Tiếp cận hệ thống trong nghiên cứu môi trường và phát triển

NGUYỄN ĐÌNH HOÈ - VŨ VĂN HIẾU TIẾP CẬN HỆ THỐNG TRONG NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG VÀ PHÁT TRIỂN NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI Giới thiệu chung Vài nét lịch sử Tiếp cận Hệ thống Năm 1927 mốc thời gian quan trọng lịch sử tư đại: năm Einstein đưa lý thuyết Trường thống nhóm khoa học Copenhagen cơng bố thức lý thuyết Cơ học lượng tử Theo thuyết Cơ học lượng tử, giới khách quan khơng khác chuyển động luật quark có kích thước 10-18 mét, nhiên gọi "hạt" quắm không tồn vật thể, mà hệ mối tương tác trường phi vật chất Từ “hạt" quark, vi hệ thống hình thành (proton nơtron) để sau xuất hạt nhân nguyên tử có đường kính 10-14 mét Sự kết hợp hạt nhân với electron làm nảy sinh hệ thống khác nhau: nguyên tử (d = 10-10 mét) Một hệ thống gồm nguyên tử hyđrô ngun tử ơxy xuất hiện, phân tử nước - H2O hợp phần giới sống có tính chất đặc biệt mà yếu tố tạo nên khơng có Thế giới khách quan ngày Trái Đất bao gồm tồn hệ thống có cấu trúc, tính chất quy mô khác nhau, từ hệ thống vô đơn giản hệ xã hội nhân văn phức tạp Các hệ thống xuất tiến hóa, suy thối, tan rã theo quy luật riêng Tuy nhiên, người nhận diện hiểu biết hệ thống lại muộn Sự nhận diện hệ thống muộn màng hệ trình lâu dài mà khoa học kiên trì việc chia nhỏ vật để nhận thức (tư phân tích), từ mà hình thành lĩnh vực chun ngành chun gia có chun mơn sâu lĩnh vực hẹp Các hệ thống - ngược lại - tổng thể, nhận diện sở phân tích liên ngành, đa ngành gian ngành Năm 1956 đánh dấu xuất tiếp cận hệ thống với cơng trình nhà sinh vật học người áo có tên Ludwig von Bertalanffy, “Học thuyết chung hệ thống” “Hệ thống tổng thể, trì tồn tương tác tổ phần tạo nên nó” Học thuyết Bertalanffy rõ cách thức đắn mà người xây dựng khái niệm thực xung quanh mình, đồng thời tiếp cận sắc sảo để giải vấn đề đặt Tiếp cận hệ thống không sử dụng kiến thức chuyên sâu ngành khoa học, mà sử dụng kiến thức đa ngành liên ngành Ở đâu có đa dạng kiến thức khoa học sử dụng chồng chập hệ phương pháp để giải vấn đề, tiếp cận hệ thống ứng dụng phát triển Những lý cho thấy tiếp cận hệ thống lại phát triển mạnh gắn với lĩnh vực nghiên cứu môi trường phát triển - mảnh đất đa dạng đòi hỏi kiến thức liên ngành đa ngành Cơng trình Clayton đồng nghiệp, 1997 [7] thức mở đầu cho giai đoạn cung cấp cơng cụ sắc sảo dựa tiếp cận hệ thống cho phát triển bền vững • Những tảng khoa học - góp phần phát triển Tiếp cận Hệ thống Tiếp cận Hệ thống, nhiều trường hợp gọi Tư Hệ thống, lĩnh vực mẻ hồn thiện nhanh tính thực tiễn cao Tiếp cận Hệ thống khơng hình thành cách đơn độc Một số thành tựu khoa học sau xuất góp phần cho "Học thuyết chung hệ thống" Bertalanffy phát triển Đó lý thuyết Nhiễu loạn (chaos) Hình học Gồ ghề (fractal geometry) Vào đầu năm 1970, số nhà khoa học Âu, Mỹ bắt đầu ý đến tượng trật tự khí quyển, đặc tính sóng gió mặt nước, tăng giảm số lượng cá thể quần thể sinh vật hoang dã, biến động giá mặt hàng, vụ kẹt xe đường giao thông Đây hệ động lực mà tiến hóa xác định định luật vật lý Các hệ thống có lính chất nhiễu loạn hỗn độn (chaos), tức tính chất đặc trưng cho hệ động lực mà hành vi không gian pha phụ thuộc cách nhạy cảm vào điều kiện mờ nhạt, tản mạn ban đầu Lý thuyết Nhiễu loạn khoa học q trình khơng phải trạng thái cụ thể, hình thành xác lập (Nguyên Ngọc Giao, 1998, [2]) Lý thuyết