(同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院,上海 200092)

基于復雜系統(tǒng)理論的我國國家公園管理機制初步研究

吳承照賈靜

(同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院,上海 200092)

從9個國家公園體制試點區(qū)的特征看,中國國家公園是具有主體多元性、價值多重性、業(yè)態(tài)多樣性、生態(tài)脆弱性等特征的復雜系統(tǒng)。各主體追求利益最大化與國家公園最高目標之間的多維度博弈是國家公園管理呈現復雜性的主要成因。多層疊置、多維約束、多源動力等結構因素使國家公園生態(tài)系統(tǒng)演化具有不確定性。本文基于復雜系統(tǒng)理論與方法,建立以價值系統(tǒng)保護為目標、環(huán)境系統(tǒng)為約束,住民系統(tǒng)、游憩系統(tǒng)、產業(yè)系統(tǒng)為操作系統(tǒng)的國家公園可持續(xù)管理框架及E-O-M復雜系統(tǒng)管理機制,結合人工智能技術的應用,形成國家公園智能化的現代管理制度,提升國家公園管理的科學化水平。

國家公園; 復雜系統(tǒng); 價值系統(tǒng); 管理機制

0 引言

復雜系統(tǒng)理論是繼老三論(系統(tǒng)論、信息論、控制論)、新三論(耗散結構理論、協(xié)同學、超循環(huán)理論)之后的一門新的系統(tǒng)科學理論,是以認識與研究復雜系統(tǒng)為目標的理論群。較一般系統(tǒng)理論而言,復雜系統(tǒng)理論始于探索有關非線性、不確定性、多時性、涌現性、高階次、多回路等復雜性特征問題以及復雜系統(tǒng)動力學問題,強調整體論與還原論、自適應與他適應相結合的系統(tǒng)分析方法,其中多智能體、元胞自動機、蟻群計算、復雜神經網絡等模型技術在城市規(guī)劃、旅游、生物學、生態(tài)學、經濟、社會、軍事等學科領域應用廣泛(顏澤賢,等,2006;張少蘋,等,2011;徐紅罡,保繼剛,2003;王如松,2013;劉曉平,等,2008;劉小平,等,2008;譚璐,姜璐,2005)。約翰·H·霍蘭(2000)提出了復雜適應性理論及復雜適應系統(tǒng)模型的七大基本特征;Strickland-Munro等(2010)運用彈性思維分析在保護地發(fā)展旅游對社區(qū)的影響;Janssen(2003)將生態(tài)系統(tǒng)適應性管理方法應用在管理上,運用信念-愿望控制系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)的交互原理提升了管理政策、規(guī)劃和決策的科學性。這些理論與方法是復雜系統(tǒng)理論的具體化體現。

我國國家公園發(fā)展相對滯后,目前還處于國家公園體制建設試點階段。本文以我國9個國家公園體制試點區(qū)*我國9個國家公園體制試點區(qū)包括:三江源、東北虎豹、大熊貓、神農架、武夷山、錢江源、南山、長城以及普達措國家公園體制試點區(qū)。(以下簡稱國家公園試點區(qū))為樣本,結合現行風景名勝區(qū)、自然保護區(qū)特征,運用復雜系統(tǒng)理論構建適應我國國情的國家公園管理機制。

1 我國國家公園復雜系統(tǒng)的特征

我國國家公園是由自然生態(tài)系統(tǒng)、歷史文化系統(tǒng)、社會經濟系統(tǒng)、多重資源管理系統(tǒng)、利益交錯的周邊社區(qū)系統(tǒng)等多要素、多類型、多層級系統(tǒng)組成的復雜系統(tǒng)。國家公園的人地關系復雜、價值載體多樣、保護目標明確,但管理矛盾重重,人為干擾導致的自然系統(tǒng)結構破壞日趨嚴重,自然生態(tài)系統(tǒng)功能日趨退化,系統(tǒng)自組織能力不斷減弱,正熵不斷增加,野生動植物與居民、區(qū)域發(fā)展面臨的生態(tài)風險日益增加。

