李林紅 王娟 馬亞梅

摘要：云南高原山地農(nóng)業(yè)的邊緣性和分散性使得云南山地農(nóng)業(yè)系統(tǒng)在很大程度上陷入了一種孤立封閉的自給自足狀態(tài)。傳統(tǒng)小農(nóng)戶(hù)經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)方式與社會(huì)化大市場(chǎng)存在巨大鴻溝，信息不對(duì)稱(chēng)導(dǎo)致市場(chǎng)失靈，單靠高原山地農(nóng)戶(hù)自身很難實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，需要公眾、專(zhuān)家、政府共同參與規(guī)劃，三者達(dá)成共識(shí)是制定可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃的前提。以云南高原山地農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展為研究對(duì)象，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)上公眾、專(zhuān)家和政府觀(guān)點(diǎn)的響應(yīng)關(guān)系建立群體認(rèn)知系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，模擬三者對(duì)云南高原山地農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的認(rèn)知共識(shí)過(guò)程。借鑒種群生態(tài)學(xué)Logistic模型對(duì)模型的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，并用Matlab對(duì)穩(wěn)定性分析結(jié)果進(jìn)行模擬仿真，進(jìn)一步驗(yàn)證模型的穩(wěn)定性，最后給出實(shí)現(xiàn)云南高原山地可持續(xù)發(fā)展的政策建議。

關(guān)鍵詞：可持續(xù)發(fā)展;群體認(rèn)知;系統(tǒng)動(dòng)力學(xué);穩(wěn)定性分析

中圖分類(lèi)號(hào)： F327 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2020）03-0311-06

高原山地農(nóng)業(yè)耕地呈塊多、面小、分布零散，距離遙遠(yuǎn)、交通設(shè)施落后、環(huán)境封閉、流動(dòng)性有限，導(dǎo)致高原山地農(nóng)業(yè)依然處于自給自足的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)階段，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后、農(nóng)業(yè)資源短缺、抗災(zāi)能力低、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染等問(wèn)題更加凸顯[1]。山地農(nóng)業(yè)的脆弱性，使得各種以山地資源為開(kāi)發(fā)對(duì)象的物質(zhì)生產(chǎn)活動(dòng)極易導(dǎo)致水土流失等環(huán)境災(zāi)害[2]，探尋如何在保護(hù)生態(tài)環(huán)境前提下發(fā)展山地農(nóng)業(yè)，一直是難題[3]?？沙掷m(xù)發(fā)展的核心是滿(mǎn)足當(dāng)代人的需求，又不損害子孫后代的利益滿(mǎn)足其需求能力，實(shí)現(xiàn)永遠(yuǎn)穩(wěn)定生存與發(fā)展[4]。然而，由于存在市場(chǎng)失靈，單靠高原山地農(nóng)戶(hù)自身很難實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，需要公眾（包括農(nóng)戶(hù)和消費(fèi)者）、專(zhuān)家、政府共同參與規(guī)劃，三者達(dá)成共識(shí)是制定可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃的前提。

系統(tǒng)的穩(wěn)定性是系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題[5]，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的理論依據(jù)，只有當(dāng)所建立的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)模型處于穩(wěn)定點(diǎn)或穩(wěn)定區(qū)間時(shí)，云南高原山地農(nóng)業(yè)才可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。高原山地農(nóng)業(yè)是一個(gè)極其復(fù)雜的生態(tài)生產(chǎn)系統(tǒng)，因其所處偏遠(yuǎn)的地理位置和近年來(lái)日益嚴(yán)峻的農(nóng)業(yè)環(huán)境污染問(wèn)題，使得高原山地農(nóng)業(yè)系統(tǒng)不斷受到外界的干擾和挑戰(zhàn)，只有充分認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的承受能力和穩(wěn)定區(qū)間，才可以更好地在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)保證長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。

