الگوی بهینه زراعی مصری با استفاده از برنامه‌ ‌نویسی کسری غیر خطی

الگوی بهینه زراعی مصری با استفاده از برنامه‌ ‌نویسی کسری غیر خطی – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه حسابداری

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

الگوی بهینه زراعی مصری با استفاده از برنامه‌ ‌نویسی کسری غیر خطی

چکیده

هدف از این مطالعه یافتن الگوی زراعی بهینه در مصر می‌باشد که بر اساس آن بتوان نسبت به حداکثر رسانی میزان برگشتی درآمد خالص بر حسب متر مکعب آب اقدام نمود. هدف ما دسترسی به بکارگیری موثر منابع آب نادر می‌باشد. مطالعات قبلی نشان دهنده انحراف الگوی زراعی جاری از بکارگیری موثر منابع می‌باشد. مدل برنامه نویسی کسری در مقوله‌های محتمل آینده در زمینه قیمت‌های محصولات زراعی مصر بکار گرفته شده است. اولین برنامه مرتبط با تداوم قیمت‌های محلی می‌باشد، در حالیکه دومین برنامه مرتبط با شرایط پویای جهانی نظیر بکارگیری قواعد ومقررات موافقت‌نامه‌های تجارت آزاد، می‌باشد که بر اساس آن انتظار می‌رود باعث شود تا قیمت‌های محصولات زراعی مصر بسطح قیمت‌های بین المللی منطبق با این محصولات برسد.

کلمات کلیدی: الگوی زراعی، منابع آب، برنامه‌نویسی چند منظوره، برنامه‌نویسی کسری، برنامه‌نویسی غیر خطی، روشهای جستجوی اکتشافی، استراتژی سیرتکاملی.

الگوی بهینه زراعی مصری با استفاده از برنامه‌ ‌نویسی کسری غیر خطی

مقدمه

الگوی زراعی مصر بصورت عمده برای مدت طولانی تحت کنترل دولت مصر بوده است (۱۹۸۶-۱۹۶۱). مطالعات زیادی که به منظور آنالیز الگوی زراعی در طی این دوره انجام شده است نشان دهنده انحراف الگوی زراعی غالب از یک الگوی بهینه‌ای می‌باشد که قابلیت تحصیل کارآیی اقتصادی در تخصیص منابع و افزایش تولید کشاورزی را دارا می‌باشد.

یک برنامه آزاد سازی کشاورزی از سال ۱۹۸۷ در مصر آغاز گردید. تحت این سیاست آزاد سازی، دولت آزادی انتخاب کشت محصولات کشاورزی را به کشاورزان اعطا نموده و بر این اساس بدانها اجازه داد مساحت زیر کشت محصولات مختلف کشاورزی توسط آنها تعیین گردد. بطور طبیعی، کشاورزان نسبت به کشت محصولی که بیشترین سود اقتصادی را حاصل می‌نماید اقدام می‌کند. آنها  همچنین دست به کشت محصولات الزامی می‌زنند که ارضا کننده نیازهای مصرفی داخلی آنها نظیر گندم، ذرت،‌ برنج، باقلا و شبدر می‌باشد. برخی از مطالعات نشان دهنده تنها پیشرفت اندکی به سمت تحصیل کارآیی اقتصادی در نتیجه تغییراتی می‌باشد که در الگوی زراعی پس از اعمال سیاست‌های آزادسازی بوقوع پیوسته است.

بخش کشاورزی درحدود ۸۱% از منابع آب سالیانه را در مصر مصرف می‌کند. اهمیت مسئله آب در مصر اخیراً بواسطه دلایل متعددی افزایش یافته است. یکی از دلایل اصلی این مسئله رشد پیوسته جمعیت می‌باشد که باعث شده است تا مصر از خط فقر مرتبط با آب که بوسیله سازمان ملل « سرانه ۱۰۰۰ متر معکب بصورت سالیانه» مشخص شده است عبور نماید. مصر در حدود ۵۰% از مصرف داخلی گندم خود را وارد می‌کند. دانشمندان واردات گندم را در حقیقت بعنوان واردات آب بصورت مجازی تصور می‌کنند. علاوه براین، از زمان استقلال، کشورهای شرق و مرکز آفریقا بواسطه پیمان سال ۱۹۲۹ رودخانه نیل رنجیده می‌باشند. اخیراً، اعضای پارلمان کنیا نگرانی خود را در زمینه اعتبار قانونی این پیمان اعلام نموده‌اند چرا که این پیمان این کشورها را از استفاده آب دریاچه ویکتوریا به منظور آبیاری منع نموده است. باتوجه به اینکه  خشک‌سالی بعنوان یک پدیده آشنا در شرق آفریقا مطرح می‌باشد، آب دریاچه ویکتوریا بعنوان راه محتمل برای حل نیازهای غذایی منطقه مد نظر می‌باشد.

