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1前言 目前,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究已成為當(dāng)前國(guó)際上科學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿,并在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類(lèi)[1]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的形成及其變化機(jī)制[2-3]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值化[4]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)方法[5]等方面取得了顯著的成果。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究旨在既維持健康生態(tài)系統(tǒng),又能夠提供人類(lèi)發(fā)展必需的產(chǎn)品和服務(wù)。隨著人們對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)關(guān)系的日益重視,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗研究也蓬勃展開(kāi)。甄霖等[6]將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗定義為人類(lèi)生產(chǎn)和生活對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的消費(fèi)、利用和占用,認(rèn)為人類(lèi)消耗的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)包括生產(chǎn)的產(chǎn)品和提供的服務(wù),表現(xiàn)為直接消耗和間接消耗兩種基本模式。謝高地等[7]提出生態(tài)服務(wù)消耗函數(shù)和生態(tài)服務(wù)效用函數(shù)可以被看成是生態(tài)服務(wù)消耗的主要理論基礎(chǔ)和分析方法。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗模式指一定時(shí)期消耗的主要特征,包括消耗內(nèi)容、水平、結(jié)構(gòu)、方式、消耗趨勢(shì)以及其他方面的主要特征。近年來(lái),經(jīng)濟(jì)發(fā)展引起了世界許多地方消耗結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大改變,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的需求因此而朝著更加多元化的方向發(fā)展,這種需求的增加甚至超過(guò)了人口增加所帶來(lái)的需求增長(zhǎng),成為影響生態(tài)系統(tǒng)的核心因素[8]。近期研究中,科學(xué)家們?cè)噲D結(jié)合IPCC氣候變化情景模擬分析來(lái)探討當(dāng)代人類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗對(duì)后代的可能影響[9],初步結(jié)果至少告訴我們,人類(lèi)必須改變現(xiàn)有的消耗模式,否則將不會(huì)給后代留有必要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供其消耗。因此,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)合理消耗模式對(duì)于維護(hù)本地生態(tài)系統(tǒng)安全,保證本地居民的長(zhǎng)期福祉具有重要意義。 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)合理消耗模式就是要把握生態(tài)系統(tǒng)合理利用方向和建立高效持續(xù)合理利用模式,從而建立區(qū)域生態(tài)服務(wù)合理消耗與生態(tài)安全保障的平衡機(jī)制,達(dá)到人與自然和諧發(fā)展的目的。因此,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)合理消耗模式研究的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)都?xì)w結(jié)到個(gè)人和群體的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。基于此,研究個(gè)人及家庭在生態(tài)服務(wù)消耗方式選擇的影響因素、差異性及趨向性是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。不僅要研究在時(shí)間序列中某一個(gè)典型靜態(tài)刻面中的各種自然環(huán)境狀態(tài)、人類(lèi)活動(dòng)狀態(tài)和生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)狀態(tài),還要研究在某一段時(shí)間序列里各種自然環(huán)境狀態(tài)、人類(lèi)活動(dòng)狀態(tài)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)狀態(tài)變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程。這樣才能系統(tǒng)地全面地把握生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗的規(guī)律。通過(guò)建立多主體模型系統(tǒng),模擬研究區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗在特定時(shí)間序列里變化的過(guò)程,研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗動(dòng)態(tài)變化的規(guī)律,是一個(gè)可行的研究方法[10]。 多主體建模方法(ABM,Agent-BasedModeling)能夠采取自下向上的研究思路,通過(guò)考察大量個(gè)體行為在限制條件下的運(yùn)行和演化過(guò)程來(lái)展現(xiàn)這些個(gè)體行為在總體上的規(guī)律和軌跡[11]。