Faseovergange for risbønder kan give indsigt i forvaltning af naturressourcer

(Phys.org)—Den balinesiske subak er et selvorganiseret agrarsamfund på øen Bali i Indonesien, hvis medlemmer skal dele en begrænset mængde vand til kunstvanding og risproduktion. Nogle af bønderne deler vandet rimeligt, og nogle gør ikke. Som i mange samfund, medlemmerne af den balinesiske subak er adskilt i forskellige samfund.

Nu i en ny undersøgelse, forskere har fundet ud af, at denne adskillelse ændrer et samfunds samarbejdsdynamik og kan være med til at fremme samarbejde og retfærdig ressourceudnyttelse på samfundsniveau. Resultaterne har betydning for forvaltningen af ​​naturressourcer, som er af særlig relevans for at håndtere miljøspørgsmål såsom at begrænse forurening, reducere skovrydning, og redning af truede arter - problemer, der kræver udbredt samarbejde.

Forskerne, H.S. Sugiarto et al., fra Nanyang Technological University i Singapore, National University of Singapore, og andre institutioner, har offentliggjort deres resultater i et nyligt nummer af Fysisk gennemgangsbreve .

I deres undersøgelse, forskerne udviklede en model for socialt samarbejde i selvorganiserede samfund, der mangler central styring, hvor individer frit kan vælge, om de vil overholde reglerne eller ej. Deres model viser, at efterhånden som en delt ressource bliver mere rigelig, flere individer kan skifte fra at være samarbejdspartnere (der følger reglerne) til at være afhoppere (der overtræder reglerne). På et tidspunkt, ressourcen bliver så rigelig, at alle individer bliver afhoppere, og det sociale samarbejde forsvinder.

Så kiggede forskerne på det samme scenarie, men denne gang tillod de samfundet selv at adskille sig i mindre samfund. De fandt ud af, at bagsiden af ​​segregationen er, at den øger den sociale disharmoni i hele samfundet. Fordelen, imidlertid, er, at den sociale disharmoni inden for hvert samfund bliver meget lav. I nogle samfund, individer er mere tilbøjelige til at fortsætte med at samarbejde med hinanden - ved at bruge den delte ressource retfærdigt - sammenlignet med situationen uden adskillelse. Disse resultater lignede meget, hvad forskerne observerede i det segregerede samfund i den balinesiske subak.

Som forskerne forklarede, resultaterne kan forstås i form af faseovergange. Mens faseovergange er almindelige i mange områder af fysikken, deres rolle i komplekse systemer, såsom menneskelige samfund, er et nyere forskningsområde. I den aktuelle undersøgelse, skiftet fra samarbejdspartnere til afhoppere i et samfund uden segregation, efterhånden som ressourcen bliver mere rigelig, repræsenterer en brat faseovergang. Forskerne forklarer, at segregation "blødgør" denne overgang ved at erstatte den med flere mellemfaser, som opstår, fordi nogle samfund er fulde af samarbejdspartnere, mens andre er fulde af afhoppere.

"Den største betydning af vores arbejde er afsløringen af, at stabile faser af sociale og økologiske regimer eksisterer i den virkelige verden, "medforfatter Lock Yue Chew, en lektor ved Nanyang Technological University, fortalt Phys.org . "Vores arbejde har også udviklet mekanistisk indsigt, der adresserer et vigtigt spørgsmål inden for samfundsvidenskab gennem en mere finkornet og realistisk anvendelse af ideer fra fysik."

I fremtiden, forskerne planlægger at undersøge, hvordan disse resultater kan hjælpe med at forbedre samarbejdsadfærd i den virkelige verden, for bedre at kunne forvalte naturressourcerne.

"Vores resultater er relevante for applikationer, hvor induktion af kooperativ social adfærd er den primære tilgang til styring af bæredygtig brug af begrænsede naturressourcer i sammenhæng med koblede menneske-naturlige systemer, " sagde Chew. "Potentielle systemer af interesse omfatter skovsystemet, fiskerisystem, og mange andre, ud over Balis risproduktionssystem i vores papir."

Med udgangspunkt i disse resultater, i et kommende papir rapporterer forskerne om, hvordan stress fra skadedyrsangreb kan påvirke risvækst, og hvordan det kan føre til en optimalitet i landmændenes udbytte. Dette arbejde er planlagt til at blive vist i juni 2017-udgaven af PNAS .

© 2017 Phys.org