Nhiễu loạn coi cách mạng khoa học lớn đứng hàng thứ ba sau thuyết Tương đối Cơ học lượng tử thuyết Tương đối phá bỏ quan niệm không gian, thời gian tuyệt đối; thuyết Cơ học lượng tử phá bỏ quan niệm giới vật chất cân, đong, đo đếm; thuyết Nhiễu loạn phá bỏ quan niệm tính tất định tiến hóa hệ thống (tính tất định tính chất hệ thống động lực theo thời gian hồn tồn xác định ta biết trạng thái thời điểm trước thơng qua định luật vật lý) Lý thuyết Nhiễu loạn đánh dấu việc chấm dứt phân cách lĩnh vực khoa học khác nhau, địi hỏi cách nhìn giới tổng thể, bậc thang dẫn đến phát triển mạnh lý thuyết hệ thống sau Lý thuyết Nhiễu loạn có quan hệ khăng khít với Hình học Gồ ghề tức hình học hình dạng đặc trưng thứ nguyên thập phân Đó hình dạng lớn điểm nhỏ đoạn, lớn đường nhỏ mặt, lớn mặt nhỏ khối Từ hình học gồ ghề, phát triển thành lý thuyết hệ thống gồ ghề, đa chiều với số thứ nguyên số thập phân Đó hình ảnh hệ sản xuất Chính hệ gồ ghề dạng tồn thực tiễn tạo đa dạng môi trường Các hệ thống gồ ghề nằm khoảng trung gian giới nhiễu loạn không kiểm sốt giới có trật tự thái quá, cứng đọng hình học Euclide Thuật ngữ gồ ghề (fractal) Mandelbrot đề xuất lần đầu năm 1977, 20 năm sau "Học thuyết chung hệ thống" đời Chính nhờ lý thuyết Mandelbrot mà lý thuyết hệ thống từ mức độ áp dụng cho sinh học sinh thái học trở nên có khả áp dụng sang hệ thống đa chiều xã hội Ở thấy quy luật: không thiết lý thuyết tảng phải xuất toàn trước lĩnh vực khoa học mới, chúng xuất sau để hồn thiện thêm cho lý thuyết khoa học Tuy nhiên, việc mở rộng lý thuyết hệ thống sang lĩnh vực xã hội (mơi trường phát triển) cịn phải chờ đợi thêm xuất hệ phương pháp nữa, hệ phương pháp kiến tạo số Thập niên 1990 đánh dấu xuất số đo lường tiến xã hội Chương trình Phát triển Liên Hợp Quốc UNDP Đó số HDI (chỉ số phát triển nhân văn), HPI (chỉ số nghèo nhân văn), CPM (độ đo nghèo tiềm năng), GDI (chỉ số phát triển giới) v.v Đây hệ phương pháp xác định gần chất lượng hệ thống xã hội số tối thiểu số định lượng, đo đạc thơng qua số tiêu chí đặc trưng, đơn giản dễ xác định Các số phát triển UNDP mở phương hướng nhằm đo lường chất lượng hệ thống xã hội đa chiều số chiều đặc trưng, chiều xác định qua tỷ lệ mức độ đạt so với mức độ kỳ vọng Đây hệ phương pháp có ý nghĩa thực tiễn lớn: đánh giá hệ thống phức tạp, hỗn độn số đơn giản, mà hệ thống quản trị trở thành hệ thống mà nhà quản lý ảnh hưởng Tóm lại: lý thuyết Nhiễu loạn, lý thuyết hệ thống gồ ghề hệ phương pháp kiến tạo số đá tảng phát triển lý thuyết hệ thống lĩnh vực bảo vệ môi trường quản trị phát triển • Tiếp cận Hệ thơng Việt Nam Tập tài liệu mỏng không phát hành rộng rãi "Về hệ thống tinh ì hệ thống" Phan Dũng (1996) [1] có lẽ tài liệu lý thuyết hệ thống Việt Nam Đây tập tài liệu sử dụng lý thuyết Hệ thống làm sở sáng tạo khoa học chưa nhằm ứng dụng vào hệ thống thực tiễn Lý thuyết Hệ thống Nguyễn Đình Hoè (1998, 1999, 2002, 2005) [3, 4, 5, 6] sử dụng để nghiên cứu cáo hệ thống chăn thả gia súc có sừng, ni trồng thủy sản, hệ thống sinh thái nhân văn nhạy cảm đánh giá dự án phát triển sơ đồ khung logic Trên sở này, môn học "Tiếp cận hệ thống nghiên cứu môi trường phát triển đưa vào giảng dạy khoa Môi Trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội từ năm 2002 Qua lần giảng dạy, giáo trình cập nhật bổ sung thêm sở nghiên cứu thực tiễn nguồn tài liệu tham khảo ngày phong phú Đáng ý có