Kesalahpahaman Tentang Umpan Balik Dan Ketahanan Guncangan Lingkungan Sistem Sumber Daya: Diskusi Untuk Sistem Irigasi Berdasarkan Analisis Dominasi Lingkaran

PENDAHULUANGuncangan terhadap pengelolaan sumber daya baru-baru ini telah menjadi jelas bahwa pentingnya menggabungkan konteks ekologi untuk lebih menginterpretasikan pengguna tentang institusional terhadap guncangan lingkungan dalam pengaturan yang berbeda (Anderies et al. 2011). Namun, sejauh ini, hanya perhatian yang terbatas yang telah dibayarkan kepada fitur sumber daya yang mempengaruhi tata kelola berkelanjutan. Salah satu dari beberapa makalah untuk mengatasi masalah ini fokus pada dua karakteristik fisik sumber daya - stasioneritas dan penyimpanan - menyimpulkan bahwa faktor-faktor ini berdampak pada manajemen karena mereka mempengaruhi biaya informasi (Schlager et al. 1994). Secara khusus, mobilitas yang lebih besar dan kesulitan penyimpanan sumber daya akan membuat manajemen lebih sulit karena lebih sulit untuk menilai kualitas dan kuantitas kesatuan aliran buronan seperti ikan, dibandingkan dengan arus stasioner dan / atau disimpan. Dengan cara yang sama, kemampuan toko arus dalam sistem irigasi, misalnya, bisa memperlancar pulsa arus air menunda surplus untuk digunakan nanti. Para penulis menyimpulkan bahwa, karena fakta-fakta ini, pengguna mungkin dapat memahami lebih baik hubungan apropriasi saat ini kegiatan untuk persediaan air dan siklus sehingga mengganggu penipisan sebelum sistem melewati ambang kritis dan bergerak ke arah kepunahan.Kesimpulan di atas , bagaimanapun, mungkin tidak selalu benar , setelah akuisisiinformasi tentang saham dan arus dalam sistem yang kompleks bisa sangat mahal . A wide body literatur dinamika sistem telah menekankan hasil eksperimen bahwa orang-orang yang buruk pada mengamati masukan mengemudi sistem mereka ( Moxnes 2000; Sweeney dan Sterman 2000). Salah satu alasan penting untuk ini adalah bahwa sebagian besar sistem melibatkan set kegiatan yang saling terkait , link yang atas ruang dan waktu sebagian besar orang meremehkan atau tidak memperhitungkan tepat waktu bahkan ketika informasi tentang keberadaan mereka , panjang , dan konten yang tersedia dan menonjol ( Sterman 1994) . Hal ini mungkin terjadi dalam semua sistem dinamis, tetapi kompleksitas hal dalam arti bahwa , karena korelasi struktural dan perilaku menumpuk antara komponen dan lintas waktu dalam sistem yang kompleks . Semakin besar set komponen yang saling terkait dan karenanya jumlah variabel saham terkait di sistem , yaitu semakin besar urutan penundaan antara awal - arus dan terakhir out- arus , semakin kecil respon awal dengan stepper dan cepat akhirnya naik untuk nilai akhir ( Sterman 2000 , Chap . 11 ) . Hal ini mudah dibuktikan sebagai hasil umum bahwa peningkatan ketertiban dan konstanta waktu penundaan , masing-masing, meningkat efek maksimum dari fungsi pulse atas sistem dan waktu untuk puncak terjadi . Misalnya, membandingkan efek maksimum disebabkan oleh eksogen shock dan waktu untuk efek yang terjadi dalam hubungan yang dipisahkan oleh sebuah secondand penundaan orde ketiga , efek maksimum dan waktu untuk efek ini terjadi meningkat , masing-masing, sekitar 10 dan 33 % ( Meadows 1989 , 219-224 ) .Menambahkan saham ke sistem, singkatnya, mempersulit kontrol dan biasanya memperlambat reaksi (Moxnes 2004, 150). Pembelajaran yang efektif dalam sistem-sistem sulit karena tidak ada umpan balik yang akurat dan langsung tentang hubungan antara kondisi situasional dan respon yang tepat, yang membuat hasil tidak mudah disebabkan tindakan tertentu (Tversky dan Kahneman 2000, 222). Skenario kegagalan khas dalam pengaturan tersebut adalah sebagai berikut. Sebuah kejutan lingkungan hit sistem tetapi efeknya tidak disadari oleh pengguna, yang menghambat adopsi upaya kontrol kuat sebelum sistem mengalami pergeseran rezim tiba-tiba di luar yang arus utama sistem akhirnya mulai menurun.Belajar tentang dinamika sistem, bertentangan dengan pandangan