研究

利用不同的知识系统，加强对南非南角当地气候的了解

• 摘要
• 简介
• 研究领域
• 方法
• 结果
  • 农民和渔民对当地气候变化的了解
  • 将当地气候叙述与天气分析联系起来
  • 连接陆地和海洋叙事
  • 响应变化
• 讨论
  • 研究协同效应和不匹配
  • 应对不确定性
• 结论
• 对本文的回应
• 致谢
• 数据可用性
• 文献引用

介绍

在检查局部尺度的全球环境变化时存在不确定性，不同的系统对多个压力源有许多反应，这些压力源在不同的时间和空间尺度上发挥作用(Walker et al. 2004)。由于大规模的环境变化正变得越来越明显，传统的生态学研究不一定以足够快的速度进行，也不一定覆盖足够大的领域来充分掌握这些复杂的变化(Brook and McLachlan 2008, Biggs et al. 2009)。社会生态系统是复杂的，在多个尺度上运作，因此从不同的角度来审视这些系统很重要(Ommer等人，2012,Tengö等人，2014)。本地知识可以与科学数据和研究相结合，使对问题的理解更加有力(Haggan等人，2006年，Lutz和Neis 2008年，Marin 2010年)，从而为社会中的适应性管理实践提供更坚实的知识(Ommer 2007年，Tengö等人，2014年)。

多个知识系统是多方面的，可以在不同的尺度上相互匹配或对比(Ommer 2007, Scholes et al. 2013)。信息三角化对于揭示知识流之间潜在的不匹配或分歧非常重要，特别是在不同尺度上解决知识差距或产生新的见解时(Tengö et al. 2014)。不同的知识类型及其系统(从本地、基于地点的价值到外部研究或政策信息)对于以可持续的方式管理复杂系统中的人类活动非常重要(Sterling et al. 2017)。社会生态系统内的可持续性管理因众多的压力源而进一步复杂化，如气候变率和变化，会引起额外的反应和反馈。

因此，需要对气候变率和相关变化进行背景分析，因为这些变化在空间上极不一致，而且在时间尺度上存在差异。海洋和陆地区域的并置在这方面呈现了一个特别具有挑战性的背景(Fang等人，2018年)，全球和地方变化表现形式的演变非常明显，但又非常接近。变化对陆地和海洋系统影响的降尺度或翻译通常是孤立进行的，例如政府间气候变化专门委员会(IPCC)关于海洋和冰冻圈的特别报告(IPCC 2019a)和关于气候变化和陆地的特别报告(IPCC 2019b)，这使得探索局部陆地和海洋驱动因素之间的变率和变化的关系困难但至关重要。beplay竞技这些系统在影响人类生计方面相互作用的程度尚未得到广泛研究，这凸显了改善陆海知识库的重要性(例如，Ramesh等人，2015年)。

当地气候变率的“新常态”(Wolski 2017)为共同依赖海洋和陆地自然资源的南非社区开启了一个变革时代，为人们了解在气候变化下陆地和海洋系统之间的相互作用提供了一个重要的窗口。考虑协同驱动土地利用实践或捕鱼方法决策的因素，对于更好地理解同一地区的农民或渔民如何在环境变化中运作很重要(Thomas et al. 2007)。对风险的感知包括环境、社会、经济和政治驱动因素，这很重要，因为这可能会影响人们的感知或实际反应能力(Grothmann和Patt 2005)。

位于南非复杂的社会生态环境中，我们的研究探索了如何利用不同的知识系统来提高对当地气候的理解，并连接陆地和海洋的视角。采用并行方法，我们开展了定性和定量研究，利用不同的知识系统，通过提出以下广泛的问题来提高对当地气候的理解:“农民和渔民对气候变率(即天气模式)的当地知识是否一致，这些知识如何与科学观测相比较，以及在当地和科学知识链之间是否存在协同作用或不匹配?”“与南开普的渔民相比，农民在气候变化的背景下如何应对变化?”最后，我们从观察到的和未来的适应变化的角度讨论了这些发现的价值。

研究领域

我们以气候变率为共同主题，在南非南部开普和阿古拉斯海岸(图1)的局部尺度上，研究了陆地和海洋社会生态系统之间的联系。我们所选的研究区域北以朗格贝格山脉为界，南以印度洋为界，为边界山脉向海一侧的Duiwenhoks河和Goukou河的集水区创造了有限的微气候条件。我们研究区域的陆地部分跨越了Witsand, Heidelberg, Riversdale, Albertinia和Still Bay城镇之间的农业区域。Duiwenhoks和Goukou集水区是18世纪早期欧洲农民定居的地方，目前的土地利用活动主要是林业、奶牛业和旅游业。几十年来，该地区因集约化农业生产而承受的压力越来越大，再加上气候条件的变化，改变了自然生态系统的功能(Price 2006)。已探测到南部沿海地区趋于干燥的趋势，西南地区的分析表明，低地地区正在干燥，而山区的降雨量随着时间的推移而增加(Midgley et al. 2005, MacKellar et al. 2014)。

我们的研究区域的海洋部分是本格拉洋流大型海洋生态系统(BCLME)的一部分，代表了在Witsand和Mossel湾之间的中部阿古勒斯河岸近岸部分进行小规模商业渔网作业的渔场(Gammage等人，2017a)。这种联线渔业已经运营了100多年(Duggan等人，2014年，Visser 2015年)，目前形成了一个以船为基础、劳动密集型和低收入的部门，对人类生计具有重要意义。这种线上捕鱼的主要目标是银角羚(Argyrosomus inodorus)，因为这些鱼被认为是最具商业价值的。过去，鳕鱼角(Merluccius capensis)也出现在该地区，但该物种最近没有被捕获(Gammage等人。2017a)。

海洋部分也延伸到离岸的阿古勒斯河岸，共同形成了南部本格拉的南海岸/阿古勒斯河岸子系统(Hutchings等，2009年，Jarre等，2015年)。Howard等人(2007)确定了本格拉南部两个主要的海洋生态系统制度转变:第一个主要归因于20世纪60年代初的过度捕捞和一些环境影响。第二次制度转变发生在20世纪90年代中期至21世纪初，主要是由于环境变化(Howard et al. 2007)，但由于捕鱼而加剧(Coetzee et al. 2008, Blamey et al. 2012)。在南角的地方尺度上，通过南角跨学科渔业研究(SCIFR)项目开展的研究(Jarre等人，2018年)，海洋系统的知识缺口凸显出来。与南部本格拉西岸子系统相比，阿古勒斯河岸的科学数据集存在更大的差异，导致人们对环境变化如何发生的理解有限(Hutchings等人，2009年，Lamont等人，2018年)。然而，与阿古勒斯河岸可能的变化相关的警告信号，如年际变化和生物变化的增加(Blamey et al. 2015, Watermeyer et al. 2016)。

方法

借鉴Tengö等人(2014)，我们的研究采用了并行方法，将来自多个来源(即农民、渔民和科学家)的当地气候知识汇集在一起。在SCIFR团队现有工作的基础上，将选定的自然资源用户作为其社会生态系统知识渊博的专家的知识与来自科学数据的信息放在一起。我们的研究参考了SCIFR项目对南开普小型商业联线渔业社区开展的工作，包括Duggan(2012)对船长进行的民族志研究，以及Gammage等人(2017a, b)对沿海渔业多重压力源(包括气候变化)的地理研究。我们的跨学科、双重方法考察了当地知识系统，并对区域气候数据进行了分析。以期对南角复杂的陆地和海洋社会生态系统有更全面的了解(图2)。

通过关注当地对气候变化的认知，我们通过南开普研究地区的农民和渔民对当地知识进行了检验。通过利用当地气象站的观测、农民的降雨记录以及基于卫星和其他观测的模型输出，对科学知识进行了评估。我们在收敛的并行设计中使用了混合方法(见Creswell和Plano Clark 2011)来分析不同的定性和定量数据，在气候变率这一共同主题下，从农民、渔民和科学观察的不同知识中创建了一个多证据基础(例如，Tengö等人，2014)。定量和定性的数据链是在同一阶段的研究过程中收集的。每条链分别进行分析，然后在整个解释过程中混合结果，以提高对主题的理解，并识别数据集或不同知识系统之间可能的不匹配。表1详细列出了每个用户组的数据收集和分析。

抽样的自然资源使用者集中在农民和渔民(特别是船长)，因为他们是各自农业或渔业活动的决策者。通过评估当地实践如何随着时间的推移而演变，研究人员了解了这些自然资源使用者对环境变化的反应。所有接受采访的农民都是白种人，大多数是母语为南非荷兰语的人。在接受调查的50名活跃农民中，82%是商业土地使用者，14%是生活方式土地使用者，4%是自给自足的农民(见附录1)。大多数农民受过良好教育(拥有高等教育学位或文凭)，社会经济背景为中上阶层。fisher的观察结果来自于Duggan(2012)和Gammage(2015)在SCIFR项目下进行的野外工作。参加者有50人，包括船长、船东、船员、相关行业的成员和配偶/伴侣。参与研究的渔民都以南非荷兰语为母语，在教育水平、社会经济背景、白种人和有色人种遗产等方面代表了不同的背景。农民和渔民的类型具有可比性，因为我们的研究和SCIFR项目采访的参与者在各自的农业或渔业部门有长期的经验，包括多代农民或渔民，对气候变率变化有长期的展望。

结果

农民和渔民对当地气候变化的了解

在我们的研究区域，来自农民和渔民的当地气候知识主体是特定位置的，分别包括农业和渔业活动的科学和实践知识的混合。气候知识的类型通常是从多代人的角度对农民和渔民进行背景分析的，当代人借鉴了从前几代人那里流传下来的观测结果，并相应地发展了自己的知识库。

