ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΚΟΙΝΩΝΙΚΟ-ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΑΛΛΗΛΕΠΙ ΡΑΣΕΩΝ ΣΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΚΟΙΝΟΤΙΚΗΣ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΤΩΝ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ Υ ΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΥ Π. ΓΕΩΡΓΑΚΟΠΟΥΛΟΥ ιπλωματούχου Πολιτικού Μηχανικού ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΚΟΙΝΩΝΙΚΟ-ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΑΛΛΗΛΕΠΙ ΡΑΣΕΩΝ ΣΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΚΟΙΝΟΤΙΚΗΣ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΤΩΝ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2012

2 ΓΕΩΡΓΙΟΥ Π. ΓΕΩΡΓΑΚΟΠΟΥΛΟΥ ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΚΟΙΝΩΝΙΚΟ-ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΑΛΛΗΛΕΠΙ ΡΑΣΕΩΝ ΣΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΚΟΙΝΟΤΙΚΗΣ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΤΩΝ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ Υποβλήθηκε στο Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τομέας Υδραυλικής και Τεχνικής Περιβάλλοντος Ημερομηνία Προφορικής Εξέτασης: 13 Ιουνίου 2012 Εξεταστική Επιτροπή: Επίκ. Καθηγητής Ν. Θεοδοσίου, Επιβλέπων Αναπλ. Καθηγητής, Ε. Σιδηρόπουλος, Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής Καθηγητής Κ. Κατσιφαράκης, Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής Καθηγητής, Γ. Καρατζάς, Εξεταστής Λέκτορας,. Καρπούζος, Εξεταστής Επίκ. Καθηγήτρια, Ε. Κολοκυθά, Εξετάστρια Λέκτορας,. Λατινόπουλος, Εξεταστής

3 «Η έγκριση της παρούσης ιδακτορικής ιατριβής από το Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης δεν υποδηλώνει αποδοχή των γνωμών του συγγραφέως» (Ν. 5343/1932, άρθρο 202, παρ. 2)

4 Πρόλογος Τα τελευταία χρόνια η έννοια των κοινών φαίνεται να απασχολεί ολοένα και περισσότερους ανθρώπους που διαφωνούν με τη νεοφιλελεύθερη πολιτική. H Silvia Federici (2011) εξηγεί: Υπάρχουν σημαντικοί λόγοι γιατί αυτή η φαινομενικά αρχαϊκή ιδέα έχει έρθει στο κέντρο της πολιτικής συζήτησης στα σύγχρονα κοινωνικά κινήματα. υο λόγοι ιδιαίτερα ξεχωρίζουν. Από τη μια πλευρά είναι η διάλυση του κρατικίστικου μοντέλου της επανάστασης, το οποίο για δεκαετίες είχε εξασθενίσει τις προσπάθειες για ριζοσπαστικά κινήματα να χτίσουν εναλλακτικές στον καπιταλισμό. Και από την άλλη, η νεοφιλελεύθερη προσπάθεια να υποτάξει κάθε μορφή της ζωής και της γνώσης στη λογική της αγοράς, έχει αυξήσει την ευαισθησία για τον κίνδυνο να ζήσουμε σε ένα κόσμο στον οποίο δεν θα έχουμε πια πρόσβαση σε θάλασσες, δέντρα, ζώα και στους συνανθρώπους μας παρά μόνο μέσω οικονομικών συναλλαγών. Οι δυνατότητες αυτοδιαχείρισης των υδατικών πόρων, αλλά και των φυσικών πόρων γενικότερα, από τις κοινότητες χρηστών τους ήταν κάτι που με απασχολούσε καιρό και θεωρώ τον εαυτό μου τυχερό που μου δόθηκε η δυνατότητα να ασχοληθώ με το θέμα αυτό στα πλαίσια της διδακτορικής μου διατριβής. Η ενασχόληση μου με το θέμα δεν θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί αν οι κ.κ. Παναγιώτης Τολίκας, Επαμεινώνδας Σιδηρόπουλος, Αγγέλα Ζορμπά, ημήτριος Τολίκας και Νικόλαος Θεοδοσίου δεν μου παρείχαν αμέριστη βοήθεια και οφείλω να τους ευχαριστήσω για τη στήριξη και την υπομονή τους. Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τα μέλη της εξεταστικής επιτροπής κ.κ. Κωνσταντίνο Κατσιφαράκη, Γιώργο Καρατζά, ημήτρη Καρπούζο, Ελπίδα Κολοκυθά και ιονύση Λατινόπουλο για τις εύστοχες παρατηρήσεις και επισημάνσεις που έκαναν πριν, κατά την διάρκεια αλλά και μετά από την προφορική εξέταση. Η διδακτορική αυτή διατριβή έγινε στα πλαίσια ευρύτερης έρευνας που έγινε στο Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών από το 2007 ως το Στα πλαίσια αυτής είχα την τύχη να συνεργαστώ με τους, προπτυχιακούς φοιτητές τότε και απόφοιτους πλέον του τμήματος, Γιάννη Κλάδο, Κώστα Πετράκο, Ελένη Τενεκετζή, Τάσο ημητριάδη, Κώστα εδικούση και Γιώργο Ηλιάδη τους οποίους θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαίτερα.

5 Θα ήθελα κλείνοντας τον πρόλογο αυτό να παραθέσω μια φράση από το βιβλίο του Γ. Βαρουφάκη ΘΕΩΡΙΑ ΠΑΙΓΝΙΩΝ: Η Θεωρία που Φιλοδοξεί να Ενοποιήσει τις Κοινωνικές Επιστήμες που με προφανή αυτοκριτική διάθεση γράφει: Οι διδακτορικοί φοιτητές, αγαπητέ αναγνώστη, είναι οι χειρότεροι κανίβαλοι. Ό,τι διαβάζουν το διαβάζουν μπας και μπορέσουν να το διαμελίσουν, να το καταβροχθίσουν, να το χρησιμοποιήσουν, να το εντάξουν στην διατριβή τους.

6 Περιεχόμενα Περιεχόμενα... i Περίληψη... v Abstract...vii Κεφάλαιο Εισαγωγή Κεφάλαιο Πόροι κοινής δεξαμενής 2.1 Κατηγορίες αγαθών Ιδιοκτησιακά καθεστώτα πόρων κοινής δεξαμενής Προβλήματα πόρων κοινής δεξαμενής Προβλήματα οικειοποίησης Προβλήματα παροχής Οι υδατικοί πόροι των συστημάτων άρδευσης ως πόροι κοινής δεξαμενής Επιφανειακά συστήματα άρδευσης Αρδευτικά συστήματα υπόγειων υδροφορέων Κρατική και κοινοτική διαχείριση αρδευτικών συστημάτων Κεφάλαιο Θεωρητικό υπόβαθρο 3.1 Θεωρητικά μοντέλα Θεωρίες Θεωρία Παιγνίων Βασικά στοιχεία και θεωρήσεις της θεωρίας παιγνίων... 15

7 Ταξινόμηση παιγνίων Αναπαράσταση παιγνίων Βασικές έννοιες λύσης της θεωρίας παιγνίων Λύση Minimax (ή Λύση Ελαχιστοποίησης της Μέγιστης Ζημίας) Βέλτιστη απάντηση Ισορροπία Nash Στρατηγική κυριαρχία Pareto-βέλτιστη λύση Εξελικτική θεωρία παιγνίων Θεωρία Συλλογικής ράσης Θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης Κατάσταση δράσης Εξωτερικοί παράγοντες που επηρεάζουν τα πεδία δράσης Επίπεδα ανάλυσης Παράγοντες που ευνοούν την κοινοτική διαχείριση σε πόρους κοινής δεξαμενής Παράγοντες σχετικά με τις θεσμικές διευθετήσεις Παράγοντες σχετικά με τον πόρο Παράγοντες σχετικά με τους χρήστες Κεφάλαιο Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 4.1 Μεθοδολογία μελέτης Η κοινοτική διαχείριση των αρδευτικών δικτύων Στένωμα Ευρυτανίας Άγιος Νικόλαος Ευρυτανίας Μελέτη της κοινοτικής διαχείρισης των αρδευτικών συστημάτων με βάση το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης Παράγοντες που ευνόησαν την επιτυχή κοινοτική διαχείριση... 55

8 Θεσμικές διευθετήσεις Παράγοντες σχετικά με τον πόρο Παράγοντες σχετικά με τους χρήστες ιερεύνηση των λόγων υποβάθμισης της κοινοτικής διαχείρισης των αρδευτικών συστημάτων Κεφάλαιο Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 5.1 Σχεδιασμός του οικονομικού πειράματος Πείραμα αναφοράς Πείραμα με τιμωρία Πείραμα με επικοινωνία Πείραμα με συνδυασμό επικοινωνίας και τιμωρίας Κεφάλαιο Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 6.1 Μοντέλα βασισμένα σε πράκτορες και εξελικτικοί αλγόριθμοι Γενικά χαρακτηριστικά γενετικών αλγορίθμων Εξελικτική θεωρία Πλεονεκτήματα Γενετικών Αλγορίθμων Ορολογία Γενετικών Αλγορίθμων Λειτουργία Γενετικών Αλγορίθμων Γενετική αναπαράσταση ημιουργία αρχικού πληθυσμού Συνάρτηση αξιολόγησης Γενετικές διαδικασίες Παράγοντες ελέγχου Οι γενετικοί αλγόριθμοι ως μοντέλα μάθησης Μονοπληθυσμιακοί και πολυπληθυσμιακοί γενετικοί αλγόριθμοι...106

9 6.4 Μοντέλα διαχείρισης υδατικών πόρων με γενετικούς αλγόριθμους Πολυπληθυσμιακό μοντέλο Προσομοίωση επικοινωνίας Μονοπληθυσμιακό μοντέλο Έλεγχος θεωρίας κρίσιμης μάζας Κεφάλαιο Συμπεράσματα Βιβλιογραφία ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ...I

10 Περίληψη Τα αρδευτικά δίκτυα αποτελούν πόρους κοινής δεξαμενής καθώς χαρακτηρίζονται από διαιρετότητα και από δυσκολία αποκλεισμού. Σύμφωνα με την παραδοσιακή οικονομική θεωρία, η απουσία ιδιοκτησιακών δικαιωμάτων σε συνδυασμό με την εγωιστική φύση του ανθρώπου μπορούν να οδηγήσουν στην εξάντληση των πόρων κοινής δεξαμενής, μια κατάσταση που ο Hardin το 1968 χαρακτήρισε ως «τραγωδία των κοινών». Παρόλα αυτά, ένας σημαντικός αριθμός μελετών στη διεθνή βιβλιογραφία, αμφισβητεί αυτές τις δυσοίωνες προβλέψεις και υποστηρίζει πως ομάδες με κοινό συμφέρον, αντιλαμβάνονται την αλληλεξάρτηση των μελών τους και επενδύουν στη θέσπιση κανόνων που αντέχουν στο χρόνο που διασφαλίζουν υψηλή απόδοση και τη βιώσιμη διαχείριση του πόρου. Το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης, που χρησιμοποιείται ευρέως στη μελέτη πόρων κοινής δεξαμενής, έπαιξε καθοδηγητικό ρόλο στην οργάνωση της παρούσας μελέτης. Αρχικά παρουσιάζεται η εμπειρική ανάλυση που διεξήχθηκε σε χωριά της Ευρυτανίας. Τα αποτελέσματα δείχνουν πως οι τοπικές κοινότητες είχαν καταφέρει να διαχειρίζονται από μόνες τους τον πόρο δημιουργώντας μακροχρόνιους θεσμούς που απέτρεπαν την υπεράντληση του πόρου και εσωτερικές προστριβές. Επίσης διεξήχθηκε οικονομικό πείραμα που είχε στόχο να προσομοιώσει την αλληλεπίδραση και την πιθανότητα συνεργασίας μεταξύ των χρηστών ενός αρδευτικού συστήματος υπόγειου υδροφορέα. Στο πείραμα μια κανονικοποιημένη εξίσωση προσδιορίζει το κέρδος κάθε ιδιοκτήτη γεώτρησης συναρτήσει της δικής του ενέργειας, των ενεργειών των υπολοίπων και των υδρολογικών συνθηκών. Η προσπάθεια των χρηστών για μεγιστοποίησή του κέρδους τους προκαλεί ισχυρό ανταγωνισμό μεταξύ τους. Παρόλα αυτά η εισαγωγή των στοιχείων της επικοινωνίας και της τιμωρίας μεταξύ των χρηστών οδηγεί σε συνεργατική συμπεριφορά και στην επίτευξη χαμηλότερων επιπέδων άντλησης κοντά στη βέλτιστη κοινωνικά άντληση. Στο τέλος παρουσιάζονται μοντέλα βασισμένα σε πράκτορες. Τα μοντέλα που προσομοίωναν τη βασική αλληλεπίδραση μεταξύ των χρηστών ενός υπόγειου

11 υδροφορέα ανταποκρίθηκαν με επιτυχία στη σύγκριση με το οικονομικό πείραμα σε μια σειρά μεταβλητών. Με πολυ-πληθυσμιακό γενετικό αλγόριθμο και τη χρησιμοποίηση στοιχείων της γνωστικής ψυχολογίας επιτεύχθηκε επίσης η προσομοίωση της συμπεριφοράς των χρηστών του υπόγειου υδροφορέα μετά από επικοινωνία. Με τη χρησιμοποίηση μονο-πληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου ένας αριθμός πρακτόρων θεωρήθηκε πως πραγματοποιεί αλτρουιστικές ενέργειες πραγματοποιώντας αντλήσεις ίσες με τη βέλτιστη κοινωνικά λύση. Αποδεικνύεται πως η επίδραση αλτρουιστικών ενεργειών στη συμπεριφορά των άλλων στο συνολικό οικονομικό κέρδος είναι σημαντική.

12 Abstract Irrigation systems are common pool resources since they are characterized by both difficulty of exclusion and high subtractability. Traditional economic theory argues that the absence of property rights and the selfish nature of mankind can lead to the exhaustion of common pool resources, which Hardin in 1968 defined as the tragedy of the commons. However, a significant number of publications found in bibliography, challenges these ominous predictions. These studies demonstrate that people with common interest, perceive the degree of their interdependence and contract durable agreements that ensure both high performance and sustainable management of the resource. The Institutional Analysis and Development framework which is widely used for studying common pool resources played a leading role in the organization of this study. At first a case study research which was conducted in villages of Euritania is presented. The results of the research indicate that local communities managed to self-govern irrigation systems by creating long lasting institutions, which successfully avoided water resources overexploitation and internal conflicts. An economic experiment, which aimed at the modeling of the interaction between users of an underground aquifer and the possibility of collaboration among them, also took place. In the experiment a normalized equation defined the outcome for the user of a single well, as a function of his and the other users pumping rate as well as the hydrological conditions. A highly competitive attitude is assumed to guide the behavior of each user in the perspective of maximizing one s profit. Nevertheless the results showed that introducing the components of communication and sanctions among the users lead to a cooperative attitude and to the achievement of lower pumping rates, close to the optimal social solution. Finally, agent-based models are presented. The models simulating the baseline interaction between the users of an underground aquifer responded successfully to a comparison with the economic experiment at a set of variables. The simulation of the users behaviour after a communication session, using elements of cognitive

13 psychology, was also accomplished by a multi-population genetic algorithm. Using a single-population algorithm a number of agents were assumed to follow an altruistic behaviour i.e. with pumping rates equal to the optimal social solution. It is demonstrated that the influence of the altruist actions on the behavior of others as well as the total economic benefit is quite important.

14 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Εισαγωγή Η διερεύνηση της διαχείρισης των υδατικών πόρων, εντάσσεται στη μελέτη των κοινόχρηστων φυσικών πόρων (των πόρων δηλαδή που υπόκεινται σε καθεστώς κοινής ιδιοκτησίας). Τα κύρια χαρακτηριστικά ενός κοινόχρηστου πόρου είναι ότι: η ιδιοκτησία ανήκει σε μία κοινότητα χρηστών, κάθε χρήστης έχει ανεξάρτητο δικαίωμα πρόσβασης στον πόρο και ότι υπάρχει εκούσια οργάνωση και συνεργασία ανάμεσα στους χρήστες (Bullock και Baden, 1977). Η τάση για εντατικοποίηση της εκμετάλλευσης των υδατικών αποθεμάτων που παρατηρείται τα τελευταία χρόνια φαίνεται δύσκολο να αναστραφεί. Αυτό συμβαίνει καθώς η ανάγκη για μείωση των αντλήσεων από όλους τους χρήστες συναντάει την άρνηση κάποιων να συνεργαστούν, εκμεταλλευόμενοι την προσπάθεια άλλων χρηστών για εξοικονόμηση του πόρου. Παρατηρείται δηλαδή το φαινόμενο του τζαμπατζή (free-rider κατά την αγγλόφωνη βιβλιογραφία). Το γεγονός ότι κάθε χρήστης έχει ανεξάρτητο δικαίωμα πρόσβασης στον πόρο, καθιστά δύσκολη την αντιμετώπιση του φαινομένου των τζαμπατζήδων και έχει οδηγήσει πολλούς να υποστηρίζουν πως υπάρχει κίνδυνος αφανισμού των κοινόχρηστων πόρων (Hardin, 1968). Προκειμένου να αποφευχθεί κάτι τέτοιο προτείνεται είτε η παρέμβαση κρατικών φορέων (Heilbroner, 1974) είτε η ιδιωτικοποίηση ή ο πλήρης καθορισμός των ιδιοκτησιακών δικαιωμάτων (Coase, 1960). Η βιβλιογραφία ωστόσο αναφέρει πλήθος παραδειγμάτων στα οποία οι δυσοίωνες προβλέψεις των υποστηρικτών αυτών των προτάσεων έχουν διαψευστεί. Η πραγματικότητα δείχνει πως άνθρωποι με κοινά, ακόμα και πολλές φορές ανταγωνιστικά, συμφέροντα αντιλαμβάνονται το βαθμό της αλληλεξάρτησής τους και συνάπτουν ανθεκτικές συμφωνίες, που διασφαλίζουν την καλύτερη δυνατή κοινή εκμετάλλευση καθώς και τη βιωσιμότητα του πόρου. Τα αίτια της επιβίωσης πολλών απειλούμενων με καταστροφή φυσικών πηγών εντοπίζονται στις δομές και τα χαρακτηριστικά των συλλογικών ρυθμίσεων που υιοθετούνται με σκοπό τη διαχείρισή τους. Η πληθώρα των παραδειγμάτων αυτών έχει οδηγήσει στην ανάγκη αναθεώρησης του τρόπου προσέγγισής τους. Πρωτοπόρος σε αυτήν την κατεύθυνση υπήρξε η Elinor Ostrom, η οποία τιμήθηκε με το Νόμπελ στις Οικονομικές Επιστήμες το Η Ostrom μαζί με συνεργάτες της Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

15 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Εισαγωγή 2 βλέποντας την αναγκαιότητα ανάπτυξης ενός θεωρητικού εργαλείου που να επιτρέπει την ανάλυση όλων των περιπτώσεων δημιούργησε το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης (Institutional Analysis and Development framework). Οι αναθεωρημένες προσεγγίσεις του προβλήματος θεωρούν ότι πληθυσμοί που αποτελούνται από άτομα που ενδιαφέρονται για αύξηση του κέρδους τους μπορούν να αναδείξουν τη συνεργασία. Ανάλογα με την μεθοδολογία oι έρευνες σε αυτήν την κατεύθυνση γίνονται κυρίως με τρείς τρόπους: 1) Με εμπειρικές έρευνες πεδίου στις περιοχές που βρίσκονται πόροι όπου γίνεται κοινοτική διαχείριση (Ostrom, 1990), (Wade, 1987). 2) Με την πειραματική διερεύνηση δηλαδή τη διεξαγωγή οικονομικών πειραμάτων βασισμένων σε πράκτορες για τη σκιαγράφηση συμπεριφορών στη χρήση φυσικών πόρων (Ostrom, 2002), (Ostrom, Walker και Gardner, 1992), (Fehr και Gaechter, 2000), (Casari, 2005). 3) Με δημιουργία μοντέλων προσομοίωσης (Casari, 2004), (Eraso και Montserrat, 2001), συμπεριφορών εκμετάλλευσης φυσικών πόρων. Στόχος της παρούσας διατριβής είναι χρησιμοποιώντας και τις τρεις μεθόδους έρευνας, να μελετήσει τις συνθήκες κάτω από τις οποίες αυξάνονται οι πιθανότητες οι χρήστες τόσο επιφανειακών όσο και υπόγειων αρδευτικών συστημάτων να μπορέσουν από μόνοι τους να τα διαχειριστούν αποφεύγοντας τον κίνδυνο εξάντλησης των αποθεμάτων τους. Η διάρθρωση των κεφαλαίων που ακολουθούν έχει ως εξής: Στο επόμενο κεφάλαιο μετά τον ορισμό των υδατικών πόρων των συστημάτων άρδευσης ως πόρων κοινής δεξαμενής παρουσιάζονται τα πιθανά ιδιοκτησιακά καθεστώτα και τα προβλήματα διαχείρισης των αγαθών αυτών. Στο Κεφάλαιο 3 γίνεται μια εισαγωγή σε χρήσιμα θεωρητικά στοιχεία όπως η θεωρία παιγνίων και η θεωρία της συλλογικής δράσης. Επίσης παρουσιάζεται το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης (Institutional Analysis and Development framework) που χρησιμοποιείται ευρέως στις μελέτες διαχείρισης πόρων κοινής δεξαμενής και έπαιξε καθοδηγητικό ρόλο στην οργάνωση της παρούσας μελέτη. Στα πλαίσια του Κεφαλαίου 4 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα εμπειρικής έρευνας πεδίου που πραγματοποιήθηκε σε χωριά της Ευρυτανίας και στα οποία υπήρχε για πολλά χρόνια κοινοτική διαχείριση των επιφανειακών συστημάτων άρδευσης. Στη συνέχεια στο Κεφάλαιο 5 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα οικονομικών πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν με στόχο τη σκιαγράφηση της συμπεριφοράς των χρηστών ενός υπόγειου υδροφορέα και την ανίχνευση συνθηκών που θα αύξαναν τις πιθανότητες κοινοτικής διαχείρισης του υδροφορέα από το χρήστη του. Τα πειράματα διεξήχθησαν με Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

16 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Εισαγωγή 3 το λογισμικό z-tree (Fischbacher, 2007) και συμμετείχαν προπτυχιακοί φοιτητές του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Στο Κεφάλαιο 6 με τη χρήση γενετικών αλγορίθμων αποπειράται η δημιουργία μοντέλων βασισμένων σε πράκτορες με στόχο την προσομοίωση της εκμετάλλευσης ενός υπόγειου υδροφορέα από αγρότες. Η χρήση της ίδιας αντικειμενικής συνάρτησης με αυτή που χρησιμοποιήθηκε στα οικονομικά πειράματα βοήθησε στη σύγκριση των αποτελεσμάτων των δύο προσεγγίσεων. Το τελευταίο κεφάλαιο συνοψίζει τα συμπεράσματα της διατριβής και παραθέτει προτάσεις για περαιτέρω έρευνα στο πεδίο αυτό. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

17 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Πόροι κοινής δεξαμενής 2.1 Κατηγορίες αγαθών Είναι κοινός τόπος πως το νερό είναι αγαθό (και μάλιστα πολύτιμο) σε ανεπάρκεια. Η διαιρετότητα και η δυνατότητα αποκλεισμού είναι δύο χαρακτηριστικά που χρησιμοποιούνται για την κατηγοριοποίηση των αγαθών. Η διαιρετότητα αναφέρεται στο βαθμό που η χρήση ενός αγαθού από ένα άτομο μειώνει τη διαθέσιμη ποσότητα για άλλα άτομα. Για παράδειγμα η συγκομιδή μιας ποσότητας ξυλείας από ένα δάσος αφαιρεί τη δυνατότητα χρησιμοποίησης αυτής της ποσότητας από άλλα άτομα. Αντίθετα η απολαβή των ωφελειών ενός ηλεκτροφωτισμένου δρόμου από ένα οδηγό δεν στερεί από άλλους τη δυνατότητα απολαβής της ίδιας ωφέλειας. Η δυνατότητα αποκλεισμού αναφέρεται στο βαθμό δυσκολίας του περιορισμού αυτών που επωφελούνται από τις ωφέλειες ενός αγαθού και δεν συμμετέχουν στην παροχή του. Όταν ο αποκλεισμός είναι δύσκολος καθένας έχει το κίνητρο να μη συνεισφέρει στην κοινή προσπάθεια παραγωγής του αγαθού, αλλά να συμπεριφερθεί παραβατικά εις βάρος των προσπαθειών των άλλων, φαινόμενο που όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 1 ονομάζεται φαινόμενο του τζαμπατζή. Έτσι από τη μια το συνολικό κόστος γίνεται απαγορευτικό για ένα άτομο, όταν οι υπόλοιποι δεν συνεισφέρουν, και από την άλλη όταν οι υπόλοιποι συνεισφέρουν τότε το άτομο δεν έχει λόγο να συνεισφέρει και αυτό. Ο βαθμός της διαιρετότητας καθώς και ο βαθμός δυσκολίας της δυνατότητας αποκλεισμού ορίζουν τις τέσσερεις βασικές κατηγορίες αγαθών όπως φαίνεται και στον Πίνακα 2.1. Πίνακας 2.1. Κατηγορίες αγαθών ιαιρετότητα της χρήσης Μικρή Μεγάλη υνατότητα ύσκολη ημόσια αγαθά Πόροι κοινής δεξαμενής αποκλεισμού Εύκολη Αγαθά περιορισμένου κύκλου Ιδιωτικά αγαθά Τα ιδιωτικά αγαθά, όπως είναι τα είδη ένδυσης και διατροφής ή τα αυτοκίνητα διακρίνονται για τη σχετικά εύκολη δυνατότητα αποκλεισμού και μεγάλη διαιρετότητα της Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

18 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής 5 χρήσης καθώς αν ένα ιδιωτικό αγαθό καταναλωθεί από ένα άτομο δεν μπορεί να καταναλωθεί από άλλο. Ακριβώς το αντίθετο συμβαίνει όσον αφορά τα χαρακτηριστικά αυτά στα δημόσια αγαθά στα οποία περιλαμβάνονται ο καθαρός αέρας, η αντιπλημμυρική ή αντιπυρική προστασία, η πρόγνωση του καιρού, η γνώση γενικότερα. Τα αγαθά αυτά είναι πλήρως αδιαίρετα καθώς η χρήση τους από ένα άτομο δεν μειώνει την δυνατότητα χρήσης τους από άλλα άτομα και επίσης κανείς δε μπορεί να εξαιρεθεί από τη χρήση τους. Η αδιαιρετότητα ενός αγαθού δεν σημαίνει πάντα πως είναι διαθέσιμο για ευρύ αριθμό χρηστών καθώς σε ορισμένες περιπτώσεις είναι σχετικά εύκολη η δυνατότητα αποκλεισμού και αυτά διαιρούνται μεταξύ μικρού συνόλου ατόμων όπως συμβαίνει για παράδειγμα με τη συνδρομητική τηλεόραση ή με κλειδωμένα λογισμικά προγράμματα για ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Τα αγαθά αυτά ονομάζονται αγαθά περιορισμένου κύκλου (club goods ή toll goods κατά την αγγλόφωνη βιβλιογραφία). Οι πόροι κοινής δεξαμενής, τέλος, στους οποίους συμπεριλαμβάνονται μεταξύ άλλων τα επιφανειακά συστήματα άρδευσης, οι υπόγειοι υδροφορείς, τα δάση και τα αλίπεδα μοιάζουν με τα δημόσια αγαθά στο γεγονός ότι είναι δύσκολο να εξαιρεθούν χρήστες από την χρήση τους και με τα ιδιωτικά αγαθά στο γεγονός ότι το επίπεδο χρήσης ενός ατόμου επηρεάζει το επίπεδο χρήσης των άλλων (Ostrom, Gardner και Walker, 1994), (Ostrom, 1999). 2.2 Ιδιοκτησιακά καθεστώτα πόρων κοινής δεξαμενής Οι πόροι κοινής δεξαμενής μπορεί να ανήκουν σε μια κρατική, περιφερειακή ή τοπική αρχή, σε ιδιώτες ή σε συλλογικές οντότητες απαρτιζόμενες από ιδιώτες ή μπορεί να μην ανήκουν σε κανένα. Ο Hardin (1968), όπως θα αναφερθεί αναλυτικότερα στο επόμενο κεφάλαιο, ισχυριζόταν πως αφού ένας πόρος κοινής δεξαμενής δεν ανήκει σε κανένα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί από οποιονδήποτε με αποτέλεσμα να εμφανίζεται η αποκαλούμενη από τον Hardin τραγωδία των κοινών (πόρων). Αυτό συμβαίνει διότι καθένας τείνει να αυξήσει την εκμετάλλευση του πόρου με στόχο την αύξηση του ατομικού του οφέλους που οδηγεί τελικά στην υπερεκμετάλλευση και εξάντληση του πόρου. Εξάλλου δεν υπάρχει κανένα κίνητρο για ορθολογικοποίηση της χρήσης ή για επένδυση προς βελτίωση του πόρου. Το επιχείρημα της τραγωδίας των κοινών επικράτησε στην επιστημονική σκέψη για αρκετά χρόνια. Σε ορισμένες περιπτώσεις δικαιολόγησε την αλλαγή στο ιδιοκτησιακό καθεστώς πολλών φυσικών πόρων με αποτέλεσμα την ιδιωτικοποίηση ή κρατικοποίηση τους, ενώ σε άλλες τη λήψη μέτρων με στόχο την αποτροπή της νομοτελειακά επερχόμενης, σύμφωνα με τον ισχυρισμό, εξάντλησης του πόρου (White, 1992), (Ostrom, 2009). Στις αρχές της δεκαετίας του '80 διαφάνηκε πως υπήρχε μια ασάφεια στον ισχυρισμό της τραγωδίας των κοινών. Αυτή οφειλόταν στην λανθασμένη υπόθεση πως στο σύνολο των περιπτώσεων που δεν υπάρχουν σαφή ιδιοκτησιακά δικαιώματα δεν λειτουργούν Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

19 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής 6 κανόνες και το κάθε άτομο ασκεί το δικαίωμα χρήσης ανεξάρτητα από άλλους οπότε ο φυσικός πόρος λειτουργεί υπό καθεστώς ελεύθερης πρόσβασης. εν λάμβανε υπόψη πως είναι δυνατόν ένας πόρος κοινής δεξαμενής να είναι υπό κοινή ιδιοκτησία όταν τον διαχειρίζεται συγκεκριμένη ομάδα χρηστών με βάση κανόνες που ορίζουν ποιός θα χρησιμοποιήσει τι και υπό ποιούς όρους (Bromley, 1986), (Κουμπάρου, 2002). Ο Swallow (1990) συνόψισε τις διαφορές μεταξύ κοινοτικής ιδιοκτησίας και ελεύθερης πρόσβασης. Σε καθεστώς κοινοτικής ιδιοκτησίας δεν υπάρχουν αποκλειστικά δικαιώματα χρήσης του πόρου και τα μέλη της κοινότητας χρηστών έχουν βάσιμες προσδοκίες για χρήση του πόρου και μελλοντικά. Επίσης υπάρχουν καθορισμένες από την κοινότητα σαφείς προϋποθέσεις για το ποιος έχει δικαίωμα χρήσης του πόρου και κατευθυντήριες γραμμές για τη χρήση του πόρου. Τέλος υπάρχει η δυνατότητα θέσπισης μηχανισμών επιβολής τιμωριών για παραβατικές συμπεριφορές. Αντίθετα στις περιπτώσεις ελεύθερης πρόσβασης δεν υπάρχει κάποιος κοινωνικός φορέας που να ορίζει και να επιβάλλει τα δικαιώματα χρήσης του πόρου ενώ κάθε χρήστης του πόρου αγνοεί τις συνέπειες των ενεργειών του στους άλλους χρήστες. Η δημιουργία πόρων ελεύθερης πρόσβασης από εξωτερικές πολιτικές (όπως στις περιπτώσεις της αποικιοκρατίας ή πιο πρόσφατα της παγκοσμιοποίησης) αφαιρεί από τις κοινότητες την οποιοδήποτε δυνατότητα ελέγχου της χρήσης. Η κοινοτική διαχείριση των πόρων κοινής δεξαμενής και ειδικότερα των συστημάτων άρδευσης είναι αυτή στην οποία εστιάζει η παρούσα διατριβή με αφορμή την καταγραφή πολλών περιπτώσεων διαχείρισης πόρων που στηρίζονται στην αυτοοργάνωση των τοπικών κοινωνιών. Οι κοινωνίες αυτές φαίνεται πως έχουν συμφωνήσει στον τρόπο χρήσης και το επίπεδο άντλησης του πόρου, ενώ έχουν υιοθετήσει και αναπτύξει μηχανισμούς επιβολής ποινών για τις περιπτώσεις που κάποιος υπερβαίνει τα συμφωνημένα όρια άντλησης του πόρου (Hackett, Schlager και Walker, 1994). Τα ιδιοκτησιακά δικαιώματα ενός πόρου κοινής δεξαμενής μπορούν να θεωρηθούν ως μία δέσμη πέντε δικαιωμάτων. Τα άτομα ή οι φορείς που χρησιμοποιούν έναν πόρο μπορούν να έχουν κάποια ή όλα από τα παρακάτω δικαιώματα: (1) ικαίωμα πρόσβασης, δηλαδή το δικαίωμα εισόδου σε έναν καθορισμένο χώρο. (2) ικαίωμα άντλησης δηλαδή το δικαίωμα συγκομιδής συγκεκριμένων αγαθών από έναν πόρο. (3) ικαίωμα διοίκησης που επιτρέπει την αλλαγή του πόρου με έργα βελτίωσης και τη ρύθμιση εσωτερικών κανόνων χρήσης. (4) ικαίωμα αποκλεισμού που δίνει το δικαίωμα απόφασης για το ποιοι έχουν δικαιώματα πρόσβασης, άντλησης και διαχείρισης. (5) ικαίωμα μεταβίβασης κυριότητας που επιτρέπει την πώληση ή μεταφορά των προαναφερθέντων δικαιωμάτων (Schlager και Ostrom, 1992). Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής Προβλήματα πόρων κοινής δεξαμενής Τα προβλήματα που προκύπτουν στη διαχείριση ενός πόρου κοινής δεξαμενής μπορούν να διακριθούν σε προβλήματα οικειοποίησης και προβλήματα παροχής. Όταν οι χρήστες αντιμετωπίζουν προβλήματα οικειοποίησης αυτά αφορούν τις μεθόδους κατανομής των αφαιρέσιμων μονάδων του πόρου μεταξύ των χρηστών και τα κέρδη που αποφέρουν αυτές στον κάθε χρήστη. Τα προβλήματα παροχής σχετίζονται με την κατασκευή, τη συντήρηση ή την επισκευή ενός συστήματος πόρου αλλά και την αποφυγή της εξάντλησης του. Τα προβλήματα οικειοποίησης, δηλαδή, αφορούν την κατανομή της ροής, ενώ τα προβλήματα παροχής αφορούν το απόθεμα Προβλήματα οικειοποίησης Το βασικό πρόβλημα οικειοποίησης παρουσιάζεται όταν οι χρήστες ενός πόρου είναι περισσότεροι από όσους μπορεί να συντηρήσει ο πόρος, όταν αντλούνται μονάδες πόρου μεγαλύτερες από ένα όριο ή γίνονται υπερβολικές επενδύσεις σε εξοπλισμό άντλησης των μονάδων του πόρου. Ουσιαστικά προέρχονται από την επίδραση που έχει η άντληση μίας ποσότητας πόρου από ένα χρήστη στους άλλους χρήστες. Μιλώντας με όρους μικροοικονομικής θεωρίας είναι τα προβλήματα που προέρχονται από τις εξωτερικότητες που παράγονται όποτε οι χρήστες αντλούν μονάδες ενός πόρου. Η αύξηση της άντλησης από έναν χρήστη μειώνει το μέσο κέρδος που αποκομίζουν οι υπόλοιποι χρήστες σε σχέση με τα έξοδα που έχουν κάνει για άντληση. Ένα δεύτερο είδος προβλημάτων οικειοποίησης προέρχεται από την ετερογενή και αβέβαιη, τοπικά και χρονικά, κατανομή των μονάδων του πόρου. Αυτή οδηγεί στην ανάγκη δημιουργίας δίκαιων κανόνων εκχώρησης της τοπικής και χρονικής πρόσβασης στον πόρο ανάλογα με τα ειδικά χαρακτηριστικά του πόρου αλλά και των χρηστών του. Όταν οι χρήστες θεωρούν ότι η εκχώρηση πρόσβασης είναι άδικη, ασύμφορη και αβέβαιη, ή ότι εφαρμόζεται με λανθασμένο τρόπο, αυτό μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την προθυμία τους να επενδύσουν σε δραστηριότητες παροχής ή ακόμα και να οδηγήσει σε έντονες διαμάχες (Ostrom, 1999). Ένα τρίτο πρόβλημα οικειοποίησης έχει να κάνει με τους τεχνολογικούς εξωγενείς παράγοντες. Το πρόβλημα αναφέρεται στις περιπτώσεις όπου η χρήση μιας συγκεκριμένης τεχνολογίας από κάποιους μπορεί να οδηγήσει στην αύξηση του κόστους κάποιων που χρησιμοποιούν άλλες τεχνολογίες (Gardner, Ostrom και Walker, 1990) Προβλήματα παροχής Τα προβλήματα παροχής μπορεί να παρουσιαστούν από την πλευρά της ζήτησης ή από την πλευρά της προμήθειας ή και από τις δύο πλευρές. Το πρόβλημα της παροχής από την Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής 8 πλευρά της προμήθειας που παρατηρείται σε ένα πόρο κοινής δεξαμενής σχετίζεται με την κατασκευή και τη συντήρηση του ίδιου του πόρου. Τα προβλήματα συντήρησης αφορούν τον καθορισμό του είδους και του επιπέδου της τακτικής συντήρησης αλλά και την πρόβλεψη για επισκευή σε καταστάσεις επείγουσας ανάγκης που θα διατηρήσουν την αποδοτικότητα του πόρου στο χρόνο. εδομένου ότι μια επένδυση συντήρησης επηρεάζει μακροπρόθεσμα την αποδοτικότητα του πόρου, οι αποφάσεις για αυτές τις δραστηριότητες είναι δύσκολο να ληφθούν, ακόμα και όταν τις παίρνει ένας ιδιώτης από μόνος του. Οι δυσκολίες για την οργάνωση και τη συντήρηση ενός συστήματος αυξάνουν όταν αναφερόμαστε σε πολλούς χρήστες καθώς υπάρχει το κίνητρο της παραβατικής συμπεριφοράς. Τα προβλήματα παροχής από την πλευρά της ζήτησης αφορούν τον τρόπο με τον οποίο η άντληση επηρεάζει την παραγωγική ικανότητα του πόρου (Gardner, Ostrom και Walker, 1990), (Ostrom, 1999). Για παράδειγμα η αύξηση της αλιείας σε ένα αλίπεδο μπορεί να μειώσει το απόθεμα ψαριών σε τέτοιο βαθμό που να μειωθεί η αναπαραγωγική δυνατότητα των ψαριών στο αλίπεδο (Clark, 1980). Το πόσο τα ζητήματα παροχής από την πλευρά της ζήτησης επηρεάζουν τους χρήστες ενός πόρου εξαρτάται και από το πόσο αυτοί προσδοκούν μελλοντικά οφέλη από τον πόρο αυτό. 2.4 Οι υδατικοί πόροι των συστημάτων άρδευσης ως πόροι κοινής δεξαμενής Το νερό των συστημάτων άρδευσης είναι πόρος κοινής δεξαμενής καθώς διακρίνεται και για τα δύο χαρακτηριστικά του που φαίνονται στον Πινάκα 2.1. Καταρχήν είναι δύσκολος ο αποκλεισμός χρηστών είτε λόγω της έκτασης των συστημάτων άρδευσης είτε λόγω της κατοχυρωμένης δικαιοδοσίας χρήσης του νερού σε όσους έχουν καλλιεργούμενες εκτάσεις. Επίσης είναι πλήρως διαιρετό καθώς η κατανάλωση μιας ποσότητας από ένα χρήστη δεν την κάνει εκμεταλλεύσιμη από κανένα άλλο. Οι χρήστες των συστημάτων άρδευσης αντιμετωπίζουν τόσο προβλήματα οικειοποίησης όσο και προβλήματα παροχής. Καθώς στα πλαίσια της παρούσας διατριβής αποπειράται η μελέτη της δυνατότητας διαχείρισης σε κοινοτικό επίπεδο τόσο του νερού των επιφανειακών αρδευτικών συστημάτων όσο και αυτό των υπόγειων υδροφορέων κρίθηκε σκόπιμο στο σημείο αυτό να υπογραμμιστούν οι εγγενείς τους διαφορές καθώς τα επιφανειακά συστήματα άρδευσης είναι πόροι κοινής δεξαμενής κατασκευασμένοι από τους ανθρώπους ενώ οι υπόγειοι υδροφορείς είναι πόροι κοινής δεξαμενής που δημιουργούνται από τη φύση. Επίσης χρήσιμο κρίθηκε να καταγραφούν οι διαφορές των προβλημάτων παροχής και οικειοποίησης με τα οποία έρχονται αντιμέτωποι οι χρήστες τους. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

22 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής Επιφανειακά συστήματα άρδευσης Όσον αφορά τα επιφανειακά συστήματα άρδευσης οι χρήστες τους, τις περισσότερες φορές, έρχονται εξαρχής αντιμέτωποι με προβλήματα παροχής καθώς απαιτούνται πόροι (προσωπική εργασία ή χρήματα) για την κατασκευή ή τη συντήρηση έργων ανάσχεσης και διοχέτευσης του νερού (όπως για παράδειγμα φράγματα ή κανάλια). Ένας αγρότης δεν μπορεί από μόνος του να καλύψει τα έξοδα κατασκευής ενός επιφανειακού αρδευτικού συστήματος και απαιτείται η κοινή δράση περισσότερων ατόμων προκειμένου να πραγματοποιηθεί η οργάνωση, η έρευνα, ο σχεδιασμός και η κατασκευή του αρδευτικού συστήματος (Schlager, 2007). Επειδή αρκετές φορές εμφανίζονται δυσκολίες στον αποκλεισμό ενός χρήστη από το να επωφεληθεί ενός λειτουργικού συστήματος, κάθε χρήστης έχει κίνητρο να αποφύγει να επενδύσει στην κατασκευή και συντήρηση αρδευτικών εγκαταστάσεων (Ostrom, Gardner και Walker, 1994). Τα προβλήματα οικειοποίησης εμφανίζονται όταν η ποσότητα του νερού δεν είναι αρκετή για να ικανοποιήσει τις ανάγκες όλων των καλλιεργητών. Το νερό πρέπει να κατανέμεται με τρόπο όσο το δυνατόν πιο λειτουργικό και αποτελεσματικό. Ανεξάρτητα από τον τρόπο κατανομής (με βάση τον αριθμό των μερισμάτων, την έκταση της καλλιεργούμενης γης ή με άλλα κριτήρια) η ανάγκη για την επιβολή κανόνων θα έχει ως συνέπεια κάποιοι αγρότες να μη λαμβάνουν την ποσότητα νερού που επιθυμούν. Πιθανή μείωση του διαθέσιμου νερού, αυξάνει και τα κίνητρα των χρηστών για παραβίαση των κανόνων κατανομής είτε αυτοί έχουν θεσπιστεί από κάποια αρχή είτε από τους ίδιους τους αγρότες. Επίσης προβλήματα οικειοποίησης πολύ συχνά προκύπτουν από την ανομοιογενή κατανομή του νερού που παρατηρείται όταν οι αγρότες που βρίσκονται στην κεφαλή του συστήματος άρδευσης εκμεταλλεύονται την πλεονεκτική τους θέση και αντλούν περισσότερο νερό από τους αγρότες που βρίσκονται προς το τέλος του. Λόγω των φυσικών χαρακτηριστικών των επιφανειακών συστημάτων άρδευσης οι χρήστες τους μπορούν παράλληλα με τις καθημερινές τους εργασίες να έχουν άμεση εποπτεία της ποσότητας νερού που υπάρχει αλλά και της κατάστασης των αρδευτικών έργων. Αυτό τους βοηθάει να ορίζουν τι απαιτείται, τι επιτρέπεται και τι απαγορεύεται δημιουργώντας λειτουργικούς κανόνες που καθορίζουν το πλαίσιο της συνεργασίας και της καθημερινής χρήσης στο σύστημα. Η επιτήρηση της εφαρμογής των κανόνων αυτών αλλά και της αποτελεσματικότητας τους είναι, λόγω της φύσης του συγκεκριμένου πόρου κοινής δεξαμενής, επίσης εύκολη. Υπάρχουν τρεις κατηγορίες λειτουργικών κανόνων που χρησιμοποιούνται για την επίλυση προβλημάτων κοινής δράσης στον τομέα της επιφανειακής άρδευσης. Καταρχήν υπάρχουν οι κανόνες ορίων που ορίζουν τις απαιτήσεις που πρέπει να πληροί ένας χρήστης προκειμένου να χρησιμοποιήσει νερό από ένα σύστημα άρδευσης. Οι απαιτήσεις που συνήθως συναντώνται είναι είτε η κατοχή γης εντός Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

23 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής 10 μιας ορισμένης περιοχής είτε η κατοχή μερισμάτων νερού είτε η συμμετοχή του αρδευόμενου σε μια οργάνωση ή τέλος η καταβολή συγκεκριμένης αμοιβής κάθε φορά πριν τη χρήση του νερού. Μία δεύτερη κατηγορία κανόνων είναι της κατανομής του νερού με την οποία προκαθορίζεται είτε το ποσοστό νερού για άρδευση είτε η χρονική διάρκεια άρδευσης είτε τέλος η σειρά άρδευσης. Τέλος υπάρχουν οι κανόνες καθορισμού των εισφορών που ορίζουν τους τύπους και τα ποσά των απαιτούμενων εισφορών (σε προσωπική εργασία ή χρήματα) από κάθε χρήστη (Ostrom, Gardner και Walker, 1994) Αρδευτικά συστήματα υπόγειων υδροφορέων Μια σημαντική διαφορά των συστημάτων άρδευσης υπόγειων υδροφορέων σε σχέση με τα επιφανειακά συστήματα άρδευσης είναι το σχετικά μικρό κατασκευαστικό τους κόστος. Έτσι, τις περισσότερες φορές, ακόμα και αγρότες με μικρά σχετικά εισοδήματα μπορούν στο χώρο του αγροκτήματος τους να κατασκευάσουν μια γεώτρηση και να έχουν πρόσβαση στο νερό του υπόγειου υδροφορέα αποφεύγοντας την οργάνωση, την κατασκευή και τη διαχείριση αρδευτικών συστημάτων. Λόγω της φυσικής αποθεματοποίησης του νερού που προσφέρουν οι υπόγειοι υδροφορείς εξομαλύνονται οι χρονικές και χωρικές ανομοιογένειες (Λατινόπουλος, 2003). Έτσι οι χρήστες ενός υπόγειου υδροφορέα μπορούν να λαμβάνουν νερό με πιο αξιόπιστο και έγκαιρο τρόπο και σε επαρκή βαθμό. Από την άλλη λόγω της φύσης των υπόγειων υδροφορέων οι χρήστες τους λειτουργούν σε ένα περιβάλλον ελλιπούς πληροφόρησης που δυσκολεύει τις κοινότητες των αγροτών να δημιουργήσουν κανόνες λειτουργίας ώστε να διαχειριστούν μόνοι τους τον πόρο (Rose, 2002). Καταρχήν οι αγρότες μην έχοντας οπτική επαφή με τον πόρο δεν μπορούν να γνωρίζουν την κατάσταση στην οποία βρίσκεται αυτός. Επίσης δεν μπορούν να γνωρίζουν ακριβώς τον αριθμό των αγροτών που αντλούν νερό από τον υδροφορέα, την αποδοτικότητα των γεωτρήσεων που κατέχουν οι υπόλοιποι αγρότες ή την ποσότητα νερού που αντλείται. Επίσης είναι δύσκολο να κατανοήσουν την επίδραση που έχει η άντληση ενός αγρότη στη συνολική απόδοση του υδροφορέα αλλά και να κατανοήσουν το γενικότερο τρόπο λειτουργίας τους. Οι χρήστες του νερού των υπόγειων υδροφορέων έρχονται συνήθως αντιμέτωποι με τα προβλήματα παροχής και οικειοποίησης αρκετό καιρό μετά από την κατασκευή των έργων άντλησης και αφού έχουν ωφεληθεί αρκετά αντλώντας τις επιθυμητές ποσότητες νερού. Η δυνατότητα που παρέχουν οι υπόγειοι υδροφορείς στους χρήστες τους να μπορούν να αντλήσουν όσο νερό θέλουν όποτε και αν το επιθυμούν οδηγούν σε αλόγιστη χρήση και αποσπασματική διαχείριση τους. Έτσι σε πολλούς υδροφορείς η στάθμη του υπόγειου νερού πέφτει κατά πολλά μέτρα αυξάνοντας το λειτουργικό κόστος των γεωτρήσεων. Οι υπεραντλήσεις σε παράκτιους υδροφορείς μπορούν να προκαλέσουν υφαλμύρωση των Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

24 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής 11 υδροφορέων αυτών λόγω της μεγάλης διείσδυσης θαλάσσιου νερού. Το υφάλμυρο νερό των υπόγειων υδροφορέων δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αρδευτική χρήση (Τολίκας, 2006). Εισάγεται έτσι στα προβλήματα παροχής του υπόγειου υδροφορέα και το ζήτημα της ποιότητας του νερού. Υποβάθμιση της ποιότητας του υπόγειου νερού δημιουργείται και με τη μόλυνση των υπόγειων υδροφορέων από τη διάθεση αστικών και βιομηχανικών αποβλήτων σε υδροφορείς ή τη διήθηση διασταλαζόντων υγρών από υγρότοπους (Τσελεπίδου, 2008). Οι κάτοχοι των γεωτρήσεων τοποθετημένων σε έναν υπόγειο υδροφορέα μπορεί να καθυστερήσουν αρκετά να εντοπίσουν το πρόβλημα της πτώσης της στάθμης του υπόγειου υδροφορέα. Αυτό συμβαίνει διότι ο προσδιορισμός τέτοιων προβλημάτων απαιτεί χρονοβόρες και μεγάλου κόστους υδρογεωλογικές μελέτες. Η διαπίστωση της ρύπανσης, επίσης, δεν είναι εύκολη με αποτέλεσμα η αντιμετώπιση της να γίνεται πολλές φορές καθυστερημένα (Λατινόπουλος, 1986). Η αντιμετώπιση των προβλημάτων παροχής είναι δύσκολη, καθώς αν απαιτείται οι αγρότες να μειώσουν την ποσότητα νερού που αντλούν είναι δύσκολο να πειστούν να το κάνουν. Επίσης δεν υπάρχει η δυνατότητα άμεσης παρατήρησης των αποτελεσμάτων των προσπαθειών επίλυσης των προβλημάτων (π.χ. απορρύπανση ή επαναφόρτιση, περιορισμός αντλήσεων). Ένας ακόμα σημαντικός λόγος για τον οποίο εμφανίζονται δυσκολίες στην αντιμετώπιση προβλημάτων παροχής στους υπόγειους υδροφορείς είναι πως εμφανίζονται σε όλο το εύρος του υδροφορέα με αποτέλεσμα να απαιτείται ο συντονισμός μεγάλου αριθμού αγροτών για την επίλυση τους. Αντίθετα τα προβλήματα οικειοποίησης εμφανίζονται τοπικά, σε μικρότερο γεωγραφικό εύρος διευκολύνοντας τις προσπάθειες επίλυσης τους. Τα προβλήματα οικειοποίησης μπορεί να προέρχονται από τη μειωμένη απόδοση γεωτρήσεων λόγω της εγκατάστασης τους κοντά σε άλλες γεωτρήσεις. Επίσης γεωτρήσεις ανώτερης τεχνολογίας ενδέχεται να μειώσουν την απόδοση των γειτονικών τους γεωτρήσεων. Πολλοί μελετητές θεωρούν πως στα επιφανειακά αρδευτικά συστήματα εμφανίζονται προϋποθέσεις ώστε οι κοινότητες να μπορούν να αναλάβουν από μόνες τη βιώσιμη διαχείριση τους, ενώ αυτό δε συμβαίνει στους υπόγειους υδροφορείς. Θεωρούν πως για να μπορέσουν να αντιμετωπιστούν τα προβλήματα που εμφανίζονται πρέπει να υπάρξει συνδυασμένη δράση των τοπικών κοινοτήτων με τους κρατικούς φορείς. Από την άλλη ανακύπτουν πολλά ερωτηματικά γύρω από την ικανότητα και θέληση των κρατικών φορέων να μπορέσουν να συνδράμουν σε αυτή την κατεύθυνση Κρατική και κοινοτική διαχείριση αρδευτικών συστημάτων Προκειμένου να συγκρίνουν την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης αρδευτικών συστημάτων από τις ίδιες τις κοινότητες και από κρατικούς φορείς ο Tang μελέτησε 47 αρδευτικά συστήματα από όλο τον κόσμο (1992) και ο Lam πάνω από 100 από το Νεπάλ Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

25 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής 12 (1996). Η εκτίμηση της διαχείρισης των αρδευτικών συστημάτων έγινε με κριτήρια το βαθμό επάρκειας της παροχής του νερού, το βαθμό συντήρησης των συστημάτων και το βαθμό τήρησης των λειτουργικών κανόνων από τους χρήστες. Από τις μελέτες τους προέκυψε πως όταν οι τοπικές κοινότητες αποφασίζουν και δρουν συλλογικά για τον τρόπο διαχείρισης των αρδευτικών συστημάτων είναι πιο πιθανό να χρησιμοποιήσουν τη γνώση που έχουν πάνω σε τοπικές συνθήκες (π.χ. ο τύπος του χώματος, η τοπογραφία του εδάφους, το είδος της καλλιέργειας και η διαθέσιμη ποσότητα νερού) για τη διαμόρφωση και επιβολή λειτουργικών κανόνων. Επίσης, η άμεση πρόσβαση που έχουν στις περιοχές τους επιτρέπει να δρουν γρήγορα στην επίλυση των προβλημάτων σε αντίθεση με τις περιπτώσεις όπου η διαχείριση γίνεται από γραφειοκρατικές υπηρεσίες στις οποίες οι υπεύθυνοι είναι μακριά από την αρδευόμενη περιοχή και γνωρίζουν λίγα για τις τοπικές συνθήκες. Οι χρήστες είναι πιο πιθανό να έχουν καλύτερη αντίληψη των κανόνων που έχουν θεσπιστεί από τους ίδιους παρά από κεντρικές υπηρεσίες. Σημαντικό ρόλο σε αυτό παίζει το γεγονός πως οι κανόνες που έχουν αναπτυχθεί σε τοπικό επίπεδο έχουν προκύψει από εκτεταμένες δοκιμές και αλλαγές με βάση τα λάθη που παρατηρήθηκαν. Έτσι προέκυψαν κανόνες που καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα περιπτώσεων αλλά και διαθέτουν την απαραίτητη ευελιξία για την αντιμετώπιση προβλημάτων που μπορεί να προκύψουν. Επίσης, τα μέλη μιας κοινότητας που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους για μεγάλο χρονικό διάστημα, αναπτύσσουν πολυεπίπεδα κοινωνικά δίκτυα και αμοιβαίες σχέσεις. Η γνώση από αυτά τα δίκτυα και τις σχέσεις μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τα μέλη της κοινότητας προκειμένου να αναπτύξουν και να επιβάλλουν αποτελεσματικούς θεσμικούς κανόνες. Όπως υποστηρίζει ο Tang σε αρδευτικά συστήματα μεγάλης κλίμακας που διοικούνται αποκλειστικά από κρατικές ή περιφερειακές αρχές είναι σχεδόν απίθανο να αντιμετωπιστούν τα προβλήματα κατανομής νερού και συντήρησης. Αν και δεν υποστηρίζει πως η κοινοτική διαχείριση μπορεί σε όλες τις περιπτώσεις να δράσει αποτελεσματικά εντούτοις αποδεικνύει πως οι τοπικές κοινότητες των αρδευομένων είναι πιο πιθανό να λειτουργήσουν σχετικά αποτελεσματικά όταν μπορούν να εξασφαλίσουν επιπρόσθετα οφέλη για τους αρδευόμενους και όταν είναι σχετικά ελεύθερες να αναπτύξουν τους κανόνες και τις διαδικασίες που επηρεάζουν άμεσα το βιοτικό τους επίπεδο. Στην εμπειρική ανάλυση που πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της παρούσας έρευνας και που θα παρουσιαστεί στα πλαίσια του 4 ου Κεφαλαίου διαφάνηκε η δυσπιστία των κατοίκων των χωριών της Ευρυτανίας, όπου έγινε η επιτόπια έρευνα, για την αποτελεσματική διαχείριση του δικτύου από μία κεντρική κρατική αρχή. Η Schlager (2007) αναρωτιέται Αφού οι κυβερνήσεις εμφανίζουν τόσο φτωχές αποδόσεις στην απευθείας κατασκευή και διαχείριση επιφανειακών συστημάτων άρδευσης και γεωτρήσεων τι ρόλο θα μπορούσαν να αναλάβουν; Το ερώτημα αποκτάει μεγαλύτερο Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

26 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής 13 βάρος όταν αναφέρεται στα αρδευτικά συστήματα υπόγειων υδροφορέων όπου εμφανίζονται, όπως αναφέρθηκε, εγγενή εμπόδια στις προοπτικές κοινοτικής διαχείρισης τους. Η Schlager απαντώντας στο ερώτημα που η ίδια έθεσε υποστηρίζει ότι ο ρόλος των κυβερνήσεων θα πρέπει να περιοριστεί στο να παρέχει στους χρήστες αρδευτικών συστημάτων πρόσβαση σε μηχανισμούς επίλυσης διαφορών και να αναγνωρίζει τη νομιμότητα των λειτουργικών κανόνων που οι χρήστες δημιουργούν ανακαλώντας αν χρειαστεί νόμους που τους χρήστες από την προσπάθεια να διευθετήσουν μόνοι τους τα προβλήματα του πόρου. Ο Moench (2004) προσθέτει πως ένας κρίσιμος ρόλος που θα μπορούσαν να διαδραματίσουν οι κυβερνήσεις για την επίλυση των προβλημάτων παροχής που αντιμετωπίζουν οι αγρότες που αντλούν νερό από υπόγειο υδροφορέα θα ήταν η παροχή κατάλληλων και αξιόπιστων πληροφοριών για την κατάσταση του υδροφορέα. Από την άλλη η αναζήτηση ενός διακριτικού και επικουρικού ρόλου των κυβερνήσεων στην διαχείριση αρδευτικών συστημάτων ίσως να είναι άνευ σημασίας αν αποδεχτεί κανείς τα πειστικά επιχειρήματα του Young (2002) ο οποίος ισχυρίζεται πως οι τοπικές κοινότητες συχνά έχουν ανταγωνιστικά και αντικρουόμενα συμφέροντα με τις περιφερειακές και εθνικές τους κυβερνήσεις για το πως θα γίνει η διαχείριση και αξιοποίηση ενός πόρου κοινής δεξαμενής. Έτσι ενώ οι χρήστες ενός πόρου τον αντιμετωπίζουν ως θεμέλιο της επιβίωσης τους παρατηρείται συχνά το φαινόμενο οι εθνικές κυβερνήσεις να τους ενθαρρύνουν να αυξήσουν την παραγωγή τους χωρίς καμία πρόβλεψη για την κατάσταση του πόρου όπως συνέβαινε για χρόνια με τους αγρότες του θεσσαλικού κάμπου ή ακόμα χειρότερα να παραχωρούν το δικαίωμα εκμετάλλευσης πόρων σε πολυεθνικές εταιρείες, φαινόμενο που απαντάται συχνά κυρίως σε χώρες της Λατινικής Αμερικής. Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής αποπειράθηκε με εμπειρική ανάλυση που θα παρουσιαστεί στο Κεφάλαιο 4 να σκιαγραφηθούν οι συνθήκες που καταστούν πιο εύκολη την αυτοοργανωμένη διαχείριση των επιφανειακών υδατικών πόρων σε σχέση με τους υπόγειους υδροφορείς. ιερευνάται ο τρόπος που κοινότητες της Ευρυτανίας πέτυχαν κυρίως στο παρελθόν να θεσπίσουν αξιόλογους θεσμούς, προσαρμοσμένους στο φυσικό και κοινωνικό περιβάλλον, δίνοντας κίνητρα στους χρήστες αρδευτικών συστημάτων για την τήρηση των κανόνων κατανομής του νερού και για την συνεισφορά στην κατασκευή και συντήρηση έργων υποδομής. Στα πλαίσια των Κεφαλαίων 5 και 6 με τη χρησιμοποίηση οικονομικών πειραμάτων και μοντέλων βασισμένων σε πράκτορες αποπειράται η διερεύνηση συνθηκών υπό τις οποίες θα μπορούσε να διευκολυνθεί η κοινοτική διαχείριση και των υπόγειων υδροφορέων. Η διερεύνηση των δυνατοτήτων κοινοτικής διαχείρισης στα επιφανειακά συστήματα άρδευσης όσο και στους υπόγειους υδροφορείς βασίστηκε στο ίδιο θεωρητικό υπόβαθρο. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Θεωρητικό υπόβαθρο Μία έρευνα για την κοινοτική διαχείριση των υδατικών πόρων σε συστήματα άρδευσης ή γενικότερα ενός πόρου κοινής δεξαμενής θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ελλιπής ή αποσπασματική αν οι κατευθύνσεις της δεν καθοριζόταν από την υπάρχουσα θεωρία και αν τα αποτελέσματα της δεν αναφέρονταν σε αυτήν. Χρήσιμο λοιπόν κρίνεται στο κεφάλαιο αυτό να γίνει παράθεση του υπάρχοντος θεωρητικού υπόβαθρου πάνω στο οποίο βασίστηκε η παρούσα διατριβή. Θα πρέπει να υπογραμμιστεί πώς το θεωρητικό υπόβαθρο, λόγω της σχετικά πρόσφατης ανάπτυξης του αντικειμένου, είναι συνεχώς εξελισσόμενο και πολυεπίπεδο. Η ανάπτυξη του προχωράει σε τουλάχιστον τρία επίπεδα (Ostrom, Gardner και Walker, 1994), (Koontz, 2003). Τα τρία αυτά επίπεδα είναι τα θεωρητικά μοντέλα, οι θεωρίες και τα θεωρητικά πλαίσια. 3.1 Θεωρητικά μοντέλα Τα μοντέλα βρίσκονται στο πιο εξειδικευμένο επίπεδο θεωρητικής προσέγγισης. Θεωρώντας κάποιες παραμέτρους και μεταβλητές σταθερές, λειτουργούν για να ελέγχουν υποθέσεις και να προβλέπουν αποτελέσματα. Η ορθότητα των συμπερασμάτων που μπορούν να εξαχθούν από ένα μοντέλο πόρων κοινής δεξαμενής εξαρτάται από το σωστό καθορισμό των πολλών και πολλές φορές αλληλοσχετιζόμενων μεταβλητών που θα μπορούσαν να επηρεάσουν την συμπεριφορά ενός ατόμου που δρα σε αυτό τον πόρο αλλά και από τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της κοινότητας των χρηστών των πόρων. Στα πλαίσια της παρούσας μελέτης αναπτύχθηκαν μοντέλα προκειμένου να διερευνηθούν οι αλληλεπιδράσεις των χρηστών ενός υπόγειου υδροφορέα και οι συνθήκες υπό τις οποίες θα μπορούσε να προκύψει κοινοτική διαχείριση. Αναλυτικότερα αναπτύχθηκαν μοντέλα βασισμένα σε πράκτορες (agents στην αγγλόφωνη βιβλιογραφία) με τη χρήση γενετικών αλγορίθμων. Επειδή ο τρόπος σχηματισμού των μοντέλων και η ανάλυση των αποτελεσμάτων στηρίχθηκαν σε στοιχεία του θεωρητικού υποβάθρου, που παρατίθενται στη συνέχεια του κεφαλαίου, η παρουσίαση τους θα γίνει στο Κεφάλαιο 6. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

28 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο Θεωρίες Κάθε μοντέλο αναφέρεται και λειτουργεί στα πλαίσια μιας θεωρίας. Οι θεωρίες προσπαθούν να συνδέσουν και να ερμηνεύσουν τα αποτελέσματα από τα θεωρητικά μοντέλα αλλά και από παρατηρήσεις που προκύπτουν από έρευνα πεδίου ή από εργαστηριακή έρευνα. Λειτουργούν ως εργαλεία που παρέχουν τη δυνατότητα να γίνονται παραδοχές, προβλέψεις και μεταβολές στα διάφορα μοντέλα της θεωρίας αλλά και σχηματισμοί καινούργιων. Για τη μελέτη των πόρων κοινής δεξαμενής χρησιμοποιούνται θεωρίες που προσπαθούν να εξηγήσουν και να προβλέψουν την ανθρώπινη συμπεριφορά. Σημαντικότερο εργαλείο είναι η θεωρία παιγνίων, ένα βασικότατο εργαλείο μελέτης που μελετά τις δράσεις ατόμων ή θεσμών σε ανταγωνιστικά περιβάλλοντα, δεχόμενη ότι το τι θα κάνει κάποιος εξαρτάται από τι προσδοκά ότι θα κάνει ο άλλος και αντίστροφα. Χρήσιμο θεωρητικό εργαλείο είναι επίσης η θεωρία της συλλογικής δράσης ή αλλιώς θεωρία δημόσιας επιλογής που μελετά την παροχή δημοσιών αγαθών ή τη διαχείριση ενός πόρου κοινής δεξαμενής μέσω της συνεργασίας δύο ή περισσότερων ατόμων και την επίδραση εξωτερικοτήτων στη συλλογική συμπεριφορά. Κρίνεται σκόπιμο στο σημείο αυτό να παρατεθούν βασικά στοιχεία και προσεγγίσεις των δύο αυτών θεωριών Θεωρία Παιγνίων Η αλματώδης εξέλιξη της θεωρίας παιγνίων την έχει καταστήσει ένα πολύ δυνατό και χρήσιμο εργαλείο για την κατανόηση συμπεριφορών και γεγονότων στους πόρους κοινής δεξαμενής. Η θεωρία παιγνίων είναι ο κλάδος των μαθηματικών που μελετά τη λήψη αποφάσεων σε ανταγωνιστικές περιπτώσεις. Τέτοιες περιπτώσεις εμφανίζονται όταν δύο ή περισσότεροι φορείς λήψης αποφάσεων με διαφορετικούς στόχους ενεργούν στο ίδιο σύστημα ή διεκδικούν τα ίδια οφέλη. Παρέχει μια μαθηματική προσέγγιση για την εύρεση του βέλτιστου τρόπου συμπεριφοράς, η οποία λαμβάνει υπ όψιν τόσο τις πιθανές ενέργειες όσων συμμετέχουν όσο και τους παράγοντες που εξαρτώνται από την τύχη. Όλοι οι συμμετέχοντες στα ανταγωνιστικά αυτά πεδία ονομάζονται οι παίκτες του παιγνίου Βασικά στοιχεία και θεωρήσεις της θεωρίας παιγνίων Τα βασικά στοιχεία για να περιγραφεί πλήρως ένα παίγνιο είναι οι παίκτες, οι κανόνες, η πληροφόρηση, οι αποδόσεις και οι στρατηγικές. Οι παίκτες είναι φορείς συμφερόντων και λήψης αποφάσεων. Ο αριθμός και η φύση των παικτών, πρέπει να είναι συγκεκριμένα. Οι κανόνες ενός παιγνίου καθορίζουν σαφώς τι επιτρέπεται ή τι υποχρεώνεται να κάνει κάθε παίκτης σε κάθε πιθανή περίπτωση. Καθορίζουν επίσης τη λήξη του Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

29 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 16 παιγνίου όπως και άλλα στοιχεία (π.χ. αν επιτρέπεται η επικοινωνία μεταξύ των παικτών κατά τη διάρκεια του παιχνιδιού, καθώς και το αν και πως τιμωρείται κάποιος παίκτης που παραβιάζει τους κανόνες). Για να οριστεί ένα παίγνιο ως προς την πληροφόρηση θα πρέπει να είναι γνωστό τι πληροφορίες έχουν οι παίκτες τη στιγμή που λαμβάνουν τις αποφάσεις τους. Οι αποδόσεις είναι οι τιμές οι οποίες εκφράζουν την ωφέλεια του κάθε παίκτη σε κάθε συνδυασμό αποφάσεων. Οι στρατηγικές είναι πλάνα συμπεριφοράς για όλη τη διάρκεια του παιχνιδιού, που δημιουργούνται από τους παίκτες προκειμένου να μη χρειάζεται να λαμβάνουν αποφάσεις σε κάθε στάδιο του παιχνιδιού. Κάθε στρατηγική πρέπει να είναι πλήρης, να καλύπτει κάθε πιθανή κατάσταση που μπορεί να προκύψει στη διάρκεια του παιχνιδιού και να συνυπολογίζει κάθε πληροφορία που μπορεί να διατεθεί. Υπάρχουν δύο τύποι στρατηγικής που μπορεί να πραγματοποιήσει ένας παίκτης οι καθαρές και οι μικτές στρατηγικές. Οι καθαρές στρατηγικές ορίζουν συγκεκριμένα τις κινήσεις που θα πραγματοποιήσει ένας παίκτης σε κάθε φάση του παιγνίου. Ένας παίκτης εφαρμόζει μικτή στρατηγική όταν αποφασίζει να εισάγει το στοιχείο της τυχαιότητας, προσδίδοντας μία πιθανότητα επιλογής σε κάθε μία εκ των καθαρών στρατηγικών του. Μια καθαρή στρατηγική μπορεί να θεωρηθεί και ως η οριακή κατάσταση μιας μικτής στρατηγικής, όπου η πιθανότητα επιλογής της είναι ίση με 1. Βασική θεώρηση της θεωρίας παιγνίων, όπως και των παραδοσιακών οικονομικών, είναι πως κάθε παίκτης συμπεριφέρεται εγωιστικά λογικά, δηλαδή έχει ως μοναδικό κίνητρο την αύξηση του οφέλους του. Επιπρόσθετα χρησιμοποιεί τέλειους συλλογισμούς και όση υπολογιστική ικανότητα χρειάζεται για τον εντοπισμό της στρατηγικής που θα του αποφέρει το μέγιστο κέρδος. Η θεωρία παιγνίων επίσης θεωρεί πως όλοι οι παίκτες έχουν ίδια πληροφόρηση. Επίσης κάθε παίκτης έχει διαθέσιμες δύο ή περισσότερες επιλογές ή σειρά επιλογών και τέλος κάθε παίκτης έχει πλήρη επίγνωση της κατάστασής του, γνωρίζει δηλαδή τους κανόνες και τις αποδόσεις όλων των παικτών Ταξινόμηση παιγνίων Υπάρχουν πολλά κριτήρια με βάση τα οποία ταξινομούνται τα παίγνια. Μία πρώτη ταξινόμηση γίνεται με βάση τον αριθμό των ατόμων (παικτών) που συμμετέχουν. Έτσι υπάρχουν για παράδειγμα παίγνια 2 ή 3 ατόμων ενώ γίνεται συχνά αναφορά σε παίγνια Ν ατόμων. Ακόμη αν ένα παιχνίδι έχει συγκεκριμένο αριθμό κινήσεων ονομάζεται ορισμένο ενώ αλλιώς ονομάζεται αόριστο. Ανάλογα με το αν τα κέρδη του ενός παίκτη ισοδυναμούν με τις απώλειες του άλλου ή υπάρχει η δυνατότητα παραγωγής αμοιβαίων κερδών ή απωλειών για όλους, τα παίγνια Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 17 διακρίνονται σε μηδενικού ή μη μηδενικού αθροίσματος. Αν το κέρδος ενός παίκτη είναι ίσο με την απώλεια του άλλου και προέρχεται από αυτόν, οι παίκτες βρίσκονται σε σύγκρουση και οποιαδήποτε συνεργασία είναι ανέφικτη. Τα παίγνια αυτά ονομάζονται παίγνια μηδενικού αθροίσματος αφού το άθροισμα των αμοιβών είναι μηδενικό. Στο παίγνιο μη μηδενικού αθροίσματος όλοι οι παίκτες μπορούν να κερδίσουν ή να χάσουν, κάτι που εξαρτάται από τις ενέργειες του κάθε παίκτη. Ως συμμετρικό ορίζεται ένα παίγνιο στο οποίο οι αποδόσεις για την πραγματοποίηση μιας συγκεκριμένης στρατηγικής από ένα παίκτη εξαρτάται μόνο από τις στρατηγικές των άλλων παικτών και όχι από το ποιός παίκτης επέλεξε την κάθε στρατηγική. Σε αντίθετη περίπτωση αν δηλαδή η επιλογή μιας στρατηγικής από ένα παίκτη απέναντι σε συγκεκριμένες στρατηγικές του προσδίδει διαφορετικές ωφέλειες από ότι σε άλλους το παίγνιο ονομάζεται μη συμμετρικό. Ένα παίγνιο είναι συνεργατικό όταν υπάρχουν οι προϋποθέσεις για να τηρηθούν πιθανές δεσμεύσεις, συμφωνίες, υποσχέσεις ή και απειλές, ενώ στην αντίθετη περίπτωση κατά την οποία δεν υπάρχουν οι συνθήκες που να επιβάλλουν την τήρηση τους, το παίγνιο χαρακτηρίζεται ως μη συνεργατικό. Στο μη συνεργατικό παίγνιο, οι παίκτες δεν επιτρέπεται να ανταλλάσσουν πληροφορίες μεταξύ τους, ενώ στο συνεργατικό έχουν αυτή την δυνατότητα. Ένας ακόμα τρόπος διάκρισης των παιγνίων είναι με βάση το είδος της πληροφόρησης. Έτσι υπάρχουν τα παίγνια τέλειας πληροφόρησης όπου ο κάθε παίκτης γνωρίζει τις πράξεις των άλλων παικτών κατά το παρελθόν ή το παρόν. Τα παίγνια ολοκληρωμένης πληροφόρησης αναφέρονται στις περιπτώσεις όπου οι παίκτες έχουν στη διάθεση τους πληροφορίες σχετικά με τις αποδόσεις, τις διαθέσιμες επιλογές και τις πεποιθήσεις των άλλων παικτών. Αν ένα παίγνιο επαναλαμβάνεται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο σε περισσότερες από μία χρονικές στιγμές ονομάζεται επαναλαμβανόμενο. Μία υποπερίπτωση των επαναλαμβανόμενων παιγνίων είναι τα δυναμικά παίγνια, στα οποία θεωρείται ότι το περιβάλλον του παιγνίου αλλάζει κατά τα διάφορα στάδια εξέλιξής του επηρεάζοντας τις αποδόσεις των παικτών συναρτήσει του χρόνου. ηλαδή ένα παίγνιο είναι δυναμικό όταν οι παίκτες κινούνται κατά σειρά, ενώ είναι στατικό όταν όλοι οι παίκτες κινούνται ταυτόχρονα Rasmusen (2001), (Osborne και Rubinstein,1998) Αναπαράσταση παιγνίων Οι δύο κύριες εκφράσεις του τρόπου µε τον οποίο οι στρατηγικές των παιγνίων αλληλεπιδρούν για να παράγουν αποτελέσματα είναι η κανονική μορφή και η εκτεταμένη μορφή παιγνίου. Η κανονική μορφή παιγνίου, που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα έρευνα, είναι η πιο συνηθισμένη και έχει συνήθως μορφή πίνακα, ο οποίος συνδέει Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

31 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 18 συνδυασμούς καθαρών στρατηγικών με αποτελέσματα εκφρασμένα σε μονάδες ωφέλειας για τον κάθε παίκτη. Ένα παράδειγμα φαίνεται στον Πίνακα 3.1. Πίνακας 3.1. Παρουσίαση παιγνίου με κανονική μορφή Β1 Β2 Α1 5, -5-2, 2 Α2 1, -1-3, 3 Ο παίκτης που επιλέγει μεταξύ γραμμών αναφέρεται ως Α και ο παίκτης που επιλέγει μεταξύ στηλών αναφέρεται ως Β. Οι επιλογές και των δυο παικτών αποτελούν καθαρές στρατηγικές. Η πρώτη στρατηγική επιλογή του παίκτη Α είναι η πρώτη σειρά που συμβολίζεται µε Α1 και η δεύτερη µε Α2. Αν ο Α επιλέγει Α2 και ο Β επιλέγει Β1, το αντίστοιχο αποτέλεσμα είναι (Α2,Β1). Το πρώτο στοιχείο σε κάθε κελί του πίνακα αποδόσεων είναι η απόδοση σε ωφέλεια για τον παίκτη Α, ενώ το δεύτερο στοιχείο ανήκει στον παίκτη Β. Παραδείγματος χάρη, το αποτέλεσμα (Α2,Β2) δίνει -3 μονάδες ωφέλειας στον Α και 3 στον Β Βασικές έννοιες λύσης της θεωρίας παιγνίων Η θεωρία παιγνίων προσπαθεί με μαθηματικούς κανόνες να προβλέψει πως θα συμπεριφερθούν οι παίκτες που συμμετέχουν σε παίγνια. Οι προβλέψεις αυτές ονομάζονται λύσεις και περιγράφουν ποιες στρατηγικές θα ακολουθήσουν οι παίκτες και κατά συνέπεια προβλέπουν την έκβαση του παιγνίου. Συχνά ο όρος λύση χρησιμοποιείται ως συνώνυμο του όρου ισορροπία (Βαρουφάκης, 2007). Λύση Minimax (ή Λύση Ελαχιστοποίησης της Μέγιστης Ζημίας) Η θεωρία παιγνίων άρχισε να αποτελεί διακριτό επιστημονικό πεδίο από το 1928, με την δημοσίευση επιστημονικών άρθρων από τον John von Neumann, στα οποία έθετε το θεμελιώδη νόμο της θεωρίας παιγνίων το θεώρημα minimax. Σε αυτά ο Neumann παρείχε λύση στα παίγνια μηδενικού αθροίσματος με δυο παίκτες, με την υπόδειξη στρατηγικών οι οποίες αν ακολουθηθούν από τους παίκτες μπορεί να τους εγγυηθεί ένα ελάχιστο κέρδος ανεξάρτητα από τις κινήσεις του αντίπαλου παίκτη. Η λύση minimax προκύπτει όταν σε ένα παίγνιο κάθε παίκτης ελαχιστοποιεί τη μέγιστη προσδοκώμενη απώλεια του. Μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως μεγιστοποίηση του ελάχιστου προσδοκώμενου κέρδους, οπότε ονομάζεται maximin. Στο παράδειγμα του παιγνίου μηδενικού αθροίσματος του Πίνακα 3.1 το μικρότερο δυνατό κέρδος για τον παίκτη Α αν επιλέξει την κίνηση Α1 θα είναι -2, που θα προέλθει αν ο παίκτης Β επιλέξει την κίνηση Β2. Αν ο παίκτης Α επιλέξει την κίνηση Α2 τότε το Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

32 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 19 μικρότερο δυνατό κέρδος είναι -3. Ο παίκτης Α λοιπόν μπορεί να εξασφαλίσει το καλύτερο από τα χειρότερα κέρδη του, ανεξάρτητα από τι θα κάνει ο παίκτης Β, επιλέγοντας την κίνηση Α1. Αντίστοιχα για τον παίκτη Β το μικρότερο δυνατό κέρδος για την κίνηση Β1 είναι -5, ενώ για την κίνηση Β2 είναι 2. Η κίνηση Β2 είναι αυτή λοιπόν που εξασφαλίζει στον παίκτη Β το καλύτερο από τα δικά του χειρότερα κέρδη. Το ζεύγος επιλογών (Α1,Β2) αποτελεί την λύση minimax του παιγνίου. Η minimax λύση, που υπήρξε η πρώτη έννοια ισορροπίας στη θεωρία παιγνίων, εγγυάται σε ένα παίκτη ένα μέγιστο εγγυημένο κέρδος ανεξάρτητα από τις κινήσεις των άλλων παικτών, στα παίγνια μηδενικού αθροίσματος. Εντούτοις η λύση αυτή δεν μπορεί να δώσει ικανοποιητικά αποτελέσματα σε παίγνια μη-μηδενικού αθροίσματος καθώς τα παίγνια αυτά δεν είναι πλήρως ανταγωνιστικά και υπάρχει το περιθώριο συνεργασίας ή συμβιβασμού. Το γεγονός αυτό κατέστησε αναγκαία την αναζήτηση νέων εννοιών λύσης. Βέλτιστη απάντηση Σύμφωνα με την έννοια λύσης της βέλτιστης απάντησης αν ένας παίκτης γνωρίζει τις κινήσεις που θα πραγματοποιήσουν οι άλλοι παίκτες ή μπορεί να τις υποθέσει τότε μπορεί να υπολογίσει και να πραγματοποιήσει την ενέργεια εκείνη που θα αποτελεί τη βέλτιστη απάντηση δηλαδή αυτή που θα του αποφέρει το μέγιστο κέρδος. Η λύση παιγνίων με την έννοια της βέλτιστης απάντησης παρουσιάζει κάποια μειονεκτήματα. Καταρχήν ελλοχεύει ο κίνδυνος λάθος εκτίμησης των ενεργειών που θα πραγματοποιήσουν οι άλλοι παίκτες. Το άλλο μειονέκτημα είναι πως η προσέγγιση με βέλτιστη απάντηση μπορεί να αργήσει να προσαρμοστεί σε περιόδους που υπάρχουν μεγάλες και ξαφνικές μεταβολές συμπεριφορών. Ισορροπία Nash Η επέκταση του θεωρήματος minimax στα μη-συνεργατικά παίγνια Ν-παικτών, επιτεύχθηκε από τον John Nash (1951) με τη δημοσίευση με τίτλο Equilibrium Points in n-person Games στην οποία παρουσίασε την ισορροπία Nash, η οποία μπορεί να χαρακτηριστεί ως η λυδία λίθος της σύγχρονης θεωρίας παιγνίων. Η ισορροπία Nash είναι ένα σύνολο στρατηγικών όπου κανείς παίκτης δεν μπορεί να αυξήσει τα κέρδη του αλλάζοντας στρατηγική, εφόσον οι άλλοι παίκτες δεν αλλάζουν τη δική τους στρατηγική. Ή αλλιώς, αν κάθε παίκτης επιλέξει μια στρατηγική η οποία ανταποκρίνεται βέλτιστα στις ενέργειες που αναμένεται να ακολουθήσουν οι άλλοι παίκτες τότε καταλήγουν σε ισορροπία Nash, από όπου κανείς παίκτης δεν έχει κίνητρο να αποκλίνει μονομερώς. Ενώ ο von Neumann στην λύση minimax υποθέτει πως κάθε παίκτης κοιτάζει µόνο τις αποδόσεις του ιδίου ώστε να αποφασίσει ποια στρατηγική θα του αποφέρει το καλύτερο από τα χειρότερα, ο Nash επιμένει ότι οι ορθολογικά σκεπτόμενοι παίκτες θα πρέπει επίσης Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

33 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 20 να λαμβάνουν σοβαρά υπόψη τους τις αποδόσεις των αντιπάλων τους ώστε να υιοθετούν τις ενέργειες τους ή τα κίνητρά τους για τον υπολογισμό της πιθανότερης συμπεριφοράς τους (Βαρουφάκης, 2007). Για την καλύτερη κατανόηση της έννοιας της ισορροπίας Nash ακολουθεί η διερεύνηση της στο παράδειγμα του παιγνίου του Πίνακα 3.2. Αν υποτεθεί πως οι δύο παίκτες επιλέγουν αντίστοιχα τις κινήσεις Α1 και Β1, το σύνολο αυτό των στρατηγικών δεν μπορεί να χαρακτηριστεί ως ισορροπία Nash καθώς και οι δύο παίκτες έχουν κίνητρο να αποκλίνουν προς τη δεύτερη στρατηγική τους που θα τους αποφέρει μεγαλύτερο κέρδος. Επίσης τα ζεύγη στρατηγικών (Α1,Β2) και (Α2,Β1) δεν είναι ισορροπίες Nash, καθώς συμφέρει στην πρώτη περίπτωση τον πρώτο παίκτη και στη δεύτερη το δεύτερο να αλλάξουν μονομερώς στρατηγική. Το μόνο ζεύγος στρατηγικών το οποίο δεν δίνει κίνητρα απόκλισης σε κανένα από τους δύο παίκτες είναι το (Α2,Β2) καθιστώντας το ισορροπία Nash. Όπως φαίνεται η ισορροπία Nash δε σημαίνει απαραίτητα, και το μέγιστο κέρδος για κάθε παίκτη. Πίνακας 3.2. Παράδειγμα εύρεσης ισορροπίας Nash Β1 Β2 Α1 6, 6 2, 7 Α2 7, 2 5, 5 Ο Nash απέδειξε πως σε όλα τα μη-συνεργατικά παίγνια υπάρχει μία τουλάχιστον ισορροπία Nash η οποία μπορεί να μην αποτελείται από καθαρές αλλά από μικτές στρατηγικές. Παρόλο αυτό όμως, οι Daskalakis, Goldberg και Papadimitriou (2006) απέδειξαν πως η πρόβλεψη της ισορροπίας σε ορισμένες περιπτώσεις, είναι υπολογιστικά αδύνατη. Θα πρέπει να σημειωθεί πως το γεγονός ότι τα σημεία ισορροπίας Nash μπορεί να είναι περισσότερα του ενός καθιστά σε ορισμένες περιπτώσεις δύσκολη την πρόβλεψη για το πως θα συμπεριφερθούν οι παίκτες. O Nash για την προσφορά του τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ Οικονομικών το 1994 με τους John Harsanyi, ο οποίος μελέτησε τα παίγνια με μερική πληροφόρηση, και Reinhard Selten ο οποίος παρουσίασε την έννοια της ισορροπίας σε υποπαίγνια. Στρατηγική κυριαρχία Η στρατηγική κυριαρχία είναι μία έννοια λύσης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλά απλά παίγνια. Μία στρατηγική είναι κυρίαρχη αν ανεξάρτητα από τις κινήσεις των άλλων παικτών προσφέρει στον παίκτη μεγαλύτερα κέρδη από τις άλλες. Αντίστοιχα μία στρατηγική είναι κυριαρχούμενη αν υπάρχει κυρίαρχη στρατηγική. Είναι φανερό πως η έννοια λύσης των κυρίαρχων στρατηγικών δεν μπορεί να δώσει λύσεις σε περιπτώσεις Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

34 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 21 όπου μια στρατηγική μπορεί να δίνει καλύτερα ή χειρότερα αποτελέσματα ανάλογα με τις κινήσεις των άλλων παικτών, σε παίγνια δηλαδή που δεν υπάρχουν κυρίαρχες στρατηγικές. Pareto-βέλτιστη λύση Μία λύση παιγνίου είναι Pareto-βέλτιστη αν σε αυτή κανείς παίκτης δεν μπορεί να βελτιώσει το κέρδος του χωρίς να ελαττώσει το κέρδος κάποιου άλλου παίκτη. Αυτό συνεπάγεται πως δεν υπάρχει άλλη λύση που θα ήταν προτιμότερη για το σύνολο των παικτών. Η Pareto-βέλτιστη λύση ή αλλιώς Pareto αποτελεσματικότητα ουσιαστικά εισάγει την έννοια του συλλογικά βέλτιστου αποτελέσματος, καθιστώντας την ένα κριτήριο αξιολόγησης της απόδοσης οικονομικών συστημάτων. Με βάση όσα προαναφέρθηκαν μία λύση που είναι ισορροπία Nash δεν είναι απαραίτητα και η Pareto-βέλτιστη λύση, που σημαίνει ότι υπάρχουν περιθώρια βελτιστοποίησης των κερδών των παικτών. Χαρακτηριστικό είναι το παίγνιο του Πίνακα 3.2. στο οποίο ενώ η ισορροπία Nash είναι το ζεύγος κινήσεων (Α2,Β2) η Pareto-βέλτιστη λύση είναι η (Α1,Β1). Οι έννοιες λύσης που παρουσιάστηκαν βασίζονται στην παραδοχή πως οι παίκτες είναι ορθολογικά όντα, δηλαδή προσπαθούν συνειδητά να μεγιστοποιήσουν το κέρδος τους, γνωρίζοντας πως και οι συμπαίκτες τους κάνουν το ίδιο. Με την ανάπτυξη της εξελικτικής θεωρίας παιγνίων φάνηκε πως οι βασικές αρχές της θεωρίας παιγνίων μπορούν να εφαρμοστούν και σε πληθυσμούς που δεν είναι απόλυτα ορθολογικοί και ούτε ακολουθούν ίδια πρότυπα συμπεριφοράς Εξελικτική θεωρία παιγνίων Οι έννοιες της θεωρίας παιγνίων δεν άργησαν να χρησιμοποιηθούν στον κλάδο της εξελικτικής βιολογίας. Για πρώτη φορά εφαρμόστηκαν από τον Lewontin (1961) ο οποίος θεώρησε ότι τα είδη παίζουν ένα παιχνίδι με τη φύση και αναζήτησε στρατηγικές οι οποίες ελαχιστοποιούσαν την πιθανότητα εξαφάνισης τους. Στην συνέχεια ο Hamilton (1967) χρησιμοποίησε τη θεωρία παιγνίων για να εξετάσει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μελών ενός πληθυσμού. Το ίδιο πραγματοποίησε ο εξελικτικός βιολόγος Maynard Smith που με σειρά δημοσιεύσεων και με το βιβλίο του Evolution and the Theory of Games (1982) υπήρξε ουσιαστικά ο θεμελιωτής της εξελικτικής θεωρίας παιγνίων. Η διαδικασία της εξέλιξης στη βιολογία, η οποία θα παρουσιαστεί εκτενέστερα στην ενότητα 6.2.1, έχει ως αφετηρία το στοιχείο ότι ένα σημαντικό μέρος της συμπεριφοράς των ζώων είναι γενετικά προκαθορισμένο. Το πλέγμα ενός ή περισσότερων γονιδίων κυβερνά ένα συγκεκριμένο πρότυπο συμπεριφοράς. Μερικές συμπεριφορές ταιριάζουν περισσότερο από κάποιες άλλες στις υπάρχουσες συνθήκες και η επιτυχία τους εξαρτάται από την προσαρμοστικότητα. Η προσαρμοστικότητα αξιολογεί την ικανότητα επιτυχημένης αναπαραγωγής και όχι απλά την ικανότητα επιβίωσης, δηλαδή μετρά την ικανότητα των Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

35 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 22 ζώων να μεταβιβάσουν τα γονίδια τους στην επόμενη γενιά και με αυτό τον τρόπο να διαιωνίσουν το πρότυπο συμπεριφοράς τους. Έτσι οι στρατηγικές με τη μεγαλύτερη προσαρμοστικότητα, μέσω της διαδικασίας της επιλογής, εξελίσσονται με μεγαλύτερη πιθανότητα εκπροσώπησης στην επόμενη γενιά σε σχέση με τις λιγότερο προσαρμοσμένες. Με τη διαδικασία της αναπαραγωγής διασφαλίζεται πως οι πιο προσαρμοσμένες συμπεριφορές μεταφέρονται σε ένα βαθμό τουλάχιστον στις επόμενες γενιές. Κατά καιρούς, η τύχη δημιουργεί καινούργιες γενετικές μεταλλάξεις. Πολλές από αυτές τις μεταλλάξεις παράγουν συμπεριφορές που παρουσιάζουν ασθενή προσαρμοστικότητα οπότε πεθαίνουν. Ωστόσο, υπάρχουν περιπτώσεις κατά τις οποίες οι μεταλλάξεις οδηγούν σε νέες συμπεριφορές με μεγαλύτερη προσαρμοστικότητα. Σε μια τέτοια κατάσταση το μεταλλαγμένο γονίδιο εισβάλλει επιτυχώς στον πληθυσμό, δηλαδή εξαπλώνεται σε σημείο που να αποτελεί σημαντικό σημείο του πληθυσμού. Ο Maynard Smith (1982) εισήγαγε την έννοια της εξελικτικά σταθερής στρατηγικής, που ορίζεται ως η στρατηγική την οποία αν όλα τα μέλη ενός πληθυσμού υιοθετήσουν, ο πληθυσμός δεν κινδυνεύει από την εισβολή κάποιας μεταλλαγμένης στρατηγικής. Η έννοια της εξελικτικά σταθερής στρατηγικής είναι αντίστοιχη της ισορροπίας Nash για περιπτώσεις όπου οι παίκτες που αλληλεπιδρούν δεν προσπαθούν συνειδητά να μεγιστοποιήσουν τα κέρδη τους, έχοντας επίγνωση ότι και οι άλλοι πράττουν το ίδιο. Αντίστοιχα με την ισορροπία Nash η εξελικτικά σταθερή στρατηγική δεν είναι η καλύτερη λύση για όλο τον πληθυσμό, αλλά εγγυάται το μεγαλύτερο κέρδος για όλους στη διάρκεια του χρόνου. Η εξελικτική θεωρία παιγνίων σε αντίθεση με την κλασική δεν αναζητεί μόνο τα σημεία ισορροπίας αλλά μελετάει και τη δυναμική των παιγνίων, τους μηχανισμούς δηλαδή με τους οποίους οι παίκτες αλλάζουν ή διατηρούν τις στρατηγικές τους και καταλήγουν σε εξελικτικά σταθερές στρατηγικές (Weibull, 1997). Αν και η εξελικτική θεωρία παιγνίων δημιουργήθηκε από τη βιολογία και χρησιμοποιήθηκε τα πρώτα χρόνια από αυτή, στην συνέχεια χρησιμοποιήθηκε από κοινωνιολόγους και οικονομολόγους (Axelrod, 1998), (Weibull, 1997), (Fudenberg και Levine, 1998) σε μοντέλα προσομοίωσης ανθρώπινων συμπεριφορών. Η ευρεία ανάπτυξη προς αυτήν την κατεύθυνση συντελέστηκε με την αντιστοίχηση της έννοιας της εξέλιξης με τις μεταβολές (εξελίξεις) στις συμπεριφορές των ατόμων και στους κανόνες των παιγνίων. Το πιο ριζοσπαστικό επιπρόσθετο στοιχείο που εισήχθηκε σε σχέση με την κλασική θεωρία παιγνίων είναι η μη χρησιμοποίηση της παραδοχής ότι οι παίχτες είναι ορθολογικά όντα. Όπως αναφέρει ο Γιάννης Βαρουφάκης (2007) ο ορθολογισμός δεν αφορά την εξελικτική θεωρία μιας και η τελευταία δεν εστιάζει σε άτομα: εστιάζει στις στρατηγικές και στην δυνατότητά τους να «επιβιώσουν» στη βάση του πόσο αποτελεσματικά «ενισχύουν» τους παίκτες που τις υιοθετούν (βοηθώντας τους να ικανοποιήσουν καλύτερα τις Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

36 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 23 «ανάγκες» τους). Σε πολλές περιπτώσεις η θεώρηση αυτή για την ορθολογικότητα των ατόμων αποδεικνύεται καταλληλότερη για τη μοντελοποίηση κοινωνικών συστημάτων. Επίσης ένα στοιχείο που συνετέλεσε στην ευρεία αποδοχή της εξελικτικής θεωρίας παιγνίων από τους κοινωνικούς και οικονομικούς επιστήμονες είναι η δυνατότητα που προσφέρει για την δυναμική μελέτη της εξέλιξης της συμπεριφοράς των παικτών. Η μοντελοποίηση των αλληλεπιδράσεων και της εξέλιξης των στρατηγικών σε εξελικτικά παίγνια γίνεται πολύ συχνά με εξελικτικούς και πιο συγκεκριμένα γενετικούς αλγορίθμους, που θα παρουσιαστούν εκτενέστερα στο Κεφάλαιο 6. Η συμβατή με την εξελικτική θεωρία δομή τους αλλά και η υπολογιστική τους αποτελεσματικότητα τα καταστούν ένα πολύτιμο εργαλείο για την εύρεση αναλυτικών λύσεων σε θεωρητικά μοντέλα Θεωρία Συλλογικής ράσης Η θεωρία συλλογικής δράσης χρησιμοποιώντας και τη θεωρία παιγνίων προσπαθεί να εξηγήσει πως αντιμετωπίζουν οι άνθρωποι διλήμματα στα οποία πρέπει να επιλέξουν αν θα ενεργήσουν με αυστηρά ατομικά κριτήρια ή αν θα λάβουν υπόψη τους και το συνολικό καλό. Τέτοιες καταστάσεις προκύπτουν σε περιπτώσεις χρησιμοποίησης πόρων κοινής δεξαμενής όπου οι χρήστες καλούνται να μη κάνουν υπερβολική χρήση ενός πόρου αλλά και στις περιπτώσεις παροχής δημοσίων αγαθών όπου οι άνθρωποι καλούνται να συνεισφέρουν για το κοινό καλό. Προκειμένου να γίνουν κατανοητές οι θεωρητικές βάσεις πάνω στις οποίες στηρίχτηκαν τόσο οι απόψεις που υποστηρίζουν τη μη βιωσιμότητα των πόρων κοινής δεξαμενής χωρίς κρατική παρέμβαση ή ιδιωτικοποίηση όσο και οι αναθεωρημένες απόψεις που προσπαθούν να σκιαγραφήσουν τις συνθήκες κάτω από τις οποίες μπορεί να προκύψει κοινοτική διαχείριση τους, επιχειρείται μια σύντομη καταγραφή των προσεγγίσεων της θεωρίας αυτής. Στην καρδιά καθεμιάς των προσεγγίσεων είναι το κίνητρο της παραβατικής συμπεριφοράς, ο κίνδυνος δηλαδή εμφάνισης του φαινομένου του τζαμπατζή. Αυτό, όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 2, συμβαίνει γιατί το άτομο αφού είναι δύσκολο να αποκλειστεί από την εκμετάλλευση ενός πόρου έχει κίνητρο να μη συνεισφέρει στο κόστος παροχής του ακόμα κι αν υπό άλλες προϋποθέσεις θα το κατέβαλλε για να το απολαύσει. Αν όλοι οι συμμετέχοντες επιλέξουν να συμπεριφερθούν παραβατικά, το συλλογικό όφελος δεν θα παραχθεί. Ο πειρασμός όμως για παραβατική συμπεριφορά μπορεί να κυριαρχήσει στη διαδικασία της απόφασης, με αποτελέσματα ανεπιθύμητα για όλους. Εναλλακτικά, μερικοί μπορεί να μεριμνήσουν για τον πόρο, ενώ άλλοι να συμπεριφέρονται παραβατικά, γεγονός που οδηγεί σε υποβέλτιστο επίπεδο παροχής του συλλογικού οφέλους. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

37 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 24 Το βιβλίο του Mancur Olson, Η λογική της συλλογικής δράσης, στο οποίο για πρώτη φορά ορίζεται το πρόβλημα της συλλογικής δράσης, αποτέλεσε τη βάση για πολλούς αναλυτές να προσπαθήσουν να εξηγήσουν πως και γιατί οι άνθρωποι συνεργάζονται και δρουν συλλογικά προκειμένου είτε να αποκτήσουν δημόσια αγαθά είτε να διαχειριστούν ένα πόρο. Συγκεκριμένα, ο Olson (1991) αμφισβήτησε την υπόθεση που εξέφραζε η θεωρία των ομάδων (group theory) ότι αν είναι ωφελιμότερο για τα άτομα μιας ομάδας με κοινό στόχο να συνεργαστούν τότε η λογική τα οδηγεί στο να δράσουν συλλογικά προς την επίτευξη αυτού του στόχου. Το επιχείρημα του Olson στηρίζεται στην υπόθεση ότι κάποιος που δεν μπορεί να αποκλειστεί από την κάρπωση των οφελών από ένα συλλογικό αγαθό, εφόσον το αγαθό παράγεται, δεν έχει κίνητρα να συνεισφέρει εθελοντικά στην παροχή αυτού του αγαθού. Υποστηρίζει επίσης πως είναι πιθανότερο για ομάδες με λίγα άτομα να επιτύχουν τους στόχους τους σε σχέση με πολυπληθείς ομάδες. Αυτό συμβαίνει καθώς το μεμονωμένο μέλος μιας μεγάλης οργάνωσης βρίσκεται σε θέση τέτοια ώστε να μπορεί να περάσει απαρατήρητη η τυπική, και όχι ουσιαστική, συμμετοχή του στις δραστηριότητές της ενώ ταυτόχρονα να απολαμβάνει τα άνευ κόπου ωφελήματα. Τέλος υποστηρίζει ότι τα ορθολογικά άτομα που ενεργούν προς το ατομικό τους συμφέρον δεν θα αναλάβουν δράση και δεν θα συγκροτήσουν οργάνωση αν δεν υπάρξει κάποια μορφή καταναγκασμού ή επιλεκτικά κίνητρα (selective incentives), δηλαδή επιπρόσθετα ατομικά ανταλλάγματα. Το 1968 ο Garret Hardin στο περιοδικό Science εξηγεί την προαναφερθείσα τραγωδία των κοινών (πόρων). Το άρθρο περιγράφει ένα δίλημμα κατά το οποίο η ανεξάρτητη δράση πολλών ατόμων, που ενεργούν ο καθένας για το συμφέρον του, μπορεί τελικά να καταστρέψει έναν κοινόχρηστο πόρο ακόμη και όταν είναι σαφές ότι δεν συμφέρει μακροπρόθεσμα κανένα να συμβεί αυτό. Συγκεκριμένα ο Hardin για να το κάνει αυτό, χρησιμοποιεί το παράδειγμα ενός βοσκότοπου ανοιχτού σε όλους, από την οπτική γωνιά ενός λογικού βοσκού. Οι βοσκοί που θέλουν να μεγαλώσουν το κοπάδι τους θα υπολογίσουν ότι το κόστος της πρόσθετης βοσκής (μειωμένη τροφή για όλα τα ζώα, γρήγορη εδαφική καταστροφή) θα διαιρεθεί μεταξύ όλων, αλλά μόνο αυτοί θα αποκομίσουν το όφελος από την πώληση περισσότερων βοοειδών. Αναπόφευκτα, λοιπόν ο λογικός βοσκός καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η μόνη λογική επιλογή είναι να προσθέσει άλλο ένα ζώο στο κοπάδι του. Ωστόσο όταν όλοι οι βοσκοί κάνουν, ανεξάρτητα, την ίδια λογική επιλογή, τα εδάφη καταστρέφονται και δεν μπορεί κανένα ζώο να βοσκήσει. Όπως αναφέρει ο Hardin: Εδώ έγκειται η τραγωδία. Κάθε άνθρωπος εμπλέκεται σε ένα σύστημα που τον αναγκάζει να μεγαλώνει το κοπάδι του χωρίς όρια σε έναν κόσμο που έχει όρια. Η καταστροφή είναι το αποτέλεσμα όταν κάθε άνθρωπος ακολουθεί το συμφέρον του σε μια κοινωνία που πιστεύει στην ελευθερία των κοινών αγαθών. Χρήσιμη κρίνεται στο σημείο αυτό η υπενθύμιση πως η τραγωδία των κοινών. αναφέρεται σε πόρους ελεύθερης Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

38 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 25 πρόσβασης και όχι κοινοτικής διαχείρισης. Ο Hardin αμφισβήτησε τη θεμελιώδη πίστη ότι τα λογικά ανθρώπινα όντα, δρώντας προς ίδιον όφελος, μπορούν να επιτύχουν συλλογικές λογικές εκβάσεις, καταλήγοντας στη ζοφερή εικόνα της ολοκληρωτικής καταστροφής των φυσικών πόρων. Πολλοί αναλυτές έχουν αντιστοιχίσει τα προβλήματα των πόρων κοινής δεξαμενής με το δίλημμα του φυλακισμένου. Η απλή δομή του παιγνίου αυτού το καθιστά ένα χρησιμότατο εργαλείο για την μελέτη προβλημάτων αλληλεπιδράσεως μεταξύ ατόμων. Το δίλημμα του φυλακισμένου το παρουσίασε ο Tucker απευθυνόμενος σε ακροατήριο ψυχολόγων στο πανεπιστήμιο του Stanford το ύο ύποπτοι για την από κοινού διάπραξη ενός εγκλήματος κρατούνται σε ξεχωριστά κελιά και δεν θα συναντηθούν ή επικοινωνήσουν. Καθώς υπάρχουν αρκετά αποδεικτικά στοιχεία για να καταδικαστούν και οι δυο για πλημμέλημα, αλλά όχι επαρκείς αποδείξεις ότι διέπραξαν το έγκλημα, ο κάθε ύποπτος μπορεί είτε να ομολογήσει και να προδώσει τον συνκατηγορούμενο του είτε να παραμείνει σιωπηλός επιδιώκοντας την συνεργασία. Ο κάθε ύποπτος γνωρίζει τις πιθανές συνέπειες των ενεργειών του. Αν ο ένας ύποπτος προδώσει και ο άλλος συνεργαστεί, τότε ο πρώτος θα καταδικαστεί για Π χρόνια ενώ ο άλλος κρατούμενος θα καταδικαστεί σε κάθειρξη Κ χρόνων. Αν και οι δύο προδώσουν τότε θα καταδικαστούν και οι δύο σε Τ χρόνια. Αν όμως συνεργαστούν και παραμείνουν σιωπηλοί και οι δύο θα καταδικαστούν για πλημμέλημα και θα φυλακιστούν αμφότεροι μόλις για Σ χρόνια. Η αναπαράσταση του διλήμματος του φυλακισμένου με ενδεικτικές τιμές φαίνεται στον Πίνακα 3.3. Πίνακας 3.3. Κανονική μορφή διλήμματος του φυλακισμένου ΥΠΟΠΤΟΣ Β Συνεργασία Προδοσία ΥΠΟΠΤΟΣ Α Συνεργασία Προδοσία (Σ=1, Σ=1) (Π=0, Κ=5) (Κ=5, Π=0) (Τ=3,Τ=3) Από τη στιγμή που ο κάθε ύποπτος πρέπει να πάρει την απόφαση του χωρίς να μπορεί να γνωρίζει πως θα ενεργήσει ο άλλος ύποπτος θα πρέπει να εξετάσει όλες τις εναλλακτικές λύσεις του άλλου προκειμένου να εκτιμήσει την επιρροή κάθε μιας από αυτές πάνω στον ίδιο. Έτσι ο ΥΠΟΠΤΟΣ Α σκέφτεται πως αν ο ΥΠΟΠΤΟΣ Β ομολογήσει (προδώσει) τότε μία ομολογία και από τον ίδιο θα τον οδηγούσε σε τρία χρόνια φυλάκιση Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