در این مطالعه ما دو برنامه را مورد بررسی قرار می‌دهیم. اولین برنامه، قیمت‌های محلی محصولات کشاورزی می‌باشد و دومین برنامه قیمت‌های جهانی این محصولات است. با توجه به اجرای موافقت‌نامه کلی برای تجارت و تعرفه و موافقت‌های تجاری آزاد دیگر، قیمت‌های محلی کالاهای کشاورزی بنظر به سطح قیمت‌های منطبق بین ‌المللی آن سوق می‌یابد.

الگوی بهینه زراعی مصری با استفاده از برنامه‌ ‌نویسی کسری غیر خطی

مواد و روش‌ها

منابع اولیه اطلاعات برای این تحقیق داده‌های منتشر شده و منتشر نشده موجود در اداره آمار و بخش مقوله‌های اقتصادی وزارت کشاورزی و احیای اراضی می‌باشد. همچنین داده‌های دیگری ازمنابع مرتبط نظیر وزارت آبیاری، موسسه مرکزی بسیج عمومی و آمارها بهنگام نیاز مورد استفاده قرار گرفت.

جهت دسترسی به اهداف این تحقیق، چندین روش تحقیقاتی مورد استفاده قرار گرفت (که بعداً تشریح خواهند شد). این روش‌ها عبارتند از: برنامه نویسی غیر خطی، برنامه‌نویسی کسری،‌ برنامه نویسی چند منظوره، استراتژی سیر تکاملی (روش تحقیقات اکتشافی پیشرفته)، قضیه کوهن- تاکر (Kuhn-Tuker)، آنالیز مابعد بهینگی.

تحقیقات انجام شده در این مقاله بشرح ذیل طبقه‌بندی شده است: بخش ۱ نسبت به معرفی اساس تئوریکی اقدام می‌نماید، که شامل دو الگوریتم پیشنهادی می‌باشد. بخش ۴ فرمولاسیون مسئله را عرضه داشته و بخش ۵ حالت کاربرد را بررسی می‌کند. بخش ۶ نسبت به انجام آنالیز مابعد بهینگی اقدام می‌ورزد. در نهایت، نتیجه‌گیری و تحقیقات آتی در بخش ۷ عرضه می‌شود.

الگوی بهینه زراعی مصری با استفاده از برنامه‌ ‌نویسی کسری غیر خطی

اساس تئوریکی

یافتن الگوی زراعی بهینه در مصر که باعث به حداکثر رسانی میزان بازگشت درآمد خالص بر حسب سرانه متر مکعب آب می‌شود را می‌توان بعنوان یک مشکل برنامه نویسی کسری FPP مطرح نمود. FPP در سالیان اخیر توجه زیادی را بخود جلب نموده است و و بر این اساس بهینه سازی نسبت‌های معیارهای مرتبط مشخص کننده بینش بیشتر در خصوص این مشکل در مقایسه با بهینه سازی هر یک از معیارها بصورت مجزا می‌باشد. در یک موقعیت حقیقی، یک فرد تصمیم ساز (DM) در برخی از مواقع بمنظور ارزیابی میزان خروجی/ سرمایه یا سود/ کارکنان و غیره با توجه به برخی از قید‌ها در نواحی مختلف مورد نیاز می‌باشد. مشکل الگوی زراعی را می‌توان بصورت FPP ذیل مطرح ساخت:

فرمولاسیون مشکل

جهت یافتن راه‌حل بهینه برای مشکل الگوی زراعی، ما می‌بایست نسبت به توسعه یک مدل ریاضی برای این مشکل اقدام نماییم. بصورت الزامی سه مولفه اصلی مدل ریاضی عبارتند از: متغیرهای تصمیم، توابع هدف و قیدها. در زیر، ما نسبت به تشریح هر یک از این مولفه‌ها با جزئیات مربوطه اقدام می‌کنیم.

