Προκειμένου να βοηθήσει τους υπεύθυνους χάραξης πολιτικής να κάνουν το άλμα από το Nexus Thinking στο Nexus Doing, το έργο REXUS αναπτύσσει νέα εργαλεία που επιτρέπουν την πρόβλεψη και την απεικόνιση μελλοντικών κοινωνικοοικονομικών οδών ως απόκριση σε εξωτερικούς κραδασμούς και αλλαγές πολιτικής. Πώς λειτουργούν αυτά τα εργαλεία μοντελοποίησης, που βασίζονται σε προσεγγίσεις System Dynamics και πώς μπορούν να μετατρέψουν την ανάλυση φυσικών πόρων του Nexus σε πρακτικό εργαλείο για τη χάραξη πολιτικής; Για να μάθουμε, μιλήσαμε με IRSA και το Κέντρο Βιώσιμης Ανάπτυξης του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, οι συνεργάτες REXUS που ηγούνται του πακέτου εργασίας για την «Προώθηση του Nexus Thinking». Συνέντευξη από την Global Water Partnership – Mediterranean, ηγέτης επικοινωνίας και διάδοσης REXUS.
Η ανάλυση Nexus εξετάζει διατομεακές διασυνδέσεις: για παράδειγμα, το κόστος της ενέργειας μπορεί να επηρεάσει τις πρακτικές άρδευσης, με κλιμακωτό αντίκτυπο όσον αφορά την παραγωγικότητα των καλλιεργειών και, τελικά, την κοινωνική και οικονομική ευημερία.
Ε. Τι στοχεύει διαφορετικά το έργο REXUS όσον αφορά την ανάλυση Νερού-Ενέργειας-Τροφής-Κλίματος Nexus;
Α. Όταν προσπαθείτε να μελετήσετε ένα σύνθετο σύστημα, όπως ολόκληρο το κοινωνικό, οικονομικό και περιβαλλοντικό σύστημα γύρω από μια λεκάνη απορροής ποταμού, πρέπει να καταλάβετε τι κάνει το σύστημα να «κολλάει» – ποιες δυνάμεις μέσα στο σύστημα το σπρώχνουν και το τραβούν προς συγκεκριμένες κατευθύνσεις. Υπάρχουν πολλές διαφορετικές μεταβλητές: η δυναμική του πληθυσμού, οι τιμές της αγοράς για γεωργικά προϊόντα και ενέργεια, η διαθεσιμότητα εύφορης γης για τη γεωργία (και ανταγωνιστικές χρήσεις γης) και πολλά άλλα. Η κατανόηση του πώς αυτά αλληλεπιδρούν είναι το πρώτο μας βήμα και η άποψη του Nexus είναι ανεκτίμητη από αυτή την άποψη. Αλλά για να προβλέψουμε τη μελλοντική συμπεριφορά του συστήματος, πρέπει να προβλέψουμε πώς αυτές οι μεταβλητές επηρεάζουν η μία την άλλη με την πάροδο του χρόνου, με ενισχυτικά ή αποδυναμωτικά αποτελέσματα. Η REXUS εισάγει μια νέα προσέγγιση που μπορεί να κάνει μεγάλη διαφορά από αυτή την άποψη.