39 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 26 ενώ μία μη ομολογία (συνεργασία) θα τον οδηγούσε στην φυλακή για πέντε χρόνια. Αν από την άλλη ο ΥΠΟΠΤΟΣ Β συνεργαστεί, αρνούμενος κάθε συμμετοχή, τότε ο ΥΠΟΠΤΟΣ Α μπορεί να μπει φυλακή μόλις για ένα χρόνο μην ομολογώντας ούτε ο ίδιος ή μπορεί να απελευθερωθεί προδίδοντας τον συνκατηγορουμενό του. Είναι εμφανές λοιπόν ότι η μοναδική ισορροπία Νash είναι η αμοιβαία προδοσία. Το δίλημμα συνίσταται στο ότι επιλέγοντας και οι δύο την ισορροπία Nash, δηλαδή να προδώσουν, κερδίζουν λιγότερα απ όσα θα κέρδιζαν αν διάλεγαν και οι δύο να συνεργαστούν, δηλαδή την Paretoβέλτιστη λύση. Ο ορισμός του διλήμματος του φυλακισμένου προϋποθέτει την ύπαρξη ορισμένων σταθερών σχέσεων ανάμεσα στα τέσσερα πιθανά αποτελέσματα. Η πρώτη σχέση καθορίζει την τάξη των τεσσάρων αμοιβών και μας οδηγεί σε μια κατάταξη από το καλύτερο προς το χειρότερο Π, Σ, Τ και Κ. Η δεύτερη ορίζει πως για τους δύο παίκτες είναι προτιμότερη η αλληλοβοήθεια από μία ίση πιθανότητα αλληλοεκμετάλλευσης δηλαδή Σ < (Κ+Π)/2. Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των χρηστών ενός πόρου κοινής δεξαμενής, βέβαια, δεν πραγματοποιούνται μόνο μια φορά, αλλά επαναλαμβάνονται. Ο John Nash στη δεκαετία του 1950 διατύπωσε πολύ περιεκτικά την άποψη πως από τη στιγμή που ένα παίγνιο επαναλαμβάνεται, προκύπτει ένα νέο παίγνιο το οποίο μπορεί να έχει διαφορετικές ισορροπίες από την στατική του έκδοση. Για τα επαναλαμβανόμενα παίγνια του διλήμματος του φυλακισμένου είναι πολύ κρίσιμο στοιχείο αν ο αριθμός των επαναλήψεων είναι γνωστός. Όταν το παιχνίδι παίζεται και ο αριθμός των επαναλήψεων είναι προκαταβολικά γνωστός, οι δύο παίκτες δεν έχουν κανένα κίνητρο για να συνεργαστούν, επειδή στην τελευταία επανάληψη η ορθολογική κίνηση θα είναι η προδοσία, αφού δεν θα υπάρχει μελλοντική αλληλεπίδραση. Αν η στρατηγική αυτή υιοθετηθεί και από τους δύο παίκτες τότε αυτόματα η αντιμετώπιση του παιγνίου μεταφέρεται και στην προτελευταία επανάληψη και εκτυλίσσεται η ίδια διαδικασία μέχρι την αρχή της αλληλεπίδρασης. Στην περίπτωση επαναλαμβανόμενου διλήμματος φυλακισμένου στο οποίο δεν είναι γνωστός ο αριθμός των επαναλήψεων γίνεται η παραδοχή πως τα μελλοντικά παιγνίδια παίζουν μικρότερο ρόλο στην στρατηγική των παικτών από ότι το τρέχον παιγνίδι. Η υπόθεση αυτή γίνεται επειδή οι παίκτες τείνουν να εκτιμούν λιγότερο την αξία των αμοιβών όσο αυτές τοποθετούνται αόριστα και ακόμα επειδή πάντα υπάρχει μία πιθανότητα να μη ξανασυναντηθούν. Για τους λόγους αυτούς η αμοιβή για τους επόμενους γύρους μετράει λιγότερο από την αμοιβή του τρέχοντος γύρου. Ο Shubik (1970) πρότεινε ένα απλό τρόπο έτσι ώστε η αποτίμηση της αμοιβής του επόμενου γύρου να αξίζει ένα ποσοστό της αμοιβής του τρέχοντος γύρου. Ορίζεται, λοιπόν, ως εκπτωτική η παράμετρος αυτή η οποία εκφράζει το ποσοστό της αξίας που εκπίπτει σε κάθε κίνηση σε σχέση με την προηγούμενη. Η εκπτωτική παράμετρος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καθορίσει την αμοιβή μιας ολόκληρης ακολουθίας αλληλεπιδράσεων. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

40 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 27 Ο Axelrod (1998) προκειμένου να εξετάσει την καλύτερη στρατηγική για το επαναλαμβανόμενο παίγνιο του φυλακισμένου, διοργάνωσε ένα διαγωνισμό, στον οποίο συμμετείχαν ειδικοί της θεωρίας παιγνίων. Ο διαγωνισμός είχε την μορφή ενός κυκλικού τουρνουά, όπου ο κάθε υποψήφιος έπρεπε να αντιμετωπίσει διαδοχικά όλους τους άλλους, τον εαυτό του καθώς και ένα πρόγραμμα που επέλεγε τη συνεργασία ή την προδοσία τυχαία. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι στο διαγωνισμό συμμετείχαν παίκτες από πέντε διαφορετικούς κλάδους: την ψυχολογία, τις οικονομικές και πολιτικές επιστήμες, τα μαθηματικά και την κοινωνιολογία. Νικητής βγήκε το πιο απλό πρόγραμμα, γνωστό ως ΜΙΑ ΣΟΥ ΚΑΙ ΜΙΑ ΜΟΥ (TIT FOR TAT) του Anatol Rapoport, το οποίο ξεκινάει με την επιλογή της συνεργασίας και στην συνέχεια προσαρμόζεται, κάνοντας σε κάθε κίνηση αυτό ακριβώς που έκανε ο άλλος παίκτης στην αμέσως προηγούμενη. Είναι ίσως η πιο γνωστή και η πιο πολυσυζητημένη από όλες τις στρατηγικές που έχουν προταθεί για την αντιμετώπιση του διλήμματος του φυλακισμένου. Στα πλεονεκτήματα της ήταν ότι δύσκολα μπορεί κάποιος να την εκμεταλλευτεί ενώ τα πήγε πολύ καλά παίζοντας με τον εαυτό της. Το μειονέκτημα της είναι ότι εμφανίζεται υπερβολικά γενναιόδωρη με την στρατηγική που επιλέγει σε κάθε κίνηση τυχαία αν θα συνεργαστεί ή αν θα προδώσει. Θεωρώντας ότι η αποτελεσματικότητα μιας στρατηγικής δεν εξαρτάται μόνο από τα δικά της χαρακτηριστικά, αλλά και από την φύση των στρατηγικών με τις οποίες αλληλεπιδρά ο Axelrod διοργάνωσε και δεύτερο διαγωνισμό προκειμένου να εξαχθούν πιο ασφαλή συμπεράσματα. Οι κανόνες ήταν βασικά οι ίδιοι. Η μόνη αλλαγή που υπήρχε σε σχέση με τον πρώτο διαγωνισμό ήταν ότι ο αγώνας μεταξύ των δύο παικτών θα τερματίζονταν τυχαία δηλαδή ο αριθμός γύρων δεν ήταν καθορισμένος. Σε αυτόν το διαγωνισμό συμμετείχαν 62 παιγνιοθεωρητικοί, με έναν αλγόριθμο ο καθένας, από ακόμα περισσότερα επιστημονικά πεδία. Παρά το γεγονός ότι πολλοί από τους αλγόριθμους είχαν σχεδιαστεί για να νικήσουν την στρατηγική ΜΙΑ ΣΟΥ ΚΑΙ ΜΙΑ ΜΟΥ, καθώς και το ότι αυτή αποτελούσε το απλούστερο πρόγραμμα, αποδείχθηκε νικητής και στο δεύτερο διαγωνισμό. Ο αλγόριθμος ΜΙΑ ΣΟΥ ΚΑΙ ΜΙΑ ΜΟΥ είναι μια στρατηγική δεσμευμένης συνεργασίας, όπου επιλέγει να συνεργαστεί στον πρώτο γύρο του διλήμματος του κρατούμενου, κάνοντας μια αρχική κίνηση καλής θέλησης. Από εκεί και πέρα, επαναλαμβάνει την στρατηγική που επέλεξε ο αντίπαλος στον προηγούμενο γύρο. Η επιτυχία του οφείλεται στις ιδιότητες της ευγένειας (δεν προδίδει ποτέ πρώτο) και της επιείκειας (τιμωρεί σε μία κίνηση την προδοσία αλλά είναι έτοιμο να συνεργαστεί ξανά). Η στρατηγική ΜΙΑ ΣΟΥ ΚΑΙ ΜΙΑ ΜΟΥ συνδυάζει την αυστηρότητα απέναντι στους μη συνεργατικούς (τους τιμωρεί άμεσα) αλλά και την ηπιότητα καθώς τους συγχωρεί τόσο γρήγορα όσο τους τιμώρησε (εντός ενός γύρου). Όπως επισημαίνει ο Axelrod, ίσως αυτός ο συνδυασμός εξηγεί γιατί η αρχική και απλή έκδοση της στρατηγικής ΜΙΑ ΣΟΥ ΚΑΙ ΜΙΑ ΜΟΥ κυριάρχησε ακόμα και επί αντιπάλων που Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

41 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 28 είχαν σχεδιαστεί από κορυφαίους παιγνιοθεωρητικούς για να την νικήσουν. Οι δύο διαγωνισμοί του Axelrod βοήθησαν να σχηματιστεί μια διαφορετική εικόνα για τις πιθανές πηγές της συλλογικής δράσης καθώς και για την ανθεκτικότητα της συνεργασίας στην πραγματική ζωή. Και αυτό γιατί ένα μοντέλο το οποίο εμμένει στη συνεργασία βγήκε νικητής απέναντι σε πιο σύνθετα μοντέλα πιστά στην αρχή του να παίρνεις τα μέγιστα συνεισφέροντας τα ελάχιστα. Ο Axelrod μαζί με τον Hamilton (1998), ένα εξελικτικό βιολόγο, προκειμένου να διαπιστώσουν την αποτελεσματικότητα της στρατηγικής ΜΙΑ ΣΟΥ ΚΑΙ ΜΙΑ ΜΟΥ, προχώρησαν, με χρήση γενετικών αλγορίθμων, στην προσομοίωση πιθανών μελλοντικών γύρων του διαγωνισμού, εφαρμόζοντας για πρώτη φορά την εξελικτική θεωρία παιγνίων στις κοινωνικές επιστήμες. Μέσω της προσομοίωσης υπολόγισαν τι θα συνέβαινε αν οι στρατηγικές που συμμετείχαν στον διαγωνισμό συναντιόντουσαν ξανά σε επόμενους γύρους. Η μεταβολή του πληθυσμού από γενιά σε γενιά, μπορεί να μεταβάλλει τις αποδόσεις των διάφορων στρατηγικών. Όσο πιο επιτυχημένη ήταν μια στρατηγική, τόσο πιο πιθανό θα ήταν να διαγωνιστεί και στον επόμενο γύρο, και αντίθετα, όσο πιο αποτυχημένη, τόσο πιο δύσκολο ήταν να προταθεί ξανά. Στη προσομοίωση δεν προβλεπόταν η πιθανότητα εμφάνισης νέων μεταλλαγμένων στρατηγικών. Στην οικολογική προσομοίωση υπάρχει μόνο μια μεταβαλλόμενη κατανομή δεδομένων τύπων στρατηγικών. Αποδείχτηκε πως αν τα μέλη ενός πληθυσμού συνεργάζονται μεταξύ τους εφαρμόζοντας το ΜΙΑ ΣΟΥ ΚΑΙ ΜΙΑ ΜΟΥ, κανείς δεν μπορεί να πετύχει μεγαλύτερη αμοιβή από αυτούς, αν η εκπτωτική παράμετρος είναι αρκετά μικρή, δηλαδή αν το μέλλον έχει μεγαλύτερη σημασία σε σχέση με το παρόν. Ο Michael Taylor (1987) υποστήριξε πως οι αλληλεπιδράσεις σε πόρους κοινής δεξαμενής δεν είναι απαραίτητα παίγνια διλήμματος του φυλακισμένου. Ο Taylor αναφέρει χαρακτηριστικά το παράδειγμα δύο γειτονικών αγροκτημάτων με κοινό αρδευτικό σύστημα όπου το αποτέλεσμα της αμοιβαίας προδοσίας είναι τόσο καταστροφικό που κάθε αγρότης θα προτιμούσε να παρέχει ο ίδιος το νερό αν ήξερε ότι ο άλλος θα προδώσει. Αυτό το παίγνιο ονομάζεται παίγνιο του δειλού (chicken game). Επίσης υπάρχουν περιπτώσεις όπου το παίγνιο της ασφάλειας (assurance game) ανταποκρίνεται καλύτερα στην φύση αυτών των αλληλεπιδράσεων. Σε αυτές κανένα από τα δύο άτομα δεν μπορεί να παρέχει από μόνος του ικανοποιητικό ποσό του αγαθού. Έτσι ναι μεν συμφέρει ένα παίκτη να προδώσει αν και ο άλλος προδώσει, κάτι που συμβαίνει και στο δίλημμα του φυλακισμένου, αλλά η βέλτιστη στρατηγική αν ο άλλος συνεργάζεται είναι η συνεργασία. Οι δύο εναλλακτικές αυτές εκφάνσεις των αλληλεπιδράσεων παροχής κοινωνικών αγαθών, εκμετάλλευσης φυσικών πόρων ή συλλογικής δράσης δημιουργούν πίνακες πληρωμών που καθιστούν πιο πρόσφορη την εμφάνιση και την εδραίωση της συνεργασίας από τον Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

42 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 29 αντίστοιχο πίνακα του διλήμματος του φυλακισμένου ειδικά αν οι αλληλεπιδράσεις είναι επαναλαμβανόμενες. Ο Hechter (1990) έχοντας επίγνωση της καταρχήν απροθυμίας των ατόμων να επενδύσουν χρόνο και κόπο σε συνεργατικές απόπειρες υποστήριξε πως η δημιουργία θεσμικών λύσεων σε τέτοιου είδους προβλήματα θα πρέπει να θεωρηθεί σαν μια διαδικασία δύο σταδίων. Στην αρχή δημιουργούνται ομάδες για την από κοινού παραγωγή ιδιωτικών αγαθών. Αυτές είναι αρκετά μικρές έτσι ώστε όσοι δεν συνεργάζονται να μπορούν να εντοπιστούν και να εξαιρεθούν από την ομάδα. Τα κέρδη που παράγονται μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία επιλεκτικών κινήτρων για τη δημιουργία και συλλογικών αγαθών. Τα επιλεκτικά κίνητρα μαζί με την αποθάρρυνση των τζαμπατζήδων μπορούν, ισχυρίζεται ο Hechter, να κάμψουν τις επιφυλάξεις ατόμων για την είσοδο τους σε μια ομάδα που θα συνεργαστεί για τη δημιουργία ενός συλλογικού αγαθού. Σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη της θεωρίας της συλλογικής δράσης επήλθε με την αμφισβήτηση βασικών παραδοχών της θεωρίας παιγνίων (αλλά και της οικονομικής θεωρίας γενικότερα) και κυρίως της παραδοχής ότι τα άτομα στις αλληλεπιδράσεις τους συμπεριφέρονται εγωιστικά και ορθολογικά. Αναιρείται ουσιαστικά η παραδοχή της πλήρους ορθολογικότητας του ατόμου εισάγοντας το στοιχείο της περιορισμένης ορθολογικότητας (bounded rationality) στα κριτήρια της ατομικής επιλογής. Αξίζει να σημειωθεί ότι η αμφισβήτηση αυτή ξεκίνησε από τον Herbert Simon ήδη από τα μέσα της δεκαετίας του 1950 (Simon, 2006). Σε αυτή την κατεύθυνση ολοένα και αυξάνει ο αριθμός των μελετητών (Elster, 1989), (Eraso και Montserrat, 2001) που υποστηρίζει πως είναι λάθος η θεώρηση πως όλοι επιθυμούν με την ίδια ένταση τη μεγιστοποίηση αποκλειστικά των ατομικών τους οφελών και πως υπάρχει, σε άλλα άτομα λιγότερο και σε άλλα περισσότερο, και το κίνητρο του κοινωνικού οφέλους. Επίσης κάποιος που ακολουθεί μια νόρμα συμπεριφοράς (όπως να μην κλέβει ή να μη λέει ψέματα) μπορεί πιθανά να έχει κάποιες υλικές απώλειες λόγω της στάσης του αυτής οι οποίες όμως μπορεί να αντισταθμιστούν με την εσωτερική επιβράβευση του. Υπό αυτή την οπτική γωνία παύουν να θεωρούνται τα άτομα που συμμετέχουν σε μια αλληλεπίδραση ως ένα ομοιογενές σύνολο και εισέρχεται το στοιχείο της ετερογένειας που μπορεί να θεωρηθεί κομβικό προκειμένου να κατανοηθεί γιατί η απόφαση ενός ατόμου να συμμετάσχει σε μία συλλογική δράση εξαρτάται και προϋποθέτει τις αποφάσεις άλλων ατόμων. Στα πλαίσια αυτά προέκυψε η θεωρία της κρίσιμης μάζας που άρχισε να αναπτύσσεται με πρωτοπόρους τους Oliver και Marwell (1988). Οι ερευνητές που υποστηρίζουν αυτή την θεωρία απέδειξαν πως σε πολυπληθείς ομάδες υπάρχουν αυξημένες πιθανότητες να βρεθεί μια μικρή ομάδα ικανών και πρόθυμων ατόμων που θα επιθυμούσαν να Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

43 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 30 υποστηρίξουν μία συλλογική δράση. Οι υποστηρικτές της θεωρίας αυτής ισχυρίζονται πως όταν σχηματίζονται τέτοιοι πυρήνες ατόμων προσελκύονται και άλλα λιγότερο πρόθυμα ή λιγότερα ικανά άτομα με αποτέλεσμα να αυξάνεται σημαντικά η συνεισφορά στη συλλογική δράση. Σε μεγάλες ομάδες, όταν οι τζαμπατζήδες δεν επιβαρύνουν πολύ με τη μη συμμετοχή τους στην παραγωγή του δημόσιου αγαθού, δεν είναι απαραίτητη η συμμετοχή όλων των μελών της ομάδας. Μία υποομάδα, η κρίσιμη μάζα, μπορεί να καθοδηγήσει μια μεγαλύτερη ομάδα χωρίς να επηρεάζεται από το γεγονός ότι η απολαβή των οφελών από τους τζαμπατζήδες θα μειώσει τα δικά τους οφέλη. Ο Macy (1990) συμπλήρωσε τη θεωρία της κρίσιμης μάζας υποστηρίζοντας πως η ύπαρξη σε μία συλλογικότητα ατόμων διαθέσιμων να παράγουν ένα συλλογικό αγαθό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στο γεγονός πως έχουν μάθει να συνεργάζονται μέσω προηγούμενων αλληλεπιδράσεων ή επειδή έχουν συμμετάσχει σε άλλες συλλογικές δράσεις. Στα πλαίσια του 6 ου Κεφαλαίου μελετάται ο τρόπος που μια κρίσιμη μάζα αγροτών που αντλεί νερό από ένα υπόγειο υδροφορέα επηρεάζει τις αντλήσεις των υπόλοιπων αγροτών. Η ανάπτυξη των πειραματικών οικονομικών, με πρωτοπόρο τον Vernon Smith, ήρθε να υπερθεματίσει την ανάγκη επανεξέτασης των βασικών αξιωμάτων της οικονομικής θεωρίας (Πολλάλης, 2003). Το γεγονός πως στο εργαστήριο μπορούν να διεξαχθούν ελεγχόμενα πειράματα με στόχο τον έλεγχο διάφορων θεωρητικών προβλέψεων έδωσε στα πειραματικά οικονομικά σημαντικό ρόλο όσον αφορά στην οικονομική έρευνα. Ένα από τα πιο εντυπωσιακά αποτελέσματα των πειραματικών οικονομικών είναι πως σε πολλές περιπτώσεις οι συμμετέχοντες στα πειράματα συμπεριφέρονται λιγότερο εγωιστικά από ότι προβλέπουν οι οικονομολόγοι. Το γεγονός αυτό παρατηρήθηκε και στα οικονομικά πειράματα που διεξήχθηκαν στα πλαίσια της παρούσας έρευνας όπως θα παρουσιαστούν στο Κεφάλαιο 5. Τα αποτελέσματα από ένα άλλο γνωστικό πεδίο, αυτό της γνωστικής ψυχολογίας ήρθαν να υποστηρίξουν τα αποτελέσματα αυτά, με τον κύριο εκφραστή της Kahneman να δείχνει ότι οι άνθρωποι συστηματικά συνηθίζουν να ενεργούν διαφορετικά από ό,τι προβλέπουν οι υπάρχουσες οικονομικές θεωρίες. Η γνωστική ψυχολογία προσπάθησε επιπρόσθετα να ερμηνεύσει τις αποκλίσεις αυτές υποστηρίζοντας πως η λήψη αποφάσεων εκτός από τη συνειδητή κωδικοποίηση και ερμηνεία των διαθέσιμων πληροφοριών επηρεάζεται και από λιγότερο συνειδητούς παράγοντες όπως από διανοητικά πρότυπα για την ερμηνεία των συγκινήσεων και τις μνήμες από τις συνέπειες προηγουμένων αποφάσεων. Μια σειρά μελετών του Kahneman σε συνεργασία με τον Amos Tversky έδειξε ότι οι άνθρωποι είναι ανίκανοι να αναλύουν πλήρως τις σύνθετες καταστάσεις απόφασης ειδικά όταν οι μελλοντικές συνέπειες είναι αβέβαιες (Πολλάλης, 2003). Υπάρχουν πολλοί λόγοι για τους οποίους μπορεί να συμβεί αυτό. Σε πολλές περιπτώσεις αλληλεπιδράσεων το πλήθος των πληροφοριών είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό που τα Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

44 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 31 άτομα μπορούν να συλλέξουν και να απομνημονεύσουν. Υπάρχει περίπτωση να μη χρησιμοποιήσουν όλες τις πληροφορίες που έχουν στη διάθεση τους ή να κάνουν κάποιο σφάλμα στην επεξεργασία πληροφοριών. Επίσης μπορεί να κρίνουν ως χρονοβόρα την πλήρη επεξεργασία όλων των πληροφοριών. Από την άλλη μεριά, στο οικονομικό πεδίο, που χαρακτηρίζεται από υψηλό βαθμό πολυπλοκότητας, αβεβαιότητας και αδιαφάνειας, τα προϊόντα της κοινωνικής σκέψης, συμβάσεις, αναπαραστάσεις, νόρμες, πίστεις, αποτελούν ένα πλούσιο απόθεμα υποκατάστατων της γνώσης (Σκαλάκη, 2003). Κάτω από τέτοιες περιστάσεις, ο Kahneman ισχυρίζεται πως τα άτομα αντλούν από το απόθεμα αυτό, χρησιμοποιώντας ευρετικές μεθόδους (heuristics), ή εμπειροτεχνικές μεθόδους (rules of thumb) που συνίστανται από απλούς εμπειρικούς κανόνες στηριζόμενες στην διαδικασία δοκιμής-λάθους. Οι Gigerenzer και Selten (2001) απέδειξαν πως τα άτομα τα οποία αλληλεπιδρούν επαναλαμβανόμενα είναι πιθανό να υιοθετήσουν ευρετικές μεθόδους που προσεγγίζουν τις βέλτιστες λύσεις-pareto. Η εισαγωγή στοιχείων της γνωστικής επιστήμης αποτελεί την αιχμή του δόρατος στις προσπάθειες για τη διερεύνηση της ανθρώπινης συμπεριφοράς από την στιγμή που η θεωρία παιγνίων όπως αναφέρθηκε δείχνει να έχει περιορισμένες δυανατότητες (Ostrom, 2009), (Smith, 2010). Στο Κεφάλαιο 6 θα παρουσιαστεί η απόπειρα προσομοίωσης, με εισαγωγή ευρετικής μεθόδου, αγροτών που αλληλεπιδρούν στην εκμετάλλευση υπόγειου υδροφορέα. Η απονομή του βραβείου Νόμπελ Οικονομίας 2002 στον David Kahneman και στον Vernon Smith υπογράμμισε πόσο σημαντικές επιπτώσεις είχε, για την καλύτερη κατανόηση των οικονομικών πρακτικών και των γνωστικών διαδικασιών που τις διέπουν, η άρση της υπόθεσης του ορθολογισμού καθώς και η υιοθέτηση της πειραματικής μεθόδου στη μελέτη των οικονομικών φαινομένων (Σκαλάκη, 2003). Ένα χρόνο νωρίτερα το ίδιο βραβείο είχε απονεμηθεί στους Akerlof, Spence και Stiglitz οι οποίοι είχαν αποδείξει πως διαφορετικές ομάδες ανθρώπων έχουν διαφορετική πληροφόρηση, και πως ακόμη και μικρές ατέλειες στην πληροφόρηση, έχουν προφανείς επιπτώσεις στον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρεται η οικονομία. Με αυτό τον τρόπο έθεσαν υπό αμφισβήτηση μια άλλη βασική παραδοχή της οικονομικής θεωρίας, αλλά και της θεωρίας παιγνίων πως κάθε άτομο έχει πλήρη επίγνωση της κατάστασης του δηλαδή γνωρίζει τις ενέργειες που έχει στη διάθεση του, τις στρατηγικές που πιθανώς οι άλλοι να υιοθετήσουν και των συνεπειών που θα επιφέρουν οι επιλογές του. Ο Joseph Stiglitz, ένας εκ των τριών βραβευθέντων, τονίζει πως η εμμονή των οικονομικών σχολών, ειδικά των Η.Π.Α., στη θεώρηση πως τα άτομα λειτουργούν με βάση τη λογική και με βάση τις ίδιες πληροφορίες, παρά τις πειραματικές και εμπειρικές αποδείξεις περί του αντιθέτου, είναι μια περίτρανη απόδειξη του θριάμβου της ιδεολογίας επί της επιστήμης. υστυχώς, συνεχίζει, πολλοί απόφοιτοι αυτών των σχολών καθορίζουν την οικονομική πολιτική σε πολλές χώρες, προσπαθώντας να εφαρμόσουν προγράμματα Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

45 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 32 βασισμένα στις ιδέες του αποκαλούμενου φονταμενταλισμού της αγοράς (Stiglitz, 2002). 3.3 Θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης Στο επίπεδο της μελέτης του θεωρητικού πλαισίου παρέχονται το σύνολο των θεωρητικών εργαλείων που μπορεί να χρειαστεί για την έρευνα ενός θέματος. Επιτρέπει την από κοινού χρήση θεωριών για την μελέτη θεμάτων που η εξέταση τους από μία μόνο θεωρία θα μπορούσε να είναι περιοριστική ή και αποπροσανατολιστική. Οι θεωρίες που μπορεί να είναι συμβατές με ένα θεωρητικό πλαίσιο μπορεί να είναι πολλές στον αριθμό και να προέρχονται από ένα μεγάλο εύρος επιστημονικών πεδίων. Οι ερευνητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν το θεωρητικό πλαίσιο για να αναγνωρίσουν ποιες θεωρίες (που μπορεί να είναι συμπληρωματικές ή ακόμα και ανταγωνιστικές μεταξύ τους) θα μπορούσαν να είναι χρήσιμες σε μια συγκεκριμένη έρευνα και να κρίνουν με βάση τα αποτελέσματα για την καταλληλότητα τους να εξηγήσουν συγκεκριμένα φαινόμενα. Η μελέτη της διαχείρισης των πόρων κοινής δεξαμενής από επιστήμονες διαφορετικών επιστημονικών πεδίων (ανθρωπολόγους, οικονομολόγους, μηχανικούς, ιστορικούς, πολιτικούς επιστήμονες και φιλοσόφους) εμπόδιζε την εξαγωγή συνολικών αποτελεσμάτων από τις έρευνες αυτές. Αυτό οδήγησε την Elinor Ostrom και άλλους ερευνητές που συνεργαζόταν μαζί της στο Εργαστήριο Πολιτικής Θεωρίας και Πολιτικής Ανάλυσης του Πανεπιστημίου της Ιντιάνα των Η.Π.Α. στη δημιουργία και ανάπτυξη του θεωρητικού πλαισίου της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης (Institutional Analysis and Development framework). Στηρίζεται στη Νέα θεσμική Οικονομική που σύμφωνα με τον Klein (2000) αποτελεί ένα θεωρητικό εγχείρημα, το οποίο συνδυάζοντας την οικονομία, τους νόμους, τις πολιτικές επιστήμες, την κοινωνιολογία και την ανθρωπολογία προσπαθεί να κατανοήσει τους κοινωνικούς, πολιτικούς και οικονομικούς θεσμούς. Με τον όρο θεσμό περιγράφονται όλα τα στοιχεία που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι για να οργανώσουν όλες τις καταστάσεις επαναλαμβανόμενης και δομημένης αλληλεπίδρασης τους, όπως για παράδειγμα σε αγορές, ιδιωτικές εταιρείες, οικογένειες, κοινότητες και συνδικάτα. Αποτελούνται από κανόνες (θεσπισμένους νόμους, άγραφους κανόνες, ρυθμίσεις), ανεπίσημους περιορισμούς (κοινωνικές συμβάσεις, νόρμες συμπεριφοράς και αυτοεπιβαλλόμενους κώδικες συμπεριφοράς) και τις μεθόδους επιβολής τους. Η πιο πλήρης περιγραφή του θεωρητικού πλαισίου της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης παρουσιάζεται στο βιβλίο Rules, Games & Common Pool Resources των Elinor Ostrom, Roy Gardner και James Walker (1994). Επειδή η παρούσα διατριβή στηρίχτηκε θεωρητικά σε αυτήν τόσο με την παροχή όλων των χρήσιμων θεωρητικών εργαλείων και ορολογιών όσο και στη διερεύνηση των μεταβλητών προς έρευνα κρίνεται σκόπιμη η σύντομη παρουσίαση του. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

46 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο Κατάσταση δράσης Το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης μελετάει τις αλληλεπιδράσεις εντός ενός πεδίου δράσης εντός του οποίου αλληλεπιδρούν οι συμμετέχοντες. Για να οριστεί μία κατάσταση δράσης θα πρέπει να οριστούν οι εξής μεταβλητές (Ostrom, Gardner και Walker, 1994): Οι συμμετέχοντες που αλληλεπιδρούν στο πεδίο δράσης. Η θέση που καταλαμβάνει κάθε συμμετέχων σε μία κατάσταση δράσης του, υπαγορεύει ένα σύνολο ενεργειών στις οποίες μπορεί να προβεί. Για παράδειγμα στα πεδία δράσης της εκμετάλλευσης υδάτινων πόρων οι πιο πολλοί έχουν τη θέση του αρδευτή-αγρότη, άλλοι μπορούν να έχουν θέση λήψης αποφάσεων ή επίλυσης διαφορών ενώ άλλοι να ρυθμίζουν και να ελέγχουν την παροχή νερού. Κάθε συμμετέχων μπορεί να έχει περισσότερες από μία θέσεις. Οι δυνατές ενέργειες από τις οποίες μπορεί σε κάθε θέση και σε κάθε στάδιο ένας συμμετέχων να επιλέξει ποια θα πραγματοποιήσει. Τα αποτελέσματα που μπορεί να επιφέρει κάθε ενέργεια που επιλέγει να πράξει ένας συμμετέχων. Οι συναρτήσεις μετατροπής που αντιστοιχούν τις ενέργειες των συμμετεχόντων στα πεδία δράσης με τα αποτελέσματα. Ο βαθμός της πληροφόρησης που έχουν οι συμμετέχοντες σε σχέση με τα υπόλοιπα στοιχεία της κατάστασης δράσης. Τα κόστη ή οι ωφέλειες που αντιστοιχίζονται στα αποτελέσματα των ενεργειών. Επιγραμματικά, η μελέτη μιας κατάστασης δράσης επικεντρώνεται στον αριθμό και τα χαρακτηριστικά των συμμετεχόντων που βρίσκονται σε θέσεις από τις οποίες αποφασίζουν ποιες ενέργειες θα πραγματοποιήσουν με βάση την πληροφόρηση που έχουν για τα αποτελέσματα που μπορούν να επιφέρουν οι ενέργειες αυτές καθώς και για τα κόστη και οφέλη που αντιστοιχούν στις ενέργειες και τα αποτελέσματα (Ostrom, Gardner και Walker, 1994). Για να μελετηθεί μια κατάσταση δράσης θα πρέπει να γίνουν υποθέσεις για κάποια χαρακτηριστικά των συμμετεχόντων (που μπορεί να είναι είτε μεμονωμένα άτομα είτε συλλογικοί φορείς): τη μορφή των προτιμήσεων τους, τον τρόπο με τον οποίο αποκτούν, επεξεργάζονται και διαχειρίζονται τις γνώσεις και τις πληροφορίες, και τα κριτήρια που χρησιμοποιούν προκειμένου να επιλέξουν τις ενέργειες που θα πραγματοποιήσουν. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

47 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο Εξωτερικοί παράγοντες που επηρεάζουν τα πεδία δράσης Έχοντας καθορίσει τα εσωτερικά στοιχεία ενός πεδίου δράσης, το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης προσπαθεί να προσδιορίσει και τους εξωτερικούς παράγοντες που το επηρεάζουν. Οι παράγοντες αυτοί θα μπορούσαν να ομαδοποιηθούν σε τρεις ευρείες κατηγορίες: στους χρησιμοποιούμενους κανόνες, τις φυσικές συνθήκες και τα χαρακτηριστικά της κοινότητας. Χρησιμοποιούμενοι κανόνες Οι κανόνες όπως χρησιμοποιούνται στο παρουσιαζόμενο θεωρητικό πλαίσιο είναι οι κοινές αντιλήψεις που μοιράζονται οι συμμετέχοντες για το πόσο κάποιες ενέργειες είναι απαιτούμενες, απαγορευμένες ή επιτρεπτές. Είναι ουσιαστικά το αποτέλεσμα των άμεσων ή έμμεσων αποπειρών για τη ρύθμιση και πρόβλεψη των ανθρώπινων συμπεριφορών. Οι πιθανότητες να υποκύψει κάποιος στο δίλημμα της παραβίασης ενός κανόνα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις πιθανότητες που υπάρχουν η παράβαση να εντοπιστεί και να τιμωρηθεί στο συγκεκριμένο πεδίο δράσης. Η Ostrom (2005) σημειώνει πως οι κανόνες δεν είναι απαραίτητο ούτε να είναι γραμμένοι ούτε να είναι αποτέλεσμα επίσημων νομοθετικών διαδικασιών. Αντίθετα οι θεσμικοί κανόνες είναι συχνά το αποτέλεσμα της ενσυνείδητης προσπάθειας ατόμων που αλληλεπιδρούν σε μία κατάσταση δράσης να βελτιώσουν τις συνθήκες και τα αποτελέσματα της αλληλεπίδρασης τους. Υπάρχουν επτά κατηγορίες κανόνων πού είναι ικανές και αναγκαίες προκειμένου να δημιουργηθεί και να μελετηθεί μία κατάσταση δράσης: Κανόνες θέσης που ορίζουν το σύνολο των θέσεων και πόσοι συμμετέχοντες καταλαμβάνουν κάθε θέση. Κανόνες ορίων που καθορίζουν πως οι συμμετέχοντες εισέρχονται ή εξέρχονται των θέσεων αυτών. Κανόνες επιλογής που καθορίζουν ποιες ενέργειες αντιστοιχούν σε κάθε θέση. Κανόνες πληροφόρησης που καθορίζουν τον τρόπο επικοινωνίας μεταξύ των συμμετεχόντων, όπως και το ποιες πληροφορίες είναι διαθέσιμες. Κανόνες εμβέλειας που καθορίζουν τα όρια των αποτελεσμάτων των ενεργειών. Κανόνες απόφασης που καθορίζουν το επίπεδο ελέγχου των συμμετεχόντων καθορίζοντας την διαδικασία με την οποία λαμβάνονται συλλογικές αποφάσεις (π.χ. ψηφοφορία ή ομοφωνία) Κανόνες πληρωμών που ορίζουν πως κατανέμονται μεταξύ των συμμετεχόντων τα κέρδη και οι δαπάνες (Crawford και Ostrom, 2005). Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

48 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 35 Αν και η ένταξη των κανόνων σε κατηγορίες είναι ιδιαίτερα βοηθητική για την αναλυτική μελέτη μιας κατάστασης δράσης, θα πρέπει να επισημανθεί πως οι θεσμικοί αυτοί κανόνες λειτουργούν συνθετικά και όχι με αποσπασματικό τρόπο. Φυσικές συνθήκες Η μεταφορά μιας ιδανικής δέσμης κανόνων σε άλλα πεδία δράσης δεν σημαίνει σε καμία περίπτωση την επίτευξη παρόμοιων αποτελεσμάτων, καθώς οι διαφορετικές συνθήκες μπορούν να μεταβάλλουν σημαντικά την επίδραση των κανόνων αυτών. Είναι αυτονόητο πως σημαντική επίδραση έχουν οι φυσικές συνθήκες και στην εκμετάλλευση των φυσικών πόρων. Τα κύρια χαρακτηριστικά των πόρων κοινής δεξαμενής που παρουσιάστηκαν στο προηγούμενο κεφάλαιο, δηλαδή η δυσκολία αποκλεισμού, αλλού μικρότερη και αλλού μεγαλύτερη, πιθανών νέων χρηστών όπως και το γεγονός πως οι μονάδες του πόρου είναι διαιρετές σε σχέση με το απόθεμά του, επηρεάζουν τη διαχείριση του πόρου. Το μέγεθος ενός πόρου, οι κλιματολογικές συνθήκες, η σύσταση του εδάφους, το υψόμετρο, η γεωμορφολογία είναι χαρακτηριστικά που επίσης επηρεάζουν τον τρόπο αλληλεπίδρασης των χρηστών ενός πόρου. Πολλά φυσικά χαρακτηριστικά όπως η ποσότητα και η κατανομή της βροχόπτωσης ή η διακύμανση της τιμής ενός προϊόντος είναι δύσκολο να προβλεφθούν και το στοιχείο αυτό της αβεβαιότητας δυσκολεύει την εκτίμηση της επίδρασης των παραγόντων αυτών. ύο ακόμα σημαντικά φυσικά χαρακτηριστικά που εμφανίζονται να έχουν σημαντική επιρροή σε πόρους κοινής δεξαμενής είναι η στασιμότητα ή μη των μονάδων του πόρου και η δυνατότητα για αποθήκευση μονάδων του πόρου. Οι μονάδες ενός πόρου χαρακτηρίζονται ως στάσιμες όταν βρίσκονται σε ένα σχετικά συγκεκριμένο και περιορισμένο χώρο όπως για παράδειγμα το νερό σε έναν υπόγειο υδροφορέα ή σε μια λίμνη σε αντίθεση με το νερό σε ένα ποτάμι ή σε ένα κανάλι. Έχοντας τη δυνατότητα για αποθήκευση των μονάδων ενός πόρου οι χρήστες του μπορούν να τις χρησιμοποιήσουν όταν κρίνουν ότι χρειάζεται και όχι όταν είναι διαθέσιμες. Χαρακτηριστικά της κοινότητας Σημαντικό ρόλο στις αλληλεπιδράσεις σε ένα πεδίο δράσης παίζουν τα χαρακτηριστικά της κοινότητας εντός της οποίας πραγματοποιούνται. Το μέγεθος και η σύνθεση του πληθυσμού, οι αξίες που προωθεί και ποιες συμπεριφορές ανέχεται η κοινότητα, ο βαθμός της κοινής γνώσης των συμμετεχόντων για την δομή των πεδίων δράσης όπως και η ομοιογένεια ή μη στις προτιμήσεις αυτών που ζουν στην κοινότητα είναι μερικά από τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά που επηρεάζουν ένα πεδίο δράσης (Ostrom, 2005). Σε σχετικά μικρές με ομοιογενή πληθυσμό κοινότητες, όπου τα άτομα λειτουργούν σε πολλαπλά πεδία δράσης αυξάνονται οι πιθανότητες δημιουργίας κανόνων και νορμών συμπεριφοράς για τη συνεργατική αλληλεπίδραση μεταξύ τους (Taylor, 1987). Σε αυτές Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

49 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 36 τις περιπτώσεις τα μέλη της κοινότητας δίνουν ιδιαίτερο βάρος στη δημιουργία καλής φήμης για την τήρηση των δεσμεύσεων που κάνουν. Επίσης είναι πολύ εύκολο στα πλαίσια τέτοιων κοινοτήτων να δημιουργηθούν μηχανισμοί ελέγχου και τιμωρίας παραβατικών συμπεριφορών Επίπεδα ανάλυσης Εκτός από τους εσωτερικούς και εξωτερικούς παράγοντες που επηρεάζουν τις αλληλεπιδράσεις σε ένα πεδίο δράσης το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης ορίζει τρία επίπεδα ανάλυσης. Αυτά είναι της λειτουργίας, της συλλογικής επιλογής πολιτικής και της συνταγματικής επιλογής (Ostom, 2005). Η ανάλυση σε λειτουργικό επίπεδο μελετάει τις αλληλεπιδράσεις ατόμων σε καθημερινή βάση. Οι συμμετέχοντες στο επίπεδο της επιλογής πολιτικής είναι οι αρμόδιοι για την θέσπιση ή τροποποίηση των κανόνων που διέπουν το επίπεδο λειτουργίας. Οι συμμετέχοντες σε αυτό το επίπεδο ανάλυσης μπορεί να ταυτίζονται με τους συμμετέχοντες στο επίπεδο λειτουργίας ή και να διαφέρουν αν για παράδειγμα υπάρχει ένα εκλεγμένο νομοθετικό σώμα. Στο Kεφάλαιο 2 αναφέρθηκε πως σε πόρους κοινής δεξαμενής με επιτυχημένη κοινοτική διαχείριση παρατηρείται πως οι περισσότεροι χρήστες έχουν τη δυνατότητα συμμετοχής στην τροποποίηση των λειτουργικών κανόνων. Το ποιοι είναι αρμόδιοι για τη λήψη αποφάσεων στο επίπεδο συλλογικής επιλογής πολιτικής και σε ποια πλαίσια μπορούν να κινηθούν ορίζεται στο επίπεδο της συνταγματικής πολιτικής. Οι κανόνες αυτού του επιπέδου είναι αυτοί που μεταβάλλονται με το μικρότερο ρυθμό. Οι συμμετέχοντες σε ένα πεδίο δράσης μπορούν να κινούνται μεταξύ των τριών επιπέδων αναζητώντας τα βέλτιστα οφέλη, είτε υιοθετώντας μία δεδομένη δέσμη κανόνων είτε μεταβάλλοντας τους κανόνες σε επίπεδο συλλογικής ή συνταγματικής επιλογής (Schlager και Blomquist, 1996) Παράγοντες που ευνοούν την κοινοτική διαχείριση σε πόρους κοινής δεξαμενής Η Ostrom ανέλυσε μια σειρά από παραδείγματα κοινοτικής διαχείρισης πόρων κοινής δεξαμενής, με βάση το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης, τόσο σύγχρονα (Alanya στην Τουρκία, Mawelle στη Σρι Λάνκα) όσο και παλαιότερων εποχών (Huertas στην Ισπανία, Torbel στην Ελβετία). Μερικά από αυτά εμφάνιζαν μεγάλη αντοχή στο χρόνο και παράλληλη διατήρηση της απόδοσης του πόρου ενώ ορισμένα άλλα είχαν εγκαταλειφτεί μετά από κάποια χρόνια από τα μέλη των κοινοτήτων. Μέσα από συγκριτική μελέτη, η Ostrom παρατήρησε ότι στα παραδείγματα αυτά υπήρχαν ορισμένοι παράγοντες που οδηγούσαν τα μέλη της κοινότητας να υιοθετήσουν κοινοτικές μορφές διαχείρισης των πόρων. Οι παράγοντες αυτοί σχετίζονται με τις θεσμικές διευθετήσεις στις οποίες Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

50 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 37 καταλήγουν οι κοινότητες για τη διαχείριση του πόρου, τα φυσικά χαρακτηριστικά του πόρου αλλά και με τα ίδια τα μέλη της κοινότητας που αποτελούν τους χρήστες του συστήματος (Ostrom, 1990) Παράγοντες σχετικά με τις θεσμικές διευθετήσεις Το 1990 η Elinor Ostrom με βάση έρευνες πεδίου υπέδειξε οκτώ αρχές σχεδιασμού που χαρακτηρίζουν εύρωστους θεσμούς επιτυχούς κοινοτικής διαχείρισης πόρων κοινής δεξαμενής. Με τον όρο αρχή σχεδιασμού δεν εννοούσε ικανές και αναγκαίες συνθήκες που οδηγούν νομοτελειακά στην εύρωστη κοινοτική διαχείριση αλλά θεμελιώδη στοιχεία ή συνθήκες που βοηθούν το μελετητή να ερμηνεύσει την επιτυχία αυτών των θεσμών (Ostrom, 1999). Έκτοτε δημοσιεύτηκαν πολλές μελέτες στις οποίες αποτιμήθηκαν οι αρχές αυτές. Κάποιες μελέτες πρότειναν διαφοροποιημένες αρχές σχεδιασμού (Wade, 1994), (Baland και Platteau, 1996) ενώ άλλες κριτίκαραν αυτές που είχε προτείνει η Ostrom. Οι Cox, Arnold και Villamayor-Tomás (2010) ανέλυσαν 91 μελέτες που εξέταζαν τη συσχέτιση των αρχών σχεδιασμού που πρότεινε η Ostrom με την επιτυχημένη ή μη διαχείριση πόρων κοινής δεξαμενής. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης τους οδήγησαν στη μερική αναμόρφωση των αρχών σχεδιασμού η οποία και παρουσιάζεται αμέσως παρακάτω. 1Α. Ξεκάθαρα καθορισμένα όρια χρηστών. Τα άτομα ή τα νοικοκυριά που έχουν δικαίωμα να αντλήσουν μονάδες πόρου από τον κοινόχρηστο πόρο πρέπει να είναι ξεκάθαρα καθορισμένα. Για να γίνει το πρώτο βήμα στην οργάνωση της συλλογικής διαχείρισης πρέπει μια ομάδα χρηστών να μπορεί να αποκλείσει άλλους από την πρόσβαση στον πόρο και από το δικαίωμα χρήσης. Με αυτό τον τρόπο μειώνεται ο κίνδυνος τα οφέλη που προσπαθούν να παράγουν οι τοπικοί χρήστες να τα καρπωθούν άλλοι που δεν έχουν συνεισφέρει στις προσπάθειες αυτές. Τα ξεκάθαρα καθορισμένα όρια χρηστών, βέβαια, δεν συνεπάγονται από μόνα τους επιτυχή την κοινοτική διαχείριση του πόρου καθώς ακόμα και έτσι είναι δυνατόν ένας περιορισμένος αριθμός χρηστών να αυξήσει την ποσότητα των μονάδων πόρου που αντλεί και έτσι είτε να μειώσει τα οφέλη των χρηστών του πόρου είτε ακόμα να καταστρέψει εντελώς τον πόρο (Clark, 1980). 1Β. Ξεκάθαρα καθορισμένα όρια του πόρου. Τα όρια του ίδιου του πόρου πρέπει να είναι επίσης ξεκάθαρα ορισμένα με τρόπο τέτοιο ώστε να διαχωρίζεται ένας συγκεκριμένος πόρος κοινής δεξαμενής από το ευρύτερο βιοφυσικό περιβάλλον. 2Α. Αρμονία των κανόνων οικειοποίησης και παροχής με τις τοπικές συνθήκες. Οι κανόνες οικειοποίησης και παροχής πρέπει να συμβαδίζουν κατά ένα τρόπο με τα τοπικά κοινωνικά και περιβαλλοντικά δεδομένα. 2Β. Αρμονία μεταξύ των κανόνων οικειοποίησης και των κανόνων παροχής. Τα κέρδη που αποκομίζουν οι χρήστες ενός πόρου κοινής δεξαμενής, με βάση τους κανόνες Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

51 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 38 οικειοποίησης πρέπει να είναι ανάλογα με τη συνεισφορά σε προσωπική εργασία, χρήματα και υλικά που απαιτούνται από τους κανόνες παροχής, προκειμένου να υπάρχει η κοινή αίσθηση της δίκαιης κατανομής του πόρου, γεγονός που αυξάνει τη διάθεση για συμμετοχή στην κοινοτική διαχείριση του πόρου και μειώνει την πιθανότητα συγκρούσεων μεταξύ των μελών της κοινότητας. 3. ιακανονισμοί επιλογής πολιτικής. Τα περισσότερα άτομα που επηρεάζονται από τους λειτουργικούς κανόνες μπορούν να συμμετέχουν στην τροποποίησή τους. Οι πόροι κοινής δεξαμενής που συναντάται αυτή η αρχή είναι περισσότερο ικανοί να προσαρμόσουν τους κανόνες τους στις τοπικές συνθήκες, καθώς τα άτομα που αλληλεπιδρούν άμεσα το ένα με το άλλο και με το φυσικό περιβάλλον μπορούν να τροποποιήσουν τους κανόνες στο χρόνο, ώστε αυτοί να ταιριάζουν καλύτερα στα ειδικά χαρακτηριστικά του περιβάλλοντός τους. 4. Επιτήρηση. Με την επιτήρηση στους πόρους κοινής δεξαμενής γίνονται γνωστοί στους κόλπους της κοινότητας αυτοί που δεν συμβαδίζουν με τους κανόνες οικειοποίησης και παροχής και επιβεβαιώνονται οι συμβατές ενέργειες των υπολοίπων. Οι επιτηρητές, που θα πρέπει να ελέγχουν ενεργά τις συνθήκες του κοινόχρηστου πόρου και τη συμπεριφορά των χρηστών, μπορεί να μην εκπληρώνουν ικανοποιητικά την αποστολή τους αν δεν έχουν άμεσο όφελος από την βελτίωση της κατάστασης του πόρου. Για αυτό θα πρέπει να είναι είτε οι ίδιοι χρήστες του πόρου είτε να είναι υπόλογοι σε αυτούς. Σημαντικός παράγοντας για επιτυχή διαχείριση ενός πόρου από μια κοινότητα είναι και η περιβαλλοντική επιτήρηση, η συλλογή στοιχείων, δηλαδή, για την κατάσταση του χρησιμοποιούμενου πόρου. Τα στοιχεία αυτά δίνουν τη δυνατότητα στα μέλη της κοινότητας να επεξεργαστούν και να θεσπίσουν κανόνες οικειοποίησης και παροχής που να βοηθούν στη βιώσιμη διαχείριση του πόρου. 5. Κλιμακούμενες κυρώσεις. Στους χρήστες που παραβαίνουν τους λειτουργικούς κανόνες επιβάλλονται συνήθως κλιμακούμενες κυρώσεις (ανάλογα με τη σοβαρότητα της παράβασης και το πλαίσιο μέσα στο οποίο αυτή έγινε) από τους άλλους χρήστες, από αξιωματούχους υπόλογους σε αυτούς τους χρήστες ή και από τους δύο. Οι χρήστες ενός πόρου αναγκάζονται να δημιουργήσουν δικά τους μέσα επιβολής αφενός για να αποθαρρύνονται όσοι αντιμετωπίζουν τον πειρασμό να παραβούν τους κανόνες και αφετέρου να εγγυηθούν σε αυτούς που συμμορφώνονται ότι και οι άλλοι συμμορφώνονται ή αναγκάζονται να συμμορφωθούν. Υπάρχουν καταστάσεις στις οποίες κάποιοι χρήστες ενώ είναι δεσμευμένοι, όπως όλοι, να ακολουθήσουν ένα σύνολο κανόνων υποκύπτουν στον πειρασμό να τους παραβούν. Οι υπόλοιποι χρήστες σε αυτή την περίπτωση μπορεί να θέλουν να επιβάλλουν μια μικρή ποινή, αρκετή να υπενθυμίσει στον παραβάτη την σημασία της συμμόρφωσης. Σε περιπτώσεις όμως που άτομα παραβιάζουν συστηματικά τους κανόνες απειλώντας την επιτυχή διαχείριση του πόρου οι Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

52 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 39 χρήστες αναμένεται να αυξήσουν τις επιβαλλόμενες κυρώσεις σε μια προσπάθεια να αναχαιτιστεί μελλοντικά η παραβίαση των κανόνων από τους χρήστες αυτούς και από όσους πιθανά θελήσουν να ακολουθήσουν το παράδειγμα τους. Η κλιμακούμενη τιμωρία, που κυμαίνεται από πολύ μικρά πρόστιμα ως τον αποκλεισμό, όταν επιβάλλεται από τα υπόλοιπα μέλη της κοινότητας χρηστών που γνωρίζουν τις συνθήκες παραβίασης μπορεί να είναι αποδοτικότερη από μια εξοντωτική τιμωρία που θα μπορούσε να προκαλέσει τον θυμό και την απροθυμία του παραβάτη για μελλοντική συμμόρφωση. Επιπρόσθετα με τον εντοπισμό της παράβασης μειώνεται η αξιοπιστία του παραβάτη και θα πρέπει να συμμορφωθεί στους κανόνες για να την επανακτήσει. 6. Μηχανισμοί επίλυσης των διαμαχών. Οι χρήστες και οι αξιωματούχοι τους, δηλαδή, έχουν άμεση πρόσβαση σε τοπικούς στίβους για να επιλύουν διαμάχες ανάμεσα στους χρήστες ή ανάμεσα στους χρήστες και τους αξιωματούχους. Οι κανόνες, ακόμα και όταν οι ίδιοι οι χρήστες τους επιτηρούν και επιβάλλουν κυρώσεις σε περιπτώσεις μη εφαρμογής τους, πολλές φορές παραβιάζονται. Οι παραβιάσεις των κανόνων συμβαίνουν κυρίως γιατί μερικοί χρήστες προσπαθούν να διαφύγουν από τις υποχρεώσεις τους ή να υπονομεύσουν κανόνες αλλά μπορούν να συμβούν και από ατομικά λάθη των χρηστών. Η παρουσία μηχανισμών επίλυσης δεν προϋποθέτει από μόνη της τη διατήρηση θεσμών αυτοοργάνωσης, ωστόσο είναι εξαιρετικά δύσκολη η επιβίωση περίπλοκων συστημάτων κανόνων χωρίς τέτοιους μηχανισμούς. 7. Ελάχιστη αναγνώριση του δικαιώματος οργάνωσης. Αυτό επιτυγχάνεται όταν τα δικαιώματα των χρηστών να επινοούν τους δικούς τους θεσμούς δεν αμφισβητούνται από εξωτερικές διοικητικές αρχές. Οι χρήστες ενός πόρου συχνά χωρίς κυβερνητική έγκριση προχωρούν στη θέσπιση κανόνων για διάφορα ζητήματα χρήσης όπως ποιοι, πότε και πως μπορούν να χρησιμοποιούν τον πόρο. Αν υπάρχει από πλευράς κυβερνητικών αξιωματούχων μία έστω ελάχιστη αναγνώριση της νομιμότητας αυτών των κανόνων, αυξάνονται οι πιθανότητες για επέκταση των κανόνων. Αν όμως οι κρατικές ή περιφερειακές εξουσίες θεωρούν πως έχουν το μονοπώλιο στην θέσπιση και εφαρμογή κανόνων καθίσταται δύσκολη η κοινοτική διαχείριση ενός πόρου, καθώς κάποιος είναι εύκολο να παρακάμψει τους κανόνες που θεσπίζει η κοινότητα απευθυνόμενος στο κρατικό δίκαιο. Οι κριτικές που δέχθηκαν οι αρχές σχεδιασμού έγιναν από διάφορες οπτικές γωνίες. Καταρχήν υπάρχει η άποψη πως οι αρχές σχεδιασμού δεν είναι πλήρεις και θα πρέπει να συμπληρωθούν με παράγοντες όπως το πλήθος των χρηστών, τη διαθέσιμη τεχνολογία και τα φυσικά χαρακτηριστικά του πόρου. Κάποιοι μελετητές, όπως ο Berkes (2005), αναρωτιούνται για τη δυνατότητα εφαρμογής αυτών των αρχών σχεδιασμού στο σύνολο των πόρων κοινής δεξαμενής. Οι ποιό θεμελιακές αντιρρήσεις υποστηρίζουν πως οι αρχές σχεδιασμού εστιάζουν κυρίως στους θεσμούς που αναπτύσσονται εντός της κοινότητας Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

53 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 40 (π.χ. μέθοδοι εφαρμογής και αλλαγής των κανόνων, τρόποι επίλυσης διαφορών) υποτιμώντας την επίδραση της κοινωνικοοικονομικής και πολιτικής κατάστασης στο εξωτερικό περιβάλλον του πόρου. Μια νέα ανάγκη των αγορών, για παράδειγμα, μπορεί να αυξήσει την ανάγκη της εκμετάλλευσης ενός πόρου με τον κίνδυνο της αφαίρεσης του ελέγχου ενός πόρου από μια κοινότητα (Wade, 1994). Ο Caffetzis (2004) από μια πιο ριζοσπαστική οπτική γωνία τονίζει πως μόνο με τον καθορισμό των ταξικών ανταγωνισμών σε μια συγκεκριμένη περιοχή και φάση της καπιταλιστικής ανάπτυξης μπορεί εν τέλει να ερμηνευτεί η επιβίωση ή μη της κοινοτικής διαχείρισης ενός πόρου. Παρά τη βασιμότητα των κριτικών οι αρχές σχεδιασμού, όπως προαναφέρθηκε, δεν είναι ικανές και αναγκαίες συνθήκες για την επιτυχή κοινοτική διαχείριση φυσικών πόρων, αλλά εμπειρικά ως τώρα διαπιστωμένα χαρακτηριστικά των πόρων αυτών και ως τέτοια εργαλεία χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα διατριβή με την υπογράμμιση της ανάγκης για διεύρυνση τους Παράγοντες σχετικά με τον πόρο Η κατάσταση ενός πόρου, η ύπαρξη αξιόπιστων δεικτών που να δηλώνουν την κατάσταση την οποία βρίσκεται ο πόρος, η προβλεψιμότητα της παροχής των μονάδων του πόρου και το γεωγραφικό εύρος του πόρου επηρεάζουν το καθένα με τον τρόπο του την επιτυχή ή μη κοινοτική διαχείριση ενός πόρου. Αναλυτικότερα όσον αφορά την κατάσταση του πόρου αν η ροή των μονάδων του πόρου που οικειοποιούνται οι χρήστες του είναι ήδη υψηλή, οι χρήστες δεν έχουν λόγο να επενδύσουν στην οργάνωση κανόνων. Αντίστοιχα αν η κατάσταση του πόρου είναι ήδη πολύ κακή, η οργάνωση ενός κοινοτικού συστήματος διαχείρισης δε θα αποδώσει οφέλη ικανά να υπερκεράσουν τα κόστη για την οργάνωσή του. Είναι συνεπώς πιθανότερο, η πρόθεση για δημιουργία ενός κοινοτικού συστήματος διαχείρισης να εμφανίζεται σε ενδιάμεσες συνθήκες σπανιότητας του πόρου. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι σε περιπτώσεις που ο πόρος υποβαθμιστεί μέσα σε μικρό χρονικό διάστημα, όπως π.χ. λόγω φυσικών καταστροφών ή άλλων περιβαλλοντικών παραμέτρων, είναι πολύ πιθανό οι χρήστες να μην προσαρμοστούν σύντομα στις νέες συνθήκες δημιουργώντας κοινοτικά συστήματα διαχείρισης ή εφαρμόζοντας κάποιου άλλου είδους διαχείριση (Libecap και Wiggins, 1985) Η ύπαρξη ενός συστήματος παρακολούθησης του πόρου μέσω δεικτών παρέχει τη δυνατότητα στους χρήστες να προσαρμόζονται ανάλογα με τις υπάρχουσες συνθήκες. Σημαντικό σημείο όσον αφορά στο συγκεκριμένο παράγοντα, είναι το κόστος του συστήματος αυτού να είναι χαμηλό, αφού στις περισσότερες από τις περιπτώσεις που εξετάζει η Ostrom, δείκτες αποτελούν μεγέθη που ούτως ή άλλως ενδιαφέρουν τους χρήστες, όπως π.χ. ο αριθμός των ψαριών, το μέγεθός αλλά και το είδος τους. Η ύπαρξη Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

54 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 41 δεικτών επηρεάζει έμμεσα τη διαδικασία λήψης απόφασης παρέχοντας τα απαραίτητα στοιχεία στους χρήστες ώστε να έχουν επίγνωση της κατάστασης του πόρου. Η σταθερότητα στην παροχή του πόρου δίνει τη δυνατότητα στους χρήστες να τον κατανοήσουν και τον διαχειριστούν καλύτερα. Στις περιπτώσεις που η ροή μονάδων του πόρου είναι ασταθής, είναι ιδιαίτερα δύσκολο να εντοπιστούν σχέσεις αιτίου-αιτιατού και κατά συνέπεια να αξιολογηθούν οι διαχειριστικές πρακτικές. Επίσης η δυνατότητα πρόβλεψης της ροής του πόρου παρέχει τη δυνατότητα στους χρήστες να υπολογίζουν ευκολότερα τα αναμενόμενα κέρδη και κόστη από την εφαρμογή νέων κανόνων, γεγονός που αποτελεί βασικό στοιχείο στη διαδικασία λήψης απόφασης. Ο παράγοντας του γεωγραφικού εύρους του πόρου αφορά τη δυνατότητα καθορισμού συγκεκριμένων ορίων του πόρου και τη γνώση σχετικά με τη λειτουργία του συστήματος παροχής του πόρου. Η ύπαρξη συγκεκριμένων ορίων στον πόρο αυξάνει τη δυνατότητα παρακολούθησής του και αποφυγής οικειοποίησης μονάδων του πόρου από ομάδες ατόμων εκτός των χρηστών του συστήματος, κάτι που σχετίζεται άμεσα με τη βιωσιμότητα του Παράγοντες σχετικά με τους χρήστες Οι παράγοντες που αφορούν τους χρήστες και που δρουν καταλυτικά στη διαδικασία λήψης αποφάσεων με τελικό αποτέλεσμα την αύξηση της πιθανότητας ανάπτυξης ενός κοινοτικού συστήματος διαχείρισης παρουσιάζονται παρακάτω: Βαθμός οικονομικής εξάρτησης Είναι προφανές ότι αν οι χρήστες δεν εξαρτώνται από τον πόρο για ένα μεγάλο ποσοστό των οικονομικών τους απολαβών δεν έχουν ιδιαίτερο λόγο να επέμβουν ορίζοντας κανόνες για τη διαχείριση του πόρου. Αντίθετα αν η οικονομική τους βιωσιμότητα εξαρτάται από την κατάσταση του πόρου έχουν ισχυρούς λόγους να αναλάβουν πρωτοβουλίες σε αυτήν την κατεύθυνση. Κοινές Αντιλήψεις Το θέμα των κοινών αντιλήψεων σε σχέση με τη λειτουργία του συστήματος παροχής του πόρου είναι καθοριστική όσον αφορά το κόστος δημιουργίας νέων κανόνων. Σε περίπτωση που οι αντιλήψεις σχετικά με τη λειτουργία του συστήματος του πόρου είναι διαφορετικές μεταξύ των χρηστών είναι ιδιαίτερα δύσκολο να συμφωνηθούν κοινές στρατηγικές για τη διατήρηση της κατάστασης του πόρου. Χαμηλό προεξοφλητικό επιτόκιο Η έννοια του χαμηλού προεξοφλητικού επιτοκίου αφορά τη σημασία που δίνουν οι χρήστες στα κέρδη που είναι πιθανό να αποκομίσουν στο μέλλον από τη χρήση του πόρου. Σε όλες τις περιπτώσεις που εξετάζει η Ostrom, οι τοπικοί πληθυσμοί των χρηστών είχαν συνδέσει την οικονομική βιωσιμότητα και ανάπτυξη των ίδιων και των επόμενων Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

55 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 42 γενεών με την παρουσία του πόρου. Η λογική αυτή οδήγησε τους χρήστες στο να θεσπίσουν κανόνες για τη διατήρηση του πόρου και του κοινοτικού συστήματος διαχείρισης. Εμπιστοσύνη και αμοιβαιότητα Το θέμα της εμπιστοσύνης και της αμοιβαιότητας σχετίζεται με ένα βασικό ζήτημα που αφορά στο περιεχόμενο της συλλογικής δράσης και που συνοψίζεται στη φράση: θα κάνω κάτι αν το κάνουν και οι άλλοι. Αυτή η υπό όρους συγκατάνευση δημιουργεί κατά κανόνα ένα φαύλο κύκλο δυσπιστίας που τελικά κανείς δεν αναλαμβάνει πρωτοβουλία αφού όλοι περιμένουν από τους άλλους να κάνουν την αρχή για να ακολουθήσουν. Η εμπιστοσύνη μεταξύ των οικειοποιητών συνεισφέρει σε μεγάλο βαθμό στο να ξεπεραστεί το εμπόδιο αυτό, καθώς επίσης μειώνει δραστικά το κόστος της παρακολούθησης και τιμωρίας των παραβατών (Sarker και Itoh, 2000). Η ανάπτυξη ωστόσο κάτι τέτοιου μπορεί να προέλθει και μέσω της βαθμιδωτής θέσπισης κανόνων για την οικειοποίηση του πόρου. Αυτονομία Η αυτονομία των τοπικών πληθυσμών ως προς τη δυνατότητα να παράγουν κανόνες μπορεί να μειώσει σε μεγάλο βαθμό το βραχυπρόθεσμο κόστος της εφαρμογής νέων κανόνων. Σε περιοχές όπου οι τοπικοί κανόνες ενσωματώνονται σε ανώτερες δομές διαχείρισης, είναι ιδιαίτερα πιθανό οι χρήστες που ζημιώνονται από τους νέους κανόνες, να προσπαθήσουν να κωλυσιεργήσουν ζητώντας τη συνδρομή των ανώτερων αρχών. Προηγούμενη πείρα συνεργασίας Η πείρα των χρηστών σε συλλογικές διαδικασίες επιδρά και αυτή στο κόστος δημιουργίας νέων κανόνων. Τόσο το γεγονός ότι οι χρήστες μπορεί να προσαρμόσουν κανόνες που χρησιμοποιούνται σε άλλες συλλογικότητες, όσο και το ότι μπορούν ευκολότερα να κατανοήσουν τη λειτουργία τους κάνει περισσότερο πιθανό να συμφωνήσουν σε μία συγκεκριμένη δέσμη κανόνων από ότι αν έπρεπε να τους δημιουργήσουν από την αρχή. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

56 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση Μετά τη δημοσίευση το 1968 της τραγωδίας των κοινών (πόρων) από τον Hardin στο Science, μεγάλος αριθμός ερευνητών ξεκίνησε να μελετάει με εμπειρική ανάλυση πόρους κοινής δεξαμενής τους οποίους οι χρήστες τους διαχειρίζονται από μόνοι με αξιοσημείωτη επιτυχία και για μεγάλα χρονικά διαστήματα (Ostrom, 2000), (McCay και Acheson, 1987), (Ostrom, 2009). Στόχος των μελετών αυτών είναι η αμφισβήτηση των δυσοίωνων προβλέψεων του Hardin. Με παρόμοιο στόχο στο κεφάλαιο αυτό παρουσιάζεται μελέτη με εμπειρική ανάλυση που διερεύνησε την κοινοτική διαχείριση επιφανειακών αρδευτικών συστημάτων στην περιοχή της Ευρυτανίας. Τα χωριά που μελετήθηκαν βρίσκονται σε ορεινές και σχετικά απομονωμένες περιοχές όπου η αγροτική παραγωγή συνιστά τη βάση της οικονομίας και ως εκ τούτου η αποτελεσματική διαχείριση των αρδευτικών δικτύων αποτελεί ζήτημα ζωτικής σημασίας για την ευημερία της κοινότητας. Η ανάλυση βασίστηκε στις αρχές που θέτει το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης και έδειξε πως οι τοπικές κοινότητες κατάφεραν με επιτυχία να διαχειριστούν τα αρδευτικά δίκτυα δημιουργώντας ισχυρούς θεσμούς που άντεξαν στο χρόνο. Ένας επιπλέον στόχος της έρευνας ήταν να διασαφηνιστούν οι παράγοντες που καθιστούν πιο εύκολη την κοινοτική διαχείριση των επιφανειακών αρδευτικών συστημάτων σε σχέση με αυτή των υπόγειων υδροφορέων. Από τις πρώτες προσεγγίσεις των περιοχών μελέτης διαπιστώθηκε η υποβαθμισμένη ισχύς των θεσμών κοινοτικής διαχείρισης στη σημερινή κατάσταση. Έτσι τέθηκε ως επιπρόσθετος στόχος της έρευνας η διερεύνηση των αιτιών για τις οποίες παρατηρείται η κατάσταση αυτή. 4.1 Μεθοδολογία μελέτης Η παρούσα μελέτη έγινε με την πραγματοποίηση ποιοτικής και ποσοτικής έρευνας ( εδικούσης και Ηλιάδης, 2011). Στα πλαίσια της ποιοτικής έρευνας αρχικά έγινε συλλογή και ανάγνωση γραπτών τεκμηρίων. Έτσι σε πρώτη φάση έγινε συλλογή πληροφοριών από τον τοπικό τύπο και βρέθηκε το λαογραφικό άρθρο του Παναγιώτη Βλάχου με τίτλο Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

57 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 44 Αλληλοβοήθεια και συνεργασία στην Ευρυτανία όπου μεταξύ άλλων περιγράφεται η συνεργασία των χωρικών της Ευρυτανίας για τη διάνοιξη των αρδευτικών αυλακιών για το πότισμα των χωραφιών τους (Βλάχος, 1962). Στη συνέχεια από την τοπική αγροφυλακή Καρπενησίου συλλέχθηκαν και μελετήθηκαν οι κανονισμοί άρδευσης άνω αύλακος Στενώματος και των κτημάτων των αρδευομένων εκ των υδραυλάκων Σούδας, Τσιόμας, Λεύκας και Κάσσαρι Αγίου Νικολάου οι οποίοι είχαν συνταχτεί από τα τοπικά κοινοτικά συμβούλια. Συμπληρωματικά έγινε αναδρομή σε νόμους και διατάγματα σχετικούς με την άρδευση και τέλος συλλέχτηκαν χρήσιμα στατιστικά στοιχεία από την Ελληνική Στατιστική Υπηρεσία που αφορούσαν δημογραφικά δεδομένα των περιοχών. Στη συνέχεια στα πλαίσια της ποιοτικής έρευνας πραγματοποιήθηκαν ημι-δομημένες συνεντεύξεις. Μετά από μια σειρά τηλεφωνικών επικοινωνιών κατά την οποία συλλέχθηκαν πρωτογενείς πληροφορίες διεξήχθηκαν ημι-δομημένες τηλεφωνικές συνεντεύξεις με βασικούς πληροφορητές. Το δείγμα των ατόμων που συμμετείχαν στις τηλεφωνικές συνεντεύξεις προέκυψε με τη μέθοδο της χιονοστιβάδας (snowball sampling κατά την αγγλόφωνη βιβλιογραφία) Οι συνεντεύξεις είχαν μέση διάρκεια 50 λεπτά και ηχογραφήθηκαν με τη σύμφωνη γνώμη των ερωτηθέντων. Κατά τη διάρκεια της επιτόπιας έρευνας που ακολούθησε, διεξήχθηκαν και άλλες ημι-δομημένες συνεντεύξεις με αρδευόμενους, τόσο ατομικές όσο και σε ομάδες των τριών ατόμων που επίσης ηχογραφήθηκαν. Το σύνολο των ημι-δομημένων συνεντεύξεων ήταν 18 εκ των οποίων οι 7 πραγματοποιήθηκαν τηλεφωνικά και οι υπόλοιπες 11 κατά την επιτόπια έρευνα. Να σημειωθεί πως σε περιπτώσεις όπου η τηλεφωνική συνέντευξη απέφερε χρήσιμες πληροφορίες κρίθηκε σκόπιμη η πραγματοποίηση και επιτόπιας συνέντευξης. Αναλυτικότερα στοιχεία των συνεντεύξεων όπως η ιδιότητα των συνεντευξιαζόμενων, ο τύπος της συνέντευξης η ημερομηνία κατά την οποία πραγματοποιήθηκε και ο χρόνος που διήρκησε παρατίθενται στο Παράρτημα Α. Στα πλαίσια της ποσοτικής έρευνας καταρτίστηκε ερωτηματολόγιο που αποτελούνταν από 39 ερωτήσεις το οποίο χωρίστηκε σε δύο ενότητες. Η πρώτη είχε στόχο την εξέταση της κατάστασης έως και τη δεκαετία του 1980 και η δεύτερη από τότε έως και σήμερα. Προκειμένου να μπορούν να εξαχθούν συγκρίσιμα αποτελέσματα κατά την ανάλυση, στη δεύτερη ενότητα χρησιμοποιήθηκαν έξι ερωτήσεις ίδιες με την πρώτη. Η διαμόρφωση της δομής του ερωτηματολογίου και η διατύπωση των ερωτήσεων έγινε με βάση τις προτεινόμενες οδηγίες της σχετικής διεθνούς βιβλιογραφίας (Krowinski και Steiber, 1996). Οι ερωτήσεις που αναφέρονταν στο ίδιο θέμα, επιλέχθηκε να είναι συγκεντρωμένες σε ενότητες και οι ερωτήσεις γενικού τύπου να προηγούνται των ειδικών έτσι ώστε το ερωτηματολόγιο να έχει μία συναφή και λογική δομή (Javeau, 2000). Συγκεκριμένα πριν την κανονική έναρξη του δομημένου ερωτηματολογίου υπήρχαν ερωτήσεις που λειτουργούσαν ως φίλτρο προκειμένου να επιλεγούν αποκλειστικά κάτοικοι Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

58 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 45 και αρδευόμενοι των περιοχών μελέτης. Το ερωτηματολόγιο ξεκινούσε με ερωτήσεις γενικού τύπου που αφορούσαν δημογραφικά στοιχεία και εισήγαγαν το υποκείμενο με ομαλό τρόπο στο θέμα της έρευνας και στη συνέχεια ακολουθούσε ο κύριος κορμός των ερωτήσεων από τις οποίες κάποιες διερευνούσαν τις προϋποθέσεις που θέτει το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης (I.A.D.), κάποιες το κατά πόσο οι κανόνες ήταν αποδεκτοί και κάποιες τα περιθώρια συμμετοχής που προβλέπονταν από το σύστημα διαχείρισης. Βασική επιδίωξη κατά τον καταρτισμό του ερωτηματολογίου ήταν το μέγεθός του να κυμαίνεται σε λογικά πλαίσια, για να αποφευχθεί η κούραση των ερωτηθέντων γεγονός που θα μπορούσε να εξάγει βιαστικές και επιπόλαιες απαντήσεις. Πριν τη διεξαγωγή της έρευνας έλαβε χώρα ο απαραίτητος πιλοτικός έλεγχος του ερωτηματολογίου για να διαπιστωθούν τυχόν προβλήματα σαφήνειας και διατύπωσης των ερωτήσεων. Ακολούθησαν διορθώσεις και προσθήκες και ακολούθησε τελικός επανέλεγχος. Η επιτόπια έρευνα διεξήχθη από 27 Απριλίου έως 7 Μαΐου του 2011 στα χωριά Στένωμα και Άγιος Νικόλαος Ευρυτανίας, που απεικονίζονται στο χάρτη στην Εικόνα 4.1., από πενταμελή ερευνητική ομάδα της οποίας όλα τα μέλη είχαν ενημερωθεί επαρκώς για τους στόχους και το σκοπό της έρευνας. Τα ερωτηματολόγια συμπληρώθηκαν επίσης με τη μέθοδο της χιονοστιβάδας. Η μέθοδος αυτή στηρίζεται στη δικτύωση και είναι απαραίτητη σε πληθυσμούς που δεν είναι εύκολο να εντοπισθούν με τυχαία δειγματοληψία. Αρχικά συλλέγονται δεδομένα από μια μικρή ομάδα ατόμων με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά, τα οποία με τη σειρά τους παραπέμπουν τον ερευνητή σε άλλα άτομα με τα ίδια χαρακτηριστικά. Η διαδικασία συνεχίζεται έως ότου έχει επιτευχθεί το επιθυμητό μέγεθος του δείγματος ή έως ότου η συλλογή νέων δεδομένων δεν προσφέρει πλέον καμία νέα πληροφορία. Σε αυτή την κατεύθυνση σημαντική ήταν η συμβολή των τοπικών αξιωματούχων και φορέων οι οποίοι υπέδειξαν αρχικά κάποιους αρδευόμενους και τους ενημέρωσαν σχετικά. Συνολικά συμπληρώθηκαν 58 ερωτηματολόγια, 31 στο Στένωμα και 27 στον Άγιο Νικόλαο με μέση χρονική διάρκεια συμπλήρωσης κάθε ερωτηματολογίου τα 30 λεπτά. Η δειγματοληψία έγινε με τη μέθοδο της χιονοστιβάδας. 4.2 Η κοινοτική διαχείριση των αρδευτικών δικτύων Με βάση τα αποτελέσματα της έρευνας, μπορεί με βεβαιότητα κάποιος να ισχυριστεί πως στην περιοχή της Ευρυτανίας κατά το παρελθόν ίσχυαν επιτυχημένοι θεσμοί κοινοτικής διαχείρισης των αρδευτικών δικτύων. Οι κάτοικοι των περιοχών είχαν θεσπίσει κανόνες που όριζαν τη σειρά ποτίσματος, το ύψος της απαιτούμενης εργασίας καθώς και κανόνες για τη διευθέτηση των διαμαχών και τη συμμόρφωση πιθανών παραβατών. Σήμερα παρά την υποβάθμιση του συστήματος λόγω της μετακίνησης του αγροτικού πληθυσμού προς τις αστικές περιοχές έχουν παραμείνει κάποια στοιχεία από την κοινοτική Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

59 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 46 διαχείριση του παρελθόντος. Στη συνέχεια θα παρουσιαστούν το πως γινόταν και πως γίνεται σήμερα η διαχείριση του αρδευτικού συστήματος στις δύο κοινότητες Στένωμα Ευρυτανίας Το χωριό Στένωμα βρίσκεται στα κεντρικά του νομού Ευρυτανίας και είναι χτισμένο σε υψόμετρο 660 μέτρων. Γενική αποψή του χωριού φαίνεται στην Εικόνα 4.2. Βρίσκεται στην κοιλάδα του ποταμού Στενωματιώτη, παραποτάμου του Μέγδοβα, στη δυτική πλαγιά του όρους Βελουχίου. Περιβάλλεται από πλούσια φύση, σε βουνά γεμάτα έλατα, βελανιδιές, καρυδιές και πλατάνια. Οι κάτοικοι του Στενώματος ασχολούνται κυρίως με τη γεωργία, την κτηνοτροφία και την υλοτομία. ιοικητικά ανήκει στο ήμο Καρπενησίου και απέχει 19 χιλιόμετρα από το Καρπενήσι. Σύμφωνα με την απογραφή του 2001 το χωριό έχει 314 μόνιμους κατοίκους. Η άρδευση των κτημάτων της περιοχής της κοινότητας Στενώματος πραγματοποιείται από υδραύλακα μήκους 5 χιλιομέτρων. Ο υδραύλακας που αρχικά ήταν χωμάτινος, ξεκινάει από το ποτάμι Στενωματιώτη όπου γίνεται η δέση, δηλαδή η σύνδεση του ποταμιού με τον υδραύλακα, και αφού διατρέξει δασική περιοχή καταλήγει σε όλα τα αρδευόμενα αγροκτήματα της κοινότητας διαιρούμενος σε πέντε τμήματα τα οποία έχουν την τοπική ονομασία ποτιστάδες. Συνεπώς το δικαίωμα χρήσης νερού είναι αναπόσπαστο κομμάτι του αγροκτήματος και δεν προβλέπεται τη μεταφορά του δικαιώματος χρήσης του νερού σε άλλο αγρόκτημα. Η καταγραφή των 121 εξυπηρετούμενων αγροκτημάτων στους κοινοτικούς καταλόγους έχει γίνει με βάση τη χρονική διάρκεια χρήσης του νερού που τους αντιστοιχεί και όχι της έκτασής τους. Η ίδια λογική καθορίζει και την εκτίμηση της αξίας των κτημάτων κατά την αγοραπωλησία τους. Ο κανονισμός άρδευσης της κοινότητας του 1976 αναφέρει στο άρθρο 6: Απαγορεύεται η μεταφορά ύδατος από του δικαιουμένου και έχοντος σειράν αρδεύσεως κτήματος εις έτερον κτήμα, έστω και αν το δεύτερον τούτο κτήμα δικαιούται ύδατος. Ο υδραύλακας εξυπηρετεί αποκλειστικά τα αγροκτήματα της κοινότητας Στενώματος. Η αρδευτική περίοδος, κατά την οποία η άρδευση διενεργείται καθ όλο το 24ωρο, ξεκινάει στα τέλη της άνοιξης και ολοκληρώνεται στις αρχές του φθινοπώρου. Για παράδειγμα, σύμφωνα με τον ίδιο κανονισμό άρδευσης, ως αρδευτική περίοδος οριζόταν το χρονικό διάστημα από την 1 η Μαΐου ως την 30 η Σεπτεμβρίου. Αξίζει να αναφερθεί ότι κάποια κτήματα στο Στένωμα, αρδεύονταν ανέκαθεν από αυτόνομες πηγές και ως εκ τούτου οι κάτοχοί τους δε συμμετείχαν στη συλλογική διαχείριση του υδραύλακα. Κάθε χειμώνα εξαιτίας των βροχοπτώσεων σε συνδυασμό με το έντονα επικλινές έδαφος, φερτές ύλες γεμίζουν τον υδραύλακα και τον καθιστούν ανενεργό. Η χρήση του υδραύλακα για τη νέα ποτιστική περίοδο απαιτεί την απομάκρυνση των υλών αυτών καθώς και την αποκατάσταση τυχόν φθαρμένων τμημάτων του. Ο καθαρισμός και η Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

60 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 47 Εικόνα 4.1. Χάρτης της περιοχής Εικόνα 4.2. Γενική άποψη του Στενώματος Ευρυτανίας συντήρηση του υδραύλακα πραγματοποιείται με προσωπική εργασία από κάθε αρδευτή στην αρχή της εκάστοτε ποτιστικής περιόδου. Ενδεικτικά, η περίοδος καθαρισμού του Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

61 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 48 υδραύλακα το 1976 ορίστηκε από 1 έως 10 Απριλίου, ενώ σύμφωνα με τον κανονισμό άρδευσης του 2011 στις 7 Μαΐου. Η έναρξη της περιόδου καθαρισμού γνωστοποιείται με σχετική ανακοίνωση στα καφενεία του χωριού, που αποτελούν ακόμη και σήμερα κεντρικό στοιχείο στην κοινωνική οργάνωση του χωριού. Η διάρκεια της προσωπικής εργασίας που όφειλε να καταβάλει κάθε αρδευτής ως και τη δεκαετία του 80 οριζόταν ως εξής: έως και μισή ημέρα πότισμα ισοδυναμούσε με δύο ώρες προσωπικής εργασίας, ενώ πάνω από μισή ημέρα ποτίσματος ο αρδευτής όφειλε τέσσερεις ώρες εργασίας. Από το 80 και έπειτα, καθώς ο υδραύλακας ανασκευάστηκε με σκυρόδεμα, η απαιτούμενη προσωπική εργασία μειώθηκε αισθητά. Οι αρδευτές είναι υποχρεωμένοι να καταβάλουν την προβλεπόμενη προσωπική εργασία και σε αντίθετη περίπτωση προβλέπεται χρηματική ποινή, ίση με το ημερομίσθιο που δεν καταβλήθηκε. Στα πλαίσια της αλληλοβοήθειας εάν συνέτρεχε κάποιος ιδιαίτερος λόγος, υπάρχει άτυπη απαλλαγή από την υποχρεωτική προσωπική εργασία. Ο λαογράφος Βλάχος Παναγιώτης (1962) αναφερόμενος στην εποχή που το αυλάκι ήταν ακόμη χωμάτινο, γράφει χαρακτηριστικά ότι όταν πρόκειται να ανοίξουν το μεγάλο αυλάκι, από το νερό του οποίου ποτίζουν όλοι σχεδόν οι κάτοικοι του χωριού, η συμμετοχή τους στην εργασία είναι καθολική, αφού προσλαμβάνει τη μορφή γενικής εξόδου. Από το απόγευμα ειδοποιούνται οι κάτοικοι του χωριού ότι την επομένη «θα βγάλουν το τρανό αυλάκι». Το πρωί της άλλης ημέρας σημαίνουν οι καμπάνες της εκκλησίας και παρουσιάζεται ένας από κάθε οικογένεια. Για να είναι η εργασία περισσότερο συστηματική και εύκολη η επίβλεψή της, οι κάτοικοι κατανέμονται σε ομάδες, οι οποίες λέγονται «μάγκες», και επικεφαλής της κάθε μιας είναι ο «μαγκαδόρος». Για τη «δέση», (τη σύνδεση δηλαδή του αυλακιού με το ποτάμι, από το οποίο τροφοδοτείται το αυλάκι), εργάζονται όλοι μαζί, πολλές φορές και για μέρες, αν οι πλημμύρες του χειμώνα δημιούργησαν κατηφόρα ή απόθεσαν όγκους αμμοχάλικου προς την πλευρά της κοίτης του ποταμιού, όπου γίνεται η σύνδεση. Όταν «βάλουν τη δέση» και το νερό φτάσει στον προορισμό του, συνήθως «δεν μπαίνει αμέσως στην αράδα», αν συμβεί να μη διψούν τα σπαρτά. Γι αυτό τις πρώτες μέρες είναι ελεύθερο και μπορεί να ποτίζει ο καθένας δέντρα ή κτήματα χωρίς να έχει σειρά ή δικαίωμα για άρδευση. Το ελεύθερο νερό των πρώτων αυτών ημερών ονομάζεται «ρεπούμπλικα». Όσον αφορά στη διαδικασία του ποτίσματος, ένας από τους κατοίκους οριζόταν ως νεροφόρος και ήταν επιφορτισμένος με την κατανομή του νερού στα κτήματα, σύμφωνα με μια σειρά που επικυρωνόταν από το κοινοτικό συμβούλιο. Ο κάτοικος που οριζόταν ως νεροφόρος, συνήθως ήταν γεωργός με περιορισμένες εκτάσεις και με καλή γνώση της περιοχής. Έως και το 1950 ορίζονταν δύο νεροφόροι, ενώ από τότε έως και το 2001 οριζόταν ένας. Από το 2002 και έπειτα έχει παύσει ο θεσμός του νεροφόρου εξαιτίας της αισθητής μείωσης των κατοίκων της κοινότητας και της γεωργικής δραστηριότητας. Η Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

62 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 49 αμοιβή των νεροφόρων γινόταν προσωπικά από το σύνολο των αρδευτών για τις υπηρεσίες που τους προσέφεραν. Το μερίδιο του κάθε αρδευτή, καθοριζόταν αναλογικά με την αρδευόμενη έκταση και πολλές φορές γινόταν σε είδος (π.χ. καλαμπόκι, σιτάρι, πατάτες). Από το 1980 και έπειτα, η πληρωμή γινόταν μέσω του δημόσιου ταμείου. Σε αυτό το σημείο πρέπει να αναφερθεί πως εξαιτίας της περιορισμένης ποσότητας νερού που παρείχε ο υδραύλακας, υπήρχε άτυπη συμφωνία μεταξύ των αρδευτών που καθόριζε το καλλιεργούμενο είδος. Η άτυπη αυτή συμφωνία προέβλεπε ότι σε κάθε χρονιά στα μισά κτήματα οι ιδιοκτήτες τους θα καλλιεργούν κάποιο είδος με υψηλές υδατικές ανάγκες, συνήθως καλαμπόκι, ενώ στα υπόλοιπα θα καλλιεργούν ένα είδος με χαμηλές υδατικές ανάγκες, συνήθως σιτάρι. Η σειρά ποτίσματος είχε άμεση σχέση με την χωρική θέση του αγροκτήματος σχετικά με τον υδραύλακα. Ο νεροφόρος ειδοποιούσε κάθε κάτοχο κτήματος αυτοπροσώπως για τη σειρά που δικαιούταν το νερό και επόπτευε τον υδραύλακα, μεριμνώντας για την ορθή λειτουργία του αρδευτικού συστήματος. Η ειδοποίηση γινόταν προφορικά, χωρίς να προκύπτει κάποιο πρόβλημα στην επικοινωνία μεταξύ τους μιας και το καλοκαίρι οι κάτοικοι κινούνταν όλη μέρα στα κτήματά τους. Εάν κάποιος αρδευτής έχανε τη σειρά του τότε έπρεπε να περιμένει μέχρι τον επόμενο γύρο ποτισμάτων. Κάθε γύρος ποτίσματος διαρκούσε περίπου δύο εβδομάδες. Τέλος, ο νεροφόρος είχε την ευθύνη επιτήρησης του δικτύου για την τήρηση των κανόνων. Κάποιες φορές αρδευτές παραβίαζαν την καθορισμένη σειρά ποτίσματος και οικειοποιούνταν το νερό που τυπικά άνηκε σε άλλον αρδευτή. Συνήθως ο λόγος της παραβίασης ήταν ο άμεσος κίνδυνος καταστροφής των σπαρτών λόγω ξηρασίας. Ο νεροφόρος σε αυτές τις περιπτώσεις ήταν επιφορτισμένος με τον εντοπισμό των παραβατών και την επιβολή τιμωρίας. Αν και οι παραβάτες μπορούσαν να προβούν σε μήνυση και την υπόθεση αναλάμβανε η αγρονομία σπάνια συνέβαινε αυτό. Η συνήθης πρακτική ήταν η εντός των ορίων του χωριού διευθέτηση των παραβάσεων. Η διευθέτηση αυτή περιελάμβανε είτε πρόστιμο που καθοριζόταν αναλογικά με τις ώρες της παράτυπης οικειοποίησης του νερού και καταβαλλόταν σε χρήματα ή σε είδος, είτε απλή σύσταση από τον υπεύθυνο νεροφόρο. Αυτή η διακύμανση της ποινής καθοριζόταν βάσει της σοβαρότητας της κατάστασης και των εσωτερικών ισορροπιών του χωριού. Ήταν ξεκάθαρο στις συνειδήσεις όλων των αρδευτών ότι η καταστροφή της σοδειάς ενός νοικοκυριού θα δημιουργούσε μεγάλων διαστάσεων κοινωνικό πρόβλημα στα πλαίσια της μικρής κοινότητας του χωριού και υπήρχε ως ένα βαθμό ελαστικότητα στην επιβολή των τιμωριών. Η παραβίαση του κανονισμού άρδευσης, εκτός από την τιμωρία που επιβαλλόταν από τον υπεύθυνο φορέα, επέφερε συνολική αποδοκιμασία από τους κατοίκους της κοινότητας και συνεπαγόταν σε ένα βαθμό κοινωνική απομόνωση. Οφείλεται εδώ να σημειωθεί ότι η Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

63 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 50 φήμη, το όνομα και η υπόληψη, είναι έννοιες που στα πλαίσια μιας μικρής κοινωνίας παίζουν σημαντικό ρόλο και καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό τις συμπεριφορές των μελών της. Ενδεικτικά ο Παναγιώτης Βλάχος αναφέρει: η ντροπή που ένοιωθε κάποιος που τυχόν θα παραβίαζε τους όρους ήταν κάποιο είδος τιμωρίας. Θα τον αποδοκίμαζαν. Όλοι εμπλέκονταν με συγγενικές και κοινωνικές σχέσεις και τους απέτρεπαν οι άγραφοι ηθικοί νόμοι. Ο συνδυασμός των παραπάνω διατηρούσε τις ισορροπίες εντός του χωριού και καθιστούσε το σύστημα διαχείρισης του αρδευτικού δικτύου ισχυρό και βιώσιμο. Συμπληρωματικά αξίζει να αναφερθεί ότι η συνεργασία μεταξύ των κατοίκων δεν περιοριζόταν στη διάνοιξη, τη συντήρηση και τη διαχείριση των αρδευτικών καναλιών αλλά κάλυπτε ένα μεγάλο φάσμα τόσο της αγροτικής όσο και της κοινωνικής ζωής. Σε αυτό το σημείο αξίζει να αναφερθεί πως το δάσος στους πρόποδες του οποίου είναι χτισμένο το χωριό, αποτελεί κοινοτική ιδιοκτησία και απαγορεύεται η υλοτόμηση, καθώς απειλείται το χωριό από τη διάβρωση των εδαφών. Όπως σε όλη την Ελλάδα έτσι και στην κοινότητα Στενώματος, τη δεκαετία του 70 ήταν ήδη σε εξέλιξη σημαντικές μεταναστευτικές ροές είτε προς άλλες χώρες, κυρίως τις Η.Π.Α., είτε προς την Αθήνα, σε αναζήτηση αναβάθμισης του βιοτικού επιπέδου. Καθώς μειωνόταν ο πληθυσμός της περιοχής, σταδιακά εγκαταλείφτηκε η καλλιέργεια των περισσότερων κτημάτων και το σύστημα διαχείρισης αδρανοποιήθηκε, αφού τα τελευταία χρόνια το νερό υπερκαλύπτει τις ανάγκες των λιγοστών καλλιεργητών οι οποίοι διαχειρίζονται μεταξύ τους το δίκτυο Άγιος Νικόλαος Ευρυτανίας Το χωριό Άγιος Νικόλαος βρίσκεται και αυτό στο νομό Ευρυτανίας, διοικητικά ανήκει στο ήμο Καρπενησίου και απέχει 10 χιλιόμετρα από το Καρπενήσι. Το όνομα του χωριού έως το 1951 ήταν Λάσπη λόγω του αργιλώδους χώματος της περιοχής το οποίο μετά από κάθε βροχόπτωση μετατρεπόταν σε μια παχύρευστη λάσπη. Είναι χτισμένο σε υψόμετρο μέτρων στις πλαγιές του Τυμφρηστού και περιβάλλεται από κατάφυτες εκτάσεις καστανιών, πλατανιών, καρυδιών και άλλων οπωροφόρων δένδρων, που πλαισιώνονται από έλατα. Ανατολικά του Αγίου Νικολάου περνάει ένας μικρός σε πλάτος ποταμός που ονομάζεται Βρούσος ο οποίος πηγάζει από τη θέση Ντούρνος και ενώνεται με τον ποταμό Καρπενησιώτη για να ενωθεί στη συνέχεια με τον Κρικελοπόταμο στη θέση ιπόταμα. Χαρακτηριστικό του οικισμού είναι ότι δέχεται μεγάλη ποσότητα χιονιού κατά τους χειμερινούς μήνες. Η περιοχή του Αγίου Νικολάου, φημίζεται για την πλούσια παραγωγή της σε κάστανα και σε φασόλια. Ο πληθυσμός του σύμφωνα με την απογραφή του 2001 είναι 464 κάτοικοι. Αντίστοιχα με την περιοχή του Στενώματος η άρδευση των κτημάτων της κοινότητας του Αγίου Νικολάου πραγματοποιείται από έναν κύριο υδραύλακα μήκους 6 χιλιομέτρων ο Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

64 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 51 οποίος διακλαδώνεται σε μικρότερα αυλάκια που μεταφέρουν το νερό στα κατά τόπους κτήματα. Στην Εικόνα 4.3. απεικονίζεται μία διάταξη διανομής νερού σε ένα κτήμα στον Άγιο Νικόλαο. Το νερό προέρχεται από το ποτάμι Καρπενησιώτη ο οποίος περνάει μέσα από το χωριό και εξυπηρετεί περίπου 70 στρέμματα που αντιστοιχούν σε 250 περίπου μικρά κτήματα. Το μέρος όπου γίνεται η σύνδεση του υδραύλακα με το ποτάμι φέρει χαρακτηριστικά την τοπική ονομασία κόφτρα. Ο υδραύλακας που παλιότερα ήταν χωμάτινος, ανασκευάσθηκε από σκυρόδεμα το 1962 με προσωπική εργασία των κατοίκων και δαπάνες για τα υλικά από την κοινότητα. Εικόνα 4.3. Διάταξη διανομής νερού εντός κτήματος στον Άγιο Νικόλαο Ο υδραύλακας αυτός εξυπηρετεί αποκλειστικά τα κτήματα της κοινότητας Αγίου Νικολάου με την έννοια ότι μόνο οι κάτοικοι της κοινότητας έχουν δικαίωμα να ποτίζουν από αυτόν. Το νερό που περισσεύει συνεχίζει βέβαια τη ροή του διασχίζοντας κι άλλα χωριά μέχρι να καταλήξει στον Αχελώο ποταμό χωρίς όμως αυτά τα χωριά να προβάλουν αξιώσεις ή να έχουν συμμετοχή στη διαχείριση του συστήματος. Από το ίδιο ποτάμι αρδεύονται και άλλες περιοχές μεταξύ αυτών και το Καρπενήσι από ξεχωριστά όμως αυλάκια που έχει φτιάξει η κάθε κοινότητα ή δήμος. Η αρδευτική περίοδος ξεκινάει συνήθως στις αρχές Ιουνίου και ολοκληρώνεται στις αρχές του φθινοπώρου. Σημειώνεται πως όπως και στο Στένωμα, υπήρχαν κάποια κτήματα που αρδεύονταν από άλλες πηγές κοντινές σε αυτά και ως εκ τούτου οι κάτοχοί τους δε συμμετείχαν στη Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

65 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 52 συλλογική διαχείριση του υδραύλακα. Για τα υπόλοιπα κτήματα, η σειρά του ποτίσματος ακολουθούσε τη σειρά με την οποία βρισκόταν γεωγραφικά τα κτήματα ως προς το αυλάκι. Υπήρχε ωστόσο μια σημαντική διαφοροποίηση σχετικά με τη διάρκεια ποτίσματος. Ενώ στο Στένωμα το πότισμα με τη σειρά πρακτικά μεταφραζόταν σε συγκεκριμένες ώρες άρδευσης ανάλογες της έκτασης, στον Άγιο Νικόλαο όταν ερχόταν η σειρά ενός κτήματος, ο κάτοχός του είχε το δικαίωμα να πάρει όσο νερό απαιτούνταν ώστε να καλυφθούν οι υδατικές ανάγκες της καλλιέργειας και στη συνέχεια το έδινε στο διπλανό του ο οποίος κι αυτός πότιζε όσο ήθελε και ούτω καθεξής. Καθώς τα καλλιεργούμενα είδη ήταν παρόμοια μεταξύ των αγροτών με αντίστοιχες ανάγκες σε νερό, αυτό το σύστημα άρδευσης δεν ευνοούσε κάποιους από τους αγρότες ούτε δημιουργούσε αισθήματα αδικίας. Τέλος, ένα άλλο χαρακτηριστικό της περιοχής Αγίου Νικολάου είναι ότι πολλά από τα κτήματα της κοινότητας βρίσκονται σε τοποθεσία με πλούσιο σε υγρασία έδαφος σχεδόν λασπώδες όπου οφείλεται και η παλιά ονομασία του χωριού και έτσι απαιτούν αρκετά λιγότερο νερό από τον υδραύλακα. Όσον αφορά στη διαδικασία της οργάνωσης του ποτίσματος, και στον Άγιο Νικόλαο ίσχυε ο θεσμός του νεροφόρου ο οποίος είχε την αρμοδιότητα να ειδοποιεί τους αγρότες πότε ήταν η σειρά τους να ποτίσουν και γενικότερα επέβλεπε τη διαδικασία. Εάν κάποιος αρδευτής έχανε τη σειρά του, τότε έπρεπε να περιμένει μέχρι τον επόμενο γύρο ποτισμάτων. Επίσης, ο νεροφόρος είχε την ευθύνη επιτήρησης του δικτύου για την τήρηση των κανόνων, καθώς επίσης και της διευθέτησης τυχόν ζητημάτων που αφορούσαν την άρδευση. Οι αρμοδιότητές του έφταναν μέχρι και το δικαίωμα επιβολής κυρώσεων. Αυτό συνέβαινε σε περιπτώσεις που κάποιος αρδευτής προσπαθούσε να πάρει νερό για το κτήμα του πριν από την καθορισμένη σειρά του. Αν και γενικά δεν παρατηρούνταν παραβατικές συμπεριφορές, υπήρχαν και περιπτώσεις αντιδικιών μεταξύ των αρδευόμενων που έφτασαν μέχρι και τα δικαστήρια. Την εποχή που στο χωριό καλλιεργούνταν το σύνολο των κτημάτων, υπήρχαν τέσσερεις νεροφόροι. Τη θέση του νεροφόρου αναλάμβανε κάποιος κάτοικος του χωριού τον οποίο πρότεινε η κοινότητα και στη συνέχεια όρκιζε η αγρονομία. Τυπικά προσόντα του ήταν να είναι νέος, υπεύθυνος και να γνωρίζει καλά την περιοχή. Η αμοιβή του νεροφόρου γινόταν προσωπικά από το σύνολο των αρδευτών και καθοριζόταν με απόφαση του κοινοτικού συμβουλίου, αναλογικά προς την αρδευόμενη έκταση. Συνήθως η αμοιβή ήταν χρηματική αλλά σε παλιότερα χρόνια γινόταν σε είδος (πατάτες, καλαμπόκι κτλ). Αν κάποιος από τους αγρότες δεν πλήρωνε το μερίδιο που του αντιστοιχούσε στο νεροφόρο, ο νεροφόρος είχε το δικαίωμα να μη του δώσει καθόλου νερό. Ωστόσο πρέπει να αναφερθεί πως ήταν μεμονωμένα τα περιστατικά που παρατηρήθηκε κάτι τέτοιο και ότι γενικώς οι κάτοικοι αναγνώριζαν τη σημασία του ρόλου του νεροφόρου και τακτοποιούσαν τις υποχρεώσεις τους. Ο κοινοτικός κανονισμός του Αγίου Νικολάου ορίζει: Έκαστος Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

66 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 53 εξουσιαστής αρδευομένου κτήματος υποχρεούται ως ήθελεν ειδοποιηθή παρά του υδρονομέως ή του αγροφύλακος ότι ήλθον η σειρά αρδεύσεως του κτήματός του, να λάβει το αρδευτικόν ύδωρ, προς άρδευσιν και να παρίσταται αυτοπροσώπως ή δι ετέρου ενηλίκου και ικανού προσώπου αλλιώς το ύδωρ θα χορηγείτο εις το επόμενον δικαιούμενον κτήμα και το κτήμα τούτο θα αρδεύεται κατά την επόμενην σειράν αρδεύσεως. Προς τούτοις υποχρεούται μετά το πέρας της αρδεύσεως του κτήματός του να κλείσει καλώς τας κόφτρας του υδραυλάκος, δια την κανονικήν ροήν του ύδατος εις τα υπόλοιπα κτήματα. Καθώς όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το χωριό είναι αρκετά ορεινό, κάθε χειμώνα, όπως και στο Στένωμα, εξαιτίας των βροχοπτώσεων το δίκτυο των αυλακιών γεμίζει με φερτές ύλες και κάποια τμήματα του φθείρονται. Για να μπορέσει να χρησιμοποιηθεί και τη νέα ποτιστική περίοδο απαιτείται συντήρηση και καθαρισμός τον οποίο αναλαμβάνουν και διεκπεραιώνουν οι κάτοχοι των κτημάτων με προσωπική εργασία. Ο καθαρισμός γίνεται μεταξύ Απριλίου και Μαΐου, η ακριβής ημέρα καθορίζεται από το κοινοτικό συμβούλιο και κοινοποιείται στους κατοίκους μια εβδομάδα νωρίτερα στα καφενεία του χωριού. Ενδεικτικά ως και τη δεκαετία του 70 όσοι κάτοικοι ήταν μεταξύ 18 και 60 ετών και κατείχαν κτήματα που ποτιζόταν από το αυλάκι ήταν υποχρεωμένοι να καταβάλουν μία ημέρα εργασίας για τον καθαρισμό. Αν προέκυπτε επιπλέον ανάγκη για δουλειά την αναλάμβαναν εκείνοι που είχαν τα περισσότερα χωράφια. Όποιος δεν πήγαινε να καθαρίσει του επιβάλλονταν χρηματικό πρόστιμο αντίστοιχο με το ημερομίσθιο που του αναλογούσε και στην περίπτωση που δεν το κατέβαλε του απαγορευόταν να ποτίσει. Όπως αναφέρει ο πρώην πρόεδρος ημήτριος εληγεωργόπουλος οι αύλακες καθαρίζονταν κάθε χρόνο με προσωπική εργασία. Μαζεύονταν το χωριό όλο, άντρες και γυναίκες, πήγαιναν και καθάριζαν τους αύλακες ώστε να μην χάνεται το νερό και να καταλήγει στα χωράφια τους Μελέτη της κοινοτικής διαχείρισης των αρδευτικών συστημάτων με βάση το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης Μιλώντας με όρους του θεωρητικού πλαισίου της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης η αλληλεπίδραση των κατοίκων στη διαχείριση του αρδευτικού συστήματος είναι ένα πεδίο δράσης στο οποίο οι συμμετέχοντες είναι οι κάτοικοι της κοινότητας που χρησιμοποιούσαν το νερό, τα μέλη του κοινοτικού συμβουλίου οι νεροφόροι και οι αγρονόμοι. Είναι προφανές ότι οι αρδευόμενοι αποτελούσαν τη συντριπτική πλειοψηφία των συμμετεχόντων. Όπως αναφέρθηκε και στο Κεφάλαιο 3 οι συμμετέχοντες μπορούν να καταλαμβάνουν περισσότερες από μια θέσεις. Έτσι η πλειοψηφία των μελών του κοινοτικού συμβουλίου ήταν και αρδευτές ενώ αρδευτές ήταν επίσης και όλοι οι Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