1.1 主體多元性

我國國家公園目前普遍存在多頭管理的現象,管理主體之間的關系縱橫交錯,從住建部、環(huán)保部、國土部、農業(yè)部等相關部門,到地方省、市、縣等各級政府及相關部門、保護地管委會等均與國家公園管理有關(張進福,黃福才,2009)。資源的多樣性與多頭、多級管理體制形成交錯復雜的多回路非線性關系。國家級資源沒有對應的具有國家級權限的實體機構來管理。

由于歷史原因,我國國家公園中集體土地占比均比較高,利益分配失衡直接造成保護地管理難度較大。國有企業(yè)經營國有土地,集體企業(yè)經營集體土地,條塊管理者、游憩旅游者、原住民、商業(yè)體、資源所有者等多元利益主體都在尋求各自利益的最大化。

1.2 價值多重性

國家代表性是國家公園的基本理念之一,這個代表性的支撐點就是國家公園所具有的代表性價值,即科學研究價值、歷史文化價值、美學價值(謝凝高,2005)。從國家公園的定義和生態(tài)系統(tǒng)理論來看,除了上述代表性價值,國家公園更重要的價值是生態(tài)系統(tǒng)服務價值和地方居民生存價值。國家公園一般是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的中心,是地方居民世代生息繁衍的地方,生態(tài)系統(tǒng)的物質供給功能、調節(jié)功能在區(qū)域與地方層面上表現最直接,文化服務功能更多地體現在國家與世界層面上。

國家公園是多層級、多類型價值的復合體,除了世界遺產價值外,還有國家形象代表、區(qū)域生態(tài)、地方生存等價值,其背后蘊含著多重人與物、人與人的復雜關系,難以建立一個嚴整的、等級層次分明的系統(tǒng)結構。我們從人類社會發(fā)展進程中找出了國家公園價值的衍生序列(見圖1)。

圖1 國家公園價值衍生序列示意圖

1.3 業(yè)態(tài)多樣性

國家公園作為一項公共資源,公益性與社會價值是通過多種方式來實現的,公共服務與特許經營伴隨各類服務業(yè)的發(fā)展,形成多元化且各具特色的社會服務鏈、產業(yè)鏈。國家公園內外產業(yè)聯動發(fā)展,呈現業(yè)態(tài)多樣性、復合性等特點,具體表現為:服務業(yè)全面發(fā)展,餐飲、住宿、交通、購物、保健、娛樂業(yè)集聚與分散并存;資源利用方式多元化,從單純觀光走向多元的游憩,如露營、野餐、探險、自行車、自然教育等;資源復合利用衍生出多樣的空間復合型業(yè)態(tài),如休閑農業(yè)、民宿業(yè)、森林療養(yǎng)業(yè)、采摘業(yè)、認養(yǎng)業(yè)、手工藝業(yè)等。從西湖風景名勝區(qū)業(yè)態(tài)系統(tǒng)可以看出,其服務業(yè)態(tài)共計37種,其中零售業(yè)、餐飲業(yè)、商務服務業(yè)、批發(fā)業(yè)、住宿業(yè)數量占經營主體總量的76.8%(吳夢荷,等,2015),服務產業(yè)鏈與價值鏈在不斷延伸與拓展,并逐漸呈現出風景區(qū)特有的業(yè)態(tài)多樣性與適應性。

1.4 生態(tài)脆弱性

國家公園的生態(tài)脆弱性主要表現在價值載體的生態(tài)依賴性、生態(tài)系統(tǒng)服務的有限性、人類活動干擾的危害性等方面。國家公園獨特的審美價值如瀑布、溪流、古樹等均是以良好的生態(tài)環(huán)境為基礎的,如果生態(tài)惡化,河流干枯,古樹死亡,美景將不復存在。例如九寨溝湖水色彩得益于水中富含的鈣離子經過長年的沉積形成鈣化。瑞利散射(Rayleigh Scattering)效應在九寨溝的湖水中尤為突出的主要原因之一是鈣華對懸移質的固定作用。大量的游客呼吸、燃料燃燒、車輛行駛會大大增加CO2、SO2排放量,它們酸性沉降后可能使鈣化物質緩慢溶解,侵蝕鈣化堆積或影響不耐酸植物的正常生長,最終破壞鈣化景觀。雖然環(huán)境對人類活動產生的廢棄物有吸納與凈化作用,但這種修復能力極其有限。公園內道路建設帶來的破壞最為明顯且直接,九寨溝內長約68 km的旅游公路對生物多樣性的影響面積高達187.00 hm2,即使是在九寨溝內修建的寬2 m的棧道,直接影響生物多樣性的面積也達到1.04 hm2(章小平,2010)。國家公園的生態(tài)脆弱性決定了自然環(huán)境系統(tǒng)對于人類行為有著必然的約束作用。