konvensional disajikan pada awal kertas, kemudian dapat lebih sulit dalam sistem "saham-type" sumber daya seperti irigasi, di mana sumber daya adalah storable dan waktu penundaan yang lebih lama, daripada di "aliran-jenis" sistem sumber daya seperti perikanan, di mana sumber daya mobile tapi penundaan waktu relatif singkat (Sweeney dan Sterman 2000; Moxnes 2004, 150). Mungkin ini sebabnya, agak kontra-intuitif, nelayan tampak untuk menjadi lebih sadar akan bio-ekonomi sistem mereka daripada irigasi, seperti diam-diam diakui oleh Schlager et al.1Skema irigasi , dengan demikian , mungkin kurang tahan terhadap guncangan lingkungan daripada umumnya percaya pada common- pool literatur tata kelola sumber daya . intuitif analogi dengan rumah-rumah , di mana kelayakan penyimpanan memang memungkinkan rumah tangga smoothing variasi dalam aliran air , menyesatkan . Dalam sistem irigasi , yang kemampuan menyimpan air untuk digunakan di masa depan membuat ruang untuk sistem mulai didorong oleh umpan balik positif loop jauh sebelum para petani dapat melihat mereka telah terkunci sumber daya lintasan degradasi . Meningkatkan efisiensi pengiriman air atau drainase untuk mengendalikan salinitas , misalnya , dapat membuat seluruh irigasi Skema kontra - intuitif lebih rapuh , sejauh yang dapat menyebabkan orang untuk meningkatkan irigasi tanah ke daerah yang lebih kering dan kering dan , setelah penundaan yang lama , untuk menurunkan air arus , pantas tanam dan menggiring praktek , dan tingkat salinitas tumbuh melalui sistem ( Ford 1996a ; Saysel dan Barlas 2001; fernandez dan Selma 2004) . Dampak kekeringan menjadi lebih parah sebagian besar sebagai akibat dari loop umpan balik , memicu kekurangan pangan lokal , likuidasi paksa ternak dengan harga tertekan dan konflik sosial , yang melibatkan kerugian modal sosial ( Sivakumar 2005).Ini mungkin membantu untuk memahami mengapa petani di banyak irigasi yang sukses sistem di seluruh kata yang akhirnya memungkinkan sistem mereka mendekati titik kritis keberlanjutan. Sekali lagi, yang mungkin terjadi karena kesalahan persepsi yang Proses umpan balik tertunda selama mengurangi efektivitas belajar bahkan dalam konteks naturalistik di mana subjek mengambil keputusan dalam kondisi akrab.Proyek irigasi dapat dikenakan proses umpan balik yang lama tertunda terkait untuk resapan degradasi juga. Erosi, misalnya, menyebabkan pendangkalan kanal dan waduk, yang membuat operasi miskin dan pemeliharaan (O & M) masalah yang lebih besar bagi keberlangsungan proyek irigasi terutama dalam waktu kurang negara-negara maju, di mana banyak dari proyek-proyek yang dikelola untuk tidak kompeten birokrasi yang dikombinasikan dengan asosiasi irrigator lemah (Jones 1995). Namun, kausalitas antara pemeliharaan dan degradasi DAS juga dapat terwujud dalam mundur, menyebabkan degradasi infrastruktur bahkan jika petani tidak terlalu tahan dalam membayar biaya pemeliharaan. Sebaliknya, mereka hanya dapat mampu melakukan bahwa jika mereka terkunci dalam umpan balik memperkuat loop kurangnya pemeliharaan. Dalam sebuah studi klasik pada subjek, Elinor Ostrom (1992, 89) menyatakan masalah sebagai berikut."Kecuali petani membayar biaya yang digunakan untuk menyewa O & M staf atau mereka melakukan ini O & M kegiatan sendiri, banyak lembaga irigasi tidak akan mampu melakukan sesuatu yang lebih dari mengoperasikan sistem secara minimal. Dapat sedikit investasi dibuat dalam pemeliharaan rutin atau darurat. Kurangnya awal pemeliharaan memicu lingkaran setan yang telah karakteristik banyak sistem besar dibangun dalam beberapa tahun terakhir. Tanpa perawatan, keandalan sistem yang memadai mulai menurun. Sebagai keandalan berkurang, petani kurang bersedia untuk membuat investasi dalam benih mahal dan pupuk yang sedikit manfaat tanpa pasokan air yang dapat diandalkan. Tanpa investasi masukan ini, kembali bersih dari irigasi pertanian menurun. Sebagai kembali jatuh, petani menjadi masih lebih tahan untuk memberikan kontribusi