Choosing the Appropriate Modeling Approach to Simulate Social-Ecological Systems

1

درکیور باختنا یزاسلدم

تهج بسانم هیبش

یزاس یاه متسیس

یعامتجا -

یکیژولوکا

یقاحسا اضردیس

1

یرغوگ یمیرک دیمح ،* 2

1 . ( نارهت هاگشناد یزرواشک جیورت یرتکد یوجشناد Rezaeshaghi@ut.ac.ir

)

2 . یملع تایه وضع )یبرم(

لباز هاگشناد یزرواشک هدکشناد ،یزرواشک شزومآ و جیورت هورگ (

Karimihamid@uoz.ac.ir )

هدیکچ

اداراپ می س متسی اه ی بط یعی ناسنا و ی پ یتفرشی رظن ود ره رد هی

سانش شور و ی

بط و ناسنا طباور رتهب کرد ات دراد تعی

و

سب اب هلباقم یرای

رظن لئاسم زا ی

لمع و ی گ تروص طبترم دری

. ا اب نی ه نونکات ،لاح چی

کرت راک یبی س و کیتامتسی ارب

ی

سب هلئسم هب نداد خساپ رای

مهم ی ب هک نی س متسی اه ی ناسنا ی بط و یعی هنوگچ :تسا هتفرگن تروص دراد دوجو

مصت می یریگ یاه ناسنا ی نچ رد نی س متسی اه ی م تروص هدش لصتم ی

گ

؟دری بش هی زاس ی نعم هب ی زا هدافتسا کی

لدم

تابساحم ی ب ار ی ب ندروآ تسد هب شنی

فاضا ی راتفر هب کی س متسی پ هدیچی س لاثم ناونع هب(

متسی اه ی ژولوکا یکی و

عامتجا ی زاسلدم باختنا روصت اب ) ی

موهفم

،ی زرا هب هکلب یبای

اه همانرب و اه حرط ی

ند رد اهنآ ماجنا نودب یای

عقاو ی م ی

درپ دزا سب . یرای ارش زا طی ز و ری س متسی م اه ی صوت ناونع هب دناوت فی

دادعت روضح اب هدننک ی

دوجوم زا تی اه ی هک لقتسم

اهراتفر ی عت )تلاماعت و اه شنک(

نیی غ هار رد(

ری دب یهی س لماکت ) متسی

لک ی د هدی .دوش

:یدیلک ناگژاو یعامتجا یاه متسیس

- لماعت ،یعامتجا یزاس هیبش ،یکیژولوکا تسیز طیحم و ناسنا

2

همدقم غت ،یریذپریی یگدیچیپ و یگدینت مهرد

یگژیو نیرت هتسجرب لکش( دنتسه یدام یاه متسیس یاه

1 متسیس .) یزرواشک یاه

( دنوش یم یقلت هدیچیپ و ایوپ یتایعقاو و هدوبن ینثتسم هیضق نیا زا تسیز طیحم و Yiching and Vernooy, 2010;

Raman, 2006; Cowan et al, 2006; Moran, 2005 ح اهنآ تارییغت هک )

متسیس یمیظنت دوخ یاهورین لصا یاه

،یگنهرف ،یتیعمج تارییغت ،تارییغت نیا زا ادج .تسا تعیبط رب ناسنا راذگریثات میقتسمریغ و میقتسم یاهورین و یزرواشک ( یروانف و یداصتقا ،یعامتجا Fischer-Kowaski and Rotmans, 2009; Henseler et al, 2009

نایرج رد زین )

یس رد .دنشاب یم ،ییاذغ یاه میژر ،یسایس بوچراچ ،نارگشنک یاضف ،اذغ دیلوت رد هجوت لباق تارییغت ،یزرواشک یاه متس

( دراد دوجو تسیز طیحم رب ریثات و اه یژولوئدیا Wilson, 2007

.) هیبش

،یزاس رازبا یبسانم یارب لح یرایسب زا لئاسم

تسا و رد هزوح یاه فلتخم

،یدربراک قیقحت

و یبایزرا یاهیروئت دیدج

و شزومآ هب راک یم دور . ییاناوت تخاس و یارجا

لدم یاه هداس هدش زا یایند

،یعقاو و یبایزرا شور اه و اهراکهار شیپ زا هدایپ یزاس

،اهنآ هراومه زج تیباذج یاه یلصا هیبش

یزاس هدوب .تسا هیبش یزاس رد مولع یعامتجا هتشر

یا تساپون . یتقو همانرب یاه یرتویپماک شرتسگ

تفای یخرب زا

نادنمشناد مولع

،یعامتجا تاراظتنا

یدایز ةرابرد ییاناوت بسک شزادرپ یراتفر زا قیرط لدم یاه یرتویپماک ار

دنتشاد . زا

هلمج نیا دارفا

،لون واش و نومیس دندوب هک رد لاس 1591 یارب لح تلاکشم یناسنا

همانرب یا هیبش هب کی ةمانرب

یرتویپماک یحارط

دندرک . زا یگژیو بلاج هیبش یزاس یم ناوت هراشا درک هک هیبش یزاس دوخ هداد شیاه ار هیهت یم دنک