Ε. Λοιπόν, το REXUS στοχεύει να κατανοήσει πώς αλλάζουν τα συστήματα Nexus με την πάροδο του χρόνου;
Α. Ναι, Η προσθήκη της διάστασης του χρόνου στην ανάλυση Nexus είναι ζωτικής σημασίας, καθώς μας επιτρέπει να μην επικεντρωνόμαστε μόνο σε συμβιβασμούς σήμερα, αλλά να ξεδιαλύνουμε πλήρως την εξέλιξη του συστήματος με την πάροδο του χρόνου, μετατρέποντας ενδεχομένως τον τομεακό «ανταγωνισμό» σε συνέργειες για την οικοδόμηση ενός ανθεκτικού συστήματος. Ωστόσο, η ανάλυση των αλλαγών ενός συστήματος με την πάροδο του χρόνου είναι ιδιαίτερα προκλητική όταν πρέπει να ληφθούν υπόψη οι διατομεακές επιπτώσεις των τομεακών δράσεων/πολιτικών: για παράδειγμα, το κόστος της ενέργειας μπορεί να επηρεάσει τις πρακτικές άρδευσης, με κλιμακωτό αντίκτυπο όσον αφορά την καλλιέργεια παραγωγικότητα και τελικά στην κοινωνική και οικονομική ευημερία. Μια πλήρης κατανόηση της διασύνδεσης του συστήματος μπορεί να μας βοηθήσει προβλέψει την κατεύθυνση ολόκληρου του συστήματος με την πάροδο του χρόνου και πώς είναι πιθανό να ανταποκριθεί σε εξωτερικές αλλαγές, κραδασμούς ή παράγοντες όπως η κλιματική αλλαγή, που μπορεί να τείνουν να το βάζουν εκτός ισορροπίας. Εδώ είναι που Μοντελοποίηση Δυναμικής Συστήματος (SDM) Έρχεται σε, ακρογωνιαίος λίθος της προσέγγισης REXUS, που μας επιτρέπει να χαρτογραφήσουμε διαφορετικά πιθανά μονοπάτια για να παίξουν τα πράγματα και να αποκαλύπτουν ακούσιες συνέπειες πολιτικών αποφάσεων σε όλους τους τομείς των συνδεδεμένων πόρων του νερού, της ενέργειας και της γης.
Εξωτερικοί παράγοντες, όπως οι τιμές της αγοράς, έχουν κλιμακωτό αντίκτυπο σε όλους τους τομείς Nexus του νερού, της ενέργειας, των τροφίμων και των οικοσυστημάτων. Η προσέγγιση REXUS προσθέτει τη διάσταση των βρόχων ανάδρασης με την πάροδο του χρόνου – προβλέποντας πώς θα πραγματοποιηθούν αυτές οι αλλαγές μακροπρόθεσμα.
Ε. Σημαίνει αυτό ότι η Μοντελοποίηση Δυναμικής Συστήματος μπορεί να προβλέψει πώς τα συστήματα φυσικών πόρων στο μέλλον ανταποκρίνονται στις αλλαγές πολιτικής σήμερα;
Α. Πράγματι, η χρήση του SDM μας επιτρέπει να κατανοήσουμε την πιθανή μελλοντική εξέλιξη του συστήματος όταν αυτό «σπρώχνεται» προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Αυτή η «ώθηση» μπορεί να προέλθει από εξωτερικούς παράγοντες, όπως ακραία κλιματικά φαινόμενα ή αλλαγές στις τιμές της παγκόσμιας αγοράς. Αλλά μπορεί επίσης να είναι μια «εσωτερική» πολιτική δράση που εκτελείται από πράκτορες που διαχειρίζονται ένα από τα στοιχεία του συστήματος, όπως ο φυσικός πόρος, αλλά αγνοώντας τις πολλαπλασιαζόμενες επιπτώσεις στα άλλα στοιχεία. Ενώ αυτό μπορεί να είναι σχετικά εύκολο να εκτιμηθούν οι βραχυπρόθεσμες επιπτώσεις από αυτούς τους παράγοντες, καθώς και το κόστος και τα οφέλη τους, Είναι πιο περίπλοκο, αλλά και πιο σημαντικό, να αξιολογήσουμε πώς θα μπορούσαν να επηρεάσουν το σύστημα αύριο και ποιες αντισταθμίσεις μπορεί να προκύψουν. Αυτό είναι τι Το REXUS θα κάνει μέσα του 5 πιλοτικές τοποθεσίες. Το SDM θα βοηθήσει στον προσδιορισμό της συνολικής κατεύθυνσης που παίρνει το σύστημα και θα χαρακτηρίσει την ικανότητά του να ανταποκρίνεται σε κραδασμούς, να απορροφά τις πιέσεις και να προβλέπει την ταχύτητα με την οποία ανακάμπτει μετά από μια διαταραχή (δηλ. την «ανθεκτικότητα» του συστήματος).