bagi keberlanjutan sistem. "Makalah ini didasarkan pada dinamika sistem metodologi analisis dominasi lingkaran untuk menunjukkan bagaimana sistem irigasi dapat tiba-tiba masuk ke jalur ke bawah hilangnya ketahanan bila terkena bahkan kecil , dan karena itu sulit untuk melihat , lingkungan guncangan , setelah mereka beroperasi dekat titik kritis keberlanjutan mereka . sisanya kertas ini disusun sebagai berikut . Bagian berikutnya menyajikan hipotetis dinamika sistem model yang didasarkan pada karya Elinor Ostrom dan rekan , yang mendasari kesimpulan di atas , dan merangkum esensi dari dominasi lingkaran pendekatan analisis . Bagian 3 menyajikan algoritma untuk mempelajari keberlanjutan sistem irigasi . Bagian 4 dan 5 , masing-masing, sekarang dan mendiskusikan utama hasil , menunjukkan bagaimana mengidentifikasi titik-titik intervensi leverage dan aktor kunci untuk intervensi sukses dalam sistem irigasi pra - runtuh . Bagian 6 menyimpulkan dengan menyatakan bahwa ide-ide dasar yang disajikan mungkin berguna untuk membangun operasional sinyal peringatan dini hilangnya ketahanan - yaitu kemampuan sistem 'untuk mempertahankan struktur dan fungsi mereka lembur di bawah tekanan eksternal - tidak hanya di irigasi sistem tetapi dalam jangkauan yang lebih luas dari sistem di mana titik kritis yang diduga ada.

MODEL DESKRIPSIIde Ostrom pada keberlanjutan sistem irigasi yang digariskan dalam pengantar bagian kemudian diformalkan dalam model dinamika sistem dengan dirinya dan rekan di Indiana University (Sengupta et al. 2001). Kami mengusulkan bawah Vensim a (Ventana Systems) versi sederhana dari Ostrom dan Model kolega untuk menilai keberlanjutan sistem irigasi (Gambar 1). The original sepenuhnya didokumentasikan Stella Model versi, yang versi sederhana ini dibangun, disajikan dalam kertas disebut dan versi Vensim ini tersedia atas permintaan.Pendekatan dinamika sistem model adalah metode menganalisis masalah dalam yang waktu merupakan faktor penting, dan yang melibatkan studi tentang bagaimana sistem dapat dipertahankan terhadap, atau dibuat untuk mendapatkan keuntungan dari, guncangan yang jatuh di atasnya dari dunia luar (Coyle 1996, 9). Sebuah model dinamika sistem dirancang sebagai konstruksi hirarkis seperangkat komponen yang mewakili sesuatu terukur. Komponen utama adalah sebagai berikut (Jopp et al. 2011).

Gambar 1 : Loop dominasi dalam proyek-proyek irigasi .Keadaan infrastruktur irigasi tergantung pada irigasi melakukan dengan benar nya pemeliharaan . Jumlah air yang diambil oleh irigasi - tingkat apropriasi pada sisi lain , tergantung baik pada ketersediaan air dan pada keadaan peralatan irigasi ( Infrastruktur ) . Semakin besar jumlah air yang irigasi memiliki akses , semakin besar sebagian dari lahan irigasi dan , mengingat produktivitas lahan , output yang dihasilkan ( panah ditandai dengan tanda polaritas positif berarti bahwa hubungan langsung ada di antara variabel-variabel ) .Output yang lebih besar berarti keuntungan yang lebih besar dan kondisi akibatnya lebih baik untuk menginvestasikan sumber daya dalam pemeliharaan peralatan irigasi , setelah dikurangi biaya domestik . itu jumlah yang dikeluarkan oleh irigasi pada peralatan diberikan untuk pemeliharaan aktual = MIN ( Maintenance Dues , Benefit Net ) . Artinya, nilai terkecil di antara laba bersih dikurangi biaya domestikdan nilai yang diperlukan untuk menjaga peralatan dalam kondisi operasional . Itu berarti hanya bahwa , dalam kondisi normal profitabilitas , irigasi akan membayar sebagian hak mereka dari penyusutan peralatan . Namun, irigasi mungkin tidak dapat untuk menginvestasikan kembali jumlah total diperlukan untuk memulihkan penyusutan peralatan ketika keuntungan jatuh dan sistem dapat masukkan lintasan ke bawah snowball kerugian infrastruktur - spiral kematian . jumlah tersebut diinvestasikan dalam pemeliharaan peralatan dalam kasus itu akan ditentukan oleh perbedaan antara keuntungan aktual yang diperoleh dan biaya dalam negeri .