tài liệu tư hệ thống ứng dụng lý thuyết hệ thống vào quản trị doanh nghiệp [12, 19] Như vậy, năm đầu kỷ 21 đánh dấu bước phát triển ứng dụng ạt tiếp cận hệ thống vào hệ sản xuất, vào nghiên cứu phát triển Mỗi bước phát triển đòi hỏi lý thuyết hệ thống phải hoàn thiện thêm ngày nhà khoa học, nhà quản lý tài nguyên, môi trường hệ sản xuất ý rộng rãi • Cấu trúc giáo trình Giáo trình cấu trúc thành chương Chương - Đại cương hệ thống, trình bày khái niệm hệ thống tính chất chung hệ thống Người đọc cần nắm vững khái niệm chương để tiếp vào chương Trên đại dương mênh mông khoa học phân tích, chia nhỏ xây dựng luận đề xung quanh định luật tất định, khái niệm hệ thống lý giải tổng thể, nhiễu loạn trở thành thách thức với người đọc, "tư hệ thống tư phi truyền thống dành cho độc giả phi truyền thống" (Gharajed8ghi 2005 [12]) Chương - Đại cương Tiếp cận Hệ thống, trình bày định hướng chung tiếp cận hệ thống cách nhìn nhận giới qua cấu trúc hệ thống, thứ bậc, động lực chúng Các cách tiếp cận mềm cứng, mơ hình mơ phỏng, rủi ro điểm cần lưu ý sử dụng tiếp cận hệ thống trình bày chương Chương - Một số công cụ Tiếp cận Hệ thống nghiên cứu môi truvng phát triển Đây chương quan trọng giáo trình, cung cấp cho người đọc cơng cụ áp dụng vào nghiên cứu hệ thống khác lĩnh vực có người tham gia Chương - Các hệ thống sản xuất Phần trình bày nghiên cứu trường hợp, sử dụng tiếp cận hệ thống để nghiên cứu hệ sản xuất khác chăn thả gia súc có sừng vùng khơ hạn, nuôi trồng thủy sản, xác lập điểm tái định cư, phòng trừ dịch hại trồng v.v Những nghiên cứu trường hợp chương chưa thực điển hình mà gợi ý cho người đọc Phân công trách nhiệm tác giả giáo trình sau: Vũ Văn Hiếu tham gia soạn thảo phần chương mục 4.6 chương Nguyễn Đinh Hoè chịu trách nhiệm biên soạn tồn phận cịn lại giáo trình Nhóm biên soạn xin cảm ơn nhận xét, góp ý quý báu PGS.TS Nguyễn Chu Hồi - Viện Kinh tế Quy hoạch Thủy sản Bộ thuỷ sản TS Nguyễn Xuân Cự, khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Nhờ góp ý sắc sảo hai nhà khoa học nói mà thảo giáo trình hoàn thiện lên nhiều Sự biết ơn sâu sắc nhóm biên soạn xin gửi tới Th.S Trần Phong, Giám đốc Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Ninh Thuận, hỗ trợ quý báu mà Sở tạo điều kiện cho nhóm biên soạn việc ứng dụng tiếp cận hệ thống vào nghiên cứu số vấn đề xúc môi trường phát triển Ninh Thuận - Khơng có nghiên cứu ứng dụng này, nội dung chương nghèo nàn nhiều Nhóm tác giả mong nhận ý kiến phê bình đồng nghiệp người đọc để tiếp tục hồn thiện giáo trình tương lai Nguyễn Đinh Hịe Chương Đại Cương hệ thống 1.1 Định nghĩa “Hệ thống tổng thể, trì tồn tương tác tổ phần tạo nên nó” (L.v.Bertalallffy, 1956) Các yếu tố hệ thống thường tham gia vào nhiều hệ thống khác Điều đòi hỏi thành tố phải thực tết vai trị hệ thống mà đóng vai Tiếp cận hệ thống khơng hồn tồn đồng nghĩa với phương pháp phân tích hệ thống ngồi phần phương pháp (cịn phát triển hồn thiện), tiếp cận hệ thống đề cập đến vấn đề lý thuyết hệ thống phương hướng ứng dụng lý thuyết thực tiễn 1.2 Các đặc tính chức hệ thống Tiếp cận hệ thống nhấn mạnh vào việc xác định mô tả mối liên kết yếu tố cấu tạo nên hệ thống tương tác chúng Một hệ thống tập hợp thành tố tương tác với Sự thay đổi thành tố dẫn đến thay đổi thành tố khác, từ dẫn đến thay đổi thành tố thứ ba Bất tương tác hệ thống vừa có tính ngun nhân, vừa có tính điều khiển Rất