Ερ. Πώς μπορούν να απεικονιστούν στην πράξη αυτές οι μελλοντικές κατευθύνσεις;
Α. Η ικανότητα οπτικοποίησης και ανάλυσης μελλοντικών μονοπατιών θα επιτευχθεί με τη σύνδεση των αλλαγές που προβλέπονται από τα ποσοτικά Μοντέλα Δυναμικής Συστήματος σε μια σειρά από συζευγμένα διαγράμματα Sankey για κάθε τομέα πόρων. Αυτά δείχνουν τη μετατροπή κάθε πόρου από τη διαθεσιμότητα της πηγής μέχρι τις τελικές υπηρεσίες που παρέχει (π.χ. την ποσότητα της γης που εισάγεται στη γεωργία για την παραγωγή ποσοτήτων τροφίμων). Ξεκινώντας με μια αρχική βασική αναπαράσταση της τρέχουσας ισορροπίας των χρήσεων πόρων, περαιτέρω σύνολα διαγραμμάτων Sankey που παράγονται σε τακτικά μελλοντικά χρονικά διαστήματα μπορούν να δείξουν πώς η ισορροπία των χρήσεων αλλάζει ως απόκριση στις πιέσεις του συστήματος και στις μελλοντικές επιλογές πολιτικής. Αυτό θα παράγει μια ισχυρή αναπαράσταση των συνεπειών των επιθυμητών (και ανεπιθύμητων) ενεργειών, προς την υποστηρίζουν τη μετάβαση από Nexus Thinking to Nexus Doing μέσω του έργου REXUS.
Αλληλεξαρτώμενα διαγράμματα Sankey που δείχνουν συζευγμένες ροές πόρων σε τομείς νερού-ενέργειας-γης και τις επιπτώσεις τους στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.
Ε. Μπορείτε να δώσετε ένα παράδειγμα για το πώς η Μοντελοποίηση Δυναμικής Συστήματος μπορεί να βοηθήσει στην εξήγηση των αλλαγών στην ανθεκτικότητα ενός συστήματος με την πάροδο του χρόνου;
Α. Για παράδειγμα, ένας κερδοφόρος αγροτικός τομέας μπορεί να οδηγήσει σε ένα υπερεπέκταση της γεωργικής γης και ένα αυξανόμενη ζήτηση για ενέργεια και νερό, σε βάρος του οικοσυστήματα. Οι επιπτώσεις αυτού μπορεί να περιλαμβάνουν διάβρωση των όχθεων ποταμών, η οποία μπορεί στη συνέχεια να οδηγήσει σε α μεγαλύτερη ευπάθεια στις πλημμύρες. Παράλληλα, μεγαλύτερη ζήτηση για ενέργεια μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη γκρίζων υποδομών, συμπεριλαμβανομένων των φραγμάτων υδροηλεκτρικής ενέργειας, που μπορεί και πάλι να θέσει πίεση στα οικοσυστήματα και επίσης αυξάνουν την ευπάθεια ολόκληρου του συστήματος σε κραδασμούς που σχετίζονται με το κλίμα. Είναι πολύ σημαντικό να μπορούμε να αναλύουμε και να προβλέψουμε αυτές τις αλλαγές, οι οποίες μπορεί να τεθούν πλήρως σε ισχύ χρόνια μετά την αρχική αλλαγή πολιτικής ή την οικονομική απόφαση, καθώς και για τον εντοπισμό πιθανών οριακών σημείων για την εξέλιξη του συστήματος.
Ε. Λοιπόν, το έργο REXUS θα μπορέσει να ρίξει φως στις επιθυμητές στρατηγικές για να κάνει τα συστήματα πιο ανθεκτικά με την πάροδο του χρόνου;
Α. Ακριβώς. Εάν μπορούμε να αναπαραστήσουμε τους μηχανισμούς που ρυθμίζουν ένα σύστημα και την πιθανή εξέλιξή του με την πάροδο του χρόνου, μπορούμε επίσης να εντοπίσουμε κατάλληλες ενέργειες (δηλ. μια «στρατηγική») που θα έχουν τον επιθυμητό αντίκτυπο στο σύστημα στο μέλλον. ο σύζευξη μεταξύ εργαλείων SDM και διαγραμμάτων Sankey θα παρέχει επίσης έναν απλό και αποτελεσματικό τρόπο οπτικοποίηση των μελλοντικών τροχιών του συστήματος. Η γνωστή αναλογία με οδηγώντας ένα πολύ μεγάλο πλοίο είναι σχετικό – στρίβετε το τιμόνι σήμερα, αλλά το πλοίο χρειάζεται πολύ χρόνο για να αλλάξει κατεύθυνση. Το REXUS θα βοηθήσει τους υπεύθυνους χάραξης πολιτικής να δουν πολλά που χρειάζονται να «στρέψει» και προς ποια κατεύθυνση, για να υπάρξουν επιθυμητά αποτελέσματα στο μέλλον.