Sumber dan tenggelam yang menunjukkan sistem perbatasan dan diwakili oleh awan. Sumber yang digunakan untuk arus yang tidak berasal dari dalam sistem (misalnya curah hujan) dan tenggelam, ditampilkan dengan simbol yang sama sebagai sumber, yang mewakili arus yang berasal dari dalam sistem tetapi tidak berakhir pada saham sistem (mis. penguapan). Pelengkap yang mewakili ekspresi yang terjadi lebih dari sekali dalam spesifikasi kontrol yang berbeda (misalnya tingkat perampasan). Parameter yang variabel konstan digunakan untuk menentukan kontrol (misalnya tingkat depresiasi). Pendekatan dinamika sistem dapat diringkas seperti pada Gambar 2.Keadaan sistem , seperti dinilai oleh keadaan struktur irigasi , berasal dari tindakan dan pilihan yang dibuat untuk pengguna . Tanda paralel pada link berarti bahwa biasanya ada penundaan yang signifikan antara informasi , tindakan dan efeknya dirasakan di negara bagian . Informasi tentang perubahan di negara bagian sistem mengarah ke tindakan baru, seperti upaya untuk meningkatkan pemeliharaan skema irigasi . Dalam hal ini, sistem didorong oleh negatif , mencari tujuan umpan balik . Jika informasi baru menyebabkan pengguna untuk mengurangi perawatan lebih lanjut , misalnya karena mereka menyadari bahwa sistem sudah terkunci di ireversibel runtuh lintasan , itu akan didorong oleh loop positif atau memperkuat diri .Dalam struktur saham - aliran dasar dari model sederhana disajikan pada Gambar 1 , hanya ada dua saham dan dua loop . Dalam loop self-reinforcing dicap sebagai " spiral kematian " , degradasi infrastruktur irigasi karena tidak memadai pemeliharaan menyebabkan jatuh output, manfaat dan pemeliharaan infrastruktur, yang lebih lanjut mengurangi keandalan infrastruktur . Dalam loop stabilizer , penurunan aliran penyusutan akibat penurunan variabel negara menyeimbangkan efek dari self-reinforcing loop ke dalam keadaan infrastructure.2Tingkat keberlanjutan sistem di atas dapat dinilai sebagai berikut :apa tingkat gangguan , kekeringan misalnya , bisa bertahan sebelum sistem agen menghentikan investasi jumlah total yang dibutuhkan untuk pemeliharaan yang tidak terpisahkan dari infra - struktur ?Hal ini mudah dilihat bahwa sejauh irigasi mampu melaksanakan pemeliharaan mereka iuran infrastruktur dipertahankan dalam kondisi penggunaan disesuaikan . Tetapi jika mereka dipaksa untuk menghabiskan kurang dari nilai tersebut , tingkat pemeliharaan akan lebih rendah dari kerugian infrastruktur dan infrastruktur akan berkurang dalam ukuran . Oleh karena itu , dalam periode berikutnya , jumlah disesuaikan air , output dan keuntungan akan menurun dan begitu juga belanja pemeliharaan. Setelah irigasi dipaksa untuk membayar kurang dari iuran pemeliharaan yang tepat , sistem dapat masuk ke dalam lintasan salju - bola kita telah diberi label " spiral kematian" , karena hasil akhir dari proses ini adalah degradasi lengkap dari infrastruktur yang ada .Seluruh proses dapat diringkas sebagai berikut :1. Sebuah kejutan eksogen lingkungan seperti penurunan hujan menurun Ketersediaan Air, Irigasi Land, Output, Keuntungan, dan Aktual Pengeluaran dalam Pemeliharaan Infrastruktur. 2. Jika Realisasi Pengeluaran Pemeliharaan Infrastruktur sama infrastruktur kerugian, infrastruktur akan dipertahankan pada tingkat saat ini. 3. Jika Realisasi Pengeluaran Pemeliharaan Infrastruktur lebih rendah dari kerugian infrastruktur, infra-struktur akan mulai menurunkan dan sistem akan masuk ke dalam lintasan runtuh, didominasi oleh kematian spiral lingkaran.Gambar 3 menyajikan argumen di atas grafis. Dimana k adalah nilai infrastruktur pada waktu t dan k1 keberlanjutannya titik kritis. Di bawah titik bahwa spiral kematian mendominasi (maintenance