اول: متغیرهای تصمیم: متغیرهای تصمیم،   نواحی هدف می‌باشند، که بوسیله هر یک از محصولات غالب کشت می‌شوند (واحدها: فدان (fedan).

دوم: اهداف: مرحله دوم در فرمولاسیون مدل تعریف توابع هدف می‌باشد، که بشرح ذیل هستند:

کاربرد موردی

بازنگری: در این حالت، ما نسبت به انتخاب ۲۷ مورد از مهمترین محصولات مصر اقدام نمودیم که عبارتند از: گندم، جو، باقلا، نخود، شنبلیله، باقلا مصری، عدس، چغندر قند، شبدر زمستانی، بذرک، پیاز زمستونی، سیر، گوجه زمستانی، سیب زمینی زمستانی، ذرت، ذرت خوشه‌ای، برنج، بادام زمینی، کنجد، سویا، پیاز، گل آفتاب گردان، سیب‌زمینی تابستانی، گوجه تابستانی، پنبه، نیشکر، شبدر تابستانی.

مجموعه قیدهای  معرف حدهای حداقل مرتبط با محصولات مختلف می‌باشد. توجه داشته باشید که یک کشاورز مصری می‌بایست نسبت به تولید حداقل مقدار محصولات مشخص همانند گندم، ذرت، ذرت‌خوشه‌ای، شبدر، اقدام می‌نماید که مورد نیاز مصرف داخلی خود می‌باشد. علاوه بر این دولت مصرر دارای برنامه خاص خود در خصوص تحصیل حداقل مقدار محصولات مشخص می‌باشد و دلیل آن نیز یا بدین واسطه است که این محصولات بعنوان محصولات استراتژیک مد نظر می‌باشند مانند گندم و ذرت، یا آنکه این محصولات بعنوان محصولات مشهور صادرات مصر مد نظر می‌باشند نظیر پنبه، پیاز و سیب‌زمینی.

الگوی بهینه زراعی مصری با استفاده از برنامه‌ ‌نویسی کسری غیر خطی

نتایج و مباحث

با بکار گیری الگوریتم‌های پیشنهادی بر حسب مدل فوق و با توجه به دو برنامه «سیستم قیمت‌های محلی» و «سیستم قیمت‌های بین‌المللی» نتایج ذیل بدست می‌آید:

اول: جدول قیود مرزی: هر یک از جداول ۱ و ۲ مشخص کننده دو نکته در محدوده‌های هر مرز مرتبط با هر یک از برنامه‌ها می‌باشد. این دو نقطه بعنوان محدوده‌های «مرزی» مورد نظر می‌باشند که شامل مجموع کامل نقاط کارا خواهند بود. در سیستم قیمت‌های داخلی، نقطه ایده‌آل ۴/۲۵ بیلیون متر مکعب آب و ۳/۱۵ بیلیون پوند برای درآمد خالص می‌باشد. در حالی که در سیستم‌ قیمت‌های بین المللی نقطه ایده‌آل ۴/۲۵ بیلیون متر مکعب برای آب و ۳/۵۵ بیلیون پوند برای درآمد خالص می‌باشد. با این وجود، نقطه ایده‌آل بواسطه آنکه اهداف بصورت ضد و نقیص می‌باشند غیر عملی خواهد بود.

آنالیز مابعد بهینگی: جهت ارتقای قابلیت کاربرد این مدل در عمل، ما نیازمند اضافه ساختن چشم انداز پویایی می‌باشیم که نسبت به بررسی تاثیر تغییرات احتمالی در پارامترهای مدل در خصوص راه‌حل بهینه اقدام نماید.