Ερ. Τι ρόλο έχουν τα τοπικά ενδιαφερόμενα μέρη σε αυτό το εξαιρετικά προηγμένο επιστημονικό μοντέλο;
ΕΝΑ. Η δουλειά μας στο REXUS ξεκινά και τελειώνει με τη συμβολή των ενδιαφερομένων, τους πραγματικούς παράγοντες του υπό διερεύνηση συστήματος και τους τελικούς χρήστες των προτεινόμενων εργαλείων. Μάλιστα, θα εφαρμόσουμε συγκεκριμένα Συμμετοχικό Μοντελοποίηση Δυναμικής Συστήματος. Αναφερόμενοι στην τοπική γνώση, θα ξεκινήσουμε να χτίζουμε α ποιοτικός Μοντέλο Δυναμικής Συστήματος που δεν περιλαμβάνει ακόμη εξισώσεις, αλλά απλώς δημιουργεί εννοιολογικές διασυνδέσεις μεταξύ διαφορετικών στοιχείων του συστήματος. Οι ενδιαφερόμενοι είναι ανεκτίμητοι εδώ γιατί, ως χρήστες και διαχειριστές του συστήματος, έχουν πλήρη επίγνωση όλων των επιρροών, ακόμη και των «κρυφών» και Οι αντιλήψεις τους είναι το κλειδί για το ξεκλείδωμα των «μυστικών» του συστήματος, τι πραγματικά το κάνει να κινείται. Επίσης, για να είναι χρήσιμο ως εργαλείο, το μοντέλο πρέπει να πλαισιωθεί με όρους μεταβλητών που γνωρίζουν και κατανοούν οι χρήστες στην καθημερινή τους εμπειρία. Δικα τους Τα στοιχεία συλλέγονται μέσω εις βάθος, δομημένων συνεντεύξεων, το οποίο στη συνέχεια κωδικοποιείται για να σχηματίσει το ποιοτικό μοντέλο.
Ένα απλό εννοιολογικό μοντέλο System Dynamics, συγκεκριμένα ένα Διάγραμμα Causal Loop (CLD). Οι βασικές μεταβλητές που περιγράφουν την κατάσταση και την εξέλιξη του συστήματος προσδιορίζονται και συνδέονται μέσω βελών (με πολικότητα) που χαρακτηρίζουν τον αιτιολογικό σύνδεσμο. Η ένδειξη A + προσδιορίζει μεταβλητές που αλλάζουν προς την ίδια κατεύθυνση (δηλαδή και οι δύο αυξάνονται ή μειώνονται), ενώ η ένδειξη – σχετίζεται με μεταβλητές που αλλάζουν προς την αντίθετη κατεύθυνση. Ένα βασικό χαρακτηριστικό των Διαγραμμάτων Causal Loops είναι η παρουσία βρόχων ανάδρασης, οι οποίοι μπορεί να είναι είτε ενισχυτικοί είτε εξισορροπητές και υποδηλώνουν αντίστοιχα εκθετική αύξηση ή σταθεροποίηση του συστήματος. Για την κατασκευή τέτοιων μοντέλων SD χρησιμοποιούνται τόσο επιστημονικές/τεχνικές πληροφορίες όσο και τοπικές/ειδικές γνώσεις.