نیدب ینعم هک اب هدافتسا زا تاضورفم یهیدب

راک دوخ ار عورش یم دنک و رد تیاهن نکمم تسا دمایپ لباقریغ راظتنا و

شیپ ینیب ار هدهاشم

،دیامن هب ینایب زا یگژیو یاه هیبش یزاس یم ناوت تفگ هک رد بلغا تاقوا نکمم تسا سپ زا ماجنا

هیبش یزاس ام اب باوج اه و هداد یاه یهاگ داضتم زین وربور میوش هک نیا زا نسح یاه رایسب مهم نیا شور و کینکت تسا

هک کمک ینایاش یم دناوت ماجنا دهد . مدرم هب هطساو هیرظن هیبش یزاس هب فیصوت تلااح ینهذ و شیپ ینیب و نییبت راتفر

نارگید یم دنزادرپ . نیا هیرظن هب ناونع کی هیضرف یبرجت رد هزوح تفرعم یسانش و مه هب ناونع یکی زا میهافم ینهذ رد

هفسلف نهذ هعسوت هتفای تسا و رب یسانشناور و

هب هژیو ییابیز یسانش و هفسلف مولع یعامتجا تاریثأت

لباق هجوت هتشاد تسا

(Gordon and Cruz, 1996) .

فادها ماجنا هیبش یزاس رد مولع یعامتجا دنترابع

زا ( یداوج

،هناگی 1811 :) شیپ ینیب و

نییبت ندرک و دقن : اب هدافتسا زا هیبش یزاس یم ناوت هب شیپ ینیب

،تاقافتا اهراتفر و تلااح فلتخم هک رد طیارش یداع

نکمم تسین تسد تفای و نیمه یگژیو نآ هب ام کمک یم دنک ات هب نییبت و ریسفت یرایسب زا تیعقوم میزادرپب اه و

زا

یفرط مه یم ناوت یرایسب زا تایرظن هک ناکما یسررب یبرجت اهنآ دوجو درادن ار یسررب و دقن درک . یروص ندرک : یم ناوت

یرایسب زا میهافم و بلاطم ار زا تلاح یعازتنا و یرظن فرص هیبش یزاس و یروص دومن نومزآ . یروئت اه : روطنامه هک لابق مه

هراشا دش یرایسب زا یروئت اه زا هلمج یروئت ییاه رد حطس نلاک لباق نومزآ و هبرجت دنتسین سپ هیبش یزاس هنیمز زاس

نومزآ نیا یروئت یاه رد حطس نلاک تسا . طسب و شرتسگ یروئت

اه : اب یسررب و نومزآ یروئت اه و بسک تخانش و نییبت

اهنآ و رد هجیتن بسک و تفایرد دراوم بیع و صقن یروئت اه یم ناوت هب طسب و شرتسگ و دوبهب یروئت اه تسد تفای . روط هب

:دشاب یم لحارم نیا لماش یزاس هیبش تاعلاطم یلک 1

،هلاسم نییعت) 2

،هلاسم یزاس لومرف ) 8

هداد شزادرپ و یروآ عمج )

،یعقاو متسیس یاه 4

کی هعسوت و یزاس لومرف ) ،لدم

9 ،لدم یجنس رابتعا ) 6

،هدنیآ فراصم یارب لدم یزاسدنتسم ) 7

)

،لدم یارب بسانم یبرجت یحارط باختنا 1

،لدم ارجا یارب یبرجت طیارش داجیا ) 5

،یزاس هیبش یارجا ) 11

ناشن و ریسفت )

و جیاتن نداد 11

تاعلاطم تیهام و طیارش ساسارب لحارم نیا .یتآ یاه تیلاعف یارب داهنشیپ ) دنک رییغت تسا نکمم فلتخم

Maria, 1997( .)

