决策行为对生态系统服务管理影响机制的计算研究

Coordinated management of multiple ecosystem services has become the frontier and hotspot of sustainable development, management, ecology and environmental science. In a standard utilityor profit-maximization context, agents are often assumed to be unboundedly rational and fully optimizing in making decisions. However, it is probably more sensible to assume that rationality depends on the social, economic and mental factors, and display as bounded rationality. Although numerous studies have assessed the effect of decision making behaviors on ecosystems, there is still a lack of general paradigms to model complex interaction between ecosystems and management behaviors. Therefore, the mechanism of the effects is still unclear. In the project, based on data and computational tools from finished projects, I use dynamic game framework to integrate bounded rationality, social preference, ecosystem dynamics and ecosystem service evaluation, and obtain a general study paradigm, which can simulate the co-evolution of management and natural dynamic behaviors. Based on face-to-face interview, we get real-world data about decision making behaviors, and explore the effect of bounded rationality and social preference. The project is aim to explain the mechanism of decision making behaviors, and provide theoretical evidence for future regulation or optimization of ecosystems.

对多种生态系统服的协同管理是当前可持续发展管理科学、生态学以及环境科学中共同面对的重大科学问题。然而，在当前研究中，管理者的决策行为往往被认为是完全理性和全面优化的。但实际中任何管理者的理性和能力都受到社会、经济和心理因素的制约，表现为有限理性。尽管已有研究开始关注决策行为中的有限理性对生态系统管理的影响，但由于缺乏有效的研究范式，这种影响的机制仍然尚不明确。本项目拟在申请人前期博士后基金项目的基础上，利用已获得的生态实验数据和计算软件工具，以动态博弈框架为核心，整合管理者社会偏好、有限理性行为、生态系统自然过程和生态服务价值，建立一个可以有效处理管理决策过程与自然生态过程协同演化的计算研究范式。通过社会调查获得实际决策行为数据，从而探索管理中的有限理性与社会偏好对于生态系统服务价值变化的影响。本项目旨在阐明决策行为对生态系统管理的影响机制，为更有效的生态系统调控与优化管理提供理论支持。

目前，人类面临的一个重大的挑战就是自然资源的过度利用以及由此导致的严重的环境问题。自然资源通常嵌入在生态系统中，并与系统中其他自然资源项目影响。因此，整合不同的自然资源和多样的利益相关者的协同决策和行动已经成为应对生态系统过度开发问题的主要解决方案。然而，协同管理通常依赖于高额的管理成本，且稳定性较差。针对这样的问题，本研究尝试通过量化分析协同管理的稳定性，探索一种在可持续性和管理成本上双赢的新的管理模式。.本研究提出了一种新的协同管理稳定性的计量方法。该方法的核心是通过计算每个利益相关者在执行协同管理策略时，其可以通过单独改变自身策略而获得额外收益。传统方法一般只关注协同管理是否可以提供更大的社会价值。利用这个测度，我们发现：（1）协同管理的稳定性与生态系统中资源的互动类型和强度有着密切的关系；（2）如果考虑了稳定性成本，协同管理的社会价值会大大降低，甚至成为负值；（3）面对捕食-被捕食互动时，协同管理是一个双赢策略。将协同管理的持久性纳入对其的评估，将有助于提升对协同管理可行性的认识，进而为制定更有效的生态系统管理策略提供基础。.在生态系统管理决策中，一个关键性因素是决策时间尺度，既利益相关者对生态系统变化和其收益的预测能力。我们在试验中观察到非系统管理的长期社会和生态收益与决策时间尺度之间存在非线性关系。据此，我们可以在较短时间尺度内找到一个可持续的决策时间尺度（SDH）。利益相关者如果只考虑其在SDH之内的个人累计收益，那么这种非合作博弈可以形成一个长期可持续的管理策略，其社会和生态收益分别可达协同管理的85%和63%。本研究深入挖掘了这种非线性关系的来源，发现其与多种资源之间的相互影响所导致的资源振荡变化有关。因此，基于SDH的可持续管理可能具备广泛的应用潜力。.本项目的研究方法和结果对深入挖掘协同管理与生态系统特征间的关系，对探索新的自然资源管理模式进行了有益的创新尝试。