Η επόμενη φάση έρχεται με το ποσοτικοποίηση αυτού του μοντέλου, συνδέοντας τις μεταβλητές και επισυνάπτοντας βάρη και εξισώσεις, που επιτρέπουν στο μοντέλο να παράγει ποσοτικά αποτελέσματα με την πάροδο του χρόνου. Η ενσωμάτωση ειδικών και επιστημονικών γνώσεων είναι ζωτικής σημασίας εδώ. Βλέπουμε επίσης έναν βασικό ρόλο των ενδιαφερομένων στο επικύρωση του μοντέλου, καθώς και στο συνεργατικός ορισμός και αξιολόγηση σεναρίων. Πολλά στοιχεία για τον ποσοτικό προσδιορισμό του SDM θα συγκεντρωθούν μέσω συμμετοχικών ασκήσεων που θα πραγματοποιηθούν στο πλαίσιο του Μάθηση & Συμμαχίες Δράσης στο 5 πιλότοι REXUS.
Ε. Ποιο είναι το τελικό αποτέλεσμα και το όφελος για τους ενδιαφερόμενους, από τη χρήση της Συμμετοχικής Μοντελοποίησης Δυναμικής Συστήματος στο REXUS;
Α. Τελικά, αυτή η πολύπλοκη ανάλυση επιστρέφει στους ενδιαφερόμενους για άλλη μια φορά, οι οποίοι μέσα από το πλήθος δεδομένων και αναλύσεων, θα λάβει μια απλή οπτική απεικόνιση διαφορετικών μελλοντικών σεναρίων για το σύστημα, συμπεριλαμβανομένων των ροών όλων των τομέων πόρων στο Nexus. Θα μπορούν να δουν καθαρά τον πιθανό αντίκτυπο διαφορετικών εξωτερικών απειλών, καθώς και διαφορετικών επιλογών πολιτικής. Καθιστώντας τις περίπλοκες συνδέσεις που αφορούν το μέλλον, ορατές τώρα στο παρόν, η δυναμική του Nexus γίνεται ουσιαστικά συγκεκριμένη – όχι πλέον απλώς μια θεωρητική δυνατότητα ή επιτακτική ανάγκη «αποδοτικής διαχείρισης πόρων», αλλά μια πρακτική πραγματικότητα που οι ενδιαφερόμενοι μπορούν να δουν τον εαυτό τους, και ως εκ τούτου να διαχειρίζονται σωστά. Τελευταίο αλλά εξίσου σημαντικό, η συμμετοχική μοντελοποίηση αυξάνει το αίσθημα ιδιοκτησίας των αποτελεσμάτων της μοντελοποίησης και επομένως εγγυάται μια κληρονομιά REXUS πέρα από τη διάρκεια του έργου.
Ε. Μπορείτε να μας δώσετε μερικά παραδείγματα των γνώσεων που θα μπορούσαμε να περιμένουμε από τη χρήση της ανάλυσης PSDM από το REXUS;
Α. Η ανάλυση PSDM θα πρέπει να παρέχει πολλαπλές γνώσεις για τα πιλοτικά REXUS και οι δραστηριότητες που εκτελούνται με τους ενδιαφερόμενους φορείς (τόσο συνεντεύξεις όσο και εργαστήρια) κατά τη διάρκεια του πρώτου έτους θα συμβάλουν στην αποσαφήνιση των κύριων τοπικών προκλήσεων και, συνεπώς, στη στόχευση της ειδικής συνεισφοράς του πιλότου. Μεταξύ των ερωτήσεων που θα μπορούσαμε να απαντήσουμε σε πολλαπλούς πιλότους θα μπορούσαμε να εξετάσουμε:
- Σε ποιο βαθμό το τρέχουσα χρήση των πόρων (π.χ. νερό) θα είναι βιώσιμος μακροπρόθεσμα λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση του κλιματική αλλαγή?
