کاربرد مدل چندمنظوره نظریه بازی‌‌ها برای بهینه‌‌سازی کاربری اراضی در حوزه آبخیز زِمکان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه پیام نور

2 دانشیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه گیلان

چکیده

این پژوهش با هدف امکان‌‌سنجی کاربرد مدل چندمنظوره نظریه بازی‌‌ها برای ایجاد توازن بین دغدغه‌‌های اقتصادی و زیست‌محیطی در بهینه‌‌سازی کاربری اراضی حوزه آبخیز زِمکان واقع در غرب استان کرمانشاه و برای کمک به امر تصمیم‌‌گیری، انجام گرفت. هدف دوگانه مدل چندمنظوره نظریه بازی‌‌ها به حداقل رساندن اثرات تخریبی روی محیط زیست (میزان فرسایش و رسوب کمتر) و به حداکثر رساندن میزان درآمد اقتصادی (ارزش خالص فعلی بیشتر) حاصل از کاربری‌‌های مختلف می‌‌باشد. برای آگاهی از انواع کاربری‌‌های اراضی از تصاویر ماهواره‌‌ای IRS-P6 و برای نشان دادن مساحت کاربری‌‌ها از ابزار GIS بهره گرفته شده است. در این پژوهش حامیان و طرفداران حفاظت از محیط زیست و جنگل‌ها به‌عنوان بازیگر زیست محیطی (بازیگر یک) و کاربران حوزه‌‌ آبخیز زمکان به‌عنوان بازیگر اقتصادی (بازیگر دو) انتخاب شدند. در این مطالعه استفاده از نظریه بازی‌‌ها، بهینه‌‌سازی چندمنظوره و سیستم‌‌های اطلاعات جغرافیایی در بهینه‌‌سازی کاربری اراضی حوزه آبخیز زمکان برای ایجاد توازن توسعه اقتصادی و اثرات زیست‌محیطی استفاده شد. نتایج مدل چندمنظوره نظریه بازی‌‌ها نشان داد که بعد از چند دور چانه‌‌زنی و تعدیل اهداف بین بازیگران تعادل نَش ایجاد می‌‌شود. در بازه تعادل نش، میانگین فرسایش و رسوب برای بازیگر زیست محیطی از 4296 تا 4300 هزار مترمکعب در سال و ارزش خالص فعلی برای بازیگر اقتصادی از 47050 تا 47068 میلیارد ریال در سال متغیر است. تعادل نش در مقایسه با پراکندگی بهینه پارتو که نتیجه مدل چندهدفه سنتی (کلاسیک) می‌‌باشد، راه‌‌حل‌‌های رضایت‌‌بخش‌‌تری را بر اساس اولویت‌‌های تصمیم‌گیرندگان ارائه نمود. نتایج بیانگر این است که مدل نظریه بازی‌‌ها در بسیاری دیگر از مسائل مربوط به مدیریت محیطی نیز کاربرد دارد. پژوهش‌‌های آینده می‌‌تواند روی بسط دادن یک هدف سوم به‌عنوان مثال دغدغه‌‌های اجتماعی متمرکز شود و به جای باز‌‌ی‌‌های دو هدفه از بازی‌‌های سه هدفه استفاده شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of multi-objective game-theory model for the purpose of land use optimization of Zemkan basin

نویسندگان [English]

  • Sohrab Moradi 1
  • Soleiman Mohammadi Limaei 2
1 Assistant Professor, Faculty of Agricultural Sciences, Payame Noor University, Iran
2 Associate Professor, Faculty of Natural Resources, University of Guilan, Iran
چکیده [English]

This study was carried out with the aim of feasibility evaluation of the application of multi-objective game-theory model for settling balance between economic and environmental concerns in land use optimization as well as to facilitate the respective decision-makings in Zemkan basin, located in the west of Kermanshah Province. The bi-objectives of multi-objective game-theory model are minimizing the destructive effects on the environment (less erosion and sediments) and maximizing the economical incomes resulted from different land uses (more net present value). The IRS-P6 Satellite images were used for recognition of different land uses and the areas of these land uses were determined using GIS tools. In this study, the environmentalists (player 1) and Zemkan basin users (player 2) were selected as environmental and economical players, respectively. In this study, an integration of game theory, multi-objective optimization and geographic information system was used in land use optimization of Zemkan basin in order to set balance between economic development and environmental effects. The results of multi-objective game-theory model indicated that after several rounds of bargaining and moderating the objectives between players, Nash equilibrium would be resulted. Within Nash equilibrium limits, the mean of erosion and sediment ranges from 4296 to 4300 thousands m3 per year and net present value, also ranges from 47050 to 47068 million Rials for economic player. Comparing with Pareto optimality, which is the result of classical multi- objective model, Nash equilibrium offered more satisfactory solutions based on decision makers’ priorities. The results also suggest that the game theory model can be applied in many other issues concerning environmental management. The future researches may concentrate on developing a third objective like social concerns so that three-objective games would be applied instead of bi-objective ones.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Land use optimization
  • Game theory
  • Conflict analysis
  • Pareto optimal
  • Nash equilibrium