67 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 54 νεροφόροι. Όσον αφορά τις δυνατές ενέργειες οι αρδευόμενοι είχαν, θεωρητικά, τη δυνατότητα να επιλέξουν μεταξύ της αποδοχής ή της άρνησης του κανονισμού άρδευσης. Το κοινοτικό συμβούλιο κατάρτιζε τον αρδευτικό κανονισμό, όριζε τη σειρά ποτίσματος και τη δημοσιοποιούσε στους ενδιαφερόμενους. Επίσης όριζε το νεροφόρο, οργάνωνε τον καθαρισμό και τη συντήρηση του δικτύου, καθόριζε την αρχή και το πέρας της αρδευτικής περιόδου, αποφάσιζε για τυχόν επεκτάσεις ή αναβαθμίσεις του δικτύου και κάποιες φορές επίλυε τυχόν αντιδικίες μεταξύ των συμμετεχόντων. Ο νεροφόρος από την πλευρά του ήταν επιφορτισμένος με την επιτήρηση των κανόνων και μεριμνούσε για την ορθή λειτουργία του δικτύου. Επιπρόσθετα όφειλε να τηρεί και να ανακοινώνει τη σειρά άρδευσης όπως αυτή προέκυπτε από το κοινοτικό συμβούλιο. Γενικότερα μεριμνούσε για την ομαλή λειτουργία του δικτύου. Χαρακτηριστικά ο κανονισμός άρδευσης Στενώματος αναφέρει πως έκαστος υδρονομεύς φέρει την υποχρέωσιν, όπως ειδοποιεί εγκαίρως έκαστον κτηματίαν ότι υπέστη η σειρά αρδεύσεως του κτήματός του. Ο υδρονομεύς δύναται ν' αρνηθεί την παροχή ύδατος εις υδρολήπτας οίτινες δεν παρίστανται αυτοπροσώπος ή δι ετέρου καταλλήλου αντιπροσώπου, ως και μη διατηρούντος καθαρούς τους εντός των κτημάτων υδραύλακας. Τέλος οι επιλογές του αγρονόμου είναι αρκετά συγκεκριμένες. Η δράση του περιλάμβανε γενικά την τήρηση των νόμων που άπτονταν την άρδευση και ειδικά την επιβολή ποινών στους παραβάτες των κανονισμών. Οι υποθέσεις παραβίασης των κανόνων σπάνια όμως έφταναν μέχρι τον αγρονόμο. Οι χρήστες είχαν καθημερινή επαφή μεταξύ τους καθώς εργαζόταν υπαίθρια σε κοντινά σχετικά κτήματα. Βασικό πεδίο επικοινωνίας των συμμετεχόντων μετά την εργασία ήταν το καφενείο. Σε αυτό συνερχόταν η πλειοψηφία των αρδευτών, το κοινοτικό συμβούλιο, οι νεροφόροι και ο αγρονόμος. Εξαιτίας του γεγονότος ότι το αρδευτικό σύστημα ήταν επιφανειακό αλλά και του περιορισμένου μεγέθους των δύο κοινοτήτων, η επικοινωνία και η αλληλεπίδραση μεταξύ των μελών τους μπορεί να θεωρηθεί δεδομένη. Υπήρχε λοιπόν πλήρης γνώση σχετικά με τη λειτουργία του δικτύου καθώς και με την τήρηση ή όχι των κανόνων. Το λειτουργικό εύρος και στις δύο περιπτώσεις ταυτίζεται με το γεωγραφικό και εκτείνεται στα όρια εξυπηρέτησης του εκάστοτε δικτύου. Τα αποτελέσματα δηλαδή των ενεργειών των διάφορων συμμετεχόντων εκτείνονται μόνο στα όρια του συστήματος υπό την έννοια ότι οι επιλογές ενός αρδευτή επηρεάζουν τις επιλογές των υπόλοιπων αρδευτών, του κοινοτικού συμβουλίου, του νεροφόρου και του αγρονόμου αλλά δεν ασκούν καμία επίδραση στους υπόλοιπους κάτοικους της περιοχής. Το όργανο λήψης αποφάσεων ήταν το κοινοτικό συμβούλιο το οποίο και συντάσσει τον κανονισμό άρδευσης που ορίζει τη λειτουργία του συστήματος. Άτυπα όμως το καφενείο έπαιζε σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση των αποφάσεων. Το καφενείο αποτελούσε στην ουσία ένα φορέα συμμετοχής των αρδευτών στη διαχείριση του συστήματος. Οι Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

68 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 55 τελευταίοι, θέτοντας εκεί τους προβληματισμούς και τις ιδέες τους, διαμόρφωναν μια δυναμική που αποτυπωνόταν στις αποφάσεις του κοινοτικού συμβουλίου. Η αντιστοιχία της καταβολής των δαπανών με την απολαβή των κερδών όφειλε να είναι αναλογική για την εύρυθμη λειτουργία του συστήματος. Οι αρδευτές όφειλαν πέρα από τη συνέπειά τους ως προς τους κανονισμούς άρδευσης να καταβάλουν την καθορισμένη από το κοινοτικό συμβούλιο προσωπική εργασία καθώς και την αμοιβή του νεροφόρου όπως αυτή διαμορφωνόταν αναλογικά προς την έκταση που κατέχουν Παράγοντες που ευνόησαν την επιτυχή κοινοτική διαχείριση Θεσμικές διευθετήσεις Ανατρέχοντας στην ανάλυση κάθε μίας από τις εφτά βασικές αρχές σχεδιασμού προκύπτει ότι αυτές ίσχυαν στις υπό μελέτη περιοχές εξηγώντας τη μακροχρόνια διατήρηση εύρωστων θεσμών κοινοτικής διαχείρισης των αρδευτικών τους συστημάτων. Στο συγκεκριμένο στάδιο της ανάλυσης εξετάζεται ο βαθμός ικανοποίησης των αρχών σχεδιασμού που κατά την Elinor Ostrom (1999) διέπουν εύρωστους θεσμούς επιτυχούς κοινοτικής διαχείρισης πόρων κοινής δεξαμενής. Η ανάλυση επικεντρώνεται έως και τη δεκαετία του 1980 όπου υπήρχαν υψηλές απαιτήσεις νερού για άρδευση. 1Α. Ξεκάθαρα καθορισμένα όρια χρηστών Η αρχή αυτή ικανοποιείται καθώς όπως αναφέρθηκε και στις δύο περιοχές μελέτης το αποκλειστικό δικαίωμα στη χρήση του νερού από τα αυλάκια το είχαν μόνο οι κάτοικοι των κοινοτήτων. Το νερό αποτελούσε αναπόσπαστο μέρος του κτήματος με την έννοια ότι δεν μπορούσε ούτε να νοικιαστεί ούτε να μεταφερθεί ούτε να πουληθεί αποκομμένο από τη γη. Χαρακτηριστικά ο πρώην αγρονόμος της ευρύτερης περιοχής Καρπενησίου Κωνσταντίνος Κουκούσης σε τηλεφωνική επικοινωνία ανέφερε: το νερό είναι ταυτόσημο του κτήματος δηλαδή έναν αρδευτικό αγρό δεν μπορεί να τον χαρακτηρίσει κάποιος άνυδρο ή και εσύ ο ίδιος ο ιδιοκτήτης να πεις ότι εγώ το νερό του χωραφιού μου το πουλάω, δεν το θέλω, το κάνω άνυδρο και το πουλάω...δεν το έχεις αυτό το δικαίωμα...το νερό ούτε πουλιέται ούτε μεταβιβάζεται. Στα ίδια πλαίσια ο ημήτριος εληγεωργόπουλος, τέως πρόεδρος του Αγίου Νικολάου στην τηλεφωνική συνέντευξη ανέφερε: τα δικαιώματα στο νερό δεν πωλούνταν. Άπαξ και έγινε ο αύλακας και ποτίζονταν κάποια περιφέρεια αυτά ήταν πλέον εσαεί. εν πουλιούνταν. Ούτε το νερό πουλιόνταν. Όσα χωράφια ποτίζονταν τότε θα ποτίζονταν και μετά από 20 χρόνια... και συνεχίζει αν κάποιος δεν ήθελε να ποτίσει, δεν τα πότιζε. Το νερό το κέρδιζαν οι άλλοι φυσιολογικά. Όσο λιγότερο σπέρνανε, το νερό το κέρδιζαν οι άλλοι χωρίς να πληρώνουν τίποτα. 1Β. Ξεκάθαρα καθορισμένα όρια του πόρου. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

69 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 56 Τα αρδευτικά δίκτυα και των δύο περιοχών αποτελούν κλειστά συστήματα, με την έννοια ότι έχουν συγκεκριμένο μέγεθος, όρια και δυνατότητες άρδευσης. Τα κτήματα που δικαιούνται νερό ήταν και αυτά καθορισμένα από τους κανονισμούς άρδευσης των κοινοτήτων βάσει του ονοματεπώνυμου του δικαιούχου τους. Όπως προαναφέρθηκε τα κτήματα που εξυπηρετούνταν από τον υδραύλακα του Στενώματος το έτος 1976 ήταν 121 ενώ τα εξυπηρετούμενα κτήματα από τον υδραύλακα του Αγίου Νικολάου ήταν Α. Αρμονία των κανόνων οικειοποίησης και παροχής με τις τοπικές συνθήκες. Οι κανόνες που χρησιμοποιούνταν προέκυψαν με το πέρασμα του χρόνου και μέσα από συνεχείς πειραματισμούς, λάθη και αναθεωρήσεις. Οι κανόνες αυτοί αντικατόπτριζαν τα ιδιαίτερα περιβαλλοντικά και κοινωνικά χαρακτηριστικά των υπό μελέτη περιοχών. Ενώ και στις δύο περιοχές μελέτης ο τρόπος άρδευσης ήταν κοινός, το πότισμα δηλαδή γινόταν με τη σειρά, παρατηρούνταν κάποιες διαφοροποιήσεις που οφείλονταν στη διαφορά διαθέσιμης ποσότητας νερού. Ενώ στο Στένωμα η διάρκεια ποτίσματος καθοριζόταν ανάλογα με την έκταση, στον Άγιο Νικόλαο που υπήρχε περισσότερο νερό οι αγρότες χρησιμοποιούσαν στη σειρά τους όσο νερό χρειαζόταν για την κάλυψη των αρδευτικών αναγκών των καλλιεργειών. Μια ακόμη χαρακτηριστική διαφορά που σχετίζεται με την επάρκεια του δικτύου είναι ότι στο Στένωμα οι κάτοικοι είχαν οδηγηθεί να καλλιεργούν στα κτήματα τους εναλλάξ ανά χρονιά σιτάρι και καλαμπόκι επειδή η καλλιέργεια σιταριού έχει υποπολλαπλάσιες απαιτήσεις σε νερό από ότι το καλαμπόκι. 2Β. Αρμονία μεταξύ των κανόνων οικειοποίησης και των κανόνων παροχής. Οι κοινότητες των αρδευόμενων και στις δύο περιοχές καθόριζαν την προσωπική εργασία που έπρεπε να καταβάλλουν για τη συντήρηση του αρδευτικού δικτύου σε σχέση με το όφελος που τους απέδιδε το δίκτυο, την ποσότητα δηλαδή του νερού που δικαιούνταν. Στην περίπτωση του Στενώματος η απαιτούμενη προσωπική εργασία ήταν ανάλογη της ποσότητας νερού που αντιστοιχούσε σε κάθε κτήμα ενώ στον Άγιο Νικόλαο όλοι οι αρδευόμενοι ήταν υποχρεωμένοι σε μία ημέρα εργασίας και η περεταίρω δουλειά που πιθανώς προέκυπτε κατά την αρδευτική περίοδο επιβάρυνε μόνο τους αρδευτές που κατείχαν τα μεγαλύτερα κτήματα. Ο κανονισμός άρδευσης του Στενώματος του 1976 αναφέρει σχετικά: ο έχων δικαίωμα να αρδεύση λαχανόκηπον ή αγρόν από μίαν ώρα έως ημίσιαν θα προσφέρει εργασίαν δύο ώρες, και ο έχον δικαίωμα από ημίσιαν ημέραν έως μίαν ημέραν θα προσφέρει εργασίαν ημίσιαν ημέραν ήτοι τέσσαρες ώρες. Στο ίδιο πνεύμα κινείται και ο κανονισμός του Αγίου Νικολάου του 1963: Έκαστος των ανωτέρω υποχρεούται να προβεί εις την διάνοιξιν και κάθαρσιν του αναλογούντος εις το τμήμα του κτήματός του αρδευτικού αύλακος. Όσον αφορά την διάνοιξιν και κάθαρσιν των κεντρικών υδραυλάκων αυτή θα ενεργείται από κοινού υπό πάντων των εξουσιαστών των αρδευόμενων κτημάτων κατά το άνω χρονικό διάστημα ειδοποιουμένων προς τούτου υπό του αγροφύλακος ή του υδρονομέως.... Στο Σχήμα 4.1. φαίνεται πως απάντησαν οι Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

70 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 57 αρδευτές σε ερώτηση σχετικά με το κατά πόσο θεωρούσαν δίκαιη την ποσότητα νερού που λάμβαναν στη σειρά τους. Συγκεκριμένα το 51,35% απάντησε πάρα πολύ, το 40,54% πολύ και 8,11% απάντησε μέτρια. Τα αποτελέσματα της ποσοτικής έρευνας καταδεικνύουν με τη σειρά τους την αρμονία μεταξύ των κανόνων οικειοποίησης και των κανόνων παροχής καθώς δείχνουν πως υπήρχε κοινή αίσθηση περί της δίκαιης κατανομής του πόρου. 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Θεωρούσατε δίκαιη την ποσότητα νερού που λάμβανατε; Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο ή Καθόλου 51,35% 40,54% 8,11% 0,00% Σχήμα 4.1. Αίσθηση δικαιοσύνης για τη λαμβανόμενη ποσότητα νερού Στο Σχήμα 4.2. παρουσιάζονται τα αποτελέσματα στην ερώτηση που εξέταζε την αποδοχή της σειράς ποτίσματος. 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Θεωρούσατε δίκαιη τη σειρά που γινόταν το πότισμα; Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο ή Καθόλου 51,35% 37,84% 10,81% 0,00% Σχήμα 4.2. Αίσθηση δικαιοσύνης για τη σειρά ποτίσματος Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

71 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 58 Το 51,35% των αρδευτών απάντησαν πάρα πολύ, το 37,84% πολύ και το 10,81% μέτρια. Όπως φαίνεται από τα Σχήματα 4.1. και 4.2. η συντριπτική πλειοψηφία των ερωτηθέντων και των δύο περιοχών θεωρούσαν δίκαιη τόσο την ποσότητα νερού που λάμβαναν όσο και τη σειρά με την οποία γινόταν η άρδευση. Αξίζει να σημειωθεί ότι κανείς δεν απάντησε λίγο ή καθόλου, κάτι που αποδεικνύει την καθολική αποδοχή που είχε το σύστημα. Η αίσθηση δικαιοσύνης που χαρακτήριζε το σύστημα, αύξανε τη διάθεση για συμμετοχή στην κοινοτική διαχείριση του πόρου και μείωνε σε ένα βαθμό την πιθανότητα συγκρούσεων μεταξύ των μελών της κοινότητας. 3. ιακανονισμοί επιλογής πολιτικής. Το θεσμοθετημένο όργανο λήψης αποφάσεων των δύο κοινοτήτων ήταν το κοινοτικό συμβούλιο που όπως προέκυψε από την ποιοτική έρευνα έχαιρε γενικώς της εμπιστοσύνης της κοινότητας. Όσον αφορά τη διαχείριση του αρδευτικού δικτύου οι αρμοδιότητες του κοινοτικού συμβουλίου περιελάμβαναν ζητήματα όπως τη σύνταξη των κανονισμών άρδευσης, τον ορισμό των νεροφόρων, τον ορισμό της αρχής και του τέλους της αρδευτικής περιόδου καθώς και της περιόδου καθαρισμού των αυλακιών. Επίσης το κοινοτικό συμβούλιο αποφάσιζε για ενδεχόμενες επεκτάσεις του συστήματος και για επενδύσεις σε έργα υποδομών και εξοπλισμό άρδευσης, όπως αντλίες, λάστιχα, αγωγούς, ενώ επίσης διευθετούσε τυχόν αντιδικίες ή παραβάσεις μεταξύ των χρηστών. Αξίζει να αναφερθεί στο σημείο αυτό πως αν και δεν υπήρχε κάποια θεσμοθετημένη διαδικασία όπου οι αρδευτές από κοινού να αποφασίζουν για τα διάφορα ζητήματα, το ρόλο αυτό κάλυπτε το καφενείο του χωριού που λειτουργούσε ως ένας ζωτικός χώρος συζήτησης των προβλημάτων, ανταλλαγής απόψεων και συλλογικής επίλυσης των διαφορών μεταξύ των μελών. Εκεί βρισκόταν όλα τα μέλη της κοινότητας συμπεριλαμβανομένων και των μελών του κοινοτικού συμβουλίου επί καθημερινής βάσης και συζητούσαν τα διάφορα προβλήματα που προέκυπταν από τη λειτουργία του δικτύου. Ο λαογράφος Παναγιώτης Βλάχος αναφέρει σχετικά ότι οι κάτοικοι βρισκόντουσαν το βράδυ στο καφενείο ή στην πλατεία και τα λέγανε και συμφωνούσανε. Στο Σχήμα 4.3. παρουσιάζονται οι απαντήσεις στην ερώτηση εάν οι χρήστες μετέφεραν στο κοινοτικό συμβούλιο τους προβληματισμούς τους. Το 51,35% απάντησε ότι το έκανε πάντα, το 13,51% συχνά, το 10,81% σπάνια ενώ το 24,32% απάντησε πως ποτέ δεν μετέφερε τα παράπονά του στο κοινοτικό συμβούλιο. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

72 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 59 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Όταν είχατε κάποιο παράπονο το λέγατε στα μέλη του κοινοτικού συμβουλίου; Πάντα Συχνά Σπάνια Ποτέ 51,35% 13,51% 10,81% 24,32% Σχήμα 4.3. Εκδήλωση των παραπόνων από τους αρδευτές στο κοινοτικό συμβούλιο Σε κάθε περίπτωση, όταν υποβάλλονταν προβληματικές στο κοινοτικό συμβούλιο, αυτό τις λάμβανε συχνά υπόψη. Σε σχετική ερώτηση, δηλαδή στο κατά πόσο το κοινοτικό συμβούλιο λάμβανε υπόψη του τα παράπονα των αρδευτών, τα αποτελέσματα που φαίνονται στο διάγραμμα 4.4., κυμάνθηκαν ως εξής: το 41,38% δηλώνει πάρα πολύ, το 44,83% πολύ, το 10,34% μέτρια και μόλις το 3,45% δηλώνει πως το λάμβανε λίγο υπόψη του. 45,00% 40,00% 35,00% 30,00% 25,00% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% 0,00% Κατά πόσο το κοινοτικό συμβούλιο το λάμβανε υπόψη; Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο Καθόλου 41,38% 44,83% 10,34% 3,45% 0,00% Σχήμα 4.4. Επίδραση των παρατηρήσεων και σχολίων μεμονωμένων αρδευτών στο κοινοτικό συμβούλιο Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

73 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 60 Από τα Σχήματα 4.3. και 4.4. φαίνεται πως η πλειονότητα των ερωτηθέντων μετέφερε στο κοινοτικό συμβούλιο τους προβληματισμούς του σχετικά με την διαχείριση του αρδευτικού δικτύου και πως είχε τη βεβαιότητα ότι το τελευταίο τους λάμβανε υπόψη στις αποφάσεις που έπαιρνε σε σημαντικό βαθμό. Προκειμένου να διερευνηθεί ο ρόλος που έπαιζε το καφενείο στην κοινωνική οργάνωση της κοινότητας οι αγρότες ρωτήθηκαν πόσο συχνά πήγαιναν στο καφενείο. Το 70,27% των αρδευτών δήλωσε πως πήγαινε στο καφενείο από 5 έως 7 φορές την εβδομάδα, το 18,92% δήλωσε πως πήγαινε στο καφενείο 3 ή 4 φορές την εβδομάδα, το 2,7% πήγαινε 1 ή 2 φορές την εβδομάδα, ενώ το 8,11% πιο αραιά. Στη συνέχεια οι αρδευτές ρωτήθηκαν πόσο συχνά συζητιούνταν στο καφενείο θέματα σχετικά με την άρδευση και το δίκτυο. Σε αυτήν την ερώτηση το 69,44% απάντησε από 5 έως 7 φορές την εβδομάδα, το 22,22% απάντησε 3 ή 4 φορές και 1 ή 2 φορές απάντησε το 8,33% των αρδευτών. Κλείνοντας αυτήν την ενότητα ερωτήσεων οι αρδευτές κλήθηκαν να απαντήσουν στο κατά πόσο επηρεάζονταν οι αποφάσεις του προέδρου και του κοινοτικού συμβουλίου από τις κουβέντες του καφενείου. Το 21,41% των αρδευτών απάντησαν πάρα πολύ, το 38,24% των αρδευτών απάντησαν πολύ, το 17,65% των αρδευτών απάντησαν μέτρια, το 11,76% των αρδευτών απάντησαν λίγο και μόλις το 2,94% των αρδευτών απάντησε καθόλου. Το καφενείο, δηλαδή, προσέλκυε καθημερινά το σύνολο των αρδευτών και κύριο θέμα συζήτησης, ιδίως τους θερινούς μήνες, ήταν τα ζητήματα που προέκυπταν κατά τη διαδικασία της άρδευσης. Οι προβληματικές που προέκυπταν μεταφέρονταν στα μέλη του κοινοτικού συμβουλίου που συνήθως ήταν παρόντα και τα οποία δρούσαν ανάλογα. 4. Επιτήρηση Η πλειοψηφία των αρδευτών υπάκουε στον κανονισμό άρδευσης και παράλληλα απαιτούσε και από τους υπόλοιπους χρήστες την ίδια συμπεριφορά. Με αυτόν τον τρόπο το σύστημα αποκτούσε μια καθολική ισχύ που το καθιστούσε βιώσιμο στο χρόνο. Ο νεροφόρος, που ήταν και ο ίδιος αρδευτής, ήταν επιφορτισμένος με την επιτήρηση των κανόνων και λογοδοτούσε στον αγρονόμο της περιοχής. Βέβαια, όπως προαναφέρθηκε, σπάνια η διευθέτηση των παραβάσεων έβγαινε εκτός των ορίων της κοινότητας. Επιπλέον καθώς από τη φύση του ο πόρος διευκολύνει την επίβλεψη η επιτήρηση γινόταν και από το σύνολο των αρδευτών. Επίσης η επιτήρηση δεν εξαντλούνταν στην τήρηση των κανόνων άρδευσης αλλά εκτεινόταν και στη συλλογή στοιχείων για την κατάσταση του πόρου. Τα στοιχεία αυτά λειτουργούν ενισχυτικά προς τη διαδικασία θέσπισης των κανόνων οικειοποίησης και παροχής που διέπουν τον πόρο. Όπως διαπιστώθηκε τόσο από την ποιοτική όσο και από την ποσοτική έρευνα, και στις δύο περιοχές μελέτης παρατηρήθηκε χαμηλός βαθμός παραβατικής συμπεριφοράς. Σε Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

74 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 61 ερώτηση σχετικά με τις παρατηρούμενες παραβάσεις από άλλους αρδευτές ανά αρδευτική περίοδο, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4.5., το 41,18% των αρδευτών απάντησε καμία, το 20,59% απάντησε από 1 έως 2, το 29,41% απάντησε από 3 έως 5, και τέλος το 8.82% απάντησε από 6 και πάνω. 45,00% 40,00% 35,00% 30,00% 25,00% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% 0,00% Πόσες περίπου παραβάσεις παρατηρούνταν κάθε χρόνο; Καμία Από 1 έως 2 Από 3 έως 5 6 και πάνω 41,18% 20,59% 29,41% 8,82% Σχήμα 4.5. Αριθμός παρατηρούμενων παραβάσεων από αρδευτές Η περιορισμένη επάρκεια του δικτύου σε συνδυασμό με τις υψηλές υδατικές ανάγκες θα ήταν λογικό να αυξάνουν τον αριθμό παραβατικών κρουσμάτων. Άλλωστε είναι κοινώς αποδεκτό ότι καθώς αυξάνεται ο κίνδυνος καταστροφής της σοδειάς αυξάνεται και ο πειρασμός παράνομης οικειοποίησης του νερού. Ωστόσο ο μεγάλος βαθμός κοινωνικής συνοχής μεταξύ των μελών φαίνεται ικανός να παραμερίσει την όποια ιδιοτέλεια και να λειτουργήσει προς όφελος όλης της κοινότητας. Σε ερώτηση σχετικά με το φορέα στον οποίο κατήγγειλαν τις παρατηρούμενες παραβάσεις, το 2,7% των αρδευόμενων δήλωσε πως κατήγγειλε την παράβαση στον αγρονόμο, το 35,14% στον νεροφόρο, το 2,7% στο κοινοτικό συμβούλιο, το 35,14% στο καφενείο και το 24,32% σε κανέναν, όπως παρουσιάζεται στο Σχήμα 4.6. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

75 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 62 40,00% 35,00% 30,00% 25,00% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% 0,00% Όταν διαπιστώνατε κάποια παράβαση από άλλους αρδευτές συνήθως την καταγγέλλατε: Στον αγρονόμο Στο νεροφόρο Στο κοινοτικό συμβούλιο Στο καφενείο Σε κανένα 2,70% 35,14% 2,70% 35,14% 24,32% Σχήμα 4.6. Κατεύθυνση καταγγελίας των παραβάσεων των αρδευτών Η επιλογή του νεροφόρου είναι αναμενόμενη μιας και ήταν θεσμική του ευθύνη να επιτηρεί τη λειτουργία του δικτύου και την τήρηση των κανόνων και ως εκ τούτου ήταν ο κατεξοχήν αρμόδιος να διευθετεί τις όποιες παραβάσεις. Από την άλλη μεριά υπήρχε το καφενείο που αποτελούσε τον ουσιαστικό χώρο κοινωνικού ελέγχου και διάδρασης μεταξύ των αρδευτών και συνεπώς πολλοί ήταν εκείνοι που επέλεγαν να συζητούν και να λύνουν τα όποια προβλήματα ενώπιον των άλλων χρηστών. Τέλος η επιλογή της μη καταγγελίας φανερώνει μια αρκετά διαδεδομένη τάση η οποία ακολουθούσε την προσωπική οδό στη διευθέτηση των παραβάσεων. 5. Κλιμακούμενες κυρώσεις. Σε κάθε αρδευτική περίοδο τόσο στην περιοχή του Στενώματος όσο και στην περιοχή του Αγίου Νικολάου παρατηρούνταν μικρός αριθμός παραβάσεων των κανόνων άρδευσης. Οι λόγοι που οδηγούσαν κάποιον να παρακάμψει την καθορισμένη σειρά και να χρησιμοποιήσει νερό συνήθως ήταν είτε ο άμεσος κίνδυνος να καταστραφεί η σοδειά του είτε επειδή η ημέρα της καθορισμένης σειράς του συνέπιπτε με άλλες υποχρεώσεις. Συνεπώς, όπως προέκυψε και από την επιτόπια έρευνα, δεν υπήρχαν συστηματικοί ή κατά εξακολούθηση παραβάτες. Για αυτό και συνήθως αυτό το μικρό ποσοστό παραβάσεων τύγχανε της ανοχής της κοινότητας. Από την ποιοτική έρευνα προέκυψε ότι όταν διαπιστωνόταν κάποια παράβαση, αρχικά υπήρχε η διάθεση εσωτερικής διευθέτησης. Όταν όμως ο παραβάτης επέμενε στην ίδια συμπεριφορά, η αγρονομία του επέβαλλε πρόστιμα και υπήρχαν περιπτώσεις όπου η υπόθεση έφτανε μέχρι και το δικαστήριο, στο οποίο συνήθως όμως αθωωνόταν ή του Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

76 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 63 επιβαλλόταν μια μικρή ποινή. Αξίζει όμως να σημειωθεί πως πολλές φορές επενέβαινε ή συνηγορούσε το κοινοτικό συμβούλιο ώστε να παραγραφεί η καταγγελία. Εκτός από την τιμωρία που επιβαλλόταν είτε από το νεροφόρο, είτε από τον αγρονόμο είτε από το δικαστήριο, η παραβίαση του κανονισμού άρδευσης επέφερε συνολική αποδοκιμασία από τους κατοίκους της κοινότητας και ενός βαθμού κοινωνική απομόνωση. Στην αντίστοιχη ερώτηση που διερευνούσε τον κύριο αποτρεπτικό λόγο παράβασης των κανόνων, το 62,86% των ερωτώμενων απάντησε την κοινωνική κατακραυγή, το 31,43% την τιμωρία από τις κεντρικές αρχές και το 5,70% την τιμωρία από το κοινοτικό συμβούλιο όπως παρουσιάζεται στο Σχήμα ,00% 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Η κοινωνική κατακραυγή Η τιμωρία από τις κεντρικές αρχές Η τιμωρία από την κοινότητα Τι απέτρεπε κάποιον από το να κλέψει νερό; 62,86% 31,43% 5,71% Σχήμα 4.7. Κύρια αιτία αποτροπής παράβασης των κανόνων Το όνομα και η ευυποληψία είναι έννοιες που στα πλαίσια μιας μικρής κοινωνίας παίζουν σημαντικό ρόλο και καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό τις συμπεριφορές των μελών της. Φαίνεται πως η κοινωνική κατακραυγή αποτελούσε τον κύριο αποτρεπτικό παράγοντα παράβασης των κανόνων. 6. Μηχανισμοί επίλυσης των διαμαχών. Οι διαμάχες που προέκυπταν στις δύο κοινότητες σπάνια έφταναν στα θεσμικά όργανα καθώς το καφενείο αποτελούσε τον τοπικό στίβο όπου οι χρήστες έλυναν τις διαφορές τους. Όπως αναφέρθηκε το καφενείο ήταν ένας χώρος καθημερινής τριβής τόσο μεταξύ των αρδευόμενων όσο και μεταξύ των αρδευόμενων και των μελών του κοινοτικού συμβουλίου. Εκεί συζητιόταν απ όλους τα θέματα του χωριού και μεταξύ αυτών τα θέματα του νερού, κυρίως κατά τους θερινούς μήνες. Πολλές φορές δημιουργούνταν εντάσεις και προστριβές που κατά κύριο λόγο επιλύονταν ειρηνικά, χωρίς όμως να απουσιάζουν και Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

77 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 64 κάποιες περιπτώσεις χειροδικίας μεταξύ των αρδευτών. Ο ημήτριος εληγεωργόπουλος, πρώην πρόεδρος της κοινότητας Αγίου Νικολάου, σε τηλεφωνική συνέντευξη αναφέρει σχετικά με τις παραβάσεις των κανόνων: εκεί γινόταν κάποιος τσακωμός αλλά κάποια στιγμή τα σταματήσανε και αυτά πάνω στο μάλωμα του νερού λέγανε για το τι είχε κάνει κάθε άντρας ή γυναίκα το βράδυ που μαζευότανε αυτά τα λύνανε στις συζητήσεις απάνω καμιά φορά πήγαιναν και στα δικαστήρια για το νερό αλλά δεν ήταν σπουδαίο, πταίσμα ήταν η υπόθεση κανένας πολύ ιδιότροπος να πήγαινε στα δικαστήρια αλλά πάντα τον αθώωναν του έλεγαν να μην το ξανακάνει και τελείωνε η υπόθεση και πειθαρχούσε. 7. Ελάχιστη αναγνώριση του δικαιώματος οργάνωσης. Οι κοινότητες είχαν το δικαίωμα σύνταξης των κανονισμών άρδευσης αλλά και τροποποίησης τους, του ορισμού των νεροφόρων και της οργάνωσης της συντήρησης του δικτύου στους ίδιους τους αρδευόμενους και στα κοινοτικά τους συμβούλια. Ο κανονισμός αναγνωριζόταν από τα δικαστήρια ενώ δεν υπήρχε κάποιο εθνικό ή περιφερειακό όργανο που να αμφισβητεί και να τροποποιεί τους κανονισμούς άρδευσης. Καθώς η κοινοτική άρδευση των κτημάτων γινόταν σε αυτήν την περιοχή για πολλές γενιές, η κεντρική κρατική εξουσία δεν επέβαλε το σύστημα διαχείρισης αλλά το επικύρωσε με αντίστοιχα νομοθετικά διατάγματα. Σε αυτό το σημείο αξίζει να αναφερθεί ότι οι περιοχές μελέτης ουσιαστικά εξαιρέθηκαν από την κεντρική αγροτική πολιτική του κράτους λόγω της μικρής οικονομικής τους δραστηριότητας και της απομακρυσμένης τους θέσης. Το γεγονός αυτό έπαιξε καίριο ρόλο στη δυνατότητα των κατοίκων της περιοχής να διαχειρίζονται κοινοτικά το αρδευτικό δίκτυο και μόνοι τους να θεσπίζουν τους κανόνες που ακολουθούν Παράγοντες σχετικά με τον πόρο Όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 3 η κατάσταση ενός πόρου, η ύπαρξη αξιόπιστων δεικτών που να δηλώνουν την κατάσταση του, η προβλεψιμότητα της παροχής των μονάδων του πόρου και το γεωγραφικό του εύρος παίζουν σημαντικότατο ρόλο για την επιτυχή ή μη κοινοτική διαχείριση ενός πόρου. Οι παράγοντες αυτοί ικανοποιούνταν σε μεγάλο βαθμό και ευνοούσαν την κοινοτική διαχείριση του αρδευτικού συστήματος. Εξετάζοντας την κατάσταση ενός πόρου κοινής δεξαμενής επιδιώκεται να διερευνηθεί η δυναμική του πόρου και το κατά πόσο αυτός δίνει τη δυνατότητα στους χρήστες να αποκομίσουν οφέλη και συνεπώς να έχουν κίνητρο για να επενδύσουν μακροπρόθεσμα δημιουργώντας δομές κοινοτικής διαχείρισης. Ο παράγοντας αυτός εκπληρωνόταν σε σημαντικό βαθμό αφού το νερό από τον υδραύλακα ήταν ζωτικής σημασίας για τη διαβίωση των χρηστών των οποίων η κύρια πηγή εισοδήματος ήταν η γεωργία. Αν συνυπολογιστεί και η έλλειψη εναλλακτικών τρόπων άρδευσης γίνεται άμεσα αντιληπτή η ανάγκη αποτελεσματικής διαχείρισης του υπάρχοντος δικτύου. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

78 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 65 Ως δείκτες σε ένα αρδευτικό σύστημα μπορούν να θεωρηθούν η διαθέσιμη ποσότητα του νερού, η παροχή δηλαδή του δικτύου, και η ανάγκη συντήρησης και καθαρισμού. Όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 2, η φύση των επιφανειακών συστημάτων άρδευσης διευκολύνει την αναγνώριση αυτών των δεικτών. Το νερό στα αυλάκια αυτά προέρχεται από επιφανειακά ύδατα που βρίσκονται πολύ κοντά στα χωριά συνεπώς η διαθέσιμη ποσότητα του νερού κάθε χρόνο ήταν εύκολα παρατηρήσιμη από όλους τους χρήστες. Επίσης, καθώς οι περισσότερες δραστηριότητες των χρηστών σχετίζονταν άμεσα με το φυσικό περιβάλλον, οι μεταβολές που συντελούνταν σε αυτό και επηρέαζαν το δίκτυο, όπως για παράδειγμα έντονες βροχοπτώσεις ή περίοδοι ανομβρίας, κατολισθήσεις, πυρκαγιές, είχαν άμεσο αντίκτυπο στη ζωή τους. Επίσης ο νεροφόρος επέβλεπε το δίκτυο και ενημέρωνε τους χρήστες και το κοινοτικό συμβούλιο για την κατάσταση του. Το γεωγραφικό μέγεθος των αρδευτικά συστήματα και των δύο περιοχών είναι αρκετά μικρά και όλοι οι χρήστες είχαν ακριβή γνώση τόσο των εξωτερικών ορίων τους όσο και των τοπικών συνθηκών. Στην περίπτωση του Στενώματος ο υδραύλακας έχει συνολικό μήκος 5 χιλιομέτρων ενώ στον Άγιο Νικόλαο 6 χιλιόμετρα Παράγοντες σχετικά με τους χρήστες Όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 3 ο βαθμός οικονομικής εξάρτησης, οι κοινές αντιλήψεις, το χαμηλό προεξοφλητικό επιτόκιο, η εμπιστοσύνη και αμοιβαιότητα, η αυτονομία και η προηγούμενη πείρα συνεργασίας είναι παράγοντες που αφορούν τους χρήστες και που μπορούν να παίξουν καταλυτικό ρόλο δημιουργώντας ευνοϊκές συνθήκες για την ανάπτυξη ενός κοινοτικού συστήματος διαχείρισης ενός πόρου. Στη συνέχεια εξετάζεται ο βαθμός στον οποίο ίσχυαν οι παράγοντες αυτοί στις κοινότητες που πραγματοποιήθηκε η μελέτη. Βαθμός οικονομικής εξάρτησης Ένα σημαντικό στοιχείο που προέκυψε ήταν ο μεγάλος βαθμός που οι αρδευτές ήταν οικονομικά εξαρτημένοι από τον πόρο. Σε ερώτηση για το πόσο η οικονομία του νοικοκυριού τους στηριζόταν στο νερό το ποσοστό των αρδευτών που δήλωσε πάρα πολύ, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4.8., ήταν 63,16%. Αντίστοιχα το 15,79% απάντησε πολύ, το 13,16% μέτρια και το 7,89% λίγο. Θα πρέπει να σημειωθεί πως κανείς δεν απάντησε καθόλου. Μία άλλη ερώτηση που αποσκοπούσε στη διερεύνηση του βαθμού οικονομικής εξάρτησης των χρηστών από το συγκεκριμένο πόρο κοινής δεξαμενής ήταν για την ύπαρξη συμπληρωματικών εισοδημάτων. Από τους ερωτηθέντες το 37,84% δήλωσε πως η γεωργία αποτελούσε την αποκλειστική πηγή εισοδήματος του ενώ το υπόλοιπο 62,16% δήλωσε πως είχε κι άλλες πηγές εισοδήματος οι οποίες προέρχονταν κυρίως όμως από την κτηνοτροφία και την υλοτομία. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

79 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση % 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% Σε τι βαθμό η οικονομία του νοικοκυριού στηριζόταν στο νερό που παίρνατε από τον υδραύλακα; Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο Καθόλου 63.16% 15.79% 13.16% 7.89% 0.00% Σχήμα 4.8. Εξάρτηση των νοικοκυριών από τον υδραύλακα κατά το παρελθόν Κοινές αντιλήψεις Όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 3 στην περίπτωση που οι χρήστες ενός πόρου κοινής δεξαμενής μοιράζονται κοινές αντιλήψεις σχετικά με τη λειτουργία του συστήματος του πόρου δημιουργείται πρόσφορο έδαφος ώστε να συμφωνηθούν κοινές στρατηγικές μεταξύ των χρηστών για τη διαχείρισή του. Το κριτήριο αυτό ικανοποιείται μιας και η ίδια η φύση του πόρου, όπως παρουσιάστηκε στο 2 ο Κεφάλαιο, δίνει τη δυνατότητα στους χρήστες να έχουν επαρκή γνώση πάνω σε αυτό. Το πεπερασμένο μέγεθος των αρδευτικών δικτύων και των δύο περιοχών σε συνδυασμό με την εγγύτητά τους, επιτρέπει στους χρήστες να γνωρίζουν για τη διαθέσιμη υδατική επάρκεια, τις ενδεχόμενες φθορές σε τμήματά του, την απαιτούμενη εργασία καθαρισμού και συντήρησης, την ανάγκη πιθανών επεκτάσεων κ.α. Επίσης οι παραβάσεις γίνονται άμεσα αντιληπτές αφού είναι εύκολα παρατηρήσιμο σε ποιο κτήμα διοχετεύτηκε το νερό και συνεπώς ποιος είναι ο χρήστης. Η θέση αυτή επαληθεύτηκε και από την ποσοτική έρευνα όπου όπως φαίνεται στο διάγραμμα 4.9., στην ερώτηση για το πόσο επαρκής ήταν η πληροφόρηση των χρηστών πάνω στο δίκτυο όσον αφορά την επάρκεια νερού, την ανάγκη συντήρησης και την απαιτούμενη εργασία, το 62,16% απάντησε πάρα πολύ και το 32,43% πολύ ενώ το 5,41% απάντησε μέτρια. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

80 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση % 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% Πόσο επαρκής ήταν η πληροφόρηση σας για το δίκτυο; Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο ή Καθόλου 62.16% 32.43% 5.41% 0.00% Σχήμα 4.9. Βαθμός πληροφόρησης για τα θέματα του δικτύου Το γεγονός ότι τα μέλη της κοινότητας μοιράζονταν κοινές αντιλήψεις φαίνεται και από τα αποτελέσματα του διαγράμματος Σε αυτό απεικονίζονται οι απαντήσεις των αρδευτών στην ερώτηση κατά πόσο συχνά πληροφορούνταν για κάποια παράβαση όπου το 69,44% απάντησε πάντα, το 19,44% συχνά, το 8,33% σπάνια και το 2,78% ποτέ % 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% Πάντα Συχνά Σπάνια Ποτέ Όταν κάποιος έκλεβε νερό, το μαθαίνατε; 69.44% 19.44% 8.33% 2.78% Σχήμα Βαθμός πληροφόρησης των αρδευτών για περιπτώσεις παραβάσεων Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

81 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 68 Προεξοφλητικό επιτόκιο Προκειμένου να διερευνηθεί η σημασία που έδιναν οι χρήστες στα κέρδη που ήταν πιθανό να αποκομίσουν στο μέλλον από τον πόρο, κατά τη διάρκεια της ποσοτικής έρευνας ρωτήθηκαν αν πίστευαν πως τα παιδιά τους θα συνέχιζαν να ζουν στο μέλλον με τον ίδιο τρόπο και να καλλιεργούν τα χωράφια όπως και εκείνοι. Το υψηλό ποσοστό, της τάξης του 63,89%, που έδωσε αρνητική απάντηση καταδεικνύει την έλλειψη μελλοντικών ανταποδοτικών προσδοκιών από το πόρο και κατά συνέπεια την ύπαρξη μεγάλου προεξοφλητικού επιτοκίου. Θα πρέπει να σημειωθεί πως η απάντηση στην ερώτηση αυτή μπορεί να επηρεάστηκε σε ένα βαθμό από το γεγονός πως οι κάτοικοι γνωρίζουν πλέον ότι επήλθε απομάκρυνση του πληθυσμού. Είναι πολύ πιθανό αν γινόταν η ίδια ερώτηση στους κατοίκους των δύο κοινοτήτων στη δεκαετία του 80 να υπήρχαν διαφορετικά αποτελέσματα. Η αναζήτηση καλύτερων συνθηκών ζωής σε άλλα μέρη ακολούθησε μια γενικότερη τάση που κυριαρχούσε για πολλές δεκαετίες σε όλη τη χώρα και οφειλόταν σε κοινωνικούς και πολιτικούς παράγοντες. Σε κάθε περίπτωση πάντως, η τάση αυτή δηλώνει μειωμένη διάθεση από τα μέλη της κοινότητας να επενδύσουν σε θεσμούς και κανόνες και να εναρμονιστούν με αυτούς. Εμπιστοσύνη και αμοιβαιότητα Ο παράγοντας της εμπιστοσύνης και αμοιβαιότητας μεταξύ των χρηστών είναι πολύ σημαντικός για την ανάπτυξη συλλογικής δράσης καθώς όταν υπάρχουν μειώνεται το κόστος της επιτήρησης και τιμωρίας των παραβατών και ενισχύεται η διάθεση τήρησης των κανόνων από όλους. Από το σύνολο των συνεντεύξεων αλλά και από γραπτά τεκμήρια προέκυψε πως και στις δύο κοινότητες κατά το παρελθόν υπήρχε μεγάλος βαθμός εμπιστοσύνης και αμοιβαιότητας μεταξύ των μελών τους που ενισχυόταν καθημερινά από τις διάφορες μορφές συνεργασίας και αλληλοβοήθειας. Ο Αθανάσιος Κωτσοκάλης που ήταν αρδευτής και πρώην πρόεδρος της κοινότητας Στενώματος κατά τη διάρκεια τηλεφωνικής συνέντευξης ανέφερε το χωριό πάντα βοηθιέται. ε ζει ένα χωριό αν δεν έχει αρμονία, αν δε βοηθάει ο ένας τον άλλο. Έφτιαχνε ένα σπίτι κάποιος και όλοι βοηθούσαν για να γίνει αυτό. Τώρα δε γίνεται αυτό το πράγμα... Στο ερωτηματολόγιο συμπεριλήφθηκαν τέσσερις ερωτήσεις προκειμένου να διερευνηθεί και ποσοτικά ο παράγοντας αυτός. Στην πρώτη από αυτήν την ομάδα ερωτήσεων το 33,33% δήλωσε πως οι σχέσεις του με τους υπόλοιπους αγρότες ήταν πολύ καλές και το 66,67% καλές. Στην ερώτηση αν υπήρχε εμπιστοσύνη μεταξύ τους, όπως φαίνεται στο διάγραμμα το 48,65% απάντησε πάρα πολύ, το 35,14% πολύ και το 16,22% μέτρια χωρίς κανείς να απαντά λίγο ή καθόλου. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

82 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση % 45.00% 40.00% 35.00% 30.00% 25.00% 20.00% 15.00% 10.00% 5.00% 0.00% Εμπιστευόσασταν τους άλλους κατοίκους του χωριού; Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο Καθόλου 48.65% 35.14% 16.22% 0.00% 0.00% Σχήμα Βαθμός εμπιστοσύνης μεταξύ των χρηστών κατά το παρελθόν Με την τρίτη ερώτηση, όπως δείχνει το διάγραμμα 4.12., φάνηκε ξεκάθαρα ο μεγάλος βαθμός αλληλοβοήθειας μεταξύ των χρηστών % 45.00% 40.00% 35.00% 30.00% 25.00% 20.00% 15.00% 10.00% 5.00% 0.00% Σας ενδιέφερε η γνώμη των γειτόνων σας για αυτά που κάνατε; Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο Καθόλου 27.03% 45.95% 10.81% 5.41% 10.81% Σχήμα Βαθμός εμπιστοσύνης μεταξύ των χρηστών κατά το παρελθόν Το 72,98% παραδέχτηκε πως η γνώμη των γειτόνων πάνω σε αυτά που έκαναν τους ενδιέφερε από πολύ έως πάρα πολύ, το 10,81% μέτρια και το 16,22% λίγο έως καθόλου ενώ στην επόμενη ερώτηση η συντριπτική πλειοψηφία, της τάξης του 97,30%, δήλωσε πως υπήρχε αλληλοβοήθεια μεταξύ των κατοίκων. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

83 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 70 Αυτονομία Όπως αναφέρθηκε αρμόδια αρχή για τη διαχείριση των αρδευτικών δικτύων και στις δύο περιοχές μελέτης ήταν τα κοινοτικά συμβούλια τα οποία συνέτασσαν τους κανονισμούς άρδευσης. Αυτοί οι κανονισμοί, οι οποίοι τύγχαναν καθολικής αποδοχής, όριζαν το συνολικό πλαίσιο λειτουργίας του συστήματος και αποτελούσαν τη βασική νομοθεσία βάσει της οποίας έκρινε το δικαστήριο σε τυχόν περιπτώσεις αντιδικιών. Ένα στοιχείο που πρέπει να αναφερθεί είναι ότι η ευρύτερη περιοχή της Ευρυτανίας εξαιτίας της γεωμορφολογίας της έμεινε σχετικά αποκομμένη από τον κρατικό σχεδιασμό σε διάφορους τομείς όπως αυτό εύκολα διαπιστώνεται στα υποτυπώδη οδικά δίκτυα της περιοχής και τις στοιχειώδεις υποδομές. Σε αυτά τα πλαίσια εξαιρέθηκε και από την κεντρική αγροτική πολιτική με χαρακτηριστικό παράδειγμα την απουσία Τ.Ο.Ε.Β. σε ολόκληρη την Ευρυτανία και τη διατήρηση στην ουσία του κοινοτικού τρόπου διαχείρισης των αρδευτικών δικτύων όπως αυτή ίσχυε για αιώνες στην περιοχή. Όπως αναφέρθηκε ο ρόλος του καφενείου ήταν σημαντικός καθώς παρείχε στους αρδευτές τη δυνατότητα να συμμετέχουν στη θέσπιση, επιβολή και τροποποίηση των λειτουργικών κανόνων. Η διάθεση των αρδευτών για διατήρηση του κοινοτικού μοντέλου διαχείρισης του πόρου αποτυπώθηκε στο Σχήμα % 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% Πιστεύετε ότι αν τη διαχείριση του δικτύου την αναλάμβανε μια κεντρική κρατική αρχή, το σύστημα θα λειτουργούσε: Πολύ καλύτερα Καλύτερα Το ίδιο Χειρότερα Πολύ χειρότερα 2.78% 22.22% 13.89% 52.78% 8.33% Σχήμα Εκτίμηση του επιπέδου λειτουργίας του δικτύου στην περίπτωση που το διαχειριζόταν μια κεντρική κρατική αρχή Στο Σχήμα απεικονίζονται οι απαντήσεις στην ερώτηση της ποσοτικής έρευνας για το κατά πόσο οι αρδευτές θεωρούσαν πως το σύστημα θα λειτουργούσε καλύτερα αν αναλάμβανε τη διαχείρισή του μια κεντρική κρατική αρχή. Όπως φαίνεται το 52,78% Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

84 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 71 απάντησε χειρότερα, το 8,33% πολύ χειρότερα, το 13,89% το ίδιο, το 22,22% καλύτερα και μόλις το 2,78% πολύ καλύτερα. Το 61,11% των ερωτηθέντων δηλαδή έδειξε δυσπιστία ως προς την αποτελεσματικότητα μιας κεντρικής κρατικής αρχής ως υπεύθυνης για τη διαχείριση του δικτύου και θα επέμενε στην κοινοτική διαχείριση αυτού. Η πλειοψηφία των αρδευτών πίστευε πως τα άτομα που εμπλέκονται στη διαχείριση του δικτύου θα έπρεπε να είναι μέλη της κοινότητας ώστε να είναι εξοικειωμένα με τις τοπικές συνθήκες. Προηγούμενη πείρα συνεργασίας Η συνεργασία μεταξύ των κατοίκων δεν περιοριζόταν στη διάνοιξη, τη συντήρηση και τη διαχείριση των αρδευτικών καναλιών αλλά κάλυπτε ένα μεγάλο φάσμα τόσο της αγροτικής όσο και της κοινωνικής ζωής. Πέρα από την προσωπική εργασία όπου κάθε οικογένεια υποχρεωνόταν να διαθέσει ορισμένα ημερομίσθια το χρόνο για έργα κοινής ωφέλειας, οι κάτοικοι της κοινότητας συνεργάζονταν επίσης στον τρύγο, στη συγκομιδή της πατάτας καθώς και στο θερισμό και το αλώνισμα. Ακόμα υπήρχε συνεργασία στο ξεφλούδισμα του καλαμποκιού, στη βόσκηση και το κούρεμα των προβάτων, στην κατασκευή των σπιτιών των κατοίκων και σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης όπως η κατάσβεση πυρκαγιών. Λειτουργούσε επίσης και στις δυο κοινότητες υλοτομικός συνεταιρισμός με σχεδόν μεγάλη συμμετοχή των κατοίκων και αξιόλογη εξαγωγική δραστηριότητα. Η συνεργασία μεταξύ των κατοίκων δημιουργούσε πολύτιμη εμπειρία πάνω σε θέματα συλλογικής αντιμετώπισης των προβλημάτων και συνεπώς συντελούσε στην καλύτερη διαχείριση του αρδευτικού συστήματος. Οι χρήστες φάνηκε να συμμερίζονται την άποψη αυτή καθώς στην ερώτηση για το πόσο θεωρούσαν πως η ύπαρξη συνεργασίας και σε άλλους τομείς βοηθούσε στην καλή συνεργασία στη διαχείριση του δικτύου το 58,82% απάντησε πάρα πολύ, το 38,24% πολύ και το 2,94% μέτρια. Στις επιλογές λίγο και καθόλου δεν απάντησε κανείς. 4.4 ιερεύνηση των λόγων υποβάθμισης της κοινοτικής διαχείρισης των αρδευτικών συστημάτων Ως τη δεκαετία του '80 η διαχείριση του αρδευτικού δικτύου όπως αναλύθηκε ήταν κοινοτική. Από τη δεκαετία του '80 και έπειτα παρατηρείται μια σταδιακή υποβάθμιση της κοινοτικής διαχείρισης έως και σήμερα όπου ακόμη εφαρμόζεται σε υποδεέστερο όμως βαθμό διατηρώντας κάποια βασικά χαρακτηριστικά του παρελθόντος. Στο σημείο αυτό επιχειρείται να γίνει μια σύγκριση μεταξύ των δύο χρονικών περιόδων ώστε να προσδιοριστούν τα στοιχεία εκείνα που αποθαρρύνουν την ανάπτυξη κοινοτικής διαχείρισης του αρδευτικού συστήματος στη σημερινή κατάσταση. Οι λόγοι της μειωμένης χρήσης του πόρου δεν θα πρέπει να αναζητηθούν στους παράγοντες που αφορούν τον Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

85 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 72 πόρο καθώς το σύστημα του ίδιου του πόρου δεν έχει υποστεί καθόλου μεταβολές. Αν συνυπολογιστεί η τεχνολογική πρόοδος που έχει συντελεστεί τις τελευταίες δεκαετίες μπορεί κανείς να ισχυριστεί πως οι συνθήκες είναι πιο ευνοϊκές σε σχέση με το παρελθόν για την κοινοτική διαχείριση του. Προκειμένου να διερευνηθεί αν έχουν μεταβληθεί οι παράγοντες που σχετίζονται με τους χρήστες και τα χαρακτηριστικά των κοινοτήτων τους επιλέχθηκε να συμπεριληφθούν στο ερωτηματολόγιο ερωτήσεις που αναφέρονταν στην σημερινή κατάσταση. Η πλειονότητα των κατοίκων που έχουν παραμείνει στις περιοχής μελέτης έχει πλέον άλλες πηγές εισοδήματος για την κάλυψη των αναγκών τους και οι απολαβές που προέρχονται από το νερό των δικτύων έχουν δευτερεύοντα ρόλο στην οικονομία των νοικοκυριών τους. Όπως φαίνεται στο Σχήμα το ποσοστό των αρδευτών που δήλωσε πως σήμερα εξαρτώνται οικονομικά από τον πόρο από λίγο έως καθόλου ήταν 81,58%. Το αντίστοιχο ποσοστό κατά το παρελθόν ήταν μόλις 7,89%. Επίσης ενώ το 78,95% των αρδευτών δήλωσε πως στο παρελθόν η οικονομία του νοικοκυριού τους στηριζόταν από πολύ μέχρι πάρα πολύ στο νερό που έπαιρναν από το αυλάκι για την άρδευση των κτημάτων τους, σήμερα το ποσοστό αυτό είναι 7,89% 70,00% 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο Καθόλου Παρελθόν 63,16% 15,79% 13,16% 7,89% 0,00% Σήμερα 0,00% 7,89% 10,53% 36,84% 44,74% Σχήμα Βαθμός οικονομικής εξάρτησης των νοικοκυριών από τον υδραύλακα κατά το παρελθόν και σήμερα Αντίστοιχες μεταβολές παρατηρήθηκαν στην ερώτηση περί ύπαρξης συμπληρωματικών πηγών εισοδήματος. Όπως φαίνεται στο Σχήμα το ποσοστό των κατοίκων που έχουν Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

86 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 73 σήμερα συμπληρωματικές πηγές εισοδήματος ανήλθε στο 88,24% από 62,16% που ήταν στο παρελθόν. 90,00% 80,00% 70,00% 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Ναι Όχι Παρελθόν 62,16% 37,84% Σήμερα 88,24% 11,76% Σχήμα Ύπαρξη συμπληρωματικών πηγών εισοδήματος κατά το παρελθόν και σήμερα Οι απαντήσεις στην ερώτηση αν υπάρχει εμπιστοσύνη μεταξύ των κατοίκων σήμερα παρατίθενται στο Σχήμα μαζί με τις απαντήσεις για το τι ίσχυε στο παρελθόν. 50,00% 45,00% 40,00% 35,00% 30,00% 25,00% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% 0,00% Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο Καθόλου Παρελθόν 48,65% 35,14% 16,22% 0,00% 0,00% Σήμερα 3,03% 39,39% 24,24% 27,27% 6,06% Σχήμα Βαθμός εμπιστοσύνης μεταξύ των κατοίκων κατά το παρελθόν και σήμερα Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

87 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 74 Έτσι σήμερα μόλις το 3,03% απάντησε πως έχει πάρα πολύ εμπιστοσύνη στους άλλους κατοίκους του χωριού το 39,39% πολύ, το 24,24% μέτρια, το 27,27% λίγο και το 6,06% καθόλου. Υπενθυμίζεται πως για το παρελθόν το 48,65% είχε απαντήσει πάρα πολύ, το 35,14% πολύ και το 16,22% μέτρια. Τα αποτελέσματα του Σχήματος είναι ακόμα πιο αποκαλυπτικά καθώς δείχνουν πως οι μισοί μόνο από τους ερωτηθέντες θεωρούν πως υπάρχει σήμερα αλληλοβοήθεια μεταξύ των κατοίκων του χωριού. Η απάντηση στην ερώτηση αν υπήρχε αλληλοβοήθεια κατά το παρελθόν όπως προαναφέρθηκε ήταν 97,30%. 100,00% 90,00% 80,00% 70,00% 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Ναι Όχι Παρελθόν 97,30% 2,70% Σήμερα 50,00% 50,00% Σχήμα Ύπαρξη αλληλοβοήθειας μεταξύ των κατοίκων κατά το παρελθόν και σήμερα Μπορεί με βάση τα παραπάνω να ισχυριστεί κανείς πως ενώ και στις δύο κοινότητες κατά το παρελθόν υπήρχαν ισχυροί κοινωνικοί δεσμοί καθημερινής συνεργασίας και ουσιαστικής αλληλεγγύης μεταξύ των μελών τους, οι δεσμοί αυτοί σταδιακά χαλάρωσαν, οι σχέσεις αλλοιώθηκαν και εξατομικεύτηκαν συντελώντας με αυτό τον τρόπο στη μείωση της διάθεσης για συλλογική αντιμετώπιση των προβλημάτων με ανάπτυξη κοινοτικής διαχείρισης. Κύρια αιτία της υποβάθμισης της κοινοτικής διαχείρισης στην περιοχή αποτέλεσε η δραματική μείωση του πληθυσμού που προήλθε από το οξύ μεταναστευτικό ρεύμα που σημειώθηκε στον ελλαδικό χώρο για πολλές δεκαετίες είτε προς το εξωτερικό είτε προς τα αστικά κέντρα. Η αιτία αυτή αποτελεί εξωτερικό παράγοντα που δεν περιλαμβάνεται στις αρχές σχεδιασμού. Αυτή η παρατήρηση ενισχύει τις ολοένα και περισσότερες φωνές που υποστηρίζουν τη διεύρυνση των αρχών σχεδιασμού και την ανάγκη να συμπεριληφθούν σε αυτές κοινωνικοί, οικονομικοί και πολιτικοί παράγοντες. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

88 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα Στο Κεφάλαιο 4 παρατηρήθηκε πως δύο σημαντικά στοιχεία που ευνοούν την κοινοτική διαχείριση ενός επιφανειακού αρδευτικού συστήματος είναι η ύπαρξη ενός στίβου επικοινωνίας μεταξύ των χρηστών του και η χρησιμοποίηση από αυτούς ενός συστήματος επιβολής κλιμακούμενων κυρώσεων. Στο Κεφάλαιο αυτό θα διερευνηθεί αν οι μεταβλητές αυτές θα μπορούσαν να συντελέσουν στην επιτυχή κοινοτική διαχείριση ενός υπόγειου υδροφορέα. Η διερεύνηση αυτή έγινε με την πραγματοποίηση οικονομικών πειραμάτων, με τα οποία υπάρχει η δυνατότητα αλλαγής μίας μεταβλητής διατηρώντας παράλληλα σταθερές άλλες μεταβλητές ώστε να μελετούνται πιθανές αλλαγές στις ανθρώπινες συμπεριφορές. Θα πρέπει να σημειωθεί πως ενώ τα πρώτα οικονομικά πειράματα διεξήχθησαν την δεκαετία του 30, άρχισαν να γίνονται ευρέως αποδεκτά σαν εργαλεία μελέτης κοινωνικών αλληλεπιδράσεων αρκετές δεκαετίες αργότερα (Kogel και Roth, 1995). 5.1 Σχεδιασμός του οικονομικού πειράματος To οικονομικό πείραμα διεξήχθη με το λογισμικό z-tree που κατασκευάστηκε, αναπτύχθηκε και παρουσιάστηκε από το πανεπιστήμιο της Ζυρίχης (Fischbacher, 2007). Έχει ως σκοπό να διευκολύνει την πραγματοποίηση οικονομικών πειραμάτων με σχετική ευκολία χωρίς να απαιτείται ιδιαίτερη εμπειρία και αποτελείται, αφ' ενός, από το z-tree, το πρόγραμμα που χρησιμοποιεί ο οργανωτής του πειράματος και αφ' ετέρου, από το z-leaf, το πρόγραμμα που χρησιμοποιείται από τους συμμετέχοντες παίκτες. Στο z-tree μπορεί να καθοριστεί και να πραγματοποιηθεί ευρεία σειρά πειραμάτων. Στο οικονομικό πείραμα συμμετείχαν 100 προπτυχιακοί φοιτητές του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, και με τη συμμετοχή τους στο πείραμα μπορούσαν να βελτιώσουν το βαθμό τους στο μάθημα επιλογής Ανάλυση συστημάτων και επικινδυνότητας, ανάλογα με την επίδοση τους στο οικονομικό πείραμα. Το οικονομικό πείραμα έλαβε χώρα στη νησίδα υπολογιστών του Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

89 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 76 τμήματος Πολιτικών Μηχανικών σε δύο φάσεις. Η πρώτη φάση πραγματοποιήθηκε τον Ιούνιο του 2007 με τη συμμετοχή 48 φοιτητών ενώ στη δεύτερη συμμετείχαν 52 φοιτητές και διεξήχθη τον Μάιο του 2008 (Πετράκος και Κλάδος, 2008), (Γεωργακόπουλος, Κλάδος, Πετράκος και Ζορμπά, 2009), ( ημητριάδης και Τενεκετζή, 2009). Οι φοιτητές χωρίστηκαν σε επτά ομάδες των δώδεκα ατόμων και μία των δεκαέξι, κάθε μια από τις οποίες προσήρθε σε καθορισμένη ημέρα και ώρα στη νησίδα. Πριν από κάθε μέρος του πειράματος μοιράστηκαν στους φοιτητές ενημερωτικά φυλλάδια με όλες τις απαραίτητες οδηγίες, οι οποίες παρατίθενται στο Παράρτημα Β. Μετά την ανάγνωση των οδηγιών από τους συμμετέχοντες, δόθηκαν διευκρινίσεις σε τυχόν απορίες τους. Κατά τη διάρκεια όλων των μερών του πειράματος, οι συμμετέχοντες χωριζόταν σε ομάδες τυχαία. Η σύνθεση των ομάδων διατηρούνταν σταθερή κατά τη διάρκεια κάθε κατηγορίας πειράματος. Αξίζει να σημειωθεί πως ο Dickinson (2006) απέδειξε πως οι φοιτητές που συμμετέχουν σε οικονομικά πειράματα στα οποία υπάρχει βαθμολογική ανταμοιβή συμπεριφέρονται το ίδιο ή και περισσότερο λογικά από όταν συμμετέχουν σε πειράματα που υπάρχει οικονομική ανταμοιβή. Απέδειξε ακόμα πως τα αποτελέσματα είναι ακόμα καλύτερα όταν τα οικονομικά πειράματα διεξάγονται κοντά στο τέλος του ακαδημαϊκού εξαμήνου, κάτι που συνέβη και στις δύο φάσεις του παρουσιαζόμενου πειράματος. Επίσης οι Isaac, Walker και Williams (1993) διεξήγαγαν ίδια πειράματα πόρων κοινής δεξαμενής τόσο με οικονομικά όσο και με βαθμολογικά κίνητρα που έβγαλαν τα ίδια αποτελέσματα. 5.2 Πείραμα αναφοράς Προκειμένου να ελεγχθεί η επίδραση των μεταβολών σε μία κατάσταση δράσης χρειάζεται η διεξαγωγή πειραμάτων αναφοράς ώστε να μπορούν να εξαχθούν συμπεράσματα από τη σύγκριση των αποτελεσμάτων. Έτσι αρχικά μελετήθηκε ένα μοντέλο βασικής αλληλεπίδρασης μεταξύ των χρηστών ενός υπόγειου υδροφορέα στο οποίο με όρους του θεωρητικού πλαισίου της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης οι μεταβλητές στο πεδίο δράσης είναι: 1. Οι συμμετέχοντες είναι δύο ή τέσσερεις οι οποίοι ενδιαφέρονται για άντληση ποσότητας νερού προς άρδευση. Θα πρέπει να σημειωθεί πως το πείραμα αναφοράς με δύο παίκτες διεξήχθη μόνο στην πρώτη φάση του πειράματος ενώ το πείραμα με ομάδες των τεσσάρων ατόμων διεξήχθη και στις δύο φάσεις με τη συμμετοχή και των 100 φοιτητών. 2. Η μοναδική θέση η οποία υπάρχει κατά τη διάρκεια του πειράματος είναι αυτή του χρήστη-αρδευτή. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

90 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα Η μόνη δυνατή ενέργεια που μπορεί να κάνει στο βασικό πείραμα κάποιος χρήστης είναι να αποφασίζει σε κάθε στάδιο την ποσότητα νερού που επιθυμεί να αντλήσει. 4. Τα αποτελέσματα των ενεργειών κάθε χρήστη έχει άμεση επίδραση στα κέρδη όλων των χρηστών. 5. Η συνάρτηση μετατροπής που χρησιμοποιήθηκε για να αντιστοιχίσει τα κέρδη των χρηστών με τις πραγματοποιούμενες αντλήσεις είναι η κανονικοποιημένη συνάρτηση (5.1) που πρότειναν οι Tolikas, Zormpa και Tolikas (2002) για τον υπολογισμό του κέρδους κάθε αγρότη που είναι ιδιοκτήτης μίας από τις Ν εγκατεστημένες γεωτρήσεις, που εντοπίζονται σε ισάριθμα αγροκτήματα, σε ένα υδροφορέα με διαρροή. Ο αναλυτικός τρόπος σχηματισμού της συνάρτησης παρατίθεται στο Παράρτημα Γ. 1 fi q i(a qi N N j 1, j i qi) (5.1) όπου: f i : το κέρδος του i στου αγρότη qi : η αντλούμενη ποσότητα νερού του i στου αγρότη όπου 0< qi <0,5. N : ο αριθμός αγροτών Α : παράμετρος που εξαρτάται από τις ετήσιες υδρολογικές συνθήκες Το κέρδος κάθε χρήστη εξαρτάται από την άντλησή του, αλλά και από τις αντλήσεις των άλλων παικτών καθώς και από τις ετήσιες υδρολογικές συνθήκες. Στην περίπτωση μας θεωρήθηκε ότι οι υδρολογικές συνθήκες είναι σταθερές και συνεπώς το Α λαμβάνεται ίσο με 1. Σημειώνεται πως η εξίσωση του κέρδους που δόθηκε στους παίκτες ήταν πολλαπλασιασμένη με ένα συντελεστή ίσο με 100 ώστε να μπορούν να έχουν καλύτερη αντίληψη και ευκολότερη εποπτεία των αποτελεσμάτων. Θα πρέπει να σημειωθεί πως η παραβολική μορφή της συνάρτησης ταυτίζεται με αντίστοιχες συναρτήσεις εκμετάλλευσης ανανεώσιμων φυσικών πόρων (Clark, 1990). 6. Οι χρήστες κατά την διάρκεια του βασικού πειράματος είχαν πληροφόρηση για τη συνάρτηση μετατροπής και για την κοινή θέση όλων των συμμετεχόντων. Γνώριζαν επίσης από πόσα άτομα απαρτίζεται η ομάδα τους, αλλά δεν γνώριζαν ποιοί την αποτελούν. Αφού ο κάθε παίκτης είχε επιλέξει την άντληση του, ενημερωνόταν για το κέρδος που του επέφερε. Παράλληλα ενημερωνόταν για την άντληση που πραγματοποίησαν οι άλλοι παίκτες καθώς και τα κέρδη Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

91 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 78 αυτών. εν υπήρχε καμία επικοινωνία μεταξύ των χρηστών κατά τη διάρκεια του βασικού αυτού πειράματος. 7. εν υπήρχε επισύναψη κάποιου κόστους ή οφέλους στους χρήστες με βάση τις ενέργειες τους. Αυτό θα συνέβαινε για παράδειγμα αν υπήρχε πρόβλεψη επιβολής προστίμου σε κάποιον ο οποίος αντλούσε μεγάλες ποσότητες νερού ή επιβράβευσης κάποιου που αντλούσε νερό σε συνεργατικά πλαίσια. Το πείραμα επαναλήφθηκε για 13 περιόδους, χωρίς όμως οι συμμετέχοντες να γνωρίζουν τον αριθμό των περιόδων που θα διεξαχθούν. Για την ευκολότερη κατανόηση του πειράματος η πρώτη περίοδος αυτού του σταδίου ήταν δοκιμαστική και τα κέρδη που προέκυψαν από τις αντλήσεις αυτής της περιόδου δεν συμπεριλήφθηκαν στο συνολικό κέρδος. Η ενέργεια q i =0,25 είναι αυτή που θα απέφερε σε όλους τους αγρότες το ίδιο μέγιστο κέρδος, ίσο με 0,125 αν αυτοί ήταν αναγκασμένοι να προβούν στην ίδια ενέργεια. Πρόκειται δηλαδή για τη Pareto-βέλτιστη άντληση καθώς αποτελεί τη βέλτιστη συλλογική λύση. Εντούτοις μία κατάσταση στην οποία όλοι θα πραγματοποιούσαν τη βέλτιστη κοινωνικά άντληση είναι δύσκολο να εδραιωθεί καθώς είναι ελκυστικό για κάποιον παίκτη να εκμεταλλευτεί τη διάθεση συνεργασίας των άλλων παικτών αυξάνοντας την άντλησή του με την προσδοκία της αύξησης των κερδών του. Είναι δυνατό δηλαδή να εμφανιστεί το πρόβλημα του τζαμπατζή με αποτέλεσμα οι υπόλοιποι παίκτες να αυξήσουν την άντλησή τους προκειμένου να μη γίνει αντικείμενο εκμετάλλευσης η διάθεση τους για συνεργασία. Βέβαια αν όλοι οι παίκτες επιλέξουν να πραγματοποιήσουν υψηλές αντλήσεις κοντά στο 0,5 το κέρδος των παικτών θα ελαχιστοποιούταν ή και θα μηδενιζόταν. Η θεωρία παιγνίων προβλέπει ότι σε τέτοιες καταστάσεις αλληλεπίδρασης οι παίκτες θα πραγματοποιούν τις ενέργειες της ισορροπίας Nash. Αυτή μπορεί να υπολογιστεί παραγωγίζοντας την εξίσωση 5.1 και εξισώνοντας τη με το μηδέν. Επειδή το παίγνιο είναι συμμετρικό όλοι οι παίκτες στην ισορροπία Nash παίρνουν την ίδια απόφαση. Υπολογίζεται έτσι πως η στρατηγική Nash οδηγεί στο q i = 0,33. Το κέρδος για κάθε αγρότη στην ισορροπία Nash είναι Κ = 0,1089 που είναι το 87% του πιθανού κέρδους που κάθε αγρότης θα μπορούσε να κερδίσει εάν όλοι πραγματοποιούσαν τη Pareto-βέλτιστη άντλησης. Στο Σχήμα 5.1. παρουσιάζεται η μέση άντληση ανά περίοδο για το πείραμα αναφοράς στο οποίο συμμετείχαν δύο παίκτες. Η μέση άντληση τους είναι 0,361 και η τυπική απόκλιση 0,0837. Το μέσο κέρδος που αποκόμισαν οι παίκτες ανέρχεται στο 73,56% του βέλτιστου κέρδους. Η μέση άντληση των δύο παικτών συνέκλινε για πρώτη φορά κοντά στην ισορροπία Nash με απόκλιση 10%, μετά από 4,63 αλληλεπιδράσεις. Στις επόμενες αλληλεπιδράσεις οι παίκτες πραγματοποίησαν αντλήσεις κοντά στην ισορροπία Nash σε Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

92 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 79 ποσοστό 40,24%. Η μεγαλύτερη μέση άντληση που πραγματοποίησε κάποιος παίκτης ήταν 0,479 ενώ η μικρότερη 0,237. 0,45 0,4 Άντληση 0,35 0,3 Μέση άντληση Ισορροπία Nash 0,25 0, Περίοδοι Σχήμα 5.1. Η μέση άντληση ανά περίοδο στο πείραμα αναφοράς με δύο παίκτες Αντίστοιχα για το πείραμα αναφοράς στο οποίο συμμετείχαν τέσσερεις παίκτες η μέση άντληση ήταν 0,349 και η τυπική απόκλιση 0,0848. Η διακύμανση της μέσης άντλησης φαίνεται στο Σχήμα 5.2., ενώ το κέρδος τους είναι το 76,55% της Pareto-βέλτιστη άντλησης. 0,45 0,4 Άντληση 0,35 0,3 Μέση άντληση Ισορροπία Nash 0,25 0, Περίοδοι Σχήμα 5.2. Η μέση άντληση ανά περίοδο στο πείραμα αναφοράς με τέσσερεις παίκτες Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

93 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 80 Για πρώτη φορά η άντληση συνέκλινε στην ισορροπία Nash με απόκλιση 10%, μετά από 2,5 περιόδους. Η σταθερότητα της σύγκλισης δηλαδή το ποσοστό των επαναλήψεων μετά την περίοδο σύγκλισης στο οποίο οι παίκτες πραγματοποιούν αντλήσεις κοντά στην ισορροπία Nash, ήταν 63,38%. Η μέγιστη μέση άντληση που πραγματοποίησε κάποιος παίκτης ήταν 0,400 και η ελάχιστη 0,225. Παρατηρείται και στις δύο περιπτώσεις πως οι αντλήσεις που πραγματοποιούν οι παίκτες είναι ελαφρώς μεγαλύτερες από αυτές της ισορροπίας Nash. Με την πάροδο των περιόδων η διαφορά αυτή μειώνεται. Αυτό πιθανά να οφείλεται στην εμπειρία που αποκόμισαν οι παίκτες κατά την διάρκεια του πειράματος. Έτσι φαίνεται πως η ισορροπία Nash δεν είναι απλά ένα θεωρητικό μέγεθος αλλά επαληθεύεται και στην πράξη και μπορεί να είναι ένα χρήσιμο εργαλείο. Στη συνέχεια έγινε απόπειρα ταξινόμησης των ενεργειών των παικτών ανάλογα με τη συνεργατική ή μη διάθεση που επέδειξαν. Έτσι αντλήσεις που κυμαινόταν από 0,00 έως 0,22 χαρακτηρίστηκαν αφελείς ή λανθασμένες, αντλήσεις από 0,23 έως 0,28 χαρακτηρίστηκαν ως αλτρουιστικές, από 0,29 έως 0,36 ως λογικές, από 0,37 έως 0,42 ως ελαφρά εγωιστικές και από 0,43 έως 0,50 ως εγωιστικές. Στα Σχήματα 5.3. και 5.4. παρουσιάζονται οι κατανομές των ενεργειών ανάλογα με τις πραγματοποιούμενες αντλήσεις για τα δύο πειράματα αναφοράς. 20,63% 4,69% 14,17% λάθος ή αφελείς αλτρουιστικές λογικές 29,38% 31,15% ελαφρά εγωιστικές εγωιστικές Σχήμα 5.3. Κατανομή ενεργειών ανάλογα με τη διάθεση για συνεργασία στο πείραμα αναφοράς με δύο παίκτες Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

94 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 81 15,10% 7,55% 13,09% λάθος ή αφελείς αλτρουιστικές λογικές 32,62% 31,65% ελαφρά εγωιστικές εγωιστικές Σχήμα 5.4. Κατανομή ενεργειών ανάλογα με τη διάθεση για συνεργασία στο πείραμα αναφοράς με τέσσερεις παίκτες Στο πείραμα αναφοράς με δύο παίκτες το 20,63% των ενεργειών των παικτών χαρακτηρίστηκαν ως εγωιστικές, το 29,38% ως ελαφρά εγωιστικές, το 31,15% ως λογικές, το 14,17% ως αλτρουιστικές και το 4,69% ως αφελείς ενώ αντίστοιχα στο πείραμα αναφοράς με τέσσερεις παίκτες το 15,10% των ενεργειών των παικτών χαρακτηρίστηκαν ως εγωιστικές, το 32,62% ως ελαφρά εγωιστικές, το 31,65% ως λογικές, το 13,09% ως αλτρουιστικές και το 7,55% ως αφελείς. Η κατανομή αυτή που κυμαίνεται και στις δύο περιπτώσεις στα ίδια επίπεδα θα χρησιμοποιηθεί για την ποιοτική διερεύνηση των μεταβολών που πραγματοποιήθηκαν στα επόμενα πιο σύνθετα πειράματα. 5.3 Πείραμα με τιμωρία Ένας από τους σημαντικότερους λόγους που διεξήχθηκαν τα πειράματα αναφοράς ήταν για να διερευνηθούν οι επιδράσεις αλλαγών στην δομή του πεδίου δράσης. Όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 3 μία από τις βασικές αρχές σχεδιασμού για επιτυχή διαχείριση πόρου κοινής δεξαμενής είναι η ύπαρξη κλιμακούμενων κυρώσεων. Η πρώτη δομική αλλαγή που έγινε στο πείραμα αφορούσε την εισαγωγή αυτού του στοιχείου. Σε αυτή τη φάση αφού ο κάθε παίκτης είχε ενημερωθεί για τις αντλήσεις και τα κέρδη όλων των παικτών, είχε αν επιθυμούσε την δυνατότητα να τιμωρήσει κάποιον από τους άλλους παίκτες. Έτσι μπορούσε να αφαιρέσει μέρος από τα κέρδη του παίκτη που ήθελε να τιμωρήσει, αλλά με κάποιο προσωπικό κόστος.οι δυνατές μειώσεις κερδών αλλά και τα αντίστοιχα κόστη φαίνονται στον Πίνακα 5.1. ο οποίος ήταν γνωστός στους παίκτες. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

95 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 82 Πίνακας 5.1. Επίπεδα τιμωρίας και αντίστοιχα κόστη Μείωση κέρδους του τιμωρούμενου παίκτη κατά Μείωση κέρδους του παίκτη που τιμωρεί κατά Όσον αφορά τις μεταβλητές του πεδίου δράσης άλλαξε ουσιαστικά το στοιχείο των δυνατών ενεργειών των παικτών και ο κάθε ένας από τους τέσσερεις παίκτες που συμμετείχαν στο πείραμα είχε την δυνατότητα εκτός από να αντλήσει μια ποσότητα νερού να τιμωρήσει κάποιον από τους άλλους παίκτες με κάποιο προσωπικό κόστος. Επίσης εισήχθηκαν κόστη καθώς η άντληση που κάποιος πραγματοποιούσε μπορούσε να σταθεί αφορμή για αφαίρεση μέρους των κερδών του. Κόστος είχε βέβαια και αυτός που θα αποφάσιζε να συμβεί κάτι τέτοιο. Όταν όλοι οι παίκτες είχαν αποφασίσει αν και κατά πόσο θα μείωναν το κέρδος κάποιου άλλου παίκτη, πληροφορούνταν τα κέρδη όλων των παικτών πριν και μετά από τις τιμωρίες που είχαν επιβληθεί. Ο αριθμός των περιόδων, που παρέμενε άγνωστος στους παίκτες, σε αυτό το στάδιο ήταν 14. Σύμφωνα με τη θεωρία παιγνίων σε τέτοιες καταστάσεις, αν οι παίκτες συμπεριφερθούν απολύτως λογικά με γνώμονα την αύξηση των προσωπικών τους κερδών δεν θα επιλέξουν καμία φορά να τιμωρήσουν κάποιο άλλο παίκτη γιατί αυτό θα μείωνε το συνολικό προσωπικό τους κέρδος. Οι παίκτες λοιπόν υποθέτοντας πως και οι άλλοι παίκτες θα συμπεριφερθούν λογικά και δεν θα χρησιμοποιήσουν την επιλογή της τιμωρίας θα εξακολουθήσουν να έχουν την ίδια συμπεριφορά που είχαν και πριν την εισαγωγή της τιμωρίας (Fehr και Gatcher, 2000). Παρόλα αυτά τα αποτελέσματα έδειξαν πως η τιμωρία όσων συμβάλλουν στην υπεράντληση του υδροφορέα φαίνεται να είναι ένα εργαλείο που χρησιμοποιείται από τους παίκτες και τους οδηγεί στη μείωση των αντλήσεων τους. Άντληση 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0, Περίοδοι Πείραμα αναφοράς Πείραμα με τιμωρία Ισορροπία Nash Pareto-βέλτιστη άντληση Σχήμα 5.5. Η μέση άντληση ανά περίοδο στο πείραμα με τιμωρία Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

96 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 83 Συγκεκριμένα η μέση άντληση είναι τώρα 0,308 με τυπική απόκλιση 0,0596. Το μέσο κέρδος που αποκόμισαν οι παίκτες ανέρχεται στο 65,2% του βέλτιστου κέρδους. Το γεγονός ότι είναι μικρότερο από το κέρδος του πειράματος αναφοράς εξηγείται εύκολα λόγω της χρήσης του εργαλείου της τιμωρίας, το οποίο κοστίζει και για αυτόν που τιμωρείται και για αυτόν που το χρησιμοποιεί. Επίσης παρατηρείται μείωση της μέσης άντλησης με την πάροδο των περιόδων, πράγμα που δείχνει ότι οι παίκτες με την πάροδο του χρόνου αντιλαμβάνονται ολοένα και περισσότερο ποιες είναι οι αντλήσεις που βελτιστοποιούν το κέρδος τους. Στο Σχήμα 5.6. παρουσιάζονται οι κατανομές των ενεργειών ανάλογα με τις αντλήσεις για το πείραμα με την τιμωρία. 35,29% 3,26% 8,46% 14,06% λάθος ή αφελείς αλτρουιστικές λογικές ελαφρά εγωιστικές 38,93% εγωιστικές Σχήμα 5.6. Κατανομή ενεργειών στο πείραμα με τιμωρία Παρατηρείται ότι με την παρουσία της τιμωρίας οι αλτρουιστικές ενέργειες σχεδόν τριπλασιάστηκαν αφού αυξήθηκαν από 14% σε 39%, οι λογικές μειώθηκαν από 40% σε 32%, ενώ μείωση εμφανίστηκε στις ελαφρώς εγωιστικές από 35% σε 23% αλλά και στις εγωιστικές ενέργειες από 3% σε 2%. Φαίνεται ότι η απειλή της τιμωρίας αφενός μείωσε τις υψηλές αντλήσεις και ανάγκασε αρκετούς παίκτες να αντλούν σε χαμηλά επίπεδα και αφετέρου οδήγησε τους παίκτες σε ακόμα πιο συνεργατικές κινήσεις. Παρατηρήθηκε επίσης ότι μεγάλος αριθμός παικτών, σε ποσοστό 49,03%, επέλεξε να χρησιμοποιήσει την τιμωρία, παρόλο που αυτό συνεπάγεται μείωση του κέρδους τους. Οι παίκτες επέλεξαν να αφαιρέσουν 3 βαθμούς από κάποιον άλλο παίκτη σε ποσοστό 56,09%, να αφαιρέσουν 6 βαθμούς σε ποσοστό 26,06%, 9 βαθμούς σε ποσοστό 10,20% και 12 βαθμούς σε ποσοστό μόλις 7,65%. Όπως φαίνεται η πλειοψηφία των παικτών Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

97 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 84 επέλεξαν να τιμωρήσουν με την ελάχιστη ποινή κάποιο συμπαίκτη τους. Σε αυτό συνέβαλλε και το κόστος τιμωρίας, δηλαδή η μείωση του προσωπικού τους κέρδους ανάλογα με την τιμωρία που επέβαλλαν. Παρατηρείται λοιπόν μια προσπάθεια να συνετίσουν και όχι να καταστείλουν ή να εκδικηθούν τους συμπαίκτες τους που πραγματοποιούν εγωιστικές ενέργειες λαμβάνοντας υπόψη και το γεγονός πως οι αλληλεπιδράσεις θα συνεχιστούν αλλά και πιθανές εκδικητικές συμπεριφορές των άλλων. Θα πρέπει να σημειωθεί πως το εργαλείο της τιμωρίας χρησιμοποιήθηκε κυρίως απέναντι σε εγωιστικές ενέργειες και όχι συλλήβδην. Όσο μεγαλύτερη άντληση πραγματοποιούσε ένας παίκτης τόσο αυξανόταν και η πιθανότητα να τιμωρηθεί. Όπως φαίνεται και στο Σχήμα 5.7. οι λάθος ή αφελείς ενέργειες τιμωρήθηκαν σε ποσοστό 29,63% και οι αλτρουιστικές σε ποσοστό 31,13%. Το ποσοστό τιμωρίας αυξήθηκε στο 42,04% για τις λογικές ενέργειες ενώ για τις ελαφρά εγωιστικές και εγωιστικές ανήλθε σε ποσοστά 50,00% και 51,20% αντίστοιχα λάθος ή αφελείς αλτρουιστικές λογικές ελαφρά εγωιστικές εγωιστικές Σχήμα 5.7. Ποσοστό τιμωρίας παίκτη ανάλογα με την ενέργεια του Στον Πίνακα 5.2. φαίνεται η μέση τιμωρία που δέχτηκαν οι διάφορες κατηγορίες ενεργειών. Πίνακας 5.2. Μέση τιμωρία ανάλογα με την ενέργεια Ενέργεια Μέση τιμωρία Λάθος ή Αφελείς 1,56 Αλτρουιστικές 1,99 Λογικές 2,46 Ελαφρά εγωιστικές 3,49 Εγωιστικές 5,25 Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

98 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 85 Έτσι η μέση τιμωρία που δέχτηκαν οι λάθος ή αφελείς ενέργειες ήταν 1,56, οι αλτρουιστικές 1,99 και οι λογικές 2,46. Η μέση τιμωρία που επέβαλλαν οι παίκτες σε ελαφρά εγωιστικές ενέργειες ήταν 3,49 και σε εγωιστικές 5,25. Φαίνεται έτσι πως όταν ένας παίκτης πραγματοποιεί μεγάλες αντλήσεις εκτός από την πιθανότητα να τιμωρηθεί αυξάνεται και το μέγεθος της ποινής που δέχεται. Ενδιαφέρον παρουσιάζει επίσης, η μελέτη της συμπεριφοράς των παικτών που τιμωρήθηκαν, στην επόμενη περίοδο μετά τη τιμωρία τους. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 5.8. τις φορές που κάποιος παίκτης βρέθηκε τιμωρημένος σε ποσοστό 37,50% μείωσε την άντληση του σε ποσοστό 32,44% ενώ η άντληση του παρέμεινε σταθερή σε ποσοστό 37,50%. Είναι αξιοσημείωτο ότι οι παίκτες που πραγματοποίησαν εγωιστικές και ελαφρά εγωιστικές αντλήσεις και τιμωρήθηκαν αναγκάστηκαν να μειώσουν τις αντλήσεις τους σε μεγαλύτερο ποσοστό. Συγκεκριμένα το 42,70% μείωσε τις αντλήσεις του, το 35,96% τις κράτησε σταθερές, ενώ μόλις το 21,34% επέλεξε να τις αυξήσει μείωση χωρίς μεταβολή αύξηση εγωιστικές και ελαφριά εγωιστικές ενέργειες που τιμωρήθηκαν σύνολο τιμωρούμενων ενεργειών Σχήμα 5.8. Συμπεριφορά των παικτών μετά την τιμωρία Στο διάγραμμα του Σχήματος 5.9. φαίνεται το ποσοστό των παικτών που μείωσαν την άντληση τους μετά από τιμωρία, ανάλογα με το είδος της ενέργειας τους. Το 27,71% αυτών που πραγματοποίησαν αλτρουιστική ενέργεια και τιμωρήθηκαν μείωσαν στην επόμενη περίοδο την άντληση του. Το αντίστοιχο ποσοστό για αυτούς που πραγματοποίησαν λογικές ενέργειες είναι 38,55% και για αυτούς που πραγματοποίησαν ελαφρά εγωιστικές 40,45%. Είναι χαρακτηριστικό ότι τις λίγες φορές που εμφανίστηκαν καθαρά εγωιστικές συμπεριφορές και τιμωρήθηκαν οι παίκτες που τις πραγματοποίησαν μείωσαν την άντληση τους στην επόμενη περίοδο. Το πείραμα δηλαδή έδειξε πως η Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

99 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 86 τιμωρία ως εργαλείο λειτούργησε περισσότερο στους παίκτες που πραγματοποίησαν μεγάλες αντλήσεις λάθος ή αφελείς αλτρουιστικές λογικές ελαφρά εγωιστικές εγωιστικές Σχήμα 5.9. Ποσοστό των παικτών που μείωσαν την άντληση τους μετά από τιμωρία Φαίνεται ότι η είσοδος του στοιχείου της τιμωρίας βοήθησε στη μείωση της άντλησης σε επίπεδα μικρότερα από αυτά της ισορροπίας Nash και κοντά στις βέλτιστες κοινωνικά αντλήσεις. Σε αρκετά αντίστοιχα πειράματα πόρων κοινών δεξαμενής και δημοσίων αγαθών (Andreoni, 1988), (Carpenter, 2007) η σύνθεση της ομάδας δεν παραμένει σταθερή αλλά επαναπροσδιορίζεται τυχαία μετά το τέλος κάθε περιόδου. Σε αυτήν την περίπτωση η υπόθεση ενός παίκτη πως αν τιμωρήσει ένα αντίπαλο έγκαιρα θα του αποφέρει σε βάθος κάποιων περιόδων κέρδος αναιρείται καθώς ο άλλος παίκτης δεν θα βρίσκεται στην ίδια ομάδα σε όλες τις επόμενες περιόδους. Τo γεγονός πως υπάρχει αντιστοιχία μεταξύ των αποτελεσμάτων των πειραμάτων με σταθερή και μεταβλητή σύνθεση ομάδων αποδεικνύει πως οι παίκτες χρησιμοποιούν το στοιχείο της τιμωρίας για στρατηγικούς λόγους και όχι προσδοκώντας άμεσα κέρδη. Στο συγκεκριμένο πείραμα επιλέχθηκε η σύνθεση των ομάδων να είναι σταθερή καθώς δόθηκε μεγαλύτερη βαρύτητα στο να είναι η προσομοίωση όσο το δυνατόν πιο αντιπροσωπευτική. 5.4 Πείραμα με επικοινωνία Μια άλλη βασική αρχή σχεδιασμού για επιτυχή κοινοτική διαχείριση ενός πόρου είναι η ύπαρξη μηχανισμών επίλυσης διαφορών. Η επόμενη αλλαγή που έγινε στη δομή του πειράματος αναφοράς ήταν η προσομοίωση μιας τέτοιας κατάστασης με την εισαγωγή του στοιχείου της επικοινωνίας μεταξύ των παικτών αλλάζοντας ουσιαστικά τη μεταβλητή της πληροφόρησης στο πεδίο δράσης. Οι παίκτες μετά από τη διενέργεια του πειράματος αναφοράς, όπου δεν υπήρχε κανενός είδους επικοινωνία μεταξύ της ομάδας, καλούνταν Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

100 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 87 σε ένα σημείο του παιγνίου να συναντηθούν για δέκα λεπτά. Ο σκοπός της συνάντησης των παικτών ήταν να έρθουν σε επαφή και να παρατηρηθεί αν με αυτή θα επέλθει κάποιου είδους συνεργασία. Οι παίκτες δεν ήταν ενήμεροι για τον απώτερο σκοπό της συνάντησης τους. Ο αριθμός των περιόδων αλληλεπίδρασης των παικτών μετά την επικοινωνία, άγνωστος και αυτήν την φορά στους παίκτες, ήταν 10. Σύμφωνα με τη θεωρία παιγνίων το γεγονός πως οι παίκτες θα συναντηθούν δεν αναμένεται να αλλάξει τη συμπεριφορά τους καθώς το σημείο Nash θα παραμένει ίδιο και μετά τη συνάντηση και δεν διαφαίνεται κάποιος λόγος να αποκλίνει κάποιος από αυτό καθώς, ακόμα και αν στη συνάντηση δεσμευτούν να αντλήσουν μια συγκεκριμένη ποσότητα, κανείς δεν μπορεί να εγγυηθεί ότι η δέσμευση θα τηρηθεί. Αντίθετα με τις προβλέψεις τα αποτελέσματα έδειξαν πως η επικοινωνία συνέβαλλε σε δραστική μείωση των αντλήσεων, όπως φαίνεται και από το Σχήμα όπου οι αντλήσεις των παικτών είχαν μέση τιμή 0,277, με τυπική απόκλιση 0,0465 η οποία προσεγγίζει την Pareto-βέλτιστη άντληση. Η συνάντηση των παικτών έπαιξε καθοριστικό ρόλο και στην αύξηση των κερδών των παικτών. Το συνολικό μέσο κέρδος σε αυτό το πείραμα ανέρχεται σε ποσοστό 96,20% του βέλτιστου. Μελετητές αντίστοιχων πειραμάτων ισχυρίζονται πως οι παίκτες κατά τη διάρκεια της επικοινωνίας καταρχάς διασαφηνίζουν μεταξύ τους τις πτυχές του διλήμματος στο οποίο αλληλεπιδρούν. Με τον τρόπο αυτό μαθαίνουν ποιά είναι η βέλτιστη λύση και κάποιοι παίκτες που πιθανά να μην την είχαν διαγνώσει. Πέραν αυτού, μέσα από την συνάντηση φαίνεται να δημιουργείται ένα είδος συλλογικής ταυτότητας της ομάδας υπό την οποία οι παίκτες λαμβάνουν την δέσμευση να ακολουθήσουν πιο συνεργατικές ενέργειες (Sally, 2001), (Ostrom, 1994 και 2000), (Bochet, Page, και Putterman, 2006). Άντληση 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0, Περίοδοι Πείραμα αναφοράς Πείραμα με τιμωρία Ισορροπία Nash Pareto-βέλτιστη άντληση Πείραμα με επικοινωνία Σχήμα Η μέση άντληση ανά περίοδο στο πείραμα με επικοινωνία Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

101 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 88 Συγκρίνοντας στο Σχήμα τις δύο μεταβολές στο πείραμα αναφοράς, δηλαδή την εισαγωγή των στοιχείων της τιμωρίας και της επικοινωνίας προκύπτει ότι ενώ στο παίγνιο με το στοιχείο της τιμωρίας, η μέση άντληση κυμαίνεται σε τιμές λίγο χαμηλότερες από την ισορροπία Nash στο παίγνιο με την επικοινωνία, μετά τη συνάντηση μειώθηκε επίσης σε τιμές χαμηλότερες από την ισορροπία Nash αλλά πιο κοντά στη Pareto-βέλτιστη άντληση. Λαμβάνοντας υπόψη τη σημαντική επιρροή και των δυο στοιχείων στην ορθολογική διαχείριση των αντλήσεων, αξίζει να σημειωθεί ότι η συνεύρεση των παικτών και η συζήτηση γύρω από τα κοινά τους προβλήματα οδήγησε σε πιο ικανοποιητικά επίπεδα αντλήσεων, ξεπερνώντας ως ένα βαθμό τα υψηλά κόστη και τις πιθανές έριδες που μπορεί να προκύψουν από τη χρήση της τιμωρίας. Θα μπορούσε να ισχυριστεί κανείς πως η τιμωρία αποτελεί ένα ατομικό μέσο διατήρησης ισορροπιών, με κόστος τόσο για τον τιμωρούμενο όσο και για αυτόν που τιμωρεί, ενώ η συζήτηση μεταξύ των παικτών αποτελεί έναν συλλογικό τρόπο προώθησης και κατοχύρωσης συνεργατικών ενεργειών. Η μεγάλη επίδραση της εισαγωγής του στοιχείου της επικοινωνίας στο πείραμα φαίνεται και από την κατανομή των ενεργειών των παικτών ανάλογα με την άντληση που πραγματοποίησαν που απεικονίζεται στο Σχήμα Το πιο αξιόλογο στοιχείο που παρατηρείται είναι πως το 62% των ενεργειών ήταν αλτρουιστικές από 13% που ήταν στο πείραμα αναφοράς. Όσον αφορά τις άλλες κατηγορίες ενεργειών δεν υπήρχε κάποια αξιόλογη μεταβολή στις λογικές και λάθος ή αφελείς ενέργειες καθώς οι πρώτες κυμάνθηκαν στο 30% του συνόλου των ενεργειών και οι δεύτερες στο 4%. Τα ποσοστά αυτών των κατηγοριών αντλήσεων στο πείραμα αναφοράς ήταν 32% και 8% αντίστοιχα. Ενδεικτικό στοιχείο όμως της επίδρασης της επικοινωνίας είναι η μείωση των ελαφρά εγωιστικών ενεργειών από 32% σε 3% και των εγωιστικών από 15% σε 1%. 3% 1% 4% 30% 62% λάθος ή αφελείς αλτρουιστικές λογικές ελαφρά εγωιστικές εγωιστικές Σχήμα Κατανομή ενεργειών στο πείραμα με επικοινωνία Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

102 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 89 Η μείωση των υψηλών αντλήσεων δείχνει ότι οι παίκτες έχοντας την εμπειρία του πειράματος αναφοράς και βγάζοντας συμπεράσματα από τη μεταξύ τους συζήτηση, φαίνεται να αντιλαμβάνονται ότι οι υψηλές αντλήσεις όταν αλληλεπιδρούν με άλλα άτομα δεν συντελούν στην αύξηση του προσωπικού τους κέρδους, ενώ αντίθετα πιο συνεργατικές ενέργειες θα μπορούσαν να συντελέσουν σε αυτήν την κατεύθυνση. Ενδιαφέρον παρουσιάζει επίσης η σύγκριση της συχνότητας επιλογής κάθε μίας τιμής άντλησης από τους συμμετέχοντες στο πείραμα στις περιπτώσεις πριν και μετά από μία συνάντηση που εμφανίζεται στα Σχήματα και Στην περίπτωση που δεν έχει προηγηθεί συνάντηση υπάρχει μεγαλύτερο εύρος αντλήσεων από τις οποίες επιλέγουν οι παίκτες. Μετά το πέρας της συνάντησης, το εύρος των αντλήσεων περιορίστηκε κυρίως ανάμεσα στις τιμές 0,25 και 0,29. Θα πρέπει να σημειωθεί πως το ίδιο στοιχείο φαίνεται και από τις διαφορετικές τιμές της τυπικής απόκλισης η οποία υπενθυμίζεται πως είναι 0,0848 όταν δεν υπάρχει επικοινωνία και 0,0155 μετά από την συνάντηση. Χαρακτηριστικό στοιχείο, που αποδεικνύει πως οι παίκτες χρησιμοποίησαν την συνάντηση για να συζητήσουν τις στρατηγικές που μπορούν να τους αποφέρουν τα βέλτιστα αποτελέσματα και να συμφωνήσουν στις αντλήσεις που πρέπει να πραγματοποιήσουν είναι ότι η Pareto-βέλτιστη άντληση 0,25 επιλέχθηκε το 37,7% των αντλήσεων, ποσοστό πολύ μεγάλο σε σχέση με το 4,66% που ήταν πριν υπάρξει επικοινωνία. 12,00 11,34 10,93 10,00 9,51 8,00 8,108,10 6,68 Ποσοστό αντλήσεων 6,00 4,00 4,66 5,26 5,06 4,66 4,25 3,64 2,00 0,00 0,400,40 0,010,00 0,00 1,21 1,42 2,43 2,02 1,621,62 1,01 0,20 1,42 0,40 0,61 0 0,00 2,02 0,2 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,3 0,31 0,32 0,33 0,34 0,35 0,36 0,37 Αντλήσεις 0,38 0,39 0,4 0,41 0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0,5 Σχήμα Κατανομή αντλήσεων χωρίς συνάντηση Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

103 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 90 40,00 37,7 35,00 30,00 25,00 Ποσοστό αντλήσεων 20,00 15,00 10,00 9,0 7,6 7,6 7,6 5,7 4,5 5,00 0,00 1,2 1,8 2,0 0,0 0,6 3,5 1,6 2,0 3,1 1,0 1,6 0,8 0,4 0,4 0,0 0,0 0,2 0,0 0,0 0 0,0 0,0 0,0 0,2 0,2 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,3 0,31 0,32 0,33 0,34 0,35 0,36 0,37 Αντλήσεις 0,38 0,39 0,4 0,41 0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0,5 Σχήμα Κατανομή αντλήσεων μετά από συνάντηση 5.5 Πείραμα με συνδυασμό επικοινωνίας και τιμωρίας Το τέταρτο μέρος του πειράματος είχε στόχο τη συνδυασμένη παρουσία των στοιχείων της επικοινωνίας και της τιμωρίας και διεξήχθη κατά τη δεύτερη φάση του πειράματος με ομάδες αποτελούμενες από τέσσερα άτομα. Στην αρχή των πρώτων 11 περιόδων του μέρους αυτού του πειράματος οι παίκτες επέλεγαν την ποσότητα νερού που επιθυμούσαν να αντλήσουν. Στη συνέχεια αφού ο κάθε παίκτης ενημερωνόταν για τις αντλήσεις και τα κέρδη όλων των παικτών, είχε τη δυνατότητα αν επιθυμούσε να τιμωρήσει κάποιον από τους άλλους παίκτες, αφαιρώντας μέρος από τα κέρδη του παίκτη που θεωρούσε ότι αξίζει να τιμωρηθεί, με προσωπικό κόστος το οποίο δινόταν ξανά από τον Πίνακα 5.1. Η διαφορά με το πείραμα όπου υπήρχε μόνο το στοιχείο της τιμωρίας ήταν πως αφού όλοι οι παίκτες αποφάσιζαν αν και κατά πόσον θέλουν να μειώσουν το κέρδος κάποιου άλλου παίκτη, πληροφορούνταν μόνο για το τελικό προσωπικό τους κέρδος, ενώ δεν ενημερώνονταν για τα τελικά κέρδη των άλλων παικτών της ομάδας. Αυτό είχε στόχο τη μείωση της εμφάνισης προσωπικών αντιπαλοτήτων. Μετά τη διεξαγωγή των 11 πρώτων περιόδων οι παίκτες κάθε ομάδας κλήθηκαν να συναντηθούν μεταξύ τους για δέκα λεπτά. Στη συνέχεια οι παίκτες επέστρεφαν στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές που βρισκόταν πριν τη συνάντηση και συνέχιζαν το ίδιο παίγνιο για 11 ακόμα περιόδους. Στόχος του πειράματος ήταν η προσομοίωση της αλληλεπίδρασης στην εκμετάλλευση υπόγειου υδροφορέα όταν υπάρχει η δυνατότητα από τους χρήστες του να επικοινωνούν μεταξύ τους και να τιμωρούν όποιον πιστεύουν ότι δεν συνεισφέρει στην κοινή προσπάθεια. Για τον λόγο αυτό η παρουσίαση των αποτελεσμάτων εστιάζεται κυρίως στις 11 τελευταίες Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