國(guó)內(nèi)外已有許多專(zhuān)家致力于研究非線(xiàn)性動(dòng)力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，現(xiàn)有關(guān)于解決非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題的方法的研究可分為兩大類(lèi)：（1）基于數(shù)學(xué)模型和知識(shí)推理的客觀(guān)分析方法[6]，其中最常用的是Logistic模型和Lyapunov-Krasovskii模型，Logistic模型源于生物種群共生理論，主要解決多要素在競(jìng)爭(zhēng)和協(xié)同共同作用下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定性的問(wèn)題[7];Lyapunov-Krasovskii泛函模型可以研究復(fù)雜時(shí)滯切換系統(tǒng)，但包含時(shí)間平移或者狀態(tài)導(dǎo)數(shù)，容易導(dǎo)致穩(wěn)定性分析失去因果性[8]。為了將穩(wěn)定性分析與復(fù)雜的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)緊密聯(lián)系起來(lái)，并避免政策結(jié)論推廣中的局限性，選擇Logistic模型作為穩(wěn)定性分析的方法。（2）基于仿真模擬來(lái)分析非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。傳染病動(dòng)力系統(tǒng)模型對(duì)于求解非線(xiàn)性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)解的條件具有明顯優(yōu)勢(shì)，但是模型中會(huì)涉及與時(shí)間有關(guān)的復(fù)雜速率函數(shù)和過(guò)程函數(shù)[9]，不便于本研究進(jìn)行仿真模擬。Vensim PLE仿真模擬軟件對(duì)于證明系統(tǒng)存在穩(wěn)定性和尋找系統(tǒng)穩(wěn)定點(diǎn)十分便捷，但是卻不便于準(zhǔn)確求解復(fù)雜系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)間[10]，本研究運(yùn)用Matlab軟件對(duì)非線(xiàn)性代數(shù)方程組進(jìn)行求解和穩(wěn)定區(qū)間的模擬，系統(tǒng)地分析高原農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的穩(wěn)定區(qū)間，為促進(jìn)高原農(nóng)業(yè)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展提供見(jiàn)解和指導(dǎo)。

1 構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)群體認(rèn)知系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

可持續(xù)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)群體認(rèn)知是基于互聯(lián)網(wǎng)的公眾、專(zhuān)家和政府人員對(duì)可持續(xù)發(fā)展的認(rèn)知，從系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的角度而言，公眾、專(zhuān)家和政府之間的認(rèn)知相互影響和相互關(guān)聯(lián)，可用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（SD）方法予以分析研究。因此，選取網(wǎng)絡(luò)上的公眾、專(zhuān)家和政府人員為認(rèn)識(shí)主體，高原農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題為認(rèn)知對(duì)象，運(yùn)用SD方法對(duì)公眾、專(zhuān)家和政府群體的共識(shí)過(guò)程進(jìn)行模擬。

1.1 構(gòu)建模型的網(wǎng)絡(luò)圖

根據(jù)群體認(rèn)知和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論構(gòu)建“廣義專(zhuān)家”群體研討發(fā)言的基本結(jié)構(gòu)單元見(jiàn)圖1。

“廣義專(zhuān)家”指公眾、專(zhuān)家和相關(guān)政府人員三大群體，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)參與主題研討活動(dòng)?！皡⑴c者”是指參與群體研討發(fā)言的相關(guān)人員，專(zhuān)家采用真實(shí)姓名，政府人員采用政府部門(mén)名稱(chēng)，公眾采用網(wǎng)絡(luò)的國(guó)際互聯(lián)協(xié)議（interhet protocol，IP）?！靶畔⒚敝该織l發(fā)言信的編號(hào)，“響應(yīng)對(duì)象”指誘發(fā)本條發(fā)言信息出現(xiàn)的另一條已存在的發(fā)言信息，指向其“信息名”?！绊憫?yīng)屬性”反映發(fā)言信息與其響應(yīng)對(duì)象之間的關(guān)系屬性，是支持、反對(duì)、中立、質(zhì)疑、補(bǔ)充等屬性之一?！瓣P(guān)鍵詞”指發(fā)言信息中出現(xiàn)的高頻、關(guān)鍵性詞語(yǔ)[11]。收集公眾、專(zhuān)家和政府人員對(duì)如何實(shí)現(xiàn)高原山地農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的看法，依據(jù)圖1整理每條發(fā)言的“參與人”“信息名”“響應(yīng)對(duì)象”“響應(yīng)屬性”“關(guān)鍵詞”等信息，建立“廣義專(zhuān)家”群體研討發(fā)言信息資料（表1）。其中Ax、Bx和Cx分別代表公眾、專(zhuān)家和政府人員發(fā)言的編號(hào)。

以每次發(fā)言為1個(gè)節(jié)點(diǎn)，“序號(hào)”和“信息名”標(biāo)識(shí)該節(jié)點(diǎn)，以“響應(yīng)屬性”作為連接不同節(jié)點(diǎn)的有向弧，指向其“響應(yīng)對(duì)象”。建立“廣義專(zhuān)家”群體研討互動(dòng)過(guò)程的有向鏈接屬性圖，即模型的網(wǎng)絡(luò)見(jiàn)圖2。