农民和渔民认为，南开普的陆地和海洋气候系统都有很大的变化，随着时间的推移，没有观察到该系统的明确变化趋势。从这些当地类型的气候知识中产生的叙述是微妙的，在不同的时间和空间尺度上梳理出微妙的变化。一些渔民认为，气候的多年代际变化是当地海洋环境的正常特征，不同的天气周期随着时间的推移不断重复。然而，人们认为这些系统的可变性增加了，超出了近期记忆的常态。与渔民的观察结果类似，农民强调了当地陆地环境的自然变化性质，但也赞同最近的极端事件和天气模式的微妙变化似乎超出了预期的常态。

农民对降雨模式投入最多，并对可能的降雨随时间变化进行了更详细的观察(附录2)。极端天气事件(通常与强降雨事件或长时间干旱有关)的变化是农民对陆地环境所做的关键观察之一。当代人的季节性秋季降雨模式出现较晚，这一点也很突出。农民对温度和风的变化不太确定，因为这些驱动因素被认为是随着时间的推移高度变化的，参与者质疑他们关于观察或感知变化的记忆的可靠性。渔民们讨论了风的变化是他们海洋环境中经历的一个关键环境变化(Gammage等人。2017a, b)。盛行风模式的变化是微妙和多变的，反映了当地海洋系统的复杂性，围绕变化的叙述集中在季节内风模式的变化增加。渔民还将最近适宜海日的减少归因于持续的不利天气条件，强调风模式的变化是一个关键的贡献变量。

将当地气候叙述与天气分析联系起来

同意农民和渔民对南角气候系统高度变化的观察;对(陆地)降雨、(陆地)温度和(海洋)风数据集的分析没有得出明确的随时间变化的趋势，而是十年尺度的变化。

农民对降雨变化的观察与对降雨规律的分析是一致的。自20世纪80年代以来，在我们的研究区域，干旱期延长了，并且在集水区东部区域检测到极端月降水事件的增加。当地气候的复杂性在不同的空间尺度上转移，这与农民的观察相符，即当地天气模式的变化不一定是一致的经验。在确定适合的农业活动以匹配精细环境条件时，小气候被强调为重要因素(附录3)。

例如，种植作物的农民观察到，他们在4月或5月种植，而不是像他们的前辈那样在2月或3月种植。我们利用每月雨量数据来检验季节性模式在表一所述的四个时段是否发生了变化:时段1(1981年以前);第2期(1982-1995年);第三期(1996-2007年)和第四期(2008-2015年)。根据“老季节”(3月、4月、5月)和“新季节”(4月、5月、6月)与每个农场和站点的四个时间段的累计平均差异，对数据进行了比较。如图3所示，农民对传统秋季降雨季节开始的最近变化的观察与数据分析一致，表明这种变化(即，从2000年代到现在，开始降雨的时间晚了一个月)发生在我们整个研究区域。这些结果也与du Plessis和Schloms(2017)的研究一致，他们的降雨数据表明，对于更大的南海岸地区，降雨季节的开始可能会推迟一个月(从3月到4月)。

尽管温度分析在数据可用性、数据质量和高变率方面受到限制，但在20世纪90年代发现了一个向较暖状态的转变，并在2000年代中后期转变为较冷时期(图4)。季节分析的细节载于附录4。农民的叙述将1990年代与干旱的年份联系在一起，与这一时期重叠的变暖趋势相一致。20世纪90年代见证了农业实践的转变，从传统的耕作方式转向了提高土壤水分保持的保护性农业。这在一定程度上是由于干旱期延长，再加上提高农业产出的经济考虑。南角陆地温度的变化与南部本格拉系统的更大规模变化有关。

海洋环境变化，即上升流的量级和变率的变化，在20世纪90年代中期和21世纪中后期发生在阿古勒斯海岸南部地区(Blamey et al. 2012, Blamey et al. 2015, Lamont et al. 2018)，这与所分析的陆地温度变化类似(附录4)。此外，所分析的风数据也表明，在90年代中期，风向变化向日益增强的东风模式转变。2000年代中期再次出现，表明东风进一步占主导地位，这与现有科学研究和上文所述温度变化分析的时间框架相对应(附录4)。

fisher关于南海岸风型变化的叙述集中在季节内风型的变化上，引用了21世纪后期的一个显著变化，即不同季节的盛行风转向持续的东南风。这些观测结果与风数据分析一致(见附录5)。风数据还表明可能向时间序列的末尾(在2010年之后，因为大多数序列结束于2014年)转移，但这需要在解释之前进行进一步的调查，因为时间序列方法在接近相关时间序列末尾时不太可靠(Blamey et al. 2012)。在20世纪90年代中期和2007年，根据风数据确定了确定的变化，这与更广泛的研究领域的当地气候知识(渔民的叙述)和其他科学知识(Blamey等人，2015年，Lamont等人，2018年)相匹配。