2 國家公園的復雜系統(tǒng)結構

2.1 多重疊置關系

生態(tài)保護是國家公園的首要理念,保護好生態(tài)系統(tǒng),必須協(xié)調好各類關系。國家公園價值載體、地方居民與生態(tài)系統(tǒng)結構具有多重疊置關系,國家公園內小尺度、中尺度、大尺度的生態(tài)空間系統(tǒng)分別疊置了多類價值載體和不同規(guī)模的居民點、不同的資源和資產產權的所有者。而且這些價值類型與大小隨時代不同而不同(見表1)。

表1 國家公園價值系統(tǒng)的多重疊置關系

注:*數量代表要素與價值的關聯程度。

2.2 多維約束關系

國家公園約束關系主要指國家公園生態(tài)系統(tǒng)服務功能實現的生態(tài)約束、文化約束與理念約束。保護對象的生態(tài)行為過程完整性與生態(tài)承載力是國家公園生態(tài)系統(tǒng)服務的第一制約因素,國家公園文化生態(tài)系統(tǒng)完整性是第二制約因素。國家公園的基本理念是在生態(tài)系統(tǒng)保護前提下滿足國民戶外游憩需求,游憩發(fā)展要密切契合國家公園的生態(tài)特色、文化景觀特色。國家公園獨有的“地緣”“景緣”“業(yè)緣”關系均需要在自然生態(tài)環(huán)境的約束下達到動態(tài)的平衡與可持續(xù)(見表2)。

表2 國家公園價值利用的約束關系表

2.3 多源動力關系

在復雜系統(tǒng)理論中,“吸引子”是指系統(tǒng)具有向某個穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展的趨勢,這個穩(wěn)定狀態(tài)即是吸引子。吸引子分平庸吸引子和奇異吸引子,前者是可預測的,后者是難以預測的,是混沌系統(tǒng)中的非周期性的、無序的系統(tǒng)狀態(tài)(顏澤賢,等,2006)。這個原理對國家公園復雜系統(tǒng)的分析與管理具有重要啟發(fā)。國家公園系統(tǒng)的背后是人與人、人與資源環(huán)境的復雜關系,不同利益主體的偏好及其價值訴求各不相同,他們之間的競爭與協(xié)作最終打破了國家公園內部的系統(tǒng)格局,導致總體效益下降(見圖2)。人類的欲望與需求成為擾亂并導致國家公園系統(tǒng)穩(wěn)定性不斷被打破的內在動力。

多元主體的價值認知最終成為決定國家公園所在系統(tǒng)演化的內在動力,而政策導向或市場環(huán)境的不斷變化是導致其系統(tǒng)演化的外部動力。比如,某國家公園因入選世界遺產而導致游客激增,當地居民多數會選擇放棄傳統(tǒng)農業(yè)而轉向從事旅游服務業(yè),提供各類游憩活動等。這種主體價值認知的轉移導致國家公園復雜性增加、奇異吸引子出現的可能性增加,以及國家公園管理目標實現的不確定性增加(見圖2)。

圖2 國家公園子系統(tǒng)吸引子與國家公園系統(tǒng)演化關系示意圖注:國家公園子系統(tǒng)包括住民系統(tǒng)、游憩系統(tǒng)和產業(yè)系統(tǒng)