3

اه متسیس ییایوپ هتسد جنپ هب هدیچیپ یاه متسیس یزاسلدم عونتم یاهدرکیور (1

نیزیب یاه هکبش ،)SD (2

لدم ،)BN یاه

یجوز هفلوم (8

لماعرب ینتبم یاه لدم ،)CCM (4

شناد رب ینتبم یاه لدم و )ABM (9

یم میسقت )KBM توافت .دنوش

هدرکیور نیب ( لودج رد یزاسلدم یا

1 ( تسا هدش هدروآ ) Kelly et al, 2013

.) )فلا ییایوپ س ی متس اه و لدم اه ی نتبم ی

رب لماع هب روظنم دوبهب کرد س ی متس و ی گدا ی ر ی عامتجا ی بسانم دنتسه . ای ن هب ا ی ن لد ی ل تسا هک کأت ی د ا ی ن شور اه رب

سررب ی لامتحا ذپ ی ر ی ضرف اه و اتن ی

،ج هب اج ی پ ی ش ییوگ

، پ ی ش ب ی ن ی ی ا مصت ی م گ ی ر قیقد ی تسا . نچ ی ن لدم اه یی بلغا

هزاجا دنهد یم هب

مصت ی م گ ی ناگدنر و ذ ی ناعفن هب روظنم امزآ ی ش اب لدم و طیحم زا جراخ رد فلتخم یاه هیضرف ناحتما

یعقاو رد دروم آرف ی اهدن ی عض ی ف لباق کرد تسا . ای ن لدم اه هب موهفم زیوجت س

ی تسا دنرادن لیم .

)ب هکبش اه ی ب ی ز نی

،و هب

م ی ناز

،مک لدم اه ی نتبم ی رب شناد هب روط لومعم دروم هدافتسا رارق م ی گ ی دنر ات قتسم ی ام مصت ی م گ ی ر ی ار رد ح ی ن مدع

مطا ی نان شرازگ دننک . اهنآ ا ی ن راک ار اب هدافتسا زا هداد اه ی ک ی ف ی و مک ی ارب ی هب تسد ندروآ پ ی ش ییوگ اه ( رد دروم هکبش

اه ی ب ی ز نی بلغا لامتحا ی ) رد دروم اتن ی ج تامادقا ی ا س ی تسا اه ماجنا م ی دنهد . هن رب امن ی ش ی مع ی ق زا آرف ی اهدن زکرمت

م ی نک ن

،د هکلب هرتسگ سو ی ع ی زا ششوپ ار لماش تاعلاطا رص ی ح رد دروم مدع عطق ی ت رد حطس نلاک دنهد یم ماجنا .

هکبش

اه نیزیب ی ن ی ز ارب ی ی گدا ی ر ی عامتجا ی دنمشزرا دنتسه . )ج لدم اه ی یجوز هفلوم بلغا

اناوت یی صوت ی ف تلاماعت پ ی چ ی هد ب ی ن

آرف ی اهدن ی قد ی ق ارب ی فادها پ ی ش ییوگ

، پی ش ب ی ن ی و کرد س ی متس ار رد رظن م ی گ ی دنر . اهنآ اب اضف و نامز دنراد راکو رس .

اب

ای ن

،لاح اهنآ اموزل رتهب زا لدم اه ی

، SD وBN اربABM ی پ ی ش ییوگ ن ی دنتس . لدم اه ی گرزب رت و قد ی ق رت بلغا هب

وحن ی راتفر م ی دننک ات دح ی هک مدع مطا ی نان دوجو

،دراد نارگن دنتسه ز ی ار لامتحا ب ی رتش ی دنراد رتماراپ هک ی

ب ی ش زا دح و

مدع مطا ی نان ارب ی فشک لکشم دشاب . )چ اناوت یی لدم اه ی یجوز هفلوم ارب

ی صوت ی ف تلاماعت پ ی چ ی هد و ا ی ن عقاو ی ت تسا هک

هاگ ی تاقوا بسانم نتخاس لدم اه ی پ ی چ ی هد دوجوم یجوز

،تسا تلع لامتحا بوبحم ی ت اهنآ تسا . اب ا ی ن

،لاح اهنآ نچمه ی ن

م ی دنناوت زا عون رتربنامز زا لدم ی هچراپک ارب ی هار زادنا ی دنشاب و نکمم تسا امن ی لک ی

، تاعلاطا مدع مطا ی نان ی ا لباق ی ت

تشپ ی ناب ی زا مصت ی تام ار هک ذ ی ناعفن ن ی زا هب هئارا نآ ار دنرادن هئارا دنهد . زا وس ی د ی

،رگ لدم اه ی یجوز هفلوم

، هب و ی هژ رگا هب

تروص ی هچراپک زاس ی رد حطس لااب هتخاس

،دنوش م ی دناوت کرت ی ب سب ی را ی زا ور درکی اه ی د ی رگ لدم و پ ی چ ی گد ی لداعت اب

شناد دوجوم ارب ی لاک ی سارب ی نو اهنآ دشاب . )ه لدم اه ی نتبم ی رب لماع تباث هدش تسا هک رازبا دنمتردق ارب

ی ی گدا ی ر ی

عامتجا ی رد ط ی ف هدرتسگ ا ی زا ظنت ی تام تسا هک رد نآ ضرف ی تا طوبرم هب آرف ی اهدن و تلاماعت دروم سررب ی و هب کارتشا

هتشاذگ م ی دوش . اهنآ م ی دنناوت تارثا درف ی ی ا عمج ی ار رد رظن گب ی دنر . )خ لدم اه ی نتبم ی رب شناد ی ا موهفم ی ارب ی ره ی ک

زا درکیور اه م ی دناوت هطقن دورو بوخ هب هلئسم ارب ی حلاصا

،فادها کرد مهم رت ی ن و ی گژ ی اه ی س ی متس و اسانش یی غتم ی اهر و

لماوع لک ی د ی دشاب .

( لودج 1 .) هدافتسا بسانم زا ور ی اهدرک ی لدم زاس ی ی هچراپک X ( = و ی گژ ی

،کرتشم * = و ی گژ ی بسانم ) Kelly et al, (

)2013 ییایوپ

یاه متسیس هکبش

یاه نیزیب لدم

یاه هفلوم

یجوز لدم

یاه رب ینتبم

لماع لدم

یاه رب ینتبم

شناد

لاد ی ل زاسلدم ی / عون دربراک ییوگ شیپ

X *

* X X

ینیب شیپ X

X

میمصت تیعطق مدع طیارش رد یریگ X *

* X *

1Systems Dynamics

2Bayesian Networks

3 Coupled Component Models

4Agent Based Models

5 Knowledge Based Models

4

متسیس تخانش X

X X

X

یعامتجا یریگدای X

X X

عون هداد دوجوم ارب ی لدم عمج ی یمک و یفیک یاه هداد ت

X *

* X *

یمک ابلاغ X

X X

لدم زکرمت رب ی ک ضوت ی ح پ ی چ ی هد زا آرف ی اهدن ی

صاخ ی ا ششوپ رتشیب ضرع تلاماعت رد

س ی

؟متس صاخ و یقمع یاهدنیآرف X *

X X

متسیس ضرع X

X

* X X

هب حیرص تاعلاطا ،تیعطق مدع هرابرد لدم ایآ یم هئارا اه هیضرف لدم هلیسو

؟دنک X هلب

X ریخ X

X X

دنمقلاع ی هب سررب ی تلاماعت ب ی ن دارفا و ثأت ی ر اهنآ

رد س ی

،متس و ی ا اهنت راتفر تارثا عمج ی

؟ دارفا نیب تلاماعت X

یعمج تارثا X

X

* X X

بوچراچ امنهار

ارب ی باختنا بسانم رت ی ن شور زاسلدم ی ن ی ز رد بلاق ی ک تخرد مصت ی م گ ی ر ی رد لکش ( 1 ) ناشن هداد هدش

تسا .

( لکش 1 .) تخرد مصت ی م گ ی ر ی ارب ی باختنا بسانم رت ی ن درکیور زاسلدم ی ی هچراپک تحت دربراک درادناتسا Kelly et al, (

)2013

یریگ هجیتن و ثحب هعلاطم متسیس یاه هدیچیپ هب زرم یملع مهم لیدبت هدش تسا . اب حلاطصا متسیس هدیچیپ ام هب ینعم کی متسیس

لکشتم زا یرایسب زا تاعطق عیزوت هدش لماعت تسا . هنیمز متسیس یاه هدیچیپ ای ملع یگدیچیپ رد

طساوا ههد 1511 دوجوب

5

دمآ و زا عاونا یفلتخم زا داصتقا ات کیزیف هب طیحم تسیز دلوتم دش . ملع متسیس یاه هدیچیپ هعومجم یا زا اهرازبا و

بوچراچ یارب

هدهاشم هدیدپ اه ار مهارف یم دنک . ره هدیدپ یا ار یم ناوت هب ناونع کی متسیس هدیچیپ هدهاشم درک و