fisher对极端大风日数增加的观测结果与近岸风产品的分析不一致，这些产品没有得出任何可识别的极端大风日数随时间变化的趋势。然而，在大陆架尺度上，近海驱动程序显示出随时间推移强风日数增加的明显趋势(图5)。除了发现浪高增加外(Lyttle等人，2021年)，可能受到近海风和膨胀的影响(Hanley等人，2010年)，大陆架尺度上的极端风日数增加的趋势表明，渔民观察到的条件恶化适合他们下海(特别是在捕鱼季节的南方夏季)的科学数据在近海而不是近岸尺度上是一致的。fisher对变率增加的观测只反映在风数据产品的年度时间序列中，特别是在离岸和近岸点发现了东风/西风分量随时间增加的变率(附录5)。

连接陆地和海洋叙事

正如一些与会者所描述的那样，从关于陆地和海洋之间更广泛的环境相互作用的叙述中提炼出了连接农民和渔民的共同线索。渔场的一种解释将降雨量和鱼类供应量联系在一起，围绕历史经验编织了复杂的叙事，假设鱼的捕鱼量高与陆地降雨量少有关，而降雨量高的年份可能导致渔获量低。这个故事被翻译成渔民的民间传说，如果农民“高兴”(即，雨量充足，这意味着农业丰收)，那么渔民就“悲伤”(即，渔获量少，这意味着渔业部门的经济损失)，反之亦然。对这种说法进行限定是有问题的，因为不清楚这种叙述是指当地海况和相关天气模式之间的环境系统的更大的相互作用，还是指流入海洋的河流系统的具体影响。尽管通过农业影响(例如，化学物质的输入和湿地系统的退化)和淡水流动(例如，洪水事件时进入海洋的淡水更多而干旱事件时进入海洋的淡水更少)对河流系统的改变可能会影响当地鱼类的数量(Acker等人，2005年，Auricht等人，2017年)，但农民显然将陆地和海洋之间的关系与更大的环境因素相互作用联系在一起。

多代农民将降雨模式与海洋温度联系起来，并描述了这一更大系统如何相互作用的类似理论。通过借鉴几代人的经验，这些农民参考了75年前的时间尺度上的天气模式，他们说，对农民来说，历年年初的海水温度升高通常预示着年中雨季的到来。相反，由于海水温度较低，我们的研究区域降雨较少。当引用一名船长关于自然海洋和陆地系统相互联系的本质的民族志时，来自农民的降雨时间序列显示1969年是降雨量特别少的一年，与船长的观察一致。

尽管1969年并不是有记录的降雨量最少的一年，这就引发了通过改变基线而造成的知识扭曲的问题(Pauly 1995)，但个人往往更清楚地记得极端天气事件，这是人类感知和记忆的自然反映(Osbahr等，2011)。在这个相关的干旱年份，这名船长观察到银角羚的高供应量可能与许多可能性有关，从捕鱼努力到气候条件。Currie等人(2020年)注意到，自20世纪30年代以来，阿古勒斯河岸上的高鹭物种丰度已经大幅下降，而在20世纪60年代中期至80年代初，近海拖网捕捞的银高鹭数量大幅减少，这可能反映了该地区该鱼类物种的长期下降。然而，从20世纪60年代中期开始，近海拖网捕捞努力的减少可能使得南开普的手索船长能够捕获更多的银角羚，因为来自拖网捕捞的竞争减少了。

另外，1969年至1970年是一个弱厄尔尼诺Niño时期，其中厄尔尼诺Niño事件通常与南部本格拉系统中不太普遍的南风有关(Field and Shillington 2005)。在1969-1970年传统的夏季捕鱼季节发生的厄尔Niño事件可能导致了异常平静的情况，因此南开普的船长可能因为海上日数充足而增加了捕鱼努力。El Niño-Southern振荡(ENSO)主要影响南部非洲的夏季降水模式(Dieppois et al. 2015)，而南部非洲冬季降水的变化与南部环空模态(SAM)有关，该模态也影响南大西洋海面温度(Reason和Rouault 2005)。然而，人们注意到ENSO对南非冬季降雨地区的积极影响，那里更频繁的干旱期与厄尔Niño事件有关(Philippon等人，2012年)。需要注意的是，南部沿海地区，如南开普，与ENSO信号的关系更为复杂，因为这一季节性降雨区域受到驱动夏季和冬季降雨变率的气候过程的影响(Dieppois et al. 2016)。

