《Environmental and Sustainability Indicators》：Model and scenario of sustainable cut rose farming development in Batu City: A dynamic system approach for Indonesia's cut rose center
编辑推荐：
印度尼西亚东爪哇省巴图市（Batu City）的切花玫瑰（cut rose）种植者目前正面临各种挑战，这些挑战影响了该市切花玫瑰种植的可持续性。因此，研究人员旨在为该市切花玫瑰种植的可持续性开发模型与情景。所采用的分析方法为基于经济-社会-技术及创新-生态（E
印度尼西亚东爪哇省巴图市（Batu City）的切花玫瑰（cut rose）种植者目前正面临各种挑战，这些挑战影响了该市切花玫瑰种植的可持续性。因此，研究人员旨在为该市切花玫瑰种植的可持续性开发模型与情景。所采用的分析方法为基于经济-社会-技术及创新-生态（Economy-Social-Technology & Innovation-Ecology, ESTIE）子模型的动态系统（Dynamic System, DS）方法。研究人员发现，该市切花玫瑰种植的可持续性模型包含两种类型：因果回路图（Causal Loop Diagram, CLD）和存量流量图（Stock and Flow Diagram, SFD）。研究结果还表明，该市切花玫瑰种植可持续性的预期情景是乐观的。该情景是发展可持续切花玫瑰种植的最佳选择。该情景通过了验证测试，并有望实现利润增加378,289,000印尼盾（IDR），农民数量增加55,735人，农业工具和机械增加205,090台，玫瑰花总产量增加124,159,000枝。研究人员认为，这些发现将显著增强该市切花玫瑰种植的可持续性。基于上述发现，建议提高切花玫瑰的销售价格，增加玫瑰种植者数量，提高采用农业设备与机械技术的农民群体比例，以及扩大玫瑰种植面积，作为改善巴图市切花玫瑰种植可持续性的最佳替代策略。
### 基于动态系统方法的巴图市切花玫瑰种植可持续性模型与情景研究解读
#### 一、研究背景与面临问题
观赏植物是园艺产业中具有高发展潜力的商品之一。在印度尼西亚，巴图市（Batu City）自2005年以来一直是国内切花玫瑰（cut rose）产量最高的中心，其产量在过去四年总体上升，但2020年曾出现大幅下降，2023年收获面积也明显缩减。这种波动预示着，如果不解决复杂的经济-社会-技术及创新-生态（Economy-Social-Technology & Innovation-Ecology, ESTIE）问题，类似的生产衰退可能再度发生。当前存在的问题包括：利润水平低（经济）、农业推广强度不足（社会）、现代栽培技术采用率低（技术与创新）、病虫害发生严重（生态）等。以往研究往往只针对其中一个或两个维度，缺乏从可持续性视角对多维系统的整体考察。因此，要制定长期有效的可持续发展策略，需要运用能够整合多维因素并反映系统动态关系的建模工具。
#### 二、研究方法与关键技术
研究人员采用动态系统（Dynamic System, DS）建模方法，基于ESTIE四个子模型来构建模型与情景。数据来源于巴图市中央统计局（BPS）、农业与粮食安全局（DISTANKP）及相关文献，共涉及54个变量。建模过程使用Vensim PLE软件，首先构建因果回路图（Causal Loop Diagram, CLD），然后转化为存量流量图（Stock and Flow Diagram, SFD）。模型验证采用行为有效性检验，包括平均值比较（E1）和幅度变异比较（E2），判定标准为E1≤5%且E2≤30%。情景设计采用参数调整法，设定了悲观、温和和乐观三种情景，模拟期为2020年至2035年。
#### 三、研究结果
##### 3.1 因果回路图（CLD）
CLD展示了ESTIE四个子模型之间的因果关系。经济子模型的核心变量是利润，社会子模型的核心变量是农民，技术与创新子模型的核心变量是农业工具和机械，生态子模型的核心变量是玫瑰总产量。图中以正负反馈符号标明了变量之间的增强或削弱关系，反映了系统内部的相互作用机制。CLD通过文献和实际土壤条件反复迭代开发，为后续SFD提供了结构基础。
##### 3.2 存量流量图（SFD）
SFD将CLD进一步细化为四个独立的子模型。经济子模型包含利润、收入、支出、价格、生产量、固定成本、可变成本等14个变量，其中利润作为存量变量，受收入（流入）和支出（流出）调节。社会子模型含14个变量，构建了总劳动力和总农民两个动态结构，涉及失业、就业、职业转换等。技术与创新子模型含8个变量，分为农业工具和机械总量及其类型两个动态结构，体现了农机使用与闲置的流量关系。生态子模型含18个变量，包括土地面积和玫瑰总产量两个存量，涉及土地转换、气候变化、病虫害等因素。
##### 3.3 验证与情景
验证通过将模拟输出与实际历史数据（2020—2035）进行校准，各关键变量的E1和E2值均满足Barlas有效性准则，表明模型与实际系统条件相符。在三种情景中，乐观情景被确认为最佳方案。该情景通过调整关键参数实现，例如：将切花玫瑰售价从788 IDR提高至795 IDR，降低肥料和农药成本，将农民职业转换人数减少至1,734人，将玫瑰农数量增至360人，将推广频率增至每年24次，将活跃使用的农业工具和机械增至24,079台，将采用农机技术的农民群体比例提升至51.50%，将玫瑰收获面积扩大至545公顷，将玫瑰植株数增至54,500,000株，并将病虫害攻击比例降至8.6%。模拟结果显示，到2026年，预测利润可达378,289,000 IDR，农民总数可达55,735人，农业工具和机械可达205,090台，玫瑰总产量可达124,159,000枝，均显著优于悲观和温和情景。
#### 四、讨论与结论
讨论部分指出，售价、成本、推广频率、农机采用率、种植面积等变量与核心指标直接相关，综合调整这些变量能够系统性提升切花玫瑰种植的可持续性。研究结论部分可归纳为：巴图市切花玫瑰种植的可持续性模型包含CLD和SFD两种类型，其核心变量分别为利润（经济）、农民数（社会）、农业工具与机械（技术与创新）和玫瑰总产量（生态）。乐观情景是发展可持续切花玫瑰种植的最佳选择，它通过最大化农民和利益相关者的能力提供了最现实的估计，并通过了E1≤5%和E2≤30%的验证。该情景带来的具体收益包括：利润增至378,289,000 IDR、农民总数增至55,735人、农业工具与机械增至205,090台、玫瑰花总产量增至124,159,000枝。基于此，研究人员提出了涉及提高销售价格、降低生产成本、减少农民职业转型、增加玫瑰农数量、提高推广频率、增加农机应用比例、扩大种植面积等一系列建议。总体而言，采用动态系统方法能够为巴图市切花玫瑰种植的长期可持续性提供综合且适应性强的解决方案，也为其他区域农业可持续发展提供了方法论参考。