在該方法中,agent一般代表社會(huì)系統(tǒng)的獨(dú)立對(duì)象,如人、家庭、機(jī)構(gòu)等,通過(guò)模擬這些獨(dú)立對(duì)象在對(duì)應(yīng)自然空間的活動(dòng)及其與自然空間的相互作用,來(lái)揭示經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的相互作用規(guī)律[12]。ABM方法的模擬區(qū)域較靈活,從鄉(xiāng)村到城鎮(zhèn)[13-14],從小尺度到大尺度[15-16],均可運(yùn)用該方法。其應(yīng)用領(lǐng)域也較為廣泛,近年來(lái)已經(jīng)逐漸在土地資源利用、生態(tài)系統(tǒng)管理和保護(hù)等領(lǐng)域開(kāi)展應(yīng)用研究[16-20]。本文以?xún)?nèi)蒙古農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗模擬為例,研究多主體模型的構(gòu)建方法,分析并提煉建立多主體模型的核心要素,探索創(chuàng)建多主體模型的流程,給出建立生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗多主體模型的一般過(guò)程。本文對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)過(guò)程模擬的研究具有一定的參考價(jià)值。 2研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源 2.1研究區(qū)概況 選擇內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟正鑲白旗作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗多主體模型的模擬區(qū)。該旗屬于我國(guó)典型的農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū),正鑲白旗位于內(nèi)蒙古草原的錫林郭勒盟西南部(圖1),渾善達(dá)克沙地南緣的干旱草原區(qū),屬中溫帶半干旱大陸性草原氣候。地理座標(biāo)東徑114°05′-115°37′;北緯42°05′-43°15′。海拔高度在1200~1400m之間。總面積6229km2,轄4個(gè)蘇木鎮(zhèn),77個(gè)嘎查村、7個(gè)社區(qū)。總?cè)丝?.27萬(wàn)(蒙古族2.15萬(wàn)),其中農(nóng)牧業(yè)人口5.25萬(wàn)。可利用草場(chǎng)面積51.47萬(wàn)hm2,耕地面積1.72萬(wàn)hm2。在實(shí)例研究中選擇了旗內(nèi)100m柵格尺度的200×200個(gè)柵格組成的柵格圖。柵格圖的起始坐標(biāo)是(799960.625,4590040)。 2.2數(shù)據(jù)來(lái)源 本研究數(shù)據(jù)收集工作在2011年8月進(jìn)行并完成,所收集的數(shù)據(jù)包括問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)和地理信息數(shù)據(jù)。通過(guò)隨機(jī)抽樣問(wèn)卷調(diào)查,開(kāi)展面對(duì)面訪(fǎng)談獲取調(diào)查數(shù)據(jù)。共獲取有效問(wèn)卷85份。其中農(nóng)區(qū)有效問(wèn)卷34份,牧區(qū)有效問(wèn)卷51份。調(diào)查內(nèi)容分為四部分:家庭成員的基本情況,家庭生產(chǎn)狀況,家庭消費(fèi)狀況和家庭的消費(fèi)觀念與意愿。對(duì)被調(diào)查者的性別,年齡,文化和職業(yè)等社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;收集了2001年-2010年內(nèi)蒙古地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)。提取其中的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn),人口和教育等數(shù)據(jù)作為模型的參考數(shù)據(jù);收集了2010年土地利用地理信息數(shù)據(jù),作為模型運(yùn)行起始年的土地利用初始化狀態(tài)。 2.3數(shù)據(jù)分析 2.3.1農(nóng)牧戶(hù)主體及其分布 按農(nóng)牧戶(hù)家庭人口數(shù)分類(lèi),調(diào)查數(shù)據(jù)分類(lèi)如表1、表2所示。按農(nóng)牧戶(hù)家庭人口的年齡分類(lèi),調(diào)查數(shù)據(jù)人口年齡分布如表2所示。模型中的農(nóng)牧戶(hù)主體的構(gòu)成和分布以調(diào)查數(shù)據(jù)中農(nóng)牧戶(hù)的人口數(shù)及年齡為參考,依據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)的分布狀況生成。 2.3.2農(nóng)牧戶(hù)家庭成員主體職業(yè)狀態(tài) 根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù),農(nóng)牧戶(hù)家庭成員職業(yè)狀態(tài)分布如表3所示。 3生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗多主體模型架構(gòu) 模型總體架構(gòu)由五部分構(gòu)成,分別是模型初始化、agents決策、空間環(huán)境、總體控制和可視化輸出等。各部分之間的聯(lián)系如圖2所示。模型初始化部分是將所需的調(diào)查數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù)按一定格式與順序倒入模型,并作為模型啟動(dòng)的條件和初始狀態(tài);Agents決策部分是模型的核心,Agents根據(jù)自身?xiàng)l件、周?chē)h(huán)境及相鄰Agents的表現(xiàn)按照既定的規(guī)則作出生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)和消費(fèi)活動(dòng)的決策,在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗多主體模型中主要是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給決策和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗決策;空間環(huán)境是Agents運(yùn)行的虛擬環(huán)境,它與Agents相互作用;總體控制部分用于控制Agents執(zhí)行的調(diào)度、Agents的狀態(tài)改變、Agents決策后的一系列參數(shù)計(jì)算及空間環(huán)境變化的控制;可視化輸出部分用于完成模型運(yùn)行結(jié)果的采集、統(tǒng)計(jì)、分析和可視化輸出功能。