nhiều tương tác liên kết với thành chuỗi tương tác nguyên nhân - kết 1.2.1 Chức hệ thống Một hệ thống thường có nhiều chức năng, có chức nhiều chức phụ Ví dụ hệ cửa sơng vừa có chức lũ, vận tải thủy, nuôi trồng thủy sản cấp nước Các thành tố tạo nên hệ thống có chức riêng thuộc hai nhóm bản: - Chức kiểm soát (gây biến đổi thành tố khác) - Chức bị kiểm soát (bị thành tố khác gây biến đổi) 1.2.2 Mạng phản hồi Còn gọi tượng đa nhân tố (Multi - factionality) Đó chuỗi tương tác nguyên nhân - kết đan xen lẫn Điều có nghĩa thành tố hệ thống khởi đầu chuỗi nguyên nhân - kết đan xen, làm cho thành tố mạng lưới trở nên có khả gây ảnh hưởng gián tiếp lên Cấu trúc gọi mạng lưới phản hồi Một hệ thống chứa nhiều mạng lưới phản hồi, số hay tất mạng phản hồi đan xen với nhau, thành tố hoạt động vừa với chức kiểm soát, vừa với chức bị kiểm soát Hành vi thành tố, thế, kết hàng loạt yếu tố cạnh tranh Mạng phản hồi gọi mạng kích động (hay tích cực), tác động phản hồi lại thành tố ban đầu có tính kích thích nghĩa làm cho thành tố khởi phát chuỗi kiện tương tự tiếp theo; Mạng phản hồi gọi triệt tiêu giun hãm, tiêu cực) tác động phản hồi trở lại thành tố ban đầu có tính kìm hãm, nghĩa có xu kìm hãm thành tố ban đầu khơng cho khởi phát chuỗi kiện tương tự 1.2.3 Tính trồi Là đặc tính quan trọng hệ thống Tính trồi tính 10 Tài liệu tham khảo [1] Phan Dũng, 1996 Về hệ thống tính ì hệ thống Trung tâm sáng tạo KHKT, ĐHQG TP Hồ Chí Minh [2] Nguyễn Ngọc Giao, 1998 Những điều kỳ thú hình thái hỗn loạn Chaos Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội [3] Nguyễn Đình Hoè, Nguyễn Thị Loan, 1998 Đánh giá nhanh môi trường dự án Sở KHCN MT Ninh Thuận xuất bản, Phan Rang [4] Nguyễn Đình Hoè, Trần Phong, 1998 Một số vấn đề môi trường xúc lĩnh vực chăn thả gia súc có sừng sử dụng tài nguyên nước Ninh Thuận Báo cáo tổng kết nhiệm vụ Khoa học - Công nghệ Môi trường, SỞ KHCN MT Ninh Thuận [5] Nguyễn Đình Hịe, 1999 Các hệ thống sinh thái nhân văn nhạy cảm phát triển Tạp chí Bảo vệ Mơi Trường No [6] Nguyễn Đình Hịe, 2005 Tiếp cận Hệ thống kiến tạo số quản lý môi trường nuôi trồng thủy sản ven biển Kỷ yếu Hội thảo tồn quốc Bảo vệ mơi trường nguồn lợi thuỷ sản Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội, tr 212-217 [7] Sổ tay huấn luyện viên kỹ quản lý phát triển cộng đồng Hội Liên hiệp Phụ nữ Việt Nam, Hà Nội, 1996 [8] Brink, B T., 1991 The AMOEBA approach as a useful tool for establishing sustainable development In "In search of indicators of sustainable development" Kluwer Acad Publ London U.K 170 [9] Clayton, A M H and N J Radcliffe, 1997 Sustaillability - A systems approacll Eanhscan, London, U.K [10] Dickinson, G and K Murphy, 1998 Ecosystems Routledge, London, U.K [11] Economopoulos, A P., 1993 Systems Allalysis in Environmental Management In “Assessment of Sources in Air, Water and Land Ponution” WHO, Geneva [12] Gharajedaghi, J, 1999 Tư hệ thống – Quản lý hỗn độn phức hợp Nhà xuất Khoa học Xã hội, Hà Nội, 2005 [13] Gleick, J 1991 La théorie du chaos Flammarion, Pans, France [14] Haaf W T., Bikker H and Adriaanse D.J., 2002 Fundamentals of Business Engineering and Management A systems approach to people and organisations Delft University Press, The Netherlands [15] Heylighen F., 1998 Basic Concepts of tlle Systems Approach Principia Cybemetica Web: http://pespmcl.vub.ac.be/ [16] IUCN, 1996 Assessing Progress