商业动态学第二篇：（3）竭泽而渔和一阶流位图

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《商业动态学[1,2]》是约翰·斯德曼在MIT多年科研和教学的成果结晶，被各大院校作为系统动力学的经典教材。这篇文章就是系列分享的第二篇：系统思考工具箱。系统思考常用的工具有两个：因果关系图（causal loop diagram）和流位图（stock and flow diagram）。在介绍了因果关系图的画法和基模后，我们进入流位图的讲解。存量和流量是流位图的基本概念，混淆了这两者将导致严重的后果，竭泽而渔便是最常见的一个例子。
一、竭泽而渔（overfishing）
渔业、草场、森林、地下水等可再生资源与我们的生活息息相关，然而过度开采的情况一再发生，经常出现竭泽而渔的情况，疯狂开采一直到出现毁灭性危机——可再生资源的商业性灭绝。本文将以竭泽而渔为例子，解释可再生资源过度开采的原因[3,4]。
问题梳理。竭泽而渔是一种典型的超过极限而后崩溃的行为（overshoot and collapse）, 在前期，渔业资源充足，随着捕鱼船的增加和捕捞技术的提升，捕捞量快速提升，直到超过渔业资源的再生能力极限，越捕越少，消耗殆尽。
原因分析及假设。对于竭泽而渔问题有两种解释，一种是公共悲剧理论，由于公共资源对所有人开放，收益归个人而成本确是大家共同承担，从而导致每个个体竞相尽最大可能进行捕捞，导致公共悲剧的出现；另一种解释认为这是资源管理不当问题，资源管理是一个充满不确定性的动态复杂的问题，超出了人们的认知理性极限。
因果关系图。“绿水青山就是金山银山”，可再生资源管理的核心是保护资源的情况下进行合理利用，因此渔业资源管理的核心绩效变量是渔业资源。可再生资源的特点是自我再生，渔业资源越丰富，再生渔业资源越多，从而进一步增加渔业资源（强化反馈环 R1 资源再生），相反，在渔业资源减少的情况下，每年的再生渔业再生资源也更少，使渔业资源情况进一步恶化。然而渔业资源是不能无限增长的，鱼类处于更大的生态系统中，随着鱼的增加，天敌增加、食物减少，给渔业资源的增长设定了上限，类似的，当鱼类减少时，天敌也会减少、食物获得性提高，限制渔业资源的进一步减少（平衡反馈环 B1 生态平衡）。影响渔业资源越来越重要的因素来自于人们的捕捞，渔业资源越丰富，获利性空间越大，促使人们提高年捕捞量，从而限制渔业资源的进一步增长，类似的，当渔业资源快速减少时，捕捞难度越来越大，人们便减少年捕捞量，从而让渔业资源恢复（平衡反馈环 B1 资源利用）。
因果关系图分析。上述因果关系图很好地描述了渔业资源变化的原因，公共悲剧和资源管理不当，扭曲了“资源利用”反馈环的作用，在渔业资源丰富时，年捕捞量快速上升，从而打破了渔业资源再生的平衡，而当渔业资源快速下降时，由于不愿意牺牲个人利益和不能及时预见后果而没有及时减少年捕捞量，最终导致竭泽而渔。
上述因果关系图能够定性地解释竭泽而渔现象，然而还是比较模糊，原因在于：
因果关系图不区分存量和流量，而且因此混淆了累积过程和直接作用过程；
因果关系图隐藏了大量细节，而这些细节可能就包含着找到决策杠杆的内容；
决策不但包含了what（做什么）, 还包含了When（什么时间）、Who（谁来做）、How（怎么做），而这些都是因果关系图所不具备的。而正由于这些内容不清楚，容易导致系统边界不清晰，因果关系图陷入无穷无尽的修改和争论中，难以达成共识。
如果想进一步了解：年捕捞量到底多少合适，渔业资源的再生规律是怎么样的，应该采取什么样的政策？就需要借助流位图。
二、流位图（stock-and-flow diagram）
延续竭泽而渔的例子，我们画一下与图2对应的流位图，再根据这个图来介绍流位图的基本概念。
类似流速和水位，系统动力学区分两类变量：存量和流量，存量只有通过流量的累积效用发生改变，而流量可以发生即时改变。如在图3种，渔业资源可以通过年捕捞量和年再生渔业资源进行改变，而年捕捞量和年再生资源是流率变量。此外，为了描述流量的变化，我们引入了其他一些变量，这些既非存量又不是流量的变量，称为辅助变量，如增长率、捕捞比率。这些变量之间的关系可以通过方程清晰地刻画，将在下一次介绍，这里我们先讨论存量和流量的一些特性。
存量是创造各种行为模式的根源。首先，存量的改变需要时间的积累，所以存量创造了延迟，如从付出努力到能力提升、从投入到产出都需要较长的时间；其次，存量累积了所有的净流量（流入率-流出率），所以存量保存了系统的记忆，如从一个地方的历史人口数量变化便可以推断该地区的人口流入流出情况。
三、可持续发展的本质：量入为出
面对资源的衰竭和环境的恶化，世界环境和发展委员会在1987年发出如下呼吁[5]：
“人类有能力实现可持续发展，即在不牺牲子孙后代满足需要能力的情况下，满足现代人的需求。（Humanity has the ability to make development sustainable—to ensurethat it meets the needs of the present without compromising the ability offuture generations to meet their own needs.）”
其实自然资源和环境就是一个一个的存量，可再生资源和可治理环境污染就是既有流入又有流出的存量，而不可再生资源只有流出没有流入的存量，不可逆环境污染是只有流入没有流出的存量，这是一个又一个的一阶流位图（只有一个存量的流位图）。
那么针对这四种存量，又如何做到量入为出呢？对于只会增加不会减少的不可逆环境污染需要减为0，比如核污染、物种灭绝；对于不可再生资源，需要减为0，比如石油、煤矿，寻找替代的可再生能源。而对于可再生资源和可治理环境污染，需要让再生速率跟上使用速率，让治理速度跟上污染速度，或者反之，把使用速率和污染速度降低到自然环境可以自我修复的范围之内。
参考资料及注解：
[1] BusinessDynamics特指用系统动力学的方法来分析商业领域的动态问题，是系统动力学的应用学科，清华大学出版的中文翻译本将书名翻译为“商业动态系统”，未突出该内容的学科属性，故本文翻译为“商业动态学”。
[2] Sterman,
J. (2010). Business dynamics. Irwin/McGraw-Hill c2000.
[3]该案例取自卑尔根大学系统动力学小组Erling Moxnes的研究，该研究发表在1998年的《Management Science》上，并因此获得2000年的国际系统动力学协会最高奖——福瑞斯特奖。
[4] Moxnes,
E. (1998). Not only the tragedy of the commons: misperceptions of bioeconomics.Management science, 44
(9), 1234-1248.
[5] United Nations Food and Agriculture Organization, The Sixth WorldFood Survey (Rome:FAO, 1996).

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关键词：竭泽而渔 动态学 Organization bioeconomics Generations

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