الگوی بهینه زراعی مصری با استفاده از برنامه‌ ‌نویسی کسری غیر خطی

نتیجه‌گیری و تحقیقات آتی

این مطالعه نیاز به تغییر الگوی زراعی کنونی در مصر بمنظور تحصیل سودمندی موثر و استفاده کارآ از منابع آب موجود را مورد بررسی قرار داده است. دو برنامه برای الگوی زراعی مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته‌اند. اولین برنامه مرتبط با تداوم قیمت‌های محلی محصولات می‌باشد، در حالیکه برنامه دوم مرتبط با شرایط جهانی پویا، همانند بکارگیری قواعد موافقت‌نامه‌های تجارت آزاد، می‌باشد، که انتظار می‌رود تا بر این اساس قیمت‌های محصولات مصر منطبق با قیمت‌های بین‌المللی گردد. مقایسه نتیجه این دو برناه آشکار ساخته است که برنامه دوم بازده بهتری را برای بخش کشاورزی مصر خواهد داشت. این امر موکد آن است که قیمت‌گذاری محصولات مصری با توجه به قیمت‌های بین المللی براستی منطبق و مساعد بخش کشاورزی مصر می‌باشد.

در این مطالعه، ما نسبت به ارائه DM با نگرش جامع مرزی در هر دو برنامه و از طریق مفهوم «هزینه فرصت» که نشان دهنده رابطه جایگزین بین اهداف مرتبط با آب و درآمدخالص و همچنین مرتبط با پیمایش مرزی در حول و حوش نقطه بهینه می‌باشد اقدام نمودیم.

با توجه به ویژگی‌های اجرایی، در جهت کسب سودمندی در این تحقیق، سه نقطه ضروری ذیل به وسیله مسئولین مورد توجه قرار گرفته‌ است:

۱- پذیرش یک سیاست قیمت‌گذاری که کشاورزان را جهت اعمال الگوی زراعی پیشنهاد شده تشویق و ترغیب می‌نماید. بر این اساس پیشنهاد شده است که قیمت‌های محصولات زراعی بسمت قیمت‌های مرزی، که نشأت گرفته از قیمت‌های بین‌المللی می‌باشند، تعمیم و گسترش داده شوند.

۲- ساخت یک سیستم بیمه محصولات کشاورزی جهت مقابله با خطرات مختلفی که رویاروی تولید کشاورزی قرار دارند. چنین شبکه‌ ایمنی باعث تسهیل اعمال الگوی زراعی پیشنهادی می‌گردد.

۳- توسعه یک برنامه ملی استراتژیک جهت سرمایه‌گذاری بر روی روال ذخیره آبهای کشاورزی بر اساس اجرای الگوی زراعی پیشنهادی و کشت در سرزمین‌های احیا شده جدید. در مقابل این موضوع می‌تواند باعث افزایش درآمد خالص کشاورزی گردیده و فرصت‌های شغلی جدیدی را ایجاد نموده و همچنین باعث افزایش تولید محصولات غذایی ضروری نظیر گندم و ذرت شود. همانگونه که توسط این مطالعه مشخص شده است، آبی که از طریق اعمال این برنامه محلی ذخیره گردیده است می‌تواند نقصان تراز تجاری مصر را بیش از ۶۳۵ میلیون دلار تحت پوشش قرار دهد. در نهایت، بر مبنای جوهره این مطالعه، ما پیشنهاد می‌کنیم که مقامات مسئول نسبت به تخصیص بودجه بیشتر به دو سیاست حیاتی ذیل اقدام نمایند:

۱- برقراری سوبسید در جهت پیاده سازی سیستم‌های آبیاری مدرن در حوزه دلتا و رود نیل.

۲- تخصیص بودجه لازم جهت انجام تحقیقات علمی در زمینه مهندسی ژنتیک بمنظور تولید محصولات کشاورزی جدید که دارای خصیصه‌های ارتقا یافته‌ای همانند بازدهی بالا، نیاز کمتر به آب، مدت کمتر زمان محصول دهی و غیره می‌باشد.

چنین سیاست‌هایی می‌تواند بصورت اساسی پارامترهای این مدل را تغییر داده و در نتیجه مرزهای جدیدی را به سمت محدوده‌های نوید دهنده آینده فراروی ما بگشاید. این مقوله بعنوان تحقیقات آتی مد نظر می‌باشد.