参与式系统动力学模型揭示亚马逊森林价值链中生物多样性-气候-社会关联机制及可持续发展路径

为解决生物多样性-气候-社会(BCS)关联系统的复杂相互作用问题，研究人员采用参与式系统动力学模型(PSDM)对巴西朗多尼亚州森林价值链开展研究。通过因果循环图(CLD)分析发现森林覆盖变化威胁生态系统服务(ES)，提出需促进可持续森林管理、应对气候风险和市场实践转型三大挑战，为多尺度治理提供创新方法论框架。

　　

热带雨林正面临前所未有的危机。在巴西朗多尼亚州，农业扩张导致每年近20%的森林消失，这不仅威胁着地球上最丰富的生物基因库，更通过复杂的反馈循环影响着全球气候系统和当地土著社区的生存。生物多样性-气候-社会(BCS)三者间的关联(Nexus)日益受到学界关注，但传统的水-能源-食物(WEF)关联框架存在明显局限——过度侧重技术层面而忽视社会维度，且缺乏分析多尺度相互作用的方法论工具。这种认知空白使得政策制定者难以平衡经济发展与生态保护的关系，特别是在亚马逊这类生态敏感区域。

针对这一科学难题，某研究团队在欧盟BIOTRAILS项目(HE, GA 101082008)支持下，创新性地将参与式系统动力学模型(PSDM)应用于朗多尼亚森林价值链研究。这项发表在《Science of The Total Environment》的研究，通过整合当地传统生态知识与现代系统科学，首次构建了能够捕捉BCS关联复杂性的分析框架。研究发现，森林采伐不仅直接减少碳封存(Carbon Sequestration)能力，还通过"森林减少-气候变化加剧-生态系统退化"的强化循环(R循环)形成恶性闭环，而土著社区的手工艺生产等可持续实践则构成关键的平衡循环(B循环)。

研究主要采用三项关键技术方法：1)通过半结构化访谈(SSI)收集10位价值链相关者的质性数据，转化为382个系统变量；2)举办23人参与的参与式研讨会，运用合成理论(Synthesis Theory)整合多利益相关方观点构建因果循环图(CLD)；3)应用图论的中心性分析(包括度中心性CI、中介中心性BI和接近中心性CLI)识别关键干预节点。研究对象覆盖价值链全环节(生产、加工、出口、贸易)和土著保护区22,805 km²。

系统概念化阶段揭示了惊人的关联网络。通过内容分析将访谈文本编码为四类变量：生物多样性损失(如森林退化、土壤侵蚀)、气候变化影响(洪水、热浪)、社会动态(土著社区安全、传统知识)和价值链影响(土地利用变化、GHG排放)。其中"种子可获得性"与"社区需求"的正相关(+连接)凸显资源短缺对文化传承的威胁，而"森林采伐"与"碳封存"的负相关(-连接)则揭示环境恶化的气候反馈机制。

系统映射工作坊产出可视化关联网络。参与者将变量卡片定位在地理地图上，形成包含生产(黄色框)、加工(绿色框)等全价值链环节的CLD模型。分析发现：农业生产需求推动80%的土地利用变化，导致水质恶化(Rio Ji Paraná河)和栖息地破碎化；运输环节的污染物使空气质量下降，而废弃物处理不当造成土壤污染，形成跨部门的级联效应。

系统分析识别出三大核心挑战。度中心性(CI=14)和中介中心性(BI=0.087)最高的"森林采伐"变量构成第一挑战组，其通过影响植物物种可获得性(CI=11)和碳封存(BI=0.089)，威胁土著社区的生计安全。第二组气候风险变量中，洪水风险(BI=0.086)和热浪(CI=5)通过改变物候期加剧生态系统脆弱性。第三组市场驱动因素显示，森林产品产量(CI=9)与土地需求(BI=0.079)的正反馈推动不可持续实践。

讨论部分强调了方法的革新价值。相比传统WEF关联分析，该PSDM框架首次实现：1)将土著知识纳入系统建模，如Surui Paiter族的土地管理经验；2)通过CLD捕捉"土地利用变化-GHG排放-社区迁移"的跨尺度相互作用；3)识别政策杠杆点——提升技术援助可使森林采伐减少40%，而支持手工艺市场能增强文化ES的调节功能。这为同时实现SDG13(气候行动)、SDG15(陆地生物)和SDG16(和平包容社会)提供操作路径。

研究结论指出，亚马逊BCS关联系统的转型需要三管齐下：生态层面建立土著保护和管理区(IPCAs)，气候层面实施基于自然的解决方案(NbS)，经济层面推动去殖民化减增长(decolonial degrowth)模式。特别值得注意的是，手工艺价值链的可持续发展不仅能保护50%的碳储存功能，更维系着土著文化的存续——正如一位受访者所言："没有种子，就没有头饰；没有森林，就没有故事"。这种将系统科学与传统知识相结合的方法，为全球生物多样性热点地区的治理提供了可复制的分析框架。