农民通过捕鱼将陆地系统与海洋系统联系起来，因为他们在南部的暑假期间在海岸从事休闲捕鱼活动。由于斯蒂尔湾的风景优美，农民家庭在那里露营，在海滩上钓鱼，这一习俗在19世纪60年代就已经确立(Visser 2015)。农民们假设，如果他们在斯蒂尔湾捕获银高角鲸，这表明海洋温度变暖，因为这些鱼类在这种条件下更容易上钩，抢占了农民的好雨季。相反，如果农民捕捉了鳕鱼，这表明海水寒冷，因为人们认为这些鱼在寒冷的条件下会咬人，因此预计今年降雨少。通过叠加对渔民和农民的观察，我们调查了这种叙述。例如，斯蒂尔湾的船长们注意到，20世纪90年代末，由于滨水更冷，鳕鱼涌入了他们的渔场(Duggan 2012)，农民们认为，与过去的记忆相比，90年代是一个相对干燥的时期。

尽管这种降雨预测在前几代农业中被认为是可靠的，但现在的农业世代观察到这种关系不像过去那样明确，Thomas等人(2007)也指出了这一点。一些农民推测，随着时间的推移，冬季降雨状况发生了变化，与冷锋带来的冬季降雨相关的典型风型在最近的记忆中也发生了变化。尽管冬季到达我们研究区域的低压系统可能较少，但由于相互作用的大尺度大气压力场的复杂性，我们在理解上仍然存在差距(Allsopp et al. 2014)。南大西洋高压系统(或称南大西洋反气旋)负责南大西洋上空的主导风系统，Jarre等(2015)综合的研究表明，该系统在20世纪80年代至2000年代期间向南移动，之后又向北移动。这一转变与20世纪90年代穿越南部本格拉的南风或东南风增加有关(Blamey et al. 2015, Jarre et al. 2015)。南开普的农民认为20世纪90年代是一个特别干旱的时期，这从这一时期的地球温度数据分析中进一步反映出明显的温暖期。20世纪90年代还被夏季近海西风减少所覆盖(见附录5)，相应的东风增加与上升流增加有关，以及与之相关的阿古勒斯河岸的海洋温度降低(Blamey et al. 2012, Lamont et al. 2018)。这可能与20世纪90年代末斯蒂尔湾地区的鳕鱼涌入以及更冷的海水有关(Duggan 2012)。

响应变化

在研究与气候变率相关的反应时，研究区域的农业和渔业社区都没有将这一压力源作为首要关注的问题。

南开普农业社区

南开普的农业部门在最近发生了重大变化，改变了农业景观和(更明显的)农民的类型。尽管大多数农民从事大规模的商业农业，但在多代农业家庭(在该地区居住超过一代)和从20世纪80年代搬到该地区的第一代农民之间存在着区别。多代同堂的农民采用较少的多样化耕作方式，专注于传统的羊、谷物、牛和乳制品生产。这些农民使用混合耕作策略(例如改变牲畜与粮食的比例)来建立抵御能力，这取决于他们个人获得技术、保护做法、市场需求和(更小的)气候变化。第一代农民虽然主要从事商业上可行的与乳制品、羊和牛相关的农业，但也多样化进入“利基”市场，如野味、浆果和牛油果，以加强生计收入战略。这些大规模的商业农民可以被认为是有弹性的，因为他们采用了多种耕作策略，并根据市场、技术和气候的考虑来改变它们。然而，支持这一生计战略需要大量的金融资本，如果未来气候变得更加多变，这可能会导致这些农民达到适应能力极限(Wiid和Ziervogel 2012)。

从20世纪80年代开始，南开普最明显的变化是奶业的衰落。由于不利的市场力量，农业实践从以乳制品为主的活动转向了谷物、绵羊和鸵鸟养殖。这也见证了该地区中小型奶农的显著减少，据当地估计，96%的这些农场不复存在。中小规模农民的减少主要是由于被动的战略，不利的市场力量加上1990年代经历的严重干旱，迫使脆弱的农民离开农业部门。与大规模的商业农民相比，剩下的自给自足的农民更容易受到变化的影响。这些小农无法仅通过农业活动获得可行的收入，往往在农业部门以外采取多样化的生计战略。这种变化与“经济规模”的叙述有关，主要以农业为生的农民指出，在现代背景下，作为小农成功竞争是不可实现的(例如，Collier和Dercon 2014)。

南开普中小规模商业农民的减少还导致了一种新的土地使用类型的引入，即“生活方式”农业，即土地所有者不从农业活动中获得主要收入，而是农产品的生产者，并对自然景观产生影响(Pinto-Correia等，2015年)。在欧洲，生活方式农业形成了一个社会技术利基，因为它引入了新的土地用途(Pinto-Correia et al. 2015)。这反映在南开普，生活方式的农民引进了橄榄、葡萄酒和野味等农产品，改变了传统的农业景观。这种相对较新的农业形式还将重点放在与保护相关的土地实践上(即清除外来植被和恢复本土植物)，在澳大利亚也观察到类似的趋势(吉尔等人，2010年，潘内尔和威尔金森，2009年)。虽然生活方式的农民具有弹性，因为他们可以获得大量的金融资本来支持他们想要的耕作策略，但这种耕作方式的转变也可能在更大的系统中造成脆弱性。例如，南开普从劳动密集型奶业生产向机械化作物生产或生活方式农业的转变影响了传统农业劳动力(Ward 2018)。这些转变使农场工人更加脆弱，因为他们在财政和社会资本方面的代理有限，再加上酗酒等健康问题的负担(伦敦，2003年)。