104 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 91 περιόδους του παιγνίου. Η συνολική μέση άντληση είναι τώρα 0,262 με τυπική απόκλιση 0,0329. Η μέση άντληση για κάθε μία από τις 11 περιόδους εμφανίζεται στο Σχήμα Πείραμα αναφοράς Άντληση 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0, Περίοδοι Πείραμα με τιμωρία Ισορροπία Nash Pareto-βέλτιστη άντληση Πείραμα με επικοινωνία Πείραμα με τιμωρία και επικοινωνία Σχήμα Η μέση άντληση ανά περίοδο στο πείραμα με τιμωρία και επικοινωνία Η μέση άντληση έχει μειωθεί σε σχέση με τις προηγούμενες περιπτώσεις και κυμαίνεται αρκετά κάτω από την ισορροπία Nash και πολύ κοντά στη Pareto-βέλτιστη άντληση. Το μέσο κέρδος πριν την τιμωρία υπολογίστηκε στο 96,76% του βέλτιστου κέρδους ενώ αντίστοιχα το μέσο κέρδος μετά την τιμωρία υπολογίστηκε στο 79,75% του βέλτιστου. Η διαφορά των κερδών πριν και μετά την τιμωρία εξηγείται λόγω της χρήσης της τιμωρίας, το οποίο κοστίζει και σε αυτόν που τιμωρείται και σε αυτόν που τιμωρεί. Είναι σημαντικό πως παρά τα κόστη αυτά το μέσο κέρδος είναι μεγαλύτερο από ότι στο πείραμα αναφοράς. Η καθοριστική επίδραση των στοιχείων της τιμωρίας και της επικοινωνίας φαίνεται και από την κατανομή των ενεργειών στο πείραμα που απεικονίζεται στο Σχήμα % 3% 1 % 1% λάθος ή αφελείς αλτρουιστικές λογικές ελαφρά εγωιστικές εγωιστικές 8 7% Σχήμα Κατανομή ενεργειών στο πείραμα με τιμωρία και επικοινωνία Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

105 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 92 Το 87% των ενεργειών χαρακτηρίζονται αλτρουιστικές ενώ το 8% λογικές. Οι ελαφρά εγωιστικές ενέργειες περιορίζονται στο 3% και οι εγωιστικές στο 1%. Οι παίκτες επέλεξαν να αφαιρέσουν 3 βαθμούς από κάποιον άλλο παίκτη σε ποσοστό 61,18 %, να αφαιρέσουν 6 βαθμούς σε ποσοστό 24,57%, 9 βαθμούς σε ποσοστό 6,88% και 12 βαθμούς σε ποσοστό 7,37%. Όπως και στο πείραμα με τιμωρία έτσι και τώρα η πλειοψηφία των παικτών επέλεξαν να τιμωρήσουν με την ελάχιστη ποινή δηλαδή με την αφαίρεση 3 βαθμών από κάποιο συμπαίκτη τους. Ένα ακόμα στοιχείο που κρίθηκε σκόπιμο να μελετηθεί ήταν ο τρόπος χρησιμοποίησης της τιμωρίας πριν και μετά από την επικοινωνία μεταξύ των παικτών. Η στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων έδειξε πως η συνάντηση των παικτών οδήγησε σε ηπιότερη χρήση του στοιχείου της τιμωρίας. Αναλυτικότερα ενώ πριν τη συνάντηση στο 46,9% των αλληλεπιδράσεων οι παίκτες χρησιμοποίησαν την τιμωρία με μέσο κόστος 2,74 μετά τη συνάντηση παρατηρήθηκε μείωση του ποσοστού χρήσης της τιμωρίας στο 24,3% με μέσο κόστος 1,39. Στο Σχήμα 5.16 φαίνεται αναλυτικά το μέσο κόστος που ξόδεψαν οι παίκτες ανά περίοδο προκειμένου να τιμωρήσουν κάποιον άλλο παίκτη. Στο σχήμα αυτό απεικονίζεται έντονα η απότομη μείωση του κόστους τιμωρίας αμέσως μετά τη συνάντηση που γίνεται μεταξύ 11 ης και 12 ης περιόδου. 4,00 Μέσο κόστος για τιμωρία 3,00 2,00 1,00 1,62 2,19 2,31 1,85 1,90 2,88 2,25 3,00 2,71 2,48 1,85 0,98 0,980,92 0,98 1,38 0,98 1,27 1,21 1,10 1,15 1,67 0, Περίοδοι Σχήμα Το μέσο κόστος για τιμωρία ανά περίοδο Στο Σχήμα 5.17 φαίνεται σε τι ποσοστό τιμωρήθηκαν οι παίκτες ανάλογα με το είδος της ενέργειας που πραγματοποίησαν. Οι λάθος ή αφελείς ενέργειες τιμωρήθηκαν σε ποσοστό 23,01% και οι αλτρουιστικές σε ποσοστό 16,78%. Τα ποσοστά τιμωρίας αυξάνονται στις τρεις επόμενες κατηγορίες ενεργειών. Έτσι οι λογικές ενέργειες τιμωρήθηκαν σε ποσοστό 55,61%, οι ελαφρά εγωιστικές 69,23% και οι εγωιστικές Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

106 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 93 71,40%. Όπως φαίνεται, όπως και στο πείραμα που υπήρχε μόνο τιμωρία, όσο μεγαλύτερη άντληση πραγματοποιούσε ένας παίκτης τόσο αυξανόταν και η πιθανότητα να τιμωρηθεί. 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% λάθος ή αφελέις αλτρουιστικές λογικές ελαφρά εγωιστικές εγωιστικές Σχήμα Ποσοστό τιμωρίας παίκτη ανάλογα με την ενέργεια του Στον Πίνακα 5.3. όπου φαίνεται η μέση τιμωρία που έλαβαν οι παίκτες ανάλογα με το είδος της ενέργειας τους, φαίνεται πως όσο πιο μεγάλες αντλήσεις πραγματοποίησε ένας παίκτης τόσο μεγαλύτερη είναι η τιμωρία που του καταλογίστηκε. Πίνακας 5.3. Μέση τιμωρία ανάλογα με το είδος της ενέργειας Ενέργεια Μέση τιμωρία Λάθος ή Αφελείς 1,42 Αλτρουιστικές 0,95 Λογικές 3,48 Ελαφρά εγωιστικές 5,44 Εγωιστικές 7,29 Το φαινόμενο του σχετικά μεγάλου ποσού τιμωρίας των λάθος ή αφελών ενεργειών μπορεί να αποδοθεί σε τρεις πιθανούς λόγους. Καταρχάς η τιμωρία του συγκεκριμένου ατόμου μπορεί να αποτελεί λάθος κίνηση. Μπορεί επίσης να πρόκειται για περίπτωση τυφλής εκδίκησης για την ποινή που επιβλήθηκε σε προηγούμενη περίοδο και τέλος μπορεί οι παίκτες που τιμωρούν να επιθυμούν να μειώσουν τα κέρδη των υπολοίπων για να υπερισχύουν σε έναν άτυπο μεταξύ τους ανταγωνισμό. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

107 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 94 Ενδιαφέρον παρουσιάζει επίσης, η μελέτη της συμπεριφοράς των παικτών που τιμωρήθηκαν, στην επόμενη περίοδο μετά την τιμωρία τους. Από το σύνολο των φορών που κάποιος παίκτης βρέθηκε τιμωρημένος, μείωσε την άντληση του σε ποσοστό 48,16%, την αύξησε σε ποσοστό 28,76%, ενώ η άντληση του παρέμεινε σταθερή σε ποσοστό 23,08%. Στο διάγραμμα του Σχήματος 5.17 φαίνεται το ποσοστό των παικτών που μείωσαν την άντληση τους μετά την τιμωρία, ανάλογα με το είδος της ενέργειας που πραγματοποίησαν. Αξίζει να σημειωθεί ότι η τιμωρία σαν εργαλείο επέδρασε περισσότερο στους παίκτες που ενέργησαν εγωιστικά καθώς μείωσαν τις αντλήσεις τους όσες φορές τιμωρήθηκαν. Όταν κάποιος πραγματοποιούσε αλτρουιστική ενέργεια και τιμωρούνταν μείωνε την άντληση του σε ποσοστό 39,44% ενώ τα ποσοστά στις περιπτώσεις που κάποιοι πραγματοποιούσαν λογικές και ελαφρά εγωιστικές ενέργειες ήταν 55,26% και 44,44% αντίστοιχα. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% λάθος ή αφελέις αλτρουιστικές λογικές ελαφρά εγωιστικές εγωιστικές Σχήμα Ποσοστό των παικτών που μείωσαν την άντληση τους μετά την τιμωρία Παρόλο που η τιμωρία αποτέλεσε ένα σημαντικό παράγοντα για την προώθηση της συνεργασίας, η παρεμβολή της συζήτησης μεταξύ των παικτών κάθε ομάδας συνέβαλε τόσο στη λογικότερη διαχείριση της τιμωρίας, όσο και στον περιορισμό της χρήσης της. Με τη συζήτηση δημιουργήθηκαν καλύτερες συνθήκες, έτσι ώστε οι παίκτες να επιλέγουν αντλήσεις που μεγιστοποιούν το κέρδος τους και να ανακουφιστούν από τα υψηλά κόστη λόγω της τιμωρίας. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

108 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 6.1 Μοντέλα βασισμένα σε πράκτορες και εξελικτικοί αλγόριθμοι Η πραγματοποίηση οικονομικών πειραμάτων όπως παρουσιάστηκε στο Κεφάλαιο 5 είναι o ένας τρόπος με τον οποίο έγινε η διερεύνηση των αλληλεπιδράσεων που εμφανίζονται στη διαχείριση ενός αρδευτικού συστήματος υπόγειου υδροφορέα. Στο παρόν κεφάλαιο γίνεται απόπειρα προσέγγισης με μοντέλα βασισμένα σε πράκτορες. Πράκτορας σύμφωνα με το Ινστιτούτο Πληροφορικής και Τηλεματικής του Εθνικού Κέντρου Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης είναι ένα σύστημα, υλικού ή λογισμικού, το οποίο είναι: (i) αυτόνομο λειτουργεί χωρίς την άμεση παρέμβαση άλλων, (ii) κοινωνικό αλληλεπιδρά με άλλους πράκτορες στο περιβάλλον του μέσω μιας ορισμένης γλώσσας επικοινωνίας, (iii) ανακλαστικό αντιλαμβάνεται το περιβάλλον του και αντιδρά σε αλλαγές που συμβαίνουν σε αυτό, και iv) προνοητικό επιδεικνύει συμπεριφορά προσανατολισμένη σε έναν σκοπό. (Ινστιτούτο Πληροφορικής και Τηλεματικής Εθνικό Κέντρο Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης, 2004) Τα μοντέλα τα οποία είναι βασισμένα σε πράκτορες στηρίζονται στη θεώρηση πως η συλλογική συμπεριφορά είναι το αποτέλεσμα της σύνθεσης πολλών ατομικών συμπεριφορών που επηρεάζονται από τις θεσμικές δομές που υπάρχουν στο κοινωνικό τους περιβάλλον. Στόχο έχουν χρησιμοποιώντας στοιχεία διάφορων κλάδων της επιστήμης όπως οικονομικά, κοινωνιολογία και ψυχολογία να αναπαραστήσουν πολύπλοκα συστήματα. Τα τελευταία χρόνια πλήθος ερευνητών που ασχολούνται με πόρους κοινής δεξαμενής δημιουργεί μοντέλα με πράκτορες για να διερευνήσει τις δυνατότητες συνεργατικής διαχείρισης τους (Jager και Janssen, 2002), (Deadman, Schlager και Gimblett, 2000), (Eraso και Montserrat, 2001), (Ebenhöh E, 2007), (Ζορμπά, 2000). Από το Κεφάλαιο 5 έγινε φανερό πως οι χρήστες ενός πόρου συνεργάζονται πιο εύκολα από ότι δέχεται η θεωρία παιγνίων υπό την παραδοχή των εγωιστικά λογικών παικτών. Οποιαδήποτε Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

109 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 96 προσπάθεια μοντελοποίησης λοιπόν θα πρέπει να έχει στόχο την ένταξη αυτών των στοιχείων στις προσομοιώσεις. Ένα χρήσιμο εργαλείο μοντελοποίησης οικονομικών και κοινωνικών αλληλεπιδράσεων, όπως αναφέρθηκε και στο Κεφάλαιο 3, το οποίο εισάγει και την έννοια της περιορισμένης ορθολογικότητας είναι οι εξελικτικοί αλγόριθμοι που έχουν δομή συμβατή με την εξελικτική θεωρία παιγνίων. Οι εξελικτικοί αλγόριθμοι βασίζονται στις αρχές της βιολογικής εξέλιξης χρησιμοποιώντας την έννοια της επιβίωσης του ικανότερου για την επίλυση σύνθετων προβλημάτων (Bäck, 1996), (Bäck, Fogel και Michalewicz, 1997). Λόγω της ικανότητας τους να λύνουν γρήγορα και αξιόπιστα μεγάλο αριθμό δύσκολων προβλημάτων χρησιμοποιούνταν κυρίως για την επίλυση προβλημάτων βελτιστοποίησης. Τα τελευταία χρόνια ολοένα και αυξάνεται ο αριθμός των μελετητών που τα χρησιμοποιούν για την δημιουργία μοντέλων δικτύων πρακτόρων (Bullard και Duffy, 1996), (Andreoni και Miller, 1995), (Arifovic, 1994), (Dawid, 1996). Οι εξελικτικοί αλγόριθμοι διακρίνονται σε πέντε υποκατηγορίες αλγορίθμων που παρουσιάζουν διαφοροποιήσεις στις τεχνικές εφαρμογής τους. Οι υποκατηγορίες αυτές είναι οι Γενετικοί Αλγόριθμοι, ο Γενετικός Προγραμματισμός, ο Εξελικτικός Προγραμματισμός, η Εξελικτική Στρατηγική και τα Συστήματα Ταξινόμησης. Στην παρούσα διατριβή δημιουργήθηκαν μοντέλα με τη χρησιμοποίηση Γενετικών Αλγορίθμων (Georgakopoulos, Zorba, Tolikas P. και Sidiropoulos, 2004), (Georgakopoulos, Zorba, Tolikas P. και Sidiropoulos, 2006a), (Georgakopoulos, Zorba, Tolikas P. και Sidiropoulos, 2006b), (Γεωργακόπουλος, Ζορμπά, Τολίκας Π. και Σιδηρόπουλος, 2005) Κρίθηκε σκόπιμο αφού γίνει αναφορά στα βασικά χαρακτηριστικά και στις τεχνικές των γενετικών αλγορίθμων να παρουσιαστεί ο τρόπος με τον οποίο μπορούν να προσομοιώσουν κοινωνικές αλληλεπιδράσεις και στη συνέχεια να παρουσιαστούν τα μοντέλα προσομοίωσης της εκμετάλλευσης υπόγειου υδροφορέα που δημιουργήθηκαν στα πλαίσια της παρούσας έρευνας. 6.2 Γενικά χαρακτηριστικά γενετικών αλγορίθμων Η πρώτη εμφάνιση των γενετικών αλγόριθμων μπορεί να εντοπιστεί στις αρχές της δεκαετίας του 50, όταν αρκετοί βιολόγοι χρησιμοποίησαν υπολογιστές για την προσομοίωση βιολογικών συστημάτων. Παρ όλα αυτά οι γενετικοί αλγόριθμοι πήραν τη σημερινή τους μορφή από την εργασία που έγινε στα τέλη της δεκαετίας του 60 και στις αρχές του 70 στο πανεπιστήμιο του Michigan υπό τις οδηγίες του John Holland (1975). Ευρέως γνωστοί και δημοφιλείς γίνανε μέσω της δουλειάς ενός από τους φοιτητές του Holland, του David Goldberg (1989). Ο σκοπός της έρευνας από την οποία τελικά προέκυψαν οι γενετικοί αλγόριθμοι ήταν διπλός. Καταρχήν να εξηγηθεί η προσαρμοστικότητα που επιδεικνύουν τα φυσικά συστήματα στο συνεχώς μεταβαλλόμενο Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

110 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 97 περιβάλλον τους και δεύτερον να σχεδιαστεί λογισμικό για τεχνητά συστήματα, τα οποία να διατηρούν μηχανισμούς αντίστοιχους με εκείνους των φυσικών συστημάτων Εξελικτική θεωρία Επειδή η κατασκευή, η εφαρμογή και η ορολογία των γενετικών αλγορίθμων αλλά και της εξελικτικής θεωρίας παιγνίων στηρίζεται στην εξελικτική θεωρία ή αλλιώς στη θεωρία της φυσικής επιλογής κρίνεται απαραίτητη μια σύντομη ανασκόπηση των βασικών αρχών της. Η θεμελιώδης αρχή της φυσικής επιλογής ως του κυριότερου παράγοντα της εξέλιξης διατυπώθηκε το 1859 από τον Darwin με την δημοσίευση του έργου του Η καταγωγή των ειδών (Darwin, 1859). Η θεωρία του βασιζόταν σε τέσσερις βασικές παραδοχές: α. Ένας απόγονος έχει πολλά χαρακτηριστικά των γονέων του. β. Υπάρχει ποικιλία χαρακτηριστικών μεταξύ των διάφορων ατόμων τα οποία μπορούν να μεταβιβαστούν από την μια γενιά στην άλλη. γ. Μόνο ένα μικρό ποσοστό των απογόνων επιβιώνει. δ. Η επιβίωση των απογόνων εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά που έχουν κληρονομήσει. Σύμφωνα με τη θεωρία, από ένα πληθυσμό έμβιων όντων επιζούν και αναπαράγονται στις επόμενες γενιές αυτά τα οποία εν δυνάμει, με βάση το νόμο των πιθανοτήτων, μπορούν να αντεπεξέλθουν στις δυσκολίες και τις αντιξοότητες του περιβάλλοντος δηλαδή να επιβιώσουν στο χώρο αλλά και του βίου τους δηλαδή να επιβιώσουν στο χρόνο. Η πολυπλοκότητα των σχέσεων των οργανισμών, τόσο μεταξύ τους όσο και με τις εναλλασσόμενες συνθήκες ζωής οι οποίες χαρακτηρίζονται από έντονη μεταβλητότητα, προκαλεί μια ατελείωτη ποικιλία στη δομή, στη σύσταση και τις συνήθειες αυτών των οργανισμών. Κάθε τυχαία μεταβολή ή αλλιώς μετάλλαξη που θα παρουσιαστεί σε μια οντότητα και θα είναι ωφέλιμη σε αυτή, δηλαδή θα έχει θετικό αντίκτυπο στον αγώνα της για επιβίωση, θα αποτελεί πλεονέκτημα που θα τείνει να μεταβιβαστεί στους απογόνους της. Η επόμενη γενιά θα περιλαμβάνει περισσότερα άτομα με το συγκεκριμένο πλεονέκτημα στην επιβίωση, αφού τα άτομα που επιβιώνουν δίνουν απογόνους, σε αντίθεση με όσα χάνονται στον αγώνα για τη ζωή. Έτσι, η φυσική επιλογή δρα σαν κινητήρια δύναμη για την εξέλιξη και τη βελτίωση των ειδών. Τo 1865, o G. Mendel ανακάλυψε τις βασικές αρχές της μεταφοράς των κληρονομικών παραγόντων από γενιά σε γενιά βάζοντας τα θεμέλια για την ανάπτυξη της γενετικής. Οι νόμοι του Mendel έγιναν γνωστοί στην επιστημονική κοινότητα αφού ανακαλύφτηκαν ξανά και ανεξάρτητα το 1900 από τους Η. de Vries, Κ. Correns και Κ. Von Tschermak. Η γενετική αναπτύχθηκε πλήρως από τον Τ. Morgan και τους συνεργάτες του, οι οποίοι Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

111 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 98 απέδειξαν πειραματικά ότι τα χρωμοσώματα είναι οι κύριοι φορείς των κληρονομούμενων πληροφοριών και ότι τα γονίδια, που απαρτίζουν τα χρωμοσώματα, είναι οι βασικές μονάδες κληρονομικότητας. Αργότερα, πειράματα απέδειξαν την ισχύ των μεντελικών νόμων για όλους τους αμφιγονικά αναπαραγόμενους οργανισμούς. Οι νόμοι του Mendel και η θεωρία της φυσικής επιλογής του αρβίνου για αρκετά χρόνια παρέμεναν ανεξάρτητες και μη συνδεμένες έννοιες. Μόλις το 1920 αποδείχθηκε ότι οι δύο θεωρίες δεν είναι αντικρουόμενες αλλά ο συνδυασμός τους μας παρέχει την σύγχρονη εξελικτική θεωρία. Έτσι, η θεωρία της εξέλιξης μέσα από το πρίσμα της γενετικής προσφέρει μια πληρέστερη κατανόηση της διαδικασίας της φυσικής επιλογής και εξαιτίας αυτού του γεγονότος μπορούν να διατυπωθούν με μεγαλύτερη σαφήνεια οι κινητήριες δυνάμεις της εξέλιξης που υφίσταται ένας πληθυσμός: α. Είναι πιθανό να συμβούν μεταλλάξεις, δηλαδή τυχαίες αλλαγές στα χαρακτηριστικά ενός γονιδίου. Αυτές οι αλλαγές μπορεί να κληρονομηθούν από τους απογόνους και συμβαίνουν είτε αυθόρμητα, είτε λόγω εξωτερικών παραγόντων, όπως η έκθεση σε περιβαλλοντικούς παράγοντες. β. Οι γενετικές διαδικασίες μπορούν να επιφέρουν εισαγωγή νέων οργανισμών στον αναπαραγόμενο πληθυσμό. γ. Οι γενετικές διαδικασίες μπορούν να συμβούν αποκλειστικά λόγω της τύχης. δ. Βάση της φυσικής επιλογής οργανισμοί με μεγαλύτερη προσαρμοστικότητα έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα αναπαραγωγής Πλεονεκτήματα Γενετικών Αλγορίθμων Οι γενετικοί αλγόριθμοι είναι ένα μαθηματικό εργαλείο, που χρησιμοποιείται σε αρκετά επιστημονικά πεδία. Μιμούμενοι τη βιολογική διαδικασία της φυσικής επιλογής, εφαρμόζονται σε εκείνα τα συστήματα στα οποία δρα ένα σύνολο οντοτήτων που μπορούν να μεταβάλλονται και να αξιολογούνται, με στόχο την εξέλιξη και τη βελτίωση αυτών των συστημάτων. Η αξία της μεθόδου έγκειται στην απλότητα των υπολογισμών και στην ικανότητα της να εφαρμόζεται αποτελεσματικά. Τα βασικότερα πλεονεκτήματα που παρουσιάζουν οι γενετικοί αλγόριθμοι σε σχέση με άλλες μεθόδους βελτιστοποίησης είναι τα εξής: 1. Η εφαρμογή τους στηρίζεται σε σύνολα κωδικοποιημένων παραμέτρων και όχι στις ίδιες τις παραμέτρους, γεγονός που ευνοεί την επιτυχία τους, ακόμα και σε περιπτώσεις δύστροπων συναρτήσεων όπου οι παραδοσιακές μέθοδοι συναντούν δυσκολίες. 2. Η έρευνα των λύσεων γίνεται ταυτόχρονα σε πολλά σημεία του χώρου δυνατής πολιτικής και όχι σταδιακά από σημείο σε σημείο. εν είναι έτσι εύκολο να χαθούν περιπτώσεις ακρότατων, όπως συμβαίνει συχνά με άλλες μεθόδους. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

112 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους Χρησιμοποιούν μόνο πληροφορίες αποτίμησης (την τιμή της αντικειμενικής συνάρτησης) και όχι άλλες βοηθητικές μαθηματικές έννοιες όπως είναι η παράγωγος μιας συνάρτησης, η συνέχεια. Επομένως απαιτούν μικρό θεωρητικό υπόβαθρο από τη μαθηματική ανάλυση και απαλλάσσουν τον ερευνητή από πολύπλοκους αναλυτικούς και αριθμητικούς υπολογισμούς. 4. Τέλος, χρησιμοποιούν στοχαστικούς κανόνες μετάβασης και όχι ντετερμινιστικούς. Όσο και αν φαίνεται παράδοξο το γεγονός ότι η τύχη μπορεί να οδηγήσει στη βέλτιστη λύση ενός προβλήματος, δεν πρέπει να παραβλέπει κανείς το εξής: ότι η τύχη μόνη της χωρίς την επιλογή στη βάση μιας αξιολόγησης δεν θα αρκούσε για να οδηγήσει στην εξέλιξη, και επίσης ότι η φύση και ο πραγματικός κόσμος είναι γεμάτοι από ανάλογα φαινόμενα Ορολογία Γενετικών Αλγορίθμων Για την κατανόηση της μεθόδου των γενετικών αλγορίθμων κρίνεται σκόπιμη η παράθεση της ορολογίας τους που είναι βασισμένη στη θεωρία της φυσικής επιλογής. Έτσι, αρχικά με τον όρο άτομο (individual) ορίζεται αυτό που στα φυσικά συστήματα αναφέρεται ως γονότυπος (genotype) ο οποίος ουσιαστικά είναι το σύνολο των χρωμοσωμάτων (chromosomes) ενός ατόμου. Στους γενετικούς αλγόριθμους κάθε άτομο θεωρείται ότι αποτελείται από ένα μόνο χρωμόσωμα ή συμβολοσειρά (string). Τα χρωμοσώματα αποτελούνται από διατεταγμένες μονάδες, τα γονίδια (genes) τα οποία στα φυσικά συστήματα ελέγχουν την κληροδότηση συγκεκριμένων χαρακτηριστικών. Κάθε γονότυπος παριστάνει μία δυνατή λύση του προβλήματος. Στα φυσικά συστήματα ο οργανισμός που προκύπτει από την αλληλεπίδραση των γονότυπων ονομάζεται φαινότυπος. Αντίστοιχα, το αποτέλεσμα του συνδυασμού των συμβολοσειρών παράγει πιθανές λύσεις. Η εφαρμογή της εξελικτικής διαδικασίας σε ένα πληθυσμό χρωμοσωμάτων αντιστοιχεί με την εξερεύνηση των πιθανών λύσεων σε ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης. Οι βασικές γενετικές λειτουργίες είναι η διασταύρωση (crossover), γνωστή ως επιχισμός στην ορολογία των γενετικών συστημάτων και η μετάλλαξη (mutation). Η διασταύρωση αφορά στην ανταλλαγή ολόκληρων τμημάτων της συμβολοσειράς μεταξύ δύο ατόμων, ενώ η μετάλλαξη στην αλλαγή της τιμής ενός ή περισσοτέρων χαρακτηριστικών Λειτουργία Γενετικών Αλγορίθμων Κάθε γενετικός αλγόριθμος αποτελείται από πέντε βασικά βήματα, ανεξάρτητα από τη φύση ή την ιδιαιτερότητα των προβλημάτων που αντιμετωπίζονται: 1) Γενετική αναπαράσταση των πιθανών λύσεων του προβλήματος. 2)Μέθοδο δημιουργίας αρχικού πληθυσμού πιθανών λύσεων. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

113 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 100 3)Συνάρτηση αξιολόγησης η οποία διαδραματίζει το ρόλο του περιβάλλοντος αξιολογώντας τις λύσεις με κριτήριο την προσαρμοστικότητας τους. 4) Γενετικές λειτουργίες οι οποίες μεταβάλλουν τη σύνθεση των απογόνων. 5) Τιμές για τις διάφορες παραμέτρους που χρησιμοποιεί ένας γενετικός αλγόριθμος όπως το μέγεθος του πληθυσμού και οι πιθανότητες εφαρμογής των γενετικών λειτουργιών Γενετική αναπαράσταση Οι παράμετροι προς βελτιστοποίηση παριστάνονται συνήθως με μορφή συμβολοσειράς προκειμένου να προσαρμοστούν πιο εύκολα οι γενετικές διαδικασίες. Ο τρόπος αναπαράστασης παίζει σημαντικό ρόλο στην ακρίβεια και στο χρόνο υπολογισμού ενός γενετικού αλγορίθμου. Ο συνήθης τρόπος αναπαράστασης είναι ο δυαδικός, δηλαδή συμβολοσειρές αποτελούμενες από δύο στοιχεία, το 0 και το 1. Ο αριθμός των συμβόλων της σειράς ονομάζεται μήκος της συμβολοσειράς. Η αναπαράσταση μπορεί να γίνει επίσης χρησιμοποιώντας διάνυσμα ακέραιων ή πραγματικών αριθμών, με κάθε ακέραιο ή πραγματικό αριθμό να αντιπροσωπεύει μια παράμετρο. Όταν χρησιμοποιείται δυαδικός αριθμός για την γενετική αναπαράσταση, είναι σημαντικό να αποφασιστεί ο σωστός αριθμός συμβόλων που χρησιμοποιούνται για την κωδικοποίηση των παραμέτρων προς βελτιστοποίηση, έτσι ώστε να καλύπτονται όλες οι πιθανές λύσεις. Σε περίπτωση που χρησιμοποιηθούν λιγότερα ή περισσότερα σύμβολα η απόδοση του γενετικού αλγορίθμου μπορεί να επηρεαστεί αρνητικά. Μία σημαντική παρατήρηση στους δυαδικούς γενετικούς αλγορίθμους είναι ότι τα χρωμοσώματα, όταν αποκωδικοποιηθούν στο δεκαδικό σύστημα, παίρνουν καταρχήν ακέραια τιμή. Αν οι μεταβλητές του μοντέλου είναι δεκαδικοί αριθμοί, όπως είναι η γενική περίπτωση, τότε απαιτείται μία αρχική παραδοχή για την απαιτούμενη ακρίβεια ώστε να εκτιμηθεί σωστά το ανώτερο όριο της τιμής τους και επομένως του μήκους της αλυσίδας των γονιδίων ημιουργία αρχικού πληθυσμού Στην αρχή της διαδικασίας βελτιστοποίησης, οι γενετικοί αλγόριθμοι απαιτούν ένα σύνολο αρχικών λύσεων. Αυτό μπορεί να γίνει είτε δημιουργώντας τυχαίες λύσεις με μια γεννήτρια τυχαίων αριθμών είτε ξεκινώντας τη διαδικασία βελτιστοποίησης με προσεγγιστικές τιμές κοντά στη βέλτιστη τιμή. Ο πρώτος τρόπος χρησιμοποιείται σε προβλήματα όπου δεν είναι γνωστή από πριν η περιοχή όπου εμφανίζεται η βέλτιστη λύση ή όταν πρόκειται να ελεγχθεί η απόδοση ενός γενετικού αλγορίθμου. Ο δεύτερος τρόπος προϋποθέτει γνώση της περιοχής της βέλτιστης λύσης και αφού εφαρμοστεί οδηγεί στην βέλτιστή λύση σε λιγότερο χρόνο. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

114 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους Συνάρτηση αξιολόγησης Η συνάρτηση αξιολόγησης διαδραματίζει τον ρόλο του περιβάλλοντος αξιολογώντας τις λύσεις με κριτήριο την προσαρμοστικότητά τους. Το ίδιο ισχύει και για τους περιορισμούς του προβλήματος. Όταν οι περιορισμοί είναι κρίσιμοι και δεν επιτρέπεται να παραβιαστούν, μπορεί με κατάλληλο σχεδιασμό είτε να απορρίπτονται από την αρχή είτε να παίρνουν μία ποινή στη βαθμολογία τους, η οποία καθορίζεται σε σχέση με την απόκλιση που παρουσιάζει ο αντίστοιχος περιορισμός που δεν ικανοποιείται και από τον αριθμό των μη ικανοποιούμενων περιορισμών. Επομένως τα χρωμοσώματα θα αναπαράγονται ή θα απορρίπτονται με ένα επιπλέον κριτήριο βιωσιμότητας, αυτό της ικανοποίησης των περιορισμών Γενετικές διαδικασίες Οι κυριότερες γενετικές διαδικασίες είναι η επιλογή, η διασταύρωση και η μετάλλαξη. Μερικές φορές χρησιμοποιείται μία τέταρτη διαδικασία η αντιμετάθεση. Οι διαδικασίες αυτές εμπνεύστηκαν από την φύση, και στη βιβλιογραφία συναντώνται διάφορες εκδοχές τους. Να σημειωθεί πως δεν είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν όλες οι διαδικασίες σε ένα γενετικό αλγόριθμο καθώς κάθε μία δρα ανεξάρτητα από τις άλλες. Η επιλογή και ο σχεδιασμός των διαδικασιών εξαρτάται από το πρόβλημα και τον τρόπο αναπαράστασης. Επιλογή Ένα είδος καταλαμβάνει σε μια περιοχή μια συγκεκριμένη έκταση ανάλογα με τα άλλα ανταγωνιστικά είδη που είναι εγκατεστημένα στην ίδια περιοχή. Αποτελείται από έναν αριθμό ατόμων τα οποία, πολλαπλασιαζόμενα εκθετικά, δρουν μεταξύ τους επίσης ανταγωνιστικά προσπαθώντας να καταλάβουν όσο το δυνατό μεγαλύτερο χώρο στην επικράτεια τους. Όταν οι απαιτούμενοι για την ύπαρξη τους πόροι δεν θα είναι πλέον επαρκείς ο ρυθμός ανάπτυξης τους θα μειωθεί, επιφέροντας κατά κάποιο τρόπο ισορροπία στον αριθμό του αναπαραγόμενου πληθυσμού, με αποτέλεσμα την ανάπτυξη έντονου ανταγωνισμού μεταξύ των ατόμων για την εξασφάλιση της ζωής. Η φυσική επιλογή θα ενεργήσει έτσι ώστε τα πιο εύρωστα άτομα να επιβιώσουν και να μεταβιβάσουν το πλεονέκτημα της ευρωστίας τους στους απογόνους τους. Αν θεωρηθεί ότι ο πληθυσμός θα παραμείνει ίδιος αριθμητικά στην επόμενη γενιά, θα είναι ωστόσο στο σύνολο του κατά μία έννοια βελτιωμένος, αφού θα περιλαμβάνει περισσότερα άτομα εφοδιασμένα με το πλεονέκτημα της προσαρμογής. Ο στόχος της διαδικασίας της επιλογής είναι να αναπαράγει περισσότερα αντίγραφα των ατόμων των οποίων οι τιμές αξιολόγησης είναι υψηλότερες από εκείνες των οποίων οι τιμές είναι χαμηλές. Η διαδικασία της επιλογής παίζει σημαντικό ρόλο για να οδηγηθεί η αναζήτηση προς μια ευνοϊκή περιοχή και για την εύρεση των βέλτιστων λύσεων σε σύντομο χρονικό διάστημα. Εντούτοις, η ποικιλομορφία του πληθυσμού πρέπει να Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

115 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 102 διατηρηθεί για να αποφευχθεί η πρόωρη τοπική σύγκλιση και για να φθάσει στην ολική βέλτιστη λύση. Στους γενετικούς αλγορίθμους εμφανίζονται κυρίως τρεις διαδικασίες επιλογής: η αναλογική επιλογή, η επιλογή ανάλογα με την κατάταξη και η επιλογή διαγωνισμού. Η αναλογική επιλογή (proportionate selection κατά την αγγλόφωνη βιβλιογραφία) λειτουργεί βάσει ενός μηχανισμού που είναι παρόμοιος με τη λειτουργία μιας ρουλέτας, στην οποία ο τροχός είναι χωρισμένος σε Ν κομμάτια, όπου Ν το μέγεθος του πληθυσμού. Σύμφωνα με αυτόν τον μηχανισμό οι αξίες αποτίμησης των ατόμων εκφράζονται από τα διαστήματα μιας νοητής ρουλέτας. Η επιλογή ενός ατόμου για την επόμενη γενιά γίνεται με τυχαία περιστροφή της ρουλέτας μέσω της οποίας επιλέγεται ένα διάστημα και κατά συνέπεια ένα συγκεκριμένο άτομο. Είναι προφανές ότι οι πιθανότητες επιλογής είναι ανάλογες του εύρους του διαστήματος, και κατά συνέπεια της αξίας του ατόμου. Αφού κάθε άτομο έχει μια αξία, ο πληθυσμός παρουσιάζει μια συνολική αξία που προκύπτει αθροιστικά από τις αξίες των ατόμων του. Έτσι κάθε άτομο στατιστικά θα αναπαραχθεί τόσες φορές όσες αντιστοιχούν στον λόγο της αξίας του ως προς τη συνολική αξία του πληθυσμού. Όσο μεγαλύτερη αξία έχει ένα άτομο σε σχέση με τη συνολική αξία, τόσους περισσότερους απογόνους θα αφήσει. Σύμφωνα με τη μέθοδο επιλογής με βάση την κατάταξη (rank selection) κάθε άτομο παράγει ένα συγκεκριμένο αριθμό απογόνων ανάλογα με την κατάταξη του και όχι με την τιμή της αξίας του κάθε ατόμου. Σε κάθε ένα από τα Ν χρωμοσώματα αντιστοιχίζεται τιμή ίση με τον αριθμό της κατάταξης τους, δηλαδή 1 για το χειρότερο και Ν για το καλύτερο. Τα άτομα κάθε πληθυσμού ταξινομούνται ανάλογα με την προσαρμοστικότητα τους από το χειρότερο στο καλύτερο και στη συνέχεια εφαρμόζεται με αυτές τις τιμές η ίδια διαδικασία με την προηγούμενη μέθοδο. Στην επιλογή διαγωνισμού (tournament selection), που χρησιμοποιήθηκε στην προσομοίωση που θα παρουσιαστεί, επιλέγονται τυχαία ένας ορισμένος αριθμός χρωμοσωμάτων και στη συνέχεια με τη συνάρτηση αξιολόγησης υπολογίζεται η προσαρμοστικότητα του κάθε επιλεγμένου χρωμοσώματος. Το χρωμόσωμα με τη μεγαλύτερη τιμή επιλέγεται από το διαγωνισμό να είναι στην επόμενη γενιά. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται για κάθε ένα χρωμόσωμα της νέας γενιάς. Η αποδοτικότητα της μεθόδου επιλογής μπορεί να μεταβληθεί με τον αριθμό των χρωμοσωμάτων που επιλέγονται. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των χρωμοσωμάτων που συμμετέχουν στο διαγωνισμό τόσο μειώνονται οι πιθανότητες να επιλεγούν τα χρωμοσώματα με χαμηλή προσαρμοστικότητα. Μια έννοια που χρησιμοποιείται στη διαδικασία της επιλογής είναι αυτή του ελιτισμού που μπορεί να συνδυαστεί με όλες τις προαναφερόμενες μεθόδους. Με τον ελιτισμό το χρωμόσωμα με τη μεγαλύτερη προσαρμοστικότητα προεπιλέγεται να έχει ένα ή Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

116 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 103 περισσότερα αυτούσια αντίγραφα στην επόμενη γενιά. Ο ελιτισμός μπορεί να αυξήσει πολύ γρήγορα την απόδοση του γενετικού αλγορίθμου καθώς αποτρέπει την απώλεια της καλύτερης λύσης. ιασταύρωση Η διασταύρωση συμβαίνει στα είδη που αναπαράγονται φυλετικά. Κατά τη διασταύρωση αποσπώνται κομμάτια από ένα άτομο και αλλάζουν θέση με τα αντίστοιχα κομμάτια ενός άλλου. Η διαδικασία ανταλλαγής τμημάτων χρωμοσωμάτων ονομάζεται στη γενετική επιχισμός. Η διασταύρωση θεωρείται ως αυτή που διαφοροποιεί τους γενετικούς αλγορίθμους από άλλους όπως αυτό του δυναμικού προγραμματισμού. Χρησιμοποιείται για τη δημιουργία δύο νέων ατόμων από δύο υπάρχοντα άτομα που επιλέγονται από τον υπάρχοντα πληθυσμό με τη διαδικασία της επιλογής. Ο επιχισμός των γονιδίων μεταξύ δύο ατόμων που αποτελούν ζεύγος περιγράφεται στους δυαδικούς γενετικούς αλγορίθμους ως εξής: Έστω ότι τα δύο χρωμοσώματα-γονείς είναι οι συμβολοσειρές: και ο επιχισμός συμβαίνει στη θέση 4, δηλαδή το τμήμα των τεσσάρων πρώτων γονιδίων θα ανταλλαγεί: Τα χρωμοσώματα που θα προκύψουν είναι: και Η διαδικασία που περιγράφηκε παραπάνω ονομάζεται διασταύρωση ενός σημείου, συχνά ωστόσο εφαρμόζεται και η διασταύρωση πολλαπλών σημείων. Η διαδικασία της διασταύρωσης επιτυγχάνει τη μετάβαση στη νέα γενιά παιδιών από τα οποία ορισμένα έχουν αξία μεγαλύτερη από τους γονείς τους και συμβαίνει στο μεγαλύτερο τμήμα ενός πληθυσμού που αναπτύσσεται αμφιγονικά. Η πιθανότητα να συμβεί αφορά στο σύνολο των χρωμοσωμάτων και είναι η ίδια για κάθε άτομο. Αν η πιθανότητα αυτή είναι p, αυτό σημαίνει ότι κάθε χρωμόσωμα έχει πιθανότητα p να διασταυρωθεί με κάποιο άλλο. Ωστόσο είναι τυχαίο το ποιά χρωμοσώματα θα σχηματίσουν ζεύγη για να διασταυρωθούν μεταξύ τους, όπως επίσης τυχαία είναι και η θέση της διασταύρωσης. Μετάλλαξη Η μετάλλαξη στη φύση συμβαίνει τυχαία και μπορεί να είναι πλεονεκτική ή μηπλεονεκτική για το άτομο στον αγώνα του για επιβίωση, σε αντίθεση με τη φυσική επιλογή Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

117 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 104 η οποία είναι ανεξάρτητη της τύχης και στηρίζεται στο νόμο των πιθανοτήτων. Η συσσώρευση πολλών τέτοιων μεταλλάξεων προς την κατεύθυνση της βελτίωσης οδηγεί στην εξέλιξη. Η μετάλλαξη μπορεί να συμβεί σε οποιοδήποτε γονίδιο οποιουδήποτε χρωμοσώματος. Στην διαδικασία της μετάλλαξης αλλάζουν ένα ή περισσότερα γονίδια με βάση ένα συγκεκριμένο ποσοστό. Η πιθανότητα να συμβεί στην φύση είναι μικρότερη από Αν η μετάλλαξη έπαιξε τόσο σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη των ειδών ήταν γιατί υπήρχε τεράστιος διαθέσιμος χρόνος. Στους γενετικούς αλγορίθμους βέβαια, που αποτελούν μια προσομοίωση της εξελικτικής διαδικασίας της φύσης, μια τόσο μικρή πιθανότητα δεν θα είχε νόημα γιατί η συμβολή της στην εξέλιξη ενός πληθυσμού θα ήταν σχεδόν μηδαμινή. Η διαδικασία της μετάλλαξης οδηγεί το χρωμόσωμα στην διερεύνηση νέων περιοχών βοηθώντας τον έτσι να αποφύγει πρόωρη σύγκλιση και να ανακαλύψει την ολική βέλτιστη λύση. Στους δυαδικούς γενετικούς αλγορίθμους η μετάλλαξη ενός γονιδίου σημαίνει μετατροπή τού 0 σε 1 και αντιστρόφως. Αν για παράδειγμα το χρωμόσωμα έχει τη μορφή: η τιμή του στο δυαδικό σύστημα θα είναι ίση με Μια μετάλλαξη που θα συνέβαινε στο δεύτερο γονίδιο του χρωμοσώματος θα έδινε τη μεταλλαγμένη μορφή: με τιμή Αν η αξία επιβίωσης του συγκεκριμένου χρωμοσώματος εξαρτάται από τη μεγάλη του τιμή τότε η μετάλλαξη θα δράσει πλεονεκτικά και το μεταλλαγμένο χρωμόσωμα έχει αυξημένες πιθανότητες να επιλεγεί στην επόμενη γενιά. Αντίθετα, αν η αξία επιβίωσης είναι ανάλογη με τη χαμηλή τιμή όπως για παράδειγμα συμβαίνει στην περίπτωση ελαχιστοποίησης μιας συνάρτησης, τότε αυτή η μετάλλαξη για το συγκεκριμένο χρωμόσωμα δεν αποφέρει πλεονέκτημα και οι πιθανότητες να επιβιώσει το νέο άτομο στην επόμενη γενιά μειώνονται δραστικά. Αντιμετάθεση Η διαδικασία της αντιμετάθεσης εφαρμόζεται σε αρκετά προβλήματα βελτιστοποίησης και εφαρμόζεται σε ένα άτομο κάθε φορά. Λειτουργεί αντιστρέφοντας τα γονίδια μεταξύ δύο θέσεων ενός χρωμοσώματος. Ένα παράδειγμα αντιμετάθεσης φαίνεται αμέσως παρακάτω. Παλιό χρωμόσωμα: Νέο χρωμόσωμα: Παράγοντες ελέγχου Στους παράγοντες ελέγχου ενός γενετικού αλγορίθμου περιλαμβάνονται το μέγεθος του πληθυσμού και οι πιθανότητες διασταύρωσης και μετάλλαξης. Έχουν γίνει αρκετές Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

118 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 105 έρευνες προκειμένου να προσδιοριστεί η επιρροή των παραγόντων αυτών στην απόδοση των γενετικών αλγορίθμων (Schaffer, Caruana, Eshelman και Das, 1989), (Bäck, 1996). Μεγάλο μέγεθος πληθυσμού οδηγεί σε ταυτόχρονη επεξεργασία πολλών λύσεων και αυξάνει το χρόνο υπολογισμού ανά επανάληψη. Με δεδομένη όμως την χρησιμοποίηση πολλών δειγμάτων, η πιθανότητα σύγκλισης στην βέλτιστη λύση είναι υψηλότερη από την χρησιμοποίηση μικρού μεγέθους πληθυσμού. Το ποσοστό διασταύρωσης καθορίζει τη συχνότητα της διαδικασίας διασταύρωσης. Είναι χρήσιμο στην έναρξη της διαδικασίας βελτιστοποίησης να ανακαλυφθεί μια ευνοϊκή περιοχή. Μικρή συχνότητα διασταυρώσεων μειώνει την ταχύτητα σύγκλισης σε μια τέτοια περιοχή. Αν η συχνότητα είναι πολύ μεγάλη, οδηγεί στον κορεσμό γύρω από μια λύση. Όσον αφορά την πιθανότητα μετάλλαξης μεγάλες τιμές εισάγουν μεγάλη ποικιλομορφία στον πληθυσμό κάτι που μπορεί να προκαλέσει αστάθεια. Απ την άλλη είναι συνήθως δύσκολο για έναν γενετικό αλγόριθμο να βρει ολική βέλτιστη λύση με πολύ μικρό ποσοστό μετάλλαξης. 6.3 Οι γενετικοί αλγόριθμοι ως μοντέλα μάθησης O Riechmann (1999, 2001) ανέλυσε διεξοδικά τη σχέση μεταξύ των λειτουργιών των γενετικών αλγορίθμων και των τεχνικών μάθησης σε οικονομικά περιβάλλοντα. Τα χρωμοσώματα που συνθέτουν έναν πληθυσμό ουσιαστικά αντιστοιχούν σε στρατηγικές πρακτόρων. Με τη συνάρτηση αξιολόγησης υπολογίζεται η προσαρμοστικότητα τους, δηλαδή πόσο καλά αποδίδουν με άλλες στρατηγικές σε ένα συγκεκριμένο οικονομικό περιβάλλον. Όσο πιο καλά αποδίδει μια στρατηγική τόσο πιο πιθανό είναι με τη διαδικασία της επιλογής να αναπαραχθεί σε επόμενη γενιά. Η διαδικασία της επιλογής ουσιαστικά προσομοιώνει την μάθηση μέσω της μίμησης. Αν η στρατηγική ενός πράκτορα δεν έχει καλή απόδοση έχει την δυνατότητα να υιοθετήσει μια στρατηγική που φάνηκε να αποδίδει καλύτερα στο οικονομικό περιβάλλον. Η διαδικασία της διασταύρωσης μπορεί να προσομοιώσει σε ένα βαθμό την μάθηση μέσω της επικοινωνίας. Ένα άτομο κατά τη συνομιλία του με άλλα άτομα για τις στρατηγικές τους ή με απλή καταγραφή τους, μπορεί να υιοθετήσει ένα μέρος τους και να τα συνδυάσει προκειμένου να καθορίσει την μελλοντική του στρατηγική. Ένας άλλος τρόπος μάθησης είναι μέσω του πειραματισμού. Ένα άτομο μπορεί να πειραματιστεί είτε συνειδητά είτε κάνοντας κάποιο λάθος στην προσπάθεια του να μιμηθεί κάποια ενέργεια. Είναι φανερό πως σε αντίθεση με τις τεχνικές της μίμησης και της επικοινωνίας που αναπαράγουν κινήσεις οι οποίες έχουν έστω και επί μέρους εμφανιστεί στο παρελθόν, με τον πειραματισμό μπορούν να προκύψουν καινούργιες στρατηγικές που δεν έχουν ξαναχρησιμοποιηθεί στο παρελθόν. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

119 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους Μονοπληθυσμιακοί και πολυπληθυσμιακοί γενετικοί αλγόριθμοι Οι γενετικοί αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται για τη μοντελοποίηση της διαχείρισης φυσικών πόρων αλλά και γενικότερα συμπεριφορών σε οικονομικές αλληλεπιδράσεις μπορούν να διακριθούν σε μονοπληθυσμιακούς και πολυπληθυσμιακούς ανάλογα με τον τρόπο που προσομοιώνεται η διαδικασία μάθησης. Στους μονοπληθυσμιακούς γενετικούς αλγορίθμους σε κάθε πράκτορα αντιστοιχεί μία στρατηγική η οποία απεικονίζεται μέσω ενός χρωμοσώματος. Κάθε πράκτορας ανάλογα με το κοινωνικό του περιβάλλον τείνει να μιμηθεί και να ανασυνδυάσει στρατηγικές που αποδείχθηκαν επιτυχείς. Για το λόγο αυτό η επιλογή στρατηγικής των πρακτόρων σε κάθε γενιά γίνεται από το σύνολο των στρατηγικών όλων των πρακτόρων και η διαδικασία της διασταύρωσης γίνεται με το συνδυασμό των στρατηγικών δύο διαφορετικών πρακτόρων. Για το λόγο αυτοί οι μονοπληθυσμιακοί αλγόριθμοι ονομάζονται και γενετικοί αλγόριθμοι κοινωνικής μάθησης. Στους πολυπληθυσμιακούς γενετικούς αλγορίθμους σε κάθε πράκτορα αντιστοιχεί ένας πληθυσμός χρωμοσωμάτων. Σε κάθε γενιά η στρατηγική ενός πράκτορα προκύπτει με επιλογή ενός εκ των χρωμοσωμάτων με κριτήριο την προσαρμοστικότητα του σε προηγούμενες γενιές. Κάθε πράκτορας θεωρείται πως έχει υπόψη του ένα σύνολο πιθανών στρατηγικών από τις οποίες σε κάθε γενιά επιλέγεται μία η οποία και θα είναι η χρησιμοποιούμενη στρατηγική. Αντί λοιπόν κάθε πράκτορας να ελέγχει την απόδοση των στρατηγικών που εφάρμοσαν οι άλλοι πράκτορες, ελέγχει την αποδοτικότητα των στρατηγικών που έχει στη δεξαμενή των επιλογών του. Κατά τη διαδικασία της επιλογής το σύνολο στρατηγικών κάθε πράκτορα ανανεώνεται με κριτήριο την προσαρμοστικότητα κάθε στρατηγικής ενώ κατά τη διασταύρωση γίνεται συνδυασμός χρωμοσωμάτων που αποτελούν πιθανές επιλογές κάθε πράκτορα. Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο οι συγκεκριμένοι αλγόριθμοι μάθησης ονομάζονται και γενετικοί αλγόριθμοι ατομικής μάθησης. Αξίζει να σημειωθεί πως κάθε μέθοδος παρουσιάζει τα θετικά και αρνητικά της στοιχεία. Με την επιλογή ενός μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου εμπεριέχονται οι έννοιες της κοινωνικής μάθησης, της μίμησης και της καινοτομίας, αλλά εκλείπει η έννοια της βελτιστοποίησης, μέσα στο σύνολο των εναλλακτικών στρατηγικών που λαμβάνει υπόψη του ο κάθε πράκτορας. Από την άλλη με τη χρησιμοποίηση πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου διαφεύγει η έννοια της μίμησης, μεταξύ των πρακτόρων (Πρωτόπαππας, 2008). Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

120 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους Μοντέλα διαχείρισης υδατικών πόρων με γενετικούς αλγόριθμους Στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής δημιουργήθηκαν με τη βοήθεια της γλώσσας προγραμματισμού Visual Basic τόσο πολυπληθυσμιακοί όσο και μονοπληθυσμιακοί γενετικοί αλγόριθμοι. Στόχος ήταν να γίνει εμβάθυνση της συμπεριφοράς των χρηστών ενός υπόγειου υδροφορέα και να διερευνηθούν οι συνθήκες επιτυχούς εκμετάλλευσης του υδροφορέα. Προκειμένου ένα μοντέλο συμπεριφοράς να είναι ακριβές θα πρέπει τα αποτελέσματα του να είναι παραπλήσια με τα αποτελέσματα αντίστοιχων οικονομικών πειραμάτων (Arifovic και Ledyard, 2010). Προκειμένου να συγκριθούν τα αποτελέσματα των μοντέλων γενετικών αλγορίθμων με τα αποτελέσματα των οικονομικών πειραμάτων χρησιμοποιήθηκαν ως κριτήρια: α) η μέση άντληση των χρηστών και η τυπική απόκλιση της, β) η αποδοτικότητα, το ποσοστό δηλαδή του βέλτιστου κέρδους που λαμβάνουν οι παίκτες με τις ενέργειες τους, γ) η περίοδος στην οποία συγκλίνει η μέση άντληση στην ισορροπία Nash, δ) η σταθερότητα της σύγκλισης και τέλος ε) η διαφορά μεταξύ των μέγιστων και ελάχιστων παρατηρούμενων αντλήσεων των πόρων αυτών Πολυπληθυσμιακό μοντέλο Η δημιουργία του πρώτου μοντέλου που θα παρουσιαστεί μοιάζει αρκετά στο μοντέλο που δημιούργησε ο Marco Casari για να προσομοιώσει κοινοτικούς θεσμούς διαχείρισης δασών και βοσκοτόπων στο Τρεντίνο των Ιταλικών Άλπεων (Casari, 2004), (Casari, 2007). Θα πρέπει να σημειωθεί πως ο Casari ήταν από τους πρώτους που σύγκρινε τα ποιοτικά και ποσοτικά αποτελέσματα προσομοιώσεων με γενετικούς αλγορίθμους με τα αποτελέσματα οικονομικών πειραμάτων. Σε πρώτη φάση μελετήθηκε η ίδια κατάσταση δράσης με αυτή του πειράματος αναφοράς που παρουσιάστηκε στο Κεφάλαιο 5. Κάθε πράκτορας έχει μια δεξαμενή επιλογών (ή μνημών) J=20, που είναι χρωμοσώματα, μήκους L=8 των οποίων η γενετική αναπαράσταση γίνεται με την μέθοδο των δυαδικών αριθμών. Θα πρέπει να σημειωθεί πως στην πρώτη γενιά δημιουργούνται με μια γεννήτρια τυχαίων αριθμών. Κάθε μια από τις επιλογές μπορεί να λαμβάνει τιμές από το συνεχές διάστημα [0, 0,5]. Προκειμένου οι επιλογές του κάθε πράκτορα να είναι ίδιες με αυτές που μπορούσαν να πραγματοποιήσουν οι συμμετέχοντες στα οικονομικά πειράματα οι τιμές που επιτράπηκε στο μοντέλο να λάβει ήταν ακέραια πολλαπλάσια του 0,01. Σε κάθε πιθανή επιλογή αντιστοιχίζεται και το κέρδος που θα είχε αυτή αν οι υπόλοιποι πράκτορες πραγματοποιήσουν την ίδια ενέργεια που πραγματοποίησαν στην προηγούμενη γενιά. Σε κάθε γενιά οι πράκτορες επιλέγουν την ενέργεια που θα πραγματοποιήσουν από τις επιλογές που υπάρχουν στη δεξαμενή τους χρησιμοποιώντας επιλογή διαγωνισμού. Κατά Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

121 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 108 τη διαδικασία αυτή σε κάθε γενιά επιλέγονται τυχαία τρεις επιλογές από τη δεξαμενή και αυτή που αποφέρει το μεγαλύτερο κέρδος προκρίνεται ως η επιλογή του πράκτορα στη δεδομένη γενιά. Στη συνέχεια λαμβάνουν χώρα οι διαδικασίες της διασταύρωσης και της μετάλλαξης. Κατά τη διασταύρωση αφού επιλεχθούν με πιθανότητα pc=0,1% τα προς διασταύρωση χρωμοσώματα στοιχίζονται σε ζεύγη. Στη συνέχεια επιλέγεται τυχαία η θέση στην οποία θα γίνει η διασταύρωση και σχηματίζονται τα νέα χρωμοσώματα. Κατά την μετάλλαξη κάθε ψηφίο του χρωμοσώματος μπορεί να μεταβληθεί από 0 σε 1 ή αντίστροφα, με πιθανότητα με pm=0,32. Η τελευταία διαδικασία που πραγματοποιείται είναι αυτή της αναπαραγωγής με την οποία ουσιαστικά ανανεώνεται η δεξαμενή επιλογών που διαθέτει ο κάθε πράκτορας. Η αναπαραγωγή πραγματοποιείται με παρόμοιο τρόπο με το μηχανισμό της επιλογής. Με την επιλογή διαγωνισμού επιλέγονται δύο πιθανές ενέργειες και αυτή με το μεγαλύτερο κέρδος εισέρχεται στη δεξαμενή επιλογών. Αυτό πραγματοποιείται J φορές, όσες δηλαδή είναι το πλήθος των επιλογών. Οι προαναφερθείσες διαδικασίες επαναλαμβάνονται για 20 γενιές ώστε να μπορέσουν τα αποτελέσματα να συγκριθούν με τα αποτελέσματα των οικονομικών πειραμάτων. Τα βασικά αποτελέσματα που θα παρουσιαστούν στη συνέχεια είναι για πληθυσμό 4 ατόμων. Ένα ζήτημα που ανακύπτει στους εξελικτικούς αλγορίθμους είναι πόσες φορές πρέπει να επαναληφθεί η διαδικασία ώστε να μπορέσει να παρέχει αξιόπιστα αποτελέσματα. Προκειμένου να δοθεί απάντηση σε αυτό το ζήτημα αναζητείται ο αριθμός επαναλήψεων που απαιτείται προκειμένου να συγκλίνουν οι μέσοι όροι των αποτελεσμάτων. Στα Σχήματα 6.1., 6.2., 6.3. και 6.4. εμφανίζονται η εξέλιξη της μέσης άντλησης, της αποδοτικότητας για τους πράκτορες, της περιόδου σύγκλισης και της σταθερότητας σύγκλισης του πολυπληθυσμιακού μοντέλου για 2000 επαναλήψεις αντίστοιχα. Από τα σχήματα φαίνεται πως τα αποτελέσματα συγκλίνουν σε υψηλό βαθμό από την 600 η επανάληψη και μετά. Είναι χαρακτηριστικό πως οι μεταβολές της μέσης άντλησης, της αποδοτικότητας της περιόδου σύγκλισης και του ποσοστού σύγκλισης από την 600 η στη 2000 η επανάληψη είναι της τάξης του 0,014%, 0,04%, 0,38% και 0,9% αντίστοιχα. Συνεπώς η επανάληψη του αλγορίθμου για 1000 επαναλήψεις μπορεί να θεωρηθεί πως θα δώσει αξιόπιστα αποτελέσματα. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

122 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 109 0,336 0,334 Μέση Άντληση 0,332 0,33 0,328 0,326 0, Επαναλήψεις Σχήμα 6.1. Η εξέλιξη της μέσης άντλησης του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου 85,50% Μέση Αποδοτικότητα 85,30% 85,10% 84,90% 84,70% 84,50% Επαναλήψεις Σχήμα 6.2. Η εξέλιξη της μέσης αποδοτικότητας του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

123 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 110 2,6 Μέση περίοδος σύγκλισης 2,4 2,2 2 1,8 1,6 1, Επαναλήψεις Σχήμα 6.3. Η εξέλιξη της περιόδου σύγκλισης του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου Μέση Ποσοστό Σύγκλισης 77,00% 75,00% 73,00% 71,00% 69,00% 67,00% Επαναλήψεις Σχήμα 6.4. Η εξέλιξη του ποσοστού σύγκλισης του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου Στη συνέχεια στα Σχήματα 6.5., 6.6., 6.7., 6.8, 6.9., και παρατίθενται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου όπως και τα αντίστοιχα αποτελέσματα των οικονομικών πειραμάτων αλλά και οι τιμές που προβλέπει η θεωρία παιγνίων προκειμένου να μπορεί να γίνει σύγκριση. Τα αποτελέσματα είναι οι μέσοι όροι των 4 πρακτόρων που συμμετέχουν στην αλληλεπίδραση για 20 γενιές σε 1000 επαναλήψεις. Στο Σχήμα 6.5. απεικονίζεται η μέση άντληση που πραγματοποίησαν οι πράκτορες και φαίνεται πως αντλούν ποσότητα νερού ίση με 0,332, ελαφρά παραπάνω από την άντληση Nash που υπενθυμίζεται πως είναι 0,33. Οι φοιτητές που συμμετείχαν Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

124 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 111 στο οικονομικό πείραμα είχαν αντλήσει και αυτοί ελαφρά παραπάνω από την άντληση Nash και ίσα με 0, Θεωρία παιγνίων Οικονομικά Πειράματα Πολυπληθυσμιακός Γενετικός Αλγόριθμος Άντληση Σχήμα 6.5. Άντληση Πολυπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Στο Σχήμα 6.6. φαίνεται η τυπική απόκλιση των αντλήσεων που πραγματοποιήθηκαν από τους πράκτορες. Η τυπική απόκλιση ουσιαστικά εκφράζει τη διασπορά των τιμών μιας μεταβλητής γύρω από τη μέση τιμή. Η θεωρία παιγνίων προβλέπει πως όλοι οι παίκτες σε όλες τις αλληλεπιδράσεις τους θα πραγματοποιήσουν άντληση ίση με αυτή της ισορροπίας Nash οπότε η τυπική απόκλιση των αντλήσεων τους θα είναι 0. Εντούτοις από το οικονομικό πείραμα προέκυψε τυπική απόκλιση ίση με 0, Θεωρία παιγνίων Οικονομικά Πειράματα Πολυπληθυσμιακός Γενετικός Αλγόριθμος Τυπική απόκλιση Σχήμα 6.6. Τυπική απόκλιση άντλησης Πολυπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Ο πολυπληθυσμιακός αλγόριθμος μπόρεσε να εμφανίσει λιγότερο από το μισό αυτής της διασποράς των τιμών. Αυτό ως ένα σημείο είναι λογικό να παρατηρείται διότι οι πράκτορες είναι σχεδιασμένοι έτσι ώστε όλοι να δίνουν το ίδιο βάρος στα κέρδη από τις αλληλεπιδράσεις που θα αποκομίσουν και να έχουν όλοι ίδιας τάξης περιορισμένη Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

125 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 112 ορθολογικότητα. Οι συμμετέχοντες σε ένα οικονομικό πείραμα είναι φυσικό να μην έχουν όλοι την ίδια συγκέντρωση στο πείραμα, τις ίδιες υπολογιστικές ικανότητες ή ακόμα την ίδια αξιολόγηση των κερδών που θα τους αποφέρει η συμμετοχή τους στο πείραμα. Στο Σχήμα 6.7. φαίνεται η αποδοτικότητα που απέφεραν στους πράκτορες οι αντλήσεις που πραγματοποίησαν. Συγκεκριμένα οι πράκτορες του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου αποκομίζουν το 84,63% της άντλησης που θα έπαιρναν αν πραγματοποιούσαν όλοι τη Pareto-βέλτιστη άντληση 0,25. Το αποτέλεσμα αυτό είναι αρκετά κοντά στο αποτέλεσμα του οικονομικού πειράματος στο οποίο οι συμμετέχοντες είχαν αποδοτικότητα 84,50% και ελαφρά χαμηλότερα από την πρόβλεψη για αποδοτικότητα 87,00% της θεωρίας παιγνίων % 86.00% 84.00% 82.00% 80.00% 78.00% 76.00% 74.00% Θεωρία παιγνίων Οικονομικά Πειράματα Πολυπληθυσμιακός Γενετικός Αλγόριθμος Αποδοτικότητα 87.00% 84.50% 84.63% Σχήμα 6.7. Αποδοτικότητα Πολυπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Η θεωρία παιγνίων προβλέπει πως οι παίκτες από τη στιγμή που είναι απόλυτα ορθολογικοί θα υπολογίσουν ποιά είναι η ισορροπία Nash και θα την πραγματοποιήσουν από την πρώτη μεταξύ τους αλληλεπίδραση. Το οικονομικό πείραμα έδειξε πως οι παίκτες ναι μεν αναζητούν και πραγματοποιούν ενέργειες πολύ κοντά στην άντληση Nash αλλά από την άλλη χρειάζονται κατά μέσο όρο 2,5 αλληλεπιδράσεις ώστε να πραγματοποιήσουν για πρώτη φορά όλοι ενέργειες κοντινές στην ισορροπία Nash. Όπως φαίνεται και στο Σχήμα 6.8. ούτε ο πολυπληθυσμιακός γενετικός αλγόριθμος συγκλίνει από την αρχή αλλά στις 2,2 περιόδους, λίγο πιο νωρίς από τα οικονομικά πειράματα. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

126 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 113 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Θεωρία παιγνίων Οικονομικά πειράματα Πολυπληθυσμιακός Γενετικός Αλγόριθμος Περίοδος σύγκλισης 1 2,5 2,2 Σχήμα 6.8. Περίοδος σύγκλισης Πολυπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Οι πράκτορες του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγόριθμου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 6.9., πραγματοποιούν ενέργειες κοντά στην ισορροπία Nash στο 66,64% των γενιών που ακολουθούν την περίοδο σύγκλισης. Κάτι αντίστοιχο διαφάνηκε και στο οικονομικό πείραμα με το 63,38% των συμμετεχόντων να πραγματοποιούν ενέργειες στο διάστημα (0,297, 0,363). 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Θεωρία παιγνίων Οικονομικά Πειράματα Πολυπληθυσμιακός Γενετικός Αλγόριθμος Ποσοστό σύγκλισης 100% 63.38% 66.64% Σχήμα 6.9. Ποσοστό σύγκλισης Πολυπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Στα Σχήματα και παριστάνεται η μέγιστη και η ελάχιστη μέση άντληση που πραγματοποίησαν τόσο οι πράκτορες του γενετικού αλγορίθμου όσο και οι συμμετέχοντες στο οικονομικό πείραμα. Φαίνεται ότι ο γενετικός αλγόριθμος μπόρεσε να προσομοιώσει ικανοποιητικά και αυτά τα μεγέθη καθώς ο πράκτορας που άντλησε περισσότερο από όλους πραγματοποίησε μέση άντληση 0,386 ενώ αυτός που άντλησε λιγότερο, 0,224, με το οικονομικό πείραμα να έχει αντίστοιχες τιμές 0,400 και 0,225. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

127 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους Θεωρία παιγνίων Οικονομικά Πειράματα Πολυπληθυσμιακός Γενετικός Αλγόριθμος Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση Σχήμα Μέγιστη μέση παρατηρούμενη άντληση Πολυπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Θεωρία παιγνίων Οικονομικά Πειράματα Πολυπληθυσμιακός Γενετικός Αλγόριθμος Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Σχήμα Ελάχιστη μέση παρατηρούμενη άντληση Πολυπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Για να μπορέσει να γίνει κατανοητή η επιλογή των τιμών των παραγόντων ελέγχου αλγορίθμου (ποσοστό διασταύρωσης, ποσοστό μετάλλαξης και πλήθος μνημών) κρίθηκε χρήσιμο στο σημείο αυτό να γίνει η διερεύνηση της επίδρασης των μεταβολών των τιμών τους στα αποτελέσματα. Στους Πίνακες 6.1., 6.2. και 6.3. παρατίθενται τα αποτελέσματα του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου εφαρμοσμένου σε 4 πράκτορες για 7 διαφορετικές τιμές του συντελεστή διασταύρωσης pc, του συντελεστή μετάλλαξης pm και του πλήθους μνημών J αντίστοιχα. Θα πρέπει να σημειωθεί πως οι τιμές των παραγόντων ελέγχου δεν έχουν σταθερά ή ίσα βήματα. Εφεξής για λόγους ευκολότερης εποπτείας ο πολυπληθυσμιακός γενετικός αλγόριθμος συχνά θα αναφέρεται ως ΠΠ ΓΑ. Στους προαναφερθέντες πίνακες περιλαμβάνονται και τα αποτελέσματα των οικονομικών πειραμάτων. Στα Σχήματα 6.12., 6.13., και φαίνεται γραφικά πως επιδρούν οι Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

128 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 115 μεταβολές στα pc, pm και J στην άντληση, στην αποδοτικότητα στην περίοδο σύγκλισης και στο ποσοστό σύγκλισης. Από τη συνδυασμένη παρατήρηση του Πίνακα 6.1. και των προαναφερθέντων σχημάτων φαίνεται καταρχήν πως η μεταβολή του συντελεστή διασταύρωσης pc από 0 έως 0,6 (με το pm και J να παραμένουν σταθερά και ίσα με 0,32 και 20 αντίστοιχα) επιδρά ελάχιστα στα αποτελέσματα. Είναι χαρακτηριστικό πως η μέση άντληση παίρνει τιμές από 0,3340 έως 0,3346 ενώ η αποδοτικότητα που αποκομίζουν οι πράκτορες από τις ενέργειες τους κυμαίνεται από 85,01% έως 86,46%. Επίσης η περίοδος σύγκλισης και το ποσοστό των αντλήσεων που συγκλίνουν κοντά σε αντλήσεις Nash μετά από την περίοδο σύγκλισης δεν φαίνεται να επηρεάζονται καθόλου από τις μεταβολές του pc. Αυτός είναι ο λόγος που ο συντελεστής διασταύρωσης του αλγορίθμου έχει χαμηλή τιμή pc=0,1. Η επίδραση του συντελεστή μετάλλαξης από την άλλη παίζει πολύ δραστικό ρόλο στα αποτελέσματα. Όπως φαίνεται στον Πίνακα 6.2. και στα Σχήματα ως κάθε βήμα στην μεταβολή του pm επηρεάζει άμεσα όλα τα αποτελέσματα. Είναι χρήσιμο να διασαφηνιστεί ο λόγος για τον οποίο επιλέχθηκε η τιμή του συντελεστή να είναι υψηλή και ίση 0,32 από τη στιγμή που υπάρχουν χαμηλότερες τιμές που δίνουν αντλήσεις πιο κοντά στα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος. Είναι χαρακτηριστικό πως για pm=0,01 η άντληση είναι 0,3354 ενώ για pm=0,05 είναι 0,3351. Το σημαντικότερο πρόβλημα με τα αποτελέσματα για αυτές τις τιμές μετάλλαξης είναι πως παρουσιάζουν πολύ χαμηλότερη διασπορά τιμών. Είναι χαρακτηριστικό πως η τυπική απόκλιση για pm=0,01 είναι 0,0191 ενώ για pm=0,05 είναι 0,0201. Η αδυναμία των αλγορίθμων με χαμηλό συντελεστή μετάλλαξης να προσομοιώσουν το εύρος τιμών που επιλέγουν οι συμμετέχοντες σε ένα οικονομικό πείραμα γίνεται πιο φανερή στην περίπτωση του ποσοστού σύγκλισης μετά από την πρώτη φορά που πραγματοποιούν κατά μέσο όρο αντλήσεις κοντά στην ισορροπία Nash. Έτσι ενώ οι συμμετέχοντες στο οικονομικό πείραμα εμφανίζουν σταθερότητα σύγκλισης της τάξης του 63,38% ο πολυπληθυσμιακός γενετικός αλγόριθμος με pm=0,01 και 0,05 παρουσιάζει σταθερότητα σύγκλισης σε ποσοστό 98,04% και 97,30% αντίστοιχα. Το πλήθος των μνημών όπως φαίνεται στον Πίνακα 6.3. φαίνεται να επηρεάζει ελαφρά τα αποτελέσματα. Η επιλογή η μνήμη να είναι ίση με 20 έγινε γιατί για τιμές χαμηλότερες η άντληση είναι χαμηλότερη από την ισορροπία Nash ενώ για υψηλότερες ο αλγόριθμος γίνεται πιο πολύπλοκος χωρίς να υπάρχουν αξιόλογες μεταβολές στα αποτελέσματα. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

129 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 116 Πίνακας 6.1. Αποτελέσματα πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου για 4 παίκτες με σταθερά pm, J και μεταβλητό pc ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ Οικονομικό pc=0 pc=0.1 pc=0.2 Πείραμα pm=0.32, J=20 pm=0.32, J=20 pm=0.32, J=20 (1) Μέση άντληση , (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα % 84.63% 83.34% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 63.38% 65.18% 63.37% 62.82% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ pc=0.3 pc=0.4 pc=0.5 pc=0.6 pm=0.32, J=20 pm=0.32, J=20 pm=0.32, J=20 pm=0.32, J=20 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 83.34% 83.36% 83.36% 83.33% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 64.57% 63.73% 63.93% 78.80% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

130 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 117 Πίνακας 6.2. Αποτελέσματα πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου για 4 παίκτες με σταθερά pc, J και μεταβλητό pm ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ Οικονομικό pm=0.01 pm= 0.05 pm= 0.10 Πείραμα pc=0. 1, J= 20 pc=0.1, J= 20 pc=0.1, J= 20 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδο τικότητα 84.54% % % % (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθε ρότητα σύγκλισης 63.38% 98.04% % % (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ pm=0.20 pc=0.1, J= 20 pm= 0.30 pc=0.1, J= 20 pm= 0.32 pc=0.1, J= 20 pm= 0.40 pc=0.1, J= 20 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 85.24% % % % (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 79.94% % % % (6) Μέγισ τη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

131 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 118 Πίνακας 6.3. Αποτελέσματα πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου για 4 παίκτες με σταθερά pc, pm και μεταβλητό J ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ Οικονομικό Πείραμα J=10 pc=0.1 pm=0.32 J=20 pc=0.1 pm=0. 32 J=40 pc=0.1 pm=0.32 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Απ οδοτικότητα 84.54% 83.18% 84.63% 83.62% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Στ αθερότητα σύγκλισης 63.38% 59.96% 63.37% 64.97% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ J=80 pc=0. 1 pm=0.32 J=160 pc=0.1 pm=0.32 J=200 pc=0.1 pm=0. 32 J=300 pc=0.1 pm=0.32 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 83.64% 83.57% 83.63% 83.56% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 66.10% 65.73% 65.64% 65.33% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

132 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους Άντληση 0.33 μεταβολή pc μεταβολή pm μεταβολή J Οικονομικό Πείραμα Σχήμα Επίδραση των pc, pm, J στη μέση άντληση 88.00% 87.00% Αποδοτικότητα 86.00% 85.00% 84.00% μεταβολή pc μεταβολή pm μεταβολή J Οικονομικό Πείραμα 83.00% 82.00% Σχήμα Επίδραση των pc, pm, J στην αποδοτικότητα Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

133 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους Περίοδος σύγκλισης μεταβολή pc μεταβολή pm μεταβολή J Οικονομικό Πείραμα Σχήμα Επίδραση των pc, pm, J στην περίοδο σύγκλισης % 90.00% Ποσοστό σύγκλισης 80.00% 70.00% μεταβολή pc μεταβολή pm μεταβολή J Οικονομικό Πείραμα 60.00% 50.00% Σχήμα Επίδραση των pc, pm, J στη σταθερότητα σύγκλισης Ο Πίνακας 6.4. περιέχει τα αποτελέσματα του γενετικού αλγορίθμου με τη διαφορά ότι στο διαγωνισμό για την επιλογή της άντλησης από τις μνήμες που θα πραγματοποιηθεί συμμετέχουν δύο και όχι τρεις επιλογές από τη μνήμη. Από τον πίνακα φαίνεται πως ο αλγόριθμος με το διαγωνισμό 2 επιλογών δεν μπορεί να προσομοιώσει τα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος τόσο καλά όσο αυτός με τις τρεις επιλογές. Τα κυριότερο πρόβλημα προσομοίωσης είναι ποιοτικό καθώς εντοπίζονται στη μέση άντληση όπου ο διαγωνισμός 2 επιλογών δίνει αποτελέσματα λίγο χαμηλότερα από την ισορροπία Nash ενώ οι συμμετέχοντες στο οικονομικό πείραμα άντλησαν λίγο υψηλότερα από αυτή. Επίσης εμφανίζεται δυσκολία στην προσομοίωση της αποδοτικότητας και στη σταθερότητα σύγκλισης με τις τιμές του διαγωνισμού 2 επιλογών να είναι 81,97% και 50,98% ενώ οι Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

134 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 121 τιμές του οικονομικού πειράματος ήταν 84,54% και 63,38% αντίστοιχα. Έτσι γίνεται αντιληπτός ο λόγος για τον οποίο αποφασίστηκε στην επιλογή διαγωνισμού να μη συμμετέχουν, δύο από τις επιλογές μνήμης, όπως συνηθίζεται, αλλά τρεις. Πίνακας 6.4. Αποτελέσματα πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου με διαγωνισμό 2 επιλογών ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ Οικονομικό Πείραμα ιαγωνισμός 3 επιλογών ιαγωνισμός 2 επιλογών (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 84.54% 84.63% 81.97% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 63.38% 63.37% 51.13% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Προσομοίωση επικοινωνίας Η επιτυχημένη μοντελοποίηση της κατάστασης αναφοράς οδήγησε στην πρόκληση την επέκτασης του μοντέλου σε πιο σύνθετες καταστάσεις διαχείρισης ενός υπόγειου υδροφορέα όπως για παράδειγμα συμβαίνει όταν οι χρήστες ενός πόρου έχουν τη δυνατότητα επικοινωνίας μεταξύ τους. Τα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος της περίπτωσης αυτής έδειξαν πως η θεωρία παιγνίων δεν μπορεί να προβλέψει την συμπεριφορά των συμμετεχόντων μετά από μια μεταξύ τους συνάντηση. Όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 3 η αδυναμία της θεωρίας παιγνίων για πρόβλεψη συμπεριφορών υπό ειδικές συνθήκες αποπειράται να ξεπεραστεί με την ένταξη στοιχείων της γνωστικής ψυχολογίας. Έχουν δημιουργηθεί πολλά μοντέλα προσομοίωσης μιας αλληλεπίδρασης που περιγράφουν τις συμπεριφορές των εμπλεκομένων με τη χρησιμοποίηση απλών ευρετικών μεθόδων (Pahl-Wostl και Ebenhöh, 2004), (Castillo και Kerem, 2005). Οι ως τώρα προσεγγίσεις θεωρούν πως σε έναν πληθυσμό που αλληλεπιδρά υπάρχουν ομάδες πρακτόρων που συμπεριφέρονται με συγκεκριμένες ευρετικές μεθόδους. Η δομή του πολυπληθυσμιακού μοντέλου επέτρεψε στα πλαίσια της παρούσας διατριβής να θεωρηθεί πως σε κάθε πράκτορα ενυπάρχουν και ανταγωνίζονται σκέψεις είτε να λειτουργήσει ορθολογικά με βάση το προσωπικό του κέρδος είτε να δράσει με ενέργειες που θα ωφελήσουν το σύνολο, οι οποίες εκφράζονται μέσω των μνημών του αλγόριθμου. Όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 5 οι συμμετέχοντες στα οικονομικά πειράματα κατά την διάρκεια της συνάντησης φαίνεται πως ακολουθούν σε μεγάλο βαθμό τη δέσμευση που έλαβαν κατά την διάρκεια αυτής για πραγματοποίηση ενεργειών σε επίπεδα κοντά στην βέλτιστη. Όπως έχει προκύψει από ερωτηματολόγια που συμπληρώθηκαν μετά από οικονομικά πειράματα ο λόγος που συμβαίνει αυτό μπορεί να αποδοθεί στην αυξημένη συνεργατική διάθεση του παίκτη ή στο αίσθημα δικαιοσύνης και αμοιβαιότητας που έχει Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

135 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 122 είτε ακόμα στην πρόθεση του να τηρήσει τις δεσμεύσεις του λειτουργώντας σύμφωνα με το πως ελπίζουν οι υπόλοιποι παίκτες να λειτουργήσει (Casari και Plott, 2003). Προκειμένου να μοντελοποιηθεί η αλληλεπίδραση στην εκμετάλλευση ενός υπόγειου υδροφορέα όταν κάποια στιγμή επικοινωνούν οι χρήστες του θεωρήθηκε πως ένα μέρος των 20 μνημών του πολυπληθυσμιακού μοντέλου λειτουργεί πραγματοποιώντας ενέργειες κοντά στη Pareto-βέλτιστη άντληση δηλαδή μεταξύ 0,23 και 0,28. Οι μνήμες αυτές θα αποκαλούνται εφεξής συνεργατικές μνήμες. Το υπόλοιπο μέρος των μνημών, που θα αποκαλούνται ορθολογικές, συνεχίζει να λειτουργεί με κίνητρο τη μεγιστοποίηση του προσωπικού του κέρδους. Οι δύο ομάδες μνημών όπως και προηγουμένως υπόκεινται στις γενετικές διαδικασίες και η ενέργεια που θα πραγματοποιηθεί καθορίζεται με διαγωνισμό μεταξύ τριών τυχαίων επιλεγμένων μνημών. Προκειμένου να οριστεί ο αριθμός των μνημών που θα εμπεριέχει κάθε μια από τις δύο προσεγγίσεις χρησιμοποιήθηκαν τα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος. Στα Σχήματα και απεικονίζονται αποτελέσματα του αλγορίθμου όταν οι αλτρουιστικές μνήμες κυμαίνονται από 10 έως 20. Να σημειωθεί πως τα αποτελέσματα είναι για 4 άτομα που αλληλεπιδρούν για 20 γενιές και έχουν προέλθει από 2000 επαναλήψεις. Παράλληλα παρατίθενται και τα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος. Αναλυτικότερα στο Σχήμα απεικονίζεται η μεταβολή της άντλησης για διαφορετικά πλήθη συνεργατικών μνημών. Όπως αναμενόταν παρατηρείται πως όσο αυξάνονται οι συνεργατικές μνήμες τόσο η άντληση μειώνεται. Χαρακτηριστικά όταν οι συνεργατικές μνήμες είναι 10 δηλαδή αποτελούν το 50% του συνολικού πληθυσμού η μέση άντληση είναι 0,298 ενώ όταν υπάρχουν μόνο συνεργατικές μνήμες η άντληση μειώνεται σε 0,261. Η μέση άντληση που πραγματοποίησαν οι συμμετέχοντες στο οικονομικό πείραμα όπως αναφέρθηκε και στο Κεφάλαιο 5 ήταν 0,277. Η αποδοτικότητα που αποφέρουν οι αντλήσεις στους πράκτορες του μοντέλου φαίνεται στο Σχήμα και αυξάνει όσο αυξάνεται η παρουσία των συνεργατικών μνημών στο σύνολο του πληθυσμού. Το ποσοστό της αποδοτικότητας αρχίζει από 90,47% της βέλτιστης όταν υπάρχουν 10 συνεργατικές μνήμες και φτάνει ως 99,69% όταν αυτές γίνονται 20. Υπενθυμίζεται πως η αποδοτικότητα στο οικονομικό πείραμα ανήλθε μετά την επικοινωνία στο 96,20% της βέλτιστης. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

136 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 123 0,300 0,295 0,290 0,285 Άντληση 0,280 0,275 0,270 0,265 0,260 0, Αριθμός αλτρουιστικών ενεργειών ΠΠ ΓΑ με αλτρουιστικές μνήμες Οικονομικό πείραμα Σχήμα Άντληση ΠΠ ΓΑ με συνεργατικές μνήμες μετά από επικοινωνία 100% 98% 95% Αποδοτικότητα 93% 90% 88% 85% 83% 80% Αριθμός αλτρουιστικών ενεργειών ΠΠ ΓΑ με αλτρουιστικές μνήμες Οικονομικό πείραμα Σχήμα Αποδοτικότητα ΠΠ ΓΑ με συνεργατικές μνήμες μετά από επικοινωνία Με βάση τα Σχήματα και επιλέχθηκε πως ο αριθμός των συνεργατικών μνημών που μπορεί να προσομοιώσει καλύτερα το οικονομικό πείραμα είναι 16 δηλαδή όταν αποτελούν το 80% του συνόλου των μνημών. Στο Σχήμα παριστάνεται γραφικά η άντληση που πραγματοποίησαν οι συμμετέχοντας του πειράματος που έλαβαν μέρος στο πείραμα με επικοινωνία καθώς και οι αντλήσεις των πρακτόρων του πολυπληθυσμιακού μοντέλου. Στο οικονομικό πείραμα οι συμμετέχοντες αλληλεπίδρασαν 10 φορές πριν συναντηθούν. Ομοίως οι πράκτορες στο μοντέλο λειτούργησαν με καθαρά ορθολογικά κριτήρια χωρίς να εμπεριέχουν συνεργατικές μνήμες για 10 γενιές και από την 11 η γενιά και μετά λειτούργησαν εμπεριέχοντας στις μνήμες τους τις 2 ευρετικές μεθόδους. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

137 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 124 Μέση άντληση 0,4 0,38 0,36 0,34 0,32 0,3 0,28 0,26 0,24 0,22 0, Επαναλήψεις Οικονομικό πείραμα ΠΠ ΓΑ με αλτρουιστικές μνήμες Σχήμα Σύγκριση άντλησης πριν και μετά από επικοινωνία του οικονομικού πειράματος και του ΠΠ ΓΑ Στον Πίνακα 6.5. βρίσκονται τα αποτελέσματα του πολυπληθυσμιακού μοντέλου με 16 συνεργατικές μνήμες μετά από επικοινωνία. Πίνακας 6.5. Αποτελέσματα πολυπληθυσμιακού μετά από επικοινωνία με 16 συνεργατικές μνήμες Οικονομικό ΠΠ ΓΑ με 16 συνεργατικές Πείραμα μνήμες (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 96.20% 95.63% (4) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (5) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Τα αποτελέσματα του Σχήματος και του Πίνακα 6.5. δείχνουν πως το μοντέλο το οποίο δημιουργήθηκε θεωρώντας πως μετά από επικοινωνία οι πράκτορες έχουν σε μεγάλο βαθμό την πρόθεση να πραγματοποιήσουν αντλήσεις κοντά στη συλλογικά βέλτιστη προσομοιώνει ικανοποιητικά τα πειραματικά αποτελέσματα που παρουσιάστηκαν στο Κεφάλαιο Μονοπληθυσμιακό μοντέλο Στη συνέχεια της διατριβής παρουσιάζεται το μονοποληθυσμιακό μοντέλο που δημιουργήθηκε για να προσομοιώσει την εκμετάλλευση υπόγειων υδατικών πόρων από ομάδα χρηστών. Η βασική διαφορά με τον πολυπληθυσμιακό αλγόριθμο, όπως προαναφέρθηκε, είναι πως κάθε χρωμόσωμα εκφράζει την άντληση που πραγματοποιεί ένας πράκτορας σε κάθε γενιά και όχι σε μία από τις πιθανές επιλογές που έχει στη μνήμη του. Κάθε πράκτορας σε κάθε γενιά ανάλογα με την ποιότητα των λύσεων όσων πρακτόρων συμμετέχουν στην αλληλεπίδραση επιλέγει να ακολουθήσει μερικά ή ανασυνδυασμένα τις ήδη πραγματοποιημένες ενέργειες. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

138 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 125 Η γενετική αναπαράσταση γίνεται ξανά με τη μέθοδο των δυαδικών αριθμών με χρωμοσώματα μήκους L=8. Οι αντλήσεις που πραγματοποιούν οι πράκτορες είναι μεταξύ 0 και 0,5 και ακέραια πολλαπλάσια του 0,01. Στην πρώτη γενιά οι αντλήσεις που πραγματοποιούν τα άτομα του πληθυσμού δημιουργούνται με μια γεννήτρια τυχαίων αριθμών. Επειδή ακριβώς οι αντλήσεις της πρώτης γενιάς σχηματίζονται εντελώς τυχαία η γενιά αυτή θεωρείται προπαρασκευαστική και δεν συμπεριλαμβάνεται στα αποτελέσματα. Ο λόγος που δεν πραγματοποιήθηκε κάτι αντίστοιχο στο πολυπληθυσμιακό μοντέλο είναι ότι εκεί η πρώτη άντληση κάθε πράκτορα προκύπτει από διαγωνισμό επιλογής από τα 20 τυχαία δημιουργημένα χρωμοσώματα. Το γεγονός αυτό έχει ως αποτέλεσμα οι πρώτες αντλήσεις να λαμβάνουν πιο ορθολογικές τιμές, κοντά σε αυτές των αντλήσεων που πραγματοποίησαν οι συμμετέχοντες στο οικονομικό πείραμα. Το ποσοστό διασταύρωσης όπως και στον πολυπληθυσμιακό γενετικό αλγόριθμο είναι pc=0,10. Όσον αφορά το ποσοστό μετάλλαξης επιλέχθηκε να είναι διαφορετικό πριν και μετά το σημείο σύγκλισης. Η επιλογή αυτή έγινε στηριζόμενη στη θεώρηση πως ένας πληθυσμός πειραματίζεται σε μεγαλύτερο βαθμό όταν αναζητεί το σημείο ισορροπίας απ' ότι όταν το έχει ήδη ανακαλύψει. Έτσι επιλέχθηκε μέχρι τη γενιά που θα συγκλίνει ο μέσος όρος των αντλήσεων το ποσοστό μετάλλαξης να είναι pm 1 =0,1 ενώ αμέσως μετά αυτός να μειώνεται σε pm 2 =0,01. Αφού ολοκληρωθούν οι διαδικασίες της διασταύρωσης και της μετάλλαξης πραγματοποιείται η αναπαραγωγή κατά την οποία σχηματίζεται η επιλογή κάθε πράκτορα για την επόμενη γενιά. Για κάθε πράκτορα επιλέγονται τυχαία τρεις επιλογές από αυτές που πραγματοποιήθηκαν στην προηγούμενη γενιά και αυτή που αποφέρει το μεγαλύτερο κέρδος προκρίνεται ως η επιλογή του στην επόμενη γενιά. Σημειώνεται πως προκειμένου να γίνει σύγκριση τόσο με το οικονομικό πείραμα όσο και με το μονοπληθυσμιακό γενετικό αλγόριθμο επιλέχθηκε ο πληθυσμός του μονοπληθυσμιακού αλγορίθμου στα αποτελέσματα που ακολουθούν να αποτελείται από 4 πράκτορες. Στη συνέχεια στα Σχήματα 6.19., 6.20., και εμφανίζονται η εξέλιξη της μέσης άντλησης, της αποδοτικότητας για τους πράκτορες, της περιόδου σύγκλισης και της σταθερότητας σύγκλισης του πολυπληθυσμιακού μοντέλου για 5000 επαναλήψεις αντίστοιχα. Αυτό γίνεται ώστε να αναζητηθεί ο αριθμός επαναλήψεων που απαιτείται προκειμένου να συγκλίνουν οι μέσοι όροι των αποτελεσμάτων κάτι που είχε πραγματοποιηθεί και στην περίπτωση του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

139 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 126 0,336 0,334 Μέση Άντληση 0,332 0,33 0,328 0,326 0, Επαναλήψεις Σχήμα Η εξέλιξη της μέσης άντλησης του μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου Μέση Αποδοτικότητα 90,00% 89,00% 88,00% 87,00% 86,00% 85,00% 84,00% 83,00% 82,00% Επαναλήψεις Σχήμα Η εξέλιξη της μέσης αποδοτικότητας του μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

140 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 127 Μέση περίοδος σύγκλισης Επαναλήψεις Σχήμα Η εξέλιξη της περιόδου σύγκλισης του μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου Μέση Σταθερότητα Σύγκλισης 80,00% 75,00% 70,00% 65,00% 60,00% 55,00% 50,00% Επαναλήψεις Σχήμα Η εξέλιξη του ποσοστού σύγκλισης του μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου Στα Σχήματα ως προκύπτει πως όλα τα εξεταζόμενα μεγέθη συγκλίνουν μετά τη 2000 η επανάληψη. Επιλέχθηκε ο αλγόριθμος για ασφάλεια να επαναληφθεί 3000 φορές αφού χαρακτηριστικά η διαφορά της άντλησης μεταξύ 3000 ης και 5000 ης γενιάς είναι 0,03%. Η αντίστοιχη διαφορά για το κέρδος που έχουν οι πράκτορες σε σχέση με τη Pareto-βέλτιστη άντληση είναι 0,065% Επίσης χαρακτηριστικό είναι επίσης πως η μέση περίοδος σύγκλισης τη 2000 η είναι 2,64 με τους πράκτορες να συγκλίνουν στο 65,41% των μετέπειτα γενιών ενώ στην 5000 η γενιά οι αντίστοιχες τιμές είναι 2,64 και 65,62% αντίστοιχα. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

141 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 128 Στα Σχήματα 6.23., 6.24., 6.25., 6.26., 6.27., και παρατίθενται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης του μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου (που εφεξής συχνά θα συμβολίζεται ως ΜΠ ΓΑ). Για να είναι ευκολότερη η σύγκριση παρατίθενται και τα αντίστοιχα αποτελέσματα του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου όπως και τα αποτελέσματα των οικονομικών πειραμάτων αλλά και οι προβλέψεις της θεωρίας παιγνίων. Τα αποτελέσματα είναι οι μέσοι όροι 3000 επαναλήψεων για αλληλεπιδράσεις 4 πρακτόρων για 20 γενιές. Οι πράκτορες του μονοπληθυσμιακού αλγορίθμου, όπως φαίνεται στο Σχήμα αντλούν ποσότητα νερού ίση με 0,3326. Όπως και οι πράκτορες του πολυπληθυσμιακού αλγορίθμου αλλά και οι συμμετέχοντες του οικονομικού πειράματος αντλούν ελαφρά περισσότερο από την πρόβλεψη της ισορροπίας Nash Θεωρία παιγνίων Οικονομικό Πείραμα ΠΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ Άντληση Σχήμα Άντληση Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Θεωρία παιγνίων Οικονομικό Πείραμα ΠΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ Τυπική απόκλιση Σχήμα Τυπική απόκλιση άντλησης Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

142 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 129 Ο μονοπληθυσμιακός αλγόριθμος δεν μπόρεσε ούτε αυτός να προσομοιώσει την διασπορά των τιμών της άντλησης. Η τυπική απόκλιση των πραγματοποιούμενων αντλήσεων όπως φαίνεται στο Σχήμα είναι 0,0451, ελαφρά μεγαλύτερη από την αντίστοιχη τιμή του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου αλλά σε καμία περίπτωση δεν προσεγγίζει ικανοποιητικά το αποτέλεσμα του οικονομικού πειράματος. Η αποδοτικότητα του εξεταζόμενου μοντέλου, όπως φαίνεται στο Σχήμα λαμβάνει τιμή 84,23% πολύ κοντά στις αποδοτικότητες που σημειώνουν ο αλγόριθμος ατομικής μάθησης και το οικονομικό πείραμα που είναι 84,63% και 84,50% αντίστοιχα % 86.00% 84.00% 82.00% 80.00% 78.00% 76.00% 74.00% Θεωρία παιγνίων Οικονομικό Πείραμα ΠΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ Αποδοτικότητα 87.00% 84.50% 84.63% 84.23% Σχήμα Αποδοτικότητα Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Ο μονοπληθυσμιακός αλγόριθμος όπως φαίνεται στο Σχήμα συγκλίνει κατά μέσο όρο μετά από 2,6 γενιές τιμή ελαφρά μεγαλύτερη από τη σύγκλιση των οικονομικών πειραμάτων στις 2,5 γενιές τη στιγμή που ο πολυπληθυσμιακός αλγόριθμος συγκλίνει γρηγορότερα στις 2,2 περιόδους. 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Θεωρία παιγνίων Οικονομικό Πείραμα ΠΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ Περίοδος σύγκλισης 1 2,5 2,2 2,6 Σχήμα Περίοδος σύγκλισης Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

143 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 130 Όπως φαίνεται στο Σχήμα στις γενιές που ακολουθούν την περίοδο σύγκλισης οι μέσες αντλήσεις των πρακτόρων του μονοπληθυσμιακού αλγορίθμου συγκλίνουν κοντά στην ισορροπία Nash σε ποσοστό 64,90% που κυμαίνεται μεταξύ του 63,38% του οικονομικού πειράματος και του 66,64% του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Θεωρία παιγνίων Οικονομικό Πείραμα ΠΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ Ποσοστό σύγκλισης 100% 63.38% 66.64% 64.90% Σχήμα Ποσοστό σύγκλισης Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Μία δυσκολία του μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου είναι να προσομοιώσει την διαφορά μεταξύ της μέγιστης και της ελάχιστης παρατηρούμενης άντλησης. Όπως φαίνεται από τα Σχήματα και η μέγιστη και η ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση είναι 0,431 και 0,187 αντίστοιχα. Η διαφορά μεταξύ των τιμών αυτών είναι 0,224 αρκετά μεγαλύτερη από την αντίστοιχη διαφορά του οικονομικού πειράματος που ήταν 0,175 και την οποία ο πολυπληθυσμιακός αλγόριθμος προσομοιώνει πιστότερα με διαφορά 0, Θεωρία παιγνίων Οικονομικό Πείραμα ΠΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση Σχήμα Μέγιστη μέση παρατηρούμενη άντληση Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

144 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους Θεωρία παιγνίων Οικονομικό Πείραμα ΠΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Σχήμα Ελάχιστη μέση παρατηρούμενη άντληση Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Παρά το γεγονός της μη πιστής ανταπόκρισης στη διαφορά των ακραίων παρατηρούμενων αντλήσεων τα αποτελέσματα του αλγόριθμου ατομικής μάθησης που παρουσιάστηκε μπορούν να θεωρηθούν αρκετά ικανοποιητικά για την προσομοίωση της εκμετάλλευσης ενός υπόγειου υδροφορέα. Στους Πίνακες 6.6., 6.7. και 6.8. παρατίθενται τα αποτελέσματα του μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου για μεταβαλλόμενες τιμές του συντελεστή διασταύρωσης pc, και των συντελεστών μετάλλαξης pm 1 και pm 2 αντίστοιχα ώστε να εξηγηθεί η επιλογή των τιμών των παραγόντων ελέγχου. Στα Σχήματα 6.30., 6.31., και φαίνεται γραφικά πως επιδρούν οι μεταβολές στα pc, pm 1 και pm 2 στην άντληση, στην αποδοτικότητα στην περίοδο σύγκλισης και στο ποσοστό σύγκλισης. Είναι λογικό επειδή το pm 2 ξεκινά να λειτουργεί αμέσως μετά από την περίοδο της σύγκλισης να μην εξετάζεται η επίδραση του σε αυτά. Όμοια δεν εξετάζεται η επίδραση του pm 1 στο ποσοστό σύγκλισης καθώς παύει να λειτουργεί αμέσως μετά την πρώτη σύγκλιση των αντλήσεων των παικτών. Από τον Πίνακα 6.6. και τα προαναφερθέντα σχήματα προκύπτει πως όπως και στην περίπτωση του πολυπληθυσμιακού αλγορίθμου ο συντελεστής διασταύρωσης δεν φαίνεται να επιδρά σημαντικά στα αποτελέσματα. Αυτό οδήγησε στην επιλογή της σχετικά χαμηλής τιμής του συντελεστή διασταύρωσης pc=0,1. Οι μεταβολές των συντελεστών μετάλλαξης pm 1 και pm 2 φαίνεται να παίζουν αρκετά πιο δραστικό ρόλο στα αποτελέσματα. Ειδικότερα όσον αφορά το συντελεστή μετάλλαξης pm 1 φαίνεται από τον Πίνακα 6.6. και τα Σχήματα 6.30., και πως για τις τιμές pm 1 από 0,005 ως 0,2 η προσομοίωση του οικονομικού πειράματος είναι ικανοποιητική όσον αφορά τις αντλήσεις και την αποδοτικότητα. Όμως το φαινόμενο που παρατηρείται είναι πως για χαμηλούς συντελεστές αργεί να συγκλίνει για πρώτη φορά η μέση άντληση με την ισορροπία Nash. Αυτό συμβαίνει καθώς οι τιμές αυτές μετάλλαξης αποφέρουν Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

145 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 132 αντλήσεις ελαφρά πάνω από την ισορροπία Nash. Για τιμές pm 1 = 0,3 ή pm 1 = 0,4 οι αντλήσεις μειώνονται σε επίπεδα χαμηλότερα της ισορροπίας Nash, ενώ αυξάνεται ξανά η περίοδος σύγκλισης μην κάνοντας επιτρεπτή τη λήψη τιμών σε αυτά τα επίπεδα. Παρατηρείται δηλαδή το φαινόμενο τόσο πολύ χαμηλές τιμές pm 1 όσο και πολύ υψηλές να μην μπορούν να βοηθήσουν στη σύγκλιση του αλγορίθμου σε επίπεδα κοντά σε αυτά των οικονομικών πειραμάτων. Ο δεύτερος συντελεστής μετάλλαξης pm 2 παίζει και αυτός δραστικό ρόλο στον αλγόριθμο μετά από το σημείο σύγκλισης. Για τιμές pm 2 από 0,001 ως 0,01 τα αποτελέσματα λαμβάνουν ικανοποιητικές τιμές κοντά στα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος. Όταν ο συντελεστής λαμβάνει τιμές μεγαλύτερες από 0,05 τόσο η άντληση λαμβάνει τιμές μικρότερες από την ισορροπία Nash και τόσο μειώνεται το ποσοστό σύγκλισης. Ενδεικτικά για pm 2 =0,2 η μέση άντλησης μειώνεται σε 0,3217 ενώ το ποσοστό σύγκλισης σε 39,14%. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

146 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 133 Πίνακας 6.6. Αποτελέσματα μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου για 4 παίκτες με σταθερά pm 1, pm 2 και μεταβλητό pc ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ pc=0.1 pc=0.2 pc=0.3 Οικονομικό Πείραμα pm 1 =0.1 pm 2 =0.01 pm 1=0.1 pm 2 =0.01 pm 1=0.1 pm 2 =0.01 (1) Μέση άντληση , (2) Τυπική απόκλιση , (3) Απ οδοτικότητα 84.54% % 84.66% 84.36% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Στ αθερότητα σύγκλισης 63.38% % 66.88% 65.94% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ pc=0.35 pc=0.4 pc=0.45 pc=0.5 pm 1 =0.1 pm 2 =0.01 pm 1=0.1 pm 2 =0.01 pm 1=0.1 pm 2 =0.01 pm 1=0.1 pm 2 =0.01 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 84.47% 83.83% 84.22% 84.02% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 69.42% 66.08% 66.42% 66.96% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

147 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 134 Πίνακας 6.7. Αποτελέσματα μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου για 4 παίκτες με σταθερά pc, pm 2 και μεταβλητό pm 1 ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ pc=0.1 pc=0.1 pc=0.1 Οικονομικό Πείραμα pm 1 = pm 2 =0.01 pm1= 0.01 pm 2 =0.01 pm1= 0.1 pm 2 =0.01 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Απ οδοτικότητα 84.54% 84.12% 83.27% 84.27% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Στ αθερότητα σύγκλισης 63.38% 63.34% 66.16% 64.90% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ pc=0.1 pc=0.1 pc=0.1 pc=0.1 pm 1 = 0.15 pm 2 =0.01 pm 1 = 0.20 pm 2 =0.01 pm 1 = 0.30 pm 2 =0.01 pm 1 = 0.40 pm 2 =0.01 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 84.08% 83.75% 83.45% 83.02% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 66.99% 68.12% 64.97% 62.78% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

148 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 135 Πίνακας 6.8. Αποτελέσματα μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου για 4 παίκτες με σταθερά pc, pm 1 και μεταβλητό pm 2 ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ pc=0.1 pc =0.1 pc=0.1 Οικονομικό Πείραμα pm 1 =0.1 pm 2 = pm 1=0.1 pm 2 = pm 1=0.1 pm2= (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 84.54% 83.54% 84.23% 83.83% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 63.38% 62.86% 66.00% 65.03% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ pc=0.1 pc=0.1 pc=0.1 pc=0.1 pm 1 =0.1 pm 2 = 0.01 pm 1 =0.1 pm 2 = 0.05 pm 1 =0.1 pm 2 = 0.1 pm 1 =0.1 pm 2 = 0.2 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 84.27% 84.02% 83.11% 80.98% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 64.90% 62.07% 62.00% 39.14% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

149 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 136 0,35 0,345 0,34 0,335 0,33 Άντληση 0,325 0,32 0,315 0,31 μεταβολή pc μεταβολή pm1 μεταβολή pm2 Οικονομικό Πείραμα 0,305 0,3 0,295 0, Σχήμα Επίδραση των pc, pm 1 και pm 2 στη μέση άντληση 86,00% 85,00% 84,00% Αποδοτικότητα 83,00% 82,00% μεταβολή pc μεταβολή pm1 μεταβολή pm2 Οικονομικό Πείραμα 81,00% 80,00% Σχήμα Επίδραση των pc, pm 1 και pm 2 στην αποδοτικότητα Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

150 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους ,5 6 5,5 Περίοδος σύγκλισης 5 4,5 4 3,5 μεταβολή pc μεταβολή pm1 Οικονομικό Πείραμα 3 2, Σχήμα Επίδραση των pc και pm 1 στην περίοδο σύγκλισης 80% 75% 70% Ποσοστό σύγκλισης 65% 60% 55% 50% μεταβολή pc μεταβολή pm2 Οικονομικό Πείραμα 45% 40% 35% Σχήμα Επίδραση των pc και pm 2 στο ποσοστό σύγκλισης Στο σημείο αυτό θα εξεταστεί ο μονοπληθυσμιακός γενετικός αλγόριθμος στην περίπτωση που υπάρχει ενιαίος συντελεστή μετάλλαξης pm ώστε να γίνουν φανερά τα αίτια που οδήγησαν στην επιλογή δύο συντελεστών μετάλλαξης. Στο Σχήμα απεικονίζεται η εξέλιξη της μέσης άντλησης που πραγματοποιούν οι πράκτορες ενός γενετικού αλγορίθμου για τιμές από 0,01 έως 0,1 με βήμα 0,01 ενώ στο Σχήμα απεικονίζεται η εξέλιξη της περιόδου σύγκλισης. Στους πίνακες παρατίθενται και τα αντίστοιχα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος και του μονοπλυθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου με τους παράγοντες ελέγχου που έχουν προταθεί για την προσομοίωση της εκμετάλλευσης του υπόγειου υδροφορέα. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

