编辑推荐:
当前社会生态系统(SES)建模常采用定性因果循环图(CLDs),但模型质量保证缺乏一致验证程序。研究人员提出假定效用协议,应用于三个案例。结果显示部分维度评估积极,部分标准对测试模型超前。该协议有助于提升模型质量,为建模过程提供参考。
在过去的两个世纪里,人类社会活动对生态系统造成的负面影响日益严重且复杂。海洋生态系统面临着生物多样性丧失、全球变化影响等诸多挑战,这些问题不仅威胁着海洋生态平衡,还对人类的福祉和可持续发展构成了严重威胁。为了更好地管理这些压力,促进人类与自然的和谐共生,社会生态系统(SES)分析应运而生。然而,SES 研究面临着诸多挑战,如社会需求和文化的多样性、系统互联性的不确定性以及变量的非线性行为等。同时,基于科学的决策制定以及不同知识系统在管理和决策中的整合也迫在眉睫。
在这样的背景下,因果循环图(CLDs)作为一种重要的系统动力学建模工具,被广泛应用于学术界和实践中。CLDs 能够通过组织复杂系统的总体结构,展示元素之间的反馈和相互联系,从而帮助人们更好地理解系统的运行机制。然而,目前 CLDs 模型的验证存在问题,许多研究在验证 CLDs 模型时缺乏一致的程序,导致模型的质量和可靠性难以得到有效保障。
为了解决这些问题,来自相关研究机构的研究人员开展了一项旨在改进定性模型验证的研究。他们提出了一种多维度的假定效用协议,该协议包含 26 个标准,分为四个维度,旨在评估建模过程的特定部分并提供改进建议 。研究人员将该协议应用于位于北极东北大西洋、马卡罗尼西亚和托斯卡纳群岛的三个示范案例中,以验证其有效性。
研究人员在构建假定效用协议时,进行了全面的文献回顾。他们首先查阅了系统动力学领域的相关参考著作,随后采用滚雪球式的文献回顾方法,从众多文献中筛选出对定性模型验证有重要贡献的论文。在筛选过程中,运用类似 SWOT 的分析方法,根据定性模型的特点,确定了纳入和排除标准。最终,构建出包含 “指南与流程”“特定模型测试”“政策洞察与溢出效应”“管理、审查与概述” 四个维度 26 个标准的假定效用协议。
在示范案例研究中,研究人员在欧盟资助的 Horizon Europe Marine SABRES 项目的三个示范区域开展研究。通过为期两天的线上研讨会,来自不同地区的参与者共同构建 CLDs 模型。这些模型聚焦于当地的主要生态问题,如马卡罗尼西亚地区的旅游与生态保护平衡问题、北极东北大西洋的远洋渔业管理问题以及托斯卡纳群岛的海草保护与旅游影响问题。模型构建完成后,参与者依据假定效用协议,对每个标准进行评估并打分,同时提供相关评论。
研究结果显示,在 “特定模型测试” 维度,模型在结构、边界和可扩展性方面得到了积极评价,表明模型在反映系统实际情况和问题方面具有一定的有效性。在 “指南与流程” 维度,模型在目的、实用性、展示和意义方面表现良好,说明模型构建过程在这些方面较为完善。然而,在 “政策洞察与溢出效应” 维度,大量标准显示 “不适用”,这表明部分标准对于当前测试的模型来说过于超前,可能需要在模型发展的更高级阶段进行评估。在 “管理、审查与概述” 维度,模型在文档记录和可重复性方面有待提高,但在时间和成本限制方面得到了积极评价 。
总体而言,该研究提出的假定效用协议为定性模型的验证提供了一种有效的工具。它能够在模型构建过程的中间阶段进行定量和定性评估,帮助增强对模型的信心,并提供具体的改进建议。该协议不仅适用于因果循环图模型,还可能对其他类型的定性模型具有潜在的应用价值,有助于推动整个建模过程朝着更清晰、更优质的方向发展,为海洋社会生态系统的管理和决策提供更可靠的支持。该研究成果发表在《Current Research in Environmental Sustainability》上,为相关领域的研究和实践提供了重要的参考。
研究结论表明,假定效用协议在评估定性模型方面具有一定的有效性和实用性。它能够帮助研究人员发现模型在不同方面的优势和不足,从而有针对性地进行改进。同时,研究也指出了该方法的局限性,如主要适用于定性模型、模型成熟度对结果的影响以及利益相关者背景导致的潜在偏差等 。未来的研究可以进一步改进该协议,扩大其应用范围,同时考虑更多因素对模型验证的影响,以提高模型的质量和可靠性,更好地服务于海洋社会生态系统的管理和决策。
综上所述,这项研究在海洋社会生态系统定性模型验证方面取得了重要进展,为解决实际生态问题提供了新的思路和方法,对推动可持续发展具有重要意义。