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e# 3.1模型空間環(huán)境 模型空間環(huán)境由3層數(shù)據(jù)構(gòu)成,包括土地利用數(shù)據(jù)層,農(nóng)牧戶(hù)主體與地塊映射圖(或稱(chēng)為農(nóng)牧戶(hù)主體分布圖)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗數(shù)據(jù)表現(xiàn)層。本文所采用的土地利用數(shù)據(jù)取自2010年,由于近年來(lái)當(dāng)?shù)匾呀?jīng)完成了退耕還林還草的生態(tài)治理任務(wù),因此土地利用類(lèi)型基本沒(méi)有發(fā)生明顯變化,并且在沒(méi)有重大國(guó)家政策出臺(tái)的情況下在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)耕地和草地也將不會(huì)有明顯的變化,因此模型中土地利用數(shù)據(jù)層將不會(huì)發(fā)生土地類(lèi)型的變化。農(nóng)牧戶(hù)主體與地塊映射圖是以隱式存在于空間環(huán)境中,按照農(nóng)牧戶(hù)每戶(hù)擁有的地塊數(shù),模型為每戶(hù)分配相應(yīng)土地類(lèi)型的地塊,建立地塊和農(nóng)牧戶(hù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這樣,農(nóng)牧戶(hù)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)行為將會(huì)在對(duì)應(yīng)的地塊中體現(xiàn)。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗數(shù)據(jù)表現(xiàn)層用于以可視化的形式描述生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗的變化,本文定義了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗壓力指數(shù)來(lái)表示每個(gè)地塊所承受的生態(tài)壓力,在后文有詳細(xì)說(shuō)明。土地利用層和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗數(shù)據(jù)表現(xiàn)層的可視化表示如圖3所示。 3.2農(nóng)牧戶(hù)家庭成員主體職業(yè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則 農(nóng)牧戶(hù)家庭成員主體職業(yè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則如表4所示,規(guī)則源于對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,表中的幾率均按照調(diào)查時(shí)的比例確定。為觀察不同比例對(duì)模型運(yùn)行的影響,亦可調(diào)整其值。 3.3生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗壓力指數(shù) 植被凈初級(jí)生產(chǎn)力(NetPrimaryProductivity,NPP)是指綠色植物在單位面積、單位時(shí)間內(nèi)所累積的有機(jī)物數(shù)量,表現(xiàn)為光合作用固定的有機(jī)碳中扣除植物本身呼吸消耗的部分,這一部分用于植被的生長(zhǎng)和生殖,也稱(chēng)凈第一性生產(chǎn)力。NPP作為地表碳循環(huán)的重要組成部分,可直接反映植被群落在自然環(huán)境條件下的生產(chǎn)能力,可用于表現(xiàn)農(nóng)牧戶(hù)生產(chǎn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的情況。應(yīng)用NPP計(jì)算公式可以計(jì)算出不同農(nóng)作物和不同覆蓋度的草原植被單位面積的NPP值。根據(jù)不同作物單位數(shù)量的價(jià)格和NPP值可推導(dǎo)出NPP與價(jià)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系。利用這種數(shù)量關(guān)系,可將當(dāng)?shù)鼐用裣M(fèi)的食物量或經(jīng)濟(jì)支出換算成消費(fèi)的NPP數(shù)量。定義:生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗壓力指數(shù)是指當(dāng)?shù)鼐用裆鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗換算成的NPP量與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給所產(chǎn)生的NPP量的比值的對(duì)數(shù)。某一戶(hù)所擁有土地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗壓力指數(shù)則是指該戶(hù)居民生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗換算成的NPP量與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給所產(chǎn)生的NPP量的比值的對(duì)數(shù)。本文采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)壓力指數(shù)來(lái)衡量研究區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)與人類(lèi)活動(dòng)的相互作用程度。一共是兩種指標(biāo),一種是理論的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)壓力指數(shù),是指生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給處于理論上最佳值的情形下的壓力指數(shù);另一種是現(xiàn)實(shí)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)壓力指數(shù),使之生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給處于現(xiàn)實(shí)狀態(tài)下的壓力指數(shù)。 