國家公園生態(tài)系統(tǒng)的復雜性演化實質上是多元主體價值認知系統(tǒng)相互作用的產物,每個國家公園子系統(tǒng)都追求自身效益最大化,各子系統(tǒng)目標與國家公園總目標之間的動力機制直接決定了復雜系統(tǒng)的演化方向。國家公園管理者必須正視不同利益主體對于國家公園價值的不斷追逐與發(fā)掘。國家公園規(guī)劃管理者可以通過價值認知的轉變預見國家公園系統(tǒng)的變化方向,糾正定位錯誤,摒棄可能的不利傾向,將國家公園系統(tǒng)引向可持續(xù)發(fā)展之路。

3 國家公園管理框架與機制構建

3.1 國家公園管理框架

國家公園管理系統(tǒng)的復雜性在于價值系統(tǒng)、主體系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)之間相互作用的復雜性。國家公園管理目標的實現要求以價值系統(tǒng)保護為核心,規(guī)范主體系統(tǒng)的行為,以游憩者、原住民、商業(yè)體為資源利用主體,以游憩系統(tǒng)、住民系統(tǒng)、產業(yè)系統(tǒng)為管理操作系統(tǒng),將國家公園三大子系統(tǒng)分別與復雜多變的環(huán)境系統(tǒng)建立約束與適應關系,通過系統(tǒng)管控手段使子系統(tǒng)達到各自目標,最終實現國家公園資源可持續(xù)利用的總目標(見圖3)。

圖3 國家公園管理機制的結構分層解析圖

3.2 國家公園E-O-M復雜系統(tǒng)管理機制構建

國家公園在中國背景下怎樣生根并存活？如何進行管理才能使國家公園成為活系統(tǒng),并在環(huán)境變遷的界限內保持動態(tài)平衡并成為一個高級的復雜適應自組織系統(tǒng)？借助貝爾活系統(tǒng)模型的同態(tài)對應原理,與人體組織的環(huán)境、操作、元系統(tǒng)三要素相對應(顏澤賢,等,2006),來構建國家公園E-O-M(Environment-Operation-Management)復雜系統(tǒng)管理機制。圍繞國家公園價值系統(tǒng)這一核心,其復雜的管理結構包括:環(huán)境系統(tǒng)E為約束系統(tǒng);操作系統(tǒng)SI包括游憩系統(tǒng)、住民系統(tǒng)與產業(yè)系統(tǒng)3個管理單元;協(xié)調系統(tǒng)SII、優(yōu)化系統(tǒng)SIII、開發(fā)系統(tǒng)SIV與政策系統(tǒng)SV四大功能系統(tǒng)構成國家公園的調控系統(tǒng),適用于對復雜系統(tǒng)的管理、組織與調控(見圖3)。

國家公園復雜系統(tǒng)管理非常注重操作系統(tǒng)SI的自治管理。游憩者、原住民、商業(yè)體在各子系統(tǒng)中擁有各自的價值目標,通過環(huán)境約束下的系統(tǒng)模型分析和反饋形成可以向上傳遞的有效信息。游憩系統(tǒng)、住民系統(tǒng)、產業(yè)系統(tǒng)均受外部生態(tài)環(huán)境約束,可以直接執(zhí)行組織任務。國家公園內外社區(qū)發(fā)展相關政策制定、游線優(yōu)化、游憩產品設計、服務設施規(guī)劃、產業(yè)生態(tài)工程設計等均可在這里完成,它在垂直方向上與更高層次管理系統(tǒng)發(fā)生聯系,并接受指令。

由于國家公園內多元主體的價值訴求常常產生利益沖突,協(xié)調系統(tǒng)SII通過制定地方政策、行為規(guī)則、操作流程來分配各系統(tǒng)間資源并執(zhí)行協(xié)調任務。優(yōu)化系統(tǒng)SIII使國家公園系統(tǒng)更有效率,它為每個管理單元設置一個分目標,掌控自然資源的分配,保證國家公園按政策、目標實現優(yōu)化布局。作為系統(tǒng)的信息樞紐,優(yōu)化系統(tǒng)SIII負責向上傳達有效決策,向下解釋政策信息,使國家公園系統(tǒng)產生“協(xié)同”效應。