151 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 138 0,35 0,345 0,34 0,335 0,33 Άντληση 0,325 0,32 0,315 Ενιαίο pm Οικονομικό Πείραμα Διαφορετικό pm 0,31 0,305 0,3 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 pm Σχήμα Άντληση Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου με pm 1 =pm 2 5,5 5 Περίοδος σύγκλισης 4,5 4 3,5 3 Ενιαίο pm Οικονομικό Πείραμα Διαφορετικό pm 2,5 2 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 pm Σχήμα Περίοδος σύγκλισης Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου με pm 1 =pm 2 Από τα Σχήματα και παρατηρούμε πως για χαμηλές τιμές pm ο αλγόριθμος προσομοιώνει την άντληση σε ικανοποιητικά επίπεδα αλλά αργεί να συγκλίνει. Ενδεικτικά για pm=0,01 η άντληση είναι 0,3312 αλλά η περίοδος σύγκλισης είναι 5,050. Είναι φανερό πως η περίοδος σύγκλισης μπορεί να μικρύνει αν αυξηθεί ο πειραματισμός των πρακτόρων, δηλαδή ο συντελεστής μετάλλαξης. Πράγματι όπως φαίνεται στο Σχήμα για τιμές pm μεγαλύτερες από 0,06 η περίοδος σύγκλισης λαμβάνει ικανοποιητικές τιμές μεταξύ 2,6 και 2,8. Όμως προκύπτει το πρόβλημα ο αυξημένος πειραματισμός να μειώνει Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

152 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 139 τη μέση άντληση σε τιμές χαμηλότερες από την ισορροπία Nash που φτάνουν μέχρι και 0,3169 για pm=0,1. Στον Πίνακα 6.9. παρατίθενται τα αποτελέσματα του μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου με διαγωνισμό μεταξύ 2 επιλογών. Παρατηρείται πως για όλα τα μεγέθη, πλην της τυπικής απόκλισης των αντλήσεων, ο αλγόριθμος με το διαγωνισμό μεταξύ τριών επιλογών προσομοιώνει πληρέστερα τα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος. Πίνακας 6.9. Αποτελέσματα μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου με διαγωνισμό 2 επιλογών ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ Οικονομικό Πείραμα ιαγωνισμός 3 επιλογών ιαγωνισμός 2 επιλογών (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 84.54% 84.27% 82.98% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 63.38% 64.90% 61.27% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Έλεγχος θεωρίας κρίσιμης μάζας Όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 3, στα τέλη της δεκαετίας του 80 αναπτύχθηκε στα πλαίσια της θεωρίας συλλογικής δράσης, η θεωρία της κρίσιμης μάζας. Σύμφωνα με αυτή για να ξεκινήσει μια συλλογική δράση μεταξύ ενός πληθυσμού απαιτείται ένα υποσύνολο του πληθυσμού, η κρίσιμη μάζα, προκειμένου να ξεκινήσει να δρα σε κατεύθυνση που συμφέρει το σύνολο του πληθυσμού (Oliver και Marwell, 1988), (Oliver, Marwell και Texeira, 1985). Το αν θα εμφανιστεί μια κρίσιμη μάζα στον πληθυσμό εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Η θεώρηση που γίνεται είναι ότι υπάρχει διαφοροποίηση του τρόπου με τον οποίο τα άτομα ενεργούν στην εκμετάλλευση ενός φυσικού πόρου και εκτός των χρηστών οι οποίοι συμπεριφέρονται εγωιστικά, με μοναδικό γνώμονα την αύξηση του προσωπικού τους κέρδους υπάρχουν και αυτοί που υιοθετούν αλτρουιστικές συμπεριφορές, οι οποίοι περιορίζουν τα επίπεδα χρήσης του πόρου καθώς λαμβάνουν υπόψη τους τις επιπτώσεις των ενεργειών τους σε τρίτους. Κάποιοι χρήστες συμπεριφέρονται αλτρουιστικά με βάση αξίες τις οποίες έχουν υιοθετήσει μέσω πολιτιστικών, πολιτικών, θρησκευτικών ή ηθικών αρχών. Αυτό που εξετάζεται στο σημείο αυτό είναι το πως θα δράσει μια ομάδα αλτρουιστών αν εμφανιστεί σε έναν πληθυσμό που εκμεταλλεύεται έναν υπόγειο υδροφορέα. Θεωρήθηκε ένας πληθυσμός 20 αγροτών οι οποίοι αλληλεπιδρούν στην εκμετάλλευση ενός υπόγειου υδροφορέα. Ανάμεσα στους 20 αγρότες υπάρχει μια υποομάδα η οποία εμφανίζει τη διάθεση για συνεργασία ανεξάρτητα από την συμπεριφορά των υπολοίπων και πραγματοποιεί αντλήσεις ίσες με τη Pareto-βέλτιστη άντληση 0,25. Στόχος είναι η διερεύνηση της επίδρασης των αλτρουιστικών αυτών συμπεριφορών στον υπόλοιπο Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

153 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 140 πληθυσμό δηλαδή να διαπιστωθεί αν η παρουσία ομάδας αλτρουιστών καθιστά πιο ελκυστική την συνεργασία για τον υπόλοιπο πληθυσμό κάτι που θα έχει σαν αποτέλεσμα τη μείωση των αντλήσεων και συνεπώς αύξηση του μέσου κέρδους. Στα Σχήματα και φαίνεται η εξέλιξη του μέσου όρου της άντλησης ανά γενιά για τον πληθυσμό 20 ατόμων ανάμεσα στον οποίον υπάρχουν 1, 2, 3, 4 ή 5 άτομα που συστηματικά πραγματοποιούν αλτρουιστικές αντλήσεις. Από τη στιγμή που δεν υπάρχουν αντίστοιχα αποτελέσματα από οικονομικό πείραμα και προκειμένου να γίνει μακροπρόθεσμη ανάλυση των συμπεριφορών τα αποτελέσματα είναι για 200 γενιές και έχουν προκύψει από το μέσο όρο 3000 επαναλήψεων. 0,35 0,33 Άντληση 0,31 0,29 0,27 Κανένας αλτρουιστής 1 αλτρουιστής 2 αλτρουιστές 3 αλτρουιστές 4 αλτρουιστές 5 αλτρουιστές 0,25 0, Γενιές Σχήμα Εξέλιξη του μέσου όρου της άντλησης πληθυσμού με παρουσία αλτρουιστών 100,00% 95,00% Αποδοτικότητα 90,00% 85,00% 80,00% Κανένας αλτρουιστής 1 αλτρουιστής 2 αλτρουιστές 3 αλτρουιστές 4 αλτρουιστές 5 αλτρουιστές 75,00% 70,00% Γενιές Σχήμα Εξέλιξη του μέσου όρου του κέρδους πληθυσμού με παρουσία αλτρουιστών Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

154 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 141 Αναλυτικότερα στο Σχήμα παρατηρείται πως η παρουσία 1 αλτρουιστικού πράκτορα σε συνολικό πληθυσμό των 20 δηλαδή σε ποσοστό 5% μειώνει τις αντλήσεις ελαφρά σε 0,329, ελάχιστα χαμηλότερα από την 0,332, την άντληση δηλαδή του πληθυσμού όταν δεν υπάρχουν αλτρουιστές. Τα αποτελέσματα στη συνέχεια δείχνουν πώς όσο ο αριθμός των αλτρουιστικών ατόμων αυξάνεται πέραν του ενός τόσο μειώνεται η άντληση που ο πληθυσμός πραγματοποιεί. Έτσι όταν οι αλτρουιστές είναι 2 δηλαδή το 10% του πληθυσμού μειώνει τις αντλήσεις σε 0,322 και όταν είναι 3 δηλαδή το 15% του πληθυσμού σε 0,313. Οι αντλήσεις του πληθυσμού μειώνονται σε επίπεδα 0,306 όταν υπάρχουν 4 αλτρουιστές δηλαδή ποσοστό 20% ενώ για τους 5 αλτρουιστές, δηλαδή ποσοστό 25% οι αντλήσεις κυμαίνονται χαμηλότερα του 0,3 και συγκεκριμένα στο 0,293. Όσον αφορά τα κέρδη που αποκομίζει ο πληθυσμός υπό την επίδραση μιας ομάδας αλτρουιστών το Σχήμα δείχνει πως και αυτά εξαρτώνται από τον αριθμό των αλτρουιστών και μπορεί να παρουσιαστούν από ανεπαίσθητες αυξήσεις των κερδών στα επίπεδα του 88,60% του βέλτιστου κέρδους όταν υπάρχει 1 αλτρουιστής ως το 93,80% όταν υπάρχουν 5 αλτρουιστές. Η παρουσία 2, 3 ή 4 αλτρουιστών αποφέρει ενδιάμεσα κέρδη της τάξης του 89,90%, 91,36% και 92,03% αντίστοιχα. Ο τρόπος που δρουν οι αλτρουιστές πράκτορες σε ένα πληθυσμό μπορεί να φανεί από το Σχήμα στο οποίο φαίνεται το ποσοστό των υπολοίπων πλην των αλτρουιστών πρακτόρων που πραγματοποιούν ενέργειες μεταξύ 0,23 έως 0,28, δηλαδή αλτρουιστικές. Φαίνεται πως η παρουσία ενός αριθμού αλτρουιστών οδηγεί τον υπόλοιπο πληθυσμό στην αφομοίωση πλήρως (μέσω της μίμησης-επιλογής) ή μερικώς (μέσω της επικοινωνίαςδιασταύρωσης) των ενεργειών τους σε μεγάλο βαθμό. 50% Ποσοστό αλτρουιστικών ενεργειών 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% Κανένας αλτρουιστής 1 αλτρουιστής 2 αλτρουιστές 3 αλτρουιστές 4 αλτρουιστές 5 αλτρουιστές 0% Γενιές Σχήμα Εξέλιξη του ποσοστού ενεργειών σε αλτρουιστικά επίπεδα Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

155 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 142 Έτσι ενώ στην περίπτωση που δεν υπάρχει η επίδραση κάποιου αλτρουιστή παίκτη στον πληθυσμό οι αλτρουιστικές ενέργειες είναι μετά από 200 γενιές μόλις το 1,34% η είσοδος αλτρουιστών στον πληθυσμό αυξάνει τις αλτρουιστικές ενέργειες. Αναλυτικότερα η παρουσία 1, 2 ή 3 αλτρουιστών συμβάλλει στην αύξηση των αλτρουιστικών ενεργειών σε 4,47%, 9,12% και 16,29% αντίστοιχα. Η επιρροή των αλτρουιστών είναι πιο δραστική όταν αυτοί γίνονται 4 ή 5 με το ποσοστό αλτρουιστικών ενεργειών να αυξάνεται αντίστοιχα σε 27,23% και 43,81% Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

156 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Συμπεράσματα Από τα αποτελέσματα της μελέτης έγινε φανερό πως τόσο στα επιφανειακά αρδευτικά συστήματα όσο και στα αρδευτικά συστήματα υπόγειων υδροφορέων η τραγωδία των κοινών μπορεί να αποφευχθεί αν οι χρήστες τους συνεργαστούν και δημιουργήσουν κατάλληλους θεσμούς προκειμένου να τους διαχειριστούν. Αυτό έγινε πρώτα απ όλα φανερό με την εμπειρική ανάλυση που παρουσιάστηκε για την κοινοτική διαχείριση των επιφανειακών αρδευτικών συστημάτων που υπήρχε σε χωριά της Ευρυτανίας. Τα χωριά που μελετήθηκαν βρίσκονται σε ορεινές και σχετικά απομονωμένες περιοχές όπου η αγροτική παραγωγή συνιστούσε τη βάση της οικονομίας και ως εκ τούτου η αποτελεσματική διαχείριση των αρδευτικών δικτύων αποτελούσε ζήτημα ζωτικής σημασίας για την ευημερία της κοινότητας. Η μελέτη έδειξε πως οι τοπικές κοινότητες κατάφεραν με επιτυχία να διαχειριστούν τα αρδευτικά δίκτυα θεσπίζοντας κανόνες που όριζαν τη σειρά ποτίσματος, το ύψος της απαιτούμενης εργασίας καθώς και κανόνες για τη διευθέτηση των διαμαχών και τη συμμόρφωση τυχόν παραβατών. Στα εξεταζόμενα συστήματα υπάρχουν σαφώς καθορισμένα εξωτερικά όρια όπως και σαφής καθορισμός του δικαιώματος πρόσβασης στους πόρους. Καθώς οι κανόνες παροχής και οικειοποίησης που είχαν θεσπιστεί από τους ίδιους τους χρήστες προέκυψαν ως αποτέλεσμα μακροχρόνιας εφαρμογής και τροποποίησης είχαν ενσωματώσει τις παραμέτρους των τοπικών συνθηκών και είχαν προβλέψει ώστε να υπάρχει ισορροπία μεταξύ των δαπανών και των αποκομισμένων κερδών. Αυτό το γεγονός αντικατοπτρίζεται στην κοινή αίσθηση δικαίου που είχαν οι χρήστες για τη λειτουργία του συστήματος. Τα μέλη των κοινοτήτων των εξεταζόμενων περιοχών είχαν δημιουργήσει τόσο θεσμοθετημένα όργανα όσο και άτυπες διαδικασίες για την επίβλεψη της τήρησης των κανόνων και σε περιπτώσεις παραβίασης αυτών προέβλεπαν διαδικασίες συμμόρφωσης των παραβατών. Το σύστημα επιβολής κλιμακούμενων κυρώσεων που ίσχυε στην περιοχή, δείχνει ότι οι κοινότητες είχαν αντιληφθεί σε μεγάλο βαθμό πως η επιλογή αυτή είναι πιο αποδοτική για τη διαχείριση του πόρου καθώς έχει κατεύθυνση στη μελλοντική συμμόρφωση του παραβάτη και συνεπώς στην πιο εύρυθμη λειτουργία του συστήματος. Ο Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

157 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: Συμπεράσματα 144 χαμηλός βαθμός παραβατικής συμπεριφοράς που παρατηρήθηκε στην περιοχή, επιβεβαίωσε τη θέση πως οι χρήστες είναι πιο πιθανό να τηρούν τους κανόνες που έχουν θεσπιστεί από τους ίδιους παρά από κεντρικές αρχές. Πρέπει να τονιστεί, στο σημείο αυτό, πως το δικαίωμα οργάνωσης και διαχείρισης των αρδευτικών συστημάτων από τις ίδιες τις κοινότητες των αρδευτών ήταν κατοχυρωμένο και αδιαμφισβήτητο. Σήμερα η οικονομική εξάρτηση των χρηστών από τον πόρο έχει μειωθεί σε μεγάλο βαθμό καθώς αυτοί έχουν πια βρει άλλες πηγές εισοδήματος για την κάλυψη των αναγκών τους και οι απολαβές που προέρχονται από το νερό των δικτύων έχουν δευτερεύοντα ρόλο στην οικονομία των νοικοκυριών τους. Η συντριπτική πλειοψηφία των αρδευτών εδώ και χρόνια δεν προσδοκά κέρδη από το σύστημα για αυτό ίσως και δεν επενδύει μακροπρόθεσμα στη θέσπιση κανόνων που θα μπορούσαν να θωρακίσουν και να ενισχύσουν τη συλλογική διαχείρισή του. Οι χρήστες του πόρου φάνηκε να πιστεύουν πως η δυνατότητα να διαχειρίζονται οι ίδιοι τον πόρο θεσπίζοντας κανόνες οι οποίοι δεν αμφισβητούνται από τις κεντρικές αρχές, εξασφαλίζει καλύτερα αποτελέσματα για τον πόρο. Το γεγονός αυτό αποτυπώθηκε έντονα κατά τη διάρκεια της επιτόπιας έρευνας όπου το σύνολο των ερωτηθέντων εκθείαζε την αποτελεσματικότητα του δικτύου την εποχή που ίσχυε κοινοτική διαχείριση αυτού. Η ίδια η φύση του αρδευτικού συστήματος σε συνδυασμό με το περιορισμένο μέγεθός του, επιτρέπει στους χρήστες να λαμβάνουν έγκαιρη και γρήγορη πληροφόρηση για όποιες αλλαγές συμβαίνουν και να δρουν άμεσα. Ένα ακόμα σημαντικό στοιχείο που πρέπει να τονιστεί ως αποτέλεσμα της ανάλυσης είναι το γεγονός πως η κύρια αιτία υποβάθμισης της κοινοτικής διαχείρισης στην περιοχή ήταν το οξύ μεταναστευτικό ρεύμα που σημειώθηκε στον ελλαδικό χώρο για πολλές δεκαετίες είτε προς το εξωτερικό είτε προς τα αστικά κέντρα. Η αιτία αυτή αποτελεί εξωτερικό παράγοντα που δεν περιλαμβάνεται στις αρχές σχεδιασμού. Αυτή η παρατήρηση ενισχύει τις ολοένα και περισσότερες φωνές που εδώ και χρόνια υποστηρίζουν την ανάγκη διεύρυνσης των αρχών σχεδιασμού και της ένταξης σε αυτές κοινωνικών, οικονομικών και πολιτικών παραγόντων. Καθώς τα αποτελέσματα της εμπειρικής ανάλυσης καθιστούν έντονη την πεποίθηση ότι η κοινοτική διαχείριση μπορεί να αποτελέσει μια ρεαλιστική και βιώσιμη πρόταση οργάνωσης των επιφανειακών αρδευτικών συστημάτων, παρουσιάστηκε στη συνέχεια η διερεύνηση στοιχείων που θα μπορούσαν να υπερκεράσουν τις εγγενείς δυσκολίες κοινοτικής διαχείρισης των αρδευτικών συστημάτων των υπόγειων υδροφορέων. Η διερεύνηση αυτή έγινε με τη διεξαγωγή οικονομικού πειράματος και τη δημιουργία μοντέλων βασισμένων σε πράκτορες. Τα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος έδειξαν πως οι παίκτες φαίνεται να χρησιμοποιούν το μέσο της τιμωρίας για να συνετίσουν τους εγωιστές συμπαίκτες τους, παρά το προσωπικό κόστος που αυτό τους επιφέρει. Όπως Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

158 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: Συμπεράσματα 145 χαρακτηριστικά αναφέρει ο Elster (1989), η τιμωρία σχεδόν χωρίς εξαίρεση είναι δαπανηρή για αυτόν που τιμωρεί, ενώ τα οφέλη από την τιμωρία διαχέονται στα μέλη. Η κλιμακούμενη τιμωρία, όπως έδειξε και η εμπειρική ανάλυση, όταν εφαρμόζεται σε περιβάλλον στο οποίο όλοι γνωρίζουν καλά τις συνθήκες κάτω από τις οποίες κάποιος παραβαίνει τους κανόνες και την πιθανή ζημιά που μπορεί να προκληθεί σε κάποιον από μια υπερβολική τιμωρία, μπορεί να είναι πιο αποτελεσματική από την επιβολή ενός μεγάλου προστίμου. Αυτό φαίνεται να αντιλήφθηκαν και οι συμμετέχοντες στο πείραμα, αφού επέλεξαν σε μεγάλο βαθμό τις χαμηλές ποινές αν και δε δίστασαν να χρησιμοποιήσουν όλο το εύρος ποινών, όποτε το έκριναν απαραίτητο. Όσον αφορά το μέσο της επικοινωνίας όταν οι παίκτες ήρθαν σε επαφή, επήλθε μεγαλύτερου επιπέδου συνεργασία, δηλαδή κατάφεραν να δημιουργήσουν κατάλληλες συνθήκες για να ακολουθηθούν πιο συνεργατικές στρατηγικές. Στο πείραμα που πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της παρούσας έρευνας οι παίκτες καλούνταν να συναντηθούν μία φορά. Οι Ostrom, Walker και Gardner (1992) απέδειξαν πως η επαναλαμβανόμενη επικοινωνία μεταξύ των παικτών συντελεί στην περαιτέρω μείωση των υψηλών αντλήσεων και σε υψηλότερα κέρδη για όλους. Τα καλύτερα αποτελέσματα όμως έδειξαν να προκύπτουν όταν υπάρχει συνδυασμένη χρήση των εργαλείων της επικοινωνίας και της τιμωρίας. Η συνεύρεση των παικτών και η δυνατότητα τιμωρίας οδήγησε σε μια μεταβολή των ατομικών επιμέρους στρατηγικών και σε μια προσπάθεια εξεύρεσης μιας ενιαίας στάσης της ομάδας, γεγονός που επέφερε αύξηση του μέσου κέρδους των παικτών με σημαντική παράλληλα μείωση των αντλήσεων. Αξίζει να σημειωθεί πως τα αποτελέσματα συμβαδίζουν και με μια σειρά πειραμάτων (Cardenas, 2000), (Cardenas, Stranlund και Willis, 2000), (Hackett, Schlager και Walker, 1994) που πραγματοποιήθηκαν σε αγροτικές περιοχές με συμμετοχή χωρικών, γεγονός που αποδεικνύει πως η πραγματοποίηση πειραμάτων σε πανεπιστημιακά εργαστήρια με τη συμμετοχή φοιτητών μπορεί να έχει αξιόπιστα και αξιόλογα αποτελέσματα. Παρόλα αυτά η προσομοίωση της διαχείρισης πόρων κοινής δεξαμενής αλλά και γενικότερα οικονομικών αλληλεπιδράσεων με τη διεξαγωγή οικονομικών πειραμάτων είναι ιδιαίτερα χρονοβόρα, απαιτεί υψηλή οργανωτική προσπάθεια και τις περισσότερες φορές είναι, από άποψη οικονομικού κόστους, αρκετά δαπανηρή. Για αυτόν τον λόγο το επόμενο κομμάτι της έρευνας που παρουσιάστηκε έχει προσανατολιστεί στη δημιουργία μοντέλων με πράκτορες. Η προσομοίωση των συμπεριφορών σε πόρους κοινής δεξαμενής με μοντέλα βασισμένα σε πράκτορες αναγνωρίζεται ολοένα και περισσότερο ως ένα αξιόλογο εργαλείο για τη διερεύνηση των αλληλεπιδράσεων που εμφανίζονται σε αυτούς (Jager και Jannsen, 2003). Στα πλαίσια της παρούσας μελέτης δημιουργήθηκαν μοντέλα προσομοίωσης υπόγειου υδροφορέα με τη χρησιμοποίηση γενετικών αλγορίθμων. Οι γενετικοί αλγόριθμοι Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

159 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: Συμπεράσματα 146 είναι εμπνευσμένοι από την βιολογική εξέλιξη και χρησιμοποιούνται κυρίως ως εργαλεία βελτιστοποίησης. ημιουργήθηκαν δυο μοντέλα προσομοίωσης διαχείρισης υπόγειου υδροφορέα το πολυπληθυσμιακό και το μονοπληθυσμιακό. Προκειμένου να εξεταστεί η ακρίβεια και των δύο μοντέλων έγινε αρχικά προσομοίωση της βασικής κατάστασης δράσης με 4 παίκτες, ώστε να μπορούν τα αποτελέσματα της προσομοίωσης να συγκριθούν με τα αποτελέσματα των οικονομικών πειραμάτων. Τα μοντέλα ανταποκρίθηκαν ικανοποιητικά στη σύγκριση σε μια σειρά από παραμέτρους. Ειδικότερα οι αντλήσεις των πρακτόρων και των δύο μοντέλων κυμάνθηκαν στα ίδια επίπεδα με αυτές των οικονομικών πειραμάτων, λίγο υψηλότερα από αυτές της ισορροπίας Nash. Θα πρέπει να σημειωθεί πως κανένα από τα δύο μοντέλα δεν μπόρεσε να εμφανίσει διασπορά αντλήσεων αντίστοιχη του οικονομικού πειράματος. Τα κέρδη που αποκόμισαν οι πράκτορες μέσω της προσομοίωσης ήταν αντίστοιχα των συμμετεχόντων στο οικονομικό πείραμα. Ο χρόνος που χρειάστηκε για να συγκλίνει για πρώτη φορά η άντληση των πρακτόρων στην ισορροπία Nash ήταν επίσης στα ίδια επίπεδα με αυτά του οικονομικού πειράματος με τους πράκτορες του πολυπληθυσμιακού μοντέλου να συγκλίνουν λίγο ταχύτερα και αυτούς του μονοπληθυσμιακού λίγο αργότερα. Ικανοποιητικά είναι και τα αποτελέσματα της προσομοίωσης στο ποσοστό που οι αντλήσεις συγκλίνουν στην ισορροπία Nash μετά από την περίοδο σύγκλισης. Η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και της ελάχιστης παρατηρούμενης άντλησης στο πολυπληθυσμιακό αλγόριθμο αντικατοπτρίζει πιστότερα τα αποτελέσματα που καταγράφηκαν από τους προπτυχιακούς φοιτητές που συμμετείχαν στο οικονομικό πείραμα δίνοντας του ένα σχετικό πλεονέκτημα στη δυνατότητα προσομοίωσης των ακραίων παρατηρούμενων αντλήσεων. Τα ικανοποιητικά αποτελέσματα που προέκυψαν από τη σύγκριση μεταξύ των μοντέλων και του πειράματος στη βασική μορφή αλληλεπίδρασης, επέτρεψε την επέκταση τους για τη διερεύνηση και άλλων καταστάσεων δράσης. Καταρχήν αξιοποιήθηκε η ιδιότητα του πολυπληθυσμιακού αλγορίθμου να μπορεί μέσω των μνημών να εκφράζει διαφορετικές τάσεις όσον αφορά την πρόθεση για άντληση προκειμένου να προσομοιωθεί η συμπεριφορά των χρηστών ενός υπόγειου υδροφορέα μετά από μια συνάντηση μεταξύ τους. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης αυτής ήταν ξανά πολύ κοντά στα εργαστηριακά αποτελέσματα του πειράματος. Η επόμενη εφαρμογή πραγματοποιήθηκε προκειμένου να προβλέψει τη συμπεριφορά των χρηστών ενός υδροφορέα σε μια κατάσταση δράσης η οποία δεν είχε προσομοιωθεί στα οικονομικά πειράματα. Συγκεκριμένα διερευνήθηκε με τη χρήση του μονοπληθυσμιακού μοντέλου η επίδραση μιας κρίσιμης μάζας που θα αποφάσιζε να αντλεί συστηματικά Pareto-βέλτιστες ποσότητες νερού. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως η παρουσία στην εκμετάλλευση ενός υπόγειού υδροφορέα ενός μικρού ποσοστού αγροτών που Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

160 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: Συμπεράσματα 147 λειτουργούν με γνώμονα το συνολικό κέρδος μπορεί να οδηγήσει και άλλους αγρότες σε μείωση της πραγματοποιούμενης άντλησης. Το αποτέλεσμα αυτής της μεταστροφής της συμπεριφοράς είναι η αύξηση του συνολικού κέρδους. Σε καμία περίπτωση η έρευνα αυτή δεν φτάνει στο συμπέρασμα πως οι χρήστες όλων των υδατικών πόρων μπορούν να αντιμετωπίσουν σε κοινοτικό επίπεδο τα προβλήματα διαχείρισης. Πολλές ομάδες χρηστών έχουν προσπαθήσει αλλά αποτύχει να καταφέρουν κάτι τέτοιο είτε για λόγους εξωτερικούς της κοινότητας είτε εσωτερικούς. Αυτό που μπορεί να εξαχθεί ως συμπέρασμα από την παρούσα έρευνα είναι οι κατευθύνσεις στις οποίες είναι δυνατόν μια ομάδα χρηστών ενός πόρου που δείχνει διάθεση για ανάπτυξη κοινοτικής διαχείρισης να κινηθεί. Καταρχήν θα πρέπει να εξασφαλιστεί για όλους τους χρήστες έγκυρη και έγκαιρη ενημέρωση τόσο για την κατάσταση του πόρου όσο και τις ενέργειες που πραγματοποιούν οι υπόλοιποι χρήστες. Επίσης θα πρέπει να μεριμνήσουν ώστε να υπάρχει τρόπος, τόπος και χρόνος επικοινωνίας μεταξύ των χρηστών προκειμένου να διευθετούνται προβλήματα που εμφανίζονται αλλά και να αναπροσαρμόζονται οι κανόνες οικειοποίησης και παροχής όποτε αυτό κριθεί σκόπιμο. εν θα πρέπει στις σκέψεις της ομάδας χρηστών να κυριαρχούν απόψεις κοινωνικού ντετερμινισμού όπως το ότι όλοι οι χρήστες θα συμπεριφέρονται νομοτελειακά εγωιστικά με μοναδικό κριτήριο την μεγιστοποίηση του προσωπικού τους κέρδους. Επίσης θα πρέπει να λάβουν υπόψη τους πως οι ενέργειες ακόμα και ενός μικρού ποσοστού χρηστών, μιας κρίσιμης μάζας, στην κατεύθυνση της συλλογικής διαχείρισης του υδατικού πόρου μπορεί να φέρουν αξιόλογα αποτελέσματα τόσο στα προσωπικά τους οφέλη όσο και για τον ίδιο τον πόρο. Τέλος θα πρέπει να διεκδικήσουν και να πετύχουν την αναγνώριση των δομών τους από τις κεντρικές αρχές. Αν θα ήθελε κανείς να συνοψίσει τα στοιχεία στα οποία η έρευνα αυτή πρωτοτύπησε θα έλεγε πως για πρώτη φορά σε αυτήν: 1) Μελετήθηκε με εμπειρική ανάλυση, τόσο με ποιοτική όσο και με ποσοτική μέθοδο, η κοινοτική διαχείριση αρδευτικού συστήματος στον ελλαδικό χώρο. 2) Πραγματοποιήθηκε οικονομικό πείραμα στο οποίο η αντικειμενική συνάρτηση δεν προέρχεται από την περιβαλλοντική οικονομία αλλά από την υπόγεια υδραυλική. 3) Προσομοιώθηκε η αλληλεπίδραση των χρηστών ενός υπόγειου υδροφορέα μετά από επικοινωνία εισάγοντας στοιχεία της γνωστικής ψυχολογίας και θεωρώντας πως σε κάθε χρήστη ενυπάρχουν και ανταγωνίζονται σκέψεις να λειτουργήσει με κριτήριο το προσωπικό ή συνολικό κέρδος. Μελλοντικές μελέτες στην κατεύθυνση της παρούσας έρευνας θα μπορούσαν να κινηθούν στη μελέτη περισσότερων περιοχών όπου υπήρχε ή υπάρχει ακόμα κοινοτική διαχείριση. Στις περιοχές που έχει υποβαθμιστεί η κοινοτική διαχείριση θα πρέπει να γίνει Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

161 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: Συμπεράσματα 148 απόπειρα καθορισμού των πιθανών αιτιών που συνετέλεσαν σε αυτήν. Μελέτες προσομοίωσης αρδευτικών συστημάτων θα μπορούσαν να επικεντρωθούν στην διερεύνηση αλληλεπιδράσεων παικτών υπό μεταβαλλόμενες κλιματολογικές συνθήκες. Η περαιτέρω χρησιμοποίηση στοιχείων της γνωστικής ψυχολογίας στις προσομοιώσεις με μοντέλα βασισμένα σε πράκτορες φαντάζει ένα ακόμα εξαιρετικού ενδιαφέροντος και χρησιμότητας πεδίο έρευνας. Τέλος σε θεωρητικό επίπεδο θα ήταν χρήσιμο να δοθεί ιδιαίτερο βάρος στον εμπλουτισμό της θεωρίας με τον τρόπο που οι εξωτερικοί παράγοντες επηρεάζουν τα συστήματα διαχείρισης πόρων. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

162 Βιβλιογραφία Andreoni, J., & Miller, J. (1995). Auction with artificial adaptive agents. Games and Economic Behavior, 58, Arifovic, J. (1994). Genetic algorithm learning and the cobweb model. Journal of Economic Dynamics and Control, 18, Arifovic, J., & Ledyard, J. (2010). A Behavioral Model for Mechanism Design: Individual Evolutionary Learning. Journal of Economic Behavior and Organization, 78, Axelrod, R. (1998). H εξέλιξη της συνεργασία. Εκδόσεις Καστανιώτη. Bäck, T. (1996). Evolutionary Algorithms in Theory and Practice: Evolution Strategies, Evolutionary Programming, Genetic Algorithms. Oxford University Press. Bäck, T., Fogel, D., & Michalewicz, Z. (1997). Handbook of Evolutionary Computation. Oxford University Press. Baland, J., & Platteau, J Halting Degradation of Natural Resources: Is There a Role for Rural Communities? Clarendon Press. Berkes, F. (2005). Commons theory for marine resource management in a complex world. Senri Ethnological Studies, 67, Bochet, O., Page, T., & Putterman, L. (2006). Communication and Punishment in Voluntary Contribution Experiments. Journal of Economic Behavior and Organization, 60(1), Bromley, D. (1986). The case-study method in psychology and related disciplines. John Wiley & Sons. Bullard, J., & Duffy, J. (1998). A model of learning and emulation with artificial adaptive agents. Journal of Economic Dynamics and Control, 22, Bullock, K., & Baden, J. (1977). Communes and the Logic of the Commons. In G. Hardin, & J. Baden (Eds.), Managing the Commons, (pp ). Freeman. Caffentzis, G. (2004). A tale of two conferences: Globalization, the crisis of neoliberalism and question of the commons. Centre for Global Justice. ιαθέσιμο στο: // Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

163 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 150 Cardenas, J., Stranlund, J., & Willis, C. (2000). Local Environmental Control and Institutional Crowding-Out. Journal of World Development, 28(10), Cardenas, J. (2000). How Do Groups Solve Local Commons Dilemmas Lessons from Experimental Economics in the Field Environment? Development and Sustainability, 2, Carpenter, J. (2007). Punishing Free-Riders: How Group Size Affects Mutual Monitoring and the Provision of Public Goods, Games and Economic Behavior, 60(1), Casari, M., & Plott, C. (2003). Decentralized management of a common property resource: experiments with centuries-old institutions. Journal of Economic Behavior and Organization, 51(2), Casari, M. (2004). Can Genetic Algorithms Explain Experimental Anomalies? Computational Economics, 24(3), Casari, M. (2005). On the design of peer punishment experiments. Exp Econ, 8(2), Casari, M. (2007). Emergence of Endogenous Legal Institutions: Property Rights and Community Governance in the Italian Alps. Journal of Economic History, 67(1), Castillo, D., & Saysel, A. (2005). Simulation of common pool resource field experiments: a behavioral model of collective action. Ecological Economics, 55(3), Clark, C. (1980). Restricted access to common-property fishery resources: A gametheoretic analysis. In P.T. Liu (Ed.), Dynamic Optimization and Mathematical Economics (pp ). Plenum Press. Clark, C. (1990). Mathematical Bioeconomics: The Optimal Management of Renewable Resources (2nd ed.). Wiley. Coase, R. (1960). The problem of social cost. Journal of Law Economics, 3, Cox, M., Arnold, G., & Villamayor-Tomás, S A review and reassessment of design principles for community-based natural resource management. Ecology and Society, 15(4), 38. ιαθέσιμο στο: Crawford, S., & Ostrom E. (2005). A Grammar of Institutions. In E. Ostrom (Ed.), Understanding Institutional Diversity, (pp ). Princeton University Press. Darwin, C. (1859). The Origin of Species. Penguin Books. Daskalakis, C., Goldberg, P., & Papadimitriou C. (2006). The complexity of computing a Nash equilibrium. SIAM Journal on Computing, 39(1), Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

164 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 151 Deadman, P., Schlager, E., & Gimblett, R. (2000). Simulating Common Pool Resource Management Experiments with Adaptive Agents Employing Alternate Communication Routines. Journal of Artificial Societies and Social Simulation, 3(2). Dickinson, D. (2006). Cash or Credit? The Importance of Reward Medium and Experiment Timing in Classroom Preferences for Fairness. Working Papers 06-12, Department of Economics, Appalachian State University. ιαθέσιμο στο: Ebenhöh, E. (2007). Designing agent based models of water management regimes using the IAD framework. In E. Ostrom, & A. Schlüter (Eds.), The Challenge of Self- Governance in Complex, Globalizing Economies (pp ). Institute of Forestry Economics. Elster, J. (1989). Social norms and economic theory. Journal of Economic Perspectives, 3(4), Eraso, O., & Viladrich-Grau, Μ. (2001, Μάϊος). Co-operation, altruism and common property. Παρουσιάστηκε στο IV Congreso de la Asociación Española de Economía Agraria, Navarra. Federici, S. (2011). Feminism And the Politics of the Commons, στο Τhe Commoner. ιαθέσιμο στα ελληνικά στο: Fehr, E., & Gaechter, S. (2000). Cooperation and Punishment in Public Goods experiments. American Economic Review, 90(4), Fischbacher, U. (2007). z-tree Zurich Toolbox for Ready-made Economic Experiments, Experimental Economics, 10(2), Fudenberg, D., & Levine, D. (1998). The Theory of Learning in Games, MIT Press. Georgakopoulos, G., Zorba, A., Tolikas, P., & Sidiropoulos, E. (2004, Ιούνιος). Quest for state policy in an aquifer with pumping wells under variable hydrological conditions. Παρουσιάστηκε στο Protection and Restoration of the Environment VII, Μύκονος. Georgakopoulos, G., Zorba, A., Tolikas, P., & Sidiropoulos, E. (2006). Cooperation and punishment in simulated aquifer exploitation. WSEAS Transactions on Environment and Development, 1(1), 1-8. Georgakopoulos, G., Zorba, A., Tolikas, P., & Sidiropoulos, E. (2006, Μάϊος). Simulating aquifer exploitation through adaptive agents. Παρουσιάστηκε στο Conference on Water Resources, Hydraulics and Hydrology, της WSEAS, Εύβοια. Gigerenzer, G., & Selten, R. (Eds.). (2001). Bounded Rationality: The Adaptive Toolbox. MIT Press. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

165 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 152 Goldberg, D. (1989). Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning. Addison Wesley. Hackett, S., Schlager, E., & Walker, J. (1994). The role of communication in resolving commons dilemmas: Experimental evidence with heterogeneous appropriators. Journal of Environmental Economics and Management, 27, Hamilton, W. (1967). Extraordinary sex ratios. A sex-ratio theory for sex linkage and inbreeding has new implications in cytogenetics and entomology. Science, 156(774), Hardin, G. (1968). The tragedy of the commons. Science, 162, Hechter, M. (1990). The Attainment of Solidarity in Intentional Communities. Rationality and Society, 2, Heilbroner, R. (1974). An inquiry into the human prospect. Basic Books. Herbert, D. (1996). Adaptive Learning by Genetic Algorithms. Springer. Holland, J. (1975). Adaptation in Natural and Artificial Systems. University of Michigan Press. Jager, W., & Jannsen, M. (2002). Using Artificial Agents to Understand Laboratory Experiments of Common-Pool Resources with Real Agents. In M. Janssen (Ed.), Complexity and Ecosystem Management: The Theory and Practice of Multi-Agent Systems (pp ). Edward Elgar. Jager, W., & Jannsen, M. (2003). The need for development of behaviourally realistic agents. In J.M. Sichman, F. Bousquet, & P. Daidsson (Eds.), 3rd International Workshop on Multi-Agent-Based Simulation II (pp.36-50). Springer-Verlag. Javeau, C. (2000). Η έρευνα με ερωτηματολόγιο: Το εγχειρίδιο του καλού ερευνητή. Εκδόσεις Τυπωθήτω. Kagel, J., & Roth, A. (Eds.). (1995). The Handbook of Experimental Economics. Princeton University Press. Klein, P. (2000). New Institutional Economics. In B. Bouckeart, & G. De Geest (Eds.), Encyclopedia of Law and Economics (pp ). Edward Elgar and the University of Ghent. Koontz, T. (2003). An Introduction to the Institutional Analysis and Development (IAD) Framework for Forest Management Research. First Nations and Sustainable Forestry: Institutional Conditions for Success. University of British Columbia. Krowinski, W., & Steiber, S. (1996). Measuring and Managing Patient Satisfaction. American Hospital Publishing. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

166 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 153 Lam, W. (1996). Improving the performance of Small-Scale Irrigation Systems: The effects of technological Investments and Governance Structure on Irrigation Performance in Nepal. World Development, 24(8), Lewontin, R. (1961). Evolution and the theory of games. Journal of Theoretical Biology, 1, Libecap, G., & Wiggins, S. (1985). The Influence of Private Contractual Failure on Regulation: The Case of Oil Field Unitization. Journal of Political Economy, 93(4), Macy, M. (1990). Learning-Theory and the Logic of Critical Mass. American Sociological Review, 55, McCay, B., & Acheson, J. (Eds.). (1987). The Question of the Commons. University of Arizona Press. Moench, M. (2004). Groundwater: the challenge of monitoring and management. In P. Gleick (Ed.), The World s Water (pp ). Island Press. Nash, J. (1951). Noncooperative games. Annals of Mathematics, 54, Neumann, J. (1928). Zur Theorie der Gesellschaftsspiele. Mathematische Annalen, 100, Oliver, P., Marwell, G., & Teixeira, R. (1985). A theory of critical mass I: Group heterogeneity, interdependence and the production of collective goods. American Journal of Sociology, 91, Oliver, P., & Marwell, G. (1988). The Paradox of Group-Size in Collective Action - a Theory of the Critical Mass II. American Sociological Review, 53, 1-8. Olson, M. (1991). Η Λογική της Συλλογικής ράσης. Εκδόσεις Παπαζήση. Osborne, M., & Rubinstein, A. (1998). A Course in Game Theory (5 th Massachusetts Institute of Technology. ed.). Ostrom, E. (1990). Governing the Commons: The Evolution of Institutions for Collective Action. Cambridge University Press. Ostrom, E. (1999). Institutional Rational Choice: An Assessment of the IAD framework. In P. Sabatier (Ed.), Theories of the Policy Process. Westview Press. Ostrom, E. (2000). Collective action and the evolution of social norms. Journal of Economic Perspectives, 14(3), Ostrom, E. (2005). Understanding Institutional Diversity. Princeton University Press. Ostrom, E. (2009). Beyond Markets and States: Polycentric Governance of Complex Economic Systems, Nobel Prize in Economics documents , Nobel Prize Committee. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

167 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 154 Ostrom, E., Dietz, T., Dolšak, N., Stern, P., Stonich, S., & Weber, E. (2002). The Drama of the Commons. National Academy Press. Ostrom, E., Gardner, R., & Walker, J. (1994). Rules, Games and Common-Pool Resources. University of Michigan Press. Ostrom, E., Walker, J., & Gardner, R. (1992). Covenants With and Without a Sword: Self-Governance is Possible. American Political Science Review, 86, Pahl-Wostl, C., & Ebenhöh, E. (2004, Ιούνιος). Heuristics to characterise human behaviour in agent based models. Παρουσιάστηκε στο Complexity and integrated resources management, 2 nd biennial conference of IEMSS, Osnabrück. Rasmusen, E. (2001). Games and information. An Introduction to Game Theory (3 rd ed.). Basil Blackwell. Riechmann, T. (1999). Learning and Behavioral Stability An Economic Interpretation of Genetic Algorithms. Journal of Evolutionary Economics, 9(2), Riechmann, T. (2001). Genetic Algorithm Learning and Evolutionary Games. Journal of Economic Dynamics & Control, 25, Rose, C. (2002). Common property, regulatory property and environmental protection: comparing community-based management to tradable environmental allowances. In E. Ostrom, T. Dietz, N. Dolšak, P. C. Stern, S. Stonich, & E. U. Weber (Eds.), The Drama of the Commons (pp ). National Academy Press. Sally, D. (2001). On sympathy and games. Journal of Economic Behavior and Organization, 44, Sarker, A., & Itoh, T. (2001). Design principles in long enduring institutions of Japanese irrigation common-pool resources. Agricultural Water Management, 48, Schaffer, D., Caruana, R., Eshelman, L., & Das, R. (1989). A study of control parameters affecting online performance of genetic algorithms for function optimization. In Proceedings of the third international conference on Genetic algorithms (pp ). Morgan Kaufmann Publishers. Schlager, E., & Ostrom, E. (1992), Property-Rights Regimes and Natural Resources: A Conceptual Analysis. Land Economics, 68(3), Schlager, E., & Bloomquist, W. (1996) A Comparison of Three Emerging Theories of the Policy Process. Political Research Quarterly, 49(3), Schlager, E. (2007). Community management of groundwater. In M. Giordano, & K.G Villhoth (Eds.), The Agricultural Groundwater Revolution: Opportunities and Threats to Development (pp ). CABI Publishing. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

168 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 155 Shubik, M. (1970). Game Theory, Behavior and the Paradox of the Prisoner's Dilemma: Three Solutions. Journal of Conflict Resolution, 14(2), Simon, H. (2006). Οι επιστήμες του τεχνητού. Εκδόσεις Επίκεντρο. Smith, J. (1982). Evolution and the theory of games. Cambridge University Press. Smith, V. (1982). Microeconomic Systems as an Experimental Science. American Economic Review, 72, Smith, V. (2010). Theory and Experiment: What are the Questions? Journal of Economic Behavior and Organization, 73, Stiglitz J., Celebrating the Irrational, Project Syndicate, 11 εκεμβρίου ιαθέσιμο στο: Stiglitz, J. (2008). The Triumphant Return of John Maynard Keynes. Project Syndicate, 1 εκεμβρίου ιαθέσιμο στο: Swallow, B. (1990). Strategies and Tenure in African Livestock Development. LTC Paper 140. Madison: Land Tenure Center, University of Wisconsin-Madison. Tang, S. (1992). Institutions and Collective Action: Self-Governance in Irrigation. ICS Press. Taylor, M. (1987). The Possibility of Cooperation. Cambridge University Press. Tolikas, P., Zorba, A., & Tolikas, D. (2002, Ιούλιος). Quest for state policy in an aquifer with pumping wells under variable hydrological conditions. Παρουσιάστηκε στο Protection and Restoration of the environment VI, Σκιάθος. Vriend, N. (2000). An illustration of the essential difference between individual and social learning and its consequences for computational analysis. Journal of Economic Dynamics and Control, 24(1), Wade, R. (1987). The management of common property resources: finding a cooperative solution. Research Observer, 2(2), Wade, R. (1994). Village Republics: Economic Conditions for Collective Action in South India. ICS Press. Weibull, J. (1997). Evolutionary game theory. MIT Press. White, R. (1992). Livestock development and pastoral production on communal rangeland in Botswana. Commonwealth Secretariat. Young, O.R. (2002) Institutional interplay: the environmental consequences of crossscale interactions. In E. Ostrom, T. Dietz, N. Dolšak, P. C. Stern, S. Stonich, & E. U. Weber (Eds.), The Drama of the Commons (pp ). National Academy Press. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

169 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 156 Ινστιτούτο Πληροφορικής και Τηλεματικής Εθνικό Κέντρο Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης. (2008). Ανάπτυξη και υλοποίηση μοντέλων βασισμένων σε πράκτορες λογισμικού στη Μεσόγειο. Σειρά τεχνικών φυλλαδίων. Παραδοτέο D6-3. ιαθέσιμο στο: Βαρουφάκης, Γ. (2007). Θεωρία Παιγνίων: Η θεωρία που φιλοδοξεί να ενοποιήσει τις κοινωνικές επιστήμες. Εκδόσεις Gutenberg. Βλάχος, Π. (1962). Αλληλοβοήθεια και Συνεργασία στην Ευρυτανία. ΕΥΡΥΤΑΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ, τεύχος 3. Γεωργακόπουλος, Γ., Ζορμπά, Α., Τολίκας, Π., & Σιδηρόπουλός, Ε. (2005, Απρίλιος). Αλτρουιστικές συμπεριφορές και επιβολή ορίων στην εκμετάλλευση υδροφορέα. Παρουσιάστηκε στο Ολοκληρωμένη ιαχείριση Υδατικών Πόρων με βάση τη λεκάνη απορροής 5 ο Εθνικό Συνέδριο της Ελληνικής Επιτροπής ιαχείρισης Υδατικών Πόρων (ΕΕ ΥΠ), Ξάνθη. Γεωργακόπουλος, Γ., Κλάδος, Ι., Πετράκος, Κ., & Ζορμπά, Α. (2009, Μάϊος). Μελέτη κοινωνικοοικονομικών αλληλεπιδράσεων στην διαχείριση υπόγειων υδάτων με τη χρήση οικονομικού πειράματος. Παρουσιάστηκε στο Ολοκληρωμένη ιαχείριση Υδατικών Πόρων σε Συνθήκες Κλιματικών Αλλαγών 11ο Πανελλήνιο Συνέδριο της Ελληνικής Υδροτεχνικής Ένωσης (ΕΥΕ) & 7ο της (ΕΕ ΥΠ), Βόλος. εδικούσης, Κ., & Ηλιάδης, Γ. (2011). ιερεύνηση της κοινοτικής διαχείρισης αρδευτικών συστημάτων. Εφαρμογή σε αρδευτικά δίκτυα του νομού Ευρυτανίας. ιπλωματική Εργασία, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ. ημητριάδης, Α., & Τενεκετζή, Ε. (2009). ιερεύνηση συνθηκών ορθολογικής διαχείρισης υπόγειων υδάτων με την πραγματοποίηση οικονομικού πειράματος. ιπλωματική Εργασία, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ. Ζορμπά, Α. (2000). ιαχείριση υπόγειων υδατικών πόρων με χρήση γενετικών αλγορίθμων. ιδακτορική διατριβή. Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ. Κλάδος, Ι., & Πετράκος, Κ. (2008). Μελέτη κοινωνικών αλληλεπιδράσεων στην εκμετάλλευση υπόγειου υδατικού πόρου με εφαρμογή οικονομικού πειράματος. ιπλωματική Εργασία. Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ. Κουμπάρου,. (2002). Το καθεστώς της κοινοτικής ιδιοκτησίας: Το παράδειγμα του δάσους του Ράντη στο νησί της Ικαρίας. ιδακτορική διατριβή. Τμήμα Περιβάλλοντος, Πανεπιστήμιο Αιγαίου. Κουμπάρου,. (2005). Τα ιδιοκτησιακά καθεστώτα της φύσης. ΤΟΠΟΣ Επιθεώρηση Χωρικής Ανάπτυξης, Σχεδιασμού και Περιβάλλοντος, 12, Λατινόπουλος, Π. (1986). Υδραυλική των Υπόγειων Ροών. Υπηρεσία δημοσιευμάτων Α.Π.Θ. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

170 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 157 Πρωτόπαπας, Μ. (2008). Γενετικοί Αλγόριθμοι στο παίγνιο Cournot. ιδακτορική διατριβή. Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής και ιοίκησης, Πολυτεχνείο Κρήτης. Πολλάλης, Γ. (2003). Οι νικητές του Βραβείου Νομπέλ Οικονομικών, ΣΠΟΥ ΑΙ, 53 (2). Σκαλάκη, Μ. (2003). Ψυχοκοινωνικές λογικές της καθημερινής οικονομικής σκέψης. Εκδόσεις Παπαζήση. Τολίκας. (2006). Σημειώσεις στη ιαχείριση Υδατικών Πόρων. Υπηρεσία δημοσιευμάτων Α.Π.Θ. Τσελεπίδου, Κ. (2008). Βελτιστοποίηση διαχείρισης γεωθερμικών και υπόγειων υδατικών πόρων. ιδακτορική διατριβή. Τμήμα Πολιτικών Μηαχανικών, Α.Π.Θ. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

171 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ α/α Ιδιότητα Περιοχή ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α Ημι-δομημένες συνεντεύξεις Τύπος συνέντευξης Ημερομηνία συνέντευξης ιάρκεια (λεπτά) 1. πρώην πρόεδρος Επιτόπια 01/05/ Στένωμα 2. κοινότητας/ νεροφόρος τηλεφωνική 02/04/ πρώην αγροφύλακας/ 3. Στένωμα τηλεφωνική 02/04/ νεροφόρος 4. πρόεδρος κοινότητας Στένωμα τηλεφωνική 11/04/ Επιτόπια 28/04/ λαογράφος- ιστορικός Στένωμα 6. τηλεφωνική 02/04/ αρδευόμενος Στένωμα τηλεφωνική 14/04/ αρδευόμενη Στένωμα Επιτόπια 01/05/ αρδευόμενος Στένωμα Επιτόπια 02/05/ αρδευόμενος Στένωμα Επιτόπια 30/04/ αρδευόμενη 12. αρδευόμενη ομάδα τριών αρδευομένων πρώην πρόεδρος κοινότητας/ πρώην πρόεδρος υλοτομικού συνεταιρισμού 15. πρόεδρος κοινότητας 16. αρδευόμενος/ νεροφόρος Άγιος Νικόλαος Άγιος Νικόλαος Άγιος Νικόλαος Άγιος Νικόλαος Άγιος Νικόλαος Άγιος Νικόλαος Επιτόπια 03/05/ Επιτόπια 04/05/ Επιτόπια 03/05/ Επιτόπια 04/05/ Επιτόπια 05/05/ Επιτόπια 05/05/ αρδευόμενος Άγιος Νικόλαος τηλεφωνική 02/04/ πρώην αγρονόμος Καρπενήσι τηλεφωνική 14/04/ I

172 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Β Ενημερωτικό φυλλάδιο της δεύτερης φάσης του οικονομικού πειράματος Λαμβάνεις μέρος σε ένα οικονομικό πείραμα στα πλαίσια έρευνας για την προσομοίωση της άντλησης νερού για άρδευση. Ανάλογα με τις αποφάσεις που θα λάβεις μπορείς να αποκομίσεις πρόσθετο βαθμό (ως 1 μονάδα), στο μάθημα «Ανάλυση Συστημάτων και Επικινδυνότητας». Με την συμμετοχή σου στο πείραμα έχεις ήδη εξασφαλίσει 0,25 μονάδες. Το πείραμα αποτελείται από τρία στάδια. Σε καθένα από αυτά θα αποκομίσεις ως και 0,25 μονάδες ανάλογα με την επίδοσή σου σε αυτά. Θα παρακαλούσαμε κατά την διάρκεια του πειράματος να μην επικοινωνείτε μεταξύ σας και για οποιαδήποτε διευκρίνιση, σε οποιοδήποτε σημείο του πειράματος, κάλεσε κάποιον από τους διοργανωτές του πειράματος. Κάθε στάδιο αποτελείται από περιόδους. Ο αριθμός των περιόδων σε κάθε στάδιο δεν είναι γνωστός. Κατά τη διάρκεια του πειράματος, σε κάθε περίοδο, θα καλείσαι να αντλείς ποσότητες νερού, από έναν υπόγειο υδροφορέα. Το αντλούμενο νερό θα χρησιμοποιείται για άρδευση. Στο πρώτο και στο τέταρτο στάδιο του πειράματος, εσύ με έναν άλλο παίκτη είστε οι χρήστες του υδροφορέα (κάθε ομάδα αποτελείται από 2 παίκτες). Στο δεύτερο και τρίτο στάδιο του πειράματος, οι χρήστες του υδροφορέα είστε τέσσερις (κάθε ομάδα αποτελείται από 4 παίκτες). Σε κάθε στάδιο του πειράματος η σύνθεση της ομάδας θα είναι σταθερή. Η παρακάτω απλοποιημένη συνάρτηση υπολογίζει το κέρδος: 1 N f i = q i (1-q i - qi ) i=1 N όπου: fi: το κέρδος του iστου παίκτη (αγρότη) q i: η αντλούμενη ποσότητα νερού του iστου παίκτη (αγρότη) Ν: ο αριθμός παικτών (αγροτών) σε κάθε ομάδα Όπως εύκολα μπορεί να συμπεράνει κανείς, το κέρδος σου δεν εξαρτάται μόνο από την άντλησή σου, αλλά και από τις αντλήσεις των άλλων παικτών της ομάδας σου. Η συνάρτηση του κέρδους στο συγκεκριμένο πείραμα, είναι πολλαπλασιασμένη επί 100 για να έχει ο παίκτης καλύτερη αντίληψη των αποτελεσμάτων. Για κάθε II

173 στάδιο, η μορφή της δίνεται παρακάτω, ανάλογα με τον αριθμό των παικτών κάθε ομάδας. Στην αρχή κάθε σταδίου θα σου δίνεται αναλυτική περιγραφή του. Στάδιο 1 Σε αυτό το στάδιο εσύ και ένας άλλος παίκτης είστε οι μοναδικοί χρήστες ενός υδροφορέα. Η συνάρτηση που θα υπολογίζει το κέρδος σου είναι: Το Κέρδος σου =100* (Η Άντληση σου)*[1 -(Η Άντληση σου) - (Η Άντληση τουάλλου Παίκτη)] Στην αρχή κάθε περιόδου εμφανίζεται στον υπολογιστή σου το παρακάτω παράθυρο, στο οποίο καλείσαι να επιλέξεις την ποσότητα νερού που θα αντλήσεις. Στο πάνω μέρος της οθόνης εμφανίζεται ο αριθμός της τρέχουσας περιόδου. Η εξίσωση του κέρδους εμφανίζεται στο κάτω μέρος της οθόνης. Στην οθόνη επίσης εμφανίζεται μια αριθμομηχανή. Πατώντας αυτό το κουμπί, ανοίγει το Windows Calculator, σε περίπτωση που επιθυμείς να πραγματοποιήσεις βοηθητικούς υπολογισμούς. III

174 Στο μέσο της οθόνης βλέπεις ποιος παίκτης είσαι στην ομάδα σου. Ακριβώς από κάτω εμφανίζεται ένα κουτί, μέσα στο οποίο καλείσαι να συμπληρώσεις την ποσότητα νερού που θα αντλήσεις. Υπάρχει μία δοκιμαστική περίοδος στην αρχή του σταδίου η οποία δεν λαμβάνεται υπόψη στο συνολικό κέρδος. Οι αντλούμενες ποσότητες μπορούν να κυμαίνονται μεταξύ 0.00 και Άφού τη συμπληρώσεις πάτησε το κουμπί ΟΚ. Μόλις όλοι οι παίκτες αποφασίσουν, εμφανίζεται το επόμενο παράθυρο. Στο παράθυρο αυτό, εμφανίζεται η ποσότητα νερού που άντλησες και το κέρδος σου, καθώς και η ποσότητα νερού που άντλησε ο άλλος παίκτης και το κέρδος αυτού. Όταν όλοι πατήσουν το κουμπί ΟΚ, ξεκινάει η επόμενη περίοδος. Στο τέλος του σταδίου, στο κάτω μέρος της οθόνης εμφανίζονται : Το συνολικό κέρδος που αποκόμισες σε όλες τις περιόδους. Το συνολικό κέρδος που αποκόμισε ο άλλος παίκτης σε όλες τις περιόδους. IV

175 Το μέσο συνολικό κέρδος όλων των παικτών που συμμετέχουν στο πείραμα. Για παράδειγμα αν σε μια περίοδο αντλήσεις 0,17 και ο άλλος παίκτης αντλήσει 0,38, τότε το κέρδος σου θα είναι: 100 * 0,17 * (1 0,17 0,38) = 7,65 Ενώ το κέρδος του άλλου παίκτη: 100 * 0,38 * (1 0,38 0,17) = 17,1 Στάδιο 2 Σε αυτό το στάδιο καλείσαι να αποφασίσεις την άντληση που θα πραγματοποιήσεις από τον υδροφορέα, όπως έκανες στο 1ο στάδιο του πειράματος. Η διαφορά έγκειται στο γεγονός, ότι σε αυτό το στάδιο, η άντληση από τον υποτιθέμενο υδροφορέα πραγματοποιείται από τέσσερις (4) παίκτες, εσένα και άλλους τρεις (3) παίκτες. Η κάθε τετραμελής ομάδα παραμένει σταθερή σε όλες τις περιόδους του σταδίου.το στάδιο αυτό χωρίζεται σε δύο (2) μέρη άνισων περιόδων. Με το τέλος του πρώτου μέρους θα εμφανιστεί το παρακάτω παράθυρο, το οποίο θα σε καλεί να συναντηθείς με τους υπόλοιπους παίκτες της ομάδας σου. V

176 Για το συγκεκριμένο στάδιο η συνάρτηση του κέρδους παίρνει την μορφή: (Το Κέρδος Σου) = 100 *(Η Άντληση Σου) * [1- (Η Άντληση Σου) (Αθροισμα Αντλήσεων Υπόλοιπων 3 Παικτών)/3] Για παράδειγμα αν είσαι ο Παίκτης 1 και σε μια περίοδο αντλήσεις 0,22, ενώ ο Παίκτης 2 αντλήσει 0,37 και ο Παίκτης 3 αντλήσει 0,19 και ο Παίκτης 4 αντλήσει 0,42, το Κέρδος σου θα είναι: 100 * 0,22 * [ 1-0,22 - (0,37+0,19+0,42)/3] = 9,97 το Κέρδος του Παίκτη 2 θα είναι: 100 * 0,37 * [1-0,37 - (0,22+0,19+0,42)/3] = 13,07 το Κέρδος του Παίκτη 3 θα είναι: 100 * 0,19 * [1-0,19 - (0,37+0,22+0,42)/3] = 8,99 το Κέρδος του Παίκτη 4 θα είναι: 100 * 0,42 * [1-0,42 - (0,37+0,19+0,22)/3] = 13,44 Τα υπόλοιπα παράθυρα που εμφανίζονται κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου είναι της ίδιας μορφής με αυτά των προηγούμενων σταδίων. Στάδιο 3 Το στάδιο 3, όπως και το προηγούμενο στάδιο, χωρίζεται σε δύο μέρη άνισων περιόδων, ανάμεσα στα οποία θα εμφανίζεται το ίδιο παράθυρο, το οποίο θα σε καλεί να συναντηθείς με τα υπόλοιπα μέλη της ομάδας σου. Η διαφορά με το προηγούμενο στάδιο είναι ότι κάθε περίοδος αποτελείται από δύο φάσεις. Στην πρώτη φάση κάθε περιόδου για την εισαγωγή της άντλησης, ακολουθείς την ίδια διαδικασία με το στάδιο 3. Η συνάρτηση του κέρδους εξακολουθεί να έχει την μορφή : VI

177 (Το Κέρδος Σου) = 100 *(Η Άντληση Σου) * [1- (Η Άντληση Σου) (Αθροισμα Αντλήσεων Υπόλοιπων 3 Παικτών)/3] Στην δεύτερη φάση έχεις τη δυνατότητα να αφαιρέσεις ένα μέρος του Κέρδους κάποιου Παίκτη της ομάδας σου, με κάποια μείωση όμως και στο δικό σου Κέρδος. Οι δυνατές μειώσεις Κέρδους κάποιου άλλου Παίκτη και η μείωση που επιφέρουν στο δικό σου Κέρδους δίνονται από τον παρακάτω πίνακα: Αν μειώσεις το Κέρδος κάποιου άλλου Παίκτη κατά: Το δικό σου Κέρδος θα μειωθεί κατά : Σε περίπτωση που επιθυμείς να μειώσεις το κέρδος κάποιου παίκτη κατά ένα από τα παραπάνω ποσά, θα πρέπει το δικό σου κέρδος να είναι τουλάχιστον ίσο με τη μείωση που θα σου κοστίσει η ενέργεια αυτή. Να τονιστεί ότι δεν είναι απαραίτητο να μειώσεις το κέρδος κάποιου άλλου παίκτη αν δεν το θεωρείς χρήσιμο. Σε αυτήν τη φάση εμφανίζεται το παρακάτω παράθυρο: VII

178 Στο παράθυρο αυτό διακρίνονται οι αντλήσεις που πραγματοποίησε ο κάθε παίκτης και τα κέρδη που αποκόμισε. Στο κάτω δεξιά μέρος του παράθυρου υπάρχουν δύο κουτιά. Εκεί μπορείς να εισάγεις τον παίκτη του οποίου θέλεις να μειώσεις το κέρδος και το πόσο θα το μειώσεις. Αφού συμπληρώσεις αυτά τα κουτιά, πατάς το κουμπί ΟΚ. Σε περίπτωση που δεν επιθυμείς να μειώσεις το κέρδος κάποιου παίκτη, πάτα το κουμπί ΟΚ, με τις προεπιλεγμένες τιμές (0,0) στα κουτιά. Όταν όλοι οι παίκτες αποφασίσουν αν και κατά πόσον θα μειώσουν το κέρδος κάποιου άλλου παίκτη, εμφανίζεται το παρακάτω παράθυρο στο οποίο φαίνεται το τελικό σου κέρδος σε αυτή την περίοδο, μετά από τις μειώσεις των κερδών που πραγματοποιήθηκαν. VIII

179 Εάν σε αυτήν τη φάση το κέρδος κάποιου παίκτη προκύψει αρνητικό τότε λαμβάνεται ίσο με μηδέν. IX

180 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Γ Σχηματισμός κανονικοποιημένης εξίσωσης κέρδους ιδιοκτητών γεωτρήσεων Σε ένα φρεάτιο υδροφορέα με διαρροή ο οποίος χαρακτηρίζεται από τη μεταφορικότητα Τ [m³/ημέρα] και παράγοντα διαρροής λ [m], εντοπίζονται Ν εγκαταστημένες γεωτρήσεις οι οποίες αντιστοιχούν σε ίσο αριθμό ιδιοκτησιών. Ας υποθέσουμε ότι η ημερήσια ποσότητα νερού που αντλείται από το iστο πηγάδι είναι Qi [m³ /ημέρα], t [ημέρες] < 365 είναι η αρδευτική περίοδος, S [m 2 ] η έκταση κάθε ιδιοκτησίας και qi, το ισοδύναμο ομοιόμορφο ετήσιο βάθος στον υδροφορέα του ρυθμού άντλησης από το iστο πηγάδι. i r 365 S N K 0 2 t π ii λ q i K 0 1 r ij λ N j 1, i 1 r q K j 0 ij λ (1) όπου Qi qi 365 S N (2) Στην παραπάνω εξίσωση r ii είναι η ακτίνα του iστου πηγαδιού, r ij η απόσταση μεταξύ του iστου και του j στου πηγαδιού και Κ 0 η τροποποιημένη συνάρτηση Bessel δεύτερου είδους. Στην εξίσωση (1) ο πρώτος όρος της έκφρασης μέσα στις αγκύλες καθορίζει την πτώση στάθμης του νερού στο iστο πηγάδι εξαιτίας της άντλησης του, ενώ ο δεύτερος όρος περιγράφει την επιρροή των άλλων πηγαδιών στο i στο. Εάν Η[m] είναι το αρχικό επίπεδο νερού πάνω από τον αδιαπέραστο πυθμένα του υδροφορέα, και b[m] το βάθος του πυθμένα από την επιφάνεια, τότε το ύψος άντλησης h i, για το i στο πηγάδι θα είναι: H i =ΔΗ + b - H (3) Εάν ο υδροφορέας ανατροφοδοτείται λόγω βροχόπτωσης ή εξαιτίας επικοινωνίας με άλλους υδροφορείς, τότε είτε το Η να αποκαθίσταται στην αρχική του τιμή, είτε θα είναι κυμαινόμενο και η τιμή του θα ορίζεται κάθε χρόνο μέσω μιας εξίσωσης υδατικού ισοζυγίου. Με βάση την εξίσωσης (3) μια εκτίμηση του κόστους άντλησης ci στο i στο πηγάδι θα μπορούσε να γραφεί ως c i = μ h i q i, όπου μ είναι μία σταθερά αναγωγής. Κάτω από τη λογική υπόθεση ότι το κέρδος είναι γραμμική συνάρτηση X

181 της άντλησης, η έκφραση για το ετήσιο κέρδος fi του αγρότη που εκμεταλλεύεται το i στο πηγάδι μπορεί να αποδοθεί ως: f i = μ 1 q i - μ h i q i (4) όπου μ1 είναι επίσης μία σταθερά αναγωγής. Από το συνδυασμό των εξισώσεων (3) και (4) προκύπτει: r 365 S N K ii 0 λ N r 365 S N ij f q μ μ (b - H) - μ q μ q K 2 t π i 2 t π j 0 j 1, i 1 λ (5) i i 1 Είναι προφανές από την εξίσωση (5) ότι η συνάρτηση του ετήσιου κέρδους για κάθε αγρότη είναι τετραγωνικής μορφής όσον αφορά την ποσότητα q i, και ότι ο τέταρτος όρος μέσα στις αγκύλες δηλώνει την επίδραση των ενεργειών των άλλων αγροτών στο κέρδος fi του αγρότη. Αυτό ισχύει ακόμα και στην περίπτωση που η στάθμη του νερού Η είναι κυμαινόμενη. Βασιζόμενοι στην εξίσωση του υδατικού ισοζυγίου, το H n+1 για την επόμενη χρονιά μπορεί να γραφεί: H n 1 H n N q e i i 1 (6) όπου το e[m] δηλώνει την ετήσια ποσότητα υπόγειων υδάτων που αναπληρώνεται. Η αντικατάσταση της εξίσωσης (6) στη (5) έχει ως αποτέλεσμα μία παρόμοια r τετραγωνική μορφή ij K για το ετήσιο κέρδος με τη μοναδική διαφορά να 0 λ εντοπίζεται στις τιμές των συντελεστών. Για την απλοποίηση των πράξεων και χωρίς απώλεια της γενικότητας, θεωρείται ότι όλα τα πηγάδια έχουν την ίδια ακτίνα (έτσι, το είναι η ίδια σταθερά για όλες τις συναρτήσεις κέρδους) και ότι η επίδραση των ενεργειών των υπολοίπων αγροτών σε κάθε μεμονωμένο αγρότη έχει το ίδιο βάρος. Έτσι, η συνάρτηση κέρδους που εκφράζεται από την εξίσωση (5) παίρνει την κανονικοποιημένη μορφή: 1 N f B q A - q q (7) i i i i N i 1 XI

182 Ή, εάν η σταθερά Β τεθεί ως μονάδα, 1 N f q A - q q (8) i i i i N i 1 όπου 0 < q < Α.Οι τιμές του Α (0 <Α< 1) εξαρτώνται από τις ετήσιες υδρολογικές συνθήκες. i XII

183 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ Υ ΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΥ Π. ΓΕΩΡΓΑΚΟΠΟΥΛΟΥ ιπλωματούχου Πολιτικού Μηχανικού ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΚΟΙΝΩΝΙΚΟ-ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΑΛΛΗΛΕΠΙ ΡΑΣΕΩΝ ΣΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΚΟΙΝΟΤΙΚΗΣ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΤΩΝ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2012

184 ΓΕΩΡΓΙΟΥ Π. ΓΕΩΡΓΑΚΟΠΟΥΛΟΥ ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΚΟΙΝΩΝΙΚΟ-ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΑΛΛΗΛΕΠΙ ΡΑΣΕΩΝ ΣΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΚΟΙΝΟΤΙΚΗΣ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΤΩΝ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ Υποβλήθηκε στο Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τομέας Υδραυλικής και Τεχνικής Περιβάλλοντος Ημερομηνία Προφορικής Εξέτασης: 13 Ιουνίου 2012 Εξεταστική Επιτροπή: Επίκ. Καθηγητής Ν. Θεοδοσίου, Επιβλέπων Αναπλ. Καθηγητής, Ε. Σιδηρόπουλος, Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής Καθηγητής Κ. Κατσιφαράκης, Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής Καθηγητής, Γ. Καρατζάς, Εξεταστής Λέκτορας,. Καρπούζος, Εξεταστής Επίκ. Καθηγήτρια, Ε. Κολοκυθά, Εξετάστρια Λέκτορας,. Λατινόπουλος, Εξεταστής

185 «Η έγκριση της παρούσης ιδακτορικής ιατριβής από το Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης δεν υποδηλώνει αποδοχή των γνωμών του συγγραφέως» (Ν. 5343/1932, άρθρο 202, παρ. 2)

186 Πρόλογος Τα τελευταία χρόνια η έννοια των κοινών φαίνεται να απασχολεί ολοένα και περισσότερους ανθρώπους που διαφωνούν με τη νεοφιλελεύθερη πολιτική. H Silvia Federici (2011) εξηγεί: Υπάρχουν σημαντικοί λόγοι γιατί αυτή η φαινομενικά αρχαϊκή ιδέα έχει έρθει στο κέντρο της πολιτικής συζήτησης στα σύγχρονα κοινωνικά κινήματα. υο λόγοι ιδιαίτερα ξεχωρίζουν. Από τη μια πλευρά είναι η διάλυση του κρατικίστικου μοντέλου της επανάστασης, το οποίο για δεκαετίες είχε εξασθενίσει τις προσπάθειες για ριζοσπαστικά κινήματα να χτίσουν εναλλακτικές στον καπιταλισμό. Και από την άλλη, η νεοφιλελεύθερη προσπάθεια να υποτάξει κάθε μορφή της ζωής και της γνώσης στη λογική της αγοράς, έχει αυξήσει την ευαισθησία για τον κίνδυνο να ζήσουμε σε ένα κόσμο στον οποίο δεν θα έχουμε πια πρόσβαση σε θάλασσες, δέντρα, ζώα και στους συνανθρώπους μας παρά μόνο μέσω οικονομικών συναλλαγών. Οι δυνατότητες αυτοδιαχείρισης των υδατικών πόρων, αλλά και των φυσικών πόρων γενικότερα, από τις κοινότητες χρηστών τους ήταν κάτι που με απασχολούσε καιρό και θεωρώ τον εαυτό μου τυχερό που μου δόθηκε η δυνατότητα να ασχοληθώ με το θέμα αυτό στα πλαίσια της διδακτορικής μου διατριβής. Η ενασχόληση μου με το θέμα δεν θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί αν οι κ.κ. Παναγιώτης Τολίκας, Επαμεινώνδας Σιδηρόπουλος, Αγγέλα Ζορμπά, ημήτριος Τολίκας και Νικόλαος Θεοδοσίου δεν μου παρείχαν αμέριστη βοήθεια και οφείλω να τους ευχαριστήσω για τη στήριξη και την υπομονή τους. Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τα μέλη της εξεταστικής επιτροπής κ.κ. Κωνσταντίνο Κατσιφαράκη, Γιώργο Καρατζά, ημήτρη Καρπούζο, Ελπίδα Κολοκυθά και ιονύση Λατινόπουλο για τις εύστοχες παρατηρήσεις και επισημάνσεις που έκαναν πριν, κατά την διάρκεια αλλά και μετά από την προφορική εξέταση. Η διδακτορική αυτή διατριβή έγινε στα πλαίσια ευρύτερης έρευνας που έγινε στο Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών από το 2007 ως το Στα πλαίσια αυτής είχα την τύχη να συνεργαστώ με τους, προπτυχιακούς φοιτητές τότε και απόφοιτους πλέον του τμήματος, Γιάννη Κλάδο, Κώστα Πετράκο, Ελένη Τενεκετζή, Τάσο ημητριάδη, Κώστα εδικούση και Γιώργο Ηλιάδη τους οποίους θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαίτερα.

187 Θα ήθελα κλείνοντας τον πρόλογο αυτό να παραθέσω μια φράση από το βιβλίο του Γ. Βαρουφάκη ΘΕΩΡΙΑ ΠΑΙΓΝΙΩΝ: Η Θεωρία που Φιλοδοξεί να Ενοποιήσει τις Κοινωνικές Επιστήμες που με προφανή αυτοκριτική διάθεση γράφει: Οι διδακτορικοί φοιτητές, αγαπητέ αναγνώστη, είναι οι χειρότεροι κανίβαλοι. Ό,τι διαβάζουν το διαβάζουν μπας και μπορέσουν να το διαμελίσουν, να το καταβροχθίσουν, να το χρησιμοποιήσουν, να το εντάξουν στην διατριβή τους.

188 Περιεχόμενα Περιεχόμενα... i Περίληψη... v Abstract...vii Κεφάλαιο Εισαγωγή Κεφάλαιο Πόροι κοινής δεξαμενής 2.1 Κατηγορίες αγαθών Ιδιοκτησιακά καθεστώτα πόρων κοινής δεξαμενής Προβλήματα πόρων κοινής δεξαμενής Προβλήματα οικειοποίησης Προβλήματα παροχής Οι υδατικοί πόροι των συστημάτων άρδευσης ως πόροι κοινής δεξαμενής Επιφανειακά συστήματα άρδευσης Αρδευτικά συστήματα υπόγειων υδροφορέων Κρατική και κοινοτική διαχείριση αρδευτικών συστημάτων Κεφάλαιο Θεωρητικό υπόβαθρο 3.1 Θεωρητικά μοντέλα Θεωρίες Θεωρία Παιγνίων Βασικά στοιχεία και θεωρήσεις της θεωρίας παιγνίων... 15

189 Ταξινόμηση παιγνίων Αναπαράσταση παιγνίων Βασικές έννοιες λύσης της θεωρίας παιγνίων Λύση Minimax (ή Λύση Ελαχιστοποίησης της Μέγιστης Ζημίας) Βέλτιστη απάντηση Ισορροπία Nash Στρατηγική κυριαρχία Pareto-βέλτιστη λύση Εξελικτική θεωρία παιγνίων Θεωρία Συλλογικής ράσης Θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης Κατάσταση δράσης Εξωτερικοί παράγοντες που επηρεάζουν τα πεδία δράσης Επίπεδα ανάλυσης Παράγοντες που ευνοούν την κοινοτική διαχείριση σε πόρους κοινής δεξαμενής Παράγοντες σχετικά με τις θεσμικές διευθετήσεις Παράγοντες σχετικά με τον πόρο Παράγοντες σχετικά με τους χρήστες Κεφάλαιο Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 4.1 Μεθοδολογία μελέτης Η κοινοτική διαχείριση των αρδευτικών δικτύων Στένωμα Ευρυτανίας Άγιος Νικόλαος Ευρυτανίας Μελέτη της κοινοτικής διαχείρισης των αρδευτικών συστημάτων με βάση το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης Παράγοντες που ευνόησαν την επιτυχή κοινοτική διαχείριση... 55

190 Θεσμικές διευθετήσεις Παράγοντες σχετικά με τον πόρο Παράγοντες σχετικά με τους χρήστες ιερεύνηση των λόγων υποβάθμισης της κοινοτικής διαχείρισης των αρδευτικών συστημάτων Κεφάλαιο Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 5.1 Σχεδιασμός του οικονομικού πειράματος Πείραμα αναφοράς Πείραμα με τιμωρία Πείραμα με επικοινωνία Πείραμα με συνδυασμό επικοινωνίας και τιμωρίας Κεφάλαιο Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 6.1 Μοντέλα βασισμένα σε πράκτορες και εξελικτικοί αλγόριθμοι Γενικά χαρακτηριστικά γενετικών αλγορίθμων Εξελικτική θεωρία Πλεονεκτήματα Γενετικών Αλγορίθμων Ορολογία Γενετικών Αλγορίθμων Λειτουργία Γενετικών Αλγορίθμων Γενετική αναπαράσταση ημιουργία αρχικού πληθυσμού Συνάρτηση αξιολόγησης Γενετικές διαδικασίες Παράγοντες ελέγχου Οι γενετικοί αλγόριθμοι ως μοντέλα μάθησης Μονοπληθυσμιακοί και πολυπληθυσμιακοί γενετικοί αλγόριθμοι...106

191 6.4 Μοντέλα διαχείρισης υδατικών πόρων με γενετικούς αλγόριθμους Πολυπληθυσμιακό μοντέλο Προσομοίωση επικοινωνίας Μονοπληθυσμιακό μοντέλο Έλεγχος θεωρίας κρίσιμης μάζας Κεφάλαιο Συμπεράσματα Βιβλιογραφία ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ...I

192 Περίληψη Τα αρδευτικά δίκτυα αποτελούν πόρους κοινής δεξαμενής καθώς χαρακτηρίζονται από διαιρετότητα και από δυσκολία αποκλεισμού. Σύμφωνα με την παραδοσιακή οικονομική θεωρία, η απουσία ιδιοκτησιακών δικαιωμάτων σε συνδυασμό με την εγωιστική φύση του ανθρώπου μπορούν να οδηγήσουν στην εξάντληση των πόρων κοινής δεξαμενής, μια κατάσταση που ο Hardin το 1968 χαρακτήρισε ως «τραγωδία των κοινών». Παρόλα αυτά, ένας σημαντικός αριθμός μελετών στη διεθνή βιβλιογραφία, αμφισβητεί αυτές τις δυσοίωνες προβλέψεις και υποστηρίζει πως ομάδες με κοινό συμφέρον, αντιλαμβάνονται την αλληλεξάρτηση των μελών τους και επενδύουν στη θέσπιση κανόνων που αντέχουν στο χρόνο που διασφαλίζουν υψηλή απόδοση και τη βιώσιμη διαχείριση του πόρου. Το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης, που χρησιμοποιείται ευρέως στη μελέτη πόρων κοινής δεξαμενής, έπαιξε καθοδηγητικό ρόλο στην οργάνωση της παρούσας μελέτης. Αρχικά παρουσιάζεται η εμπειρική ανάλυση που διεξήχθηκε σε χωριά της Ευρυτανίας. Τα αποτελέσματα δείχνουν πως οι τοπικές κοινότητες είχαν καταφέρει να διαχειρίζονται από μόνες τους τον πόρο δημιουργώντας μακροχρόνιους θεσμούς που απέτρεπαν την υπεράντληση του πόρου και εσωτερικές προστριβές. Επίσης διεξήχθηκε οικονομικό πείραμα που είχε στόχο να προσομοιώσει την αλληλεπίδραση και την πιθανότητα συνεργασίας μεταξύ των χρηστών ενός αρδευτικού συστήματος υπόγειου υδροφορέα. Στο πείραμα μια κανονικοποιημένη εξίσωση προσδιορίζει το κέρδος κάθε ιδιοκτήτη γεώτρησης συναρτήσει της δικής του ενέργειας, των ενεργειών των υπολοίπων και των υδρολογικών συνθηκών. Η προσπάθεια των χρηστών για μεγιστοποίησή του κέρδους τους προκαλεί ισχυρό ανταγωνισμό μεταξύ τους. Παρόλα αυτά η εισαγωγή των στοιχείων της επικοινωνίας και της τιμωρίας μεταξύ των χρηστών οδηγεί σε συνεργατική συμπεριφορά και στην επίτευξη χαμηλότερων επιπέδων άντλησης κοντά στη βέλτιστη κοινωνικά άντληση. Στο τέλος παρουσιάζονται μοντέλα βασισμένα σε πράκτορες. Τα μοντέλα που προσομοίωναν τη βασική αλληλεπίδραση μεταξύ των χρηστών ενός υπόγειου

193 υδροφορέα ανταποκρίθηκαν με επιτυχία στη σύγκριση με το οικονομικό πείραμα σε μια σειρά μεταβλητών. Με πολυ-πληθυσμιακό γενετικό αλγόριθμο και τη χρησιμοποίηση στοιχείων της γνωστικής ψυχολογίας επιτεύχθηκε επίσης η προσομοίωση της συμπεριφοράς των χρηστών του υπόγειου υδροφορέα μετά από επικοινωνία. Με τη χρησιμοποίηση μονο-πληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου ένας αριθμός πρακτόρων θεωρήθηκε πως πραγματοποιεί αλτρουιστικές ενέργειες πραγματοποιώντας αντλήσεις ίσες με τη βέλτιστη κοινωνικά λύση. Αποδεικνύεται πως η επίδραση αλτρουιστικών ενεργειών στη συμπεριφορά των άλλων στο συνολικό οικονομικό κέρδος είναι σημαντική.

194 Abstract Irrigation systems are common pool resources since they are characterized by both difficulty of exclusion and high subtractability. Traditional economic theory argues that the absence of property rights and the selfish nature of mankind can lead to the exhaustion of common pool resources, which Hardin in 1968 defined as the tragedy of the commons. However, a significant number of publications found in bibliography, challenges these ominous predictions. These studies demonstrate that people with common interest, perceive the degree of their interdependence and contract durable agreements that ensure both high performance and sustainable management of the resource. The Institutional Analysis and Development framework which is widely used for studying common pool resources played a leading role in the organization of this study. At first a case study research which was conducted in villages of Euritania is presented. The results of the research indicate that local communities managed to self-govern irrigation systems by creating long lasting institutions, which successfully avoided water resources overexploitation and internal conflicts. An economic experiment, which aimed at the modeling of the interaction between users of an underground aquifer and the possibility of collaboration among them, also took place. In the experiment a normalized equation defined the outcome for the user of a single well, as a function of his and the other users pumping rate as well as the hydrological conditions. A highly competitive attitude is assumed to guide the behavior of each user in the perspective of maximizing one s profit. Nevertheless the results showed that introducing the components of communication and sanctions among the users lead to a cooperative attitude and to the achievement of lower pumping rates, close to the optimal social solution. Finally, agent-based models are presented. The models simulating the baseline interaction between the users of an underground aquifer responded successfully to a comparison with the economic experiment at a set of variables. The simulation of the users behaviour after a communication session, using elements of cognitive

195 psychology, was also accomplished by a multi-population genetic algorithm. Using a single-population algorithm a number of agents were assumed to follow an altruistic behaviour i.e. with pumping rates equal to the optimal social solution. It is demonstrated that the influence of the altruist actions on the behavior of others as well as the total economic benefit is quite important.

196 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Εισαγωγή Η διερεύνηση της διαχείρισης των υδατικών πόρων, εντάσσεται στη μελέτη των κοινόχρηστων φυσικών πόρων (των πόρων δηλαδή που υπόκεινται σε καθεστώς κοινής ιδιοκτησίας). Τα κύρια χαρακτηριστικά ενός κοινόχρηστου πόρου είναι ότι: η ιδιοκτησία ανήκει σε μία κοινότητα χρηστών, κάθε χρήστης έχει ανεξάρτητο δικαίωμα πρόσβασης στον πόρο και ότι υπάρχει εκούσια οργάνωση και συνεργασία ανάμεσα στους χρήστες (Bullock και Baden, 1977). Η τάση για εντατικοποίηση της εκμετάλλευσης των υδατικών αποθεμάτων που παρατηρείται τα τελευταία χρόνια φαίνεται δύσκολο να αναστραφεί. Αυτό συμβαίνει καθώς η ανάγκη για μείωση των αντλήσεων από όλους τους χρήστες συναντάει την άρνηση κάποιων να συνεργαστούν, εκμεταλλευόμενοι την προσπάθεια άλλων χρηστών για εξοικονόμηση του πόρου. Παρατηρείται δηλαδή το φαινόμενο του τζαμπατζή (free-rider κατά την αγγλόφωνη βιβλιογραφία). Το γεγονός ότι κάθε χρήστης έχει ανεξάρτητο δικαίωμα πρόσβασης στον πόρο, καθιστά δύσκολη την αντιμετώπιση του φαινομένου των τζαμπατζήδων και έχει οδηγήσει πολλούς να υποστηρίζουν πως υπάρχει κίνδυνος αφανισμού των κοινόχρηστων πόρων (Hardin, 1968). Προκειμένου να αποφευχθεί κάτι τέτοιο προτείνεται είτε η παρέμβαση κρατικών φορέων (Heilbroner, 1974) είτε η ιδιωτικοποίηση ή ο πλήρης καθορισμός των ιδιοκτησιακών δικαιωμάτων (Coase, 1960). Η βιβλιογραφία ωστόσο αναφέρει πλήθος παραδειγμάτων στα οποία οι δυσοίωνες προβλέψεις των υποστηρικτών αυτών των προτάσεων έχουν διαψευστεί. Η πραγματικότητα δείχνει πως άνθρωποι με κοινά, ακόμα και πολλές φορές ανταγωνιστικά, συμφέροντα αντιλαμβάνονται το βαθμό της αλληλεξάρτησής τους και συνάπτουν ανθεκτικές συμφωνίες, που διασφαλίζουν την καλύτερη δυνατή κοινή εκμετάλλευση καθώς και τη βιωσιμότητα του πόρου. Τα αίτια της επιβίωσης πολλών απειλούμενων με καταστροφή φυσικών πηγών εντοπίζονται στις δομές και τα χαρακτηριστικά των συλλογικών ρυθμίσεων που υιοθετούνται με σκοπό τη διαχείρισή τους. Η πληθώρα των παραδειγμάτων αυτών έχει οδηγήσει στην ανάγκη αναθεώρησης του τρόπου προσέγγισής τους. Πρωτοπόρος σε αυτήν την κατεύθυνση υπήρξε η Elinor Ostrom, η οποία τιμήθηκε με το Νόμπελ στις Οικονομικές Επιστήμες το Η Ostrom μαζί με συνεργάτες της Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

197 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Εισαγωγή 2 βλέποντας την αναγκαιότητα ανάπτυξης ενός θεωρητικού εργαλείου που να επιτρέπει την ανάλυση όλων των περιπτώσεων δημιούργησε το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης (Institutional Analysis and Development framework). Οι αναθεωρημένες προσεγγίσεις του προβλήματος θεωρούν ότι πληθυσμοί που αποτελούνται από άτομα που ενδιαφέρονται για αύξηση του κέρδους τους μπορούν να αναδείξουν τη συνεργασία. Ανάλογα με την μεθοδολογία oι έρευνες σε αυτήν την κατεύθυνση γίνονται κυρίως με τρείς τρόπους: 1) Με εμπειρικές έρευνες πεδίου στις περιοχές που βρίσκονται πόροι όπου γίνεται κοινοτική διαχείριση (Ostrom, 1990), (Wade, 1987). 2) Με την πειραματική διερεύνηση δηλαδή τη διεξαγωγή οικονομικών πειραμάτων βασισμένων σε πράκτορες για τη σκιαγράφηση συμπεριφορών στη χρήση φυσικών πόρων (Ostrom, 2002), (Ostrom, Walker και Gardner, 1992), (Fehr και Gaechter, 2000), (Casari, 2005). 3) Με δημιουργία μοντέλων προσομοίωσης (Casari, 2004), (Eraso και Montserrat, 2001), συμπεριφορών εκμετάλλευσης φυσικών πόρων. Στόχος της παρούσας διατριβής είναι χρησιμοποιώντας και τις τρεις μεθόδους έρευνας, να μελετήσει τις συνθήκες κάτω από τις οποίες αυξάνονται οι πιθανότητες οι χρήστες τόσο επιφανειακών όσο και υπόγειων αρδευτικών συστημάτων να μπορέσουν από μόνοι τους να τα διαχειριστούν αποφεύγοντας τον κίνδυνο εξάντλησης των αποθεμάτων τους. Η διάρθρωση των κεφαλαίων που ακολουθούν έχει ως εξής: Στο επόμενο κεφάλαιο μετά τον ορισμό των υδατικών πόρων των συστημάτων άρδευσης ως πόρων κοινής δεξαμενής παρουσιάζονται τα πιθανά ιδιοκτησιακά καθεστώτα και τα προβλήματα διαχείρισης των αγαθών αυτών. Στο Κεφάλαιο 3 γίνεται μια εισαγωγή σε χρήσιμα θεωρητικά στοιχεία όπως η θεωρία παιγνίων και η θεωρία της συλλογικής δράσης. Επίσης παρουσιάζεται το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης (Institutional Analysis and Development framework) που χρησιμοποιείται ευρέως στις μελέτες διαχείρισης πόρων κοινής δεξαμενής και έπαιξε καθοδηγητικό ρόλο στην οργάνωση της παρούσας μελέτη. Στα πλαίσια του Κεφαλαίου 4 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα εμπειρικής έρευνας πεδίου που πραγματοποιήθηκε σε χωριά της Ευρυτανίας και στα οποία υπήρχε για πολλά χρόνια κοινοτική διαχείριση των επιφανειακών συστημάτων άρδευσης. Στη συνέχεια στο Κεφάλαιο 5 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα οικονομικών πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν με στόχο τη σκιαγράφηση της συμπεριφοράς των χρηστών ενός υπόγειου υδροφορέα και την ανίχνευση συνθηκών που θα αύξαναν τις πιθανότητες κοινοτικής διαχείρισης του υδροφορέα από το χρήστη του. Τα πειράματα διεξήχθησαν με Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

198 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Εισαγωγή 3 το λογισμικό z-tree (Fischbacher, 2007) και συμμετείχαν προπτυχιακοί φοιτητές του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Στο Κεφάλαιο 6 με τη χρήση γενετικών αλγορίθμων αποπειράται η δημιουργία μοντέλων βασισμένων σε πράκτορες με στόχο την προσομοίωση της εκμετάλλευσης ενός υπόγειου υδροφορέα από αγρότες. Η χρήση της ίδιας αντικειμενικής συνάρτησης με αυτή που χρησιμοποιήθηκε στα οικονομικά πειράματα βοήθησε στη σύγκριση των αποτελεσμάτων των δύο προσεγγίσεων. Το τελευταίο κεφάλαιο συνοψίζει τα συμπεράσματα της διατριβής και παραθέτει προτάσεις για περαιτέρω έρευνα στο πεδίο αυτό. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

199 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Πόροι κοινής δεξαμενής 2.1 Κατηγορίες αγαθών Είναι κοινός τόπος πως το νερό είναι αγαθό (και μάλιστα πολύτιμο) σε ανεπάρκεια. Η διαιρετότητα και η δυνατότητα αποκλεισμού είναι δύο χαρακτηριστικά που χρησιμοποιούνται για την κατηγοριοποίηση των αγαθών. Η διαιρετότητα αναφέρεται στο βαθμό που η χρήση ενός αγαθού από ένα άτομο μειώνει τη διαθέσιμη ποσότητα για άλλα άτομα. Για παράδειγμα η συγκομιδή μιας ποσότητας ξυλείας από ένα δάσος αφαιρεί τη δυνατότητα χρησιμοποίησης αυτής της ποσότητας από άλλα άτομα. Αντίθετα η απολαβή των ωφελειών ενός ηλεκτροφωτισμένου δρόμου από ένα οδηγό δεν στερεί από άλλους τη δυνατότητα απολαβής της ίδιας ωφέλειας. Η δυνατότητα αποκλεισμού αναφέρεται στο βαθμό δυσκολίας του περιορισμού αυτών που επωφελούνται από τις ωφέλειες ενός αγαθού και δεν συμμετέχουν στην παροχή του. Όταν ο αποκλεισμός είναι δύσκολος καθένας έχει το κίνητρο να μη συνεισφέρει στην κοινή προσπάθεια παραγωγής του αγαθού, αλλά να συμπεριφερθεί παραβατικά εις βάρος των προσπαθειών των άλλων, φαινόμενο που όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 1 ονομάζεται φαινόμενο του τζαμπατζή. Έτσι από τη μια το συνολικό κόστος γίνεται απαγορευτικό για ένα άτομο, όταν οι υπόλοιποι δεν συνεισφέρουν, και από την άλλη όταν οι υπόλοιποι συνεισφέρουν τότε το άτομο δεν έχει λόγο να συνεισφέρει και αυτό. Ο βαθμός της διαιρετότητας καθώς και ο βαθμός δυσκολίας της δυνατότητας αποκλεισμού ορίζουν τις τέσσερεις βασικές κατηγορίες αγαθών όπως φαίνεται και στον Πίνακα 2.1. Πίνακας 2.1. Κατηγορίες αγαθών ιαιρετότητα της χρήσης Μικρή Μεγάλη υνατότητα ύσκολη ημόσια αγαθά Πόροι κοινής δεξαμενής αποκλεισμού Εύκολη Αγαθά περιορισμένου κύκλου Ιδιωτικά αγαθά Τα ιδιωτικά αγαθά, όπως είναι τα είδη ένδυσης και διατροφής ή τα αυτοκίνητα διακρίνονται για τη σχετικά εύκολη δυνατότητα αποκλεισμού και μεγάλη διαιρετότητα της Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

200 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής 5 χρήσης καθώς αν ένα ιδιωτικό αγαθό καταναλωθεί από ένα άτομο δεν μπορεί να καταναλωθεί από άλλο. Ακριβώς το αντίθετο συμβαίνει όσον αφορά τα χαρακτηριστικά αυτά στα δημόσια αγαθά στα οποία περιλαμβάνονται ο καθαρός αέρας, η αντιπλημμυρική ή αντιπυρική προστασία, η πρόγνωση του καιρού, η γνώση γενικότερα. Τα αγαθά αυτά είναι πλήρως αδιαίρετα καθώς η χρήση τους από ένα άτομο δεν μειώνει την δυνατότητα χρήσης τους από άλλα άτομα και επίσης κανείς δε μπορεί να εξαιρεθεί από τη χρήση τους. Η αδιαιρετότητα ενός αγαθού δεν σημαίνει πάντα πως είναι διαθέσιμο για ευρύ αριθμό χρηστών καθώς σε ορισμένες περιπτώσεις είναι σχετικά εύκολη η δυνατότητα αποκλεισμού και αυτά διαιρούνται μεταξύ μικρού συνόλου ατόμων όπως συμβαίνει για παράδειγμα με τη συνδρομητική τηλεόραση ή με κλειδωμένα λογισμικά προγράμματα για ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Τα αγαθά αυτά ονομάζονται αγαθά περιορισμένου κύκλου (club goods ή toll goods κατά την αγγλόφωνη βιβλιογραφία). Οι πόροι κοινής δεξαμενής, τέλος, στους οποίους συμπεριλαμβάνονται μεταξύ άλλων τα επιφανειακά συστήματα άρδευσης, οι υπόγειοι υδροφορείς, τα δάση και τα αλίπεδα μοιάζουν με τα δημόσια αγαθά στο γεγονός ότι είναι δύσκολο να εξαιρεθούν χρήστες από την χρήση τους και με τα ιδιωτικά αγαθά στο γεγονός ότι το επίπεδο χρήσης ενός ατόμου επηρεάζει το επίπεδο χρήσης των άλλων (Ostrom, Gardner και Walker, 1994), (Ostrom, 1999). 2.2 Ιδιοκτησιακά καθεστώτα πόρων κοινής δεξαμενής Οι πόροι κοινής δεξαμενής μπορεί να ανήκουν σε μια κρατική, περιφερειακή ή τοπική αρχή, σε ιδιώτες ή σε συλλογικές οντότητες απαρτιζόμενες από ιδιώτες ή μπορεί να μην ανήκουν σε κανένα. Ο Hardin (1968), όπως θα αναφερθεί αναλυτικότερα στο επόμενο κεφάλαιο, ισχυριζόταν πως αφού ένας πόρος κοινής δεξαμενής δεν ανήκει σε κανένα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί από οποιονδήποτε με αποτέλεσμα να εμφανίζεται η αποκαλούμενη από τον Hardin τραγωδία των κοινών (πόρων). Αυτό συμβαίνει διότι καθένας τείνει να αυξήσει την εκμετάλλευση του πόρου με στόχο την αύξηση του ατομικού του οφέλους που οδηγεί τελικά στην υπερεκμετάλλευση και εξάντληση του πόρου. Εξάλλου δεν υπάρχει κανένα κίνητρο για ορθολογικοποίηση της χρήσης ή για επένδυση προς βελτίωση του πόρου. Το επιχείρημα της τραγωδίας των κοινών επικράτησε στην επιστημονική σκέψη για αρκετά χρόνια. Σε ορισμένες περιπτώσεις δικαιολόγησε την αλλαγή στο ιδιοκτησιακό καθεστώς πολλών φυσικών πόρων με αποτέλεσμα την ιδιωτικοποίηση ή κρατικοποίηση τους, ενώ σε άλλες τη λήψη μέτρων με στόχο την αποτροπή της νομοτελειακά επερχόμενης, σύμφωνα με τον ισχυρισμό, εξάντλησης του πόρου (White, 1992), (Ostrom, 2009). Στις αρχές της δεκαετίας του '80 διαφάνηκε πως υπήρχε μια ασάφεια στον ισχυρισμό της τραγωδίας των κοινών. Αυτή οφειλόταν στην λανθασμένη υπόθεση πως στο σύνολο των περιπτώσεων που δεν υπάρχουν σαφή ιδιοκτησιακά δικαιώματα δεν λειτουργούν Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

201 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής 6 κανόνες και το κάθε άτομο ασκεί το δικαίωμα χρήσης ανεξάρτητα από άλλους οπότε ο φυσικός πόρος λειτουργεί υπό καθεστώς ελεύθερης πρόσβασης. εν λάμβανε υπόψη πως είναι δυνατόν ένας πόρος κοινής δεξαμενής να είναι υπό κοινή ιδιοκτησία όταν τον διαχειρίζεται συγκεκριμένη ομάδα χρηστών με βάση κανόνες που ορίζουν ποιός θα χρησιμοποιήσει τι και υπό ποιούς όρους (Bromley, 1986), (Κουμπάρου, 2002). Ο Swallow (1990) συνόψισε τις διαφορές μεταξύ κοινοτικής ιδιοκτησίας και ελεύθερης πρόσβασης. Σε καθεστώς κοινοτικής ιδιοκτησίας δεν υπάρχουν αποκλειστικά δικαιώματα χρήσης του πόρου και τα μέλη της κοινότητας χρηστών έχουν βάσιμες προσδοκίες για χρήση του πόρου και μελλοντικά. Επίσης υπάρχουν καθορισμένες από την κοινότητα σαφείς προϋποθέσεις για το ποιος έχει δικαίωμα χρήσης του πόρου και κατευθυντήριες γραμμές για τη χρήση του πόρου. Τέλος υπάρχει η δυνατότητα θέσπισης μηχανισμών επιβολής τιμωριών για παραβατικές συμπεριφορές. Αντίθετα στις περιπτώσεις ελεύθερης πρόσβασης δεν υπάρχει κάποιος κοινωνικός φορέας που να ορίζει και να επιβάλλει τα δικαιώματα χρήσης του πόρου ενώ κάθε χρήστης του πόρου αγνοεί τις συνέπειες των ενεργειών του στους άλλους χρήστες. Η δημιουργία πόρων ελεύθερης πρόσβασης από εξωτερικές πολιτικές (όπως στις περιπτώσεις της αποικιοκρατίας ή πιο πρόσφατα της παγκοσμιοποίησης) αφαιρεί από τις κοινότητες την οποιοδήποτε δυνατότητα ελέγχου της χρήσης. Η κοινοτική διαχείριση των πόρων κοινής δεξαμενής και ειδικότερα των συστημάτων άρδευσης είναι αυτή στην οποία εστιάζει η παρούσα διατριβή με αφορμή την καταγραφή πολλών περιπτώσεων διαχείρισης πόρων που στηρίζονται στην αυτοοργάνωση των τοπικών κοινωνιών. Οι κοινωνίες αυτές φαίνεται πως έχουν συμφωνήσει στον τρόπο χρήσης και το επίπεδο άντλησης του πόρου, ενώ έχουν υιοθετήσει και αναπτύξει μηχανισμούς επιβολής ποινών για τις περιπτώσεις που κάποιος υπερβαίνει τα συμφωνημένα όρια άντλησης του πόρου (Hackett, Schlager και Walker, 1994). Τα ιδιοκτησιακά δικαιώματα ενός πόρου κοινής δεξαμενής μπορούν να θεωρηθούν ως μία δέσμη πέντε δικαιωμάτων. Τα άτομα ή οι φορείς που χρησιμοποιούν έναν πόρο μπορούν να έχουν κάποια ή όλα από τα παρακάτω δικαιώματα: (1) ικαίωμα πρόσβασης, δηλαδή το δικαίωμα εισόδου σε έναν καθορισμένο χώρο. (2) ικαίωμα άντλησης δηλαδή το δικαίωμα συγκομιδής συγκεκριμένων αγαθών από έναν πόρο. (3) ικαίωμα διοίκησης που επιτρέπει την αλλαγή του πόρου με έργα βελτίωσης και τη ρύθμιση εσωτερικών κανόνων χρήσης. (4) ικαίωμα αποκλεισμού που δίνει το δικαίωμα απόφασης για το ποιοι έχουν δικαιώματα πρόσβασης, άντλησης και διαχείρισης. (5) ικαίωμα μεταβίβασης κυριότητας που επιτρέπει την πώληση ή μεταφορά των προαναφερθέντων δικαιωμάτων (Schlager και Ostrom, 1992). Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