3.4參數(shù)計(jì)算 模型中的參數(shù)計(jì)算主要有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給與消耗NPP值的計(jì)算,農(nóng)牧戶(hù)經(jīng)濟(jì)收入的計(jì)算。鑒于人的食物消耗在數(shù)量和質(zhì)量上應(yīng)受飲食能力、習(xí)慣的限制。本文以中國(guó)居民平衡膳食寶塔結(jié)構(gòu)所規(guī)定的食物結(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)牧戶(hù)家庭成員消耗的上限不應(yīng)超過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的飲食上限。按其規(guī)定,膳食寶塔共分五層,包含每人每天應(yīng)吃的主要食物種類(lèi)。膳食寶塔各層位置和面積不同,這在一定程度上反映出各類(lèi)食物在膳食中的地位和應(yīng)占的比重。谷類(lèi)食物位居底層,每人每天應(yīng)該吃250~400g;蔬菜和水果居第二層,每天應(yīng)吃300~500g和200~400g;魚(yú)、禽、肉、蛋等動(dòng)物性食物位于第三層,每天應(yīng)該吃125~225g(魚(yú)蝦類(lèi)75~100g,畜、禽肉50~75g,蛋類(lèi)25~50g);奶類(lèi)和豆類(lèi)食物合居第四層,每天應(yīng)吃相當(dāng)于鮮奶300g的奶類(lèi)及奶制品和相當(dāng)于干豆30~50g的大豆及制品;第五層塔頂是烹調(diào)油和食鹽,每天烹調(diào)油不超過(guò)25g或30g,食鹽不超過(guò)6g。幼兒和老人按最低值計(jì)算,成人和青年按最高值計(jì)算其上限。 4模型實(shí)現(xiàn)及實(shí)例分析 按照前文所述的多主體模型的構(gòu)建方法,以?xún)?nèi)蒙古自治區(qū)正鑲白旗為研究區(qū),應(yīng)用JAVA語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)了一個(gè)農(nóng)牧戶(hù)尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)合理消耗多主體模型實(shí)例。 4.1模型實(shí)例初始化數(shù)據(jù) 模型以2011年調(diào)查數(shù)據(jù)和2010年年鑒數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)確定模型參數(shù)的初始化數(shù)據(jù)。其中農(nóng)作物單價(jià)、單位面積產(chǎn)量和種植面積比例,人均耕地或草地面積,養(yǎng)殖數(shù)量,養(yǎng)殖收入等數(shù)據(jù)來(lái)自統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù),其他主要數(shù)據(jù)初始化值如表5所示。 4.2模型實(shí)例實(shí)現(xiàn) 多主體模型實(shí)例的運(yùn)行界面如圖4所示。模型實(shí)例在RePast軟件環(huán)境下完成,圖3中左側(cè)地圖是土地利用類(lèi)型圖;右側(cè)地圖是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗指數(shù)分布圖;最右側(cè)是參數(shù)配置菜單,通過(guò)它來(lái)配置模型運(yùn)行的初始參數(shù);左下方是研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗平均壓力指數(shù),分為農(nóng)區(qū)和牧區(qū),按理論計(jì)算值和實(shí)際值分別顯示;右下方是研究區(qū)人口結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)圖,顯示每年外出打工者、從事農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)者、孩子和老人的總數(shù);還有其它的圖表和地圖如土地利用狀態(tài)變化圖、農(nóng)牧戶(hù)收入分類(lèi)匯總圖等可根據(jù)需要以可視化形式輸出,本例未顯示。 4.3實(shí)例分析 為驗(yàn)證模型的特性,本文以采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為參數(shù)初始化數(shù)據(jù),運(yùn)行模型,以年為時(shí)間單位,從當(dāng)年(2011年)開(kāi)始,持續(xù)30年,采集并分析其運(yùn)行結(jié)果。 圖5中紅色點(diǎn)線(xiàn)表示實(shí)際的農(nóng)戶(hù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗壓力指數(shù)均值,藍(lán)色叉線(xiàn)表示理論的農(nóng)戶(hù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗壓力指數(shù)均值,綠色方框線(xiàn)表示實(shí)際的牧戶(hù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗壓力指數(shù)均值,黑色三角線(xiàn)表示理論的牧戶(hù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗壓力指數(shù)均值。可以看出,牧戶(hù)方面,生態(tài)系統(tǒng)壓力逐步上升,當(dāng)?shù)搅艘欢ǜ叨群筅呌诜€(wěn)定,這是因?yàn)樵谀P椭性O(shè)定了人的最高消耗量和牲畜的最高養(yǎng)殖量,當(dāng)達(dá)到最高時(shí)將保持一定的穩(wěn)定性。而理論均線(xiàn)和實(shí)際均線(xiàn)的重合,這是因?yàn)槟P椭屑s定草原產(chǎn)草量不受氣候等外界因素的影響,始終是理論產(chǎn)草量,這樣草地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給是不變的。而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗理論和實(shí)際的取值是一樣的。