towards Sustainability Methods and Field Experience [17] Lewis W J et al 1997 A total system approach to sustainable pest management Proc Nath Acad Sci USA Voi99, pp 12243 - 12248 [18] Rosnay J D., 1979 The macroscope: a new world scientific system Harper & Row, Publishers, New York, NY, USA [19] Senge, PM Nguyên tắc thứ 5: Tư hệ thống Nhà xuất Trẻ, TP Hồ Chí Minh, 2003 [20] Trzyna, T.C (Ed.) 1995 A Sustainable World California Inst., Earthscan publ., USA 171 [21] Trinh Xuan Thuan 2001 Le Chaos et l’harmonie Libraine Arthem Fayard, Paris, France 172 Phụ lục Thuật ngữ hệ thống Sau thuật ngữ sử dụng phân tích hệ thống: • Cân (equilibrium) Là trạng thái ổn định, trạng thái tĩnh hệ Một hệ thống đạt trạng thái cân dòng vào dòng ra, vốn hệ khơng thay đổi nội dung vốn liên tục thay đổi • Cấu trúc (structure) Một gồm vốn, dịng, mạng tính ì (lính chậm trễ) định gắn kết nội hệ Cấu trúc hệ xác định dãy khả ứng xử hệ Tuy nhiên thuật ngữ cấu trúc thường dùng để yếu tố vĩnh cửu (permanent) điều chỉnh chậm không thường xuyên (các yếu tố ổn định) • Chu kỳ trạng thái (state cycle) Một dãy trọn vẹn trạng thái có hệ thống • Chuyển pha (phase transition) Đối với hệ vật lý chuyển trạng thái kèm với tương tác đồng thời tất tỉ lệ • Chuyển tiếp (transition) Là thay đổi chất hành vi hệ thống số giá trị tới hạn thơng số kiểm sốt • Dịng (flow) Là chuyển giao vốn (nguồn dự trữ) phận hệ • Đa phương diện (multi - factionality) Khả yếu tố 173 hệ thống vừa có chức kích động (gây biến đổi yếu tố khác) vừa có chức bị động (bị yếu tố khác gây biến đổi) • Đầu (output) Dịng khỏi hệ, thường bị biến dạng kiểu • Đầu vào (input) Dịng vào hệ, bị biến đổi hệ theo cách thức • Điểm cuối (sink) Điểm cuối động hệ thống • Điểm tới hạn (bifurcation point critical point) Trong trình tiếp cận tới giá trị tới hạn (critical value) tham số kiểm soát (control parameter), hệ thống vật lý ứng xử theo cách ổn định Điểm tới hạn điểm mà giá trị (thêm vào) dù nhỏ làm thay đổi hành vi hệ Điểm tới hạn gọi điểm phân nhánh • Entropy Đại lượng đo nhiễu loạn hệ thống hố lý Khơng thể xác định entropy hệ thống môi trường phát triển, số dạng nhiễu loạn nhân sinh nhận diện • Fractal Cấu trúc gồ ghề, có thứ ngun lẻ • Hành vi (behaviour): kiểu hoạt động hệ thống theo thời gian Mỗi hệ thống có kho lưu trữ hành vi • Hệ thống Một tập hợp yếu tố liên kết với nhau, tạo cấu trúc có thứ bậc, tính trồi, tính lan toả tính kiểm sốt Một số hệ thống loại có tính động lực, thích ứng, có mục tiêu, tự điều chỉnh (tự bảo vệ) tiến hóa Phụ hệ hệ thống hệ, thượng hệ hệ thống lớn hệ xét hệ • Khơng gian pha (phase space) Một hệ thống 174 biểu diễn điểm thời điểm khơng gian tồn gọi không gian pha, trục không gian tham số kiểm soát tọa độ hệ giá trị hệ • Kịch (scenario) Khái quát kết kỳ vọng tùy thuộc vào điều kiện xuất phát hành vi hệ thống • Lan tỏa (communication) Là đặc tính chuyển giao thông tin, trường hợp hệ xã hội chuyển giao ý nghĩa (meaning) • Mặt phẳng Poincaré Mặt phẳng toạ độ vng góc chiều lựa chọn số n chiều dùng để khảo sát quỹ đạo hệ thống • Mặt phẳng SAM Mặt phẳng biểu diễn trạng tham số đặc trưng hệ thống dạng hình quạt hình trịn có bán kính giá trị kỳ vọng tham số Còn gọi biểu đồ SAM • Mơ hình (model) Một kiến trúc nhận thức dùng để mơ tả • Mơi trường (environment) Là thứ nằm ranh giới hệ thống • Mạng phản hồi (feedback loop): Chuỗi lặp lại quan hệ nhan mạng phản