基于复杂系统理论的我国国家公园管理机制初步研究

(同济大学建筑与城市规划学院,上海 200092)

基于复杂系统理论的我国国家公园管理机制初步研究

吴承照贾静

(同济大学建筑与城市规划学院,上海 200092)

从9个国家公园体制试点区的特征看,中国国家公园是具有主体多元性、价值多重性、业态多样性、生态脆弱性等特征的复杂系统。各主体追求利益最大化与国家公园最高目标之间的多维度博弈是国家公园管理呈现复杂性的主要成因。多层叠置、多维约束、多源动力等结构因素使国家公园生态系统演化具有不确定性。本文基于复杂系统理论与方法,建立以价值系统保护为目标、环境系统为约束,住民系统、游憩系统、产业系统为操作系统的国家公园可持续管理框架及E-O-M复杂系统管理机制,结合人工智能技术的应用,形成国家公园智能化的现代管理制度,提升国家公园管理的科学化水平。

国家公园; 复杂系统; 价值系统; 管理机制

0 引言

复杂系统理论是继老三论(系统论、信息论、控制论)、新三论(耗散结构理论、协同学、超循环理论)之后的一门新的系统科学理论,是以认识与研究复杂系统为目标的理论群。较一般系统理论而言,复杂系统理论始于探索有关非线性、不确定性、多时性、涌现性、高阶次、多回路等复杂性特征问题以及复杂系统动力学问题,强调整体论与还原论、自适应与他适应相结合的系统分析方法,其中多智能体、元胞自动机、蚁群计算、复杂神经网络等模型技术在城市规划、旅游、生物学、生态学、经济、社会、军事等学科领域应用广泛(颜泽贤,等,2006;张少苹,等,2011;徐红罡,保继刚,2003;王如松,2013;刘晓平,等,2008;刘小平,等,2008;谭璐,姜璐,2005)。约翰·H·霍兰(2000)提出了复杂适应性理论及复杂适应系统模型的七大基本特征;Strickland-Munro等(2010)运用弹性思维分析在保护地发展旅游对社区的影响;Janssen(2003)将生态系统适应性管理方法应用在管理上,运用信念-愿望控制系统与环境系统的交互原理提升了管理政策、规划和决策的科学性。这些理论与方法是复杂系统理论的具体化体现。

我国国家公园发展相对滞后,目前还处于国家公园体制建设试点阶段。本文以我国9个国家公园体制试点区*我国9个国家公园体制试点区包括:三江源、东北虎豹、大熊猫、神农架、武夷山、钱江源、南山、长城以及普达措国家公园体制试点区。(以下简称国家公园试点区)为样本,结合现行风景名胜区、自然保护区特征,运用复杂系统理论构建适应我国国情的国家公园管理机制。

1 我国国家公园复杂系统的特征

我国国家公园是由自然生态系统、历史文化系统、社会经济系统、多重资源管理系统、利益交错的周边社区系统等多要素、多类型、多层级系统组成的复杂系统。国家公园的人地关系复杂、价值载体多样、保护目标明确,但管理矛盾重重,人为干扰导致的自然系统结构破坏日趋严重,自然生态系统功能日趋退化,系统自组织能力不断减弱,正熵不断增加,野生动植物与居民、区域发展面临的生态风险日益增加。

1.1 主体多元性

我国国家公园目前普遍存在多头管理的现象,管理主体之间的关系纵横交错,从住建部、环保部、国土部、农业部等相关部门,到地方省、市、县等各级政府及相关部门、保护地管委会等均与国家公园管理有关(张进福,黄福才,2009)。资源的多样性与多头、多级管理体制形成交错复杂的多回路非线性关系。国家级资源没有对应的具有国家级权限的实体机构来管理。

由于历史原因,我国国家公园中集体土地占比均比较高,利益分配失衡直接造成保护地管理难度较大。国有企业经营国有土地,集体企业经营集体土地,条块管理者、游憩旅游者、原住民、商业体、资源所有者等多元利益主体都在寻求各自利益的最大化。

1.2 价值多重性

国家代表性是国家公园的基本理念之一,这个代表性的支撑点就是国家公园所具有的代表性价值,即科学研究价值、历史文化价值、美学价值(谢凝高,2005)。从国家公园的定义和生态系统理论来看,除了上述代表性价值,国家公园更重要的价值是生态系统服务价值和地方居民生存价值。国家公园一般是区域生态系统的中心,是地方居民世代生息繁衍的地方,生态系统的物质供给功能、调节功能在区域与地方层面上表现最直接,文化服务功能更多地体现在国家与世界层面上。

