，包括治理，尽管治理被确定为SES可持续管理的关键，例如适应性管理和多中心治理。适应性管理的概念起源于20世纪70年代出现的适应性管理框架(Holling 1978, Walters和Holling 1990)，然后在SES框架内发展(Berkes和Folke 1998, Folke et al. 2005)。最近，适应性管理被定义为“通过学习已经实施的管理战略的结果来改进管理政策和实践的系统过程”(Pahl-Wostl et al. 2007)。尽管人们对这种方法的兴趣从一开始就一直在稳步增长，但在本文讨论的任何模型中都没有实现它。然而，ABM非常适合于自适应治理的实现，因为它们能够在不同的尺度上表示学习过程，特别是在治理代理的级别(例如，Klos和Nooteboom 1997, Scheffran 2016, Macq等人2017)。多中心治理也是如此，这是Ostrom等人(1961)首次提出的概念。多中心是治理系统的特征，在该治理系统中，多个尺度的治理机构相互作用以制定和执行规则(Ostrom 2010, Biggs等人2015,Mathias等人2017)。根据Carlisle和Gruby(2019)的说法，公地学者对多中心的兴趣日益浓厚，这在考虑多中心治理对维持自然资源的优势的文章和书籍数量中显而易见(例如，Blomquist和Schlager 2005年，Andersson和Ostrom 2008年，Pahl-Wostl和Knieper 2014年)。ABM在描述多中心方面的优势是，它们可以详细描述水平和垂直联系，并突出可持续系统动力学的潜在出现。 Nevertheless, none of the models reviewed integrates this dimension of governance, probably because of the difficulties in translating these concepts into equations. In fact, it remains a challenge to implement this type of governance in ABM: these approaches are less formalized and can use large-scale variables (from more complex decision-making process because of the adaptation and learning process or from embedded levels of governance) that compound difficulties in implementation. Nevertheless, some authors already modeled these dimensions of governance in other types of modeling (as ordinary differential equations) that can be inspiring for our topic (e.g., Mathias et al. 2017, Ahlering et al. 2020). The use of conceptual models and stylized models or the distinction between different cycles of adaptation could be approaches to follow in ABM. A better consideration of the various characteristics of governance would be advantageous to improve the relevance of ABM to the analysis of SES.

在回顾的模型中，许多作者提出了治理或参与者决策过程的特别实现，没有任何理论参考，而是基于利害关系中的案例研究，或者仅服务于他们寻求分析的情况。当过程以理论为基础时，它们大多是基于理性选择或有限理性的假设。在其中一些模型中，参与者之间没有直接的互动，他们的决策过程只受财务因素的影响。因此，所代表的系统更接近于经济系统而不是社会系统。这一发现不仅适用于整合治理的社会-生态ABM，而且适用于所有社会-生态ABM (Schulze et al. 2017)。社会科学中发展的决策理论的多样性与基于主体的SES建模中所使用的理论的多样性存在很大的差异。然而，人类决策子模型是关键要素，因此适合模型目的的人类决策表示是集成治理模型的先决条件(Schulze et al. 2017)。Schlüter等人(2017)已经确定了实施人类行为和决策的替代理论的多重挑战:(1)由于多学科合作而超越困难;(2)提高在社会经济环境中有用和可用的理论知识;(3)理论操作化。 Decision-making models associated with theories that conceptualize governance processes and interactions should be improved and enriched by other decision theories to be closer to the real world. For example, one of the well-known theories in decision making is used only once in the models reviewed: the theory of planned behavior. This theory, and the theory from which it originated, the theory of reasoned action, have proven their usefulness and capacity to reproduce behavior, especially in the field of environmental governance and management. Scalco et al. (2018) concluded that the theory of planned behavior and its use in ABM can certainly offer a useful model of deliberative decision-making processes for virtual agents. This theory is particularly relevant in terms of natural resource management because of its ability to consider different factors (Grilli and Notaro 2019, Si et al. 2019). Indeed, it could be a useful theory for analysing SES because of its capacity to include different elements from the ecological system (e.g., the role of the perception of the environment in actors’ attitude), from the governance system (e.g., modifying the attitude or the perceived behavioral control), or from the others (e.g., included in the subjective norm). When addressing governance issues, other specific elements of decision making are important such as the perception, the evaluation (Schlüter et al. 2017), or the learning approach, shown, for instance, in triple-loop learning approaches (Argyris and Schön 1978). Indeed, integrating learning processes in governance in the context of increasing uncertainty due to climate change is important because it permits an adaptive response of the system (Palh-Wostl 2009). Nevertheless, the implementation of such psychological and cognitive processes and theories remains challenging. For instance, as shown by Muelder and Filatova (2018), the use of the same decisional theory with similar data can lead to different simulation outcomes. The authors highlight methodological recommendations to enhance the reliability of ABM in the implementation of these theories: improvement of transparency on implementation and systematic tests, consultation with psychology scholars to resolve ambiguities of theories, use of a recursive process to collect micro-level data on behavior, and use of a standardized and modular approach (Muelder and Filatova 2018).

结论

在这篇综述中，我们研究了社会经济系统中治理的ABM文献，目的是:(1)提供治理的概念化和实施的详细概述;(2)强调未来社会生态ABM中治理研究的关键方面和挑战。首先，相当一部分文章没有提及将治理过程和交互概念化的理论。文献中很少有理论得到实施，特别是在Ostrom领导的集体行动领域，尽管它们与SES分析的相关性已被证明。因此，在社会-生态ABM中应用这些理论可能也很重要。此外，与治理交织在一起的决策过程通常以有限的方式描述，很少使用决策制定的各种理论，尽管这些理论对治理的结果至关重要。因此，决策过程的选择对治理的影响不应被忽视，必须注意确保这些选择是充分知情的。此外，机构(正式的和非正式的)，以及基于市场和基于社区的治理模式可以在模型中更广泛地体现，而且，为了进一步的研究视角，可以研究治理的其他维度，如多中心或适应性治理。最后，将治理表示为代理可以帮助我们在治理表示中实现更大的多样性，并更好地实现与SES治理相关的模型的动态。

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