- Ποιος/ποιος τομέας μπορεί να είναι επηρεάζονται περισσότερο από την πιθανή μη βιώσιμη εξέλιξη του συστήματος;
- Σε ποιο βαθμό μια τομεακή πολιτική (π.χ. τιμολόγηση ενέργειας) μπορεί να έχει πολλά κλιμακωτές επιπτώσεις σε άλλους τομείς, που προφανώς χωρίζονται και θεωρούνται σιλό;
- Οι οποίες στρατηγικές θα μπορούσε να εφαρμοστεί για να οδηγήσει ένα σύστημα Nexus σε μια μελλοντική κατάσταση που ελαχιστοποιεί τις συγκρούσεις μεταξύ των ενδιαφερομένων;
- Ως εθνικός Τα ενεργειακά μείγματα κινούνται προς τις ανανεώσιμες πηγές όπως ο ηλιακός άνεμος, τα βιοκαύσιμα και τα υδροηλεκτρικά, τα επιπτώσεις για το νερό και τομείς γης μπορούν να γίνουν κατανοητές και οι αντισταθμίσεις που πρέπει να γίνουν.
- Καθώς πρέπει να αναπτυχθούν νέοι υδατικοί πόροι σε περιοχές με ολοένα και πιο υδατικές πιέσεις, η ενεργειακές επιπτώσεις μπορούν να μελετηθούν λύσεις όπως οι μεταφορές νερού που απαιτούν άντληση ή επεξεργασία μέσω αφαλάτωσης.
- ο ανταγωνισμός για τη χρήση νερού Μεταξύ της παροχής υπηρεσιών ενέργειας, τροφίμων και πόσιμου νερού και της διατήρησης των περιβαλλοντικών ροών και της ακεραιότητας του οικοσυστήματος μπορεί να εξεταστεί το ενδεχόμενο να διασφαλιστεί η επίτευξη μιας επιθυμητής ισορροπίας.
Συνολικά, πιστεύουμε ότι το System Dynamics Modeling είναι ένα εξαιρετικά αποτελεσματικό εργαλείο για την ανάλυση Nexus, όπως αναγκάζει τους αναλυτές από την αρχή να ξεπεράσουν την προσέγγιση του «σιλό»., που χαρακτηρίζεται από την κατακερματοποίηση των θεμάτων Nexus σε ξεχωριστούς τομείς πόρων. Επιπλέον, η SDM επιτρέπει στο έργο REXUS να μεταφέρει την ανάλυση Nexus στο επόμενο επίπεδο, αναλύοντας τη διατομεακή δυναμική, τις επιπτώσεις και τις ανταλλαγές με την πάροδο του χρόνου, να καθορίσει τις καλύτερες στρατηγικές που αυξάνουν τη μακροπρόθεσμη ανθεκτικότητα.
Περισσότερες πληροφορίες για το System Dynamics Modelling:
Το System Dynamics είναι μια προσέγγιση μοντελοποίησης προσομοίωσης για την υποστήριξη του σχεδιασμού στρατηγικής και πολιτικής. Χρησιμοποιεί ποιοτικά εργαλεία όπως διαγράμματα αιτιακού βρόχου και ασαφείς γνωστικούς χάρτες που βοηθούν στον εντοπισμό και την οπτικοποίηση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ του εύρους των διαφορετικών στοιχείων στο σύστημα. Αυτό μπορεί να βοηθήσει να αποκαλυφθεί η φύση της υποκείμενης δομής και εάν οι αποκρίσεις του συστήματος θα είναι αυτοεξισορροπητικές (και σταθεροποιητικές) ή αυτοενισχυόμενες (και επομένως θα οδηγήσουν στην ανάπτυξη ή την εξάντληση του διαδρόμου). Οι ποσοτικές προσεγγίσεις βασίζονται συχνά σε μοντέλα αποθέματος ροής που μπορούν να βοηθήσουν στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο χρησιμοποιούνται και μετασχηματίζονται κρίσιμοι πόροι όταν υπόκεινται σε ευρύτερες πιέσεις του συστήματος. Αυτές οι πιέσεις προκύπτουν από το δίκτυο των μη γραμμικών διασυνδέσεων μεταξύ των στοιχείων του συστήματος. Ο κύριος λόγος για τη χρήση της SD είναι να βοηθήσει στην περιγραφή πολύπλοκων δυναμικών συστημάτων και της πιθανής εξέλιξής τους υπό διαφορετικές συνθήκες, συμβάλλοντας τελικά στη λήψη καλύτερων αποφάσεων. Το System Dynamics έχει εφαρμοστεί σε πολλούς τομείς (από την οικονομία μέχρι την οικολογία).