1.2 構(gòu)建模型的因果關(guān)系

從表1可以看出，圖2模型的網(wǎng)絡(luò)圖中節(jié)點(diǎn)與響應(yīng)對(duì)象節(jié)點(diǎn)之間的響應(yīng)屬性有質(zhì)疑、反對(duì)、中立、支持、補(bǔ)充5種。當(dāng)響應(yīng)屬性為中立時(shí)，二者不構(gòu)成因果關(guān)系，其響應(yīng)關(guān)系忽略不計(jì);當(dāng)響應(yīng)屬性為質(zhì)疑或反對(duì)時(shí)，二者構(gòu)成負(fù)向因果關(guān)系，用負(fù)性因果鍵標(biāo)識(shí);當(dāng)響應(yīng)屬性為支持或補(bǔ)充時(shí)，二者構(gòu)成正向因果關(guān)系，用正性因果鍵標(biāo)識(shí)。根據(jù)以上原則構(gòu)建模型的因果關(guān)系，結(jié)果見(jiàn)圖3。

1.3 構(gòu)建模型的反饋結(jié)構(gòu)

根據(jù)圖3構(gòu)建模型的反饋結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4，圖3中因果鍵指向的節(jié)點(diǎn)在反饋圖中轉(zhuǎn)化為存量，無(wú)因果鍵指向的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為輔助變量。圖4中矩形表示存量，其值表示發(fā)言信息的觀(guān)點(diǎn)強(qiáng)度，每個(gè)存量都有輸入流和輸出流，輸入量表示存量所代表觀(guān)點(diǎn)強(qiáng)度的增加量，輸出量表示存量所代表觀(guān)點(diǎn)的減少量，輸入流和輸出流由因果關(guān)系鍵的指向節(jié)點(diǎn)所轉(zhuǎn)化的存量和自身存量共同決定，用流線(xiàn)連接。圖中每個(gè)箭頭連接的2個(gè)變量間的數(shù)學(xué)關(guān)系經(jīng)人為設(shè)定就能進(jìn)行仿真模擬[12]。該模型共包括25個(gè)變量，其中存量8個(gè)，流量16個(gè)，輔助變量1個(gè)。模型的反饋結(jié)構(gòu)圖中各參數(shù)的含義見(jiàn)表2。

1.4 模型仿真結(jié)果

假設(shè)0～1表示觀(guān)點(diǎn)的反對(duì)強(qiáng)度，越靠近0，觀(guān)點(diǎn)的反對(duì)強(qiáng)度越強(qiáng)，0表示完全反對(duì);1～2表示觀(guān)點(diǎn)的贊同強(qiáng)度，越靠近2，觀(guān)點(diǎn)的贊同強(qiáng)度越強(qiáng)，2表示完全贊同，1表示觀(guān)點(diǎn)持中立狀態(tài)。

圖4中各存量的初始值設(shè)為1，即在初始狀態(tài)下存量所代表觀(guān)點(diǎn)持中立態(tài)度，取值范圍為[0，2]。圖4中觀(guān)點(diǎn)所代表的存量的流入量和流出量由響應(yīng)該觀(guān)點(diǎn)的存量決定，如B5的輸入流IN 1和輸出流OUT 1由A9決定。A9和B5是正向因果關(guān)系，當(dāng)A9>1時(shí)，IN 1等于（A9-1）×B5;當(dāng)A9 ? ? 運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件Stella進(jìn)行仿真模擬，得出各個(gè)觀(guān)點(diǎn)隨時(shí)間的變化觀(guān)點(diǎn)強(qiáng)度的變化情況見(jiàn)表3。

2 模型穩(wěn)定性分析

從表3可以看出，公眾、專(zhuān)家和政府三大群體對(duì)高原山地農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題的看法所持觀(guān)點(diǎn)強(qiáng)度變化類(lèi)似于種群進(jìn)化Logistic規(guī)律變化[13-14]，本研究借助種群生態(tài)學(xué)的Logistic模型對(duì)可持續(xù)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)群體認(rèn)知系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行抽象建立微分方程組，找出模型的均衡點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)定性分析。