hồi tiêu cực, thay đổi giảm dần, mạng tích cực, thay đổi tăng dần theo hướng lan truyền Mạng phản hồi tiêu cực có xu kiểm sốt tăng trưởng, hạn chế tăng trưởng Mạng tích cực khuếch đại tăng trưởng • Ngưỡng (threshold) Là điểm có thay đổi chất hành vi yếu tố hệ thống hay hệ thống Vai trò ngưỡng xuất số lí Ví dụ xuất chức nhiều cản trở độc lập, cản trở không hoạt động phạm vi phong toả 175 cản trở khác, mà hoạt động bên phạm vi Ngưỡng xuất hệ rối loạn, hệ có đối hành vi ổn định đối hành vi khơng ổn định • Học thuyết tai hoạ (catastrophe theory) học thuyết cho có đột biến (đối lập với học thuyết chủ trương biến đổi dần dần) sử dụng để mô tả kiện xảy hệ sụp đổ biến dạng ghê gớm số điểm đặc biệt • Nguồn (source) Điểm xuất phát dịng hệ thống • Nhiễu loạn (chaos) - Hành vi lệch chuẩn hệ thống Có nhiễu loạn tiến hóa nhiễu loạn suy thối Có nhiễu loạn quản trị được, có nhiễu loạn ngồi khả quản trị người Khơng dự báo xác nhiễu loạn - Là khoa học trình khơng phải trạng thái, khoa học hình thành khơng phải xác lập Chaos xóa bỏ ranh giới lĩnh vực khoa học chuyên ngành, kể tự nhiên xã hội • Phi tuyến (non - linearity) Quan hệ không lẽ lệ giá trị nguyên nhân kết quả, nói cách khác tổng hợp kết việc thay đổi hai hay nhiều tham số kiểm sốt khơng phải tơng kết xảy biến đổi riêng biệt • Quá đích (overshoot) Vượt qua giá trị kỳ vọng Điều xảy làm chậm trình phản hồi, q trình phản hồi khơng đủ (khơng tương hợp), làm cho hệ tự điều chỉnh cách tương hợp Đây chức tốc độ biến đổi hệ, ví dụ, chậm trê phản hồi khơng gây vấn đề tốc độ biến đổi chậm, lại gây vấn đề 176 tốc độ biến đổi nhanh • Ranh giới (boundary) Là đường phân chia cụ thể hay trừu tượng hệ thống mơi trường xung quanh • Sụp đổ (collapse) Là suy thối khơng kiểm soát hệ thống, thường xảy có hệ phản hồi kích động làm xói mịn ranh giới hệ, có kiện xâm lấn vào ngưỡng hệ • Sự ghép nối (connectivity) Là đặc tính cấu trúc có chức chuyển giao tác động hệ thống • Sự trễ phản ứng (delay, time lag) thời gian nguyên nhân kết Một số yếu tố số hệ thống phản xạ chậm yếu tố khác • Tài nguyên (resources) Phần vốn hệ tiếp cận được: sử dụng hệ thống mang khỏi hệ dạng đầu • Thơng tin (information) Là thứ giúp cho hệ giảm tính bất định Về mặt kỹ thuật, thông tin đo lường dựa vào số lượng lựa chọn nhị nguyên (binary choices) cần thiết để xác định kiện Khái niệm thông tin hệ nhân văn phức tạp • Tham số hóa (parameterisation) Tổ hợp tượng tỉ lệ nhỏ (phạm vi nhỏ) với mạng phản hồi để tạo mơ hình cách lấy trị trung bình dãy kết • Thứ bậc (hierachy) Cấu trúc hữu hiệu xác định tính trồi, theo đặc trưng cấu trúc mà hệ thống thiết lập, góp phần thiết lập hệ thống khác lớn hay nhỏ • Trạng thái (state) Trạng thái hệ thống tập hợp tất đặc trưng quan trọng hệ thống thời gian 177 Ở hệ bất biến, trạng thái hệ không thay đổi Ở hệ động lực, trạng thái hệ thay đổi liên tục Khi mơ hình hóa hệ thống, cẩn sử dụng phương trình để mơ tả cách mà hệ biến thành hệ khác, cách mà hệ biến đổi theo thời gian • Tuyến tính (linearity) Là quan hệ bậc nguyên nhân kết quả, quan hệ này, kết thay đổi hai hay nhiều tham số kiểm soát lúc tổng kết thay đổi riêng lừng tham số độc lập Một số quan hệ phi tuyến (non - linearity) biểu diễn xấp xỉ với quan hệ tuyến tính, nhiên nhiều hệ phi tuyến phức tạp khơng thể khơng nên biểu diễn mơ hình tuyến tính • Tính ổn định (stability) Khả hệ thống chống lại nhiễu loạn Hệ ổn