باختنا ینامز هک ماجنا نیا راک یگتسب هب یبایزرا ینامز هک دیفم نیرت هدافتسا زا زنل و / ای شور یاه متسیس یاه هدیچیپ

تسا . کی شور مهم زا ملع یگدیچیپ لدم

یزاس ینتبم رب لماع تسا . ا هدی لصا ی زاس لدم ی نتبم ی ا لماع رب نی

هک تسا

سب یرای دپ زا هدی اه ی ب رگا و(

رتشی م ناهج رد ) ی

حم ،اه لماع اب رثوم روط هب دناوت

،طی صوت و فی حم و لماع اب لماع لماعت طی

.تسا راگزاس کی

لماع کی درف ای صوصخ اب لقتسم مسج تای

حم .تسا فادها لاامتحا و تامادقا ،صاخ طی

دنا مشچ از تسا

م و دنتسه لماعت رد نآ لماوع هک ی

سدنه تروص هب دنناوت

،ی نتبم ی هکبش رب ای

اه هداد زا ی

عقاو ی تلاماعت .دنوش جارختسا

ب نی ا نی لماوع ای حم اب طی م ی سب دناوت رای پ هدیچی م اه لماع .دشاب ی

د لماوع اب دنناوت رگی

ای حم یطی هن و دننک رارقرب طابترا

ماع لماعت راتفر اهنت ل

غت نامز رد ریی

م ی م هکلب ،دنک ی

ژتارتسا دناوت ی

اه یی مصت هک دشاب می

م ی گ دنری راک هچ ی نامز رد ار

صاخ ی ا .دنهد ماجنا نی

رط زا تلاماعت قی

کشت تاعلاطا لدابت لی

م ی تن رد .دوش هجی

ا نی م لماوع ،تلاماعت ی

عضو دنناوت تی

لخاد ی دننک زور هب ار دوخ ای

فاضا تامادقا ی

هد ماجنا ار ن

د .

عبانم

Cowan, C. W. Watson, P. J. and Benco, N. L. (2006). The origins of agriculture: an international perspective.

University of Alabama Press, 224 pp.

Fischer-Kowalski, M and Rotmans, J. (2009). Conceptualizing, Observing, and Influencing Social–Ecological Transitions. Ecology and Society 14(2): 3. [online] URL: http://www.ecologyandsociety.org/

vol14/iss2/art3/.

Gordon, Robert M. and Cruz, Joe. (1996). “simulation Theory”. Nature pub. Group Encyclopaedia of Cognitive Science.

Henseler, M. Wirsig, A. Herrmann, S. Krimly, T. Dabbert, S. (2009). Modeling the impact of global change on regional agricultural land use through an activity-based non-linear programming approach. Agricultural Systems 100 (2009) 31–42.

Kelly, R. A. Jakeman, A. J. Barreteau, O. Borsuk, M. E. ElSawah, S. Hamilton, S. H. Henriksen, H. J. Kuikka, S.

Maier, H. R. Rizzoli, A. E. van Delden, H. Voinov, A. A. (2013). Selecting among five common modelling approaches for integrated environmental assessment and management. Environmental Modelling & Software 47 (2013) 159-181.

Maria, A. (1997). Introduction to modeling and simulation. In proceedings of the 29th conference on winter simulation, 1997. 7-13.

Moran, E. F. (2005). Seeing the forest and the trees: human-environment interactions in forest. MIT Press, 442 pp.

Raman, S. (2006). Agricultural sustainability: principles, process, and prospects. Routledge, 474 pp.

Wilson, G. A. (2007). Multifunctional Agriculture: A transition theory perspective, London: Cromwel Press, Trowbridge.

Yiching, S. and Vernooy, R. (2010). Seeds and synergies innovation in rural development in China. IDRC. 136 pp.

Choosing the Appropriate Modeling Approach to Simulate Social-Ecological Systems Abstract

The paradigm of natural and human systems is progressive in both theory and methodology, in order to better understand human-nature relationships and confront many theoretical and practical issues. However, there has been no systematic and systematic work to address the crucial issue between human and natural systems: How do human decisions take place in such connected systems? Simulation means using a computational model to gain additional insight into the behavior of a complex system (eg ecological and social systems) with the idea of conceptual modeling choices, to evaluate plans and programs without realizing them in the

6

real world doing. Many conditions and subsystems can be described as descriptor by the presence of a number of independent entities whose behavior (actions and interactions) is determined (in a non-obvious way) of the overall system evolution.

Key words: Social-Ecological Systems, Social Simulation, Human-Environment Interaction