《Environmental Innovation and Societal Transitions》：A Catalogue of Do’s and Don’ts in the Modeling of Environmental Systems
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本文提出针对环境建模的Do's and Don'ts实践指南，强调在系统不确定性和多利益相关者背景下，需规范建模全周期的决策流程，包括问题定义、技术设计、参数校准及不确定性分析，以提升结果的可信度和透明度。
Xifu Sun|Anthony Jakeman|Serena H. Hamilton|Volker Grimm|Randall J. Hunt|Sondoss Elsawah|Hsiao-Hsuan Wang|Barry Croke|Min Chen
中国江苏省南京市南京师范大学气候系统预测与风险管理国家重点实验室
摘要
建模在理解和管理复杂的环境系统中发挥着至关重要的作用，但其可信度和质量在很大程度上取决于一套全面的、可辩护的建模活动和实践。特别是在所研究的系统存在不确定性以及利益相关者观点存在冲突的情况下。本文提出了一份“该做”和“不该做”的清单，以指导建模者在整个建模周期内处理各种相关问题。这一实用工具提供了通过遵循良好的建模实践来有效进行建模的建议。它强调了与建模目的和背景相一致的模型选择，以及对建模决策和假设的合理性和文档记录。管理不确定性是一个核心考虑因素。在整个建模过程中，识别、评估和报告这些不确定性都非常重要，这一过程涵盖了问题构建、技术设计、实施和应用阶段。这些良好的实践对于建模的透明度和可靠性至关重要。
章节摘录
引言/动机
建模已成为表示、探索和预测环境系统行为的重要工具。这些系统可能包含相关的子模型，如代表气候、水文、土地利用、生物地球化学、农业和/或社会经济特征的组件。建模的主要目的通常是提高我们对强迫条件变化如何影响社会关注的环境结果的理解，以及我们如何更好地管理这些系统。
在整个建模周期中为管理不确定性需要做出的决策
建模周期包括四个主要阶段，在每个阶段都必须做出关键决策：
•问题构建阶段：决策集中在定义模型目的、范围、系统变量和边界以及利益相关者的参与上。
•技术设计阶段：关于数据需求、空间和时间尺度以及模型复杂性的选择。
•实施阶段：模型的软件开发和测试、参数估计、校准策略、敏感性分析、鲁棒性分析和不确定性分析。
良好建模实践的“该做”和“不该做”的事项
建模者必须应对由多样化的数据来源和类型、协同和竞争性的方法论、复杂的系统动态以及各种利益群体观点所构成的挑战性环境。从问题制定到不确定性沟通，建模周期每个阶段的决策和活动都会显著影响结果的可信度和实用性。本节提供了我们的“Double D”结构化框架，指导如何保持良好的建模标准。
结论
本文提出了一份结构化的“该做”和“不该做”的清单，作为提高环境建模实践和结果的质量、透明度和可靠性的实用指南。尽管TRACE [26] 和 ODD 协议 [28] 等框架为模型文档化和设计提供了必要的指导，但我们的建议旨在帮助“引导建模者的注意力”到解决建模周期中常见挑战的可行策略上。
CRediT 作者贡献声明
Min Chen：监督、调查。Xifu Sun：撰写——初稿、项目管理、方法论、调查、概念化。Anthony Jakeman：撰写——审阅与编辑、监督、资源、方法论、概念化。Serena H. Hamilton：撰写——审阅与编辑。Volker Grimm：撰写——审阅与编辑。Randall J. Hunt：撰写——审阅与编辑、概念化。Sondoss Elsawah：撰写——审阅与编辑、概念化。Hsiao-Hsuan Wang：撰写——审阅
利益冲突声明
作者声明以下财务利益/个人关系，这些可能被视为潜在的利益冲突：
鉴于 Min Chen 和 Sondoss Elsawah 担任环境建模与软件编辑的角色，他们没有参与本文的同行评审，也无法获取有关其同行评审的信息。本文的编辑过程的全部责任已委托给最近的期刊主编。
利益冲突声明
?作者声明以下财务利益/个人关系，这些可能被视为潜在的利益冲突：
鉴于 Min Chen 和 Sondoss Elsawah 担任环境建模与软件编辑的角色，他们没有参与本文的同行评审，也无法获取相关信息
致谢
我们感谢 Martha Nielsen（美国地质调查局）对稿件的有益评论。本工作得到了国家自然科学基金 [资助编号：42325107, 42401532] 的支持。Xifu Sun 的研究得到了江苏省优秀博士后人才资助计划的支持。Barry Croke 感谢Hilda John 基金会对澳大利亚国立大学的资助。任何使用贸易、公司或产品名称仅出于描述目的，并不意味着得到美国的认可。