国家公园是多层级、多类型价值的复合体,除了世界遗产价值外,还有国家形象代表、区域生态、地方生存等价值,其背后蕴含着多重人与物、人与人的复杂关系,难以建立一个严整的、等级层次分明的系统结构。我们从人类社会发展进程中找出了国家公园价值的衍生序列(见图1)。

图1 国家公园价值衍生序列示意图

1.3 业态多样性

国家公园作为一项公共资源,公益性与社会价值是通过多种方式来实现的,公共服务与特许经营伴随各类服务业的发展,形成多元化且各具特色的社会服务链、产业链。国家公园内外产业联动发展,呈现业态多样性、复合性等特点,具体表现为:服务业全面发展,餐饮、住宿、交通、购物、保健、娱乐业集聚与分散并存;资源利用方式多元化,从单纯观光走向多元的游憩,如露营、野餐、探险、自行车、自然教育等;资源复合利用衍生出多样的空间复合型业态,如休闲农业、民宿业、森林疗养业、采摘业、认养业、手工艺业等。从西湖风景名胜区业态系统可以看出,其服务业态共计37种,其中零售业、餐饮业、商务服务业、批发业、住宿业数量占经营主体总量的76.8%(吴梦荷,等,2015),服务产业链与价值链在不断延伸与拓展,并逐渐呈现出风景区特有的业态多样性与适应性。

1.4 生态脆弱性

国家公园的生态脆弱性主要表现在价值载体的生态依赖性、生态系统服务的有限性、人类活动干扰的危害性等方面。国家公园独特的审美价值如瀑布、溪流、古树等均是以良好的生态环境为基础的,如果生态恶化,河流干枯,古树死亡,美景将不复存在。例如九寨沟湖水色彩得益于水中富含的钙离子经过长年的沉积形成钙化。瑞利散射(Rayleigh Scattering)效应在九寨沟的湖水中尤为突出的主要原因之一是钙华对悬移质的固定作用。大量的游客呼吸、燃料燃烧、车辆行驶会大大增加CO2、SO2排放量,它们酸性沉降后可能使钙化物质缓慢溶解,侵蚀钙化堆积或影响不耐酸植物的正常生长,最终破坏钙化景观。虽然环境对人类活动产生的废弃物有吸纳与净化作用,但这种修复能力极其有限。公园内道路建设带来的破坏最为明显且直接,九寨沟内长约68 km的旅游公路对生物多样性的影响面积高达187.00 hm2,即使是在九寨沟内修建的宽2 m的栈道,直接影响生物多样性的面积也达到1.04 hm2(章小平,2010)。国家公园的生态脆弱性决定了自然环境系统对于人类行为有着必然的约束作用。

2 国家公园的复杂系统结构

2.1 多重叠置关系

生态保护是国家公园的首要理念,保护好生态系统,必须协调好各类关系。国家公园价值载体、地方居民与生态系统结构具有多重叠置关系,国家公园内小尺度、中尺度、大尺度的生态空间系统分别叠置了多类价值载体和不同规模的居民点、不同的资源和资产产权的所有者。而且这些价值类型与大小随时代不同而不同(见表1)。

表1 国家公园价值系统的多重叠置关系

注:*数量代表要素与价值的关联程度。

2.2 多维约束关系

国家公园约束关系主要指国家公园生态系统服务功能实现的生态约束、文化约束与理念约束。保护对象的生态行为过程完整性与生态承载力是国家公园生态系统服务的第一制约因素,国家公园文化生态系统完整性是第二制约因素。国家公园的基本理念是在生态系统保护前提下满足国民户外游憩需求,游憩发展要密切契合国家公园的生态特色、文化景观特色。国家公园独有的“地缘”“景缘”“业缘”关系均需要在自然生态环境的约束下达到动态的平衡与可持续(见表2)。

