好文推荐｜基于代理人基模型的萨赫勒地区畜群移牧因素分析

近日，一篇来自法国谢赫·安达·迪奥普-达喀尔大学（University Cheikh Anta Diop）、法国农业国际发展研究中心（CIRAD）等机构学者合作的论文“Agent-Based Model for Analyzing the Impact of Movement Factors of Sahelian Transhumant Herds”（译“基于代理人基模型的萨赫勒地区畜群移牧因素分析”）在国际期刊《以人为中心的智能系统（英文）》（Human-Centric Intelligent Systems, HCIN, eISSN: 2667-1336）上公开发表（DOI：https://doi.org/10.1007/s44230-024-00075-1）。

▲ 图1 研究区域的地形图。

利用代理人基模型模拟畜群移动，分析季节移牧的影响因素（植被、水源和社会经济关系）。

移牧（Transhumance）是一种随季节变化而调整畜群放牧地点的放牧方式，旨在最大化利用不同地区的植被资源。在气候变化剧烈的萨赫勒地区，移牧尤为常见。牧民在决定畜群的迁移方向时，通常会综合考虑植被质量、水源、兽医、市场及干扰等环境因素，以及社会关系、安全状况等社会因素。尽管这些因素都与移牧有关联，但研究人员对每个因素的影响力却没有形成共识。一些研究认为降雨和植被的时空分布与移牧有着密切关联，而将其他因视为噪音。另些研究则认为，市场、兽医、安全状况和社会经济关并不是噪音，应该予以重视。因此，如何将与移牧关联的因素分级，建立畜群迁移模型是一个亟待解决的问题。

代理人基模型（Agent-Based Model，ABM）是一种模拟具有自主意识智能体（独立个体或共同群体）行动及其互动的计算模型。ABM可以根牧民的移牧策略，同时考虑单个或多个关联因素，建模畜群的迁移过程。通常，ABM的设计可以从整体论和还原论两个视角出发。基于整体论的ABM需要基于经验观察，考虑大量因素的相互关联。基于还原论的ABM则依赖专家经验，基于关联因素的子集设计。目前，大多数解决群体流动和牧区管理问题的模型都是基于整体论设计的，难以分析一组畜群外迁或返回的位置，这将导致管理者无法及时介入，保障牧民和畜群的安全。

▲ 图2 本文所提出方法的工作流程图。

本研究提出了一种基于还原论的ABM，利用单一因素， 如植被质量、水源、兽医、市场干扰及牧民的社会经济关系等，来模拟畜群的迁移过程。该模型主要建立了四个模块：畜群模块（Transhumant_herd）、社会经济模块（Socio_ecosystem）、环境模块（Environment）以及基础设施模块。畜群模块与其他模块之间的分别设计了算法，来模拟畜群的移动。模块各实体、状态变量之间的关系如图2所示。在伽马仿真器中实现了该模型，并使用Python对仿真结果进行深入分析。

研究发现，影响移牧的因素并不单一。畜牧资源（如植被和水源）以及牧民的社会经济关系均会影响移牧的发生时间。同时，水源和社会经济关系也会对移牧的空间位置产生影响。而牧场的基础设施（兽医、市场）对移牧的空间和时间影响较弱。

1）本研究通过模拟不同因素对牧民移牧策略的影响，确定各因素的权重，为研究人员提供检验畜群迁移假设的工具；

2）本研究可以帮助萨赫勒地区的管理者制定牧区的管理方案，包括市场、兽医中心或畜群禁区设置的建议，保障牧民权益。

（编辑：胡开喜）