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好文推薦｜基于代理人基模型的薩赫勒地區(qū)畜群移牧因素分析

2025/1/28 0:14:21

近日，一篇來自法國謝赫·安達(dá)·迪奧普-達(dá)喀爾大學(xué)（Univ...

近日，一篇來自法國謝赫·安達(dá)·迪奧普-達(dá)喀爾大學(xué)（University Cheikh Anta Diop）、法國農(nóng)業(yè)國際發(fā)展研究中心（CIRAD）等機(jī)構(gòu)學(xué)者合作的論文“Agent-Based Model for Analyzing the Impact of Movement Factors of Sahelian Transhumant Herds”（譯“基于代理人基模型的薩赫勒地區(qū)畜群移牧因素分析”）在國際期刊《以人為中心的智能系統(tǒng)（英文）》（Human-Centric Intelligent Systems, HCIN, eISSN: 2667-1336）上公開發(fā)表（DOI：https://doi.org/10.1007/s44230-024-00075-1）。

▲ 圖1 研究區(qū)域的地形圖。一句話概要：利用代理人基模型模擬畜群移動，分析季節(jié)移牧的影響因素（植被、水源和社會經(jīng)濟(jì)關(guān)系）。研究動機(jī)：移牧（Transhumance）是一種隨季節(jié)變化而調(diào)整畜群放牧地點(diǎn)的放牧方式，旨在最大化利用不同地區(qū)的植被資源。在氣候變化劇烈的薩赫勒地區(qū)，移牧尤為常見。牧民在決定畜群的遷移方向時，通常會綜合考慮植被質(zhì)量、水源、獸醫(yī)、市場及干擾等環(huán)境因素，以及社會關(guān)系、安全狀況等社會因素。盡管這些因素都與移牧有關(guān)聯(lián)，但研究人員對每個因素的影響力卻沒有形成共識。一些研究認(rèn)為降雨和植被的時空分布與移牧有著密切關(guān)聯(lián)，而將其他因視為噪音。另些研究則認(rèn)為，市場、獸醫(yī)、安全狀況和社會經(jīng)濟(jì)關(guān)并不是噪音，應(yīng)該予以重視。因此，如何將與移牧關(guān)聯(lián)的因素分級，建立畜群遷移模型是一個亟待解決的問題。代理人基模型（Agent-Based Model，ABM）是一種模擬具有自主意識智能體（獨(dú)立個體或共同群體）行動及其互動的計(jì)算模型。ABM可以根牧民的移牧策略，同時考慮單個或多個關(guān)聯(lián)因素，建模畜群的遷移過程。通常，ABM的設(shè)計(jì)可以從整體論和還原論兩個視角出發(fā)?；谡w論的ABM需要基于經(jīng)驗(yàn)觀察，考慮大量因素的相互關(guān)聯(lián)?；谶€原論的ABM則依賴專家經(jīng)驗(yàn)，基于關(guān)聯(lián)因素的子集設(shè)計(jì)。目前，大多數(shù)解決群體流動和牧區(qū)管理問題的模型都是基于整體論設(shè)計(jì)的，難以分析一組畜群外遷或返回的位置，這將導(dǎo)致管理者無法及時介入，保障牧民和畜群的安全。

▲ 圖2 本文所提出方法的工作流程圖。研究方法與發(fā)現(xiàn)：本研究提出了一種基于還原論的ABM，利用單一因素， 如植被質(zhì)量、水源、獸醫(yī)、市場干擾及牧民的社會經(jīng)濟(jì)關(guān)系等，來模擬畜群的遷移過程。該模型主要建立了四個模塊：畜群模塊（Transhumant_herd）、社會經(jīng)濟(jì)模塊（Socio_ecosystem）、環(huán)境模塊（Environment）以及基礎(chǔ)設(shè)施模塊。畜群模塊與其他模塊之間的分別設(shè)計(jì)了算法，來模擬畜群的移動。模塊各實(shí)體、狀態(tài)變量之間的關(guān)系如圖2所示。在伽馬仿真器中實(shí)現(xiàn)了該模型，并使用Python對仿真結(jié)果進(jìn)行深入分析。研究發(fā)現(xiàn)，影響移牧的因素并不單一。畜牧資源（如植被和水源）以及牧民的社會經(jīng)濟(jì)關(guān)系均會影響移牧的發(fā)生時間。同時，水源和社會經(jīng)濟(jì)關(guān)系也會對移牧的空間位置產(chǎn)生影響。而牧場的基礎(chǔ)設(shè)施（獸醫(yī)、市場）對移牧的空間和時間影響較弱。研究貢獻(xiàn)：1）本研究通過模擬不同因素對牧民移牧策略的影響，確定各因素的權(quán)重，為研究人員提供檢驗(yàn)畜群遷移假設(shè)的工具；2）本研究可以幫助薩赫勒地區(qū)的管理者制定牧區(qū)的管理方案，包括市場、獸醫(yī)中心或畜群禁區(qū)設(shè)置的建議，保障牧民權(quán)益。

（編輯：胡開喜）關(guān)于期刊

Human-Centric Intelligent Systems（eISSN：2667-1336）是一本國際化的，經(jīng)過嚴(yán)格同行評審的開放獲取期刊，致力于傳播 “以人為中心的智能系統(tǒng)” 中所有相關(guān)理論和實(shí)際應(yīng)用的最新研究成果，并提供以人為中心的計(jì)算與分析領(lǐng)域的前沿理論和算法見解。為了鼓勵科研成果的傳播，本刊暫不收取文章處理費(fèi)。期刊主編：西南交通大學(xué)李天瑞教授與澳大利亞悉尼科技大學(xué)徐貫東教授顧問委員：東京大學(xué)教授，日本國家信息研究所所長Masaru Kitsuregawa與伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校Philip S. Yu教授投稿咨詢：HCIN期刊編輯部Tel：17320182488郵箱：hcin@editorialoffice.cn

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