南开普渔村

自20世纪以来，由于政策倾向于大规模商业拖网渔业，南开普的商业小规模手拉渔业一直处于边缘化的历史(Visser 2015年)。此外，由于地理位置偏远或与商业拖网渔船竞争，传统上，这些手工渔业难以进入市场(Visser 2015)。最近，由于渔民无法捕捉到足够多的银角羚，使他们的生计在经济上可行(Gammage等人，2017b)，该渔业没有一个高产或利润丰厚的渔季。Gammage等人(2017b)发现，南开普手钓渔民对压力源的反应要么是通过长期适应，要么是通过转向反应或应对策略来等待糟糕的捕鱼条件得到改善。

采用长期适应策略的渔民，如改变捕鱼船和目标鱼类种类，对变化的适应能力更强，因为他们往往有更以商业为导向的方法，并有足够的融资渠道(Gammage等人，2017b)。这一战略与南开普的大规模商业农民相一致，他们能够依靠金融资本应对变化。虽然这种明显的优势使这些农民和渔民有了适应能力，但如果他们应对财务挑战的适应能力被超越，这种适应能力就会受到损害。相比之下，采用应对或反应策略的渔民依赖补充生计策略，如替代非正式就业、配偶收入和社会补助金。在等待糟糕的捕捞条件改善时，这些渔民要么减少了捕捞努力，要么瞄准了其他(通常不太有利可图的)鱼类(Gammage等人，2017b)。

讨论

当把气候变率的不同知识基础放在一起时，农民、渔民和科学观察之间存在微妙的平等。结果表明:(a)陆地降水具有高度的位置特异性，但(b)秋季降水开始时间从3月转移到4月;(c)地球温度的十年尺度变化，与(d)海上风的十年尺度变化相一致，(e)海洋状况恶化的迹象。历史上的地方知识通过将降雨模式与海洋温度联系起来，为陆地和海洋的相互作用架起了桥梁。最后，农民和渔民都没有把气候变化作为他们的首要考虑。我们现在研究协同效应和不匹配(包括改变基线)以及农业和渔业社区对不确定性的反应。最后，鉴于本文对气候变率和变化的认识有所提高，我们将在已观察到的和未来的适应变化的背景下讨论这些发现。

研究协同效应和不匹配

在南开普，当地知识补充和加强了科学知识，突出了几代农民和渔民的历史观察的重要性。这种通过几代人的当地经验对气候的深刻理解为当地生态系统的过去模式提供了有价值的描述，特别是在历史基线信息不容易获得的情况下(fabicius等，2006,Tengö等，2014)。从不同知识库的背景中理解变化有助于识别不同理解之间的不匹配，并突出了在评估可能的环境或气候趋势时，适合规模的数据的重要性。根据数据的可用性，将不同的知识链放在一起，并在不同的时间和空间尺度上进行检查，如图6所示。

当我们在研究当地气候知识时，农民关注的是他们的周边环境(即他们的农场)，对于一些几代同堂的农业家庭来说，这可以追溯到100年前。渔民对当地气候的了解主要集中在邻近地区，因为他们的渔场位于阿加勒斯河岸的近岸地区，就一些渔民家庭而言，这可以追溯到几十年前。通过科学数据库审查的陆地成分跨越直接(即农场)和邻近(即集水区)的空间尺度，可追溯到几十年前。海洋部分从直接(即沿海)到邻近(即近岸阿加勒斯河岸)再到远处(即近岸阿加勒斯河岸)的空间尺度，但数据集大多比陆地数据集短。

社会生态系统通常涉及到相互关联的资源使用者群体和跨多个尺度的大量资源。这是受这些复杂系统内空间和时间变化的影响(例如，Janssen et al. 2007)。虽然由于没有重叠，农民和渔民的当地气候知识类型很难在空间尺度上进行比较，但时间尺度提供了覆盖描述环境状况变化的不同时间段的陆地和海洋视角的机会。这些陆地和海洋科学数据集使得在时间和空间尺度上环境状况发生重大变化的时期能够产生协同作用。

通过知识的多个维度实现协同效应

尽管传统的科学研究和现有的政策倾向于关注更大范围的气候趋势，例如省级或国家级的气候趋势(Ziervogel等人，2014年)，但我们的研究阐明了将时间和空间变化与当地气候变率相关的背景分析的重要性，这与Marin(2010)的观点一致。气候变率和相关变化需要纳入背景，因为这些变化在陆地和海洋研究领域并不一致，而且在时间和空间尺度上存在差异。这对依赖自然资源基础的农业和渔业社区具有相当大的影响，因为根据不断变化的微气候特征考虑不同的策略将增强这些用户的适应能力。考虑到全球变化背景下局部系统的复杂性，我们的研究结果支持一个普遍的建议，即可持续战略应采取多种不同的形式，因为没有“一刀切”的方法(Walker et al. 2004)。