định có entropy khơng đổi giảm dần đến • Tính bất trắc (ergodicity) Một hệ bất trắc hệ, nguyên tắc chuyển từ trạng thái cho trước sang trạng thái khác thời gian định Hệ bất trắc hệ khơng thể dự báo trạng thái • Tính ì (attractor) Tính ì ổn định trạng thái giúp hệ thống tách khỏi trạng thái khác Khi trạng thái ì, hệ thống có xu trì ngun trạng có tác động bên ngồi đủ mạnh biến đổi bên đủ mạnh để chuyển hệ thống khỏi trạng thái ì ban đầu Lực ì mạnh yếu Một hệ thống vận hành qua loạt trạng thái vượt qua trạng thái (mỗi trạng thái ì đòi hỏi hệ phải dừng khoảng thời gian) Một hệ biến đổi qua chu kỳ tương đối đơn giản, thông qua diễn gồm nhiều trạng thái cách liên tục, gọi hệ có chu kỳ hạn chế, hệ ì có chu kỳ Hệ gọi ì kì 178 dị (strange attractor) hệ có trạng thái tương đối ổn định, lại tạo chu kỳ không ổn định Một hệ ì kỳ dị có quỹ đạo phân đoạn (fractal trajectory) • Tính trồi (emergence) Là tính chất hệ thống tổ phần riêng biệt hệ khơng có • Vốn (stock) Là kho dự trữ khối lượng vật chất, lượng thông tin (còn gọi nguồn dự trữ hệ) giúp cho hệ tồn biến đổi • Vùng rộng (hyper-region) Vùng có khoảng tác động lớn • Xói mịn (erosion) Là suy thoái nguồn tài nguyên cung cấp cho hệ Điều xảy bên mạng phản hồi kích động, có nghĩa tự thân xói mịn lại tạo xói mịn tương lai • Xun suốt (throughout) Dịng lượng, vật chất hay thông tin từ nguồn, vượt qua nhào nặn hệ thống, đạt đến điểm cuối hệ 179 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADB: Ngân hàng Phát triển Châu Á (Asian Development Bank) APRS: Đánh giá quy hoạch phát triển bền vững nông thôn (Assessing and Planning Ruralsustainabiltty) ARS: Đánh giá tính bền vững nơng thơn (Assessing Rural Suslainability) ASI: Chỉ số bền vững nuôi trồng thủy sản (Aquaculture Sustainability lndex) BS: Thước đo tính bền vững (Barometer of Sustainability) CMI: Chỉ số nhiêu loạn quản lý hệ thống (Chaos Management lndex) CP: Các vấn đề tổ hợp (Composite Problems) CPM: Độ đo nghèo tiềm (Capacity Poverty Measure) D: Thứ nguyên, chiều (Dimension) EDI: Chỉ số Downione Sinh thái (Ecological Downione lndex} ESM: Độ đo dịch vụ môi trường (Environmental Selvice Measure) GDI: Chỉ số phát triển giới (Gender Development lndex) GSCS: Gia súc có sừng HDI: Chỉ số phát triển nhân văn (Human Developmenl lndex) HPI: Chỉ số nghèo nhân văn (Human Poverty lndex) IPM: Quản lý dịch hại tổng hợp (lntegrated Pest Management) IUCN: Tổ chức Bảo tổn thiên nhiên Quốc tế (lntemational 180 Union for Conservation of Nature) LFA: Tiếp cận khung logic (Logical Framework Approach) LSI: Chỉ số phát triển bền vững địa phương (Local Sustainability lndex) NBBLK: Phương pháp phân tích Nhận, Biết, Bàn, Làm, Kiểm tra PA: Tháp hành động (Pyramid of Action) PARS: Quy hoạch hành động nhằm phát triển bền vững nông thôn (Planning Actions for Rura/ Sustainability) PRA: Đánh giá nhanh có tham gia (Participatory RapidAppraisal) SA&P: Phân tích hệ thống quy hoạch (System Ananysis and Planning) SAM: Biểu đồ đánh giá bền vững (Sustainability Assessment Mapping) SMART: Phương pháp phân tích Cụ thể (Specirc), Định lượng (Measurable), Đạt (Achieve), Hiện thực (Realistic) Thời gian (Time bound) SN: Thương thuyết chiến lược (Strategic Negotiation) SWOT: Phương pháp phân tích Thế mạnh (Strength), Điểm yếu (Weakness), Cơ hội (Oppotunity) Đe dọa (Threat) TĐC: Tái định cư UNDP: Chương trình phát triển Liên hợp quốc (United