202 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής Προβλήματα πόρων κοινής δεξαμενής Τα προβλήματα που προκύπτουν στη διαχείριση ενός πόρου κοινής δεξαμενής μπορούν να διακριθούν σε προβλήματα οικειοποίησης και προβλήματα παροχής. Όταν οι χρήστες αντιμετωπίζουν προβλήματα οικειοποίησης αυτά αφορούν τις μεθόδους κατανομής των αφαιρέσιμων μονάδων του πόρου μεταξύ των χρηστών και τα κέρδη που αποφέρουν αυτές στον κάθε χρήστη. Τα προβλήματα παροχής σχετίζονται με την κατασκευή, τη συντήρηση ή την επισκευή ενός συστήματος πόρου αλλά και την αποφυγή της εξάντλησης του. Τα προβλήματα οικειοποίησης, δηλαδή, αφορούν την κατανομή της ροής, ενώ τα προβλήματα παροχής αφορούν το απόθεμα Προβλήματα οικειοποίησης Το βασικό πρόβλημα οικειοποίησης παρουσιάζεται όταν οι χρήστες ενός πόρου είναι περισσότεροι από όσους μπορεί να συντηρήσει ο πόρος, όταν αντλούνται μονάδες πόρου μεγαλύτερες από ένα όριο ή γίνονται υπερβολικές επενδύσεις σε εξοπλισμό άντλησης των μονάδων του πόρου. Ουσιαστικά προέρχονται από την επίδραση που έχει η άντληση μίας ποσότητας πόρου από ένα χρήστη στους άλλους χρήστες. Μιλώντας με όρους μικροοικονομικής θεωρίας είναι τα προβλήματα που προέρχονται από τις εξωτερικότητες που παράγονται όποτε οι χρήστες αντλούν μονάδες ενός πόρου. Η αύξηση της άντλησης από έναν χρήστη μειώνει το μέσο κέρδος που αποκομίζουν οι υπόλοιποι χρήστες σε σχέση με τα έξοδα που έχουν κάνει για άντληση. Ένα δεύτερο είδος προβλημάτων οικειοποίησης προέρχεται από την ετερογενή και αβέβαιη, τοπικά και χρονικά, κατανομή των μονάδων του πόρου. Αυτή οδηγεί στην ανάγκη δημιουργίας δίκαιων κανόνων εκχώρησης της τοπικής και χρονικής πρόσβασης στον πόρο ανάλογα με τα ειδικά χαρακτηριστικά του πόρου αλλά και των χρηστών του. Όταν οι χρήστες θεωρούν ότι η εκχώρηση πρόσβασης είναι άδικη, ασύμφορη και αβέβαιη, ή ότι εφαρμόζεται με λανθασμένο τρόπο, αυτό μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την προθυμία τους να επενδύσουν σε δραστηριότητες παροχής ή ακόμα και να οδηγήσει σε έντονες διαμάχες (Ostrom, 1999). Ένα τρίτο πρόβλημα οικειοποίησης έχει να κάνει με τους τεχνολογικούς εξωγενείς παράγοντες. Το πρόβλημα αναφέρεται στις περιπτώσεις όπου η χρήση μιας συγκεκριμένης τεχνολογίας από κάποιους μπορεί να οδηγήσει στην αύξηση του κόστους κάποιων που χρησιμοποιούν άλλες τεχνολογίες (Gardner, Ostrom και Walker, 1990) Προβλήματα παροχής Τα προβλήματα παροχής μπορεί να παρουσιαστούν από την πλευρά της ζήτησης ή από την πλευρά της προμήθειας ή και από τις δύο πλευρές. Το πρόβλημα της παροχής από την Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

203 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής 8 πλευρά της προμήθειας που παρατηρείται σε ένα πόρο κοινής δεξαμενής σχετίζεται με την κατασκευή και τη συντήρηση του ίδιου του πόρου. Τα προβλήματα συντήρησης αφορούν τον καθορισμό του είδους και του επιπέδου της τακτικής συντήρησης αλλά και την πρόβλεψη για επισκευή σε καταστάσεις επείγουσας ανάγκης που θα διατηρήσουν την αποδοτικότητα του πόρου στο χρόνο. εδομένου ότι μια επένδυση συντήρησης επηρεάζει μακροπρόθεσμα την αποδοτικότητα του πόρου, οι αποφάσεις για αυτές τις δραστηριότητες είναι δύσκολο να ληφθούν, ακόμα και όταν τις παίρνει ένας ιδιώτης από μόνος του. Οι δυσκολίες για την οργάνωση και τη συντήρηση ενός συστήματος αυξάνουν όταν αναφερόμαστε σε πολλούς χρήστες καθώς υπάρχει το κίνητρο της παραβατικής συμπεριφοράς. Τα προβλήματα παροχής από την πλευρά της ζήτησης αφορούν τον τρόπο με τον οποίο η άντληση επηρεάζει την παραγωγική ικανότητα του πόρου (Gardner, Ostrom και Walker, 1990), (Ostrom, 1999). Για παράδειγμα η αύξηση της αλιείας σε ένα αλίπεδο μπορεί να μειώσει το απόθεμα ψαριών σε τέτοιο βαθμό που να μειωθεί η αναπαραγωγική δυνατότητα των ψαριών στο αλίπεδο (Clark, 1980). Το πόσο τα ζητήματα παροχής από την πλευρά της ζήτησης επηρεάζουν τους χρήστες ενός πόρου εξαρτάται και από το πόσο αυτοί προσδοκούν μελλοντικά οφέλη από τον πόρο αυτό. 2.4 Οι υδατικοί πόροι των συστημάτων άρδευσης ως πόροι κοινής δεξαμενής Το νερό των συστημάτων άρδευσης είναι πόρος κοινής δεξαμενής καθώς διακρίνεται και για τα δύο χαρακτηριστικά του που φαίνονται στον Πινάκα 2.1. Καταρχήν είναι δύσκολος ο αποκλεισμός χρηστών είτε λόγω της έκτασης των συστημάτων άρδευσης είτε λόγω της κατοχυρωμένης δικαιοδοσίας χρήσης του νερού σε όσους έχουν καλλιεργούμενες εκτάσεις. Επίσης είναι πλήρως διαιρετό καθώς η κατανάλωση μιας ποσότητας από ένα χρήστη δεν την κάνει εκμεταλλεύσιμη από κανένα άλλο. Οι χρήστες των συστημάτων άρδευσης αντιμετωπίζουν τόσο προβλήματα οικειοποίησης όσο και προβλήματα παροχής. Καθώς στα πλαίσια της παρούσας διατριβής αποπειράται η μελέτη της δυνατότητας διαχείρισης σε κοινοτικό επίπεδο τόσο του νερού των επιφανειακών αρδευτικών συστημάτων όσο και αυτό των υπόγειων υδροφορέων κρίθηκε σκόπιμο στο σημείο αυτό να υπογραμμιστούν οι εγγενείς τους διαφορές καθώς τα επιφανειακά συστήματα άρδευσης είναι πόροι κοινής δεξαμενής κατασκευασμένοι από τους ανθρώπους ενώ οι υπόγειοι υδροφορείς είναι πόροι κοινής δεξαμενής που δημιουργούνται από τη φύση. Επίσης χρήσιμο κρίθηκε να καταγραφούν οι διαφορές των προβλημάτων παροχής και οικειοποίησης με τα οποία έρχονται αντιμέτωποι οι χρήστες τους. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

204 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής Επιφανειακά συστήματα άρδευσης Όσον αφορά τα επιφανειακά συστήματα άρδευσης οι χρήστες τους, τις περισσότερες φορές, έρχονται εξαρχής αντιμέτωποι με προβλήματα παροχής καθώς απαιτούνται πόροι (προσωπική εργασία ή χρήματα) για την κατασκευή ή τη συντήρηση έργων ανάσχεσης και διοχέτευσης του νερού (όπως για παράδειγμα φράγματα ή κανάλια). Ένας αγρότης δεν μπορεί από μόνος του να καλύψει τα έξοδα κατασκευής ενός επιφανειακού αρδευτικού συστήματος και απαιτείται η κοινή δράση περισσότερων ατόμων προκειμένου να πραγματοποιηθεί η οργάνωση, η έρευνα, ο σχεδιασμός και η κατασκευή του αρδευτικού συστήματος (Schlager, 2007). Επειδή αρκετές φορές εμφανίζονται δυσκολίες στον αποκλεισμό ενός χρήστη από το να επωφεληθεί ενός λειτουργικού συστήματος, κάθε χρήστης έχει κίνητρο να αποφύγει να επενδύσει στην κατασκευή και συντήρηση αρδευτικών εγκαταστάσεων (Ostrom, Gardner και Walker, 1994). Τα προβλήματα οικειοποίησης εμφανίζονται όταν η ποσότητα του νερού δεν είναι αρκετή για να ικανοποιήσει τις ανάγκες όλων των καλλιεργητών. Το νερό πρέπει να κατανέμεται με τρόπο όσο το δυνατόν πιο λειτουργικό και αποτελεσματικό. Ανεξάρτητα από τον τρόπο κατανομής (με βάση τον αριθμό των μερισμάτων, την έκταση της καλλιεργούμενης γης ή με άλλα κριτήρια) η ανάγκη για την επιβολή κανόνων θα έχει ως συνέπεια κάποιοι αγρότες να μη λαμβάνουν την ποσότητα νερού που επιθυμούν. Πιθανή μείωση του διαθέσιμου νερού, αυξάνει και τα κίνητρα των χρηστών για παραβίαση των κανόνων κατανομής είτε αυτοί έχουν θεσπιστεί από κάποια αρχή είτε από τους ίδιους τους αγρότες. Επίσης προβλήματα οικειοποίησης πολύ συχνά προκύπτουν από την ανομοιογενή κατανομή του νερού που παρατηρείται όταν οι αγρότες που βρίσκονται στην κεφαλή του συστήματος άρδευσης εκμεταλλεύονται την πλεονεκτική τους θέση και αντλούν περισσότερο νερό από τους αγρότες που βρίσκονται προς το τέλος του. Λόγω των φυσικών χαρακτηριστικών των επιφανειακών συστημάτων άρδευσης οι χρήστες τους μπορούν παράλληλα με τις καθημερινές τους εργασίες να έχουν άμεση εποπτεία της ποσότητας νερού που υπάρχει αλλά και της κατάστασης των αρδευτικών έργων. Αυτό τους βοηθάει να ορίζουν τι απαιτείται, τι επιτρέπεται και τι απαγορεύεται δημιουργώντας λειτουργικούς κανόνες που καθορίζουν το πλαίσιο της συνεργασίας και της καθημερινής χρήσης στο σύστημα. Η επιτήρηση της εφαρμογής των κανόνων αυτών αλλά και της αποτελεσματικότητας τους είναι, λόγω της φύσης του συγκεκριμένου πόρου κοινής δεξαμενής, επίσης εύκολη. Υπάρχουν τρεις κατηγορίες λειτουργικών κανόνων που χρησιμοποιούνται για την επίλυση προβλημάτων κοινής δράσης στον τομέα της επιφανειακής άρδευσης. Καταρχήν υπάρχουν οι κανόνες ορίων που ορίζουν τις απαιτήσεις που πρέπει να πληροί ένας χρήστης προκειμένου να χρησιμοποιήσει νερό από ένα σύστημα άρδευσης. Οι απαιτήσεις που συνήθως συναντώνται είναι είτε η κατοχή γης εντός Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

205 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής 10 μιας ορισμένης περιοχής είτε η κατοχή μερισμάτων νερού είτε η συμμετοχή του αρδευόμενου σε μια οργάνωση ή τέλος η καταβολή συγκεκριμένης αμοιβής κάθε φορά πριν τη χρήση του νερού. Μία δεύτερη κατηγορία κανόνων είναι της κατανομής του νερού με την οποία προκαθορίζεται είτε το ποσοστό νερού για άρδευση είτε η χρονική διάρκεια άρδευσης είτε τέλος η σειρά άρδευσης. Τέλος υπάρχουν οι κανόνες καθορισμού των εισφορών που ορίζουν τους τύπους και τα ποσά των απαιτούμενων εισφορών (σε προσωπική εργασία ή χρήματα) από κάθε χρήστη (Ostrom, Gardner και Walker, 1994) Αρδευτικά συστήματα υπόγειων υδροφορέων Μια σημαντική διαφορά των συστημάτων άρδευσης υπόγειων υδροφορέων σε σχέση με τα επιφανειακά συστήματα άρδευσης είναι το σχετικά μικρό κατασκευαστικό τους κόστος. Έτσι, τις περισσότερες φορές, ακόμα και αγρότες με μικρά σχετικά εισοδήματα μπορούν στο χώρο του αγροκτήματος τους να κατασκευάσουν μια γεώτρηση και να έχουν πρόσβαση στο νερό του υπόγειου υδροφορέα αποφεύγοντας την οργάνωση, την κατασκευή και τη διαχείριση αρδευτικών συστημάτων. Λόγω της φυσικής αποθεματοποίησης του νερού που προσφέρουν οι υπόγειοι υδροφορείς εξομαλύνονται οι χρονικές και χωρικές ανομοιογένειες (Λατινόπουλος, 2003). Έτσι οι χρήστες ενός υπόγειου υδροφορέα μπορούν να λαμβάνουν νερό με πιο αξιόπιστο και έγκαιρο τρόπο και σε επαρκή βαθμό. Από την άλλη λόγω της φύσης των υπόγειων υδροφορέων οι χρήστες τους λειτουργούν σε ένα περιβάλλον ελλιπούς πληροφόρησης που δυσκολεύει τις κοινότητες των αγροτών να δημιουργήσουν κανόνες λειτουργίας ώστε να διαχειριστούν μόνοι τους τον πόρο (Rose, 2002). Καταρχήν οι αγρότες μην έχοντας οπτική επαφή με τον πόρο δεν μπορούν να γνωρίζουν την κατάσταση στην οποία βρίσκεται αυτός. Επίσης δεν μπορούν να γνωρίζουν ακριβώς τον αριθμό των αγροτών που αντλούν νερό από τον υδροφορέα, την αποδοτικότητα των γεωτρήσεων που κατέχουν οι υπόλοιποι αγρότες ή την ποσότητα νερού που αντλείται. Επίσης είναι δύσκολο να κατανοήσουν την επίδραση που έχει η άντληση ενός αγρότη στη συνολική απόδοση του υδροφορέα αλλά και να κατανοήσουν το γενικότερο τρόπο λειτουργίας τους. Οι χρήστες του νερού των υπόγειων υδροφορέων έρχονται συνήθως αντιμέτωποι με τα προβλήματα παροχής και οικειοποίησης αρκετό καιρό μετά από την κατασκευή των έργων άντλησης και αφού έχουν ωφεληθεί αρκετά αντλώντας τις επιθυμητές ποσότητες νερού. Η δυνατότητα που παρέχουν οι υπόγειοι υδροφορείς στους χρήστες τους να μπορούν να αντλήσουν όσο νερό θέλουν όποτε και αν το επιθυμούν οδηγούν σε αλόγιστη χρήση και αποσπασματική διαχείριση τους. Έτσι σε πολλούς υδροφορείς η στάθμη του υπόγειου νερού πέφτει κατά πολλά μέτρα αυξάνοντας το λειτουργικό κόστος των γεωτρήσεων. Οι υπεραντλήσεις σε παράκτιους υδροφορείς μπορούν να προκαλέσουν υφαλμύρωση των Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

206 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής 11 υδροφορέων αυτών λόγω της μεγάλης διείσδυσης θαλάσσιου νερού. Το υφάλμυρο νερό των υπόγειων υδροφορέων δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αρδευτική χρήση (Τολίκας, 2006). Εισάγεται έτσι στα προβλήματα παροχής του υπόγειου υδροφορέα και το ζήτημα της ποιότητας του νερού. Υποβάθμιση της ποιότητας του υπόγειου νερού δημιουργείται και με τη μόλυνση των υπόγειων υδροφορέων από τη διάθεση αστικών και βιομηχανικών αποβλήτων σε υδροφορείς ή τη διήθηση διασταλαζόντων υγρών από υγρότοπους (Τσελεπίδου, 2008). Οι κάτοχοι των γεωτρήσεων τοποθετημένων σε έναν υπόγειο υδροφορέα μπορεί να καθυστερήσουν αρκετά να εντοπίσουν το πρόβλημα της πτώσης της στάθμης του υπόγειου υδροφορέα. Αυτό συμβαίνει διότι ο προσδιορισμός τέτοιων προβλημάτων απαιτεί χρονοβόρες και μεγάλου κόστους υδρογεωλογικές μελέτες. Η διαπίστωση της ρύπανσης, επίσης, δεν είναι εύκολη με αποτέλεσμα η αντιμετώπιση της να γίνεται πολλές φορές καθυστερημένα (Λατινόπουλος, 1986). Η αντιμετώπιση των προβλημάτων παροχής είναι δύσκολη, καθώς αν απαιτείται οι αγρότες να μειώσουν την ποσότητα νερού που αντλούν είναι δύσκολο να πειστούν να το κάνουν. Επίσης δεν υπάρχει η δυνατότητα άμεσης παρατήρησης των αποτελεσμάτων των προσπαθειών επίλυσης των προβλημάτων (π.χ. απορρύπανση ή επαναφόρτιση, περιορισμός αντλήσεων). Ένας ακόμα σημαντικός λόγος για τον οποίο εμφανίζονται δυσκολίες στην αντιμετώπιση προβλημάτων παροχής στους υπόγειους υδροφορείς είναι πως εμφανίζονται σε όλο το εύρος του υδροφορέα με αποτέλεσμα να απαιτείται ο συντονισμός μεγάλου αριθμού αγροτών για την επίλυση τους. Αντίθετα τα προβλήματα οικειοποίησης εμφανίζονται τοπικά, σε μικρότερο γεωγραφικό εύρος διευκολύνοντας τις προσπάθειες επίλυσης τους. Τα προβλήματα οικειοποίησης μπορεί να προέρχονται από τη μειωμένη απόδοση γεωτρήσεων λόγω της εγκατάστασης τους κοντά σε άλλες γεωτρήσεις. Επίσης γεωτρήσεις ανώτερης τεχνολογίας ενδέχεται να μειώσουν την απόδοση των γειτονικών τους γεωτρήσεων. Πολλοί μελετητές θεωρούν πως στα επιφανειακά αρδευτικά συστήματα εμφανίζονται προϋποθέσεις ώστε οι κοινότητες να μπορούν να αναλάβουν από μόνες τη βιώσιμη διαχείριση τους, ενώ αυτό δε συμβαίνει στους υπόγειους υδροφορείς. Θεωρούν πως για να μπορέσουν να αντιμετωπιστούν τα προβλήματα που εμφανίζονται πρέπει να υπάρξει συνδυασμένη δράση των τοπικών κοινοτήτων με τους κρατικούς φορείς. Από την άλλη ανακύπτουν πολλά ερωτηματικά γύρω από την ικανότητα και θέληση των κρατικών φορέων να μπορέσουν να συνδράμουν σε αυτή την κατεύθυνση Κρατική και κοινοτική διαχείριση αρδευτικών συστημάτων Προκειμένου να συγκρίνουν την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης αρδευτικών συστημάτων από τις ίδιες τις κοινότητες και από κρατικούς φορείς ο Tang μελέτησε 47 αρδευτικά συστήματα από όλο τον κόσμο (1992) και ο Lam πάνω από 100 από το Νεπάλ Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

207 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής 12 (1996). Η εκτίμηση της διαχείρισης των αρδευτικών συστημάτων έγινε με κριτήρια το βαθμό επάρκειας της παροχής του νερού, το βαθμό συντήρησης των συστημάτων και το βαθμό τήρησης των λειτουργικών κανόνων από τους χρήστες. Από τις μελέτες τους προέκυψε πως όταν οι τοπικές κοινότητες αποφασίζουν και δρουν συλλογικά για τον τρόπο διαχείρισης των αρδευτικών συστημάτων είναι πιο πιθανό να χρησιμοποιήσουν τη γνώση που έχουν πάνω σε τοπικές συνθήκες (π.χ. ο τύπος του χώματος, η τοπογραφία του εδάφους, το είδος της καλλιέργειας και η διαθέσιμη ποσότητα νερού) για τη διαμόρφωση και επιβολή λειτουργικών κανόνων. Επίσης, η άμεση πρόσβαση που έχουν στις περιοχές τους επιτρέπει να δρουν γρήγορα στην επίλυση των προβλημάτων σε αντίθεση με τις περιπτώσεις όπου η διαχείριση γίνεται από γραφειοκρατικές υπηρεσίες στις οποίες οι υπεύθυνοι είναι μακριά από την αρδευόμενη περιοχή και γνωρίζουν λίγα για τις τοπικές συνθήκες. Οι χρήστες είναι πιο πιθανό να έχουν καλύτερη αντίληψη των κανόνων που έχουν θεσπιστεί από τους ίδιους παρά από κεντρικές υπηρεσίες. Σημαντικό ρόλο σε αυτό παίζει το γεγονός πως οι κανόνες που έχουν αναπτυχθεί σε τοπικό επίπεδο έχουν προκύψει από εκτεταμένες δοκιμές και αλλαγές με βάση τα λάθη που παρατηρήθηκαν. Έτσι προέκυψαν κανόνες που καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα περιπτώσεων αλλά και διαθέτουν την απαραίτητη ευελιξία για την αντιμετώπιση προβλημάτων που μπορεί να προκύψουν. Επίσης, τα μέλη μιας κοινότητας που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους για μεγάλο χρονικό διάστημα, αναπτύσσουν πολυεπίπεδα κοινωνικά δίκτυα και αμοιβαίες σχέσεις. Η γνώση από αυτά τα δίκτυα και τις σχέσεις μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τα μέλη της κοινότητας προκειμένου να αναπτύξουν και να επιβάλλουν αποτελεσματικούς θεσμικούς κανόνες. Όπως υποστηρίζει ο Tang σε αρδευτικά συστήματα μεγάλης κλίμακας που διοικούνται αποκλειστικά από κρατικές ή περιφερειακές αρχές είναι σχεδόν απίθανο να αντιμετωπιστούν τα προβλήματα κατανομής νερού και συντήρησης. Αν και δεν υποστηρίζει πως η κοινοτική διαχείριση μπορεί σε όλες τις περιπτώσεις να δράσει αποτελεσματικά εντούτοις αποδεικνύει πως οι τοπικές κοινότητες των αρδευομένων είναι πιο πιθανό να λειτουργήσουν σχετικά αποτελεσματικά όταν μπορούν να εξασφαλίσουν επιπρόσθετα οφέλη για τους αρδευόμενους και όταν είναι σχετικά ελεύθερες να αναπτύξουν τους κανόνες και τις διαδικασίες που επηρεάζουν άμεσα το βιοτικό τους επίπεδο. Στην εμπειρική ανάλυση που πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της παρούσας έρευνας και που θα παρουσιαστεί στα πλαίσια του 4 ου Κεφαλαίου διαφάνηκε η δυσπιστία των κατοίκων των χωριών της Ευρυτανίας, όπου έγινε η επιτόπια έρευνα, για την αποτελεσματική διαχείριση του δικτύου από μία κεντρική κρατική αρχή. Η Schlager (2007) αναρωτιέται Αφού οι κυβερνήσεις εμφανίζουν τόσο φτωχές αποδόσεις στην απευθείας κατασκευή και διαχείριση επιφανειακών συστημάτων άρδευσης και γεωτρήσεων τι ρόλο θα μπορούσαν να αναλάβουν; Το ερώτημα αποκτάει μεγαλύτερο Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

208 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Πόροι κοινής δεξαμενής 13 βάρος όταν αναφέρεται στα αρδευτικά συστήματα υπόγειων υδροφορέων όπου εμφανίζονται, όπως αναφέρθηκε, εγγενή εμπόδια στις προοπτικές κοινοτικής διαχείρισης τους. Η Schlager απαντώντας στο ερώτημα που η ίδια έθεσε υποστηρίζει ότι ο ρόλος των κυβερνήσεων θα πρέπει να περιοριστεί στο να παρέχει στους χρήστες αρδευτικών συστημάτων πρόσβαση σε μηχανισμούς επίλυσης διαφορών και να αναγνωρίζει τη νομιμότητα των λειτουργικών κανόνων που οι χρήστες δημιουργούν ανακαλώντας αν χρειαστεί νόμους που τους χρήστες από την προσπάθεια να διευθετήσουν μόνοι τους τα προβλήματα του πόρου. Ο Moench (2004) προσθέτει πως ένας κρίσιμος ρόλος που θα μπορούσαν να διαδραματίσουν οι κυβερνήσεις για την επίλυση των προβλημάτων παροχής που αντιμετωπίζουν οι αγρότες που αντλούν νερό από υπόγειο υδροφορέα θα ήταν η παροχή κατάλληλων και αξιόπιστων πληροφοριών για την κατάσταση του υδροφορέα. Από την άλλη η αναζήτηση ενός διακριτικού και επικουρικού ρόλου των κυβερνήσεων στην διαχείριση αρδευτικών συστημάτων ίσως να είναι άνευ σημασίας αν αποδεχτεί κανείς τα πειστικά επιχειρήματα του Young (2002) ο οποίος ισχυρίζεται πως οι τοπικές κοινότητες συχνά έχουν ανταγωνιστικά και αντικρουόμενα συμφέροντα με τις περιφερειακές και εθνικές τους κυβερνήσεις για το πως θα γίνει η διαχείριση και αξιοποίηση ενός πόρου κοινής δεξαμενής. Έτσι ενώ οι χρήστες ενός πόρου τον αντιμετωπίζουν ως θεμέλιο της επιβίωσης τους παρατηρείται συχνά το φαινόμενο οι εθνικές κυβερνήσεις να τους ενθαρρύνουν να αυξήσουν την παραγωγή τους χωρίς καμία πρόβλεψη για την κατάσταση του πόρου όπως συνέβαινε για χρόνια με τους αγρότες του θεσσαλικού κάμπου ή ακόμα χειρότερα να παραχωρούν το δικαίωμα εκμετάλλευσης πόρων σε πολυεθνικές εταιρείες, φαινόμενο που απαντάται συχνά κυρίως σε χώρες της Λατινικής Αμερικής. Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής αποπειράθηκε με εμπειρική ανάλυση που θα παρουσιαστεί στο Κεφάλαιο 4 να σκιαγραφηθούν οι συνθήκες που καταστούν πιο εύκολη την αυτοοργανωμένη διαχείριση των επιφανειακών υδατικών πόρων σε σχέση με τους υπόγειους υδροφορείς. ιερευνάται ο τρόπος που κοινότητες της Ευρυτανίας πέτυχαν κυρίως στο παρελθόν να θεσπίσουν αξιόλογους θεσμούς, προσαρμοσμένους στο φυσικό και κοινωνικό περιβάλλον, δίνοντας κίνητρα στους χρήστες αρδευτικών συστημάτων για την τήρηση των κανόνων κατανομής του νερού και για την συνεισφορά στην κατασκευή και συντήρηση έργων υποδομής. Στα πλαίσια των Κεφαλαίων 5 και 6 με τη χρησιμοποίηση οικονομικών πειραμάτων και μοντέλων βασισμένων σε πράκτορες αποπειράται η διερεύνηση συνθηκών υπό τις οποίες θα μπορούσε να διευκολυνθεί η κοινοτική διαχείριση και των υπόγειων υδροφορέων. Η διερεύνηση των δυνατοτήτων κοινοτικής διαχείρισης στα επιφανειακά συστήματα άρδευσης όσο και στους υπόγειους υδροφορείς βασίστηκε στο ίδιο θεωρητικό υπόβαθρο. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

209 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Θεωρητικό υπόβαθρο Μία έρευνα για την κοινοτική διαχείριση των υδατικών πόρων σε συστήματα άρδευσης ή γενικότερα ενός πόρου κοινής δεξαμενής θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ελλιπής ή αποσπασματική αν οι κατευθύνσεις της δεν καθοριζόταν από την υπάρχουσα θεωρία και αν τα αποτελέσματα της δεν αναφέρονταν σε αυτήν. Χρήσιμο λοιπόν κρίνεται στο κεφάλαιο αυτό να γίνει παράθεση του υπάρχοντος θεωρητικού υπόβαθρου πάνω στο οποίο βασίστηκε η παρούσα διατριβή. Θα πρέπει να υπογραμμιστεί πώς το θεωρητικό υπόβαθρο, λόγω της σχετικά πρόσφατης ανάπτυξης του αντικειμένου, είναι συνεχώς εξελισσόμενο και πολυεπίπεδο. Η ανάπτυξη του προχωράει σε τουλάχιστον τρία επίπεδα (Ostrom, Gardner και Walker, 1994), (Koontz, 2003). Τα τρία αυτά επίπεδα είναι τα θεωρητικά μοντέλα, οι θεωρίες και τα θεωρητικά πλαίσια. 3.1 Θεωρητικά μοντέλα Τα μοντέλα βρίσκονται στο πιο εξειδικευμένο επίπεδο θεωρητικής προσέγγισης. Θεωρώντας κάποιες παραμέτρους και μεταβλητές σταθερές, λειτουργούν για να ελέγχουν υποθέσεις και να προβλέπουν αποτελέσματα. Η ορθότητα των συμπερασμάτων που μπορούν να εξαχθούν από ένα μοντέλο πόρων κοινής δεξαμενής εξαρτάται από το σωστό καθορισμό των πολλών και πολλές φορές αλληλοσχετιζόμενων μεταβλητών που θα μπορούσαν να επηρεάσουν την συμπεριφορά ενός ατόμου που δρα σε αυτό τον πόρο αλλά και από τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της κοινότητας των χρηστών των πόρων. Στα πλαίσια της παρούσας μελέτης αναπτύχθηκαν μοντέλα προκειμένου να διερευνηθούν οι αλληλεπιδράσεις των χρηστών ενός υπόγειου υδροφορέα και οι συνθήκες υπό τις οποίες θα μπορούσε να προκύψει κοινοτική διαχείριση. Αναλυτικότερα αναπτύχθηκαν μοντέλα βασισμένα σε πράκτορες (agents στην αγγλόφωνη βιβλιογραφία) με τη χρήση γενετικών αλγορίθμων. Επειδή ο τρόπος σχηματισμού των μοντέλων και η ανάλυση των αποτελεσμάτων στηρίχθηκαν σε στοιχεία του θεωρητικού υποβάθρου, που παρατίθενται στη συνέχεια του κεφαλαίου, η παρουσίαση τους θα γίνει στο Κεφάλαιο 6. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

210 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο Θεωρίες Κάθε μοντέλο αναφέρεται και λειτουργεί στα πλαίσια μιας θεωρίας. Οι θεωρίες προσπαθούν να συνδέσουν και να ερμηνεύσουν τα αποτελέσματα από τα θεωρητικά μοντέλα αλλά και από παρατηρήσεις που προκύπτουν από έρευνα πεδίου ή από εργαστηριακή έρευνα. Λειτουργούν ως εργαλεία που παρέχουν τη δυνατότητα να γίνονται παραδοχές, προβλέψεις και μεταβολές στα διάφορα μοντέλα της θεωρίας αλλά και σχηματισμοί καινούργιων. Για τη μελέτη των πόρων κοινής δεξαμενής χρησιμοποιούνται θεωρίες που προσπαθούν να εξηγήσουν και να προβλέψουν την ανθρώπινη συμπεριφορά. Σημαντικότερο εργαλείο είναι η θεωρία παιγνίων, ένα βασικότατο εργαλείο μελέτης που μελετά τις δράσεις ατόμων ή θεσμών σε ανταγωνιστικά περιβάλλοντα, δεχόμενη ότι το τι θα κάνει κάποιος εξαρτάται από τι προσδοκά ότι θα κάνει ο άλλος και αντίστροφα. Χρήσιμο θεωρητικό εργαλείο είναι επίσης η θεωρία της συλλογικής δράσης ή αλλιώς θεωρία δημόσιας επιλογής που μελετά την παροχή δημοσιών αγαθών ή τη διαχείριση ενός πόρου κοινής δεξαμενής μέσω της συνεργασίας δύο ή περισσότερων ατόμων και την επίδραση εξωτερικοτήτων στη συλλογική συμπεριφορά. Κρίνεται σκόπιμο στο σημείο αυτό να παρατεθούν βασικά στοιχεία και προσεγγίσεις των δύο αυτών θεωριών Θεωρία Παιγνίων Η αλματώδης εξέλιξη της θεωρίας παιγνίων την έχει καταστήσει ένα πολύ δυνατό και χρήσιμο εργαλείο για την κατανόηση συμπεριφορών και γεγονότων στους πόρους κοινής δεξαμενής. Η θεωρία παιγνίων είναι ο κλάδος των μαθηματικών που μελετά τη λήψη αποφάσεων σε ανταγωνιστικές περιπτώσεις. Τέτοιες περιπτώσεις εμφανίζονται όταν δύο ή περισσότεροι φορείς λήψης αποφάσεων με διαφορετικούς στόχους ενεργούν στο ίδιο σύστημα ή διεκδικούν τα ίδια οφέλη. Παρέχει μια μαθηματική προσέγγιση για την εύρεση του βέλτιστου τρόπου συμπεριφοράς, η οποία λαμβάνει υπ όψιν τόσο τις πιθανές ενέργειες όσων συμμετέχουν όσο και τους παράγοντες που εξαρτώνται από την τύχη. Όλοι οι συμμετέχοντες στα ανταγωνιστικά αυτά πεδία ονομάζονται οι παίκτες του παιγνίου Βασικά στοιχεία και θεωρήσεις της θεωρίας παιγνίων Τα βασικά στοιχεία για να περιγραφεί πλήρως ένα παίγνιο είναι οι παίκτες, οι κανόνες, η πληροφόρηση, οι αποδόσεις και οι στρατηγικές. Οι παίκτες είναι φορείς συμφερόντων και λήψης αποφάσεων. Ο αριθμός και η φύση των παικτών, πρέπει να είναι συγκεκριμένα. Οι κανόνες ενός παιγνίου καθορίζουν σαφώς τι επιτρέπεται ή τι υποχρεώνεται να κάνει κάθε παίκτης σε κάθε πιθανή περίπτωση. Καθορίζουν επίσης τη λήξη του Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

211 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 16 παιγνίου όπως και άλλα στοιχεία (π.χ. αν επιτρέπεται η επικοινωνία μεταξύ των παικτών κατά τη διάρκεια του παιχνιδιού, καθώς και το αν και πως τιμωρείται κάποιος παίκτης που παραβιάζει τους κανόνες). Για να οριστεί ένα παίγνιο ως προς την πληροφόρηση θα πρέπει να είναι γνωστό τι πληροφορίες έχουν οι παίκτες τη στιγμή που λαμβάνουν τις αποφάσεις τους. Οι αποδόσεις είναι οι τιμές οι οποίες εκφράζουν την ωφέλεια του κάθε παίκτη σε κάθε συνδυασμό αποφάσεων. Οι στρατηγικές είναι πλάνα συμπεριφοράς για όλη τη διάρκεια του παιχνιδιού, που δημιουργούνται από τους παίκτες προκειμένου να μη χρειάζεται να λαμβάνουν αποφάσεις σε κάθε στάδιο του παιχνιδιού. Κάθε στρατηγική πρέπει να είναι πλήρης, να καλύπτει κάθε πιθανή κατάσταση που μπορεί να προκύψει στη διάρκεια του παιχνιδιού και να συνυπολογίζει κάθε πληροφορία που μπορεί να διατεθεί. Υπάρχουν δύο τύποι στρατηγικής που μπορεί να πραγματοποιήσει ένας παίκτης οι καθαρές και οι μικτές στρατηγικές. Οι καθαρές στρατηγικές ορίζουν συγκεκριμένα τις κινήσεις που θα πραγματοποιήσει ένας παίκτης σε κάθε φάση του παιγνίου. Ένας παίκτης εφαρμόζει μικτή στρατηγική όταν αποφασίζει να εισάγει το στοιχείο της τυχαιότητας, προσδίδοντας μία πιθανότητα επιλογής σε κάθε μία εκ των καθαρών στρατηγικών του. Μια καθαρή στρατηγική μπορεί να θεωρηθεί και ως η οριακή κατάσταση μιας μικτής στρατηγικής, όπου η πιθανότητα επιλογής της είναι ίση με 1. Βασική θεώρηση της θεωρίας παιγνίων, όπως και των παραδοσιακών οικονομικών, είναι πως κάθε παίκτης συμπεριφέρεται εγωιστικά λογικά, δηλαδή έχει ως μοναδικό κίνητρο την αύξηση του οφέλους του. Επιπρόσθετα χρησιμοποιεί τέλειους συλλογισμούς και όση υπολογιστική ικανότητα χρειάζεται για τον εντοπισμό της στρατηγικής που θα του αποφέρει το μέγιστο κέρδος. Η θεωρία παιγνίων επίσης θεωρεί πως όλοι οι παίκτες έχουν ίδια πληροφόρηση. Επίσης κάθε παίκτης έχει διαθέσιμες δύο ή περισσότερες επιλογές ή σειρά επιλογών και τέλος κάθε παίκτης έχει πλήρη επίγνωση της κατάστασής του, γνωρίζει δηλαδή τους κανόνες και τις αποδόσεις όλων των παικτών Ταξινόμηση παιγνίων Υπάρχουν πολλά κριτήρια με βάση τα οποία ταξινομούνται τα παίγνια. Μία πρώτη ταξινόμηση γίνεται με βάση τον αριθμό των ατόμων (παικτών) που συμμετέχουν. Έτσι υπάρχουν για παράδειγμα παίγνια 2 ή 3 ατόμων ενώ γίνεται συχνά αναφορά σε παίγνια Ν ατόμων. Ακόμη αν ένα παιχνίδι έχει συγκεκριμένο αριθμό κινήσεων ονομάζεται ορισμένο ενώ αλλιώς ονομάζεται αόριστο. Ανάλογα με το αν τα κέρδη του ενός παίκτη ισοδυναμούν με τις απώλειες του άλλου ή υπάρχει η δυνατότητα παραγωγής αμοιβαίων κερδών ή απωλειών για όλους, τα παίγνια Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

212 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 17 διακρίνονται σε μηδενικού ή μη μηδενικού αθροίσματος. Αν το κέρδος ενός παίκτη είναι ίσο με την απώλεια του άλλου και προέρχεται από αυτόν, οι παίκτες βρίσκονται σε σύγκρουση και οποιαδήποτε συνεργασία είναι ανέφικτη. Τα παίγνια αυτά ονομάζονται παίγνια μηδενικού αθροίσματος αφού το άθροισμα των αμοιβών είναι μηδενικό. Στο παίγνιο μη μηδενικού αθροίσματος όλοι οι παίκτες μπορούν να κερδίσουν ή να χάσουν, κάτι που εξαρτάται από τις ενέργειες του κάθε παίκτη. Ως συμμετρικό ορίζεται ένα παίγνιο στο οποίο οι αποδόσεις για την πραγματοποίηση μιας συγκεκριμένης στρατηγικής από ένα παίκτη εξαρτάται μόνο από τις στρατηγικές των άλλων παικτών και όχι από το ποιός παίκτης επέλεξε την κάθε στρατηγική. Σε αντίθετη περίπτωση αν δηλαδή η επιλογή μιας στρατηγικής από ένα παίκτη απέναντι σε συγκεκριμένες στρατηγικές του προσδίδει διαφορετικές ωφέλειες από ότι σε άλλους το παίγνιο ονομάζεται μη συμμετρικό. Ένα παίγνιο είναι συνεργατικό όταν υπάρχουν οι προϋποθέσεις για να τηρηθούν πιθανές δεσμεύσεις, συμφωνίες, υποσχέσεις ή και απειλές, ενώ στην αντίθετη περίπτωση κατά την οποία δεν υπάρχουν οι συνθήκες που να επιβάλλουν την τήρηση τους, το παίγνιο χαρακτηρίζεται ως μη συνεργατικό. Στο μη συνεργατικό παίγνιο, οι παίκτες δεν επιτρέπεται να ανταλλάσσουν πληροφορίες μεταξύ τους, ενώ στο συνεργατικό έχουν αυτή την δυνατότητα. Ένας ακόμα τρόπος διάκρισης των παιγνίων είναι με βάση το είδος της πληροφόρησης. Έτσι υπάρχουν τα παίγνια τέλειας πληροφόρησης όπου ο κάθε παίκτης γνωρίζει τις πράξεις των άλλων παικτών κατά το παρελθόν ή το παρόν. Τα παίγνια ολοκληρωμένης πληροφόρησης αναφέρονται στις περιπτώσεις όπου οι παίκτες έχουν στη διάθεση τους πληροφορίες σχετικά με τις αποδόσεις, τις διαθέσιμες επιλογές και τις πεποιθήσεις των άλλων παικτών. Αν ένα παίγνιο επαναλαμβάνεται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο σε περισσότερες από μία χρονικές στιγμές ονομάζεται επαναλαμβανόμενο. Μία υποπερίπτωση των επαναλαμβανόμενων παιγνίων είναι τα δυναμικά παίγνια, στα οποία θεωρείται ότι το περιβάλλον του παιγνίου αλλάζει κατά τα διάφορα στάδια εξέλιξής του επηρεάζοντας τις αποδόσεις των παικτών συναρτήσει του χρόνου. ηλαδή ένα παίγνιο είναι δυναμικό όταν οι παίκτες κινούνται κατά σειρά, ενώ είναι στατικό όταν όλοι οι παίκτες κινούνται ταυτόχρονα Rasmusen (2001), (Osborne και Rubinstein,1998) Αναπαράσταση παιγνίων Οι δύο κύριες εκφράσεις του τρόπου µε τον οποίο οι στρατηγικές των παιγνίων αλληλεπιδρούν για να παράγουν αποτελέσματα είναι η κανονική μορφή και η εκτεταμένη μορφή παιγνίου. Η κανονική μορφή παιγνίου, που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα έρευνα, είναι η πιο συνηθισμένη και έχει συνήθως μορφή πίνακα, ο οποίος συνδέει Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

213 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 18 συνδυασμούς καθαρών στρατηγικών με αποτελέσματα εκφρασμένα σε μονάδες ωφέλειας για τον κάθε παίκτη. Ένα παράδειγμα φαίνεται στον Πίνακα 3.1. Πίνακας 3.1. Παρουσίαση παιγνίου με κανονική μορφή Β1 Β2 Α1 5, -5-2, 2 Α2 1, -1-3, 3 Ο παίκτης που επιλέγει μεταξύ γραμμών αναφέρεται ως Α και ο παίκτης που επιλέγει μεταξύ στηλών αναφέρεται ως Β. Οι επιλογές και των δυο παικτών αποτελούν καθαρές στρατηγικές. Η πρώτη στρατηγική επιλογή του παίκτη Α είναι η πρώτη σειρά που συμβολίζεται µε Α1 και η δεύτερη µε Α2. Αν ο Α επιλέγει Α2 και ο Β επιλέγει Β1, το αντίστοιχο αποτέλεσμα είναι (Α2,Β1). Το πρώτο στοιχείο σε κάθε κελί του πίνακα αποδόσεων είναι η απόδοση σε ωφέλεια για τον παίκτη Α, ενώ το δεύτερο στοιχείο ανήκει στον παίκτη Β. Παραδείγματος χάρη, το αποτέλεσμα (Α2,Β2) δίνει -3 μονάδες ωφέλειας στον Α και 3 στον Β Βασικές έννοιες λύσης της θεωρίας παιγνίων Η θεωρία παιγνίων προσπαθεί με μαθηματικούς κανόνες να προβλέψει πως θα συμπεριφερθούν οι παίκτες που συμμετέχουν σε παίγνια. Οι προβλέψεις αυτές ονομάζονται λύσεις και περιγράφουν ποιες στρατηγικές θα ακολουθήσουν οι παίκτες και κατά συνέπεια προβλέπουν την έκβαση του παιγνίου. Συχνά ο όρος λύση χρησιμοποιείται ως συνώνυμο του όρου ισορροπία (Βαρουφάκης, 2007). Λύση Minimax (ή Λύση Ελαχιστοποίησης της Μέγιστης Ζημίας) Η θεωρία παιγνίων άρχισε να αποτελεί διακριτό επιστημονικό πεδίο από το 1928, με την δημοσίευση επιστημονικών άρθρων από τον John von Neumann, στα οποία έθετε το θεμελιώδη νόμο της θεωρίας παιγνίων το θεώρημα minimax. Σε αυτά ο Neumann παρείχε λύση στα παίγνια μηδενικού αθροίσματος με δυο παίκτες, με την υπόδειξη στρατηγικών οι οποίες αν ακολουθηθούν από τους παίκτες μπορεί να τους εγγυηθεί ένα ελάχιστο κέρδος ανεξάρτητα από τις κινήσεις του αντίπαλου παίκτη. Η λύση minimax προκύπτει όταν σε ένα παίγνιο κάθε παίκτης ελαχιστοποιεί τη μέγιστη προσδοκώμενη απώλεια του. Μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως μεγιστοποίηση του ελάχιστου προσδοκώμενου κέρδους, οπότε ονομάζεται maximin. Στο παράδειγμα του παιγνίου μηδενικού αθροίσματος του Πίνακα 3.1 το μικρότερο δυνατό κέρδος για τον παίκτη Α αν επιλέξει την κίνηση Α1 θα είναι -2, που θα προέλθει αν ο παίκτης Β επιλέξει την κίνηση Β2. Αν ο παίκτης Α επιλέξει την κίνηση Α2 τότε το Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

214 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 19 μικρότερο δυνατό κέρδος είναι -3. Ο παίκτης Α λοιπόν μπορεί να εξασφαλίσει το καλύτερο από τα χειρότερα κέρδη του, ανεξάρτητα από τι θα κάνει ο παίκτης Β, επιλέγοντας την κίνηση Α1. Αντίστοιχα για τον παίκτη Β το μικρότερο δυνατό κέρδος για την κίνηση Β1 είναι -5, ενώ για την κίνηση Β2 είναι 2. Η κίνηση Β2 είναι αυτή λοιπόν που εξασφαλίζει στον παίκτη Β το καλύτερο από τα δικά του χειρότερα κέρδη. Το ζεύγος επιλογών (Α1,Β2) αποτελεί την λύση minimax του παιγνίου. Η minimax λύση, που υπήρξε η πρώτη έννοια ισορροπίας στη θεωρία παιγνίων, εγγυάται σε ένα παίκτη ένα μέγιστο εγγυημένο κέρδος ανεξάρτητα από τις κινήσεις των άλλων παικτών, στα παίγνια μηδενικού αθροίσματος. Εντούτοις η λύση αυτή δεν μπορεί να δώσει ικανοποιητικά αποτελέσματα σε παίγνια μη-μηδενικού αθροίσματος καθώς τα παίγνια αυτά δεν είναι πλήρως ανταγωνιστικά και υπάρχει το περιθώριο συνεργασίας ή συμβιβασμού. Το γεγονός αυτό κατέστησε αναγκαία την αναζήτηση νέων εννοιών λύσης. Βέλτιστη απάντηση Σύμφωνα με την έννοια λύσης της βέλτιστης απάντησης αν ένας παίκτης γνωρίζει τις κινήσεις που θα πραγματοποιήσουν οι άλλοι παίκτες ή μπορεί να τις υποθέσει τότε μπορεί να υπολογίσει και να πραγματοποιήσει την ενέργεια εκείνη που θα αποτελεί τη βέλτιστη απάντηση δηλαδή αυτή που θα του αποφέρει το μέγιστο κέρδος. Η λύση παιγνίων με την έννοια της βέλτιστης απάντησης παρουσιάζει κάποια μειονεκτήματα. Καταρχήν ελλοχεύει ο κίνδυνος λάθος εκτίμησης των ενεργειών που θα πραγματοποιήσουν οι άλλοι παίκτες. Το άλλο μειονέκτημα είναι πως η προσέγγιση με βέλτιστη απάντηση μπορεί να αργήσει να προσαρμοστεί σε περιόδους που υπάρχουν μεγάλες και ξαφνικές μεταβολές συμπεριφορών. Ισορροπία Nash Η επέκταση του θεωρήματος minimax στα μη-συνεργατικά παίγνια Ν-παικτών, επιτεύχθηκε από τον John Nash (1951) με τη δημοσίευση με τίτλο Equilibrium Points in n-person Games στην οποία παρουσίασε την ισορροπία Nash, η οποία μπορεί να χαρακτηριστεί ως η λυδία λίθος της σύγχρονης θεωρίας παιγνίων. Η ισορροπία Nash είναι ένα σύνολο στρατηγικών όπου κανείς παίκτης δεν μπορεί να αυξήσει τα κέρδη του αλλάζοντας στρατηγική, εφόσον οι άλλοι παίκτες δεν αλλάζουν τη δική τους στρατηγική. Ή αλλιώς, αν κάθε παίκτης επιλέξει μια στρατηγική η οποία ανταποκρίνεται βέλτιστα στις ενέργειες που αναμένεται να ακολουθήσουν οι άλλοι παίκτες τότε καταλήγουν σε ισορροπία Nash, από όπου κανείς παίκτης δεν έχει κίνητρο να αποκλίνει μονομερώς. Ενώ ο von Neumann στην λύση minimax υποθέτει πως κάθε παίκτης κοιτάζει µόνο τις αποδόσεις του ιδίου ώστε να αποφασίσει ποια στρατηγική θα του αποφέρει το καλύτερο από τα χειρότερα, ο Nash επιμένει ότι οι ορθολογικά σκεπτόμενοι παίκτες θα πρέπει επίσης Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

215 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 20 να λαμβάνουν σοβαρά υπόψη τους τις αποδόσεις των αντιπάλων τους ώστε να υιοθετούν τις ενέργειες τους ή τα κίνητρά τους για τον υπολογισμό της πιθανότερης συμπεριφοράς τους (Βαρουφάκης, 2007). Για την καλύτερη κατανόηση της έννοιας της ισορροπίας Nash ακολουθεί η διερεύνηση της στο παράδειγμα του παιγνίου του Πίνακα 3.2. Αν υποτεθεί πως οι δύο παίκτες επιλέγουν αντίστοιχα τις κινήσεις Α1 και Β1, το σύνολο αυτό των στρατηγικών δεν μπορεί να χαρακτηριστεί ως ισορροπία Nash καθώς και οι δύο παίκτες έχουν κίνητρο να αποκλίνουν προς τη δεύτερη στρατηγική τους που θα τους αποφέρει μεγαλύτερο κέρδος. Επίσης τα ζεύγη στρατηγικών (Α1,Β2) και (Α2,Β1) δεν είναι ισορροπίες Nash, καθώς συμφέρει στην πρώτη περίπτωση τον πρώτο παίκτη και στη δεύτερη το δεύτερο να αλλάξουν μονομερώς στρατηγική. Το μόνο ζεύγος στρατηγικών το οποίο δεν δίνει κίνητρα απόκλισης σε κανένα από τους δύο παίκτες είναι το (Α2,Β2) καθιστώντας το ισορροπία Nash. Όπως φαίνεται η ισορροπία Nash δε σημαίνει απαραίτητα, και το μέγιστο κέρδος για κάθε παίκτη. Πίνακας 3.2. Παράδειγμα εύρεσης ισορροπίας Nash Β1 Β2 Α1 6, 6 2, 7 Α2 7, 2 5, 5 Ο Nash απέδειξε πως σε όλα τα μη-συνεργατικά παίγνια υπάρχει μία τουλάχιστον ισορροπία Nash η οποία μπορεί να μην αποτελείται από καθαρές αλλά από μικτές στρατηγικές. Παρόλο αυτό όμως, οι Daskalakis, Goldberg και Papadimitriou (2006) απέδειξαν πως η πρόβλεψη της ισορροπίας σε ορισμένες περιπτώσεις, είναι υπολογιστικά αδύνατη. Θα πρέπει να σημειωθεί πως το γεγονός ότι τα σημεία ισορροπίας Nash μπορεί να είναι περισσότερα του ενός καθιστά σε ορισμένες περιπτώσεις δύσκολη την πρόβλεψη για το πως θα συμπεριφερθούν οι παίκτες. O Nash για την προσφορά του τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ Οικονομικών το 1994 με τους John Harsanyi, ο οποίος μελέτησε τα παίγνια με μερική πληροφόρηση, και Reinhard Selten ο οποίος παρουσίασε την έννοια της ισορροπίας σε υποπαίγνια. Στρατηγική κυριαρχία Η στρατηγική κυριαρχία είναι μία έννοια λύσης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλά απλά παίγνια. Μία στρατηγική είναι κυρίαρχη αν ανεξάρτητα από τις κινήσεις των άλλων παικτών προσφέρει στον παίκτη μεγαλύτερα κέρδη από τις άλλες. Αντίστοιχα μία στρατηγική είναι κυριαρχούμενη αν υπάρχει κυρίαρχη στρατηγική. Είναι φανερό πως η έννοια λύσης των κυρίαρχων στρατηγικών δεν μπορεί να δώσει λύσεις σε περιπτώσεις Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

216 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 21 όπου μια στρατηγική μπορεί να δίνει καλύτερα ή χειρότερα αποτελέσματα ανάλογα με τις κινήσεις των άλλων παικτών, σε παίγνια δηλαδή που δεν υπάρχουν κυρίαρχες στρατηγικές. Pareto-βέλτιστη λύση Μία λύση παιγνίου είναι Pareto-βέλτιστη αν σε αυτή κανείς παίκτης δεν μπορεί να βελτιώσει το κέρδος του χωρίς να ελαττώσει το κέρδος κάποιου άλλου παίκτη. Αυτό συνεπάγεται πως δεν υπάρχει άλλη λύση που θα ήταν προτιμότερη για το σύνολο των παικτών. Η Pareto-βέλτιστη λύση ή αλλιώς Pareto αποτελεσματικότητα ουσιαστικά εισάγει την έννοια του συλλογικά βέλτιστου αποτελέσματος, καθιστώντας την ένα κριτήριο αξιολόγησης της απόδοσης οικονομικών συστημάτων. Με βάση όσα προαναφέρθηκαν μία λύση που είναι ισορροπία Nash δεν είναι απαραίτητα και η Pareto-βέλτιστη λύση, που σημαίνει ότι υπάρχουν περιθώρια βελτιστοποίησης των κερδών των παικτών. Χαρακτηριστικό είναι το παίγνιο του Πίνακα 3.2. στο οποίο ενώ η ισορροπία Nash είναι το ζεύγος κινήσεων (Α2,Β2) η Pareto-βέλτιστη λύση είναι η (Α1,Β1). Οι έννοιες λύσης που παρουσιάστηκαν βασίζονται στην παραδοχή πως οι παίκτες είναι ορθολογικά όντα, δηλαδή προσπαθούν συνειδητά να μεγιστοποιήσουν το κέρδος τους, γνωρίζοντας πως και οι συμπαίκτες τους κάνουν το ίδιο. Με την ανάπτυξη της εξελικτικής θεωρίας παιγνίων φάνηκε πως οι βασικές αρχές της θεωρίας παιγνίων μπορούν να εφαρμοστούν και σε πληθυσμούς που δεν είναι απόλυτα ορθολογικοί και ούτε ακολουθούν ίδια πρότυπα συμπεριφοράς Εξελικτική θεωρία παιγνίων Οι έννοιες της θεωρίας παιγνίων δεν άργησαν να χρησιμοποιηθούν στον κλάδο της εξελικτικής βιολογίας. Για πρώτη φορά εφαρμόστηκαν από τον Lewontin (1961) ο οποίος θεώρησε ότι τα είδη παίζουν ένα παιχνίδι με τη φύση και αναζήτησε στρατηγικές οι οποίες ελαχιστοποιούσαν την πιθανότητα εξαφάνισης τους. Στην συνέχεια ο Hamilton (1967) χρησιμοποίησε τη θεωρία παιγνίων για να εξετάσει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μελών ενός πληθυσμού. Το ίδιο πραγματοποίησε ο εξελικτικός βιολόγος Maynard Smith που με σειρά δημοσιεύσεων και με το βιβλίο του Evolution and the Theory of Games (1982) υπήρξε ουσιαστικά ο θεμελιωτής της εξελικτικής θεωρίας παιγνίων. Η διαδικασία της εξέλιξης στη βιολογία, η οποία θα παρουσιαστεί εκτενέστερα στην ενότητα 6.2.1, έχει ως αφετηρία το στοιχείο ότι ένα σημαντικό μέρος της συμπεριφοράς των ζώων είναι γενετικά προκαθορισμένο. Το πλέγμα ενός ή περισσότερων γονιδίων κυβερνά ένα συγκεκριμένο πρότυπο συμπεριφοράς. Μερικές συμπεριφορές ταιριάζουν περισσότερο από κάποιες άλλες στις υπάρχουσες συνθήκες και η επιτυχία τους εξαρτάται από την προσαρμοστικότητα. Η προσαρμοστικότητα αξιολογεί την ικανότητα επιτυχημένης αναπαραγωγής και όχι απλά την ικανότητα επιβίωσης, δηλαδή μετρά την ικανότητα των Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

217 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 22 ζώων να μεταβιβάσουν τα γονίδια τους στην επόμενη γενιά και με αυτό τον τρόπο να διαιωνίσουν το πρότυπο συμπεριφοράς τους. Έτσι οι στρατηγικές με τη μεγαλύτερη προσαρμοστικότητα, μέσω της διαδικασίας της επιλογής, εξελίσσονται με μεγαλύτερη πιθανότητα εκπροσώπησης στην επόμενη γενιά σε σχέση με τις λιγότερο προσαρμοσμένες. Με τη διαδικασία της αναπαραγωγής διασφαλίζεται πως οι πιο προσαρμοσμένες συμπεριφορές μεταφέρονται σε ένα βαθμό τουλάχιστον στις επόμενες γενιές. Κατά καιρούς, η τύχη δημιουργεί καινούργιες γενετικές μεταλλάξεις. Πολλές από αυτές τις μεταλλάξεις παράγουν συμπεριφορές που παρουσιάζουν ασθενή προσαρμοστικότητα οπότε πεθαίνουν. Ωστόσο, υπάρχουν περιπτώσεις κατά τις οποίες οι μεταλλάξεις οδηγούν σε νέες συμπεριφορές με μεγαλύτερη προσαρμοστικότητα. Σε μια τέτοια κατάσταση το μεταλλαγμένο γονίδιο εισβάλλει επιτυχώς στον πληθυσμό, δηλαδή εξαπλώνεται σε σημείο που να αποτελεί σημαντικό σημείο του πληθυσμού. Ο Maynard Smith (1982) εισήγαγε την έννοια της εξελικτικά σταθερής στρατηγικής, που ορίζεται ως η στρατηγική την οποία αν όλα τα μέλη ενός πληθυσμού υιοθετήσουν, ο πληθυσμός δεν κινδυνεύει από την εισβολή κάποιας μεταλλαγμένης στρατηγικής. Η έννοια της εξελικτικά σταθερής στρατηγικής είναι αντίστοιχη της ισορροπίας Nash για περιπτώσεις όπου οι παίκτες που αλληλεπιδρούν δεν προσπαθούν συνειδητά να μεγιστοποιήσουν τα κέρδη τους, έχοντας επίγνωση ότι και οι άλλοι πράττουν το ίδιο. Αντίστοιχα με την ισορροπία Nash η εξελικτικά σταθερή στρατηγική δεν είναι η καλύτερη λύση για όλο τον πληθυσμό, αλλά εγγυάται το μεγαλύτερο κέρδος για όλους στη διάρκεια του χρόνου. Η εξελικτική θεωρία παιγνίων σε αντίθεση με την κλασική δεν αναζητεί μόνο τα σημεία ισορροπίας αλλά μελετάει και τη δυναμική των παιγνίων, τους μηχανισμούς δηλαδή με τους οποίους οι παίκτες αλλάζουν ή διατηρούν τις στρατηγικές τους και καταλήγουν σε εξελικτικά σταθερές στρατηγικές (Weibull, 1997). Αν και η εξελικτική θεωρία παιγνίων δημιουργήθηκε από τη βιολογία και χρησιμοποιήθηκε τα πρώτα χρόνια από αυτή, στην συνέχεια χρησιμοποιήθηκε από κοινωνιολόγους και οικονομολόγους (Axelrod, 1998), (Weibull, 1997), (Fudenberg και Levine, 1998) σε μοντέλα προσομοίωσης ανθρώπινων συμπεριφορών. Η ευρεία ανάπτυξη προς αυτήν την κατεύθυνση συντελέστηκε με την αντιστοίχηση της έννοιας της εξέλιξης με τις μεταβολές (εξελίξεις) στις συμπεριφορές των ατόμων και στους κανόνες των παιγνίων. Το πιο ριζοσπαστικό επιπρόσθετο στοιχείο που εισήχθηκε σε σχέση με την κλασική θεωρία παιγνίων είναι η μη χρησιμοποίηση της παραδοχής ότι οι παίχτες είναι ορθολογικά όντα. Όπως αναφέρει ο Γιάννης Βαρουφάκης (2007) ο ορθολογισμός δεν αφορά την εξελικτική θεωρία μιας και η τελευταία δεν εστιάζει σε άτομα: εστιάζει στις στρατηγικές και στην δυνατότητά τους να «επιβιώσουν» στη βάση του πόσο αποτελεσματικά «ενισχύουν» τους παίκτες που τις υιοθετούν (βοηθώντας τους να ικανοποιήσουν καλύτερα τις Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

218 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 23 «ανάγκες» τους). Σε πολλές περιπτώσεις η θεώρηση αυτή για την ορθολογικότητα των ατόμων αποδεικνύεται καταλληλότερη για τη μοντελοποίηση κοινωνικών συστημάτων. Επίσης ένα στοιχείο που συνετέλεσε στην ευρεία αποδοχή της εξελικτικής θεωρίας παιγνίων από τους κοινωνικούς και οικονομικούς επιστήμονες είναι η δυνατότητα που προσφέρει για την δυναμική μελέτη της εξέλιξης της συμπεριφοράς των παικτών. Η μοντελοποίηση των αλληλεπιδράσεων και της εξέλιξης των στρατηγικών σε εξελικτικά παίγνια γίνεται πολύ συχνά με εξελικτικούς και πιο συγκεκριμένα γενετικούς αλγορίθμους, που θα παρουσιαστούν εκτενέστερα στο Κεφάλαιο 6. Η συμβατή με την εξελικτική θεωρία δομή τους αλλά και η υπολογιστική τους αποτελεσματικότητα τα καταστούν ένα πολύτιμο εργαλείο για την εύρεση αναλυτικών λύσεων σε θεωρητικά μοντέλα Θεωρία Συλλογικής ράσης Η θεωρία συλλογικής δράσης χρησιμοποιώντας και τη θεωρία παιγνίων προσπαθεί να εξηγήσει πως αντιμετωπίζουν οι άνθρωποι διλήμματα στα οποία πρέπει να επιλέξουν αν θα ενεργήσουν με αυστηρά ατομικά κριτήρια ή αν θα λάβουν υπόψη τους και το συνολικό καλό. Τέτοιες καταστάσεις προκύπτουν σε περιπτώσεις χρησιμοποίησης πόρων κοινής δεξαμενής όπου οι χρήστες καλούνται να μη κάνουν υπερβολική χρήση ενός πόρου αλλά και στις περιπτώσεις παροχής δημοσίων αγαθών όπου οι άνθρωποι καλούνται να συνεισφέρουν για το κοινό καλό. Προκειμένου να γίνουν κατανοητές οι θεωρητικές βάσεις πάνω στις οποίες στηρίχτηκαν τόσο οι απόψεις που υποστηρίζουν τη μη βιωσιμότητα των πόρων κοινής δεξαμενής χωρίς κρατική παρέμβαση ή ιδιωτικοποίηση όσο και οι αναθεωρημένες απόψεις που προσπαθούν να σκιαγραφήσουν τις συνθήκες κάτω από τις οποίες μπορεί να προκύψει κοινοτική διαχείριση τους, επιχειρείται μια σύντομη καταγραφή των προσεγγίσεων της θεωρίας αυτής. Στην καρδιά καθεμιάς των προσεγγίσεων είναι το κίνητρο της παραβατικής συμπεριφοράς, ο κίνδυνος δηλαδή εμφάνισης του φαινομένου του τζαμπατζή. Αυτό, όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 2, συμβαίνει γιατί το άτομο αφού είναι δύσκολο να αποκλειστεί από την εκμετάλλευση ενός πόρου έχει κίνητρο να μη συνεισφέρει στο κόστος παροχής του ακόμα κι αν υπό άλλες προϋποθέσεις θα το κατέβαλλε για να το απολαύσει. Αν όλοι οι συμμετέχοντες επιλέξουν να συμπεριφερθούν παραβατικά, το συλλογικό όφελος δεν θα παραχθεί. Ο πειρασμός όμως για παραβατική συμπεριφορά μπορεί να κυριαρχήσει στη διαδικασία της απόφασης, με αποτελέσματα ανεπιθύμητα για όλους. Εναλλακτικά, μερικοί μπορεί να μεριμνήσουν για τον πόρο, ενώ άλλοι να συμπεριφέρονται παραβατικά, γεγονός που οδηγεί σε υποβέλτιστο επίπεδο παροχής του συλλογικού οφέλους. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

219 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 24 Το βιβλίο του Mancur Olson, Η λογική της συλλογικής δράσης, στο οποίο για πρώτη φορά ορίζεται το πρόβλημα της συλλογικής δράσης, αποτέλεσε τη βάση για πολλούς αναλυτές να προσπαθήσουν να εξηγήσουν πως και γιατί οι άνθρωποι συνεργάζονται και δρουν συλλογικά προκειμένου είτε να αποκτήσουν δημόσια αγαθά είτε να διαχειριστούν ένα πόρο. Συγκεκριμένα, ο Olson (1991) αμφισβήτησε την υπόθεση που εξέφραζε η θεωρία των ομάδων (group theory) ότι αν είναι ωφελιμότερο για τα άτομα μιας ομάδας με κοινό στόχο να συνεργαστούν τότε η λογική τα οδηγεί στο να δράσουν συλλογικά προς την επίτευξη αυτού του στόχου. Το επιχείρημα του Olson στηρίζεται στην υπόθεση ότι κάποιος που δεν μπορεί να αποκλειστεί από την κάρπωση των οφελών από ένα συλλογικό αγαθό, εφόσον το αγαθό παράγεται, δεν έχει κίνητρα να συνεισφέρει εθελοντικά στην παροχή αυτού του αγαθού. Υποστηρίζει επίσης πως είναι πιθανότερο για ομάδες με λίγα άτομα να επιτύχουν τους στόχους τους σε σχέση με πολυπληθείς ομάδες. Αυτό συμβαίνει καθώς το μεμονωμένο μέλος μιας μεγάλης οργάνωσης βρίσκεται σε θέση τέτοια ώστε να μπορεί να περάσει απαρατήρητη η τυπική, και όχι ουσιαστική, συμμετοχή του στις δραστηριότητές της ενώ ταυτόχρονα να απολαμβάνει τα άνευ κόπου ωφελήματα. Τέλος υποστηρίζει ότι τα ορθολογικά άτομα που ενεργούν προς το ατομικό τους συμφέρον δεν θα αναλάβουν δράση και δεν θα συγκροτήσουν οργάνωση αν δεν υπάρξει κάποια μορφή καταναγκασμού ή επιλεκτικά κίνητρα (selective incentives), δηλαδή επιπρόσθετα ατομικά ανταλλάγματα. Το 1968 ο Garret Hardin στο περιοδικό Science εξηγεί την προαναφερθείσα τραγωδία των κοινών (πόρων). Το άρθρο περιγράφει ένα δίλημμα κατά το οποίο η ανεξάρτητη δράση πολλών ατόμων, που ενεργούν ο καθένας για το συμφέρον του, μπορεί τελικά να καταστρέψει έναν κοινόχρηστο πόρο ακόμη και όταν είναι σαφές ότι δεν συμφέρει μακροπρόθεσμα κανένα να συμβεί αυτό. Συγκεκριμένα ο Hardin για να το κάνει αυτό, χρησιμοποιεί το παράδειγμα ενός βοσκότοπου ανοιχτού σε όλους, από την οπτική γωνιά ενός λογικού βοσκού. Οι βοσκοί που θέλουν να μεγαλώσουν το κοπάδι τους θα υπολογίσουν ότι το κόστος της πρόσθετης βοσκής (μειωμένη τροφή για όλα τα ζώα, γρήγορη εδαφική καταστροφή) θα διαιρεθεί μεταξύ όλων, αλλά μόνο αυτοί θα αποκομίσουν το όφελος από την πώληση περισσότερων βοοειδών. Αναπόφευκτα, λοιπόν ο λογικός βοσκός καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η μόνη λογική επιλογή είναι να προσθέσει άλλο ένα ζώο στο κοπάδι του. Ωστόσο όταν όλοι οι βοσκοί κάνουν, ανεξάρτητα, την ίδια λογική επιλογή, τα εδάφη καταστρέφονται και δεν μπορεί κανένα ζώο να βοσκήσει. Όπως αναφέρει ο Hardin: Εδώ έγκειται η τραγωδία. Κάθε άνθρωπος εμπλέκεται σε ένα σύστημα που τον αναγκάζει να μεγαλώνει το κοπάδι του χωρίς όρια σε έναν κόσμο που έχει όρια. Η καταστροφή είναι το αποτέλεσμα όταν κάθε άνθρωπος ακολουθεί το συμφέρον του σε μια κοινωνία που πιστεύει στην ελευθερία των κοινών αγαθών. Χρήσιμη κρίνεται στο σημείο αυτό η υπενθύμιση πως η τραγωδία των κοινών. αναφέρεται σε πόρους ελεύθερης Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

220 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 25 πρόσβασης και όχι κοινοτικής διαχείρισης. Ο Hardin αμφισβήτησε τη θεμελιώδη πίστη ότι τα λογικά ανθρώπινα όντα, δρώντας προς ίδιον όφελος, μπορούν να επιτύχουν συλλογικές λογικές εκβάσεις, καταλήγοντας στη ζοφερή εικόνα της ολοκληρωτικής καταστροφής των φυσικών πόρων. Πολλοί αναλυτές έχουν αντιστοιχίσει τα προβλήματα των πόρων κοινής δεξαμενής με το δίλημμα του φυλακισμένου. Η απλή δομή του παιγνίου αυτού το καθιστά ένα χρησιμότατο εργαλείο για την μελέτη προβλημάτων αλληλεπιδράσεως μεταξύ ατόμων. Το δίλημμα του φυλακισμένου το παρουσίασε ο Tucker απευθυνόμενος σε ακροατήριο ψυχολόγων στο πανεπιστήμιο του Stanford το ύο ύποπτοι για την από κοινού διάπραξη ενός εγκλήματος κρατούνται σε ξεχωριστά κελιά και δεν θα συναντηθούν ή επικοινωνήσουν. Καθώς υπάρχουν αρκετά αποδεικτικά στοιχεία για να καταδικαστούν και οι δυο για πλημμέλημα, αλλά όχι επαρκείς αποδείξεις ότι διέπραξαν το έγκλημα, ο κάθε ύποπτος μπορεί είτε να ομολογήσει και να προδώσει τον συνκατηγορούμενο του είτε να παραμείνει σιωπηλός επιδιώκοντας την συνεργασία. Ο κάθε ύποπτος γνωρίζει τις πιθανές συνέπειες των ενεργειών του. Αν ο ένας ύποπτος προδώσει και ο άλλος συνεργαστεί, τότε ο πρώτος θα καταδικαστεί για Π χρόνια ενώ ο άλλος κρατούμενος θα καταδικαστεί σε κάθειρξη Κ χρόνων. Αν και οι δύο προδώσουν τότε θα καταδικαστούν και οι δύο σε Τ χρόνια. Αν όμως συνεργαστούν και παραμείνουν σιωπηλοί και οι δύο θα καταδικαστούν για πλημμέλημα και θα φυλακιστούν αμφότεροι μόλις για Σ χρόνια. Η αναπαράσταση του διλήμματος του φυλακισμένου με ενδεικτικές τιμές φαίνεται στον Πίνακα 3.3. Πίνακας 3.3. Κανονική μορφή διλήμματος του φυλακισμένου ΥΠΟΠΤΟΣ Β Συνεργασία Προδοσία ΥΠΟΠΤΟΣ Α Συνεργασία Προδοσία (Σ=1, Σ=1) (Π=0, Κ=5) (Κ=5, Π=0) (Τ=3,Τ=3) Από τη στιγμή που ο κάθε ύποπτος πρέπει να πάρει την απόφαση του χωρίς να μπορεί να γνωρίζει πως θα ενεργήσει ο άλλος ύποπτος θα πρέπει να εξετάσει όλες τις εναλλακτικές λύσεις του άλλου προκειμένου να εκτιμήσει την επιρροή κάθε μιας από αυτές πάνω στον ίδιο. Έτσι ο ΥΠΟΠΤΟΣ Α σκέφτεται πως αν ο ΥΠΟΠΤΟΣ Β ομολογήσει (προδώσει) τότε μία ομολογία και από τον ίδιο θα τον οδηγούσε σε τρία χρόνια φυλάκιση Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

221 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 26 ενώ μία μη ομολογία (συνεργασία) θα τον οδηγούσε στην φυλακή για πέντε χρόνια. Αν από την άλλη ο ΥΠΟΠΤΟΣ Β συνεργαστεί, αρνούμενος κάθε συμμετοχή, τότε ο ΥΠΟΠΤΟΣ Α μπορεί να μπει φυλακή μόλις για ένα χρόνο μην ομολογώντας ούτε ο ίδιος ή μπορεί να απελευθερωθεί προδίδοντας τον συνκατηγορουμενό του. Είναι εμφανές λοιπόν ότι η μοναδική ισορροπία Νash είναι η αμοιβαία προδοσία. Το δίλημμα συνίσταται στο ότι επιλέγοντας και οι δύο την ισορροπία Nash, δηλαδή να προδώσουν, κερδίζουν λιγότερα απ όσα θα κέρδιζαν αν διάλεγαν και οι δύο να συνεργαστούν, δηλαδή την Paretoβέλτιστη λύση. Ο ορισμός του διλήμματος του φυλακισμένου προϋποθέτει την ύπαρξη ορισμένων σταθερών σχέσεων ανάμεσα στα τέσσερα πιθανά αποτελέσματα. Η πρώτη σχέση καθορίζει την τάξη των τεσσάρων αμοιβών και μας οδηγεί σε μια κατάταξη από το καλύτερο προς το χειρότερο Π, Σ, Τ και Κ. Η δεύτερη ορίζει πως για τους δύο παίκτες είναι προτιμότερη η αλληλοβοήθεια από μία ίση πιθανότητα αλληλοεκμετάλλευσης δηλαδή Σ < (Κ+Π)/2. Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των χρηστών ενός πόρου κοινής δεξαμενής, βέβαια, δεν πραγματοποιούνται μόνο μια φορά, αλλά επαναλαμβάνονται. Ο John Nash στη δεκαετία του 1950 διατύπωσε πολύ περιεκτικά την άποψη πως από τη στιγμή που ένα παίγνιο επαναλαμβάνεται, προκύπτει ένα νέο παίγνιο το οποίο μπορεί να έχει διαφορετικές ισορροπίες από την στατική του έκδοση. Για τα επαναλαμβανόμενα παίγνια του διλήμματος του φυλακισμένου είναι πολύ κρίσιμο στοιχείο αν ο αριθμός των επαναλήψεων είναι γνωστός. Όταν το παιχνίδι παίζεται και ο αριθμός των επαναλήψεων είναι προκαταβολικά γνωστός, οι δύο παίκτες δεν έχουν κανένα κίνητρο για να συνεργαστούν, επειδή στην τελευταία επανάληψη η ορθολογική κίνηση θα είναι η προδοσία, αφού δεν θα υπάρχει μελλοντική αλληλεπίδραση. Αν η στρατηγική αυτή υιοθετηθεί και από τους δύο παίκτες τότε αυτόματα η αντιμετώπιση του παιγνίου μεταφέρεται και στην προτελευταία επανάληψη και εκτυλίσσεται η ίδια διαδικασία μέχρι την αρχή της αλληλεπίδρασης. Στην περίπτωση επαναλαμβανόμενου διλήμματος φυλακισμένου στο οποίο δεν είναι γνωστός ο αριθμός των επαναλήψεων γίνεται η παραδοχή πως τα μελλοντικά παιγνίδια παίζουν μικρότερο ρόλο στην στρατηγική των παικτών από ότι το τρέχον παιγνίδι. Η υπόθεση αυτή γίνεται επειδή οι παίκτες τείνουν να εκτιμούν λιγότερο την αξία των αμοιβών όσο αυτές τοποθετούνται αόριστα και ακόμα επειδή πάντα υπάρχει μία πιθανότητα να μη ξανασυναντηθούν. Για τους λόγους αυτούς η αμοιβή για τους επόμενους γύρους μετράει λιγότερο από την αμοιβή του τρέχοντος γύρου. Ο Shubik (1970) πρότεινε ένα απλό τρόπο έτσι ώστε η αποτίμηση της αμοιβής του επόμενου γύρου να αξίζει ένα ποσοστό της αμοιβής του τρέχοντος γύρου. Ορίζεται, λοιπόν, ως εκπτωτική η παράμετρος αυτή η οποία εκφράζει το ποσοστό της αξίας που εκπίπτει σε κάθε κίνηση σε σχέση με την προηγούμενη. Η εκπτωτική παράμετρος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καθορίσει την αμοιβή μιας ολόκληρης ακολουθίας αλληλεπιδράσεων. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

222 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 27 Ο Axelrod (1998) προκειμένου να εξετάσει την καλύτερη στρατηγική για το επαναλαμβανόμενο παίγνιο του φυλακισμένου, διοργάνωσε ένα διαγωνισμό, στον οποίο συμμετείχαν ειδικοί της θεωρίας παιγνίων. Ο διαγωνισμός είχε την μορφή ενός κυκλικού τουρνουά, όπου ο κάθε υποψήφιος έπρεπε να αντιμετωπίσει διαδοχικά όλους τους άλλους, τον εαυτό του καθώς και ένα πρόγραμμα που επέλεγε τη συνεργασία ή την προδοσία τυχαία. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι στο διαγωνισμό συμμετείχαν παίκτες από πέντε διαφορετικούς κλάδους: την ψυχολογία, τις οικονομικές και πολιτικές επιστήμες, τα μαθηματικά και την κοινωνιολογία. Νικητής βγήκε το πιο απλό πρόγραμμα, γνωστό ως ΜΙΑ ΣΟΥ ΚΑΙ ΜΙΑ ΜΟΥ (TIT FOR TAT) του Anatol Rapoport, το οποίο ξεκινάει με την επιλογή της συνεργασίας και στην συνέχεια προσαρμόζεται, κάνοντας σε κάθε κίνηση αυτό ακριβώς που έκανε ο άλλος παίκτης στην αμέσως προηγούμενη. Είναι ίσως η πιο γνωστή και η πιο πολυσυζητημένη από όλες τις στρατηγικές που έχουν προταθεί για την αντιμετώπιση του διλήμματος του φυλακισμένου. Στα πλεονεκτήματα της ήταν ότι δύσκολα μπορεί κάποιος να την εκμεταλλευτεί ενώ τα πήγε πολύ καλά παίζοντας με τον εαυτό της. Το μειονέκτημα της είναι ότι εμφανίζεται υπερβολικά γενναιόδωρη με την στρατηγική που επιλέγει σε κάθε κίνηση τυχαία αν θα συνεργαστεί ή αν θα προδώσει. Θεωρώντας ότι η αποτελεσματικότητα μιας στρατηγικής δεν εξαρτάται μόνο από τα δικά της χαρακτηριστικά, αλλά και από την φύση των στρατηγικών με τις οποίες αλληλεπιδρά ο Axelrod διοργάνωσε και δεύτερο διαγωνισμό προκειμένου να εξαχθούν πιο ασφαλή συμπεράσματα. Οι κανόνες ήταν βασικά οι ίδιοι. Η μόνη αλλαγή που υπήρχε σε σχέση με τον πρώτο διαγωνισμό ήταν ότι ο αγώνας μεταξύ των δύο παικτών θα τερματίζονταν τυχαία δηλαδή ο αριθμός γύρων δεν ήταν καθορισμένος. Σε αυτόν το διαγωνισμό συμμετείχαν 62 παιγνιοθεωρητικοί, με έναν αλγόριθμο ο καθένας, από ακόμα περισσότερα επιστημονικά πεδία. Παρά το γεγονός ότι πολλοί από τους αλγόριθμους είχαν σχεδιαστεί για να νικήσουν την στρατηγική ΜΙΑ ΣΟΥ ΚΑΙ ΜΙΑ ΜΟΥ, καθώς και το ότι αυτή αποτελούσε το απλούστερο πρόγραμμα, αποδείχθηκε νικητής και στο δεύτερο διαγωνισμό. Ο αλγόριθμος ΜΙΑ ΣΟΥ ΚΑΙ ΜΙΑ ΜΟΥ είναι μια στρατηγική δεσμευμένης συνεργασίας, όπου επιλέγει να συνεργαστεί στον πρώτο γύρο του διλήμματος του κρατούμενου, κάνοντας μια αρχική κίνηση καλής θέλησης. Από εκεί και πέρα, επαναλαμβάνει την στρατηγική που επέλεξε ο αντίπαλος στον προηγούμενο γύρο. Η επιτυχία του οφείλεται στις ιδιότητες της ευγένειας (δεν προδίδει ποτέ πρώτο) και της επιείκειας (τιμωρεί σε μία κίνηση την προδοσία αλλά είναι έτοιμο να συνεργαστεί ξανά). Η στρατηγική ΜΙΑ ΣΟΥ ΚΑΙ ΜΙΑ ΜΟΥ συνδυάζει την αυστηρότητα απέναντι στους μη συνεργατικούς (τους τιμωρεί άμεσα) αλλά και την ηπιότητα καθώς τους συγχωρεί τόσο γρήγορα όσο τους τιμώρησε (εντός ενός γύρου). Όπως επισημαίνει ο Axelrod, ίσως αυτός ο συνδυασμός εξηγεί γιατί η αρχική και απλή έκδοση της στρατηγικής ΜΙΑ ΣΟΥ ΚΑΙ ΜΙΑ ΜΟΥ κυριάρχησε ακόμα και επί αντιπάλων που Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

223 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 28 είχαν σχεδιαστεί από κορυφαίους παιγνιοθεωρητικούς για να την νικήσουν. Οι δύο διαγωνισμοί του Axelrod βοήθησαν να σχηματιστεί μια διαφορετική εικόνα για τις πιθανές πηγές της συλλογικής δράσης καθώς και για την ανθεκτικότητα της συνεργασίας στην πραγματική ζωή. Και αυτό γιατί ένα μοντέλο το οποίο εμμένει στη συνεργασία βγήκε νικητής απέναντι σε πιο σύνθετα μοντέλα πιστά στην αρχή του να παίρνεις τα μέγιστα συνεισφέροντας τα ελάχιστα. Ο Axelrod μαζί με τον Hamilton (1998), ένα εξελικτικό βιολόγο, προκειμένου να διαπιστώσουν την αποτελεσματικότητα της στρατηγικής ΜΙΑ ΣΟΥ ΚΑΙ ΜΙΑ ΜΟΥ, προχώρησαν, με χρήση γενετικών αλγορίθμων, στην προσομοίωση πιθανών μελλοντικών γύρων του διαγωνισμού, εφαρμόζοντας για πρώτη φορά την εξελικτική θεωρία παιγνίων στις κοινωνικές επιστήμες. Μέσω της προσομοίωσης υπολόγισαν τι θα συνέβαινε αν οι στρατηγικές που συμμετείχαν στον διαγωνισμό συναντιόντουσαν ξανά σε επόμενους γύρους. Η μεταβολή του πληθυσμού από γενιά σε γενιά, μπορεί να μεταβάλλει τις αποδόσεις των διάφορων στρατηγικών. Όσο πιο επιτυχημένη ήταν μια στρατηγική, τόσο πιο πιθανό θα ήταν να διαγωνιστεί και στον επόμενο γύρο, και αντίθετα, όσο πιο αποτυχημένη, τόσο πιο δύσκολο ήταν να προταθεί ξανά. Στη προσομοίωση δεν προβλεπόταν η πιθανότητα εμφάνισης νέων μεταλλαγμένων στρατηγικών. Στην οικολογική προσομοίωση υπάρχει μόνο μια μεταβαλλόμενη κατανομή δεδομένων τύπων στρατηγικών. Αποδείχτηκε πως αν τα μέλη ενός πληθυσμού συνεργάζονται μεταξύ τους εφαρμόζοντας το ΜΙΑ ΣΟΥ ΚΑΙ ΜΙΑ ΜΟΥ, κανείς δεν μπορεί να πετύχει μεγαλύτερη αμοιβή από αυτούς, αν η εκπτωτική παράμετρος είναι αρκετά μικρή, δηλαδή αν το μέλλον έχει μεγαλύτερη σημασία σε σχέση με το παρόν. Ο Michael Taylor (1987) υποστήριξε πως οι αλληλεπιδράσεις σε πόρους κοινής δεξαμενής δεν είναι απαραίτητα παίγνια διλήμματος του φυλακισμένου. Ο Taylor αναφέρει χαρακτηριστικά το παράδειγμα δύο γειτονικών αγροκτημάτων με κοινό αρδευτικό σύστημα όπου το αποτέλεσμα της αμοιβαίας προδοσίας είναι τόσο καταστροφικό που κάθε αγρότης θα προτιμούσε να παρέχει ο ίδιος το νερό αν ήξερε ότι ο άλλος θα προδώσει. Αυτό το παίγνιο ονομάζεται παίγνιο του δειλού (chicken game). Επίσης υπάρχουν περιπτώσεις όπου το παίγνιο της ασφάλειας (assurance game) ανταποκρίνεται καλύτερα στην φύση αυτών των αλληλεπιδράσεων. Σε αυτές κανένα από τα δύο άτομα δεν μπορεί να παρέχει από μόνος του ικανοποιητικό ποσό του αγαθού. Έτσι ναι μεν συμφέρει ένα παίκτη να προδώσει αν και ο άλλος προδώσει, κάτι που συμβαίνει και στο δίλημμα του φυλακισμένου, αλλά η βέλτιστη στρατηγική αν ο άλλος συνεργάζεται είναι η συνεργασία. Οι δύο εναλλακτικές αυτές εκφάνσεις των αλληλεπιδράσεων παροχής κοινωνικών αγαθών, εκμετάλλευσης φυσικών πόρων ή συλλογικής δράσης δημιουργούν πίνακες πληρωμών που καθιστούν πιο πρόσφορη την εμφάνιση και την εδραίωση της συνεργασίας από τον Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

224 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 29 αντίστοιχο πίνακα του διλήμματος του φυλακισμένου ειδικά αν οι αλληλεπιδράσεις είναι επαναλαμβανόμενες. Ο Hechter (1990) έχοντας επίγνωση της καταρχήν απροθυμίας των ατόμων να επενδύσουν χρόνο και κόπο σε συνεργατικές απόπειρες υποστήριξε πως η δημιουργία θεσμικών λύσεων σε τέτοιου είδους προβλήματα θα πρέπει να θεωρηθεί σαν μια διαδικασία δύο σταδίων. Στην αρχή δημιουργούνται ομάδες για την από κοινού παραγωγή ιδιωτικών αγαθών. Αυτές είναι αρκετά μικρές έτσι ώστε όσοι δεν συνεργάζονται να μπορούν να εντοπιστούν και να εξαιρεθούν από την ομάδα. Τα κέρδη που παράγονται μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία επιλεκτικών κινήτρων για τη δημιουργία και συλλογικών αγαθών. Τα επιλεκτικά κίνητρα μαζί με την αποθάρρυνση των τζαμπατζήδων μπορούν, ισχυρίζεται ο Hechter, να κάμψουν τις επιφυλάξεις ατόμων για την είσοδο τους σε μια ομάδα που θα συνεργαστεί για τη δημιουργία ενός συλλογικού αγαθού. Σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη της θεωρίας της συλλογικής δράσης επήλθε με την αμφισβήτηση βασικών παραδοχών της θεωρίας παιγνίων (αλλά και της οικονομικής θεωρίας γενικότερα) και κυρίως της παραδοχής ότι τα άτομα στις αλληλεπιδράσεις τους συμπεριφέρονται εγωιστικά και ορθολογικά. Αναιρείται ουσιαστικά η παραδοχή της πλήρους ορθολογικότητας του ατόμου εισάγοντας το στοιχείο της περιορισμένης ορθολογικότητας (bounded rationality) στα κριτήρια της ατομικής επιλογής. Αξίζει να σημειωθεί ότι η αμφισβήτηση αυτή ξεκίνησε από τον Herbert Simon ήδη από τα μέσα της δεκαετίας του 1950 (Simon, 2006). Σε αυτή την κατεύθυνση ολοένα και αυξάνει ο αριθμός των μελετητών (Elster, 1989), (Eraso και Montserrat, 2001) που υποστηρίζει πως είναι λάθος η θεώρηση πως όλοι επιθυμούν με την ίδια ένταση τη μεγιστοποίηση αποκλειστικά των ατομικών τους οφελών και πως υπάρχει, σε άλλα άτομα λιγότερο και σε άλλα περισσότερο, και το κίνητρο του κοινωνικού οφέλους. Επίσης κάποιος που ακολουθεί μια νόρμα συμπεριφοράς (όπως να μην κλέβει ή να μη λέει ψέματα) μπορεί πιθανά να έχει κάποιες υλικές απώλειες λόγω της στάσης του αυτής οι οποίες όμως μπορεί να αντισταθμιστούν με την εσωτερική επιβράβευση του. Υπό αυτή την οπτική γωνία παύουν να θεωρούνται τα άτομα που συμμετέχουν σε μια αλληλεπίδραση ως ένα ομοιογενές σύνολο και εισέρχεται το στοιχείο της ετερογένειας που μπορεί να θεωρηθεί κομβικό προκειμένου να κατανοηθεί γιατί η απόφαση ενός ατόμου να συμμετάσχει σε μία συλλογική δράση εξαρτάται και προϋποθέτει τις αποφάσεις άλλων ατόμων. Στα πλαίσια αυτά προέκυψε η θεωρία της κρίσιμης μάζας που άρχισε να αναπτύσσεται με πρωτοπόρους τους Oliver και Marwell (1988). Οι ερευνητές που υποστηρίζουν αυτή την θεωρία απέδειξαν πως σε πολυπληθείς ομάδες υπάρχουν αυξημένες πιθανότητες να βρεθεί μια μικρή ομάδα ικανών και πρόθυμων ατόμων που θα επιθυμούσαν να Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

225 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 30 υποστηρίξουν μία συλλογική δράση. Οι υποστηρικτές της θεωρίας αυτής ισχυρίζονται πως όταν σχηματίζονται τέτοιοι πυρήνες ατόμων προσελκύονται και άλλα λιγότερο πρόθυμα ή λιγότερα ικανά άτομα με αποτέλεσμα να αυξάνεται σημαντικά η συνεισφορά στη συλλογική δράση. Σε μεγάλες ομάδες, όταν οι τζαμπατζήδες δεν επιβαρύνουν πολύ με τη μη συμμετοχή τους στην παραγωγή του δημόσιου αγαθού, δεν είναι απαραίτητη η συμμετοχή όλων των μελών της ομάδας. Μία υποομάδα, η κρίσιμη μάζα, μπορεί να καθοδηγήσει μια μεγαλύτερη ομάδα χωρίς να επηρεάζεται από το γεγονός ότι η απολαβή των οφελών από τους τζαμπατζήδες θα μειώσει τα δικά τους οφέλη. Ο Macy (1990) συμπλήρωσε τη θεωρία της κρίσιμης μάζας υποστηρίζοντας πως η ύπαρξη σε μία συλλογικότητα ατόμων διαθέσιμων να παράγουν ένα συλλογικό αγαθό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στο γεγονός πως έχουν μάθει να συνεργάζονται μέσω προηγούμενων αλληλεπιδράσεων ή επειδή έχουν συμμετάσχει σε άλλες συλλογικές δράσεις. Στα πλαίσια του 6 ου Κεφαλαίου μελετάται ο τρόπος που μια κρίσιμη μάζα αγροτών που αντλεί νερό από ένα υπόγειο υδροφορέα επηρεάζει τις αντλήσεις των υπόλοιπων αγροτών. Η ανάπτυξη των πειραματικών οικονομικών, με πρωτοπόρο τον Vernon Smith, ήρθε να υπερθεματίσει την ανάγκη επανεξέτασης των βασικών αξιωμάτων της οικονομικής θεωρίας (Πολλάλης, 2003). Το γεγονός πως στο εργαστήριο μπορούν να διεξαχθούν ελεγχόμενα πειράματα με στόχο τον έλεγχο διάφορων θεωρητικών προβλέψεων έδωσε στα πειραματικά οικονομικά σημαντικό ρόλο όσον αφορά στην οικονομική έρευνα. Ένα από τα πιο εντυπωσιακά αποτελέσματα των πειραματικών οικονομικών είναι πως σε πολλές περιπτώσεις οι συμμετέχοντες στα πειράματα συμπεριφέρονται λιγότερο εγωιστικά από ότι προβλέπουν οι οικονομολόγοι. Το γεγονός αυτό παρατηρήθηκε και στα οικονομικά πειράματα που διεξήχθηκαν στα πλαίσια της παρούσας έρευνας όπως θα παρουσιαστούν στο Κεφάλαιο 5. Τα αποτελέσματα από ένα άλλο γνωστικό πεδίο, αυτό της γνωστικής ψυχολογίας ήρθαν να υποστηρίξουν τα αποτελέσματα αυτά, με τον κύριο εκφραστή της Kahneman να δείχνει ότι οι άνθρωποι συστηματικά συνηθίζουν να ενεργούν διαφορετικά από ό,τι προβλέπουν οι υπάρχουσες οικονομικές θεωρίες. Η γνωστική ψυχολογία προσπάθησε επιπρόσθετα να ερμηνεύσει τις αποκλίσεις αυτές υποστηρίζοντας πως η λήψη αποφάσεων εκτός από τη συνειδητή κωδικοποίηση και ερμηνεία των διαθέσιμων πληροφοριών επηρεάζεται και από λιγότερο συνειδητούς παράγοντες όπως από διανοητικά πρότυπα για την ερμηνεία των συγκινήσεων και τις μνήμες από τις συνέπειες προηγουμένων αποφάσεων. Μια σειρά μελετών του Kahneman σε συνεργασία με τον Amos Tversky έδειξε ότι οι άνθρωποι είναι ανίκανοι να αναλύουν πλήρως τις σύνθετες καταστάσεις απόφασης ειδικά όταν οι μελλοντικές συνέπειες είναι αβέβαιες (Πολλάλης, 2003). Υπάρχουν πολλοί λόγοι για τους οποίους μπορεί να συμβεί αυτό. Σε πολλές περιπτώσεις αλληλεπιδράσεων το πλήθος των πληροφοριών είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό που τα Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

226 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 31 άτομα μπορούν να συλλέξουν και να απομνημονεύσουν. Υπάρχει περίπτωση να μη χρησιμοποιήσουν όλες τις πληροφορίες που έχουν στη διάθεση τους ή να κάνουν κάποιο σφάλμα στην επεξεργασία πληροφοριών. Επίσης μπορεί να κρίνουν ως χρονοβόρα την πλήρη επεξεργασία όλων των πληροφοριών. Από την άλλη μεριά, στο οικονομικό πεδίο, που χαρακτηρίζεται από υψηλό βαθμό πολυπλοκότητας, αβεβαιότητας και αδιαφάνειας, τα προϊόντα της κοινωνικής σκέψης, συμβάσεις, αναπαραστάσεις, νόρμες, πίστεις, αποτελούν ένα πλούσιο απόθεμα υποκατάστατων της γνώσης (Σκαλάκη, 2003). Κάτω από τέτοιες περιστάσεις, ο Kahneman ισχυρίζεται πως τα άτομα αντλούν από το απόθεμα αυτό, χρησιμοποιώντας ευρετικές μεθόδους (heuristics), ή εμπειροτεχνικές μεθόδους (rules of thumb) που συνίστανται από απλούς εμπειρικούς κανόνες στηριζόμενες στην διαδικασία δοκιμής-λάθους. Οι Gigerenzer και Selten (2001) απέδειξαν πως τα άτομα τα οποία αλληλεπιδρούν επαναλαμβανόμενα είναι πιθανό να υιοθετήσουν ευρετικές μεθόδους που προσεγγίζουν τις βέλτιστες λύσεις-pareto. Η εισαγωγή στοιχείων της γνωστικής επιστήμης αποτελεί την αιχμή του δόρατος στις προσπάθειες για τη διερεύνηση της ανθρώπινης συμπεριφοράς από την στιγμή που η θεωρία παιγνίων όπως αναφέρθηκε δείχνει να έχει περιορισμένες δυανατότητες (Ostrom, 2009), (Smith, 2010). Στο Κεφάλαιο 6 θα παρουσιαστεί η απόπειρα προσομοίωσης, με εισαγωγή ευρετικής μεθόδου, αγροτών που αλληλεπιδρούν στην εκμετάλλευση υπόγειου υδροφορέα. Η απονομή του βραβείου Νόμπελ Οικονομίας 2002 στον David Kahneman και στον Vernon Smith υπογράμμισε πόσο σημαντικές επιπτώσεις είχε, για την καλύτερη κατανόηση των οικονομικών πρακτικών και των γνωστικών διαδικασιών που τις διέπουν, η άρση της υπόθεσης του ορθολογισμού καθώς και η υιοθέτηση της πειραματικής μεθόδου στη μελέτη των οικονομικών φαινομένων (Σκαλάκη, 2003). Ένα χρόνο νωρίτερα το ίδιο βραβείο είχε απονεμηθεί στους Akerlof, Spence και Stiglitz οι οποίοι είχαν αποδείξει πως διαφορετικές ομάδες ανθρώπων έχουν διαφορετική πληροφόρηση, και πως ακόμη και μικρές ατέλειες στην πληροφόρηση, έχουν προφανείς επιπτώσεις στον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρεται η οικονομία. Με αυτό τον τρόπο έθεσαν υπό αμφισβήτηση μια άλλη βασική παραδοχή της οικονομικής θεωρίας, αλλά και της θεωρίας παιγνίων πως κάθε άτομο έχει πλήρη επίγνωση της κατάστασης του δηλαδή γνωρίζει τις ενέργειες που έχει στη διάθεση του, τις στρατηγικές που πιθανώς οι άλλοι να υιοθετήσουν και των συνεπειών που θα επιφέρουν οι επιλογές του. Ο Joseph Stiglitz, ένας εκ των τριών βραβευθέντων, τονίζει πως η εμμονή των οικονομικών σχολών, ειδικά των Η.Π.Α., στη θεώρηση πως τα άτομα λειτουργούν με βάση τη λογική και με βάση τις ίδιες πληροφορίες, παρά τις πειραματικές και εμπειρικές αποδείξεις περί του αντιθέτου, είναι μια περίτρανη απόδειξη του θριάμβου της ιδεολογίας επί της επιστήμης. υστυχώς, συνεχίζει, πολλοί απόφοιτοι αυτών των σχολών καθορίζουν την οικονομική πολιτική σε πολλές χώρες, προσπαθώντας να εφαρμόσουν προγράμματα Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

227 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 32 βασισμένα στις ιδέες του αποκαλούμενου φονταμενταλισμού της αγοράς (Stiglitz, 2002). 3.3 Θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης Στο επίπεδο της μελέτης του θεωρητικού πλαισίου παρέχονται το σύνολο των θεωρητικών εργαλείων που μπορεί να χρειαστεί για την έρευνα ενός θέματος. Επιτρέπει την από κοινού χρήση θεωριών για την μελέτη θεμάτων που η εξέταση τους από μία μόνο θεωρία θα μπορούσε να είναι περιοριστική ή και αποπροσανατολιστική. Οι θεωρίες που μπορεί να είναι συμβατές με ένα θεωρητικό πλαίσιο μπορεί να είναι πολλές στον αριθμό και να προέρχονται από ένα μεγάλο εύρος επιστημονικών πεδίων. Οι ερευνητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν το θεωρητικό πλαίσιο για να αναγνωρίσουν ποιες θεωρίες (που μπορεί να είναι συμπληρωματικές ή ακόμα και ανταγωνιστικές μεταξύ τους) θα μπορούσαν να είναι χρήσιμες σε μια συγκεκριμένη έρευνα και να κρίνουν με βάση τα αποτελέσματα για την καταλληλότητα τους να εξηγήσουν συγκεκριμένα φαινόμενα. Η μελέτη της διαχείρισης των πόρων κοινής δεξαμενής από επιστήμονες διαφορετικών επιστημονικών πεδίων (ανθρωπολόγους, οικονομολόγους, μηχανικούς, ιστορικούς, πολιτικούς επιστήμονες και φιλοσόφους) εμπόδιζε την εξαγωγή συνολικών αποτελεσμάτων από τις έρευνες αυτές. Αυτό οδήγησε την Elinor Ostrom και άλλους ερευνητές που συνεργαζόταν μαζί της στο Εργαστήριο Πολιτικής Θεωρίας και Πολιτικής Ανάλυσης του Πανεπιστημίου της Ιντιάνα των Η.Π.Α. στη δημιουργία και ανάπτυξη του θεωρητικού πλαισίου της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης (Institutional Analysis and Development framework). Στηρίζεται στη Νέα θεσμική Οικονομική που σύμφωνα με τον Klein (2000) αποτελεί ένα θεωρητικό εγχείρημα, το οποίο συνδυάζοντας την οικονομία, τους νόμους, τις πολιτικές επιστήμες, την κοινωνιολογία και την ανθρωπολογία προσπαθεί να κατανοήσει τους κοινωνικούς, πολιτικούς και οικονομικούς θεσμούς. Με τον όρο θεσμό περιγράφονται όλα τα στοιχεία που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι για να οργανώσουν όλες τις καταστάσεις επαναλαμβανόμενης και δομημένης αλληλεπίδρασης τους, όπως για παράδειγμα σε αγορές, ιδιωτικές εταιρείες, οικογένειες, κοινότητες και συνδικάτα. Αποτελούνται από κανόνες (θεσπισμένους νόμους, άγραφους κανόνες, ρυθμίσεις), ανεπίσημους περιορισμούς (κοινωνικές συμβάσεις, νόρμες συμπεριφοράς και αυτοεπιβαλλόμενους κώδικες συμπεριφοράς) και τις μεθόδους επιβολής τους. Η πιο πλήρης περιγραφή του θεωρητικού πλαισίου της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης παρουσιάζεται στο βιβλίο Rules, Games & Common Pool Resources των Elinor Ostrom, Roy Gardner και James Walker (1994). Επειδή η παρούσα διατριβή στηρίχτηκε θεωρητικά σε αυτήν τόσο με την παροχή όλων των χρήσιμων θεωρητικών εργαλείων και ορολογιών όσο και στη διερεύνηση των μεταβλητών προς έρευνα κρίνεται σκόπιμη η σύντομη παρουσίαση του. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

228 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο Κατάσταση δράσης Το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης μελετάει τις αλληλεπιδράσεις εντός ενός πεδίου δράσης εντός του οποίου αλληλεπιδρούν οι συμμετέχοντες. Για να οριστεί μία κατάσταση δράσης θα πρέπει να οριστούν οι εξής μεταβλητές (Ostrom, Gardner και Walker, 1994): Οι συμμετέχοντες που αλληλεπιδρούν στο πεδίο δράσης. Η θέση που καταλαμβάνει κάθε συμμετέχων σε μία κατάσταση δράσης του, υπαγορεύει ένα σύνολο ενεργειών στις οποίες μπορεί να προβεί. Για παράδειγμα στα πεδία δράσης της εκμετάλλευσης υδάτινων πόρων οι πιο πολλοί έχουν τη θέση του αρδευτή-αγρότη, άλλοι μπορούν να έχουν θέση λήψης αποφάσεων ή επίλυσης διαφορών ενώ άλλοι να ρυθμίζουν και να ελέγχουν την παροχή νερού. Κάθε συμμετέχων μπορεί να έχει περισσότερες από μία θέσεις. Οι δυνατές ενέργειες από τις οποίες μπορεί σε κάθε θέση και σε κάθε στάδιο ένας συμμετέχων να επιλέξει ποια θα πραγματοποιήσει. Τα αποτελέσματα που μπορεί να επιφέρει κάθε ενέργεια που επιλέγει να πράξει ένας συμμετέχων. Οι συναρτήσεις μετατροπής που αντιστοιχούν τις ενέργειες των συμμετεχόντων στα πεδία δράσης με τα αποτελέσματα. Ο βαθμός της πληροφόρησης που έχουν οι συμμετέχοντες σε σχέση με τα υπόλοιπα στοιχεία της κατάστασης δράσης. Τα κόστη ή οι ωφέλειες που αντιστοιχίζονται στα αποτελέσματα των ενεργειών. Επιγραμματικά, η μελέτη μιας κατάστασης δράσης επικεντρώνεται στον αριθμό και τα χαρακτηριστικά των συμμετεχόντων που βρίσκονται σε θέσεις από τις οποίες αποφασίζουν ποιες ενέργειες θα πραγματοποιήσουν με βάση την πληροφόρηση που έχουν για τα αποτελέσματα που μπορούν να επιφέρουν οι ενέργειες αυτές καθώς και για τα κόστη και οφέλη που αντιστοιχούν στις ενέργειες και τα αποτελέσματα (Ostrom, Gardner και Walker, 1994). Για να μελετηθεί μια κατάσταση δράσης θα πρέπει να γίνουν υποθέσεις για κάποια χαρακτηριστικά των συμμετεχόντων (που μπορεί να είναι είτε μεμονωμένα άτομα είτε συλλογικοί φορείς): τη μορφή των προτιμήσεων τους, τον τρόπο με τον οποίο αποκτούν, επεξεργάζονται και διαχειρίζονται τις γνώσεις και τις πληροφορίες, και τα κριτήρια που χρησιμοποιούν προκειμένου να επιλέξουν τις ενέργειες που θα πραγματοποιήσουν. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