2.1 建立微分方程

將模型中的存量看作各個(gè)獨(dú)立的種群，它們相互之間存在于網(wǎng)絡(luò)研討環(huán)境中，存量所代表觀(guān)點(diǎn)的強(qiáng)度變化服從Logistic模型規(guī)律。根據(jù)Logistic模型作如下假設(shè)[13-14]：假設(shè)1，輔助變量和存量所代表觀(guān)點(diǎn)強(qiáng)度是關(guān)于時(shí)間t的函數(shù)，用xi（t）表示。假設(shè)2，在獨(dú)立存在的狀態(tài)下，輔助變量和存量所代表觀(guān)點(diǎn)強(qiáng)度存在1個(gè)最大值，用Mi表示。假設(shè)3，在獨(dú)立存在的狀態(tài)下，輔助變量和存量所代表觀(guān)點(diǎn)強(qiáng)度的平均增長(zhǎng)率，用ri表示。假設(shè)4，輔助變量和存量所代表觀(guān)點(diǎn)強(qiáng)度對(duì)響應(yīng)對(duì)象所代表觀(guān)點(diǎn)強(qiáng)度的影響，用φi表示。

2.3 穩(wěn)定性結(jié)果仿真

根據(jù)上述穩(wěn)定性分析結(jié)果，在Matlab中將Mi值和求得的φi穩(wěn)定區(qū)間帶入（1）～（9）微分方程，得到系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的穩(wěn)定性結(jié)果仿真圖（圖5）。觀(guān)察各個(gè)輔助變量和存量xi（t）隨時(shí)間t的變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有的φi穩(wěn)定區(qū)間內(nèi)，A1、A2、A3、B1、B3、B4、B5、C1都在第12個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)之后逐漸趨于穩(wěn)定，仿真結(jié)果較好地驗(yàn)證了上述穩(wěn)定性分析過(guò)程。

3 結(jié)論

根據(jù)模擬結(jié)果可以看出，所構(gòu)建的可持續(xù)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)群體認(rèn)知模型是合理的、有效的，可以較好地表達(dá)公眾、專(zhuān)家和政府3個(gè)群體的相互作用。模擬結(jié)果與高原山地農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀是比較符合的。通過(guò)模型的構(gòu)建和穩(wěn)定性分析發(fā)現(xiàn)，在競(jìng)爭(zhēng)和協(xié)同作用的雙重作用下，復(fù)雜系統(tǒng)中群體通過(guò)相互涌現(xiàn)使得觀(guān)點(diǎn)的平衡狀態(tài)保持長(zhǎng)期穩(wěn)定。因此，為了促進(jìn)云南高原山區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，結(jié)合本研究結(jié)論提出以下政策建議。

（1）促進(jìn)高原山區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展不是一個(gè)可以通過(guò)擴(kuò)大資本投資渠道和增加政府支持來(lái)解決的問(wèn)題。有必要找出更深入、更有效解決方案。近年來(lái)，國(guó)家不斷加大對(duì)于高原農(nóng)業(yè)發(fā)展的資金扶持力度， 但是農(nóng)業(yè)發(fā)展資金的大量投入并沒(méi)有收到

顯著的回報(bào)，當(dāng)前政府提出的為提高農(nóng)民收入、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展而呈現(xiàn)出投資大、回報(bào)小的狀況得到了政府、專(zhuān)家、公眾的一致贊同，這與當(dāng)前高原農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀是相符的。

（2）公眾、專(zhuān)家和政府人員意識(shí)到，實(shí)現(xiàn)高原山區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展不僅取決于政府投資，還取決于全民參與。因此，政府應(yīng)該在促進(jìn)高原山區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的過(guò)程中聽(tīng)取高原山區(qū)農(nóng)民的意見(jiàn)，確保科學(xué)、正確的決策。促進(jìn)高原農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展不能一味地進(jìn)行資金投入，也不能只依靠政府干預(yù)，群眾才是從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主力軍，只有廣泛聽(tīng)取專(zhuān)家的意見(jiàn)和群眾在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題，從而切實(shí)地解決和落實(shí)，才能使得政府政策發(fā)揮更大的效用。

（3）公眾、專(zhuān)家和政府人員希望將支持資金用于合理的地方，防止支持資金的使用不合理，降低支持高原山區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效性。因此，在支持可持續(xù)發(fā)展的過(guò)程中對(duì)高原山區(qū)農(nóng)業(yè)，政府應(yīng)加大對(duì)支持資金的監(jiān)管力度，完善相應(yīng)的扶持資金審查制度，在促進(jìn)高原農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的過(guò)程中接受群眾的監(jiān)督。

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