表2 国家公园价值利用的约束关系表

2.3 多源动力关系

在复杂系统理论中,“吸引子”是指系统具有向某个稳定状态发展的趋势,这个稳定状态即是吸引子。吸引子分平庸吸引子和奇异吸引子,前者是可预测的,后者是难以预测的,是混沌系统中的非周期性的、无序的系统状态(颜泽贤,等,2006)。这个原理对国家公园复杂系统的分析与管理具有重要启发。国家公园系统的背后是人与人、人与资源环境的复杂关系,不同利益主体的偏好及其价值诉求各不相同,他们之间的竞争与协作最终打破了国家公园内部的系统格局,导致总体效益下降(见图2)。人类的欲望与需求成为扰乱并导致国家公园系统稳定性不断被打破的内在动力。

多元主体的价值认知最终成为决定国家公园所在系统演化的内在动力,而政策导向或市场环境的不断变化是导致其系统演化的外部动力。比如,某国家公园因入选世界遗产而导致游客激增,当地居民多数会选择放弃传统农业而转向从事旅游服务业,提供各类游憩活动等。这种主体价值认知的转移导致国家公园复杂性增加、奇异吸引子出现的可能性增加,以及国家公园管理目标实现的不确定性增加(见图2)。

图2 国家公园子系统吸引子与国家公园系统演化关系示意图注:国家公园子系统包括住民系统、游憩系统和产业系统

国家公园生态系统的复杂性演化实质上是多元主体价值认知系统相互作用的产物,每个国家公园子系统都追求自身效益最大化,各子系统目标与国家公园总目标之间的动力机制直接决定了复杂系统的演化方向。国家公园管理者必须正视不同利益主体对于国家公园价值的不断追逐与发掘。国家公园规划管理者可以通过价值认知的转变预见国家公园系统的变化方向,纠正定位错误,摒弃可能的不利倾向,将国家公园系统引向可持续发展之路。

3 国家公园管理框架与机制构建

3.1 国家公园管理框架

国家公园管理系统的复杂性在于价值系统、主体系统、环境系统之间相互作用的复杂性。国家公园管理目标的实现要求以价值系统保护为核心,规范主体系统的行为,以游憩者、原住民、商业体为资源利用主体,以游憩系统、住民系统、产业系统为管理操作系统,将国家公园三大子系统分别与复杂多变的环境系统建立约束与适应关系,通过系统管控手段使子系统达到各自目标,最终实现国家公园资源可持续利用的总目标(见图3)。

图3 国家公园管理机制的结构分层解析图

3.2 国家公园E-O-M复杂系统管理机制构建

国家公园在中国背景下怎样生根并存活？如何进行管理才能使国家公园成为活系统,并在环境变迁的界限内保持动态平衡并成为一个高级的复杂适应自组织系统？借助贝尔活系统模型的同态对应原理,与人体组织的环境、操作、元系统三要素相对应(颜泽贤,等,2006),来构建国家公园E-O-M(Environment-Operation-Management)复杂系统管理机制。围绕国家公园价值系统这一核心,其复杂的管理结构包括:环境系统E为约束系统;操作系统SI包括游憩系统、住民系统与产业系统3个管理单元;协调系统SII、优化系统SIII、开发系统SIV与政策系统SV四大功能系统构成国家公园的调控系统,适用于对复杂系统的管理、组织与调控(见图3)。

国家公园复杂系统管理非常注重操作系统SI的自治管理。游憩者、原住民、商业体在各子系统中拥有各自的价值目标,通过环境约束下的系统模型分析和反馈形成可以向上传递的有效信息。游憩系统、住民系统、产业系统均受外部生态环境约束,可以直接执行组织任务。国家公园内外社区发展相关政策制定、游线优化、游憩产品设计、服务设施规划、产业生态工程设计等均可在这里完成,它在垂直方向上与更高层次管理系统发生联系,并接受指令。

由于国家公园内多元主体的价值诉求常常产生利益冲突,协调系统SII通过制定地方政策、行为规则、操作流程来分配各系统间资源并执行协调任务。优化系统SIII使国家公园系统更有效率,它为每个管理单元设置一个分目标,掌控自然资源的分配,保证国家公园按政策、目标实现优化布局。作为系统的信息枢纽,优化系统SIII负责向上传达有效决策,向下解释政策信息,使国家公园系统产生“协同”效应。