229 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο Εξωτερικοί παράγοντες που επηρεάζουν τα πεδία δράσης Έχοντας καθορίσει τα εσωτερικά στοιχεία ενός πεδίου δράσης, το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης προσπαθεί να προσδιορίσει και τους εξωτερικούς παράγοντες που το επηρεάζουν. Οι παράγοντες αυτοί θα μπορούσαν να ομαδοποιηθούν σε τρεις ευρείες κατηγορίες: στους χρησιμοποιούμενους κανόνες, τις φυσικές συνθήκες και τα χαρακτηριστικά της κοινότητας. Χρησιμοποιούμενοι κανόνες Οι κανόνες όπως χρησιμοποιούνται στο παρουσιαζόμενο θεωρητικό πλαίσιο είναι οι κοινές αντιλήψεις που μοιράζονται οι συμμετέχοντες για το πόσο κάποιες ενέργειες είναι απαιτούμενες, απαγορευμένες ή επιτρεπτές. Είναι ουσιαστικά το αποτέλεσμα των άμεσων ή έμμεσων αποπειρών για τη ρύθμιση και πρόβλεψη των ανθρώπινων συμπεριφορών. Οι πιθανότητες να υποκύψει κάποιος στο δίλημμα της παραβίασης ενός κανόνα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις πιθανότητες που υπάρχουν η παράβαση να εντοπιστεί και να τιμωρηθεί στο συγκεκριμένο πεδίο δράσης. Η Ostrom (2005) σημειώνει πως οι κανόνες δεν είναι απαραίτητο ούτε να είναι γραμμένοι ούτε να είναι αποτέλεσμα επίσημων νομοθετικών διαδικασιών. Αντίθετα οι θεσμικοί κανόνες είναι συχνά το αποτέλεσμα της ενσυνείδητης προσπάθειας ατόμων που αλληλεπιδρούν σε μία κατάσταση δράσης να βελτιώσουν τις συνθήκες και τα αποτελέσματα της αλληλεπίδρασης τους. Υπάρχουν επτά κατηγορίες κανόνων πού είναι ικανές και αναγκαίες προκειμένου να δημιουργηθεί και να μελετηθεί μία κατάσταση δράσης: Κανόνες θέσης που ορίζουν το σύνολο των θέσεων και πόσοι συμμετέχοντες καταλαμβάνουν κάθε θέση. Κανόνες ορίων που καθορίζουν πως οι συμμετέχοντες εισέρχονται ή εξέρχονται των θέσεων αυτών. Κανόνες επιλογής που καθορίζουν ποιες ενέργειες αντιστοιχούν σε κάθε θέση. Κανόνες πληροφόρησης που καθορίζουν τον τρόπο επικοινωνίας μεταξύ των συμμετεχόντων, όπως και το ποιες πληροφορίες είναι διαθέσιμες. Κανόνες εμβέλειας που καθορίζουν τα όρια των αποτελεσμάτων των ενεργειών. Κανόνες απόφασης που καθορίζουν το επίπεδο ελέγχου των συμμετεχόντων καθορίζοντας την διαδικασία με την οποία λαμβάνονται συλλογικές αποφάσεις (π.χ. ψηφοφορία ή ομοφωνία) Κανόνες πληρωμών που ορίζουν πως κατανέμονται μεταξύ των συμμετεχόντων τα κέρδη και οι δαπάνες (Crawford και Ostrom, 2005). Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

230 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 35 Αν και η ένταξη των κανόνων σε κατηγορίες είναι ιδιαίτερα βοηθητική για την αναλυτική μελέτη μιας κατάστασης δράσης, θα πρέπει να επισημανθεί πως οι θεσμικοί αυτοί κανόνες λειτουργούν συνθετικά και όχι με αποσπασματικό τρόπο. Φυσικές συνθήκες Η μεταφορά μιας ιδανικής δέσμης κανόνων σε άλλα πεδία δράσης δεν σημαίνει σε καμία περίπτωση την επίτευξη παρόμοιων αποτελεσμάτων, καθώς οι διαφορετικές συνθήκες μπορούν να μεταβάλλουν σημαντικά την επίδραση των κανόνων αυτών. Είναι αυτονόητο πως σημαντική επίδραση έχουν οι φυσικές συνθήκες και στην εκμετάλλευση των φυσικών πόρων. Τα κύρια χαρακτηριστικά των πόρων κοινής δεξαμενής που παρουσιάστηκαν στο προηγούμενο κεφάλαιο, δηλαδή η δυσκολία αποκλεισμού, αλλού μικρότερη και αλλού μεγαλύτερη, πιθανών νέων χρηστών όπως και το γεγονός πως οι μονάδες του πόρου είναι διαιρετές σε σχέση με το απόθεμά του, επηρεάζουν τη διαχείριση του πόρου. Το μέγεθος ενός πόρου, οι κλιματολογικές συνθήκες, η σύσταση του εδάφους, το υψόμετρο, η γεωμορφολογία είναι χαρακτηριστικά που επίσης επηρεάζουν τον τρόπο αλληλεπίδρασης των χρηστών ενός πόρου. Πολλά φυσικά χαρακτηριστικά όπως η ποσότητα και η κατανομή της βροχόπτωσης ή η διακύμανση της τιμής ενός προϊόντος είναι δύσκολο να προβλεφθούν και το στοιχείο αυτό της αβεβαιότητας δυσκολεύει την εκτίμηση της επίδρασης των παραγόντων αυτών. ύο ακόμα σημαντικά φυσικά χαρακτηριστικά που εμφανίζονται να έχουν σημαντική επιρροή σε πόρους κοινής δεξαμενής είναι η στασιμότητα ή μη των μονάδων του πόρου και η δυνατότητα για αποθήκευση μονάδων του πόρου. Οι μονάδες ενός πόρου χαρακτηρίζονται ως στάσιμες όταν βρίσκονται σε ένα σχετικά συγκεκριμένο και περιορισμένο χώρο όπως για παράδειγμα το νερό σε έναν υπόγειο υδροφορέα ή σε μια λίμνη σε αντίθεση με το νερό σε ένα ποτάμι ή σε ένα κανάλι. Έχοντας τη δυνατότητα για αποθήκευση των μονάδων ενός πόρου οι χρήστες του μπορούν να τις χρησιμοποιήσουν όταν κρίνουν ότι χρειάζεται και όχι όταν είναι διαθέσιμες. Χαρακτηριστικά της κοινότητας Σημαντικό ρόλο στις αλληλεπιδράσεις σε ένα πεδίο δράσης παίζουν τα χαρακτηριστικά της κοινότητας εντός της οποίας πραγματοποιούνται. Το μέγεθος και η σύνθεση του πληθυσμού, οι αξίες που προωθεί και ποιες συμπεριφορές ανέχεται η κοινότητα, ο βαθμός της κοινής γνώσης των συμμετεχόντων για την δομή των πεδίων δράσης όπως και η ομοιογένεια ή μη στις προτιμήσεις αυτών που ζουν στην κοινότητα είναι μερικά από τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά που επηρεάζουν ένα πεδίο δράσης (Ostrom, 2005). Σε σχετικά μικρές με ομοιογενή πληθυσμό κοινότητες, όπου τα άτομα λειτουργούν σε πολλαπλά πεδία δράσης αυξάνονται οι πιθανότητες δημιουργίας κανόνων και νορμών συμπεριφοράς για τη συνεργατική αλληλεπίδραση μεταξύ τους (Taylor, 1987). Σε αυτές Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

231 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 36 τις περιπτώσεις τα μέλη της κοινότητας δίνουν ιδιαίτερο βάρος στη δημιουργία καλής φήμης για την τήρηση των δεσμεύσεων που κάνουν. Επίσης είναι πολύ εύκολο στα πλαίσια τέτοιων κοινοτήτων να δημιουργηθούν μηχανισμοί ελέγχου και τιμωρίας παραβατικών συμπεριφορών Επίπεδα ανάλυσης Εκτός από τους εσωτερικούς και εξωτερικούς παράγοντες που επηρεάζουν τις αλληλεπιδράσεις σε ένα πεδίο δράσης το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης ορίζει τρία επίπεδα ανάλυσης. Αυτά είναι της λειτουργίας, της συλλογικής επιλογής πολιτικής και της συνταγματικής επιλογής (Ostom, 2005). Η ανάλυση σε λειτουργικό επίπεδο μελετάει τις αλληλεπιδράσεις ατόμων σε καθημερινή βάση. Οι συμμετέχοντες στο επίπεδο της επιλογής πολιτικής είναι οι αρμόδιοι για την θέσπιση ή τροποποίηση των κανόνων που διέπουν το επίπεδο λειτουργίας. Οι συμμετέχοντες σε αυτό το επίπεδο ανάλυσης μπορεί να ταυτίζονται με τους συμμετέχοντες στο επίπεδο λειτουργίας ή και να διαφέρουν αν για παράδειγμα υπάρχει ένα εκλεγμένο νομοθετικό σώμα. Στο Kεφάλαιο 2 αναφέρθηκε πως σε πόρους κοινής δεξαμενής με επιτυχημένη κοινοτική διαχείριση παρατηρείται πως οι περισσότεροι χρήστες έχουν τη δυνατότητα συμμετοχής στην τροποποίηση των λειτουργικών κανόνων. Το ποιοι είναι αρμόδιοι για τη λήψη αποφάσεων στο επίπεδο συλλογικής επιλογής πολιτικής και σε ποια πλαίσια μπορούν να κινηθούν ορίζεται στο επίπεδο της συνταγματικής πολιτικής. Οι κανόνες αυτού του επιπέδου είναι αυτοί που μεταβάλλονται με το μικρότερο ρυθμό. Οι συμμετέχοντες σε ένα πεδίο δράσης μπορούν να κινούνται μεταξύ των τριών επιπέδων αναζητώντας τα βέλτιστα οφέλη, είτε υιοθετώντας μία δεδομένη δέσμη κανόνων είτε μεταβάλλοντας τους κανόνες σε επίπεδο συλλογικής ή συνταγματικής επιλογής (Schlager και Blomquist, 1996) Παράγοντες που ευνοούν την κοινοτική διαχείριση σε πόρους κοινής δεξαμενής Η Ostrom ανέλυσε μια σειρά από παραδείγματα κοινοτικής διαχείρισης πόρων κοινής δεξαμενής, με βάση το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης, τόσο σύγχρονα (Alanya στην Τουρκία, Mawelle στη Σρι Λάνκα) όσο και παλαιότερων εποχών (Huertas στην Ισπανία, Torbel στην Ελβετία). Μερικά από αυτά εμφάνιζαν μεγάλη αντοχή στο χρόνο και παράλληλη διατήρηση της απόδοσης του πόρου ενώ ορισμένα άλλα είχαν εγκαταλειφτεί μετά από κάποια χρόνια από τα μέλη των κοινοτήτων. Μέσα από συγκριτική μελέτη, η Ostrom παρατήρησε ότι στα παραδείγματα αυτά υπήρχαν ορισμένοι παράγοντες που οδηγούσαν τα μέλη της κοινότητας να υιοθετήσουν κοινοτικές μορφές διαχείρισης των πόρων. Οι παράγοντες αυτοί σχετίζονται με τις θεσμικές διευθετήσεις στις οποίες Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

232 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 37 καταλήγουν οι κοινότητες για τη διαχείριση του πόρου, τα φυσικά χαρακτηριστικά του πόρου αλλά και με τα ίδια τα μέλη της κοινότητας που αποτελούν τους χρήστες του συστήματος (Ostrom, 1990) Παράγοντες σχετικά με τις θεσμικές διευθετήσεις Το 1990 η Elinor Ostrom με βάση έρευνες πεδίου υπέδειξε οκτώ αρχές σχεδιασμού που χαρακτηρίζουν εύρωστους θεσμούς επιτυχούς κοινοτικής διαχείρισης πόρων κοινής δεξαμενής. Με τον όρο αρχή σχεδιασμού δεν εννοούσε ικανές και αναγκαίες συνθήκες που οδηγούν νομοτελειακά στην εύρωστη κοινοτική διαχείριση αλλά θεμελιώδη στοιχεία ή συνθήκες που βοηθούν το μελετητή να ερμηνεύσει την επιτυχία αυτών των θεσμών (Ostrom, 1999). Έκτοτε δημοσιεύτηκαν πολλές μελέτες στις οποίες αποτιμήθηκαν οι αρχές αυτές. Κάποιες μελέτες πρότειναν διαφοροποιημένες αρχές σχεδιασμού (Wade, 1994), (Baland και Platteau, 1996) ενώ άλλες κριτίκαραν αυτές που είχε προτείνει η Ostrom. Οι Cox, Arnold και Villamayor-Tomás (2010) ανέλυσαν 91 μελέτες που εξέταζαν τη συσχέτιση των αρχών σχεδιασμού που πρότεινε η Ostrom με την επιτυχημένη ή μη διαχείριση πόρων κοινής δεξαμενής. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης τους οδήγησαν στη μερική αναμόρφωση των αρχών σχεδιασμού η οποία και παρουσιάζεται αμέσως παρακάτω. 1Α. Ξεκάθαρα καθορισμένα όρια χρηστών. Τα άτομα ή τα νοικοκυριά που έχουν δικαίωμα να αντλήσουν μονάδες πόρου από τον κοινόχρηστο πόρο πρέπει να είναι ξεκάθαρα καθορισμένα. Για να γίνει το πρώτο βήμα στην οργάνωση της συλλογικής διαχείρισης πρέπει μια ομάδα χρηστών να μπορεί να αποκλείσει άλλους από την πρόσβαση στον πόρο και από το δικαίωμα χρήσης. Με αυτό τον τρόπο μειώνεται ο κίνδυνος τα οφέλη που προσπαθούν να παράγουν οι τοπικοί χρήστες να τα καρπωθούν άλλοι που δεν έχουν συνεισφέρει στις προσπάθειες αυτές. Τα ξεκάθαρα καθορισμένα όρια χρηστών, βέβαια, δεν συνεπάγονται από μόνα τους επιτυχή την κοινοτική διαχείριση του πόρου καθώς ακόμα και έτσι είναι δυνατόν ένας περιορισμένος αριθμός χρηστών να αυξήσει την ποσότητα των μονάδων πόρου που αντλεί και έτσι είτε να μειώσει τα οφέλη των χρηστών του πόρου είτε ακόμα να καταστρέψει εντελώς τον πόρο (Clark, 1980). 1Β. Ξεκάθαρα καθορισμένα όρια του πόρου. Τα όρια του ίδιου του πόρου πρέπει να είναι επίσης ξεκάθαρα ορισμένα με τρόπο τέτοιο ώστε να διαχωρίζεται ένας συγκεκριμένος πόρος κοινής δεξαμενής από το ευρύτερο βιοφυσικό περιβάλλον. 2Α. Αρμονία των κανόνων οικειοποίησης και παροχής με τις τοπικές συνθήκες. Οι κανόνες οικειοποίησης και παροχής πρέπει να συμβαδίζουν κατά ένα τρόπο με τα τοπικά κοινωνικά και περιβαλλοντικά δεδομένα. 2Β. Αρμονία μεταξύ των κανόνων οικειοποίησης και των κανόνων παροχής. Τα κέρδη που αποκομίζουν οι χρήστες ενός πόρου κοινής δεξαμενής, με βάση τους κανόνες Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

233 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 38 οικειοποίησης πρέπει να είναι ανάλογα με τη συνεισφορά σε προσωπική εργασία, χρήματα και υλικά που απαιτούνται από τους κανόνες παροχής, προκειμένου να υπάρχει η κοινή αίσθηση της δίκαιης κατανομής του πόρου, γεγονός που αυξάνει τη διάθεση για συμμετοχή στην κοινοτική διαχείριση του πόρου και μειώνει την πιθανότητα συγκρούσεων μεταξύ των μελών της κοινότητας. 3. ιακανονισμοί επιλογής πολιτικής. Τα περισσότερα άτομα που επηρεάζονται από τους λειτουργικούς κανόνες μπορούν να συμμετέχουν στην τροποποίησή τους. Οι πόροι κοινής δεξαμενής που συναντάται αυτή η αρχή είναι περισσότερο ικανοί να προσαρμόσουν τους κανόνες τους στις τοπικές συνθήκες, καθώς τα άτομα που αλληλεπιδρούν άμεσα το ένα με το άλλο και με το φυσικό περιβάλλον μπορούν να τροποποιήσουν τους κανόνες στο χρόνο, ώστε αυτοί να ταιριάζουν καλύτερα στα ειδικά χαρακτηριστικά του περιβάλλοντός τους. 4. Επιτήρηση. Με την επιτήρηση στους πόρους κοινής δεξαμενής γίνονται γνωστοί στους κόλπους της κοινότητας αυτοί που δεν συμβαδίζουν με τους κανόνες οικειοποίησης και παροχής και επιβεβαιώνονται οι συμβατές ενέργειες των υπολοίπων. Οι επιτηρητές, που θα πρέπει να ελέγχουν ενεργά τις συνθήκες του κοινόχρηστου πόρου και τη συμπεριφορά των χρηστών, μπορεί να μην εκπληρώνουν ικανοποιητικά την αποστολή τους αν δεν έχουν άμεσο όφελος από την βελτίωση της κατάστασης του πόρου. Για αυτό θα πρέπει να είναι είτε οι ίδιοι χρήστες του πόρου είτε να είναι υπόλογοι σε αυτούς. Σημαντικός παράγοντας για επιτυχή διαχείριση ενός πόρου από μια κοινότητα είναι και η περιβαλλοντική επιτήρηση, η συλλογή στοιχείων, δηλαδή, για την κατάσταση του χρησιμοποιούμενου πόρου. Τα στοιχεία αυτά δίνουν τη δυνατότητα στα μέλη της κοινότητας να επεξεργαστούν και να θεσπίσουν κανόνες οικειοποίησης και παροχής που να βοηθούν στη βιώσιμη διαχείριση του πόρου. 5. Κλιμακούμενες κυρώσεις. Στους χρήστες που παραβαίνουν τους λειτουργικούς κανόνες επιβάλλονται συνήθως κλιμακούμενες κυρώσεις (ανάλογα με τη σοβαρότητα της παράβασης και το πλαίσιο μέσα στο οποίο αυτή έγινε) από τους άλλους χρήστες, από αξιωματούχους υπόλογους σε αυτούς τους χρήστες ή και από τους δύο. Οι χρήστες ενός πόρου αναγκάζονται να δημιουργήσουν δικά τους μέσα επιβολής αφενός για να αποθαρρύνονται όσοι αντιμετωπίζουν τον πειρασμό να παραβούν τους κανόνες και αφετέρου να εγγυηθούν σε αυτούς που συμμορφώνονται ότι και οι άλλοι συμμορφώνονται ή αναγκάζονται να συμμορφωθούν. Υπάρχουν καταστάσεις στις οποίες κάποιοι χρήστες ενώ είναι δεσμευμένοι, όπως όλοι, να ακολουθήσουν ένα σύνολο κανόνων υποκύπτουν στον πειρασμό να τους παραβούν. Οι υπόλοιποι χρήστες σε αυτή την περίπτωση μπορεί να θέλουν να επιβάλλουν μια μικρή ποινή, αρκετή να υπενθυμίσει στον παραβάτη την σημασία της συμμόρφωσης. Σε περιπτώσεις όμως που άτομα παραβιάζουν συστηματικά τους κανόνες απειλώντας την επιτυχή διαχείριση του πόρου οι Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

234 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 39 χρήστες αναμένεται να αυξήσουν τις επιβαλλόμενες κυρώσεις σε μια προσπάθεια να αναχαιτιστεί μελλοντικά η παραβίαση των κανόνων από τους χρήστες αυτούς και από όσους πιθανά θελήσουν να ακολουθήσουν το παράδειγμα τους. Η κλιμακούμενη τιμωρία, που κυμαίνεται από πολύ μικρά πρόστιμα ως τον αποκλεισμό, όταν επιβάλλεται από τα υπόλοιπα μέλη της κοινότητας χρηστών που γνωρίζουν τις συνθήκες παραβίασης μπορεί να είναι αποδοτικότερη από μια εξοντωτική τιμωρία που θα μπορούσε να προκαλέσει τον θυμό και την απροθυμία του παραβάτη για μελλοντική συμμόρφωση. Επιπρόσθετα με τον εντοπισμό της παράβασης μειώνεται η αξιοπιστία του παραβάτη και θα πρέπει να συμμορφωθεί στους κανόνες για να την επανακτήσει. 6. Μηχανισμοί επίλυσης των διαμαχών. Οι χρήστες και οι αξιωματούχοι τους, δηλαδή, έχουν άμεση πρόσβαση σε τοπικούς στίβους για να επιλύουν διαμάχες ανάμεσα στους χρήστες ή ανάμεσα στους χρήστες και τους αξιωματούχους. Οι κανόνες, ακόμα και όταν οι ίδιοι οι χρήστες τους επιτηρούν και επιβάλλουν κυρώσεις σε περιπτώσεις μη εφαρμογής τους, πολλές φορές παραβιάζονται. Οι παραβιάσεις των κανόνων συμβαίνουν κυρίως γιατί μερικοί χρήστες προσπαθούν να διαφύγουν από τις υποχρεώσεις τους ή να υπονομεύσουν κανόνες αλλά μπορούν να συμβούν και από ατομικά λάθη των χρηστών. Η παρουσία μηχανισμών επίλυσης δεν προϋποθέτει από μόνη της τη διατήρηση θεσμών αυτοοργάνωσης, ωστόσο είναι εξαιρετικά δύσκολη η επιβίωση περίπλοκων συστημάτων κανόνων χωρίς τέτοιους μηχανισμούς. 7. Ελάχιστη αναγνώριση του δικαιώματος οργάνωσης. Αυτό επιτυγχάνεται όταν τα δικαιώματα των χρηστών να επινοούν τους δικούς τους θεσμούς δεν αμφισβητούνται από εξωτερικές διοικητικές αρχές. Οι χρήστες ενός πόρου συχνά χωρίς κυβερνητική έγκριση προχωρούν στη θέσπιση κανόνων για διάφορα ζητήματα χρήσης όπως ποιοι, πότε και πως μπορούν να χρησιμοποιούν τον πόρο. Αν υπάρχει από πλευράς κυβερνητικών αξιωματούχων μία έστω ελάχιστη αναγνώριση της νομιμότητας αυτών των κανόνων, αυξάνονται οι πιθανότητες για επέκταση των κανόνων. Αν όμως οι κρατικές ή περιφερειακές εξουσίες θεωρούν πως έχουν το μονοπώλιο στην θέσπιση και εφαρμογή κανόνων καθίσταται δύσκολη η κοινοτική διαχείριση ενός πόρου, καθώς κάποιος είναι εύκολο να παρακάμψει τους κανόνες που θεσπίζει η κοινότητα απευθυνόμενος στο κρατικό δίκαιο. Οι κριτικές που δέχθηκαν οι αρχές σχεδιασμού έγιναν από διάφορες οπτικές γωνίες. Καταρχήν υπάρχει η άποψη πως οι αρχές σχεδιασμού δεν είναι πλήρεις και θα πρέπει να συμπληρωθούν με παράγοντες όπως το πλήθος των χρηστών, τη διαθέσιμη τεχνολογία και τα φυσικά χαρακτηριστικά του πόρου. Κάποιοι μελετητές, όπως ο Berkes (2005), αναρωτιούνται για τη δυνατότητα εφαρμογής αυτών των αρχών σχεδιασμού στο σύνολο των πόρων κοινής δεξαμενής. Οι ποιό θεμελιακές αντιρρήσεις υποστηρίζουν πως οι αρχές σχεδιασμού εστιάζουν κυρίως στους θεσμούς που αναπτύσσονται εντός της κοινότητας Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

235 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 40 (π.χ. μέθοδοι εφαρμογής και αλλαγής των κανόνων, τρόποι επίλυσης διαφορών) υποτιμώντας την επίδραση της κοινωνικοοικονομικής και πολιτικής κατάστασης στο εξωτερικό περιβάλλον του πόρου. Μια νέα ανάγκη των αγορών, για παράδειγμα, μπορεί να αυξήσει την ανάγκη της εκμετάλλευσης ενός πόρου με τον κίνδυνο της αφαίρεσης του ελέγχου ενός πόρου από μια κοινότητα (Wade, 1994). Ο Caffetzis (2004) από μια πιο ριζοσπαστική οπτική γωνία τονίζει πως μόνο με τον καθορισμό των ταξικών ανταγωνισμών σε μια συγκεκριμένη περιοχή και φάση της καπιταλιστικής ανάπτυξης μπορεί εν τέλει να ερμηνευτεί η επιβίωση ή μη της κοινοτικής διαχείρισης ενός πόρου. Παρά τη βασιμότητα των κριτικών οι αρχές σχεδιασμού, όπως προαναφέρθηκε, δεν είναι ικανές και αναγκαίες συνθήκες για την επιτυχή κοινοτική διαχείριση φυσικών πόρων, αλλά εμπειρικά ως τώρα διαπιστωμένα χαρακτηριστικά των πόρων αυτών και ως τέτοια εργαλεία χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα διατριβή με την υπογράμμιση της ανάγκης για διεύρυνση τους Παράγοντες σχετικά με τον πόρο Η κατάσταση ενός πόρου, η ύπαρξη αξιόπιστων δεικτών που να δηλώνουν την κατάσταση την οποία βρίσκεται ο πόρος, η προβλεψιμότητα της παροχής των μονάδων του πόρου και το γεωγραφικό εύρος του πόρου επηρεάζουν το καθένα με τον τρόπο του την επιτυχή ή μη κοινοτική διαχείριση ενός πόρου. Αναλυτικότερα όσον αφορά την κατάσταση του πόρου αν η ροή των μονάδων του πόρου που οικειοποιούνται οι χρήστες του είναι ήδη υψηλή, οι χρήστες δεν έχουν λόγο να επενδύσουν στην οργάνωση κανόνων. Αντίστοιχα αν η κατάσταση του πόρου είναι ήδη πολύ κακή, η οργάνωση ενός κοινοτικού συστήματος διαχείρισης δε θα αποδώσει οφέλη ικανά να υπερκεράσουν τα κόστη για την οργάνωσή του. Είναι συνεπώς πιθανότερο, η πρόθεση για δημιουργία ενός κοινοτικού συστήματος διαχείρισης να εμφανίζεται σε ενδιάμεσες συνθήκες σπανιότητας του πόρου. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι σε περιπτώσεις που ο πόρος υποβαθμιστεί μέσα σε μικρό χρονικό διάστημα, όπως π.χ. λόγω φυσικών καταστροφών ή άλλων περιβαλλοντικών παραμέτρων, είναι πολύ πιθανό οι χρήστες να μην προσαρμοστούν σύντομα στις νέες συνθήκες δημιουργώντας κοινοτικά συστήματα διαχείρισης ή εφαρμόζοντας κάποιου άλλου είδους διαχείριση (Libecap και Wiggins, 1985) Η ύπαρξη ενός συστήματος παρακολούθησης του πόρου μέσω δεικτών παρέχει τη δυνατότητα στους χρήστες να προσαρμόζονται ανάλογα με τις υπάρχουσες συνθήκες. Σημαντικό σημείο όσον αφορά στο συγκεκριμένο παράγοντα, είναι το κόστος του συστήματος αυτού να είναι χαμηλό, αφού στις περισσότερες από τις περιπτώσεις που εξετάζει η Ostrom, δείκτες αποτελούν μεγέθη που ούτως ή άλλως ενδιαφέρουν τους χρήστες, όπως π.χ. ο αριθμός των ψαριών, το μέγεθός αλλά και το είδος τους. Η ύπαρξη Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

236 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 41 δεικτών επηρεάζει έμμεσα τη διαδικασία λήψης απόφασης παρέχοντας τα απαραίτητα στοιχεία στους χρήστες ώστε να έχουν επίγνωση της κατάστασης του πόρου. Η σταθερότητα στην παροχή του πόρου δίνει τη δυνατότητα στους χρήστες να τον κατανοήσουν και τον διαχειριστούν καλύτερα. Στις περιπτώσεις που η ροή μονάδων του πόρου είναι ασταθής, είναι ιδιαίτερα δύσκολο να εντοπιστούν σχέσεις αιτίου-αιτιατού και κατά συνέπεια να αξιολογηθούν οι διαχειριστικές πρακτικές. Επίσης η δυνατότητα πρόβλεψης της ροής του πόρου παρέχει τη δυνατότητα στους χρήστες να υπολογίζουν ευκολότερα τα αναμενόμενα κέρδη και κόστη από την εφαρμογή νέων κανόνων, γεγονός που αποτελεί βασικό στοιχείο στη διαδικασία λήψης απόφασης. Ο παράγοντας του γεωγραφικού εύρους του πόρου αφορά τη δυνατότητα καθορισμού συγκεκριμένων ορίων του πόρου και τη γνώση σχετικά με τη λειτουργία του συστήματος παροχής του πόρου. Η ύπαρξη συγκεκριμένων ορίων στον πόρο αυξάνει τη δυνατότητα παρακολούθησής του και αποφυγής οικειοποίησης μονάδων του πόρου από ομάδες ατόμων εκτός των χρηστών του συστήματος, κάτι που σχετίζεται άμεσα με τη βιωσιμότητα του Παράγοντες σχετικά με τους χρήστες Οι παράγοντες που αφορούν τους χρήστες και που δρουν καταλυτικά στη διαδικασία λήψης αποφάσεων με τελικό αποτέλεσμα την αύξηση της πιθανότητας ανάπτυξης ενός κοινοτικού συστήματος διαχείρισης παρουσιάζονται παρακάτω: Βαθμός οικονομικής εξάρτησης Είναι προφανές ότι αν οι χρήστες δεν εξαρτώνται από τον πόρο για ένα μεγάλο ποσοστό των οικονομικών τους απολαβών δεν έχουν ιδιαίτερο λόγο να επέμβουν ορίζοντας κανόνες για τη διαχείριση του πόρου. Αντίθετα αν η οικονομική τους βιωσιμότητα εξαρτάται από την κατάσταση του πόρου έχουν ισχυρούς λόγους να αναλάβουν πρωτοβουλίες σε αυτήν την κατεύθυνση. Κοινές Αντιλήψεις Το θέμα των κοινών αντιλήψεων σε σχέση με τη λειτουργία του συστήματος παροχής του πόρου είναι καθοριστική όσον αφορά το κόστος δημιουργίας νέων κανόνων. Σε περίπτωση που οι αντιλήψεις σχετικά με τη λειτουργία του συστήματος του πόρου είναι διαφορετικές μεταξύ των χρηστών είναι ιδιαίτερα δύσκολο να συμφωνηθούν κοινές στρατηγικές για τη διατήρηση της κατάστασης του πόρου. Χαμηλό προεξοφλητικό επιτόκιο Η έννοια του χαμηλού προεξοφλητικού επιτοκίου αφορά τη σημασία που δίνουν οι χρήστες στα κέρδη που είναι πιθανό να αποκομίσουν στο μέλλον από τη χρήση του πόρου. Σε όλες τις περιπτώσεις που εξετάζει η Ostrom, οι τοπικοί πληθυσμοί των χρηστών είχαν συνδέσει την οικονομική βιωσιμότητα και ανάπτυξη των ίδιων και των επόμενων Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

237 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Θεωρητικό υπόβαθρο 42 γενεών με την παρουσία του πόρου. Η λογική αυτή οδήγησε τους χρήστες στο να θεσπίσουν κανόνες για τη διατήρηση του πόρου και του κοινοτικού συστήματος διαχείρισης. Εμπιστοσύνη και αμοιβαιότητα Το θέμα της εμπιστοσύνης και της αμοιβαιότητας σχετίζεται με ένα βασικό ζήτημα που αφορά στο περιεχόμενο της συλλογικής δράσης και που συνοψίζεται στη φράση: θα κάνω κάτι αν το κάνουν και οι άλλοι. Αυτή η υπό όρους συγκατάνευση δημιουργεί κατά κανόνα ένα φαύλο κύκλο δυσπιστίας που τελικά κανείς δεν αναλαμβάνει πρωτοβουλία αφού όλοι περιμένουν από τους άλλους να κάνουν την αρχή για να ακολουθήσουν. Η εμπιστοσύνη μεταξύ των οικειοποιητών συνεισφέρει σε μεγάλο βαθμό στο να ξεπεραστεί το εμπόδιο αυτό, καθώς επίσης μειώνει δραστικά το κόστος της παρακολούθησης και τιμωρίας των παραβατών (Sarker και Itoh, 2000). Η ανάπτυξη ωστόσο κάτι τέτοιου μπορεί να προέλθει και μέσω της βαθμιδωτής θέσπισης κανόνων για την οικειοποίηση του πόρου. Αυτονομία Η αυτονομία των τοπικών πληθυσμών ως προς τη δυνατότητα να παράγουν κανόνες μπορεί να μειώσει σε μεγάλο βαθμό το βραχυπρόθεσμο κόστος της εφαρμογής νέων κανόνων. Σε περιοχές όπου οι τοπικοί κανόνες ενσωματώνονται σε ανώτερες δομές διαχείρισης, είναι ιδιαίτερα πιθανό οι χρήστες που ζημιώνονται από τους νέους κανόνες, να προσπαθήσουν να κωλυσιεργήσουν ζητώντας τη συνδρομή των ανώτερων αρχών. Προηγούμενη πείρα συνεργασίας Η πείρα των χρηστών σε συλλογικές διαδικασίες επιδρά και αυτή στο κόστος δημιουργίας νέων κανόνων. Τόσο το γεγονός ότι οι χρήστες μπορεί να προσαρμόσουν κανόνες που χρησιμοποιούνται σε άλλες συλλογικότητες, όσο και το ότι μπορούν ευκολότερα να κατανοήσουν τη λειτουργία τους κάνει περισσότερο πιθανό να συμφωνήσουν σε μία συγκεκριμένη δέσμη κανόνων από ότι αν έπρεπε να τους δημιουργήσουν από την αρχή. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

238 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση Μετά τη δημοσίευση το 1968 της τραγωδίας των κοινών (πόρων) από τον Hardin στο Science, μεγάλος αριθμός ερευνητών ξεκίνησε να μελετάει με εμπειρική ανάλυση πόρους κοινής δεξαμενής τους οποίους οι χρήστες τους διαχειρίζονται από μόνοι με αξιοσημείωτη επιτυχία και για μεγάλα χρονικά διαστήματα (Ostrom, 2000), (McCay και Acheson, 1987), (Ostrom, 2009). Στόχος των μελετών αυτών είναι η αμφισβήτηση των δυσοίωνων προβλέψεων του Hardin. Με παρόμοιο στόχο στο κεφάλαιο αυτό παρουσιάζεται μελέτη με εμπειρική ανάλυση που διερεύνησε την κοινοτική διαχείριση επιφανειακών αρδευτικών συστημάτων στην περιοχή της Ευρυτανίας. Τα χωριά που μελετήθηκαν βρίσκονται σε ορεινές και σχετικά απομονωμένες περιοχές όπου η αγροτική παραγωγή συνιστά τη βάση της οικονομίας και ως εκ τούτου η αποτελεσματική διαχείριση των αρδευτικών δικτύων αποτελεί ζήτημα ζωτικής σημασίας για την ευημερία της κοινότητας. Η ανάλυση βασίστηκε στις αρχές που θέτει το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης και έδειξε πως οι τοπικές κοινότητες κατάφεραν με επιτυχία να διαχειριστούν τα αρδευτικά δίκτυα δημιουργώντας ισχυρούς θεσμούς που άντεξαν στο χρόνο. Ένας επιπλέον στόχος της έρευνας ήταν να διασαφηνιστούν οι παράγοντες που καθιστούν πιο εύκολη την κοινοτική διαχείριση των επιφανειακών αρδευτικών συστημάτων σε σχέση με αυτή των υπόγειων υδροφορέων. Από τις πρώτες προσεγγίσεις των περιοχών μελέτης διαπιστώθηκε η υποβαθμισμένη ισχύς των θεσμών κοινοτικής διαχείρισης στη σημερινή κατάσταση. Έτσι τέθηκε ως επιπρόσθετος στόχος της έρευνας η διερεύνηση των αιτιών για τις οποίες παρατηρείται η κατάσταση αυτή. 4.1 Μεθοδολογία μελέτης Η παρούσα μελέτη έγινε με την πραγματοποίηση ποιοτικής και ποσοτικής έρευνας ( εδικούσης και Ηλιάδης, 2011). Στα πλαίσια της ποιοτικής έρευνας αρχικά έγινε συλλογή και ανάγνωση γραπτών τεκμηρίων. Έτσι σε πρώτη φάση έγινε συλλογή πληροφοριών από τον τοπικό τύπο και βρέθηκε το λαογραφικό άρθρο του Παναγιώτη Βλάχου με τίτλο Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

239 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 44 Αλληλοβοήθεια και συνεργασία στην Ευρυτανία όπου μεταξύ άλλων περιγράφεται η συνεργασία των χωρικών της Ευρυτανίας για τη διάνοιξη των αρδευτικών αυλακιών για το πότισμα των χωραφιών τους (Βλάχος, 1962). Στη συνέχεια από την τοπική αγροφυλακή Καρπενησίου συλλέχθηκαν και μελετήθηκαν οι κανονισμοί άρδευσης άνω αύλακος Στενώματος και των κτημάτων των αρδευομένων εκ των υδραυλάκων Σούδας, Τσιόμας, Λεύκας και Κάσσαρι Αγίου Νικολάου οι οποίοι είχαν συνταχτεί από τα τοπικά κοινοτικά συμβούλια. Συμπληρωματικά έγινε αναδρομή σε νόμους και διατάγματα σχετικούς με την άρδευση και τέλος συλλέχτηκαν χρήσιμα στατιστικά στοιχεία από την Ελληνική Στατιστική Υπηρεσία που αφορούσαν δημογραφικά δεδομένα των περιοχών. Στη συνέχεια στα πλαίσια της ποιοτικής έρευνας πραγματοποιήθηκαν ημι-δομημένες συνεντεύξεις. Μετά από μια σειρά τηλεφωνικών επικοινωνιών κατά την οποία συλλέχθηκαν πρωτογενείς πληροφορίες διεξήχθηκαν ημι-δομημένες τηλεφωνικές συνεντεύξεις με βασικούς πληροφορητές. Το δείγμα των ατόμων που συμμετείχαν στις τηλεφωνικές συνεντεύξεις προέκυψε με τη μέθοδο της χιονοστιβάδας (snowball sampling κατά την αγγλόφωνη βιβλιογραφία) Οι συνεντεύξεις είχαν μέση διάρκεια 50 λεπτά και ηχογραφήθηκαν με τη σύμφωνη γνώμη των ερωτηθέντων. Κατά τη διάρκεια της επιτόπιας έρευνας που ακολούθησε, διεξήχθηκαν και άλλες ημι-δομημένες συνεντεύξεις με αρδευόμενους, τόσο ατομικές όσο και σε ομάδες των τριών ατόμων που επίσης ηχογραφήθηκαν. Το σύνολο των ημι-δομημένων συνεντεύξεων ήταν 18 εκ των οποίων οι 7 πραγματοποιήθηκαν τηλεφωνικά και οι υπόλοιπες 11 κατά την επιτόπια έρευνα. Να σημειωθεί πως σε περιπτώσεις όπου η τηλεφωνική συνέντευξη απέφερε χρήσιμες πληροφορίες κρίθηκε σκόπιμη η πραγματοποίηση και επιτόπιας συνέντευξης. Αναλυτικότερα στοιχεία των συνεντεύξεων όπως η ιδιότητα των συνεντευξιαζόμενων, ο τύπος της συνέντευξης η ημερομηνία κατά την οποία πραγματοποιήθηκε και ο χρόνος που διήρκησε παρατίθενται στο Παράρτημα Α. Στα πλαίσια της ποσοτικής έρευνας καταρτίστηκε ερωτηματολόγιο που αποτελούνταν από 39 ερωτήσεις το οποίο χωρίστηκε σε δύο ενότητες. Η πρώτη είχε στόχο την εξέταση της κατάστασης έως και τη δεκαετία του 1980 και η δεύτερη από τότε έως και σήμερα. Προκειμένου να μπορούν να εξαχθούν συγκρίσιμα αποτελέσματα κατά την ανάλυση, στη δεύτερη ενότητα χρησιμοποιήθηκαν έξι ερωτήσεις ίδιες με την πρώτη. Η διαμόρφωση της δομής του ερωτηματολογίου και η διατύπωση των ερωτήσεων έγινε με βάση τις προτεινόμενες οδηγίες της σχετικής διεθνούς βιβλιογραφίας (Krowinski και Steiber, 1996). Οι ερωτήσεις που αναφέρονταν στο ίδιο θέμα, επιλέχθηκε να είναι συγκεντρωμένες σε ενότητες και οι ερωτήσεις γενικού τύπου να προηγούνται των ειδικών έτσι ώστε το ερωτηματολόγιο να έχει μία συναφή και λογική δομή (Javeau, 2000). Συγκεκριμένα πριν την κανονική έναρξη του δομημένου ερωτηματολογίου υπήρχαν ερωτήσεις που λειτουργούσαν ως φίλτρο προκειμένου να επιλεγούν αποκλειστικά κάτοικοι Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

240 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 45 και αρδευόμενοι των περιοχών μελέτης. Το ερωτηματολόγιο ξεκινούσε με ερωτήσεις γενικού τύπου που αφορούσαν δημογραφικά στοιχεία και εισήγαγαν το υποκείμενο με ομαλό τρόπο στο θέμα της έρευνας και στη συνέχεια ακολουθούσε ο κύριος κορμός των ερωτήσεων από τις οποίες κάποιες διερευνούσαν τις προϋποθέσεις που θέτει το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης (I.A.D.), κάποιες το κατά πόσο οι κανόνες ήταν αποδεκτοί και κάποιες τα περιθώρια συμμετοχής που προβλέπονταν από το σύστημα διαχείρισης. Βασική επιδίωξη κατά τον καταρτισμό του ερωτηματολογίου ήταν το μέγεθός του να κυμαίνεται σε λογικά πλαίσια, για να αποφευχθεί η κούραση των ερωτηθέντων γεγονός που θα μπορούσε να εξάγει βιαστικές και επιπόλαιες απαντήσεις. Πριν τη διεξαγωγή της έρευνας έλαβε χώρα ο απαραίτητος πιλοτικός έλεγχος του ερωτηματολογίου για να διαπιστωθούν τυχόν προβλήματα σαφήνειας και διατύπωσης των ερωτήσεων. Ακολούθησαν διορθώσεις και προσθήκες και ακολούθησε τελικός επανέλεγχος. Η επιτόπια έρευνα διεξήχθη από 27 Απριλίου έως 7 Μαΐου του 2011 στα χωριά Στένωμα και Άγιος Νικόλαος Ευρυτανίας, που απεικονίζονται στο χάρτη στην Εικόνα 4.1., από πενταμελή ερευνητική ομάδα της οποίας όλα τα μέλη είχαν ενημερωθεί επαρκώς για τους στόχους και το σκοπό της έρευνας. Τα ερωτηματολόγια συμπληρώθηκαν επίσης με τη μέθοδο της χιονοστιβάδας. Η μέθοδος αυτή στηρίζεται στη δικτύωση και είναι απαραίτητη σε πληθυσμούς που δεν είναι εύκολο να εντοπισθούν με τυχαία δειγματοληψία. Αρχικά συλλέγονται δεδομένα από μια μικρή ομάδα ατόμων με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά, τα οποία με τη σειρά τους παραπέμπουν τον ερευνητή σε άλλα άτομα με τα ίδια χαρακτηριστικά. Η διαδικασία συνεχίζεται έως ότου έχει επιτευχθεί το επιθυμητό μέγεθος του δείγματος ή έως ότου η συλλογή νέων δεδομένων δεν προσφέρει πλέον καμία νέα πληροφορία. Σε αυτή την κατεύθυνση σημαντική ήταν η συμβολή των τοπικών αξιωματούχων και φορέων οι οποίοι υπέδειξαν αρχικά κάποιους αρδευόμενους και τους ενημέρωσαν σχετικά. Συνολικά συμπληρώθηκαν 58 ερωτηματολόγια, 31 στο Στένωμα και 27 στον Άγιο Νικόλαο με μέση χρονική διάρκεια συμπλήρωσης κάθε ερωτηματολογίου τα 30 λεπτά. Η δειγματοληψία έγινε με τη μέθοδο της χιονοστιβάδας. 4.2 Η κοινοτική διαχείριση των αρδευτικών δικτύων Με βάση τα αποτελέσματα της έρευνας, μπορεί με βεβαιότητα κάποιος να ισχυριστεί πως στην περιοχή της Ευρυτανίας κατά το παρελθόν ίσχυαν επιτυχημένοι θεσμοί κοινοτικής διαχείρισης των αρδευτικών δικτύων. Οι κάτοικοι των περιοχών είχαν θεσπίσει κανόνες που όριζαν τη σειρά ποτίσματος, το ύψος της απαιτούμενης εργασίας καθώς και κανόνες για τη διευθέτηση των διαμαχών και τη συμμόρφωση πιθανών παραβατών. Σήμερα παρά την υποβάθμιση του συστήματος λόγω της μετακίνησης του αγροτικού πληθυσμού προς τις αστικές περιοχές έχουν παραμείνει κάποια στοιχεία από την κοινοτική Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

241 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 46 διαχείριση του παρελθόντος. Στη συνέχεια θα παρουσιαστούν το πως γινόταν και πως γίνεται σήμερα η διαχείριση του αρδευτικού συστήματος στις δύο κοινότητες Στένωμα Ευρυτανίας Το χωριό Στένωμα βρίσκεται στα κεντρικά του νομού Ευρυτανίας και είναι χτισμένο σε υψόμετρο 660 μέτρων. Γενική αποψή του χωριού φαίνεται στην Εικόνα 4.2. Βρίσκεται στην κοιλάδα του ποταμού Στενωματιώτη, παραποτάμου του Μέγδοβα, στη δυτική πλαγιά του όρους Βελουχίου. Περιβάλλεται από πλούσια φύση, σε βουνά γεμάτα έλατα, βελανιδιές, καρυδιές και πλατάνια. Οι κάτοικοι του Στενώματος ασχολούνται κυρίως με τη γεωργία, την κτηνοτροφία και την υλοτομία. ιοικητικά ανήκει στο ήμο Καρπενησίου και απέχει 19 χιλιόμετρα από το Καρπενήσι. Σύμφωνα με την απογραφή του 2001 το χωριό έχει 314 μόνιμους κατοίκους. Η άρδευση των κτημάτων της περιοχής της κοινότητας Στενώματος πραγματοποιείται από υδραύλακα μήκους 5 χιλιομέτρων. Ο υδραύλακας που αρχικά ήταν χωμάτινος, ξεκινάει από το ποτάμι Στενωματιώτη όπου γίνεται η δέση, δηλαδή η σύνδεση του ποταμιού με τον υδραύλακα, και αφού διατρέξει δασική περιοχή καταλήγει σε όλα τα αρδευόμενα αγροκτήματα της κοινότητας διαιρούμενος σε πέντε τμήματα τα οποία έχουν την τοπική ονομασία ποτιστάδες. Συνεπώς το δικαίωμα χρήσης νερού είναι αναπόσπαστο κομμάτι του αγροκτήματος και δεν προβλέπεται τη μεταφορά του δικαιώματος χρήσης του νερού σε άλλο αγρόκτημα. Η καταγραφή των 121 εξυπηρετούμενων αγροκτημάτων στους κοινοτικούς καταλόγους έχει γίνει με βάση τη χρονική διάρκεια χρήσης του νερού που τους αντιστοιχεί και όχι της έκτασής τους. Η ίδια λογική καθορίζει και την εκτίμηση της αξίας των κτημάτων κατά την αγοραπωλησία τους. Ο κανονισμός άρδευσης της κοινότητας του 1976 αναφέρει στο άρθρο 6: Απαγορεύεται η μεταφορά ύδατος από του δικαιουμένου και έχοντος σειράν αρδεύσεως κτήματος εις έτερον κτήμα, έστω και αν το δεύτερον τούτο κτήμα δικαιούται ύδατος. Ο υδραύλακας εξυπηρετεί αποκλειστικά τα αγροκτήματα της κοινότητας Στενώματος. Η αρδευτική περίοδος, κατά την οποία η άρδευση διενεργείται καθ όλο το 24ωρο, ξεκινάει στα τέλη της άνοιξης και ολοκληρώνεται στις αρχές του φθινοπώρου. Για παράδειγμα, σύμφωνα με τον ίδιο κανονισμό άρδευσης, ως αρδευτική περίοδος οριζόταν το χρονικό διάστημα από την 1 η Μαΐου ως την 30 η Σεπτεμβρίου. Αξίζει να αναφερθεί ότι κάποια κτήματα στο Στένωμα, αρδεύονταν ανέκαθεν από αυτόνομες πηγές και ως εκ τούτου οι κάτοχοί τους δε συμμετείχαν στη συλλογική διαχείριση του υδραύλακα. Κάθε χειμώνα εξαιτίας των βροχοπτώσεων σε συνδυασμό με το έντονα επικλινές έδαφος, φερτές ύλες γεμίζουν τον υδραύλακα και τον καθιστούν ανενεργό. Η χρήση του υδραύλακα για τη νέα ποτιστική περίοδο απαιτεί την απομάκρυνση των υλών αυτών καθώς και την αποκατάσταση τυχόν φθαρμένων τμημάτων του. Ο καθαρισμός και η Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

242 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 47 Εικόνα 4.1. Χάρτης της περιοχής Εικόνα 4.2. Γενική άποψη του Στενώματος Ευρυτανίας συντήρηση του υδραύλακα πραγματοποιείται με προσωπική εργασία από κάθε αρδευτή στην αρχή της εκάστοτε ποτιστικής περιόδου. Ενδεικτικά, η περίοδος καθαρισμού του Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

243 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 48 υδραύλακα το 1976 ορίστηκε από 1 έως 10 Απριλίου, ενώ σύμφωνα με τον κανονισμό άρδευσης του 2011 στις 7 Μαΐου. Η έναρξη της περιόδου καθαρισμού γνωστοποιείται με σχετική ανακοίνωση στα καφενεία του χωριού, που αποτελούν ακόμη και σήμερα κεντρικό στοιχείο στην κοινωνική οργάνωση του χωριού. Η διάρκεια της προσωπικής εργασίας που όφειλε να καταβάλει κάθε αρδευτής ως και τη δεκαετία του 80 οριζόταν ως εξής: έως και μισή ημέρα πότισμα ισοδυναμούσε με δύο ώρες προσωπικής εργασίας, ενώ πάνω από μισή ημέρα ποτίσματος ο αρδευτής όφειλε τέσσερεις ώρες εργασίας. Από το 80 και έπειτα, καθώς ο υδραύλακας ανασκευάστηκε με σκυρόδεμα, η απαιτούμενη προσωπική εργασία μειώθηκε αισθητά. Οι αρδευτές είναι υποχρεωμένοι να καταβάλουν την προβλεπόμενη προσωπική εργασία και σε αντίθετη περίπτωση προβλέπεται χρηματική ποινή, ίση με το ημερομίσθιο που δεν καταβλήθηκε. Στα πλαίσια της αλληλοβοήθειας εάν συνέτρεχε κάποιος ιδιαίτερος λόγος, υπάρχει άτυπη απαλλαγή από την υποχρεωτική προσωπική εργασία. Ο λαογράφος Βλάχος Παναγιώτης (1962) αναφερόμενος στην εποχή που το αυλάκι ήταν ακόμη χωμάτινο, γράφει χαρακτηριστικά ότι όταν πρόκειται να ανοίξουν το μεγάλο αυλάκι, από το νερό του οποίου ποτίζουν όλοι σχεδόν οι κάτοικοι του χωριού, η συμμετοχή τους στην εργασία είναι καθολική, αφού προσλαμβάνει τη μορφή γενικής εξόδου. Από το απόγευμα ειδοποιούνται οι κάτοικοι του χωριού ότι την επομένη «θα βγάλουν το τρανό αυλάκι». Το πρωί της άλλης ημέρας σημαίνουν οι καμπάνες της εκκλησίας και παρουσιάζεται ένας από κάθε οικογένεια. Για να είναι η εργασία περισσότερο συστηματική και εύκολη η επίβλεψή της, οι κάτοικοι κατανέμονται σε ομάδες, οι οποίες λέγονται «μάγκες», και επικεφαλής της κάθε μιας είναι ο «μαγκαδόρος». Για τη «δέση», (τη σύνδεση δηλαδή του αυλακιού με το ποτάμι, από το οποίο τροφοδοτείται το αυλάκι), εργάζονται όλοι μαζί, πολλές φορές και για μέρες, αν οι πλημμύρες του χειμώνα δημιούργησαν κατηφόρα ή απόθεσαν όγκους αμμοχάλικου προς την πλευρά της κοίτης του ποταμιού, όπου γίνεται η σύνδεση. Όταν «βάλουν τη δέση» και το νερό φτάσει στον προορισμό του, συνήθως «δεν μπαίνει αμέσως στην αράδα», αν συμβεί να μη διψούν τα σπαρτά. Γι αυτό τις πρώτες μέρες είναι ελεύθερο και μπορεί να ποτίζει ο καθένας δέντρα ή κτήματα χωρίς να έχει σειρά ή δικαίωμα για άρδευση. Το ελεύθερο νερό των πρώτων αυτών ημερών ονομάζεται «ρεπούμπλικα». Όσον αφορά στη διαδικασία του ποτίσματος, ένας από τους κατοίκους οριζόταν ως νεροφόρος και ήταν επιφορτισμένος με την κατανομή του νερού στα κτήματα, σύμφωνα με μια σειρά που επικυρωνόταν από το κοινοτικό συμβούλιο. Ο κάτοικος που οριζόταν ως νεροφόρος, συνήθως ήταν γεωργός με περιορισμένες εκτάσεις και με καλή γνώση της περιοχής. Έως και το 1950 ορίζονταν δύο νεροφόροι, ενώ από τότε έως και το 2001 οριζόταν ένας. Από το 2002 και έπειτα έχει παύσει ο θεσμός του νεροφόρου εξαιτίας της αισθητής μείωσης των κατοίκων της κοινότητας και της γεωργικής δραστηριότητας. Η Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

244 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 49 αμοιβή των νεροφόρων γινόταν προσωπικά από το σύνολο των αρδευτών για τις υπηρεσίες που τους προσέφεραν. Το μερίδιο του κάθε αρδευτή, καθοριζόταν αναλογικά με την αρδευόμενη έκταση και πολλές φορές γινόταν σε είδος (π.χ. καλαμπόκι, σιτάρι, πατάτες). Από το 1980 και έπειτα, η πληρωμή γινόταν μέσω του δημόσιου ταμείου. Σε αυτό το σημείο πρέπει να αναφερθεί πως εξαιτίας της περιορισμένης ποσότητας νερού που παρείχε ο υδραύλακας, υπήρχε άτυπη συμφωνία μεταξύ των αρδευτών που καθόριζε το καλλιεργούμενο είδος. Η άτυπη αυτή συμφωνία προέβλεπε ότι σε κάθε χρονιά στα μισά κτήματα οι ιδιοκτήτες τους θα καλλιεργούν κάποιο είδος με υψηλές υδατικές ανάγκες, συνήθως καλαμπόκι, ενώ στα υπόλοιπα θα καλλιεργούν ένα είδος με χαμηλές υδατικές ανάγκες, συνήθως σιτάρι. Η σειρά ποτίσματος είχε άμεση σχέση με την χωρική θέση του αγροκτήματος σχετικά με τον υδραύλακα. Ο νεροφόρος ειδοποιούσε κάθε κάτοχο κτήματος αυτοπροσώπως για τη σειρά που δικαιούταν το νερό και επόπτευε τον υδραύλακα, μεριμνώντας για την ορθή λειτουργία του αρδευτικού συστήματος. Η ειδοποίηση γινόταν προφορικά, χωρίς να προκύπτει κάποιο πρόβλημα στην επικοινωνία μεταξύ τους μιας και το καλοκαίρι οι κάτοικοι κινούνταν όλη μέρα στα κτήματά τους. Εάν κάποιος αρδευτής έχανε τη σειρά του τότε έπρεπε να περιμένει μέχρι τον επόμενο γύρο ποτισμάτων. Κάθε γύρος ποτίσματος διαρκούσε περίπου δύο εβδομάδες. Τέλος, ο νεροφόρος είχε την ευθύνη επιτήρησης του δικτύου για την τήρηση των κανόνων. Κάποιες φορές αρδευτές παραβίαζαν την καθορισμένη σειρά ποτίσματος και οικειοποιούνταν το νερό που τυπικά άνηκε σε άλλον αρδευτή. Συνήθως ο λόγος της παραβίασης ήταν ο άμεσος κίνδυνος καταστροφής των σπαρτών λόγω ξηρασίας. Ο νεροφόρος σε αυτές τις περιπτώσεις ήταν επιφορτισμένος με τον εντοπισμό των παραβατών και την επιβολή τιμωρίας. Αν και οι παραβάτες μπορούσαν να προβούν σε μήνυση και την υπόθεση αναλάμβανε η αγρονομία σπάνια συνέβαινε αυτό. Η συνήθης πρακτική ήταν η εντός των ορίων του χωριού διευθέτηση των παραβάσεων. Η διευθέτηση αυτή περιελάμβανε είτε πρόστιμο που καθοριζόταν αναλογικά με τις ώρες της παράτυπης οικειοποίησης του νερού και καταβαλλόταν σε χρήματα ή σε είδος, είτε απλή σύσταση από τον υπεύθυνο νεροφόρο. Αυτή η διακύμανση της ποινής καθοριζόταν βάσει της σοβαρότητας της κατάστασης και των εσωτερικών ισορροπιών του χωριού. Ήταν ξεκάθαρο στις συνειδήσεις όλων των αρδευτών ότι η καταστροφή της σοδειάς ενός νοικοκυριού θα δημιουργούσε μεγάλων διαστάσεων κοινωνικό πρόβλημα στα πλαίσια της μικρής κοινότητας του χωριού και υπήρχε ως ένα βαθμό ελαστικότητα στην επιβολή των τιμωριών. Η παραβίαση του κανονισμού άρδευσης, εκτός από την τιμωρία που επιβαλλόταν από τον υπεύθυνο φορέα, επέφερε συνολική αποδοκιμασία από τους κατοίκους της κοινότητας και συνεπαγόταν σε ένα βαθμό κοινωνική απομόνωση. Οφείλεται εδώ να σημειωθεί ότι η Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

245 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 50 φήμη, το όνομα και η υπόληψη, είναι έννοιες που στα πλαίσια μιας μικρής κοινωνίας παίζουν σημαντικό ρόλο και καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό τις συμπεριφορές των μελών της. Ενδεικτικά ο Παναγιώτης Βλάχος αναφέρει: η ντροπή που ένοιωθε κάποιος που τυχόν θα παραβίαζε τους όρους ήταν κάποιο είδος τιμωρίας. Θα τον αποδοκίμαζαν. Όλοι εμπλέκονταν με συγγενικές και κοινωνικές σχέσεις και τους απέτρεπαν οι άγραφοι ηθικοί νόμοι. Ο συνδυασμός των παραπάνω διατηρούσε τις ισορροπίες εντός του χωριού και καθιστούσε το σύστημα διαχείρισης του αρδευτικού δικτύου ισχυρό και βιώσιμο. Συμπληρωματικά αξίζει να αναφερθεί ότι η συνεργασία μεταξύ των κατοίκων δεν περιοριζόταν στη διάνοιξη, τη συντήρηση και τη διαχείριση των αρδευτικών καναλιών αλλά κάλυπτε ένα μεγάλο φάσμα τόσο της αγροτικής όσο και της κοινωνικής ζωής. Σε αυτό το σημείο αξίζει να αναφερθεί πως το δάσος στους πρόποδες του οποίου είναι χτισμένο το χωριό, αποτελεί κοινοτική ιδιοκτησία και απαγορεύεται η υλοτόμηση, καθώς απειλείται το χωριό από τη διάβρωση των εδαφών. Όπως σε όλη την Ελλάδα έτσι και στην κοινότητα Στενώματος, τη δεκαετία του 70 ήταν ήδη σε εξέλιξη σημαντικές μεταναστευτικές ροές είτε προς άλλες χώρες, κυρίως τις Η.Π.Α., είτε προς την Αθήνα, σε αναζήτηση αναβάθμισης του βιοτικού επιπέδου. Καθώς μειωνόταν ο πληθυσμός της περιοχής, σταδιακά εγκαταλείφτηκε η καλλιέργεια των περισσότερων κτημάτων και το σύστημα διαχείρισης αδρανοποιήθηκε, αφού τα τελευταία χρόνια το νερό υπερκαλύπτει τις ανάγκες των λιγοστών καλλιεργητών οι οποίοι διαχειρίζονται μεταξύ τους το δίκτυο Άγιος Νικόλαος Ευρυτανίας Το χωριό Άγιος Νικόλαος βρίσκεται και αυτό στο νομό Ευρυτανίας, διοικητικά ανήκει στο ήμο Καρπενησίου και απέχει 10 χιλιόμετρα από το Καρπενήσι. Το όνομα του χωριού έως το 1951 ήταν Λάσπη λόγω του αργιλώδους χώματος της περιοχής το οποίο μετά από κάθε βροχόπτωση μετατρεπόταν σε μια παχύρευστη λάσπη. Είναι χτισμένο σε υψόμετρο μέτρων στις πλαγιές του Τυμφρηστού και περιβάλλεται από κατάφυτες εκτάσεις καστανιών, πλατανιών, καρυδιών και άλλων οπωροφόρων δένδρων, που πλαισιώνονται από έλατα. Ανατολικά του Αγίου Νικολάου περνάει ένας μικρός σε πλάτος ποταμός που ονομάζεται Βρούσος ο οποίος πηγάζει από τη θέση Ντούρνος και ενώνεται με τον ποταμό Καρπενησιώτη για να ενωθεί στη συνέχεια με τον Κρικελοπόταμο στη θέση ιπόταμα. Χαρακτηριστικό του οικισμού είναι ότι δέχεται μεγάλη ποσότητα χιονιού κατά τους χειμερινούς μήνες. Η περιοχή του Αγίου Νικολάου, φημίζεται για την πλούσια παραγωγή της σε κάστανα και σε φασόλια. Ο πληθυσμός του σύμφωνα με την απογραφή του 2001 είναι 464 κάτοικοι. Αντίστοιχα με την περιοχή του Στενώματος η άρδευση των κτημάτων της κοινότητας του Αγίου Νικολάου πραγματοποιείται από έναν κύριο υδραύλακα μήκους 6 χιλιομέτρων ο Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

246 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 51 οποίος διακλαδώνεται σε μικρότερα αυλάκια που μεταφέρουν το νερό στα κατά τόπους κτήματα. Στην Εικόνα 4.3. απεικονίζεται μία διάταξη διανομής νερού σε ένα κτήμα στον Άγιο Νικόλαο. Το νερό προέρχεται από το ποτάμι Καρπενησιώτη ο οποίος περνάει μέσα από το χωριό και εξυπηρετεί περίπου 70 στρέμματα που αντιστοιχούν σε 250 περίπου μικρά κτήματα. Το μέρος όπου γίνεται η σύνδεση του υδραύλακα με το ποτάμι φέρει χαρακτηριστικά την τοπική ονομασία κόφτρα. Ο υδραύλακας που παλιότερα ήταν χωμάτινος, ανασκευάσθηκε από σκυρόδεμα το 1962 με προσωπική εργασία των κατοίκων και δαπάνες για τα υλικά από την κοινότητα. Εικόνα 4.3. Διάταξη διανομής νερού εντός κτήματος στον Άγιο Νικόλαο Ο υδραύλακας αυτός εξυπηρετεί αποκλειστικά τα κτήματα της κοινότητας Αγίου Νικολάου με την έννοια ότι μόνο οι κάτοικοι της κοινότητας έχουν δικαίωμα να ποτίζουν από αυτόν. Το νερό που περισσεύει συνεχίζει βέβαια τη ροή του διασχίζοντας κι άλλα χωριά μέχρι να καταλήξει στον Αχελώο ποταμό χωρίς όμως αυτά τα χωριά να προβάλουν αξιώσεις ή να έχουν συμμετοχή στη διαχείριση του συστήματος. Από το ίδιο ποτάμι αρδεύονται και άλλες περιοχές μεταξύ αυτών και το Καρπενήσι από ξεχωριστά όμως αυλάκια που έχει φτιάξει η κάθε κοινότητα ή δήμος. Η αρδευτική περίοδος ξεκινάει συνήθως στις αρχές Ιουνίου και ολοκληρώνεται στις αρχές του φθινοπώρου. Σημειώνεται πως όπως και στο Στένωμα, υπήρχαν κάποια κτήματα που αρδεύονταν από άλλες πηγές κοντινές σε αυτά και ως εκ τούτου οι κάτοχοί τους δε συμμετείχαν στη Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

247 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 52 συλλογική διαχείριση του υδραύλακα. Για τα υπόλοιπα κτήματα, η σειρά του ποτίσματος ακολουθούσε τη σειρά με την οποία βρισκόταν γεωγραφικά τα κτήματα ως προς το αυλάκι. Υπήρχε ωστόσο μια σημαντική διαφοροποίηση σχετικά με τη διάρκεια ποτίσματος. Ενώ στο Στένωμα το πότισμα με τη σειρά πρακτικά μεταφραζόταν σε συγκεκριμένες ώρες άρδευσης ανάλογες της έκτασης, στον Άγιο Νικόλαο όταν ερχόταν η σειρά ενός κτήματος, ο κάτοχός του είχε το δικαίωμα να πάρει όσο νερό απαιτούνταν ώστε να καλυφθούν οι υδατικές ανάγκες της καλλιέργειας και στη συνέχεια το έδινε στο διπλανό του ο οποίος κι αυτός πότιζε όσο ήθελε και ούτω καθεξής. Καθώς τα καλλιεργούμενα είδη ήταν παρόμοια μεταξύ των αγροτών με αντίστοιχες ανάγκες σε νερό, αυτό το σύστημα άρδευσης δεν ευνοούσε κάποιους από τους αγρότες ούτε δημιουργούσε αισθήματα αδικίας. Τέλος, ένα άλλο χαρακτηριστικό της περιοχής Αγίου Νικολάου είναι ότι πολλά από τα κτήματα της κοινότητας βρίσκονται σε τοποθεσία με πλούσιο σε υγρασία έδαφος σχεδόν λασπώδες όπου οφείλεται και η παλιά ονομασία του χωριού και έτσι απαιτούν αρκετά λιγότερο νερό από τον υδραύλακα. Όσον αφορά στη διαδικασία της οργάνωσης του ποτίσματος, και στον Άγιο Νικόλαο ίσχυε ο θεσμός του νεροφόρου ο οποίος είχε την αρμοδιότητα να ειδοποιεί τους αγρότες πότε ήταν η σειρά τους να ποτίσουν και γενικότερα επέβλεπε τη διαδικασία. Εάν κάποιος αρδευτής έχανε τη σειρά του, τότε έπρεπε να περιμένει μέχρι τον επόμενο γύρο ποτισμάτων. Επίσης, ο νεροφόρος είχε την ευθύνη επιτήρησης του δικτύου για την τήρηση των κανόνων, καθώς επίσης και της διευθέτησης τυχόν ζητημάτων που αφορούσαν την άρδευση. Οι αρμοδιότητές του έφταναν μέχρι και το δικαίωμα επιβολής κυρώσεων. Αυτό συνέβαινε σε περιπτώσεις που κάποιος αρδευτής προσπαθούσε να πάρει νερό για το κτήμα του πριν από την καθορισμένη σειρά του. Αν και γενικά δεν παρατηρούνταν παραβατικές συμπεριφορές, υπήρχαν και περιπτώσεις αντιδικιών μεταξύ των αρδευόμενων που έφτασαν μέχρι και τα δικαστήρια. Την εποχή που στο χωριό καλλιεργούνταν το σύνολο των κτημάτων, υπήρχαν τέσσερεις νεροφόροι. Τη θέση του νεροφόρου αναλάμβανε κάποιος κάτοικος του χωριού τον οποίο πρότεινε η κοινότητα και στη συνέχεια όρκιζε η αγρονομία. Τυπικά προσόντα του ήταν να είναι νέος, υπεύθυνος και να γνωρίζει καλά την περιοχή. Η αμοιβή του νεροφόρου γινόταν προσωπικά από το σύνολο των αρδευτών και καθοριζόταν με απόφαση του κοινοτικού συμβουλίου, αναλογικά προς την αρδευόμενη έκταση. Συνήθως η αμοιβή ήταν χρηματική αλλά σε παλιότερα χρόνια γινόταν σε είδος (πατάτες, καλαμπόκι κτλ). Αν κάποιος από τους αγρότες δεν πλήρωνε το μερίδιο που του αντιστοιχούσε στο νεροφόρο, ο νεροφόρος είχε το δικαίωμα να μη του δώσει καθόλου νερό. Ωστόσο πρέπει να αναφερθεί πως ήταν μεμονωμένα τα περιστατικά που παρατηρήθηκε κάτι τέτοιο και ότι γενικώς οι κάτοικοι αναγνώριζαν τη σημασία του ρόλου του νεροφόρου και τακτοποιούσαν τις υποχρεώσεις τους. Ο κοινοτικός κανονισμός του Αγίου Νικολάου ορίζει: Έκαστος Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

248 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 53 εξουσιαστής αρδευομένου κτήματος υποχρεούται ως ήθελεν ειδοποιηθή παρά του υδρονομέως ή του αγροφύλακος ότι ήλθον η σειρά αρδεύσεως του κτήματός του, να λάβει το αρδευτικόν ύδωρ, προς άρδευσιν και να παρίσταται αυτοπροσώπως ή δι ετέρου ενηλίκου και ικανού προσώπου αλλιώς το ύδωρ θα χορηγείτο εις το επόμενον δικαιούμενον κτήμα και το κτήμα τούτο θα αρδεύεται κατά την επόμενην σειράν αρδεύσεως. Προς τούτοις υποχρεούται μετά το πέρας της αρδεύσεως του κτήματός του να κλείσει καλώς τας κόφτρας του υδραυλάκος, δια την κανονικήν ροήν του ύδατος εις τα υπόλοιπα κτήματα. Καθώς όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το χωριό είναι αρκετά ορεινό, κάθε χειμώνα, όπως και στο Στένωμα, εξαιτίας των βροχοπτώσεων το δίκτυο των αυλακιών γεμίζει με φερτές ύλες και κάποια τμήματα του φθείρονται. Για να μπορέσει να χρησιμοποιηθεί και τη νέα ποτιστική περίοδο απαιτείται συντήρηση και καθαρισμός τον οποίο αναλαμβάνουν και διεκπεραιώνουν οι κάτοχοι των κτημάτων με προσωπική εργασία. Ο καθαρισμός γίνεται μεταξύ Απριλίου και Μαΐου, η ακριβής ημέρα καθορίζεται από το κοινοτικό συμβούλιο και κοινοποιείται στους κατοίκους μια εβδομάδα νωρίτερα στα καφενεία του χωριού. Ενδεικτικά ως και τη δεκαετία του 70 όσοι κάτοικοι ήταν μεταξύ 18 και 60 ετών και κατείχαν κτήματα που ποτιζόταν από το αυλάκι ήταν υποχρεωμένοι να καταβάλουν μία ημέρα εργασίας για τον καθαρισμό. Αν προέκυπτε επιπλέον ανάγκη για δουλειά την αναλάμβαναν εκείνοι που είχαν τα περισσότερα χωράφια. Όποιος δεν πήγαινε να καθαρίσει του επιβάλλονταν χρηματικό πρόστιμο αντίστοιχο με το ημερομίσθιο που του αναλογούσε και στην περίπτωση που δεν το κατέβαλε του απαγορευόταν να ποτίσει. Όπως αναφέρει ο πρώην πρόεδρος ημήτριος εληγεωργόπουλος οι αύλακες καθαρίζονταν κάθε χρόνο με προσωπική εργασία. Μαζεύονταν το χωριό όλο, άντρες και γυναίκες, πήγαιναν και καθάριζαν τους αύλακες ώστε να μην χάνεται το νερό και να καταλήγει στα χωράφια τους Μελέτη της κοινοτικής διαχείρισης των αρδευτικών συστημάτων με βάση το θεωρητικό πλαίσιο της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης Μιλώντας με όρους του θεωρητικού πλαισίου της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης η αλληλεπίδραση των κατοίκων στη διαχείριση του αρδευτικού συστήματος είναι ένα πεδίο δράσης στο οποίο οι συμμετέχοντες είναι οι κάτοικοι της κοινότητας που χρησιμοποιούσαν το νερό, τα μέλη του κοινοτικού συμβουλίου οι νεροφόροι και οι αγρονόμοι. Είναι προφανές ότι οι αρδευόμενοι αποτελούσαν τη συντριπτική πλειοψηφία των συμμετεχόντων. Όπως αναφέρθηκε και στο Κεφάλαιο 3 οι συμμετέχοντες μπορούν να καταλαμβάνουν περισσότερες από μια θέσεις. Έτσι η πλειοψηφία των μελών του κοινοτικού συμβουλίου ήταν και αρδευτές ενώ αρδευτές ήταν επίσης και όλοι οι Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

249 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 54 νεροφόροι. Όσον αφορά τις δυνατές ενέργειες οι αρδευόμενοι είχαν, θεωρητικά, τη δυνατότητα να επιλέξουν μεταξύ της αποδοχής ή της άρνησης του κανονισμού άρδευσης. Το κοινοτικό συμβούλιο κατάρτιζε τον αρδευτικό κανονισμό, όριζε τη σειρά ποτίσματος και τη δημοσιοποιούσε στους ενδιαφερόμενους. Επίσης όριζε το νεροφόρο, οργάνωνε τον καθαρισμό και τη συντήρηση του δικτύου, καθόριζε την αρχή και το πέρας της αρδευτικής περιόδου, αποφάσιζε για τυχόν επεκτάσεις ή αναβαθμίσεις του δικτύου και κάποιες φορές επίλυε τυχόν αντιδικίες μεταξύ των συμμετεχόντων. Ο νεροφόρος από την πλευρά του ήταν επιφορτισμένος με την επιτήρηση των κανόνων και μεριμνούσε για την ορθή λειτουργία του δικτύου. Επιπρόσθετα όφειλε να τηρεί και να ανακοινώνει τη σειρά άρδευσης όπως αυτή προέκυπτε από το κοινοτικό συμβούλιο. Γενικότερα μεριμνούσε για την ομαλή λειτουργία του δικτύου. Χαρακτηριστικά ο κανονισμός άρδευσης Στενώματος αναφέρει πως έκαστος υδρονομεύς φέρει την υποχρέωσιν, όπως ειδοποιεί εγκαίρως έκαστον κτηματίαν ότι υπέστη η σειρά αρδεύσεως του κτήματός του. Ο υδρονομεύς δύναται ν' αρνηθεί την παροχή ύδατος εις υδρολήπτας οίτινες δεν παρίστανται αυτοπροσώπος ή δι ετέρου καταλλήλου αντιπροσώπου, ως και μη διατηρούντος καθαρούς τους εντός των κτημάτων υδραύλακας. Τέλος οι επιλογές του αγρονόμου είναι αρκετά συγκεκριμένες. Η δράση του περιλάμβανε γενικά την τήρηση των νόμων που άπτονταν την άρδευση και ειδικά την επιβολή ποινών στους παραβάτες των κανονισμών. Οι υποθέσεις παραβίασης των κανόνων σπάνια όμως έφταναν μέχρι τον αγρονόμο. Οι χρήστες είχαν καθημερινή επαφή μεταξύ τους καθώς εργαζόταν υπαίθρια σε κοντινά σχετικά κτήματα. Βασικό πεδίο επικοινωνίας των συμμετεχόντων μετά την εργασία ήταν το καφενείο. Σε αυτό συνερχόταν η πλειοψηφία των αρδευτών, το κοινοτικό συμβούλιο, οι νεροφόροι και ο αγρονόμος. Εξαιτίας του γεγονότος ότι το αρδευτικό σύστημα ήταν επιφανειακό αλλά και του περιορισμένου μεγέθους των δύο κοινοτήτων, η επικοινωνία και η αλληλεπίδραση μεταξύ των μελών τους μπορεί να θεωρηθεί δεδομένη. Υπήρχε λοιπόν πλήρης γνώση σχετικά με τη λειτουργία του δικτύου καθώς και με την τήρηση ή όχι των κανόνων. Το λειτουργικό εύρος και στις δύο περιπτώσεις ταυτίζεται με το γεωγραφικό και εκτείνεται στα όρια εξυπηρέτησης του εκάστοτε δικτύου. Τα αποτελέσματα δηλαδή των ενεργειών των διάφορων συμμετεχόντων εκτείνονται μόνο στα όρια του συστήματος υπό την έννοια ότι οι επιλογές ενός αρδευτή επηρεάζουν τις επιλογές των υπόλοιπων αρδευτών, του κοινοτικού συμβουλίου, του νεροφόρου και του αγρονόμου αλλά δεν ασκούν καμία επίδραση στους υπόλοιπους κάτοικους της περιοχής. Το όργανο λήψης αποφάσεων ήταν το κοινοτικό συμβούλιο το οποίο και συντάσσει τον κανονισμό άρδευσης που ορίζει τη λειτουργία του συστήματος. Άτυπα όμως το καφενείο έπαιζε σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση των αποφάσεων. Το καφενείο αποτελούσε στην ουσία ένα φορέα συμμετοχής των αρδευτών στη διαχείριση του συστήματος. Οι Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

250 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 55 τελευταίοι, θέτοντας εκεί τους προβληματισμούς και τις ιδέες τους, διαμόρφωναν μια δυναμική που αποτυπωνόταν στις αποφάσεις του κοινοτικού συμβουλίου. Η αντιστοιχία της καταβολής των δαπανών με την απολαβή των κερδών όφειλε να είναι αναλογική για την εύρυθμη λειτουργία του συστήματος. Οι αρδευτές όφειλαν πέρα από τη συνέπειά τους ως προς τους κανονισμούς άρδευσης να καταβάλουν την καθορισμένη από το κοινοτικό συμβούλιο προσωπική εργασία καθώς και την αμοιβή του νεροφόρου όπως αυτή διαμορφωνόταν αναλογικά προς την έκταση που κατέχουν Παράγοντες που ευνόησαν την επιτυχή κοινοτική διαχείριση Θεσμικές διευθετήσεις Ανατρέχοντας στην ανάλυση κάθε μίας από τις εφτά βασικές αρχές σχεδιασμού προκύπτει ότι αυτές ίσχυαν στις υπό μελέτη περιοχές εξηγώντας τη μακροχρόνια διατήρηση εύρωστων θεσμών κοινοτικής διαχείρισης των αρδευτικών τους συστημάτων. Στο συγκεκριμένο στάδιο της ανάλυσης εξετάζεται ο βαθμός ικανοποίησης των αρχών σχεδιασμού που κατά την Elinor Ostrom (1999) διέπουν εύρωστους θεσμούς επιτυχούς κοινοτικής διαχείρισης πόρων κοινής δεξαμενής. Η ανάλυση επικεντρώνεται έως και τη δεκαετία του 1980 όπου υπήρχαν υψηλές απαιτήσεις νερού για άρδευση. 1Α. Ξεκάθαρα καθορισμένα όρια χρηστών Η αρχή αυτή ικανοποιείται καθώς όπως αναφέρθηκε και στις δύο περιοχές μελέτης το αποκλειστικό δικαίωμα στη χρήση του νερού από τα αυλάκια το είχαν μόνο οι κάτοικοι των κοινοτήτων. Το νερό αποτελούσε αναπόσπαστο μέρος του κτήματος με την έννοια ότι δεν μπορούσε ούτε να νοικιαστεί ούτε να μεταφερθεί ούτε να πουληθεί αποκομμένο από τη γη. Χαρακτηριστικά ο πρώην αγρονόμος της ευρύτερης περιοχής Καρπενησίου Κωνσταντίνος Κουκούσης σε τηλεφωνική επικοινωνία ανέφερε: το νερό είναι ταυτόσημο του κτήματος δηλαδή έναν αρδευτικό αγρό δεν μπορεί να τον χαρακτηρίσει κάποιος άνυδρο ή και εσύ ο ίδιος ο ιδιοκτήτης να πεις ότι εγώ το νερό του χωραφιού μου το πουλάω, δεν το θέλω, το κάνω άνυδρο και το πουλάω...δεν το έχεις αυτό το δικαίωμα...το νερό ούτε πουλιέται ούτε μεταβιβάζεται. Στα ίδια πλαίσια ο ημήτριος εληγεωργόπουλος, τέως πρόεδρος του Αγίου Νικολάου στην τηλεφωνική συνέντευξη ανέφερε: τα δικαιώματα στο νερό δεν πωλούνταν. Άπαξ και έγινε ο αύλακας και ποτίζονταν κάποια περιφέρεια αυτά ήταν πλέον εσαεί. εν πουλιούνταν. Ούτε το νερό πουλιόνταν. Όσα χωράφια ποτίζονταν τότε θα ποτίζονταν και μετά από 20 χρόνια... και συνεχίζει αν κάποιος δεν ήθελε να ποτίσει, δεν τα πότιζε. Το νερό το κέρδιζαν οι άλλοι φυσιολογικά. Όσο λιγότερο σπέρνανε, το νερό το κέρδιζαν οι άλλοι χωρίς να πληρώνουν τίποτα. 1Β. Ξεκάθαρα καθορισμένα όρια του πόρου. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

251 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 56 Τα αρδευτικά δίκτυα και των δύο περιοχών αποτελούν κλειστά συστήματα, με την έννοια ότι έχουν συγκεκριμένο μέγεθος, όρια και δυνατότητες άρδευσης. Τα κτήματα που δικαιούνται νερό ήταν και αυτά καθορισμένα από τους κανονισμούς άρδευσης των κοινοτήτων βάσει του ονοματεπώνυμου του δικαιούχου τους. Όπως προαναφέρθηκε τα κτήματα που εξυπηρετούνταν από τον υδραύλακα του Στενώματος το έτος 1976 ήταν 121 ενώ τα εξυπηρετούμενα κτήματα από τον υδραύλακα του Αγίου Νικολάου ήταν Α. Αρμονία των κανόνων οικειοποίησης και παροχής με τις τοπικές συνθήκες. Οι κανόνες που χρησιμοποιούνταν προέκυψαν με το πέρασμα του χρόνου και μέσα από συνεχείς πειραματισμούς, λάθη και αναθεωρήσεις. Οι κανόνες αυτοί αντικατόπτριζαν τα ιδιαίτερα περιβαλλοντικά και κοινωνικά χαρακτηριστικά των υπό μελέτη περιοχών. Ενώ και στις δύο περιοχές μελέτης ο τρόπος άρδευσης ήταν κοινός, το πότισμα δηλαδή γινόταν με τη σειρά, παρατηρούνταν κάποιες διαφοροποιήσεις που οφείλονταν στη διαφορά διαθέσιμης ποσότητας νερού. Ενώ στο Στένωμα η διάρκεια ποτίσματος καθοριζόταν ανάλογα με την έκταση, στον Άγιο Νικόλαο που υπήρχε περισσότερο νερό οι αγρότες χρησιμοποιούσαν στη σειρά τους όσο νερό χρειαζόταν για την κάλυψη των αρδευτικών αναγκών των καλλιεργειών. Μια ακόμη χαρακτηριστική διαφορά που σχετίζεται με την επάρκεια του δικτύου είναι ότι στο Στένωμα οι κάτοικοι είχαν οδηγηθεί να καλλιεργούν στα κτήματα τους εναλλάξ ανά χρονιά σιτάρι και καλαμπόκι επειδή η καλλιέργεια σιταριού έχει υποπολλαπλάσιες απαιτήσεις σε νερό από ότι το καλαμπόκι. 2Β. Αρμονία μεταξύ των κανόνων οικειοποίησης και των κανόνων παροχής. Οι κοινότητες των αρδευόμενων και στις δύο περιοχές καθόριζαν την προσωπική εργασία που έπρεπε να καταβάλλουν για τη συντήρηση του αρδευτικού δικτύου σε σχέση με το όφελος που τους απέδιδε το δίκτυο, την ποσότητα δηλαδή του νερού που δικαιούνταν. Στην περίπτωση του Στενώματος η απαιτούμενη προσωπική εργασία ήταν ανάλογη της ποσότητας νερού που αντιστοιχούσε σε κάθε κτήμα ενώ στον Άγιο Νικόλαο όλοι οι αρδευόμενοι ήταν υποχρεωμένοι σε μία ημέρα εργασίας και η περεταίρω δουλειά που πιθανώς προέκυπτε κατά την αρδευτική περίοδο επιβάρυνε μόνο τους αρδευτές που κατείχαν τα μεγαλύτερα κτήματα. Ο κανονισμός άρδευσης του Στενώματος του 1976 αναφέρει σχετικά: ο έχων δικαίωμα να αρδεύση λαχανόκηπον ή αγρόν από μίαν ώρα έως ημίσιαν θα προσφέρει εργασίαν δύο ώρες, και ο έχον δικαίωμα από ημίσιαν ημέραν έως μίαν ημέραν θα προσφέρει εργασίαν ημίσιαν ημέραν ήτοι τέσσαρες ώρες. Στο ίδιο πνεύμα κινείται και ο κανονισμός του Αγίου Νικολάου του 1963: Έκαστος των ανωτέρω υποχρεούται να προβεί εις την διάνοιξιν και κάθαρσιν του αναλογούντος εις το τμήμα του κτήματός του αρδευτικού αύλακος. Όσον αφορά την διάνοιξιν και κάθαρσιν των κεντρικών υδραυλάκων αυτή θα ενεργείται από κοινού υπό πάντων των εξουσιαστών των αρδευόμενων κτημάτων κατά το άνω χρονικό διάστημα ειδοποιουμένων προς τούτου υπό του αγροφύλακος ή του υδρονομέως.... Στο Σχήμα 4.1. φαίνεται πως απάντησαν οι Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

252 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 57 αρδευτές σε ερώτηση σχετικά με το κατά πόσο θεωρούσαν δίκαιη την ποσότητα νερού που λάμβαναν στη σειρά τους. Συγκεκριμένα το 51,35% απάντησε πάρα πολύ, το 40,54% πολύ και 8,11% απάντησε μέτρια. Τα αποτελέσματα της ποσοτικής έρευνας καταδεικνύουν με τη σειρά τους την αρμονία μεταξύ των κανόνων οικειοποίησης και των κανόνων παροχής καθώς δείχνουν πως υπήρχε κοινή αίσθηση περί της δίκαιης κατανομής του πόρου. 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Θεωρούσατε δίκαιη την ποσότητα νερού που λάμβανατε; Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο ή Καθόλου 51,35% 40,54% 8,11% 0,00% Σχήμα 4.1. Αίσθηση δικαιοσύνης για τη λαμβανόμενη ποσότητα νερού Στο Σχήμα 4.2. παρουσιάζονται τα αποτελέσματα στην ερώτηση που εξέταζε την αποδοχή της σειράς ποτίσματος. 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Θεωρούσατε δίκαιη τη σειρά που γινόταν το πότισμα; Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο ή Καθόλου 51,35% 37,84% 10,81% 0,00% Σχήμα 4.2. Αίσθηση δικαιοσύνης για τη σειρά ποτίσματος Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

253 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 58 Το 51,35% των αρδευτών απάντησαν πάρα πολύ, το 37,84% πολύ και το 10,81% μέτρια. Όπως φαίνεται από τα Σχήματα 4.1. και 4.2. η συντριπτική πλειοψηφία των ερωτηθέντων και των δύο περιοχών θεωρούσαν δίκαιη τόσο την ποσότητα νερού που λάμβαναν όσο και τη σειρά με την οποία γινόταν η άρδευση. Αξίζει να σημειωθεί ότι κανείς δεν απάντησε λίγο ή καθόλου, κάτι που αποδεικνύει την καθολική αποδοχή που είχε το σύστημα. Η αίσθηση δικαιοσύνης που χαρακτήριζε το σύστημα, αύξανε τη διάθεση για συμμετοχή στην κοινοτική διαχείριση του πόρου και μείωνε σε ένα βαθμό την πιθανότητα συγκρούσεων μεταξύ των μελών της κοινότητας. 3. ιακανονισμοί επιλογής πολιτικής. Το θεσμοθετημένο όργανο λήψης αποφάσεων των δύο κοινοτήτων ήταν το κοινοτικό συμβούλιο που όπως προέκυψε από την ποιοτική έρευνα έχαιρε γενικώς της εμπιστοσύνης της κοινότητας. Όσον αφορά τη διαχείριση του αρδευτικού δικτύου οι αρμοδιότητες του κοινοτικού συμβουλίου περιελάμβαναν ζητήματα όπως τη σύνταξη των κανονισμών άρδευσης, τον ορισμό των νεροφόρων, τον ορισμό της αρχής και του τέλους της αρδευτικής περιόδου καθώς και της περιόδου καθαρισμού των αυλακιών. Επίσης το κοινοτικό συμβούλιο αποφάσιζε για ενδεχόμενες επεκτάσεις του συστήματος και για επενδύσεις σε έργα υποδομών και εξοπλισμό άρδευσης, όπως αντλίες, λάστιχα, αγωγούς, ενώ επίσης διευθετούσε τυχόν αντιδικίες ή παραβάσεις μεταξύ των χρηστών. Αξίζει να αναφερθεί στο σημείο αυτό πως αν και δεν υπήρχε κάποια θεσμοθετημένη διαδικασία όπου οι αρδευτές από κοινού να αποφασίζουν για τα διάφορα ζητήματα, το ρόλο αυτό κάλυπτε το καφενείο του χωριού που λειτουργούσε ως ένας ζωτικός χώρος συζήτησης των προβλημάτων, ανταλλαγής απόψεων και συλλογικής επίλυσης των διαφορών μεταξύ των μελών. Εκεί βρισκόταν όλα τα μέλη της κοινότητας συμπεριλαμβανομένων και των μελών του κοινοτικού συμβουλίου επί καθημερινής βάσης και συζητούσαν τα διάφορα προβλήματα που προέκυπταν από τη λειτουργία του δικτύου. Ο λαογράφος Παναγιώτης Βλάχος αναφέρει σχετικά ότι οι κάτοικοι βρισκόντουσαν το βράδυ στο καφενείο ή στην πλατεία και τα λέγανε και συμφωνούσανε. Στο Σχήμα 4.3. παρουσιάζονται οι απαντήσεις στην ερώτηση εάν οι χρήστες μετέφεραν στο κοινοτικό συμβούλιο τους προβληματισμούς τους. Το 51,35% απάντησε ότι το έκανε πάντα, το 13,51% συχνά, το 10,81% σπάνια ενώ το 24,32% απάντησε πως ποτέ δεν μετέφερε τα παράπονά του στο κοινοτικό συμβούλιο. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

254 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 59 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Όταν είχατε κάποιο παράπονο το λέγατε στα μέλη του κοινοτικού συμβουλίου; Πάντα Συχνά Σπάνια Ποτέ 51,35% 13,51% 10,81% 24,32% Σχήμα 4.3. Εκδήλωση των παραπόνων από τους αρδευτές στο κοινοτικό συμβούλιο Σε κάθε περίπτωση, όταν υποβάλλονταν προβληματικές στο κοινοτικό συμβούλιο, αυτό τις λάμβανε συχνά υπόψη. Σε σχετική ερώτηση, δηλαδή στο κατά πόσο το κοινοτικό συμβούλιο λάμβανε υπόψη του τα παράπονα των αρδευτών, τα αποτελέσματα που φαίνονται στο διάγραμμα 4.4., κυμάνθηκαν ως εξής: το 41,38% δηλώνει πάρα πολύ, το 44,83% πολύ, το 10,34% μέτρια και μόλις το 3,45% δηλώνει πως το λάμβανε λίγο υπόψη του. 45,00% 40,00% 35,00% 30,00% 25,00% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% 0,00% Κατά πόσο το κοινοτικό συμβούλιο το λάμβανε υπόψη; Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο Καθόλου 41,38% 44,83% 10,34% 3,45% 0,00% Σχήμα 4.4. Επίδραση των παρατηρήσεων και σχολίων μεμονωμένων αρδευτών στο κοινοτικό συμβούλιο Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

255 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 60 Από τα Σχήματα 4.3. και 4.4. φαίνεται πως η πλειονότητα των ερωτηθέντων μετέφερε στο κοινοτικό συμβούλιο τους προβληματισμούς του σχετικά με την διαχείριση του αρδευτικού δικτύου και πως είχε τη βεβαιότητα ότι το τελευταίο τους λάμβανε υπόψη στις αποφάσεις που έπαιρνε σε σημαντικό βαθμό. Προκειμένου να διερευνηθεί ο ρόλος που έπαιζε το καφενείο στην κοινωνική οργάνωση της κοινότητας οι αγρότες ρωτήθηκαν πόσο συχνά πήγαιναν στο καφενείο. Το 70,27% των αρδευτών δήλωσε πως πήγαινε στο καφενείο από 5 έως 7 φορές την εβδομάδα, το 18,92% δήλωσε πως πήγαινε στο καφενείο 3 ή 4 φορές την εβδομάδα, το 2,7% πήγαινε 1 ή 2 φορές την εβδομάδα, ενώ το 8,11% πιο αραιά. Στη συνέχεια οι αρδευτές ρωτήθηκαν πόσο συχνά συζητιούνταν στο καφενείο θέματα σχετικά με την άρδευση και το δίκτυο. Σε αυτήν την ερώτηση το 69,44% απάντησε από 5 έως 7 φορές την εβδομάδα, το 22,22% απάντησε 3 ή 4 φορές και 1 ή 2 φορές απάντησε το 8,33% των αρδευτών. Κλείνοντας αυτήν την ενότητα ερωτήσεων οι αρδευτές κλήθηκαν να απαντήσουν στο κατά πόσο επηρεάζονταν οι αποφάσεις του προέδρου και του κοινοτικού συμβουλίου από τις κουβέντες του καφενείου. Το 21,41% των αρδευτών απάντησαν πάρα πολύ, το 38,24% των αρδευτών απάντησαν πολύ, το 17,65% των αρδευτών απάντησαν μέτρια, το 11,76% των αρδευτών απάντησαν λίγο και μόλις το 2,94% των αρδευτών απάντησε καθόλου. Το καφενείο, δηλαδή, προσέλκυε καθημερινά το σύνολο των αρδευτών και κύριο θέμα συζήτησης, ιδίως τους θερινούς μήνες, ήταν τα ζητήματα που προέκυπταν κατά τη διαδικασία της άρδευσης. Οι προβληματικές που προέκυπταν μεταφέρονταν στα μέλη του κοινοτικού συμβουλίου που συνήθως ήταν παρόντα και τα οποία δρούσαν ανάλογα. 4. Επιτήρηση Η πλειοψηφία των αρδευτών υπάκουε στον κανονισμό άρδευσης και παράλληλα απαιτούσε και από τους υπόλοιπους χρήστες την ίδια συμπεριφορά. Με αυτόν τον τρόπο το σύστημα αποκτούσε μια καθολική ισχύ που το καθιστούσε βιώσιμο στο χρόνο. Ο νεροφόρος, που ήταν και ο ίδιος αρδευτής, ήταν επιφορτισμένος με την επιτήρηση των κανόνων και λογοδοτούσε στον αγρονόμο της περιοχής. Βέβαια, όπως προαναφέρθηκε, σπάνια η διευθέτηση των παραβάσεων έβγαινε εκτός των ορίων της κοινότητας. Επιπλέον καθώς από τη φύση του ο πόρος διευκολύνει την επίβλεψη η επιτήρηση γινόταν και από το σύνολο των αρδευτών. Επίσης η επιτήρηση δεν εξαντλούνταν στην τήρηση των κανόνων άρδευσης αλλά εκτεινόταν και στη συλλογή στοιχείων για την κατάσταση του πόρου. Τα στοιχεία αυτά λειτουργούν ενισχυτικά προς τη διαδικασία θέσπισης των κανόνων οικειοποίησης και παροχής που διέπουν τον πόρο. Όπως διαπιστώθηκε τόσο από την ποιοτική όσο και από την ποσοτική έρευνα, και στις δύο περιοχές μελέτης παρατηρήθηκε χαμηλός βαθμός παραβατικής συμπεριφοράς. Σε Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

256 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 61 ερώτηση σχετικά με τις παρατηρούμενες παραβάσεις από άλλους αρδευτές ανά αρδευτική περίοδο, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4.5., το 41,18% των αρδευτών απάντησε καμία, το 20,59% απάντησε από 1 έως 2, το 29,41% απάντησε από 3 έως 5, και τέλος το 8.82% απάντησε από 6 και πάνω. 45,00% 40,00% 35,00% 30,00% 25,00% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% 0,00% Πόσες περίπου παραβάσεις παρατηρούνταν κάθε χρόνο; Καμία Από 1 έως 2 Από 3 έως 5 6 και πάνω 41,18% 20,59% 29,41% 8,82% Σχήμα 4.5. Αριθμός παρατηρούμενων παραβάσεων από αρδευτές Η περιορισμένη επάρκεια του δικτύου σε συνδυασμό με τις υψηλές υδατικές ανάγκες θα ήταν λογικό να αυξάνουν τον αριθμό παραβατικών κρουσμάτων. Άλλωστε είναι κοινώς αποδεκτό ότι καθώς αυξάνεται ο κίνδυνος καταστροφής της σοδειάς αυξάνεται και ο πειρασμός παράνομης οικειοποίησης του νερού. Ωστόσο ο μεγάλος βαθμός κοινωνικής συνοχής μεταξύ των μελών φαίνεται ικανός να παραμερίσει την όποια ιδιοτέλεια και να λειτουργήσει προς όφελος όλης της κοινότητας. Σε ερώτηση σχετικά με το φορέα στον οποίο κατήγγειλαν τις παρατηρούμενες παραβάσεις, το 2,7% των αρδευόμενων δήλωσε πως κατήγγειλε την παράβαση στον αγρονόμο, το 35,14% στον νεροφόρο, το 2,7% στο κοινοτικό συμβούλιο, το 35,14% στο καφενείο και το 24,32% σε κανέναν, όπως παρουσιάζεται στο Σχήμα 4.6. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

257 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 62 40,00% 35,00% 30,00% 25,00% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% 0,00% Όταν διαπιστώνατε κάποια παράβαση από άλλους αρδευτές συνήθως την καταγγέλλατε: Στον αγρονόμο Στο νεροφόρο Στο κοινοτικό συμβούλιο Στο καφενείο Σε κανένα 2,70% 35,14% 2,70% 35,14% 24,32% Σχήμα 4.6. Κατεύθυνση καταγγελίας των παραβάσεων των αρδευτών Η επιλογή του νεροφόρου είναι αναμενόμενη μιας και ήταν θεσμική του ευθύνη να επιτηρεί τη λειτουργία του δικτύου και την τήρηση των κανόνων και ως εκ τούτου ήταν ο κατεξοχήν αρμόδιος να διευθετεί τις όποιες παραβάσεις. Από την άλλη μεριά υπήρχε το καφενείο που αποτελούσε τον ουσιαστικό χώρο κοινωνικού ελέγχου και διάδρασης μεταξύ των αρδευτών και συνεπώς πολλοί ήταν εκείνοι που επέλεγαν να συζητούν και να λύνουν τα όποια προβλήματα ενώπιον των άλλων χρηστών. Τέλος η επιλογή της μη καταγγελίας φανερώνει μια αρκετά διαδεδομένη τάση η οποία ακολουθούσε την προσωπική οδό στη διευθέτηση των παραβάσεων. 5. Κλιμακούμενες κυρώσεις. Σε κάθε αρδευτική περίοδο τόσο στην περιοχή του Στενώματος όσο και στην περιοχή του Αγίου Νικολάου παρατηρούνταν μικρός αριθμός παραβάσεων των κανόνων άρδευσης. Οι λόγοι που οδηγούσαν κάποιον να παρακάμψει την καθορισμένη σειρά και να χρησιμοποιήσει νερό συνήθως ήταν είτε ο άμεσος κίνδυνος να καταστραφεί η σοδειά του είτε επειδή η ημέρα της καθορισμένης σειράς του συνέπιπτε με άλλες υποχρεώσεις. Συνεπώς, όπως προέκυψε και από την επιτόπια έρευνα, δεν υπήρχαν συστηματικοί ή κατά εξακολούθηση παραβάτες. Για αυτό και συνήθως αυτό το μικρό ποσοστό παραβάσεων τύγχανε της ανοχής της κοινότητας. Από την ποιοτική έρευνα προέκυψε ότι όταν διαπιστωνόταν κάποια παράβαση, αρχικά υπήρχε η διάθεση εσωτερικής διευθέτησης. Όταν όμως ο παραβάτης επέμενε στην ίδια συμπεριφορά, η αγρονομία του επέβαλλε πρόστιμα και υπήρχαν περιπτώσεις όπου η υπόθεση έφτανε μέχρι και το δικαστήριο, στο οποίο συνήθως όμως αθωωνόταν ή του Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

258 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 63 επιβαλλόταν μια μικρή ποινή. Αξίζει όμως να σημειωθεί πως πολλές φορές επενέβαινε ή συνηγορούσε το κοινοτικό συμβούλιο ώστε να παραγραφεί η καταγγελία. Εκτός από την τιμωρία που επιβαλλόταν είτε από το νεροφόρο, είτε από τον αγρονόμο είτε από το δικαστήριο, η παραβίαση του κανονισμού άρδευσης επέφερε συνολική αποδοκιμασία από τους κατοίκους της κοινότητας και ενός βαθμού κοινωνική απομόνωση. Στην αντίστοιχη ερώτηση που διερευνούσε τον κύριο αποτρεπτικό λόγο παράβασης των κανόνων, το 62,86% των ερωτώμενων απάντησε την κοινωνική κατακραυγή, το 31,43% την τιμωρία από τις κεντρικές αρχές και το 5,70% την τιμωρία από το κοινοτικό συμβούλιο όπως παρουσιάζεται στο Σχήμα ,00% 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Η κοινωνική κατακραυγή Η τιμωρία από τις κεντρικές αρχές Η τιμωρία από την κοινότητα Τι απέτρεπε κάποιον από το να κλέψει νερό; 62,86% 31,43% 5,71% Σχήμα 4.7. Κύρια αιτία αποτροπής παράβασης των κανόνων Το όνομα και η ευυποληψία είναι έννοιες που στα πλαίσια μιας μικρής κοινωνίας παίζουν σημαντικό ρόλο και καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό τις συμπεριφορές των μελών της. Φαίνεται πως η κοινωνική κατακραυγή αποτελούσε τον κύριο αποτρεπτικό παράγοντα παράβασης των κανόνων. 6. Μηχανισμοί επίλυσης των διαμαχών. Οι διαμάχες που προέκυπταν στις δύο κοινότητες σπάνια έφταναν στα θεσμικά όργανα καθώς το καφενείο αποτελούσε τον τοπικό στίβο όπου οι χρήστες έλυναν τις διαφορές τους. Όπως αναφέρθηκε το καφενείο ήταν ένας χώρος καθημερινής τριβής τόσο μεταξύ των αρδευόμενων όσο και μεταξύ των αρδευόμενων και των μελών του κοινοτικού συμβουλίου. Εκεί συζητιόταν απ όλους τα θέματα του χωριού και μεταξύ αυτών τα θέματα του νερού, κυρίως κατά τους θερινούς μήνες. Πολλές φορές δημιουργούνταν εντάσεις και προστριβές που κατά κύριο λόγο επιλύονταν ειρηνικά, χωρίς όμως να απουσιάζουν και Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

259 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 64 κάποιες περιπτώσεις χειροδικίας μεταξύ των αρδευτών. Ο ημήτριος εληγεωργόπουλος, πρώην πρόεδρος της κοινότητας Αγίου Νικολάου, σε τηλεφωνική συνέντευξη αναφέρει σχετικά με τις παραβάσεις των κανόνων: εκεί γινόταν κάποιος τσακωμός αλλά κάποια στιγμή τα σταματήσανε και αυτά πάνω στο μάλωμα του νερού λέγανε για το τι είχε κάνει κάθε άντρας ή γυναίκα το βράδυ που μαζευότανε αυτά τα λύνανε στις συζητήσεις απάνω καμιά φορά πήγαιναν και στα δικαστήρια για το νερό αλλά δεν ήταν σπουδαίο, πταίσμα ήταν η υπόθεση κανένας πολύ ιδιότροπος να πήγαινε στα δικαστήρια αλλά πάντα τον αθώωναν του έλεγαν να μην το ξανακάνει και τελείωνε η υπόθεση και πειθαρχούσε. 7. Ελάχιστη αναγνώριση του δικαιώματος οργάνωσης. Οι κοινότητες είχαν το δικαίωμα σύνταξης των κανονισμών άρδευσης αλλά και τροποποίησης τους, του ορισμού των νεροφόρων και της οργάνωσης της συντήρησης του δικτύου στους ίδιους τους αρδευόμενους και στα κοινοτικά τους συμβούλια. Ο κανονισμός αναγνωριζόταν από τα δικαστήρια ενώ δεν υπήρχε κάποιο εθνικό ή περιφερειακό όργανο που να αμφισβητεί και να τροποποιεί τους κανονισμούς άρδευσης. Καθώς η κοινοτική άρδευση των κτημάτων γινόταν σε αυτήν την περιοχή για πολλές γενιές, η κεντρική κρατική εξουσία δεν επέβαλε το σύστημα διαχείρισης αλλά το επικύρωσε με αντίστοιχα νομοθετικά διατάγματα. Σε αυτό το σημείο αξίζει να αναφερθεί ότι οι περιοχές μελέτης ουσιαστικά εξαιρέθηκαν από την κεντρική αγροτική πολιτική του κράτους λόγω της μικρής οικονομικής τους δραστηριότητας και της απομακρυσμένης τους θέσης. Το γεγονός αυτό έπαιξε καίριο ρόλο στη δυνατότητα των κατοίκων της περιοχής να διαχειρίζονται κοινοτικά το αρδευτικό δίκτυο και μόνοι τους να θεσπίζουν τους κανόνες που ακολουθούν Παράγοντες σχετικά με τον πόρο Όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 3 η κατάσταση ενός πόρου, η ύπαρξη αξιόπιστων δεικτών που να δηλώνουν την κατάσταση του, η προβλεψιμότητα της παροχής των μονάδων του πόρου και το γεωγραφικό του εύρος παίζουν σημαντικότατο ρόλο για την επιτυχή ή μη κοινοτική διαχείριση ενός πόρου. Οι παράγοντες αυτοί ικανοποιούνταν σε μεγάλο βαθμό και ευνοούσαν την κοινοτική διαχείριση του αρδευτικού συστήματος. Εξετάζοντας την κατάσταση ενός πόρου κοινής δεξαμενής επιδιώκεται να διερευνηθεί η δυναμική του πόρου και το κατά πόσο αυτός δίνει τη δυνατότητα στους χρήστες να αποκομίσουν οφέλη και συνεπώς να έχουν κίνητρο για να επενδύσουν μακροπρόθεσμα δημιουργώντας δομές κοινοτικής διαχείρισης. Ο παράγοντας αυτός εκπληρωνόταν σε σημαντικό βαθμό αφού το νερό από τον υδραύλακα ήταν ζωτικής σημασίας για τη διαβίωση των χρηστών των οποίων η κύρια πηγή εισοδήματος ήταν η γεωργία. Αν συνυπολογιστεί και η έλλειψη εναλλακτικών τρόπων άρδευσης γίνεται άμεσα αντιληπτή η ανάγκη αποτελεσματικής διαχείρισης του υπάρχοντος δικτύου. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