在处理复杂系统的高不确定性特征时，来自众多来源的多个数据集和观测结果被证明是有用的。在海洋风数据模式中观察到的趋势与从陆地温度时间序列中检测到的变化叠加在一起，从而加强了对我们研究区域环境状态变化的可能时间段的展望。在比较可能发生的环境变化的时间框架时，当地渔民和农民的知识也重叠。南角和阿加勒斯海岸自然系统的复杂性在海洋风趋势和陆地温度模式的叙述中最为明显，鉴于年际变化高，叠加多个知识维度有助于对可能的气候变化建立更全面的理解。

这里强调的是，在国家层面的气候变率的大背景下，考虑特定地区特有的微妙气候变化的重要性，以更好地理解当地生计面临的挑战。仅仅考虑对制度决策过程很重要的气候标准，如干旱或洪水，可能不足以使自然资源使用者在面对局部气候变率时取得成功(Thomas et al. 2007)。例如，农民可以根据微妙的气候变量来制定战略，例如与种植季节相关的降雨开始时间，这是与当地弹性农业战略相关的真正标准的代表。通过研究南开普当地农民和渔民的认知所产生的与气候变率有关的主题，当地和科学知识库之间的协同作用为当地气候现实增加了有意义的见解，这与Haggan等人(2006)和Marin(2010)的发现一致。

知识断开

在以系统为基础的范式对人类活动进行可持续管理的背景下，理解知识脱节非常重要(Tengö等人，2014年)。科学家、政策制定者或资源使用者所持有的相互冲突的数据或对立的观点和价值观(例如，Verran 2002)可能会破坏当地社会生态系统的可持续适应或转型。知识脱节可能导致沟通不畅、资源流向不当和政策失败(Sterling et al. 2017)。关于南开普地区和阿古勒斯海岸系统的环境和气候变化，从降雨模式变化或局部海洋上升流等局部尺度驱动因素，到与南大西洋和南印度反气旋相互作用有关的大规模过程，一直存在知识缺口和理解不足。这在处理这些复杂的社会生态系统中的高度不确定性时提出了挑战。数据匮乏的环境进一步阻碍了我们更好地管理人为活动对这些本地系统的影响，或制定适合规模的政策，在保护或增强生态系统服务的同时造福于人民。

由于缺乏长期、高质量的环境监测数据，再加上基于地理位置的自然变化和复杂的气候系统，我们研究的海洋部分存在知识脱节。例如，在检查近岸环境中的极端大风日时，渔民的知识和数据分析之间发生了不匹配。渔民们观察到，随着时间的推移，海上日数减少的部分原因是不利的风条件，但这些趋势没有反映在现有的科学数据中。Gammage等人(2017a)讨论了渔业是如何在当时不利的经济环境中运作的，这使得天气可能被归咎于一个很大程度上基于资源稀缺和高投入成本的决策。然而，这些知识的脱节也可能源于尺度不匹配，因为近海环境的变化显示出极端风日数随着时间的推移而增加的趋势，这证实了渔民在大陆架尺度上的观察，但在他们主要作业的近海环境中并不一定如此。

从陆地的角度来看，知识脱节的一个例子可以从南角淡水的复杂性中找到，这在农民的环境、社会和政治领域中发挥了作用。在观测到的不断变化的降雨模式、对当地河流系统的分配或储存的政策限制以及不断增加的农业需求之间存在知识脱节。许多农民对当前的水资源分配政策表示不满，认为这些政策是限制性的，与不断变化的天气模式不一致，例如强降雨事件增加(即在一次事件中淡水洪水直接流入大海)和干旱期延长(即政策限制了农场的水储存)。在我们的研究区域，关于降雨模式变化的科学数据差异很大，但有迹象表明，在三个集水区中的两个，干旱月随着时间的推移在增加(参见附录3)。地方、省和国家政府在流域范围内管理的脱节本质，与南角高度变化的当地气候系统相结合。如果适应措施没有考虑到未来可能的气候变化，可能会导致当地资源用户达到其适应能力的极限(Wiid和Ziervogel 2012)。

在检查知识脱节时，改变基线也是需要考虑的重要因素(Pauly 1995)，因为自然资源用户对自然资源(如水可用性或鱼类数量)中观察到的当前变化的解释依赖于这些资源的历史知识(例如，Sáenz-Arroyo等，2005,Papworth等，2009,Ainsworth等，2008)。由于缺乏历史数据，再加上环境和气候的高度变化，要检验鱼类资源随时间的变化程度是一项挑战。这可能导致渔民在观察鱼类资源随时间变化的方式和原因时出现知识不匹配(Gammage等人，2017a)。经济上重要的鱼类资源(如Argyrosomus(kob)物种)是从捕鱼压力到气候和环境变化动态等驱动因素的结果(Currie等，2020年)。因此，对当代渔民和科学家来说，历史上在阿加勒斯河岸中部和东部持续大量捕捞大型水豚是难以想象的。这说明了历史数据在应对不断变化的基线方面的重要性，展示了自20世纪以来这些鱼类群落是如何发生巨大变化的。改变基线是有问题的，因为人类社会对生物多样性的逐渐丧失变得宽容(Sáenz-Arroyo et al. 2005)，这可能会破坏社会-生态系统的可持续性(Folke et al. 2011)。

应对不确定性

所有农民都强调，南开普的天气模式变化很大，没有可预测的趋势，因此被视为农业环境的一部分。农民将天气模式对耕作策略的影响视为一种适应(中期)或应对(短期)活动。同样，渔民还强调，他们当地的海洋系统在天气模式方面具有内在的变化性，在不同的观测结果之间出现了差异，即这种变化是周期性的还是随着时间的推移变得更加极端(Gammage等人，2017a)。南开普的非季节性天气特征可能抑制气候模式永久变化的信号(Maddison 2007)，而采用应对策略而不是适应策略的农民可能会随着时间的推移变得更脆弱(与Folke et al. 2011一致)。渔民面临着类似的挑战，未能正确识别当地气候驱动因素可能会阻碍他们成功应对这些压力源的能力。缺乏高质量、长期的环境数据和阿加勒斯河岸自然变化的气候系统加强了这一点。

这种高度的不确定性为农业和渔业社区在适应当地气候方面带来了重大挑战，因为知识的脱节被转化为对气候变化的认知(例如，Grothmann和Patt 2005)，因此，由于与自然系统相关的复杂性，农民和渔民的反应可能不够充分。农民认为与资金、政治、劳动力和水资源供应相关的挑战比气候变化更为紧迫。在渔业社区，从政治立场来看，渔民在渔业部门被边缘化的长期历史(Visser 2015年)导致渔民将政策和监管视为气候变化的主要压力源(Gammage等人2017b, Gammage和Jarre 2021年)。农民和渔民都认为市场是敌对的实体，他们觉得自己是在与监管不佳的垄断行业竞争。

气候变化和相关的变化加剧了政治和经济压力因素，这是人们最关心的问题。如果当地社区没有认识到气候变化，如果自然系统发beplay竞技生突然变化或政权转移，这些自然资源使用者可能会陷入脆弱的状态。尽管南开普的农民和渔民都没有将气候变化作为他们计划未来适应的主要压力源，但保护性农业等不断发展的实践为我们研究区域发生的与气候相关的适应策略提供了复杂的叙述。向前发展，在这些复杂的、多尺度的社会-生态系统中进行有效的适应决策需要着重于提高利益相关者在快速变化的生态、社会和政治环境中做出可持续决策的能力(Naess 2013)。正如Gammage和Jarre(2021年)所证明的那样，情景规划过程可以为自然资源用户提供机会，以考虑未来应对变化的途径，同时增强个人和当地的适应能力。这些工具整合了不同的知识流，确定了在这些复杂系统中跨不同规模更好地应对挑战的方法，并提供了一个机会，利用本文介绍的关于气候变率和变化的改进知识。

结论

我们将农民和渔民的叙述与科学观察放在一起的方法是有效的，因为每个知识流都在个体环境中增加了价值，并且在并行地用于检查复杂系统时同样有价值。个体环境允许我们的研究调查农民和渔民的气候变化观察，以了解个体为什么对系统压力源有反应(或没有反应)。然后，通过询问特定于当地行动者的气候经验的问题，通过查询数据库，将这一点纳入科学知识。然后将当地和科学知识库放在一起，以便更好地理解气候变化下的复杂当地系统。

从历史的角度来看，来自南开普农民和渔民的叙述提供了一个多代人的变化视角，进而为理解该地区的农业和手工渔业部门是如何演变的创造了丰富的背景。这也为南好望角在多个年代际尺度上的气候变化提供了背景，解决了基线变化导致的复杂知识脱节问题。从农民和渔民那里获得的关于气候变率和变化的当地知识，为了解在不同时间和空间时间框架内发生的复杂的、多尺度的变化驱动因素提供了有价值的见解。通过进一步研究复杂社会生态系统中与环境变化相关的多个知识维度，并将这些知识体系叠加起来，我们得到了一个微妙的理解，并证实了对气候变化的认知在决定农业和渔业社区对复杂社会生态系统中多种压力源的响应动机方面发挥着关键作用。

这一贡献汇集了两个传统上被孤立看待的实体:陆地和海洋。通过整合来自南角和阿加勒斯海岸陆地和海洋社会生态系统的不同知识体系，这项工作为提高我们对当地气候变化和随时间变化的理解贡献了一个多证据知识基础。我们强调在当地生计现实的背景下解释人类世紧迫挑战的重要性，以更好地为不同规模的适应实践提供信息。

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