開發(fā)系統(tǒng)SIV控制國家公園的總體環(huán)境,收錄與國家公園相關的人、財、資源、環(huán)境、氣候等內外全部信息。作為管理系統(tǒng)中的運籌與決策空間,它通過建立環(huán)境模型預測未來,識別潛在危機與機會。系統(tǒng)管理的動態(tài)調控在這里實現,其工作原理是基于學習決策的適應性管理,包含了問題界定、方案設計、執(zhí)行、評估、改進的螺旋式管理循環(huán)(徐廣才,等,2013)。嵌入國家公園全部信息的GIS信息集成仿真平臺是唯一可見的規(guī)劃與管理的核心硬件。它可以有針對性地實現突發(fā)事件預警與仿真模擬、各系統(tǒng)經濟預測、制定假日客流應急方案與價值補償制度以及環(huán)境影響評價等動態(tài)系統(tǒng)調控功能。

政策系統(tǒng)SV可以理解為國家公園的指揮系統(tǒng),它是國家公園管理的決策集,通常包含兩類有效信息:第一類信息表現為外部響應,經過開發(fā)系統(tǒng)過濾出的有關環(huán)境資料,它可以告訴管理者應如何適應環(huán)境的變化;第二類信息表現為一種內部需要,由自下而上傳遞來的有效信息構成,包括分區(qū)管理、游線開發(fā)、產業(yè)布局、資源保護等與國家公園復雜系統(tǒng)息息相關的智慧管理決策的集合。

在國家公園E-O-M復雜系統(tǒng)管理機制中,SI～SIII實現了國家公園自主性管理的職能,SIV～SV保證國家公園能在自然、歷史、文化、市場、政策等復雜多變環(huán)境下,審視共同的戰(zhàn)略并應對環(huán)境的挑戰(zhàn)。特別是在研究和分析環(huán)境所帶來的機遇與挑戰(zhàn)時,開發(fā)系統(tǒng)SIV采取的必要應對措施極為關鍵,在仿真模擬與未來預測的應用研究中意義重大。

4 結語與展望

與西方發(fā)達國家相比,中國的國情決定了中國自然保護地所面臨的問題更加復雜,建立國家公園體制是解決復雜問題的第一步。而引入復雜系統(tǒng)理論與方法,促進國家公園管理理念與方法技術的變革,是解決中國自然保護地保護問題的關鍵。

基于復雜系統(tǒng)的分析方法,我們可以更深刻地認識國家公園人地關系的復雜結構與變化特征,對建立國家公園高效運行的管理機制具有重要的參考價值。本文進行了一次有益的嘗試,初步論述了E-O-M復雜系統(tǒng)應用于國家公園的可能性和可行性,接下來需要開展更加深入的研究和實踐,探索以國家公園為主體的自然保護地體系的復雜系統(tǒng)管理技術途徑。

面對國民旅游需求的快速增長與各利益主體角逐所致的保護與開發(fā)的矛盾日益突出的局面,多數自然保護地簡單而粗放的屬地管理模式已經開始全面向國家公園的智慧管理模式過渡(邵振峰,等,2010;彭霞,等,2010),國家公園可持續(xù)管理的關鍵技術及新的規(guī)劃方法正在不斷探索中(吳承照,2011;劉雯,等,2012;楊銳,等,2007)。基于復雜系統(tǒng)理論,重新認識多元主體的價值系統(tǒng),重構全新的生態(tài)系統(tǒng)管理機制,走科學管理之路是我國國家公園實現可持續(xù)發(fā)展目標的唯一選擇。

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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

國家哲學社會科學基金重點項目“國家公園管理規(guī)劃理論及其標準體系研究”(14AZ D107)。

吳承照(1964-),男,同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院教授,博導,國家公園與綠色發(fā)展研究中心主任,研究方向為國家公園規(guī)劃與管理、景觀與旅游規(guī)劃設計、景觀游憩學,E-mail:wuchzhao@vip.sina.com。賈靜(1978-),女,同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院博士生,研究方向為風景園林學、國家公園規(guī)劃與管理。

(責任編輯:車婷婷)