بررسی اثر بسته سودها بر تعامل بین کشورهای حوضه رودخانه فرامرزی: کاربرد نظریه بازی تکاملی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو/گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

2 استاد/ گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

رودخانه­های فرامرزی منابع آب مشترک با اهمیتی هستند که می­توانند مجموعه منافع در زمینه­های اجتماعی، اقتصادی، زیست­محیطی و سیاسی برای همه کشورهای ساکن در حوضه به همراه آورند. مجموعه سودهای به­دست آمده از همکاری بین کشورها برای رسیدن به نقطه تعامل پایدار مطلوب بسیار موثر است که در بسیاری از تحقیقات پیرامون این زمینه مورد توجه قرار نمی­گیرد. در این تحقیق یک مدل بر پایه نظریه بازی تکاملی ارائه شد که در آن راهبرد­های کشورها در بهره­برداری از رودخانه فرامرزی تحلیل و ارزیابی شد. همچنین راهبرد­های پایدار تکاملی (ESS) بررسی و رفتار کشورها براساس تغییرات سودهای دریافتی آن­ها تحلیل شدند. این مدل برای یک حوضه دارای سه کشور ساکن به کار برده شد و چارچوبی برای شناخت رفتار و مدیریت منافع کشورها بسته به این که بالادست یا پایین­دست هستند، فراهم کرد. در انتها شبیه­سازی عددی برای بررسی فرآیند تکاملی راهبرد­ها و تأثیر پارامترها بر تعاملات بین کشورها اجرا شد. نتایج شبیه­سازی نشان­دهنده اثر قابل ملاحظه بسته سودهای کشور بالادست (سودهای غیر از سود بهره برداری از آب رودخانه) بر تعاملات بین کشورها و نقطه پایدار راهبردی نهایی بود. بسته سودهای دریافتی کشور بالادست حاصل از همکاری با کشورهای پایین­دست به مقدار 1-، 2-، 2 و 5 درصد نسبت به مقدار سود آبی حاصل از عدم همکاری کشور بالادست تغییر داده و سرعت همگرایی احتمال عدم همکاری یا همکاری کشور بالادست بررسی شد. نتیجه شد حتی افزایش یک درصدی در بسته سودها نسبت به مقدار سود آبی می­تواند منجر به همکاری سه جانبه کشورها شود. از این رو می­توان استدلال کرد که در مسئله تخصیص آب رودخانه­های فرامرزی توجه به نقش سایر منافع کشورها به غیر از منافع آبی می­تواند جواب مسئله تخصیص را تحت تأثیر قرار دهد. این نتایج می­تواند راهنمایی نظری برای کشورهای ساکن در حوضه یک رودخانه فرامرزی برای تعامل و همکاری با یکدیگر باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Assessing the Effect of the Basket of Benefits on the Interaction between Transboundary River Countries: Application of Evolutionary Game Theory

نویسندگان [English]

  • Fahimeh Mirzaei-Nodoushan 1
  • Omid Bozorg Haddad 2
1 Student/Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.
2 Distinguished Professor/Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.
چکیده [English]

Transboundary Rivers are important common water resources that could bring benefit set or basket of benefits in areas of social, environmental, commercial, and political, for all countries located in the shared basin. The basket of benefits gained from the cooperation between countries effectively achieves the desired stable point of interaction, which is not considered in many studies in this field. In this paper, a model was presented based on evolutionary game theory in which the strategies of countries in using water of a transboundary river were analyzed and evaluated. Evolutionary stable strategies (ESS) were examined and countries’ behaviors were analyzed based on changes in their revenue interests. This model was applied to a basin shared with three countries and provided a framework for recognizing the behavior and management of countries' interests depending on whether they are upstream or downstream. Finally, numerical simulation was done to examine the evolutionary process of strategies and the effect of parameters on interactions between countries. The results of the simulation demonstrated the significant effect of the upstream country's basket of benefits (benefits other than water consumption benefits) on the interactions between countries and the final strategic stable point. Upstream country’s basket of benefits obtained from choosing cooperation strategy was changed to -1, -2, 2, and 5 percent compared to its water benefit obtained from choosing non-cooperation strategy by upstream country. The speed of convergence of the possibility of cooperation or non-cooperation of the upstream country was examined. It was concluded that even a one percent increase in the basket of benefits related to the water benefit would be lead to tripartite cooperation between countries. These results can be a theoretical guide for countries living in a transboundary river basin to interact with each other considering the role of benefits other than water benefits.

