参与式系统动力学与农业水文模型耦合分析：意大利中部农业流域Nexus研究启示

《Environmental Development》：“Nexus” analysis using Participatory System Dynamics Modelling and agro-hydrological Modelling: hints from an agricultural basin in Central Italy

本文创新性地将参与式系统动力学建模（PSDM）与农业水文模型（SWAT）相结合，通过意大利Tarquinia平原案例研究，提出了解决水-粮食-生态系统Nexus（关联关系）的综合分析方法。研究展示了因果循环图（CLD）在促进利益相关者共识建立方面的优势，以及SWAT模型在量化气候变化驱动因素和农业管理措施影响方面的作用，为资源可持续管理提供了新范式。

　　

Highlight

本研究亮点在于建立了系统动力学建模（SDM）与农业水文模型的功能性衔接，证明因果循环图（CLD）能够帮助利益相关者就Nexus系统中的核心挑战和潜在杠杆点达成共识，同时指导选择适当的专业工具（如SWAT农业水文模型）进行深入分析。我们的方法强调互补性而非直接的数据整合或模型耦合。

CLD构建与分析

基于背景资料（技术报告和既往项目证据）以及对关键利益相关者（11位，涵盖水、生态系统和粮食领域）的半结构化访谈信息，我们初步构建了Tarquinia地区的CLD。参与者包括农民和合作社、当地灌溉联盟代表、地方公共机构、非政府组织以及支持农业活动的私营公司。该图后续通过...

讨论

当前工作中，我们提出了SDM工具与农业水文建模的功能性联系，论证了CLD有助于利益相关者就Nexus系统的主要挑战、核心要素和潜在杠杆点达成共识，并能提示合适的专业工具（本案中为SWAT农业水文模型）以深入探究。我们的方法更强调互补性，而非模型间的直接数据整合或耦合。

结论

本研究提出了一种基于参与式系统动力学（PSDM）技术（更具体指CLD）和农业水文建模的Nexus理解与管理方法。工具组合主要体现功能性：CLD以参与式方式帮助界定问题，促进利益相关者合作并就研究区主要挑战达成共识；而农业水文模型（SWAT）则对这些挑战进行深入分析，聚焦于相关议题。