Nation Development Program) WB: Ngân hàng Thế giới (World Bank) 181 MỤC LỤC Trang Giới thiệu chung Chương 1: Đại Cương hệ thống 1.1 Định nghĩa 1.2 Các đặc tính chức hệ thống 1.3 Xác định hệ thống 14 1.4 Mơ hình hóa hệ thống 15 1.5 Tiến hóa thích ứng hệ thống 18 1.6 Các ngưỡng hệ thống hệ sinh thái toàn cầu 23 1.7 Tính ổn định hệ thống 25 1.8 Rủi ro hệ thống 27 1.9 Phi tuyến điểm tới hạn 28 1.10 Không gian pha chuyển pha 29 1.11 Tính mềm mại hệ thống 32 1.12 Các mức độ bền vững hệ thống kinh tế xã hội 33 Chương 2: Đại Cương tiếp cận hệ thống 36 2.1 Giới thiệu chung 36 2.2 Các hướng tiếp cận hệ thống 41 Chương 3: Công cụ tiếp cận hệ thống ứng dụng nghiên cứu môi trường phát triển 58 3.1 Giới thiệu Chung 58 3.2 Thước đo tính bền vững (BS) 59 3.3 Phân tích hệ thống quy hoạch 62 3.4 Tháp hành động 64 3.5 Đánh giá quy hoạch phát triển bền vững nông thôn 65 3.6 Thương thuyết chiến lược 69 3.7 Biểu đồ SAM 70 3.8 Biểu đồ Downjone sinh thái EDI 74 3.9 Kiến tạo số 76 3.10 Phương pháp xác định ưu tiên trọng số ưu tiên 82 3.11 Phân tích khung logic - LFA 85 3.12 Phân tích SWOT 90 3.13 Phân tích SMART 92 3.14 Phân tích NBBLK 93 3.15 Quan sát hệ thống 94 3.16 Xác định nhiễu loạn hệ thống 100 3.17 Tránh 10 phản đề thường gặp tư hệ thống 105 Chương 4: Các hệ thống sản xuất 117 4.1 Giới thiệu chung 117 182 4.2 Những đặc tính hệ sản xuất 118 4.3 Nguyên lý phân tích diễn hệ thống sản xuất 124 4.4 Phân loại tài nguyên hệ sản xuất 125 4.5 Nghiên cứu trường hợp - hệ thống chăn thả gia súc có sừng khu vực sa van khô hạn Ninh Thuận 126 4.6 Nghiên cứu trường hợp - hệ thống nuôi thủy sản mặn lợ Nghĩa Hưng, Nam Định (năm 2002) 132 4.7 Nghiên cứu trường hợp - Tính trồi hệ thống tài ngun mơi trường quản lý hệ thống phòng trừ sâu hại 143 4.8 Nghiên cứu trường hợp - Ứng dụng Tiếp cận Hệ thống để xác lập tiêu chí mơi trường cho điểm tái định cư bền vững 152 4.9 Nghiên cứu trường hợp - Tính gồ ghề hệ thống ứng dụng 163 Kết luận chung 168 Tài liệu tham khảo 170 Phụ lục thuật ngữ hệ thống 173 183 NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI 16 Hàng Chuối - Hai Bà Trưng - Hà Nội Điện thoại: (04) 9718312; (04) 9724770 Fax: (04) 9714899 E-mail: nxb@ vun.edu.vn Chịu trách nhiệm xuất bản: Giám đốc: PHÙNG QUỐC BẢO Tổng biên tập: NGUYỄN BÁ THÀNH Chịu trách nhiệm nội dung: Hội đồng nghiệm thu giáo trình Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Người nhận xét: PGS TS NGUYỄN CHU HỒI TS NGUYÊN XUÂN CỰ Biên tập: TRẦN VĂN HÙNG Chế bản: THÁI HÀ Trình bày bìa: NGỌC ANH TIẾP CẬN HỆ THỐNG TRONG NGHIÊN CỨU MÔI TRƯỜNG VÀ PHÁT TRIỂN Mã số: 1K-01 ĐH2007 In 300 cuốn, khổ 14,5 x 20,5 cm Nhà in Đại học Quốc gia Hà Nội Số xuất bản: 301 - 2006/CXB/60 - 54/ĐHQGHN, ngày 25/04/2006 Quyết định xuất số: 14 KH/XB In xong nộp lưu chiểu quý năm 2007 184 ... công cụ sắc sảo dựa tiếp cận hệ thống cho phát triển bền vững • Những tảng khoa học - góp phần phát triển Tiếp cận Hệ thống Tiếp cận Hệ thống, nhiều trường hợp gọi Tư Hệ thống, lĩnh vực mẻ hoàn... đề môi trường phát triển - hệ thống mềm nửa mềm Phân tích hệ thống phương pháp, công cụ cụ thể tiếp cận hệ thống sử dụng 2.2 Các hướng tiếp cận hệ thống Có hai hướng tiếp cận vấn đề thực nghiên. .. thuyết hệ thống Tiếp cận Hệ thống hình thành phát triển 36 Tiếp cận Hệ thống học thuyết Benalanffy kết hợp phương pháp phân tích tổng hợp Bertalanffy cho tất hệ thống nhà vật lý nghiên cứu hệ thống