开发系统SIV控制国家公园的总体环境,收录与国家公园相关的人、财、资源、环境、气候等内外全部信息。作为管理系统中的运筹与决策空间,它通过建立环境模型预测未来,识别潜在危机与机会。系统管理的动态调控在这里实现,其工作原理是基于学习决策的适应性管理,包含了问题界定、方案设计、执行、评估、改进的螺旋式管理循环(徐广才,等,2013)。嵌入国家公园全部信息的GIS信息集成仿真平台是唯一可见的规划与管理的核心硬件。它可以有针对性地实现突发事件预警与仿真模拟、各系统经济预测、制定假日客流应急方案与价值补偿制度以及环境影响评价等动态系统调控功能。

政策系统SV可以理解为国家公园的指挥系统,它是国家公园管理的决策集,通常包含两类有效信息:第一类信息表现为外部响应,经过开发系统过滤出的有关环境资料,它可以告诉管理者应如何适应环境的变化;第二类信息表现为一种内部需要,由自下而上传递来的有效信息构成,包括分区管理、游线开发、产业布局、资源保护等与国家公园复杂系统息息相关的智慧管理决策的集合。

在国家公园E-O-M复杂系统管理机制中,SI～SIII实现了国家公园自主性管理的职能,SIV～SV保证国家公园能在自然、历史、文化、市场、政策等复杂多变环境下,审视共同的战略并应对环境的挑战。特别是在研究和分析环境所带来的机遇与挑战时,开发系统SIV采取的必要应对措施极为关键,在仿真模拟与未来预测的应用研究中意义重大。

4 结语与展望

与西方发达国家相比,中国的国情决定了中国自然保护地所面临的问题更加复杂,建立国家公园体制是解决复杂问题的第一步。而引入复杂系统理论与方法,促进国家公园管理理念与方法技术的变革,是解决中国自然保护地保护问题的关键。

基于复杂系统的分析方法,我们可以更深刻地认识国家公园人地关系的复杂结构与变化特征,对建立国家公园高效运行的管理机制具有重要的参考价值。本文进行了一次有益的尝试,初步论述了E-O-M复杂系统应用于国家公园的可能性和可行性,接下来需要开展更加深入的研究和实践,探索以国家公园为主体的自然保护地体系的复杂系统管理技术途径。

面对国民旅游需求的快速增长与各利益主体角逐所致的保护与开发的矛盾日益突出的局面,多数自然保护地简单而粗放的属地管理模式已经开始全面向国家公园的智慧管理模式过渡(邵振峰,等,2010;彭霞,等,2010),国家公园可持续管理的关键技术及新的规划方法正在不断探索中(吴承照,2011;刘雯,等,2012;杨锐,等,2007)。基于复杂系统理论,重新认识多元主体的价值系统,重构全新的生态系统管理机制,走科学管理之路是我国国家公园实现可持续发展目标的唯一选择。

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APreliminaryStudyontheManagementMechanismofNationalParks:BasedontheComplexSystemTheory

WUChengzhao,JIAJing

(CollegeofArchitectureandUrbanPlanning,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)

Looking from the characteristics of the nine pilot areas on national park system reform, the status of national parks in China demonstrates many complex systematic characteristics, including multi-agent, value multiplicity, diversity of industry, and ecological fragility, etc. The multi-dimensional game between benefit maximization and the highest goal of national parks are the main causes of national park management complexity, and many structural factors, such as multi-layers, multi-constraints, multi-source power, add to the uncertainty of the ecological system evolution of national parks. Based on the theory and method of complex system, this paper established a sustainable management framework of national parks and an EOM management mechanism of complex system, with a value system to protect the ecological environment as the goals, the ecological environment system as the constraints, and the operating systems including resident system, recreation system and industrial system. This study formatted the national park intelligent management system and combined it with the application of artificial intelligence technology to enhance the scientific level of the national park management.

national park; complex system; value system; management mechanism

F 592

A

1006-575(2017)-03-0024-09

2017-04-02;

2017-05-02

国家哲学社会科学基金重点项目“国家公园管理规划理论及其标准体系研究”(14AZ D107)。

吴承照(1964-),男,同济大学建筑与城市规划学院教授,博导,国家公园与绿色发展研究中心主任,研究方向为国家公园规划与管理、景观与旅游规划设计、景观游憩学,E-mail:wuchzhao@vip.sina.com。贾静(1978-),女,同济大学建筑与城市规划学院博士生,研究方向为风景园林学、国家公园规划与管理。

(责任编辑:车婷婷)