農(nóng)戶(hù)方面,實(shí)際的消耗指數(shù)不斷上升,說(shuō)明當(dāng)?shù)剞r(nóng)地的生態(tài)壓力逐漸增大,理論均值緩步增加,到一定高度后區(qū)域穩(wěn)定,說(shuō)明當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)壓力在理論上還可以降低,理論和實(shí)際的差別說(shuō)明當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給與消耗存在一定的問(wèn)題。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e# 從圖6中可以看出,本地人口結(jié)構(gòu)變化比較劇烈,外地打工人口逐漸增加,從事農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的人數(shù)在逐年減少,孩子數(shù)基本保持穩(wěn)定,而老人數(shù)持續(xù)增加。說(shuō)明隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和滲透,越來(lái)越多的第一產(chǎn)業(yè)的勞動(dòng)力為了經(jīng)濟(jì)利益而進(jìn)城打工。留在農(nóng)區(qū)或牧區(qū)從事生產(chǎn)的人越來(lái)越少。農(nóng)民和牧民的年輕一代由于自身文化知識(shí)水平的提高,也越來(lái)越傾向于在城市生存發(fā)展。由此帶來(lái)的結(jié)果是農(nóng)村和牧區(qū)勞動(dòng)力的缺乏。 從圖7中可以看出,牧區(qū)的指數(shù)分布有高有低,說(shuō)明有些牧戶(hù)由于人口減少及養(yǎng)殖牲畜的減少而降低了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗,與之同時(shí),由于牧區(qū)總體的收入大于外出打工的收入,所以牧區(qū)的人口和牲畜量均保持一定的水平,也保持著對(duì)草原的生態(tài)服務(wù)壓力。而農(nóng)區(qū)有很多地塊的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)壓力為0,說(shuō)明這些地塊已經(jīng)撂荒。結(jié)合圖5實(shí)際均值與理論均值的差異可以知道,產(chǎn)生這種差異的原因是理論上應(yīng)該耕種的地塊已被撂荒,所以無(wú)法提供相應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給,而當(dāng)本地人口穩(wěn)定的情況下,消耗與供給的比值增大,所以理論均值與實(shí)際均值出現(xiàn)差異。由實(shí)例分析可知,采用多主體建模分析的方法能夠進(jìn)行過(guò)程模擬,可從微觀層面發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、追溯原因,運(yùn)行結(jié)果可視化,數(shù)據(jù)分析直觀。 5結(jié)論 構(gòu)建多主體模型研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)合理消耗問(wèn)題是一個(gè)有效的方法。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗的合理性在于不造成生態(tài)系統(tǒng)破壞的基礎(chǔ)上盡可能地提高居民的生活水平。通過(guò)多主體模型的方法,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗問(wèn)題進(jìn)行多種情景模擬,通過(guò)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、法律及其他環(huán)境條件的變化對(duì)模型進(jìn)行反復(fù)測(cè)試,最終可以獲得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗和供給均衡的結(jié)果。這種通過(guò)計(jì)算機(jī)手段而不是試點(diǎn)或試驗(yàn)的手段獲得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)合理消耗的多目標(biāo)決策方案,可以節(jié)約因試點(diǎn)或試驗(yàn)而帶來(lái)的人力物力消耗。 構(gòu)建多主體模型的基礎(chǔ)是社會(huì)調(diào)查和數(shù)據(jù)收集,來(lái)源可靠的一手?jǐn)?shù)據(jù)是決定模型模擬結(jié)果正確性的關(guān)鍵。在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上提煉多主體的運(yùn)行規(guī)則,提取與模擬目標(biāo)相關(guān)的主要數(shù)據(jù)項(xiàng)作為模型的輸入?yún)?shù)。基于調(diào)查數(shù)據(jù)建立多主體模型,需要將調(diào)查數(shù)據(jù)樣本按照調(diào)查比例還原到模型中,以保證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。隨機(jī)性和確定性是建立多主體模型需要考慮的因素之一。模型隨機(jī)性是為了還原真實(shí)世界的不確定性和突變性,比如多主體并行運(yùn)行時(shí)的調(diào)度順序,多主體自身屬性變化等具有一定的隨機(jī)性。而模型的確定性是為了保證模型結(jié)果的可靠性,如模型的基本環(huán)境參數(shù),多主體的運(yùn)行規(guī)則等。這種確定性和隨機(jī)性的結(jié)合保證了多主體模型模擬結(jié)果既具有多樣性,又具有現(xiàn)實(shí)性。 本文針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗問(wèn)題,研究了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗多主體模型的構(gòu)建方法,并以?xún)?nèi)蒙古正鑲白旗農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)為例,建立了一個(gè)農(nóng)牧戶(hù)尺度的多主體模型,并分析了實(shí)例的結(jié)果。下一步的工作內(nèi)容包括對(duì)北方農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)消耗進(jìn)行多情景模型,探索生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)合理消耗的解決方案。