如何建立跨領域系統動力模式CSD Model

氣候風險在現實世界中所造成的影響是橫跨諸多領域的,單一領域的氣候風險評估容易忽略其他領域之細微甚至關鍵的影響,削弱評估的精確性及可信度。並且,在諸多價值相互競逐(Competing Values)的今日,當實際採取調適決策時,常會面臨權衡(Trade-off)問題,例如:興建堤防抵禦洪患會增加生態環境的氣候變遷風險、提高糧食產量會減少可用之水資源、以井水替代用水可能增加罹患傳染病的風險等。因此,在制定決策時,政府部門迫切需要整合式而非零散的氣候變遷風險評估工具,以進行通盤考量。然而,歷來通常僅有單一領域(Disciplinary)或是多領域(Multidisciplinary)氣候變遷評估工具,缺乏跨領域(Interdisciplinary/Transdisciplinary)評估工具。
科技部推動之「氣候變遷調適科技整合研究計畫」藉由DSR架構(Driving Force-State-Response Framework, DSR Framework),發展各領域之子系統心智圖(Mind Map),探討子系統內所含元素之因果關係,並且以各子系統內之相同元素為連結點,連結到其他領域之子系統。此計畫利用Visual Basic程式發展友善介面,提供使用者可自行建立跨領域系統動力模式,並命名為AdaptCross,作為跨領域評估之支援決策工具。
任何領域面對氣候變遷調適規劃時,考量跨領域問題時,便可結合AdaptCross進行跨領域風險評估與調適規劃。在第一步驟「界定問題與設定目標」時,可以利用AdaptCross界定關鍵議題與其影響領域,並依此界定其他領域之利害關係者;並決定「評估與分析現況風險「與評估與分析未來風險」時,需不需要考量跨領域之風險評估。在第四步驟「界定與評估調適選項」時,可以再利用AdaptCross界定調適選項是否影響其他領域,並考量調適選項跨領域關聯性,選擇適當之調適選項。第五步驟「規劃與執行調適路徑」時,亦可以AdaptCross評估結果,選擇對其他領域影響較小之調適路徑。
以下列出步驟說明如何建立跨領域系統動力模式(Cross-sectoral System Dynamic Model,簡稱CSD Model)
  1. 決定領域子系統,並給予每個領域一個英文字母代號,以此為字首加上系統名稱來定義系統變數,如 “W供水系統”。領域英文字首可以任意定義,惟英文 “C”有其他用途,所以不可使用。
  2. 請針對你的領域列出系統之承載與負荷變數,並給予“S”英文代號於領域代號之後作為字首,加上承載與負荷名稱作為狀態(State)變數名稱,例如“WS民生供水量”,請注意狀態變數不會只有一個。
  3. 請列出對應各承載與負荷之驅動力因子,並給予 “D”英文代號於領域代號之後作為字首,加上驅動力名稱作為變數,例如“WD人口”。
  4. 請列出對應可以影響驅動力之反應因子(Response),並給予 “R”英文代號於領域代號之後作為字首,加上驅動力名稱作為變數,例如“WR土地利用方案”。
  5. 承上,請利用心智圖軟體,分別建立所有領域之D-S-R心智圖。圖1為各領域子系統心智圖建構原理。
  6. 根據心智圖,利用系統動力學軟體VENSIM建立各領域子系統之DSR系統動力模式。變數的連結是從自變數拉到應變數,也就是箭頭是由驅動力變數指向狀態變數,以及狀態變數指向驅動力變數,如圖2為水資源供水系統DSR系統動力模式案例。
  7. 找出所有領域之相同變數,將字首英文改成“C”開頭,配上驅動力或反應變數之英文代號,並連結不同領域,如 氣候因子:“CD降雨”, “CD氣溫”;如水文因子:“CD河川流量”;如國土規劃相關因子: “CD土地利用”;“CD農地面積”;如社會經濟發展因子: “CD人口”等。
  8. 找出每個領域可能影響其他領域之變數,以及被其他領域影響之變數,進行跨領域連結。每個領域分別依照自己領域的認知與專業,或已知跨領域關鍵議題,先提出自己建置的DSR架構中,那些變數會影響其他領域,再提出那些變數受其他領域影響,同時進行變數之連結。所有領域依序進行連結,交叉比對,如此便完成了跨領域系統動力模式CSD Model之建立。

圖1 各領域子系統心智圖建構原理

圖2 水資源供水系統DSR系統動力模式


上稿日期:2016-03-17 更新日期:2016-03-17