کلیدواژه‌ها [English]

  • transboundary river
  • evolutionary game theory
  • stable strategy
  • tripartite game

مراجع

Chen, Y., Hu, Z., Liu, Q., and Chen, S. (2020). Evolutionary game analysis of tripartite cooperation strategy under mixed development environment of cascade hydropower stations. Water Resources Management, 34, 1951–1970.
Elsner, W., Heinrich, T., and Schwardt, H. (2014). The microeconomics of complex economies: Evolutionary, institutional, neoclassical, and complexity perspectives. Academic Press.
Fan, K. and Hui, E.C.M. (2020). Evolutionary game theory analysis for understanding the decision-making mechanisms of governments and developers on green building incentives. Building and Environment, 179.
Friedman, D. (1991). Evolutionary games in economics. Econometrica, 59 (3), 637–666, DOI: 10.2307/2938222.
Friedman, D. (1988). On economic applications of evolutionary game theory. Journal of evolutionary economics, 8 (1), 15-43.
Ganoulis, J., Duckstein, L., and Literathy, P. (1996). Transboundary water resources management: institutional and engineering approaches (Vol. 7). Springer Science and Business Media.
Ganoulis, J., Aureli, A., and Fried, J. (2013). Transboundary water resources management: a multidisciplinary approach. John Wiley and Sons.
Gao, X., Juqin, S., Weijun, H., Fuhua, S., Zhang, Z., Guo, W., Xin, Z., and Kong, Y. (2019). An evolutionary game analysis of governments’ decision-making behaviors and factors influencing watershed ecological compensation in China. Journal of Environmental Management, 251.
Gintis, H. (2000). Classical versus evolutionary game theory. Journal of Consciousness Studies, 7 (1-2), 300-304.
Hammoud, A., Mourad, A., Otrok, H., Abdel Wahab, O., and Harmanani, H. (2020). Cloud federation formation using genetic and evolutionary game theoretical models. Future Generation Computer Systems, 104, 92–104.
Hofbauer, J., Schuster, P., and Sigmund, K. (1979), “A note on evolutionary stable strategies and game dynamics.” Journal of Theoretical Biology, 81 (3), 609–612, DOI: 10.1016/0022-5193(79)90058-4.
Li, X. (2017), “Evolutionary game simulation: A case in water resources management.’ 2017 2nd Joint International Information Technology, Mechanical and Electronic Engineering Conference (JIMEC 2017), Atlantis Press.
Maynard Smith, J. M., and Price, G. R. (1973). The logic of animal conflict. Nature, 246 (5427), 15-18.
Myerson, R.B. (1991). Game theory: Analysis of conflict. Harvard University Press, London, England, DOI: 10.2307/j.ctvjsf522.
Sheng, J., Zhou, W., and Zhu, B. (2019). The coordination of stakeholder interests in environmental regulation: Lessons from China's environmental regulation policies from the perspective of the evolutionary game theory. Journal of Cleaner Production, 249.
Taylor, P.D. and Jonker, L.B. (1978), “Evolutionarily stable strategies and game dynamics.” Mathematical Biosciences, 40 (1–2), 145–156. https://doi.org/10.1016/0025-5564(78)90077-9.
Yu, H., Wang, W., Yang, B., and Li, C. (2019). Evolutionary game analysis of the stress effect of cross-regional transfer of resource-exhausted enterprises. Complexity, Article ID 7652430.
Yuan, H., Bi, Y., Fu, H.C., and Lam, A. (2020a). Stability analysis of supply chain in evolutionary game based on stability theory of nonlinear differential equation. Alexandria Engineering Journal, 59 (4), 2331–2337.
Yuan, L., He, W., Degefu, D.M., Liao, Z., Wu, X., An, M., Zhang, Z., Ramsey, T.S., (2020b), “Transboundary water sharing problem; a theoretical analysis using evolutionary game and system dynamics.” Journal of Hydrology, 582.
Zeng, Y., Li, J., Cai, Y., Tan, Q., and Dai, C. (2019). A hybrid game theory and mathematical programming model for solving trans-boundary water conflicts. Journal of Hydrology, 570 (1), 666-681.
Zhao, X., Bai, Y., Ding, L., and Wang, L. (2020). Tripartite evolutionary game theory approach for low-carbon power grid technology cooperation with government intervention. IEEE Access, 8, 47357–47369.
 
تحقیقات آب و خاک ایران
دوره 52، شماره 9
آذر 1400
صفحه 2441-2445

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار