基于CAS理论的土地系统脆弱性演化机制分析

        中图分类号 F301.24 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）12-310-03
　　Abstract According to the complex adaptive characteristics of land system，the paper analyzes the evolution mechanism of land system vulnerability based on CAS theory，which mainly studies the role of each adaptive agent in the generation and evolution of land system vulnerability from the perspective of the system level，subsystem level and the adaptive agent level.The results indicated that macrocontrol behavior of the government plays a decisive role to some extent in land system vulnerabilities evolution.It will make land system vulnerability present two evolutionary directions under government macrocontrol.The active management and appropriate measures will facilitate land system vulnerable to a positive direction.
　　Key words Land system； Vulnerability； CAS theory； Evolution mechanism
　　复杂适应系统是一类具有代表性的复杂系统，是指在系统的演化、发展过程中主体能通过学习而对自身的行为与状态进行调整，并且相互影响、相互适应、相互协调的复杂动态系统[1-3]。复杂适应系统理论（Complex Adaptive System Theory，CAS理论）则是美国霍兰德教授长期以来基于对复杂系统的研究提出来的[1]，主要是对系统演变和发展过程的思考，“适应性造就复杂性”是该理论的核心思想[4-5]。土地系统作为地球陆地表面上由相互作用、相互依存的地质、地形、水文、生物、土壤、气候等自然要素之间以及与人类活动之间相互作用而形成的统一整体[6]，是一种复杂的自然生态与社会经济复合巨系统[7]，具有典型的复杂适应性特征。目前，CAS理论在经济、管理、生态等领域已得到比较广泛的应用，但在土地资源的研究上还比较缺乏，笔者将此理论引入到土地系统的脆弱性分析中，探讨建立新的可持续性描述框架，促进环境友好型土地利用模式形成。
　　1 GAS理论简介
　　CAS理论是基于传统系统思想，重新搭建并形成的一个针对复杂系统的全新的分析理论与方法[8-9]。可以从微观层面和宏观层面两方面来考虑CAS理论的内容：在微观方面，主要是指复杂适应系统具有适应性、主动的个体，简称为主体；在宏观方面，主要是指复杂适应系统是由多个主体组合而成的，各主体之间以及主体与环境的相互影响是推动系统演变的主要驱动力，表现出复杂适应系统发展中的分化、涌现等多种特征[1，10-17]。主体的适应性主要是指它可以通过与其他主体及外界环境之间长期的相互作用，强化自身的 “学习”并“积累经验”，从而改变主体的性能、参数等属性，提高自我调整能力，以适应外界环境的变化与其他主体的影响[4-5，18-26]。与一般复杂系统相比较，复杂适应系统有着以下几个特点：①具有明显的层次性，不但体现在系统结构上，而且体现在系统功能上；②具有相对的独立性，主体之间的交互作用一般只发生在同一层次上，层与层之间的直接关联作用较少；③具有适应性、主动性，各个主体可以通过对自身结构与行为的调整，来实现与主体之间的联系与影响，并适应外界环境；④具有并发性，各个主体并行地对外界刺激作出反应，进而演化；⑤引入了随机因素，使复杂适应系统理论的分析更加全面详实[1-4，10-14]。同时，霍兰德教授还针对“适应性主体”明确了复杂适应系统在演变与发展中的7个基本要素，包括4个特性和3个机制，其中，4个特性是指聚集特性、非线性特性、流特性、多样性特性，3个机制是指标识机制、内部模型机制、积木机制[5，10，27]。
　　2 土地系统及其脆弱性
　　2.1 土地系统的复杂适应性特征
　　土地系统具有适应性的主体，是一个多层次、多主体组成的复杂系统，大致可以分为系统层、子系统层和主体层。其中主体层是直接或间接影响土地系统脆弱性的重要因素，由更小层次的个体组成，主体在遭遇压力时具备自适应性；子系统层可以看作是主体的聚集体，也是更高层次的主体，具备孤立主体及其总和所不具备的整体属性，称为整体涌现性，例如在遭遇压力时，聚合体的适应能力并非各个主体适应能力的简单加和；系统层即土地系统，是各个子系统相互影响相互适应的整体体现；政府可以根据土地系统的运行状况管理调控主体的行为，以降低驱动因子对土地系统脆弱性的影响，提高土地系统的适应能力。土地复杂适应系统组成见图1。