260 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 65 Ως δείκτες σε ένα αρδευτικό σύστημα μπορούν να θεωρηθούν η διαθέσιμη ποσότητα του νερού, η παροχή δηλαδή του δικτύου, και η ανάγκη συντήρησης και καθαρισμού. Όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 2, η φύση των επιφανειακών συστημάτων άρδευσης διευκολύνει την αναγνώριση αυτών των δεικτών. Το νερό στα αυλάκια αυτά προέρχεται από επιφανειακά ύδατα που βρίσκονται πολύ κοντά στα χωριά συνεπώς η διαθέσιμη ποσότητα του νερού κάθε χρόνο ήταν εύκολα παρατηρήσιμη από όλους τους χρήστες. Επίσης, καθώς οι περισσότερες δραστηριότητες των χρηστών σχετίζονταν άμεσα με το φυσικό περιβάλλον, οι μεταβολές που συντελούνταν σε αυτό και επηρέαζαν το δίκτυο, όπως για παράδειγμα έντονες βροχοπτώσεις ή περίοδοι ανομβρίας, κατολισθήσεις, πυρκαγιές, είχαν άμεσο αντίκτυπο στη ζωή τους. Επίσης ο νεροφόρος επέβλεπε το δίκτυο και ενημέρωνε τους χρήστες και το κοινοτικό συμβούλιο για την κατάσταση του. Το γεωγραφικό μέγεθος των αρδευτικά συστήματα και των δύο περιοχών είναι αρκετά μικρά και όλοι οι χρήστες είχαν ακριβή γνώση τόσο των εξωτερικών ορίων τους όσο και των τοπικών συνθηκών. Στην περίπτωση του Στενώματος ο υδραύλακας έχει συνολικό μήκος 5 χιλιομέτρων ενώ στον Άγιο Νικόλαο 6 χιλιόμετρα Παράγοντες σχετικά με τους χρήστες Όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 3 ο βαθμός οικονομικής εξάρτησης, οι κοινές αντιλήψεις, το χαμηλό προεξοφλητικό επιτόκιο, η εμπιστοσύνη και αμοιβαιότητα, η αυτονομία και η προηγούμενη πείρα συνεργασίας είναι παράγοντες που αφορούν τους χρήστες και που μπορούν να παίξουν καταλυτικό ρόλο δημιουργώντας ευνοϊκές συνθήκες για την ανάπτυξη ενός κοινοτικού συστήματος διαχείρισης ενός πόρου. Στη συνέχεια εξετάζεται ο βαθμός στον οποίο ίσχυαν οι παράγοντες αυτοί στις κοινότητες που πραγματοποιήθηκε η μελέτη. Βαθμός οικονομικής εξάρτησης Ένα σημαντικό στοιχείο που προέκυψε ήταν ο μεγάλος βαθμός που οι αρδευτές ήταν οικονομικά εξαρτημένοι από τον πόρο. Σε ερώτηση για το πόσο η οικονομία του νοικοκυριού τους στηριζόταν στο νερό το ποσοστό των αρδευτών που δήλωσε πάρα πολύ, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4.8., ήταν 63,16%. Αντίστοιχα το 15,79% απάντησε πολύ, το 13,16% μέτρια και το 7,89% λίγο. Θα πρέπει να σημειωθεί πως κανείς δεν απάντησε καθόλου. Μία άλλη ερώτηση που αποσκοπούσε στη διερεύνηση του βαθμού οικονομικής εξάρτησης των χρηστών από το συγκεκριμένο πόρο κοινής δεξαμενής ήταν για την ύπαρξη συμπληρωματικών εισοδημάτων. Από τους ερωτηθέντες το 37,84% δήλωσε πως η γεωργία αποτελούσε την αποκλειστική πηγή εισοδήματος του ενώ το υπόλοιπο 62,16% δήλωσε πως είχε κι άλλες πηγές εισοδήματος οι οποίες προέρχονταν κυρίως όμως από την κτηνοτροφία και την υλοτομία. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

261 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση % 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% Σε τι βαθμό η οικονομία του νοικοκυριού στηριζόταν στο νερό που παίρνατε από τον υδραύλακα; Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο Καθόλου 63.16% 15.79% 13.16% 7.89% 0.00% Σχήμα 4.8. Εξάρτηση των νοικοκυριών από τον υδραύλακα κατά το παρελθόν Κοινές αντιλήψεις Όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 3 στην περίπτωση που οι χρήστες ενός πόρου κοινής δεξαμενής μοιράζονται κοινές αντιλήψεις σχετικά με τη λειτουργία του συστήματος του πόρου δημιουργείται πρόσφορο έδαφος ώστε να συμφωνηθούν κοινές στρατηγικές μεταξύ των χρηστών για τη διαχείρισή του. Το κριτήριο αυτό ικανοποιείται μιας και η ίδια η φύση του πόρου, όπως παρουσιάστηκε στο 2 ο Κεφάλαιο, δίνει τη δυνατότητα στους χρήστες να έχουν επαρκή γνώση πάνω σε αυτό. Το πεπερασμένο μέγεθος των αρδευτικών δικτύων και των δύο περιοχών σε συνδυασμό με την εγγύτητά τους, επιτρέπει στους χρήστες να γνωρίζουν για τη διαθέσιμη υδατική επάρκεια, τις ενδεχόμενες φθορές σε τμήματά του, την απαιτούμενη εργασία καθαρισμού και συντήρησης, την ανάγκη πιθανών επεκτάσεων κ.α. Επίσης οι παραβάσεις γίνονται άμεσα αντιληπτές αφού είναι εύκολα παρατηρήσιμο σε ποιο κτήμα διοχετεύτηκε το νερό και συνεπώς ποιος είναι ο χρήστης. Η θέση αυτή επαληθεύτηκε και από την ποσοτική έρευνα όπου όπως φαίνεται στο διάγραμμα 4.9., στην ερώτηση για το πόσο επαρκής ήταν η πληροφόρηση των χρηστών πάνω στο δίκτυο όσον αφορά την επάρκεια νερού, την ανάγκη συντήρησης και την απαιτούμενη εργασία, το 62,16% απάντησε πάρα πολύ και το 32,43% πολύ ενώ το 5,41% απάντησε μέτρια. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

262 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση % 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% Πόσο επαρκής ήταν η πληροφόρηση σας για το δίκτυο; Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο ή Καθόλου 62.16% 32.43% 5.41% 0.00% Σχήμα 4.9. Βαθμός πληροφόρησης για τα θέματα του δικτύου Το γεγονός ότι τα μέλη της κοινότητας μοιράζονταν κοινές αντιλήψεις φαίνεται και από τα αποτελέσματα του διαγράμματος Σε αυτό απεικονίζονται οι απαντήσεις των αρδευτών στην ερώτηση κατά πόσο συχνά πληροφορούνταν για κάποια παράβαση όπου το 69,44% απάντησε πάντα, το 19,44% συχνά, το 8,33% σπάνια και το 2,78% ποτέ % 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% Πάντα Συχνά Σπάνια Ποτέ Όταν κάποιος έκλεβε νερό, το μαθαίνατε; 69.44% 19.44% 8.33% 2.78% Σχήμα Βαθμός πληροφόρησης των αρδευτών για περιπτώσεις παραβάσεων Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

263 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 68 Προεξοφλητικό επιτόκιο Προκειμένου να διερευνηθεί η σημασία που έδιναν οι χρήστες στα κέρδη που ήταν πιθανό να αποκομίσουν στο μέλλον από τον πόρο, κατά τη διάρκεια της ποσοτικής έρευνας ρωτήθηκαν αν πίστευαν πως τα παιδιά τους θα συνέχιζαν να ζουν στο μέλλον με τον ίδιο τρόπο και να καλλιεργούν τα χωράφια όπως και εκείνοι. Το υψηλό ποσοστό, της τάξης του 63,89%, που έδωσε αρνητική απάντηση καταδεικνύει την έλλειψη μελλοντικών ανταποδοτικών προσδοκιών από το πόρο και κατά συνέπεια την ύπαρξη μεγάλου προεξοφλητικού επιτοκίου. Θα πρέπει να σημειωθεί πως η απάντηση στην ερώτηση αυτή μπορεί να επηρεάστηκε σε ένα βαθμό από το γεγονός πως οι κάτοικοι γνωρίζουν πλέον ότι επήλθε απομάκρυνση του πληθυσμού. Είναι πολύ πιθανό αν γινόταν η ίδια ερώτηση στους κατοίκους των δύο κοινοτήτων στη δεκαετία του 80 να υπήρχαν διαφορετικά αποτελέσματα. Η αναζήτηση καλύτερων συνθηκών ζωής σε άλλα μέρη ακολούθησε μια γενικότερη τάση που κυριαρχούσε για πολλές δεκαετίες σε όλη τη χώρα και οφειλόταν σε κοινωνικούς και πολιτικούς παράγοντες. Σε κάθε περίπτωση πάντως, η τάση αυτή δηλώνει μειωμένη διάθεση από τα μέλη της κοινότητας να επενδύσουν σε θεσμούς και κανόνες και να εναρμονιστούν με αυτούς. Εμπιστοσύνη και αμοιβαιότητα Ο παράγοντας της εμπιστοσύνης και αμοιβαιότητας μεταξύ των χρηστών είναι πολύ σημαντικός για την ανάπτυξη συλλογικής δράσης καθώς όταν υπάρχουν μειώνεται το κόστος της επιτήρησης και τιμωρίας των παραβατών και ενισχύεται η διάθεση τήρησης των κανόνων από όλους. Από το σύνολο των συνεντεύξεων αλλά και από γραπτά τεκμήρια προέκυψε πως και στις δύο κοινότητες κατά το παρελθόν υπήρχε μεγάλος βαθμός εμπιστοσύνης και αμοιβαιότητας μεταξύ των μελών τους που ενισχυόταν καθημερινά από τις διάφορες μορφές συνεργασίας και αλληλοβοήθειας. Ο Αθανάσιος Κωτσοκάλης που ήταν αρδευτής και πρώην πρόεδρος της κοινότητας Στενώματος κατά τη διάρκεια τηλεφωνικής συνέντευξης ανέφερε το χωριό πάντα βοηθιέται. ε ζει ένα χωριό αν δεν έχει αρμονία, αν δε βοηθάει ο ένας τον άλλο. Έφτιαχνε ένα σπίτι κάποιος και όλοι βοηθούσαν για να γίνει αυτό. Τώρα δε γίνεται αυτό το πράγμα... Στο ερωτηματολόγιο συμπεριλήφθηκαν τέσσερις ερωτήσεις προκειμένου να διερευνηθεί και ποσοτικά ο παράγοντας αυτός. Στην πρώτη από αυτήν την ομάδα ερωτήσεων το 33,33% δήλωσε πως οι σχέσεις του με τους υπόλοιπους αγρότες ήταν πολύ καλές και το 66,67% καλές. Στην ερώτηση αν υπήρχε εμπιστοσύνη μεταξύ τους, όπως φαίνεται στο διάγραμμα το 48,65% απάντησε πάρα πολύ, το 35,14% πολύ και το 16,22% μέτρια χωρίς κανείς να απαντά λίγο ή καθόλου. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

264 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση % 45.00% 40.00% 35.00% 30.00% 25.00% 20.00% 15.00% 10.00% 5.00% 0.00% Εμπιστευόσασταν τους άλλους κατοίκους του χωριού; Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο Καθόλου 48.65% 35.14% 16.22% 0.00% 0.00% Σχήμα Βαθμός εμπιστοσύνης μεταξύ των χρηστών κατά το παρελθόν Με την τρίτη ερώτηση, όπως δείχνει το διάγραμμα 4.12., φάνηκε ξεκάθαρα ο μεγάλος βαθμός αλληλοβοήθειας μεταξύ των χρηστών % 45.00% 40.00% 35.00% 30.00% 25.00% 20.00% 15.00% 10.00% 5.00% 0.00% Σας ενδιέφερε η γνώμη των γειτόνων σας για αυτά που κάνατε; Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο Καθόλου 27.03% 45.95% 10.81% 5.41% 10.81% Σχήμα Βαθμός εμπιστοσύνης μεταξύ των χρηστών κατά το παρελθόν Το 72,98% παραδέχτηκε πως η γνώμη των γειτόνων πάνω σε αυτά που έκαναν τους ενδιέφερε από πολύ έως πάρα πολύ, το 10,81% μέτρια και το 16,22% λίγο έως καθόλου ενώ στην επόμενη ερώτηση η συντριπτική πλειοψηφία, της τάξης του 97,30%, δήλωσε πως υπήρχε αλληλοβοήθεια μεταξύ των κατοίκων. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

265 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 70 Αυτονομία Όπως αναφέρθηκε αρμόδια αρχή για τη διαχείριση των αρδευτικών δικτύων και στις δύο περιοχές μελέτης ήταν τα κοινοτικά συμβούλια τα οποία συνέτασσαν τους κανονισμούς άρδευσης. Αυτοί οι κανονισμοί, οι οποίοι τύγχαναν καθολικής αποδοχής, όριζαν το συνολικό πλαίσιο λειτουργίας του συστήματος και αποτελούσαν τη βασική νομοθεσία βάσει της οποίας έκρινε το δικαστήριο σε τυχόν περιπτώσεις αντιδικιών. Ένα στοιχείο που πρέπει να αναφερθεί είναι ότι η ευρύτερη περιοχή της Ευρυτανίας εξαιτίας της γεωμορφολογίας της έμεινε σχετικά αποκομμένη από τον κρατικό σχεδιασμό σε διάφορους τομείς όπως αυτό εύκολα διαπιστώνεται στα υποτυπώδη οδικά δίκτυα της περιοχής και τις στοιχειώδεις υποδομές. Σε αυτά τα πλαίσια εξαιρέθηκε και από την κεντρική αγροτική πολιτική με χαρακτηριστικό παράδειγμα την απουσία Τ.Ο.Ε.Β. σε ολόκληρη την Ευρυτανία και τη διατήρηση στην ουσία του κοινοτικού τρόπου διαχείρισης των αρδευτικών δικτύων όπως αυτή ίσχυε για αιώνες στην περιοχή. Όπως αναφέρθηκε ο ρόλος του καφενείου ήταν σημαντικός καθώς παρείχε στους αρδευτές τη δυνατότητα να συμμετέχουν στη θέσπιση, επιβολή και τροποποίηση των λειτουργικών κανόνων. Η διάθεση των αρδευτών για διατήρηση του κοινοτικού μοντέλου διαχείρισης του πόρου αποτυπώθηκε στο Σχήμα % 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% Πιστεύετε ότι αν τη διαχείριση του δικτύου την αναλάμβανε μια κεντρική κρατική αρχή, το σύστημα θα λειτουργούσε: Πολύ καλύτερα Καλύτερα Το ίδιο Χειρότερα Πολύ χειρότερα 2.78% 22.22% 13.89% 52.78% 8.33% Σχήμα Εκτίμηση του επιπέδου λειτουργίας του δικτύου στην περίπτωση που το διαχειριζόταν μια κεντρική κρατική αρχή Στο Σχήμα απεικονίζονται οι απαντήσεις στην ερώτηση της ποσοτικής έρευνας για το κατά πόσο οι αρδευτές θεωρούσαν πως το σύστημα θα λειτουργούσε καλύτερα αν αναλάμβανε τη διαχείρισή του μια κεντρική κρατική αρχή. Όπως φαίνεται το 52,78% Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

266 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 71 απάντησε χειρότερα, το 8,33% πολύ χειρότερα, το 13,89% το ίδιο, το 22,22% καλύτερα και μόλις το 2,78% πολύ καλύτερα. Το 61,11% των ερωτηθέντων δηλαδή έδειξε δυσπιστία ως προς την αποτελεσματικότητα μιας κεντρικής κρατικής αρχής ως υπεύθυνης για τη διαχείριση του δικτύου και θα επέμενε στην κοινοτική διαχείριση αυτού. Η πλειοψηφία των αρδευτών πίστευε πως τα άτομα που εμπλέκονται στη διαχείριση του δικτύου θα έπρεπε να είναι μέλη της κοινότητας ώστε να είναι εξοικειωμένα με τις τοπικές συνθήκες. Προηγούμενη πείρα συνεργασίας Η συνεργασία μεταξύ των κατοίκων δεν περιοριζόταν στη διάνοιξη, τη συντήρηση και τη διαχείριση των αρδευτικών καναλιών αλλά κάλυπτε ένα μεγάλο φάσμα τόσο της αγροτικής όσο και της κοινωνικής ζωής. Πέρα από την προσωπική εργασία όπου κάθε οικογένεια υποχρεωνόταν να διαθέσει ορισμένα ημερομίσθια το χρόνο για έργα κοινής ωφέλειας, οι κάτοικοι της κοινότητας συνεργάζονταν επίσης στον τρύγο, στη συγκομιδή της πατάτας καθώς και στο θερισμό και το αλώνισμα. Ακόμα υπήρχε συνεργασία στο ξεφλούδισμα του καλαμποκιού, στη βόσκηση και το κούρεμα των προβάτων, στην κατασκευή των σπιτιών των κατοίκων και σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης όπως η κατάσβεση πυρκαγιών. Λειτουργούσε επίσης και στις δυο κοινότητες υλοτομικός συνεταιρισμός με σχεδόν μεγάλη συμμετοχή των κατοίκων και αξιόλογη εξαγωγική δραστηριότητα. Η συνεργασία μεταξύ των κατοίκων δημιουργούσε πολύτιμη εμπειρία πάνω σε θέματα συλλογικής αντιμετώπισης των προβλημάτων και συνεπώς συντελούσε στην καλύτερη διαχείριση του αρδευτικού συστήματος. Οι χρήστες φάνηκε να συμμερίζονται την άποψη αυτή καθώς στην ερώτηση για το πόσο θεωρούσαν πως η ύπαρξη συνεργασίας και σε άλλους τομείς βοηθούσε στην καλή συνεργασία στη διαχείριση του δικτύου το 58,82% απάντησε πάρα πολύ, το 38,24% πολύ και το 2,94% μέτρια. Στις επιλογές λίγο και καθόλου δεν απάντησε κανείς. 4.4 ιερεύνηση των λόγων υποβάθμισης της κοινοτικής διαχείρισης των αρδευτικών συστημάτων Ως τη δεκαετία του '80 η διαχείριση του αρδευτικού δικτύου όπως αναλύθηκε ήταν κοινοτική. Από τη δεκαετία του '80 και έπειτα παρατηρείται μια σταδιακή υποβάθμιση της κοινοτικής διαχείρισης έως και σήμερα όπου ακόμη εφαρμόζεται σε υποδεέστερο όμως βαθμό διατηρώντας κάποια βασικά χαρακτηριστικά του παρελθόντος. Στο σημείο αυτό επιχειρείται να γίνει μια σύγκριση μεταξύ των δύο χρονικών περιόδων ώστε να προσδιοριστούν τα στοιχεία εκείνα που αποθαρρύνουν την ανάπτυξη κοινοτικής διαχείρισης του αρδευτικού συστήματος στη σημερινή κατάσταση. Οι λόγοι της μειωμένης χρήσης του πόρου δεν θα πρέπει να αναζητηθούν στους παράγοντες που αφορούν τον Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

267 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 72 πόρο καθώς το σύστημα του ίδιου του πόρου δεν έχει υποστεί καθόλου μεταβολές. Αν συνυπολογιστεί η τεχνολογική πρόοδος που έχει συντελεστεί τις τελευταίες δεκαετίες μπορεί κανείς να ισχυριστεί πως οι συνθήκες είναι πιο ευνοϊκές σε σχέση με το παρελθόν για την κοινοτική διαχείριση του. Προκειμένου να διερευνηθεί αν έχουν μεταβληθεί οι παράγοντες που σχετίζονται με τους χρήστες και τα χαρακτηριστικά των κοινοτήτων τους επιλέχθηκε να συμπεριληφθούν στο ερωτηματολόγιο ερωτήσεις που αναφέρονταν στην σημερινή κατάσταση. Η πλειονότητα των κατοίκων που έχουν παραμείνει στις περιοχής μελέτης έχει πλέον άλλες πηγές εισοδήματος για την κάλυψη των αναγκών τους και οι απολαβές που προέρχονται από το νερό των δικτύων έχουν δευτερεύοντα ρόλο στην οικονομία των νοικοκυριών τους. Όπως φαίνεται στο Σχήμα το ποσοστό των αρδευτών που δήλωσε πως σήμερα εξαρτώνται οικονομικά από τον πόρο από λίγο έως καθόλου ήταν 81,58%. Το αντίστοιχο ποσοστό κατά το παρελθόν ήταν μόλις 7,89%. Επίσης ενώ το 78,95% των αρδευτών δήλωσε πως στο παρελθόν η οικονομία του νοικοκυριού τους στηριζόταν από πολύ μέχρι πάρα πολύ στο νερό που έπαιρναν από το αυλάκι για την άρδευση των κτημάτων τους, σήμερα το ποσοστό αυτό είναι 7,89% 70,00% 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο Καθόλου Παρελθόν 63,16% 15,79% 13,16% 7,89% 0,00% Σήμερα 0,00% 7,89% 10,53% 36,84% 44,74% Σχήμα Βαθμός οικονομικής εξάρτησης των νοικοκυριών από τον υδραύλακα κατά το παρελθόν και σήμερα Αντίστοιχες μεταβολές παρατηρήθηκαν στην ερώτηση περί ύπαρξης συμπληρωματικών πηγών εισοδήματος. Όπως φαίνεται στο Σχήμα το ποσοστό των κατοίκων που έχουν Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

268 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 73 σήμερα συμπληρωματικές πηγές εισοδήματος ανήλθε στο 88,24% από 62,16% που ήταν στο παρελθόν. 90,00% 80,00% 70,00% 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Ναι Όχι Παρελθόν 62,16% 37,84% Σήμερα 88,24% 11,76% Σχήμα Ύπαρξη συμπληρωματικών πηγών εισοδήματος κατά το παρελθόν και σήμερα Οι απαντήσεις στην ερώτηση αν υπάρχει εμπιστοσύνη μεταξύ των κατοίκων σήμερα παρατίθενται στο Σχήμα μαζί με τις απαντήσεις για το τι ίσχυε στο παρελθόν. 50,00% 45,00% 40,00% 35,00% 30,00% 25,00% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% 0,00% Πάρα πολύ Πολύ Μέτρια Λίγο Καθόλου Παρελθόν 48,65% 35,14% 16,22% 0,00% 0,00% Σήμερα 3,03% 39,39% 24,24% 27,27% 6,06% Σχήμα Βαθμός εμπιστοσύνης μεταξύ των κατοίκων κατά το παρελθόν και σήμερα Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

269 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μελέτη διαχείρισης επιφανειακών υδατικών πόρων με εμπειρική ανάλυση 74 Έτσι σήμερα μόλις το 3,03% απάντησε πως έχει πάρα πολύ εμπιστοσύνη στους άλλους κατοίκους του χωριού το 39,39% πολύ, το 24,24% μέτρια, το 27,27% λίγο και το 6,06% καθόλου. Υπενθυμίζεται πως για το παρελθόν το 48,65% είχε απαντήσει πάρα πολύ, το 35,14% πολύ και το 16,22% μέτρια. Τα αποτελέσματα του Σχήματος είναι ακόμα πιο αποκαλυπτικά καθώς δείχνουν πως οι μισοί μόνο από τους ερωτηθέντες θεωρούν πως υπάρχει σήμερα αλληλοβοήθεια μεταξύ των κατοίκων του χωριού. Η απάντηση στην ερώτηση αν υπήρχε αλληλοβοήθεια κατά το παρελθόν όπως προαναφέρθηκε ήταν 97,30%. 100,00% 90,00% 80,00% 70,00% 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Ναι Όχι Παρελθόν 97,30% 2,70% Σήμερα 50,00% 50,00% Σχήμα Ύπαρξη αλληλοβοήθειας μεταξύ των κατοίκων κατά το παρελθόν και σήμερα Μπορεί με βάση τα παραπάνω να ισχυριστεί κανείς πως ενώ και στις δύο κοινότητες κατά το παρελθόν υπήρχαν ισχυροί κοινωνικοί δεσμοί καθημερινής συνεργασίας και ουσιαστικής αλληλεγγύης μεταξύ των μελών τους, οι δεσμοί αυτοί σταδιακά χαλάρωσαν, οι σχέσεις αλλοιώθηκαν και εξατομικεύτηκαν συντελώντας με αυτό τον τρόπο στη μείωση της διάθεσης για συλλογική αντιμετώπιση των προβλημάτων με ανάπτυξη κοινοτικής διαχείρισης. Κύρια αιτία της υποβάθμισης της κοινοτικής διαχείρισης στην περιοχή αποτέλεσε η δραματική μείωση του πληθυσμού που προήλθε από το οξύ μεταναστευτικό ρεύμα που σημειώθηκε στον ελλαδικό χώρο για πολλές δεκαετίες είτε προς το εξωτερικό είτε προς τα αστικά κέντρα. Η αιτία αυτή αποτελεί εξωτερικό παράγοντα που δεν περιλαμβάνεται στις αρχές σχεδιασμού. Αυτή η παρατήρηση ενισχύει τις ολοένα και περισσότερες φωνές που υποστηρίζουν τη διεύρυνση των αρχών σχεδιασμού και την ανάγκη να συμπεριληφθούν σε αυτές κοινωνικοί, οικονομικοί και πολιτικοί παράγοντες. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

270 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα Στο Κεφάλαιο 4 παρατηρήθηκε πως δύο σημαντικά στοιχεία που ευνοούν την κοινοτική διαχείριση ενός επιφανειακού αρδευτικού συστήματος είναι η ύπαρξη ενός στίβου επικοινωνίας μεταξύ των χρηστών του και η χρησιμοποίηση από αυτούς ενός συστήματος επιβολής κλιμακούμενων κυρώσεων. Στο Κεφάλαιο αυτό θα διερευνηθεί αν οι μεταβλητές αυτές θα μπορούσαν να συντελέσουν στην επιτυχή κοινοτική διαχείριση ενός υπόγειου υδροφορέα. Η διερεύνηση αυτή έγινε με την πραγματοποίηση οικονομικών πειραμάτων, με τα οποία υπάρχει η δυνατότητα αλλαγής μίας μεταβλητής διατηρώντας παράλληλα σταθερές άλλες μεταβλητές ώστε να μελετούνται πιθανές αλλαγές στις ανθρώπινες συμπεριφορές. Θα πρέπει να σημειωθεί πως ενώ τα πρώτα οικονομικά πειράματα διεξήχθησαν την δεκαετία του 30, άρχισαν να γίνονται ευρέως αποδεκτά σαν εργαλεία μελέτης κοινωνικών αλληλεπιδράσεων αρκετές δεκαετίες αργότερα (Kogel και Roth, 1995). 5.1 Σχεδιασμός του οικονομικού πειράματος To οικονομικό πείραμα διεξήχθη με το λογισμικό z-tree που κατασκευάστηκε, αναπτύχθηκε και παρουσιάστηκε από το πανεπιστήμιο της Ζυρίχης (Fischbacher, 2007). Έχει ως σκοπό να διευκολύνει την πραγματοποίηση οικονομικών πειραμάτων με σχετική ευκολία χωρίς να απαιτείται ιδιαίτερη εμπειρία και αποτελείται, αφ' ενός, από το z-tree, το πρόγραμμα που χρησιμοποιεί ο οργανωτής του πειράματος και αφ' ετέρου, από το z-leaf, το πρόγραμμα που χρησιμοποιείται από τους συμμετέχοντες παίκτες. Στο z-tree μπορεί να καθοριστεί και να πραγματοποιηθεί ευρεία σειρά πειραμάτων. Στο οικονομικό πείραμα συμμετείχαν 100 προπτυχιακοί φοιτητές του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, και με τη συμμετοχή τους στο πείραμα μπορούσαν να βελτιώσουν το βαθμό τους στο μάθημα επιλογής Ανάλυση συστημάτων και επικινδυνότητας, ανάλογα με την επίδοση τους στο οικονομικό πείραμα. Το οικονομικό πείραμα έλαβε χώρα στη νησίδα υπολογιστών του Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

271 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 76 τμήματος Πολιτικών Μηχανικών σε δύο φάσεις. Η πρώτη φάση πραγματοποιήθηκε τον Ιούνιο του 2007 με τη συμμετοχή 48 φοιτητών ενώ στη δεύτερη συμμετείχαν 52 φοιτητές και διεξήχθη τον Μάιο του 2008 (Πετράκος και Κλάδος, 2008), (Γεωργακόπουλος, Κλάδος, Πετράκος και Ζορμπά, 2009), ( ημητριάδης και Τενεκετζή, 2009). Οι φοιτητές χωρίστηκαν σε επτά ομάδες των δώδεκα ατόμων και μία των δεκαέξι, κάθε μια από τις οποίες προσήρθε σε καθορισμένη ημέρα και ώρα στη νησίδα. Πριν από κάθε μέρος του πειράματος μοιράστηκαν στους φοιτητές ενημερωτικά φυλλάδια με όλες τις απαραίτητες οδηγίες, οι οποίες παρατίθενται στο Παράρτημα Β. Μετά την ανάγνωση των οδηγιών από τους συμμετέχοντες, δόθηκαν διευκρινίσεις σε τυχόν απορίες τους. Κατά τη διάρκεια όλων των μερών του πειράματος, οι συμμετέχοντες χωριζόταν σε ομάδες τυχαία. Η σύνθεση των ομάδων διατηρούνταν σταθερή κατά τη διάρκεια κάθε κατηγορίας πειράματος. Αξίζει να σημειωθεί πως ο Dickinson (2006) απέδειξε πως οι φοιτητές που συμμετέχουν σε οικονομικά πειράματα στα οποία υπάρχει βαθμολογική ανταμοιβή συμπεριφέρονται το ίδιο ή και περισσότερο λογικά από όταν συμμετέχουν σε πειράματα που υπάρχει οικονομική ανταμοιβή. Απέδειξε ακόμα πως τα αποτελέσματα είναι ακόμα καλύτερα όταν τα οικονομικά πειράματα διεξάγονται κοντά στο τέλος του ακαδημαϊκού εξαμήνου, κάτι που συνέβη και στις δύο φάσεις του παρουσιαζόμενου πειράματος. Επίσης οι Isaac, Walker και Williams (1993) διεξήγαγαν ίδια πειράματα πόρων κοινής δεξαμενής τόσο με οικονομικά όσο και με βαθμολογικά κίνητρα που έβγαλαν τα ίδια αποτελέσματα. 5.2 Πείραμα αναφοράς Προκειμένου να ελεγχθεί η επίδραση των μεταβολών σε μία κατάσταση δράσης χρειάζεται η διεξαγωγή πειραμάτων αναφοράς ώστε να μπορούν να εξαχθούν συμπεράσματα από τη σύγκριση των αποτελεσμάτων. Έτσι αρχικά μελετήθηκε ένα μοντέλο βασικής αλληλεπίδρασης μεταξύ των χρηστών ενός υπόγειου υδροφορέα στο οποίο με όρους του θεωρητικού πλαισίου της Θεσμικής Ανάλυσης και Ανάπτυξης οι μεταβλητές στο πεδίο δράσης είναι: 1. Οι συμμετέχοντες είναι δύο ή τέσσερεις οι οποίοι ενδιαφέρονται για άντληση ποσότητας νερού προς άρδευση. Θα πρέπει να σημειωθεί πως το πείραμα αναφοράς με δύο παίκτες διεξήχθη μόνο στην πρώτη φάση του πειράματος ενώ το πείραμα με ομάδες των τεσσάρων ατόμων διεξήχθη και στις δύο φάσεις με τη συμμετοχή και των 100 φοιτητών. 2. Η μοναδική θέση η οποία υπάρχει κατά τη διάρκεια του πειράματος είναι αυτή του χρήστη-αρδευτή. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

272 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα Η μόνη δυνατή ενέργεια που μπορεί να κάνει στο βασικό πείραμα κάποιος χρήστης είναι να αποφασίζει σε κάθε στάδιο την ποσότητα νερού που επιθυμεί να αντλήσει. 4. Τα αποτελέσματα των ενεργειών κάθε χρήστη έχει άμεση επίδραση στα κέρδη όλων των χρηστών. 5. Η συνάρτηση μετατροπής που χρησιμοποιήθηκε για να αντιστοιχίσει τα κέρδη των χρηστών με τις πραγματοποιούμενες αντλήσεις είναι η κανονικοποιημένη συνάρτηση (5.1) που πρότειναν οι Tolikas, Zormpa και Tolikas (2002) για τον υπολογισμό του κέρδους κάθε αγρότη που είναι ιδιοκτήτης μίας από τις Ν εγκατεστημένες γεωτρήσεις, που εντοπίζονται σε ισάριθμα αγροκτήματα, σε ένα υδροφορέα με διαρροή. Ο αναλυτικός τρόπος σχηματισμού της συνάρτησης παρατίθεται στο Παράρτημα Γ. 1 fi q i(a qi N N j 1, j i qi) (5.1) όπου: f i : το κέρδος του i στου αγρότη qi : η αντλούμενη ποσότητα νερού του i στου αγρότη όπου 0< qi <0,5. N : ο αριθμός αγροτών Α : παράμετρος που εξαρτάται από τις ετήσιες υδρολογικές συνθήκες Το κέρδος κάθε χρήστη εξαρτάται από την άντλησή του, αλλά και από τις αντλήσεις των άλλων παικτών καθώς και από τις ετήσιες υδρολογικές συνθήκες. Στην περίπτωση μας θεωρήθηκε ότι οι υδρολογικές συνθήκες είναι σταθερές και συνεπώς το Α λαμβάνεται ίσο με 1. Σημειώνεται πως η εξίσωση του κέρδους που δόθηκε στους παίκτες ήταν πολλαπλασιασμένη με ένα συντελεστή ίσο με 100 ώστε να μπορούν να έχουν καλύτερη αντίληψη και ευκολότερη εποπτεία των αποτελεσμάτων. Θα πρέπει να σημειωθεί πως η παραβολική μορφή της συνάρτησης ταυτίζεται με αντίστοιχες συναρτήσεις εκμετάλλευσης ανανεώσιμων φυσικών πόρων (Clark, 1990). 6. Οι χρήστες κατά την διάρκεια του βασικού πειράματος είχαν πληροφόρηση για τη συνάρτηση μετατροπής και για την κοινή θέση όλων των συμμετεχόντων. Γνώριζαν επίσης από πόσα άτομα απαρτίζεται η ομάδα τους, αλλά δεν γνώριζαν ποιοί την αποτελούν. Αφού ο κάθε παίκτης είχε επιλέξει την άντληση του, ενημερωνόταν για το κέρδος που του επέφερε. Παράλληλα ενημερωνόταν για την άντληση που πραγματοποίησαν οι άλλοι παίκτες καθώς και τα κέρδη Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

273 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 78 αυτών. εν υπήρχε καμία επικοινωνία μεταξύ των χρηστών κατά τη διάρκεια του βασικού αυτού πειράματος. 7. εν υπήρχε επισύναψη κάποιου κόστους ή οφέλους στους χρήστες με βάση τις ενέργειες τους. Αυτό θα συνέβαινε για παράδειγμα αν υπήρχε πρόβλεψη επιβολής προστίμου σε κάποιον ο οποίος αντλούσε μεγάλες ποσότητες νερού ή επιβράβευσης κάποιου που αντλούσε νερό σε συνεργατικά πλαίσια. Το πείραμα επαναλήφθηκε για 13 περιόδους, χωρίς όμως οι συμμετέχοντες να γνωρίζουν τον αριθμό των περιόδων που θα διεξαχθούν. Για την ευκολότερη κατανόηση του πειράματος η πρώτη περίοδος αυτού του σταδίου ήταν δοκιμαστική και τα κέρδη που προέκυψαν από τις αντλήσεις αυτής της περιόδου δεν συμπεριλήφθηκαν στο συνολικό κέρδος. Η ενέργεια q i =0,25 είναι αυτή που θα απέφερε σε όλους τους αγρότες το ίδιο μέγιστο κέρδος, ίσο με 0,125 αν αυτοί ήταν αναγκασμένοι να προβούν στην ίδια ενέργεια. Πρόκειται δηλαδή για τη Pareto-βέλτιστη άντληση καθώς αποτελεί τη βέλτιστη συλλογική λύση. Εντούτοις μία κατάσταση στην οποία όλοι θα πραγματοποιούσαν τη βέλτιστη κοινωνικά άντληση είναι δύσκολο να εδραιωθεί καθώς είναι ελκυστικό για κάποιον παίκτη να εκμεταλλευτεί τη διάθεση συνεργασίας των άλλων παικτών αυξάνοντας την άντλησή του με την προσδοκία της αύξησης των κερδών του. Είναι δυνατό δηλαδή να εμφανιστεί το πρόβλημα του τζαμπατζή με αποτέλεσμα οι υπόλοιποι παίκτες να αυξήσουν την άντλησή τους προκειμένου να μη γίνει αντικείμενο εκμετάλλευσης η διάθεση τους για συνεργασία. Βέβαια αν όλοι οι παίκτες επιλέξουν να πραγματοποιήσουν υψηλές αντλήσεις κοντά στο 0,5 το κέρδος των παικτών θα ελαχιστοποιούταν ή και θα μηδενιζόταν. Η θεωρία παιγνίων προβλέπει ότι σε τέτοιες καταστάσεις αλληλεπίδρασης οι παίκτες θα πραγματοποιούν τις ενέργειες της ισορροπίας Nash. Αυτή μπορεί να υπολογιστεί παραγωγίζοντας την εξίσωση 5.1 και εξισώνοντας τη με το μηδέν. Επειδή το παίγνιο είναι συμμετρικό όλοι οι παίκτες στην ισορροπία Nash παίρνουν την ίδια απόφαση. Υπολογίζεται έτσι πως η στρατηγική Nash οδηγεί στο q i = 0,33. Το κέρδος για κάθε αγρότη στην ισορροπία Nash είναι Κ = 0,1089 που είναι το 87% του πιθανού κέρδους που κάθε αγρότης θα μπορούσε να κερδίσει εάν όλοι πραγματοποιούσαν τη Pareto-βέλτιστη άντλησης. Στο Σχήμα 5.1. παρουσιάζεται η μέση άντληση ανά περίοδο για το πείραμα αναφοράς στο οποίο συμμετείχαν δύο παίκτες. Η μέση άντληση τους είναι 0,361 και η τυπική απόκλιση 0,0837. Το μέσο κέρδος που αποκόμισαν οι παίκτες ανέρχεται στο 73,56% του βέλτιστου κέρδους. Η μέση άντληση των δύο παικτών συνέκλινε για πρώτη φορά κοντά στην ισορροπία Nash με απόκλιση 10%, μετά από 4,63 αλληλεπιδράσεις. Στις επόμενες αλληλεπιδράσεις οι παίκτες πραγματοποίησαν αντλήσεις κοντά στην ισορροπία Nash σε Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

274 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 79 ποσοστό 40,24%. Η μεγαλύτερη μέση άντληση που πραγματοποίησε κάποιος παίκτης ήταν 0,479 ενώ η μικρότερη 0,237. 0,45 0,4 Άντληση 0,35 0,3 Μέση άντληση Ισορροπία Nash 0,25 0, Περίοδοι Σχήμα 5.1. Η μέση άντληση ανά περίοδο στο πείραμα αναφοράς με δύο παίκτες Αντίστοιχα για το πείραμα αναφοράς στο οποίο συμμετείχαν τέσσερεις παίκτες η μέση άντληση ήταν 0,349 και η τυπική απόκλιση 0,0848. Η διακύμανση της μέσης άντλησης φαίνεται στο Σχήμα 5.2., ενώ το κέρδος τους είναι το 76,55% της Pareto-βέλτιστη άντλησης. 0,45 0,4 Άντληση 0,35 0,3 Μέση άντληση Ισορροπία Nash 0,25 0, Περίοδοι Σχήμα 5.2. Η μέση άντληση ανά περίοδο στο πείραμα αναφοράς με τέσσερεις παίκτες Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

275 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 80 Για πρώτη φορά η άντληση συνέκλινε στην ισορροπία Nash με απόκλιση 10%, μετά από 2,5 περιόδους. Η σταθερότητα της σύγκλισης δηλαδή το ποσοστό των επαναλήψεων μετά την περίοδο σύγκλισης στο οποίο οι παίκτες πραγματοποιούν αντλήσεις κοντά στην ισορροπία Nash, ήταν 63,38%. Η μέγιστη μέση άντληση που πραγματοποίησε κάποιος παίκτης ήταν 0,400 και η ελάχιστη 0,225. Παρατηρείται και στις δύο περιπτώσεις πως οι αντλήσεις που πραγματοποιούν οι παίκτες είναι ελαφρώς μεγαλύτερες από αυτές της ισορροπίας Nash. Με την πάροδο των περιόδων η διαφορά αυτή μειώνεται. Αυτό πιθανά να οφείλεται στην εμπειρία που αποκόμισαν οι παίκτες κατά την διάρκεια του πειράματος. Έτσι φαίνεται πως η ισορροπία Nash δεν είναι απλά ένα θεωρητικό μέγεθος αλλά επαληθεύεται και στην πράξη και μπορεί να είναι ένα χρήσιμο εργαλείο. Στη συνέχεια έγινε απόπειρα ταξινόμησης των ενεργειών των παικτών ανάλογα με τη συνεργατική ή μη διάθεση που επέδειξαν. Έτσι αντλήσεις που κυμαινόταν από 0,00 έως 0,22 χαρακτηρίστηκαν αφελείς ή λανθασμένες, αντλήσεις από 0,23 έως 0,28 χαρακτηρίστηκαν ως αλτρουιστικές, από 0,29 έως 0,36 ως λογικές, από 0,37 έως 0,42 ως ελαφρά εγωιστικές και από 0,43 έως 0,50 ως εγωιστικές. Στα Σχήματα 5.3. και 5.4. παρουσιάζονται οι κατανομές των ενεργειών ανάλογα με τις πραγματοποιούμενες αντλήσεις για τα δύο πειράματα αναφοράς. 20,63% 4,69% 14,17% λάθος ή αφελείς αλτρουιστικές λογικές 29,38% 31,15% ελαφρά εγωιστικές εγωιστικές Σχήμα 5.3. Κατανομή ενεργειών ανάλογα με τη διάθεση για συνεργασία στο πείραμα αναφοράς με δύο παίκτες Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

276 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 81 15,10% 7,55% 13,09% λάθος ή αφελείς αλτρουιστικές λογικές 32,62% 31,65% ελαφρά εγωιστικές εγωιστικές Σχήμα 5.4. Κατανομή ενεργειών ανάλογα με τη διάθεση για συνεργασία στο πείραμα αναφοράς με τέσσερεις παίκτες Στο πείραμα αναφοράς με δύο παίκτες το 20,63% των ενεργειών των παικτών χαρακτηρίστηκαν ως εγωιστικές, το 29,38% ως ελαφρά εγωιστικές, το 31,15% ως λογικές, το 14,17% ως αλτρουιστικές και το 4,69% ως αφελείς ενώ αντίστοιχα στο πείραμα αναφοράς με τέσσερεις παίκτες το 15,10% των ενεργειών των παικτών χαρακτηρίστηκαν ως εγωιστικές, το 32,62% ως ελαφρά εγωιστικές, το 31,65% ως λογικές, το 13,09% ως αλτρουιστικές και το 7,55% ως αφελείς. Η κατανομή αυτή που κυμαίνεται και στις δύο περιπτώσεις στα ίδια επίπεδα θα χρησιμοποιηθεί για την ποιοτική διερεύνηση των μεταβολών που πραγματοποιήθηκαν στα επόμενα πιο σύνθετα πειράματα. 5.3 Πείραμα με τιμωρία Ένας από τους σημαντικότερους λόγους που διεξήχθηκαν τα πειράματα αναφοράς ήταν για να διερευνηθούν οι επιδράσεις αλλαγών στην δομή του πεδίου δράσης. Όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 3 μία από τις βασικές αρχές σχεδιασμού για επιτυχή διαχείριση πόρου κοινής δεξαμενής είναι η ύπαρξη κλιμακούμενων κυρώσεων. Η πρώτη δομική αλλαγή που έγινε στο πείραμα αφορούσε την εισαγωγή αυτού του στοιχείου. Σε αυτή τη φάση αφού ο κάθε παίκτης είχε ενημερωθεί για τις αντλήσεις και τα κέρδη όλων των παικτών, είχε αν επιθυμούσε την δυνατότητα να τιμωρήσει κάποιον από τους άλλους παίκτες. Έτσι μπορούσε να αφαιρέσει μέρος από τα κέρδη του παίκτη που ήθελε να τιμωρήσει, αλλά με κάποιο προσωπικό κόστος.οι δυνατές μειώσεις κερδών αλλά και τα αντίστοιχα κόστη φαίνονται στον Πίνακα 5.1. ο οποίος ήταν γνωστός στους παίκτες. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

277 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 82 Πίνακας 5.1. Επίπεδα τιμωρίας και αντίστοιχα κόστη Μείωση κέρδους του τιμωρούμενου παίκτη κατά Μείωση κέρδους του παίκτη που τιμωρεί κατά Όσον αφορά τις μεταβλητές του πεδίου δράσης άλλαξε ουσιαστικά το στοιχείο των δυνατών ενεργειών των παικτών και ο κάθε ένας από τους τέσσερεις παίκτες που συμμετείχαν στο πείραμα είχε την δυνατότητα εκτός από να αντλήσει μια ποσότητα νερού να τιμωρήσει κάποιον από τους άλλους παίκτες με κάποιο προσωπικό κόστος. Επίσης εισήχθηκαν κόστη καθώς η άντληση που κάποιος πραγματοποιούσε μπορούσε να σταθεί αφορμή για αφαίρεση μέρους των κερδών του. Κόστος είχε βέβαια και αυτός που θα αποφάσιζε να συμβεί κάτι τέτοιο. Όταν όλοι οι παίκτες είχαν αποφασίσει αν και κατά πόσο θα μείωναν το κέρδος κάποιου άλλου παίκτη, πληροφορούνταν τα κέρδη όλων των παικτών πριν και μετά από τις τιμωρίες που είχαν επιβληθεί. Ο αριθμός των περιόδων, που παρέμενε άγνωστος στους παίκτες, σε αυτό το στάδιο ήταν 14. Σύμφωνα με τη θεωρία παιγνίων σε τέτοιες καταστάσεις, αν οι παίκτες συμπεριφερθούν απολύτως λογικά με γνώμονα την αύξηση των προσωπικών τους κερδών δεν θα επιλέξουν καμία φορά να τιμωρήσουν κάποιο άλλο παίκτη γιατί αυτό θα μείωνε το συνολικό προσωπικό τους κέρδος. Οι παίκτες λοιπόν υποθέτοντας πως και οι άλλοι παίκτες θα συμπεριφερθούν λογικά και δεν θα χρησιμοποιήσουν την επιλογή της τιμωρίας θα εξακολουθήσουν να έχουν την ίδια συμπεριφορά που είχαν και πριν την εισαγωγή της τιμωρίας (Fehr και Gatcher, 2000). Παρόλα αυτά τα αποτελέσματα έδειξαν πως η τιμωρία όσων συμβάλλουν στην υπεράντληση του υδροφορέα φαίνεται να είναι ένα εργαλείο που χρησιμοποιείται από τους παίκτες και τους οδηγεί στη μείωση των αντλήσεων τους. Άντληση 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0, Περίοδοι Πείραμα αναφοράς Πείραμα με τιμωρία Ισορροπία Nash Pareto-βέλτιστη άντληση Σχήμα 5.5. Η μέση άντληση ανά περίοδο στο πείραμα με τιμωρία Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

278 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 83 Συγκεκριμένα η μέση άντληση είναι τώρα 0,308 με τυπική απόκλιση 0,0596. Το μέσο κέρδος που αποκόμισαν οι παίκτες ανέρχεται στο 65,2% του βέλτιστου κέρδους. Το γεγονός ότι είναι μικρότερο από το κέρδος του πειράματος αναφοράς εξηγείται εύκολα λόγω της χρήσης του εργαλείου της τιμωρίας, το οποίο κοστίζει και για αυτόν που τιμωρείται και για αυτόν που το χρησιμοποιεί. Επίσης παρατηρείται μείωση της μέσης άντλησης με την πάροδο των περιόδων, πράγμα που δείχνει ότι οι παίκτες με την πάροδο του χρόνου αντιλαμβάνονται ολοένα και περισσότερο ποιες είναι οι αντλήσεις που βελτιστοποιούν το κέρδος τους. Στο Σχήμα 5.6. παρουσιάζονται οι κατανομές των ενεργειών ανάλογα με τις αντλήσεις για το πείραμα με την τιμωρία. 35,29% 3,26% 8,46% 14,06% λάθος ή αφελείς αλτρουιστικές λογικές ελαφρά εγωιστικές 38,93% εγωιστικές Σχήμα 5.6. Κατανομή ενεργειών στο πείραμα με τιμωρία Παρατηρείται ότι με την παρουσία της τιμωρίας οι αλτρουιστικές ενέργειες σχεδόν τριπλασιάστηκαν αφού αυξήθηκαν από 14% σε 39%, οι λογικές μειώθηκαν από 40% σε 32%, ενώ μείωση εμφανίστηκε στις ελαφρώς εγωιστικές από 35% σε 23% αλλά και στις εγωιστικές ενέργειες από 3% σε 2%. Φαίνεται ότι η απειλή της τιμωρίας αφενός μείωσε τις υψηλές αντλήσεις και ανάγκασε αρκετούς παίκτες να αντλούν σε χαμηλά επίπεδα και αφετέρου οδήγησε τους παίκτες σε ακόμα πιο συνεργατικές κινήσεις. Παρατηρήθηκε επίσης ότι μεγάλος αριθμός παικτών, σε ποσοστό 49,03%, επέλεξε να χρησιμοποιήσει την τιμωρία, παρόλο που αυτό συνεπάγεται μείωση του κέρδους τους. Οι παίκτες επέλεξαν να αφαιρέσουν 3 βαθμούς από κάποιον άλλο παίκτη σε ποσοστό 56,09%, να αφαιρέσουν 6 βαθμούς σε ποσοστό 26,06%, 9 βαθμούς σε ποσοστό 10,20% και 12 βαθμούς σε ποσοστό μόλις 7,65%. Όπως φαίνεται η πλειοψηφία των παικτών Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

279 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 84 επέλεξαν να τιμωρήσουν με την ελάχιστη ποινή κάποιο συμπαίκτη τους. Σε αυτό συνέβαλλε και το κόστος τιμωρίας, δηλαδή η μείωση του προσωπικού τους κέρδους ανάλογα με την τιμωρία που επέβαλλαν. Παρατηρείται λοιπόν μια προσπάθεια να συνετίσουν και όχι να καταστείλουν ή να εκδικηθούν τους συμπαίκτες τους που πραγματοποιούν εγωιστικές ενέργειες λαμβάνοντας υπόψη και το γεγονός πως οι αλληλεπιδράσεις θα συνεχιστούν αλλά και πιθανές εκδικητικές συμπεριφορές των άλλων. Θα πρέπει να σημειωθεί πως το εργαλείο της τιμωρίας χρησιμοποιήθηκε κυρίως απέναντι σε εγωιστικές ενέργειες και όχι συλλήβδην. Όσο μεγαλύτερη άντληση πραγματοποιούσε ένας παίκτης τόσο αυξανόταν και η πιθανότητα να τιμωρηθεί. Όπως φαίνεται και στο Σχήμα 5.7. οι λάθος ή αφελείς ενέργειες τιμωρήθηκαν σε ποσοστό 29,63% και οι αλτρουιστικές σε ποσοστό 31,13%. Το ποσοστό τιμωρίας αυξήθηκε στο 42,04% για τις λογικές ενέργειες ενώ για τις ελαφρά εγωιστικές και εγωιστικές ανήλθε σε ποσοστά 50,00% και 51,20% αντίστοιχα λάθος ή αφελείς αλτρουιστικές λογικές ελαφρά εγωιστικές εγωιστικές Σχήμα 5.7. Ποσοστό τιμωρίας παίκτη ανάλογα με την ενέργεια του Στον Πίνακα 5.2. φαίνεται η μέση τιμωρία που δέχτηκαν οι διάφορες κατηγορίες ενεργειών. Πίνακας 5.2. Μέση τιμωρία ανάλογα με την ενέργεια Ενέργεια Μέση τιμωρία Λάθος ή Αφελείς 1,56 Αλτρουιστικές 1,99 Λογικές 2,46 Ελαφρά εγωιστικές 3,49 Εγωιστικές 5,25 Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

280 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 85 Έτσι η μέση τιμωρία που δέχτηκαν οι λάθος ή αφελείς ενέργειες ήταν 1,56, οι αλτρουιστικές 1,99 και οι λογικές 2,46. Η μέση τιμωρία που επέβαλλαν οι παίκτες σε ελαφρά εγωιστικές ενέργειες ήταν 3,49 και σε εγωιστικές 5,25. Φαίνεται έτσι πως όταν ένας παίκτης πραγματοποιεί μεγάλες αντλήσεις εκτός από την πιθανότητα να τιμωρηθεί αυξάνεται και το μέγεθος της ποινής που δέχεται. Ενδιαφέρον παρουσιάζει επίσης, η μελέτη της συμπεριφοράς των παικτών που τιμωρήθηκαν, στην επόμενη περίοδο μετά τη τιμωρία τους. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 5.8. τις φορές που κάποιος παίκτης βρέθηκε τιμωρημένος σε ποσοστό 37,50% μείωσε την άντληση του σε ποσοστό 32,44% ενώ η άντληση του παρέμεινε σταθερή σε ποσοστό 37,50%. Είναι αξιοσημείωτο ότι οι παίκτες που πραγματοποίησαν εγωιστικές και ελαφρά εγωιστικές αντλήσεις και τιμωρήθηκαν αναγκάστηκαν να μειώσουν τις αντλήσεις τους σε μεγαλύτερο ποσοστό. Συγκεκριμένα το 42,70% μείωσε τις αντλήσεις του, το 35,96% τις κράτησε σταθερές, ενώ μόλις το 21,34% επέλεξε να τις αυξήσει μείωση χωρίς μεταβολή αύξηση εγωιστικές και ελαφριά εγωιστικές ενέργειες που τιμωρήθηκαν σύνολο τιμωρούμενων ενεργειών Σχήμα 5.8. Συμπεριφορά των παικτών μετά την τιμωρία Στο διάγραμμα του Σχήματος 5.9. φαίνεται το ποσοστό των παικτών που μείωσαν την άντληση τους μετά από τιμωρία, ανάλογα με το είδος της ενέργειας τους. Το 27,71% αυτών που πραγματοποίησαν αλτρουιστική ενέργεια και τιμωρήθηκαν μείωσαν στην επόμενη περίοδο την άντληση του. Το αντίστοιχο ποσοστό για αυτούς που πραγματοποίησαν λογικές ενέργειες είναι 38,55% και για αυτούς που πραγματοποίησαν ελαφρά εγωιστικές 40,45%. Είναι χαρακτηριστικό ότι τις λίγες φορές που εμφανίστηκαν καθαρά εγωιστικές συμπεριφορές και τιμωρήθηκαν οι παίκτες που τις πραγματοποίησαν μείωσαν την άντληση τους στην επόμενη περίοδο. Το πείραμα δηλαδή έδειξε πως η Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

281 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 86 τιμωρία ως εργαλείο λειτούργησε περισσότερο στους παίκτες που πραγματοποίησαν μεγάλες αντλήσεις λάθος ή αφελείς αλτρουιστικές λογικές ελαφρά εγωιστικές εγωιστικές Σχήμα 5.9. Ποσοστό των παικτών που μείωσαν την άντληση τους μετά από τιμωρία Φαίνεται ότι η είσοδος του στοιχείου της τιμωρίας βοήθησε στη μείωση της άντλησης σε επίπεδα μικρότερα από αυτά της ισορροπίας Nash και κοντά στις βέλτιστες κοινωνικά αντλήσεις. Σε αρκετά αντίστοιχα πειράματα πόρων κοινών δεξαμενής και δημοσίων αγαθών (Andreoni, 1988), (Carpenter, 2007) η σύνθεση της ομάδας δεν παραμένει σταθερή αλλά επαναπροσδιορίζεται τυχαία μετά το τέλος κάθε περιόδου. Σε αυτήν την περίπτωση η υπόθεση ενός παίκτη πως αν τιμωρήσει ένα αντίπαλο έγκαιρα θα του αποφέρει σε βάθος κάποιων περιόδων κέρδος αναιρείται καθώς ο άλλος παίκτης δεν θα βρίσκεται στην ίδια ομάδα σε όλες τις επόμενες περιόδους. Τo γεγονός πως υπάρχει αντιστοιχία μεταξύ των αποτελεσμάτων των πειραμάτων με σταθερή και μεταβλητή σύνθεση ομάδων αποδεικνύει πως οι παίκτες χρησιμοποιούν το στοιχείο της τιμωρίας για στρατηγικούς λόγους και όχι προσδοκώντας άμεσα κέρδη. Στο συγκεκριμένο πείραμα επιλέχθηκε η σύνθεση των ομάδων να είναι σταθερή καθώς δόθηκε μεγαλύτερη βαρύτητα στο να είναι η προσομοίωση όσο το δυνατόν πιο αντιπροσωπευτική. 5.4 Πείραμα με επικοινωνία Μια άλλη βασική αρχή σχεδιασμού για επιτυχή κοινοτική διαχείριση ενός πόρου είναι η ύπαρξη μηχανισμών επίλυσης διαφορών. Η επόμενη αλλαγή που έγινε στη δομή του πειράματος αναφοράς ήταν η προσομοίωση μιας τέτοιας κατάστασης με την εισαγωγή του στοιχείου της επικοινωνίας μεταξύ των παικτών αλλάζοντας ουσιαστικά τη μεταβλητή της πληροφόρησης στο πεδίο δράσης. Οι παίκτες μετά από τη διενέργεια του πειράματος αναφοράς, όπου δεν υπήρχε κανενός είδους επικοινωνία μεταξύ της ομάδας, καλούνταν Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

282 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 87 σε ένα σημείο του παιγνίου να συναντηθούν για δέκα λεπτά. Ο σκοπός της συνάντησης των παικτών ήταν να έρθουν σε επαφή και να παρατηρηθεί αν με αυτή θα επέλθει κάποιου είδους συνεργασία. Οι παίκτες δεν ήταν ενήμεροι για τον απώτερο σκοπό της συνάντησης τους. Ο αριθμός των περιόδων αλληλεπίδρασης των παικτών μετά την επικοινωνία, άγνωστος και αυτήν την φορά στους παίκτες, ήταν 10. Σύμφωνα με τη θεωρία παιγνίων το γεγονός πως οι παίκτες θα συναντηθούν δεν αναμένεται να αλλάξει τη συμπεριφορά τους καθώς το σημείο Nash θα παραμένει ίδιο και μετά τη συνάντηση και δεν διαφαίνεται κάποιος λόγος να αποκλίνει κάποιος από αυτό καθώς, ακόμα και αν στη συνάντηση δεσμευτούν να αντλήσουν μια συγκεκριμένη ποσότητα, κανείς δεν μπορεί να εγγυηθεί ότι η δέσμευση θα τηρηθεί. Αντίθετα με τις προβλέψεις τα αποτελέσματα έδειξαν πως η επικοινωνία συνέβαλλε σε δραστική μείωση των αντλήσεων, όπως φαίνεται και από το Σχήμα όπου οι αντλήσεις των παικτών είχαν μέση τιμή 0,277, με τυπική απόκλιση 0,0465 η οποία προσεγγίζει την Pareto-βέλτιστη άντληση. Η συνάντηση των παικτών έπαιξε καθοριστικό ρόλο και στην αύξηση των κερδών των παικτών. Το συνολικό μέσο κέρδος σε αυτό το πείραμα ανέρχεται σε ποσοστό 96,20% του βέλτιστου. Μελετητές αντίστοιχων πειραμάτων ισχυρίζονται πως οι παίκτες κατά τη διάρκεια της επικοινωνίας καταρχάς διασαφηνίζουν μεταξύ τους τις πτυχές του διλήμματος στο οποίο αλληλεπιδρούν. Με τον τρόπο αυτό μαθαίνουν ποιά είναι η βέλτιστη λύση και κάποιοι παίκτες που πιθανά να μην την είχαν διαγνώσει. Πέραν αυτού, μέσα από την συνάντηση φαίνεται να δημιουργείται ένα είδος συλλογικής ταυτότητας της ομάδας υπό την οποία οι παίκτες λαμβάνουν την δέσμευση να ακολουθήσουν πιο συνεργατικές ενέργειες (Sally, 2001), (Ostrom, 1994 και 2000), (Bochet, Page, και Putterman, 2006). Άντληση 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0, Περίοδοι Πείραμα αναφοράς Πείραμα με τιμωρία Ισορροπία Nash Pareto-βέλτιστη άντληση Πείραμα με επικοινωνία Σχήμα Η μέση άντληση ανά περίοδο στο πείραμα με επικοινωνία Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

283 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 88 Συγκρίνοντας στο Σχήμα τις δύο μεταβολές στο πείραμα αναφοράς, δηλαδή την εισαγωγή των στοιχείων της τιμωρίας και της επικοινωνίας προκύπτει ότι ενώ στο παίγνιο με το στοιχείο της τιμωρίας, η μέση άντληση κυμαίνεται σε τιμές λίγο χαμηλότερες από την ισορροπία Nash στο παίγνιο με την επικοινωνία, μετά τη συνάντηση μειώθηκε επίσης σε τιμές χαμηλότερες από την ισορροπία Nash αλλά πιο κοντά στη Pareto-βέλτιστη άντληση. Λαμβάνοντας υπόψη τη σημαντική επιρροή και των δυο στοιχείων στην ορθολογική διαχείριση των αντλήσεων, αξίζει να σημειωθεί ότι η συνεύρεση των παικτών και η συζήτηση γύρω από τα κοινά τους προβλήματα οδήγησε σε πιο ικανοποιητικά επίπεδα αντλήσεων, ξεπερνώντας ως ένα βαθμό τα υψηλά κόστη και τις πιθανές έριδες που μπορεί να προκύψουν από τη χρήση της τιμωρίας. Θα μπορούσε να ισχυριστεί κανείς πως η τιμωρία αποτελεί ένα ατομικό μέσο διατήρησης ισορροπιών, με κόστος τόσο για τον τιμωρούμενο όσο και για αυτόν που τιμωρεί, ενώ η συζήτηση μεταξύ των παικτών αποτελεί έναν συλλογικό τρόπο προώθησης και κατοχύρωσης συνεργατικών ενεργειών. Η μεγάλη επίδραση της εισαγωγής του στοιχείου της επικοινωνίας στο πείραμα φαίνεται και από την κατανομή των ενεργειών των παικτών ανάλογα με την άντληση που πραγματοποίησαν που απεικονίζεται στο Σχήμα Το πιο αξιόλογο στοιχείο που παρατηρείται είναι πως το 62% των ενεργειών ήταν αλτρουιστικές από 13% που ήταν στο πείραμα αναφοράς. Όσον αφορά τις άλλες κατηγορίες ενεργειών δεν υπήρχε κάποια αξιόλογη μεταβολή στις λογικές και λάθος ή αφελείς ενέργειες καθώς οι πρώτες κυμάνθηκαν στο 30% του συνόλου των ενεργειών και οι δεύτερες στο 4%. Τα ποσοστά αυτών των κατηγοριών αντλήσεων στο πείραμα αναφοράς ήταν 32% και 8% αντίστοιχα. Ενδεικτικό στοιχείο όμως της επίδρασης της επικοινωνίας είναι η μείωση των ελαφρά εγωιστικών ενεργειών από 32% σε 3% και των εγωιστικών από 15% σε 1%. 3% 1% 4% 30% 62% λάθος ή αφελείς αλτρουιστικές λογικές ελαφρά εγωιστικές εγωιστικές Σχήμα Κατανομή ενεργειών στο πείραμα με επικοινωνία Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

284 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 89 Η μείωση των υψηλών αντλήσεων δείχνει ότι οι παίκτες έχοντας την εμπειρία του πειράματος αναφοράς και βγάζοντας συμπεράσματα από τη μεταξύ τους συζήτηση, φαίνεται να αντιλαμβάνονται ότι οι υψηλές αντλήσεις όταν αλληλεπιδρούν με άλλα άτομα δεν συντελούν στην αύξηση του προσωπικού τους κέρδους, ενώ αντίθετα πιο συνεργατικές ενέργειες θα μπορούσαν να συντελέσουν σε αυτήν την κατεύθυνση. Ενδιαφέρον παρουσιάζει επίσης η σύγκριση της συχνότητας επιλογής κάθε μίας τιμής άντλησης από τους συμμετέχοντες στο πείραμα στις περιπτώσεις πριν και μετά από μία συνάντηση που εμφανίζεται στα Σχήματα και Στην περίπτωση που δεν έχει προηγηθεί συνάντηση υπάρχει μεγαλύτερο εύρος αντλήσεων από τις οποίες επιλέγουν οι παίκτες. Μετά το πέρας της συνάντησης, το εύρος των αντλήσεων περιορίστηκε κυρίως ανάμεσα στις τιμές 0,25 και 0,29. Θα πρέπει να σημειωθεί πως το ίδιο στοιχείο φαίνεται και από τις διαφορετικές τιμές της τυπικής απόκλισης η οποία υπενθυμίζεται πως είναι 0,0848 όταν δεν υπάρχει επικοινωνία και 0,0155 μετά από την συνάντηση. Χαρακτηριστικό στοιχείο, που αποδεικνύει πως οι παίκτες χρησιμοποίησαν την συνάντηση για να συζητήσουν τις στρατηγικές που μπορούν να τους αποφέρουν τα βέλτιστα αποτελέσματα και να συμφωνήσουν στις αντλήσεις που πρέπει να πραγματοποιήσουν είναι ότι η Pareto-βέλτιστη άντληση 0,25 επιλέχθηκε το 37,7% των αντλήσεων, ποσοστό πολύ μεγάλο σε σχέση με το 4,66% που ήταν πριν υπάρξει επικοινωνία. 12,00 11,34 10,93 10,00 9,51 8,00 8,108,10 6,68 Ποσοστό αντλήσεων 6,00 4,00 4,66 5,26 5,06 4,66 4,25 3,64 2,00 0,00 0,400,40 0,010,00 0,00 1,21 1,42 2,43 2,02 1,621,62 1,01 0,20 1,42 0,40 0,61 0 0,00 2,02 0,2 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,3 0,31 0,32 0,33 0,34 0,35 0,36 0,37 Αντλήσεις 0,38 0,39 0,4 0,41 0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0,5 Σχήμα Κατανομή αντλήσεων χωρίς συνάντηση Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

285 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 90 40,00 37,7 35,00 30,00 25,00 Ποσοστό αντλήσεων 20,00 15,00 10,00 9,0 7,6 7,6 7,6 5,7 4,5 5,00 0,00 1,2 1,8 2,0 0,0 0,6 3,5 1,6 2,0 3,1 1,0 1,6 0,8 0,4 0,4 0,0 0,0 0,2 0,0 0,0 0 0,0 0,0 0,0 0,2 0,2 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,3 0,31 0,32 0,33 0,34 0,35 0,36 0,37 Αντλήσεις 0,38 0,39 0,4 0,41 0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0,5 Σχήμα Κατανομή αντλήσεων μετά από συνάντηση 5.5 Πείραμα με συνδυασμό επικοινωνίας και τιμωρίας Το τέταρτο μέρος του πειράματος είχε στόχο τη συνδυασμένη παρουσία των στοιχείων της επικοινωνίας και της τιμωρίας και διεξήχθη κατά τη δεύτερη φάση του πειράματος με ομάδες αποτελούμενες από τέσσερα άτομα. Στην αρχή των πρώτων 11 περιόδων του μέρους αυτού του πειράματος οι παίκτες επέλεγαν την ποσότητα νερού που επιθυμούσαν να αντλήσουν. Στη συνέχεια αφού ο κάθε παίκτης ενημερωνόταν για τις αντλήσεις και τα κέρδη όλων των παικτών, είχε τη δυνατότητα αν επιθυμούσε να τιμωρήσει κάποιον από τους άλλους παίκτες, αφαιρώντας μέρος από τα κέρδη του παίκτη που θεωρούσε ότι αξίζει να τιμωρηθεί, με προσωπικό κόστος το οποίο δινόταν ξανά από τον Πίνακα 5.1. Η διαφορά με το πείραμα όπου υπήρχε μόνο το στοιχείο της τιμωρίας ήταν πως αφού όλοι οι παίκτες αποφάσιζαν αν και κατά πόσον θέλουν να μειώσουν το κέρδος κάποιου άλλου παίκτη, πληροφορούνταν μόνο για το τελικό προσωπικό τους κέρδος, ενώ δεν ενημερώνονταν για τα τελικά κέρδη των άλλων παικτών της ομάδας. Αυτό είχε στόχο τη μείωση της εμφάνισης προσωπικών αντιπαλοτήτων. Μετά τη διεξαγωγή των 11 πρώτων περιόδων οι παίκτες κάθε ομάδας κλήθηκαν να συναντηθούν μεταξύ τους για δέκα λεπτά. Στη συνέχεια οι παίκτες επέστρεφαν στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές που βρισκόταν πριν τη συνάντηση και συνέχιζαν το ίδιο παίγνιο για 11 ακόμα περιόδους. Στόχος του πειράματος ήταν η προσομοίωση της αλληλεπίδρασης στην εκμετάλλευση υπόγειου υδροφορέα όταν υπάρχει η δυνατότητα από τους χρήστες του να επικοινωνούν μεταξύ τους και να τιμωρούν όποιον πιστεύουν ότι δεν συνεισφέρει στην κοινή προσπάθεια. Για τον λόγο αυτό η παρουσίαση των αποτελεσμάτων εστιάζεται κυρίως στις 11 τελευταίες Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

286 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 91 περιόδους του παιγνίου. Η συνολική μέση άντληση είναι τώρα 0,262 με τυπική απόκλιση 0,0329. Η μέση άντληση για κάθε μία από τις 11 περιόδους εμφανίζεται στο Σχήμα Πείραμα αναφοράς Άντληση 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0, Περίοδοι Πείραμα με τιμωρία Ισορροπία Nash Pareto-βέλτιστη άντληση Πείραμα με επικοινωνία Πείραμα με τιμωρία και επικοινωνία Σχήμα Η μέση άντληση ανά περίοδο στο πείραμα με τιμωρία και επικοινωνία Η μέση άντληση έχει μειωθεί σε σχέση με τις προηγούμενες περιπτώσεις και κυμαίνεται αρκετά κάτω από την ισορροπία Nash και πολύ κοντά στη Pareto-βέλτιστη άντληση. Το μέσο κέρδος πριν την τιμωρία υπολογίστηκε στο 96,76% του βέλτιστου κέρδους ενώ αντίστοιχα το μέσο κέρδος μετά την τιμωρία υπολογίστηκε στο 79,75% του βέλτιστου. Η διαφορά των κερδών πριν και μετά την τιμωρία εξηγείται λόγω της χρήσης της τιμωρίας, το οποίο κοστίζει και σε αυτόν που τιμωρείται και σε αυτόν που τιμωρεί. Είναι σημαντικό πως παρά τα κόστη αυτά το μέσο κέρδος είναι μεγαλύτερο από ότι στο πείραμα αναφοράς. Η καθοριστική επίδραση των στοιχείων της τιμωρίας και της επικοινωνίας φαίνεται και από την κατανομή των ενεργειών στο πείραμα που απεικονίζεται στο Σχήμα % 3% 1 % 1% λάθος ή αφελείς αλτρουιστικές λογικές ελαφρά εγωιστικές εγωιστικές 8 7% Σχήμα Κατανομή ενεργειών στο πείραμα με τιμωρία και επικοινωνία Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

287 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 92 Το 87% των ενεργειών χαρακτηρίζονται αλτρουιστικές ενώ το 8% λογικές. Οι ελαφρά εγωιστικές ενέργειες περιορίζονται στο 3% και οι εγωιστικές στο 1%. Οι παίκτες επέλεξαν να αφαιρέσουν 3 βαθμούς από κάποιον άλλο παίκτη σε ποσοστό 61,18 %, να αφαιρέσουν 6 βαθμούς σε ποσοστό 24,57%, 9 βαθμούς σε ποσοστό 6,88% και 12 βαθμούς σε ποσοστό 7,37%. Όπως και στο πείραμα με τιμωρία έτσι και τώρα η πλειοψηφία των παικτών επέλεξαν να τιμωρήσουν με την ελάχιστη ποινή δηλαδή με την αφαίρεση 3 βαθμών από κάποιο συμπαίκτη τους. Ένα ακόμα στοιχείο που κρίθηκε σκόπιμο να μελετηθεί ήταν ο τρόπος χρησιμοποίησης της τιμωρίας πριν και μετά από την επικοινωνία μεταξύ των παικτών. Η στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων έδειξε πως η συνάντηση των παικτών οδήγησε σε ηπιότερη χρήση του στοιχείου της τιμωρίας. Αναλυτικότερα ενώ πριν τη συνάντηση στο 46,9% των αλληλεπιδράσεων οι παίκτες χρησιμοποίησαν την τιμωρία με μέσο κόστος 2,74 μετά τη συνάντηση παρατηρήθηκε μείωση του ποσοστού χρήσης της τιμωρίας στο 24,3% με μέσο κόστος 1,39. Στο Σχήμα 5.16 φαίνεται αναλυτικά το μέσο κόστος που ξόδεψαν οι παίκτες ανά περίοδο προκειμένου να τιμωρήσουν κάποιον άλλο παίκτη. Στο σχήμα αυτό απεικονίζεται έντονα η απότομη μείωση του κόστους τιμωρίας αμέσως μετά τη συνάντηση που γίνεται μεταξύ 11 ης και 12 ης περιόδου. 4,00 Μέσο κόστος για τιμωρία 3,00 2,00 1,00 1,62 2,19 2,31 1,85 1,90 2,88 2,25 3,00 2,71 2,48 1,85 0,98 0,980,92 0,98 1,38 0,98 1,27 1,21 1,10 1,15 1,67 0, Περίοδοι Σχήμα Το μέσο κόστος για τιμωρία ανά περίοδο Στο Σχήμα 5.17 φαίνεται σε τι ποσοστό τιμωρήθηκαν οι παίκτες ανάλογα με το είδος της ενέργειας που πραγματοποίησαν. Οι λάθος ή αφελείς ενέργειες τιμωρήθηκαν σε ποσοστό 23,01% και οι αλτρουιστικές σε ποσοστό 16,78%. Τα ποσοστά τιμωρίας αυξάνονται στις τρεις επόμενες κατηγορίες ενεργειών. Έτσι οι λογικές ενέργειες τιμωρήθηκαν σε ποσοστό 55,61%, οι ελαφρά εγωιστικές 69,23% και οι εγωιστικές Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

288 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 93 71,40%. Όπως φαίνεται, όπως και στο πείραμα που υπήρχε μόνο τιμωρία, όσο μεγαλύτερη άντληση πραγματοποιούσε ένας παίκτης τόσο αυξανόταν και η πιθανότητα να τιμωρηθεί. 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% λάθος ή αφελέις αλτρουιστικές λογικές ελαφρά εγωιστικές εγωιστικές Σχήμα Ποσοστό τιμωρίας παίκτη ανάλογα με την ενέργεια του Στον Πίνακα 5.3. όπου φαίνεται η μέση τιμωρία που έλαβαν οι παίκτες ανάλογα με το είδος της ενέργειας τους, φαίνεται πως όσο πιο μεγάλες αντλήσεις πραγματοποίησε ένας παίκτης τόσο μεγαλύτερη είναι η τιμωρία που του καταλογίστηκε. Πίνακας 5.3. Μέση τιμωρία ανάλογα με το είδος της ενέργειας Ενέργεια Μέση τιμωρία Λάθος ή Αφελείς 1,42 Αλτρουιστικές 0,95 Λογικές 3,48 Ελαφρά εγωιστικές 5,44 Εγωιστικές 7,29 Το φαινόμενο του σχετικά μεγάλου ποσού τιμωρίας των λάθος ή αφελών ενεργειών μπορεί να αποδοθεί σε τρεις πιθανούς λόγους. Καταρχάς η τιμωρία του συγκεκριμένου ατόμου μπορεί να αποτελεί λάθος κίνηση. Μπορεί επίσης να πρόκειται για περίπτωση τυφλής εκδίκησης για την ποινή που επιβλήθηκε σε προηγούμενη περίοδο και τέλος μπορεί οι παίκτες που τιμωρούν να επιθυμούν να μειώσουν τα κέρδη των υπολοίπων για να υπερισχύουν σε έναν άτυπο μεταξύ τους ανταγωνισμό. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

289 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μελέτη διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με οικονομικά πειράματα 94 Ενδιαφέρον παρουσιάζει επίσης, η μελέτη της συμπεριφοράς των παικτών που τιμωρήθηκαν, στην επόμενη περίοδο μετά την τιμωρία τους. Από το σύνολο των φορών που κάποιος παίκτης βρέθηκε τιμωρημένος, μείωσε την άντληση του σε ποσοστό 48,16%, την αύξησε σε ποσοστό 28,76%, ενώ η άντληση του παρέμεινε σταθερή σε ποσοστό 23,08%. Στο διάγραμμα του Σχήματος 5.17 φαίνεται το ποσοστό των παικτών που μείωσαν την άντληση τους μετά την τιμωρία, ανάλογα με το είδος της ενέργειας που πραγματοποίησαν. Αξίζει να σημειωθεί ότι η τιμωρία σαν εργαλείο επέδρασε περισσότερο στους παίκτες που ενέργησαν εγωιστικά καθώς μείωσαν τις αντλήσεις τους όσες φορές τιμωρήθηκαν. Όταν κάποιος πραγματοποιούσε αλτρουιστική ενέργεια και τιμωρούνταν μείωνε την άντληση του σε ποσοστό 39,44% ενώ τα ποσοστά στις περιπτώσεις που κάποιοι πραγματοποιούσαν λογικές και ελαφρά εγωιστικές ενέργειες ήταν 55,26% και 44,44% αντίστοιχα. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% λάθος ή αφελέις αλτρουιστικές λογικές ελαφρά εγωιστικές εγωιστικές Σχήμα Ποσοστό των παικτών που μείωσαν την άντληση τους μετά την τιμωρία Παρόλο που η τιμωρία αποτέλεσε ένα σημαντικό παράγοντα για την προώθηση της συνεργασίας, η παρεμβολή της συζήτησης μεταξύ των παικτών κάθε ομάδας συνέβαλε τόσο στη λογικότερη διαχείριση της τιμωρίας, όσο και στον περιορισμό της χρήσης της. Με τη συζήτηση δημιουργήθηκαν καλύτερες συνθήκες, έτσι ώστε οι παίκτες να επιλέγουν αντλήσεις που μεγιστοποιούν το κέρδος τους και να ανακουφιστούν από τα υψηλά κόστη λόγω της τιμωρίας. Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

290 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 6.1 Μοντέλα βασισμένα σε πράκτορες και εξελικτικοί αλγόριθμοι Η πραγματοποίηση οικονομικών πειραμάτων όπως παρουσιάστηκε στο Κεφάλαιο 5 είναι o ένας τρόπος με τον οποίο έγινε η διερεύνηση των αλληλεπιδράσεων που εμφανίζονται στη διαχείριση ενός αρδευτικού συστήματος υπόγειου υδροφορέα. Στο παρόν κεφάλαιο γίνεται απόπειρα προσέγγισης με μοντέλα βασισμένα σε πράκτορες. Πράκτορας σύμφωνα με το Ινστιτούτο Πληροφορικής και Τηλεματικής του Εθνικού Κέντρου Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης είναι ένα σύστημα, υλικού ή λογισμικού, το οποίο είναι: (i) αυτόνομο λειτουργεί χωρίς την άμεση παρέμβαση άλλων, (ii) κοινωνικό αλληλεπιδρά με άλλους πράκτορες στο περιβάλλον του μέσω μιας ορισμένης γλώσσας επικοινωνίας, (iii) ανακλαστικό αντιλαμβάνεται το περιβάλλον του και αντιδρά σε αλλαγές που συμβαίνουν σε αυτό, και iv) προνοητικό επιδεικνύει συμπεριφορά προσανατολισμένη σε έναν σκοπό. (Ινστιτούτο Πληροφορικής και Τηλεματικής Εθνικό Κέντρο Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης, 2004) Τα μοντέλα τα οποία είναι βασισμένα σε πράκτορες στηρίζονται στη θεώρηση πως η συλλογική συμπεριφορά είναι το αποτέλεσμα της σύνθεσης πολλών ατομικών συμπεριφορών που επηρεάζονται από τις θεσμικές δομές που υπάρχουν στο κοινωνικό τους περιβάλλον. Στόχο έχουν χρησιμοποιώντας στοιχεία διάφορων κλάδων της επιστήμης όπως οικονομικά, κοινωνιολογία και ψυχολογία να αναπαραστήσουν πολύπλοκα συστήματα. Τα τελευταία χρόνια πλήθος ερευνητών που ασχολούνται με πόρους κοινής δεξαμενής δημιουργεί μοντέλα με πράκτορες για να διερευνήσει τις δυνατότητες συνεργατικής διαχείρισης τους (Jager και Janssen, 2002), (Deadman, Schlager και Gimblett, 2000), (Eraso και Montserrat, 2001), (Ebenhöh E, 2007), (Ζορμπά, 2000). Από το Κεφάλαιο 5 έγινε φανερό πως οι χρήστες ενός πόρου συνεργάζονται πιο εύκολα από ότι δέχεται η θεωρία παιγνίων υπό την παραδοχή των εγωιστικά λογικών παικτών. Οποιαδήποτε Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

291 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 96 προσπάθεια μοντελοποίησης λοιπόν θα πρέπει να έχει στόχο την ένταξη αυτών των στοιχείων στις προσομοιώσεις. Ένα χρήσιμο εργαλείο μοντελοποίησης οικονομικών και κοινωνικών αλληλεπιδράσεων, όπως αναφέρθηκε και στο Κεφάλαιο 3, το οποίο εισάγει και την έννοια της περιορισμένης ορθολογικότητας είναι οι εξελικτικοί αλγόριθμοι που έχουν δομή συμβατή με την εξελικτική θεωρία παιγνίων. Οι εξελικτικοί αλγόριθμοι βασίζονται στις αρχές της βιολογικής εξέλιξης χρησιμοποιώντας την έννοια της επιβίωσης του ικανότερου για την επίλυση σύνθετων προβλημάτων (Bäck, 1996), (Bäck, Fogel και Michalewicz, 1997). Λόγω της ικανότητας τους να λύνουν γρήγορα και αξιόπιστα μεγάλο αριθμό δύσκολων προβλημάτων χρησιμοποιούνταν κυρίως για την επίλυση προβλημάτων βελτιστοποίησης. Τα τελευταία χρόνια ολοένα και αυξάνεται ο αριθμός των μελετητών που τα χρησιμοποιούν για την δημιουργία μοντέλων δικτύων πρακτόρων (Bullard και Duffy, 1996), (Andreoni και Miller, 1995), (Arifovic, 1994), (Dawid, 1996). Οι εξελικτικοί αλγόριθμοι διακρίνονται σε πέντε υποκατηγορίες αλγορίθμων που παρουσιάζουν διαφοροποιήσεις στις τεχνικές εφαρμογής τους. Οι υποκατηγορίες αυτές είναι οι Γενετικοί Αλγόριθμοι, ο Γενετικός Προγραμματισμός, ο Εξελικτικός Προγραμματισμός, η Εξελικτική Στρατηγική και τα Συστήματα Ταξινόμησης. Στην παρούσα διατριβή δημιουργήθηκαν μοντέλα με τη χρησιμοποίηση Γενετικών Αλγορίθμων (Georgakopoulos, Zorba, Tolikas P. και Sidiropoulos, 2004), (Georgakopoulos, Zorba, Tolikas P. και Sidiropoulos, 2006a), (Georgakopoulos, Zorba, Tolikas P. και Sidiropoulos, 2006b), (Γεωργακόπουλος, Ζορμπά, Τολίκας Π. και Σιδηρόπουλος, 2005) Κρίθηκε σκόπιμο αφού γίνει αναφορά στα βασικά χαρακτηριστικά και στις τεχνικές των γενετικών αλγορίθμων να παρουσιαστεί ο τρόπος με τον οποίο μπορούν να προσομοιώσουν κοινωνικές αλληλεπιδράσεις και στη συνέχεια να παρουσιαστούν τα μοντέλα προσομοίωσης της εκμετάλλευσης υπόγειου υδροφορέα που δημιουργήθηκαν στα πλαίσια της παρούσας έρευνας. 6.2 Γενικά χαρακτηριστικά γενετικών αλγορίθμων Η πρώτη εμφάνιση των γενετικών αλγόριθμων μπορεί να εντοπιστεί στις αρχές της δεκαετίας του 50, όταν αρκετοί βιολόγοι χρησιμοποίησαν υπολογιστές για την προσομοίωση βιολογικών συστημάτων. Παρ όλα αυτά οι γενετικοί αλγόριθμοι πήραν τη σημερινή τους μορφή από την εργασία που έγινε στα τέλη της δεκαετίας του 60 και στις αρχές του 70 στο πανεπιστήμιο του Michigan υπό τις οδηγίες του John Holland (1975). Ευρέως γνωστοί και δημοφιλείς γίνανε μέσω της δουλειάς ενός από τους φοιτητές του Holland, του David Goldberg (1989). Ο σκοπός της έρευνας από την οποία τελικά προέκυψαν οι γενετικοί αλγόριθμοι ήταν διπλός. Καταρχήν να εξηγηθεί η προσαρμοστικότητα που επιδεικνύουν τα φυσικά συστήματα στο συνεχώς μεταβαλλόμενο Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

292 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 97 περιβάλλον τους και δεύτερον να σχεδιαστεί λογισμικό για τεχνητά συστήματα, τα οποία να διατηρούν μηχανισμούς αντίστοιχους με εκείνους των φυσικών συστημάτων Εξελικτική θεωρία Επειδή η κατασκευή, η εφαρμογή και η ορολογία των γενετικών αλγορίθμων αλλά και της εξελικτικής θεωρίας παιγνίων στηρίζεται στην εξελικτική θεωρία ή αλλιώς στη θεωρία της φυσικής επιλογής κρίνεται απαραίτητη μια σύντομη ανασκόπηση των βασικών αρχών της. Η θεμελιώδης αρχή της φυσικής επιλογής ως του κυριότερου παράγοντα της εξέλιξης διατυπώθηκε το 1859 από τον Darwin με την δημοσίευση του έργου του Η καταγωγή των ειδών (Darwin, 1859). Η θεωρία του βασιζόταν σε τέσσερις βασικές παραδοχές: α. Ένας απόγονος έχει πολλά χαρακτηριστικά των γονέων του. β. Υπάρχει ποικιλία χαρακτηριστικών μεταξύ των διάφορων ατόμων τα οποία μπορούν να μεταβιβαστούν από την μια γενιά στην άλλη. γ. Μόνο ένα μικρό ποσοστό των απογόνων επιβιώνει. δ. Η επιβίωση των απογόνων εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά που έχουν κληρονομήσει. Σύμφωνα με τη θεωρία, από ένα πληθυσμό έμβιων όντων επιζούν και αναπαράγονται στις επόμενες γενιές αυτά τα οποία εν δυνάμει, με βάση το νόμο των πιθανοτήτων, μπορούν να αντεπεξέλθουν στις δυσκολίες και τις αντιξοότητες του περιβάλλοντος δηλαδή να επιβιώσουν στο χώρο αλλά και του βίου τους δηλαδή να επιβιώσουν στο χρόνο. Η πολυπλοκότητα των σχέσεων των οργανισμών, τόσο μεταξύ τους όσο και με τις εναλλασσόμενες συνθήκες ζωής οι οποίες χαρακτηρίζονται από έντονη μεταβλητότητα, προκαλεί μια ατελείωτη ποικιλία στη δομή, στη σύσταση και τις συνήθειες αυτών των οργανισμών. Κάθε τυχαία μεταβολή ή αλλιώς μετάλλαξη που θα παρουσιαστεί σε μια οντότητα και θα είναι ωφέλιμη σε αυτή, δηλαδή θα έχει θετικό αντίκτυπο στον αγώνα της για επιβίωση, θα αποτελεί πλεονέκτημα που θα τείνει να μεταβιβαστεί στους απογόνους της. Η επόμενη γενιά θα περιλαμβάνει περισσότερα άτομα με το συγκεκριμένο πλεονέκτημα στην επιβίωση, αφού τα άτομα που επιβιώνουν δίνουν απογόνους, σε αντίθεση με όσα χάνονται στον αγώνα για τη ζωή. Έτσι, η φυσική επιλογή δρα σαν κινητήρια δύναμη για την εξέλιξη και τη βελτίωση των ειδών. Τo 1865, o G. Mendel ανακάλυψε τις βασικές αρχές της μεταφοράς των κληρονομικών παραγόντων από γενιά σε γενιά βάζοντας τα θεμέλια για την ανάπτυξη της γενετικής. Οι νόμοι του Mendel έγιναν γνωστοί στην επιστημονική κοινότητα αφού ανακαλύφτηκαν ξανά και ανεξάρτητα το 1900 από τους Η. de Vries, Κ. Correns και Κ. Von Tschermak. Η γενετική αναπτύχθηκε πλήρως από τον Τ. Morgan και τους συνεργάτες του, οι οποίοι Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

293 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 98 απέδειξαν πειραματικά ότι τα χρωμοσώματα είναι οι κύριοι φορείς των κληρονομούμενων πληροφοριών και ότι τα γονίδια, που απαρτίζουν τα χρωμοσώματα, είναι οι βασικές μονάδες κληρονομικότητας. Αργότερα, πειράματα απέδειξαν την ισχύ των μεντελικών νόμων για όλους τους αμφιγονικά αναπαραγόμενους οργανισμούς. Οι νόμοι του Mendel και η θεωρία της φυσικής επιλογής του αρβίνου για αρκετά χρόνια παρέμεναν ανεξάρτητες και μη συνδεμένες έννοιες. Μόλις το 1920 αποδείχθηκε ότι οι δύο θεωρίες δεν είναι αντικρουόμενες αλλά ο συνδυασμός τους μας παρέχει την σύγχρονη εξελικτική θεωρία. Έτσι, η θεωρία της εξέλιξης μέσα από το πρίσμα της γενετικής προσφέρει μια πληρέστερη κατανόηση της διαδικασίας της φυσικής επιλογής και εξαιτίας αυτού του γεγονότος μπορούν να διατυπωθούν με μεγαλύτερη σαφήνεια οι κινητήριες δυνάμεις της εξέλιξης που υφίσταται ένας πληθυσμός: α. Είναι πιθανό να συμβούν μεταλλάξεις, δηλαδή τυχαίες αλλαγές στα χαρακτηριστικά ενός γονιδίου. Αυτές οι αλλαγές μπορεί να κληρονομηθούν από τους απογόνους και συμβαίνουν είτε αυθόρμητα, είτε λόγω εξωτερικών παραγόντων, όπως η έκθεση σε περιβαλλοντικούς παράγοντες. β. Οι γενετικές διαδικασίες μπορούν να επιφέρουν εισαγωγή νέων οργανισμών στον αναπαραγόμενο πληθυσμό. γ. Οι γενετικές διαδικασίες μπορούν να συμβούν αποκλειστικά λόγω της τύχης. δ. Βάση της φυσικής επιλογής οργανισμοί με μεγαλύτερη προσαρμοστικότητα έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα αναπαραγωγής Πλεονεκτήματα Γενετικών Αλγορίθμων Οι γενετικοί αλγόριθμοι είναι ένα μαθηματικό εργαλείο, που χρησιμοποιείται σε αρκετά επιστημονικά πεδία. Μιμούμενοι τη βιολογική διαδικασία της φυσικής επιλογής, εφαρμόζονται σε εκείνα τα συστήματα στα οποία δρα ένα σύνολο οντοτήτων που μπορούν να μεταβάλλονται και να αξιολογούνται, με στόχο την εξέλιξη και τη βελτίωση αυτών των συστημάτων. Η αξία της μεθόδου έγκειται στην απλότητα των υπολογισμών και στην ικανότητα της να εφαρμόζεται αποτελεσματικά. Τα βασικότερα πλεονεκτήματα που παρουσιάζουν οι γενετικοί αλγόριθμοι σε σχέση με άλλες μεθόδους βελτιστοποίησης είναι τα εξής: 1. Η εφαρμογή τους στηρίζεται σε σύνολα κωδικοποιημένων παραμέτρων και όχι στις ίδιες τις παραμέτρους, γεγονός που ευνοεί την επιτυχία τους, ακόμα και σε περιπτώσεις δύστροπων συναρτήσεων όπου οι παραδοσιακές μέθοδοι συναντούν δυσκολίες. 2. Η έρευνα των λύσεων γίνεται ταυτόχρονα σε πολλά σημεία του χώρου δυνατής πολιτικής και όχι σταδιακά από σημείο σε σημείο. εν είναι έτσι εύκολο να χαθούν περιπτώσεις ακρότατων, όπως συμβαίνει συχνά με άλλες μεθόδους. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

294 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους Χρησιμοποιούν μόνο πληροφορίες αποτίμησης (την τιμή της αντικειμενικής συνάρτησης) και όχι άλλες βοηθητικές μαθηματικές έννοιες όπως είναι η παράγωγος μιας συνάρτησης, η συνέχεια. Επομένως απαιτούν μικρό θεωρητικό υπόβαθρο από τη μαθηματική ανάλυση και απαλλάσσουν τον ερευνητή από πολύπλοκους αναλυτικούς και αριθμητικούς υπολογισμούς. 4. Τέλος, χρησιμοποιούν στοχαστικούς κανόνες μετάβασης και όχι ντετερμινιστικούς. Όσο και αν φαίνεται παράδοξο το γεγονός ότι η τύχη μπορεί να οδηγήσει στη βέλτιστη λύση ενός προβλήματος, δεν πρέπει να παραβλέπει κανείς το εξής: ότι η τύχη μόνη της χωρίς την επιλογή στη βάση μιας αξιολόγησης δεν θα αρκούσε για να οδηγήσει στην εξέλιξη, και επίσης ότι η φύση και ο πραγματικός κόσμος είναι γεμάτοι από ανάλογα φαινόμενα Ορολογία Γενετικών Αλγορίθμων Για την κατανόηση της μεθόδου των γενετικών αλγορίθμων κρίνεται σκόπιμη η παράθεση της ορολογίας τους που είναι βασισμένη στη θεωρία της φυσικής επιλογής. Έτσι, αρχικά με τον όρο άτομο (individual) ορίζεται αυτό που στα φυσικά συστήματα αναφέρεται ως γονότυπος (genotype) ο οποίος ουσιαστικά είναι το σύνολο των χρωμοσωμάτων (chromosomes) ενός ατόμου. Στους γενετικούς αλγόριθμους κάθε άτομο θεωρείται ότι αποτελείται από ένα μόνο χρωμόσωμα ή συμβολοσειρά (string). Τα χρωμοσώματα αποτελούνται από διατεταγμένες μονάδες, τα γονίδια (genes) τα οποία στα φυσικά συστήματα ελέγχουν την κληροδότηση συγκεκριμένων χαρακτηριστικών. Κάθε γονότυπος παριστάνει μία δυνατή λύση του προβλήματος. Στα φυσικά συστήματα ο οργανισμός που προκύπτει από την αλληλεπίδραση των γονότυπων ονομάζεται φαινότυπος. Αντίστοιχα, το αποτέλεσμα του συνδυασμού των συμβολοσειρών παράγει πιθανές λύσεις. Η εφαρμογή της εξελικτικής διαδικασίας σε ένα πληθυσμό χρωμοσωμάτων αντιστοιχεί με την εξερεύνηση των πιθανών λύσεων σε ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης. Οι βασικές γενετικές λειτουργίες είναι η διασταύρωση (crossover), γνωστή ως επιχισμός στην ορολογία των γενετικών συστημάτων και η μετάλλαξη (mutation). Η διασταύρωση αφορά στην ανταλλαγή ολόκληρων τμημάτων της συμβολοσειράς μεταξύ δύο ατόμων, ενώ η μετάλλαξη στην αλλαγή της τιμής ενός ή περισσοτέρων χαρακτηριστικών Λειτουργία Γενετικών Αλγορίθμων Κάθε γενετικός αλγόριθμος αποτελείται από πέντε βασικά βήματα, ανεξάρτητα από τη φύση ή την ιδιαιτερότητα των προβλημάτων που αντιμετωπίζονται: 1) Γενετική αναπαράσταση των πιθανών λύσεων του προβλήματος. 2)Μέθοδο δημιουργίας αρχικού πληθυσμού πιθανών λύσεων. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

295 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 100 3)Συνάρτηση αξιολόγησης η οποία διαδραματίζει το ρόλο του περιβάλλοντος αξιολογώντας τις λύσεις με κριτήριο την προσαρμοστικότητας τους. 4) Γενετικές λειτουργίες οι οποίες μεταβάλλουν τη σύνθεση των απογόνων. 5) Τιμές για τις διάφορες παραμέτρους που χρησιμοποιεί ένας γενετικός αλγόριθμος όπως το μέγεθος του πληθυσμού και οι πιθανότητες εφαρμογής των γενετικών λειτουργιών Γενετική αναπαράσταση Οι παράμετροι προς βελτιστοποίηση παριστάνονται συνήθως με μορφή συμβολοσειράς προκειμένου να προσαρμοστούν πιο εύκολα οι γενετικές διαδικασίες. Ο τρόπος αναπαράστασης παίζει σημαντικό ρόλο στην ακρίβεια και στο χρόνο υπολογισμού ενός γενετικού αλγορίθμου. Ο συνήθης τρόπος αναπαράστασης είναι ο δυαδικός, δηλαδή συμβολοσειρές αποτελούμενες από δύο στοιχεία, το 0 και το 1. Ο αριθμός των συμβόλων της σειράς ονομάζεται μήκος της συμβολοσειράς. Η αναπαράσταση μπορεί να γίνει επίσης χρησιμοποιώντας διάνυσμα ακέραιων ή πραγματικών αριθμών, με κάθε ακέραιο ή πραγματικό αριθμό να αντιπροσωπεύει μια παράμετρο. Όταν χρησιμοποιείται δυαδικός αριθμός για την γενετική αναπαράσταση, είναι σημαντικό να αποφασιστεί ο σωστός αριθμός συμβόλων που χρησιμοποιούνται για την κωδικοποίηση των παραμέτρων προς βελτιστοποίηση, έτσι ώστε να καλύπτονται όλες οι πιθανές λύσεις. Σε περίπτωση που χρησιμοποιηθούν λιγότερα ή περισσότερα σύμβολα η απόδοση του γενετικού αλγορίθμου μπορεί να επηρεαστεί αρνητικά. Μία σημαντική παρατήρηση στους δυαδικούς γενετικούς αλγορίθμους είναι ότι τα χρωμοσώματα, όταν αποκωδικοποιηθούν στο δεκαδικό σύστημα, παίρνουν καταρχήν ακέραια τιμή. Αν οι μεταβλητές του μοντέλου είναι δεκαδικοί αριθμοί, όπως είναι η γενική περίπτωση, τότε απαιτείται μία αρχική παραδοχή για την απαιτούμενη ακρίβεια ώστε να εκτιμηθεί σωστά το ανώτερο όριο της τιμής τους και επομένως του μήκους της αλυσίδας των γονιδίων ημιουργία αρχικού πληθυσμού Στην αρχή της διαδικασίας βελτιστοποίησης, οι γενετικοί αλγόριθμοι απαιτούν ένα σύνολο αρχικών λύσεων. Αυτό μπορεί να γίνει είτε δημιουργώντας τυχαίες λύσεις με μια γεννήτρια τυχαίων αριθμών είτε ξεκινώντας τη διαδικασία βελτιστοποίησης με προσεγγιστικές τιμές κοντά στη βέλτιστη τιμή. Ο πρώτος τρόπος χρησιμοποιείται σε προβλήματα όπου δεν είναι γνωστή από πριν η περιοχή όπου εμφανίζεται η βέλτιστη λύση ή όταν πρόκειται να ελεγχθεί η απόδοση ενός γενετικού αλγορίθμου. Ο δεύτερος τρόπος προϋποθέτει γνώση της περιοχής της βέλτιστης λύσης και αφού εφαρμοστεί οδηγεί στην βέλτιστή λύση σε λιγότερο χρόνο. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

296 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους Συνάρτηση αξιολόγησης Η συνάρτηση αξιολόγησης διαδραματίζει τον ρόλο του περιβάλλοντος αξιολογώντας τις λύσεις με κριτήριο την προσαρμοστικότητά τους. Το ίδιο ισχύει και για τους περιορισμούς του προβλήματος. Όταν οι περιορισμοί είναι κρίσιμοι και δεν επιτρέπεται να παραβιαστούν, μπορεί με κατάλληλο σχεδιασμό είτε να απορρίπτονται από την αρχή είτε να παίρνουν μία ποινή στη βαθμολογία τους, η οποία καθορίζεται σε σχέση με την απόκλιση που παρουσιάζει ο αντίστοιχος περιορισμός που δεν ικανοποιείται και από τον αριθμό των μη ικανοποιούμενων περιορισμών. Επομένως τα χρωμοσώματα θα αναπαράγονται ή θα απορρίπτονται με ένα επιπλέον κριτήριο βιωσιμότητας, αυτό της ικανοποίησης των περιορισμών Γενετικές διαδικασίες Οι κυριότερες γενετικές διαδικασίες είναι η επιλογή, η διασταύρωση και η μετάλλαξη. Μερικές φορές χρησιμοποιείται μία τέταρτη διαδικασία η αντιμετάθεση. Οι διαδικασίες αυτές εμπνεύστηκαν από την φύση, και στη βιβλιογραφία συναντώνται διάφορες εκδοχές τους. Να σημειωθεί πως δεν είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν όλες οι διαδικασίες σε ένα γενετικό αλγόριθμο καθώς κάθε μία δρα ανεξάρτητα από τις άλλες. Η επιλογή και ο σχεδιασμός των διαδικασιών εξαρτάται από το πρόβλημα και τον τρόπο αναπαράστασης. Επιλογή Ένα είδος καταλαμβάνει σε μια περιοχή μια συγκεκριμένη έκταση ανάλογα με τα άλλα ανταγωνιστικά είδη που είναι εγκατεστημένα στην ίδια περιοχή. Αποτελείται από έναν αριθμό ατόμων τα οποία, πολλαπλασιαζόμενα εκθετικά, δρουν μεταξύ τους επίσης ανταγωνιστικά προσπαθώντας να καταλάβουν όσο το δυνατό μεγαλύτερο χώρο στην επικράτεια τους. Όταν οι απαιτούμενοι για την ύπαρξη τους πόροι δεν θα είναι πλέον επαρκείς ο ρυθμός ανάπτυξης τους θα μειωθεί, επιφέροντας κατά κάποιο τρόπο ισορροπία στον αριθμό του αναπαραγόμενου πληθυσμού, με αποτέλεσμα την ανάπτυξη έντονου ανταγωνισμού μεταξύ των ατόμων για την εξασφάλιση της ζωής. Η φυσική επιλογή θα ενεργήσει έτσι ώστε τα πιο εύρωστα άτομα να επιβιώσουν και να μεταβιβάσουν το πλεονέκτημα της ευρωστίας τους στους απογόνους τους. Αν θεωρηθεί ότι ο πληθυσμός θα παραμείνει ίδιος αριθμητικά στην επόμενη γενιά, θα είναι ωστόσο στο σύνολο του κατά μία έννοια βελτιωμένος, αφού θα περιλαμβάνει περισσότερα άτομα εφοδιασμένα με το πλεονέκτημα της προσαρμογής. Ο στόχος της διαδικασίας της επιλογής είναι να αναπαράγει περισσότερα αντίγραφα των ατόμων των οποίων οι τιμές αξιολόγησης είναι υψηλότερες από εκείνες των οποίων οι τιμές είναι χαμηλές. Η διαδικασία της επιλογής παίζει σημαντικό ρόλο για να οδηγηθεί η αναζήτηση προς μια ευνοϊκή περιοχή και για την εύρεση των βέλτιστων λύσεων σε σύντομο χρονικό διάστημα. Εντούτοις, η ποικιλομορφία του πληθυσμού πρέπει να Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

297 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 102 διατηρηθεί για να αποφευχθεί η πρόωρη τοπική σύγκλιση και για να φθάσει στην ολική βέλτιστη λύση. Στους γενετικούς αλγορίθμους εμφανίζονται κυρίως τρεις διαδικασίες επιλογής: η αναλογική επιλογή, η επιλογή ανάλογα με την κατάταξη και η επιλογή διαγωνισμού. Η αναλογική επιλογή (proportionate selection κατά την αγγλόφωνη βιβλιογραφία) λειτουργεί βάσει ενός μηχανισμού που είναι παρόμοιος με τη λειτουργία μιας ρουλέτας, στην οποία ο τροχός είναι χωρισμένος σε Ν κομμάτια, όπου Ν το μέγεθος του πληθυσμού. Σύμφωνα με αυτόν τον μηχανισμό οι αξίες αποτίμησης των ατόμων εκφράζονται από τα διαστήματα μιας νοητής ρουλέτας. Η επιλογή ενός ατόμου για την επόμενη γενιά γίνεται με τυχαία περιστροφή της ρουλέτας μέσω της οποίας επιλέγεται ένα διάστημα και κατά συνέπεια ένα συγκεκριμένο άτομο. Είναι προφανές ότι οι πιθανότητες επιλογής είναι ανάλογες του εύρους του διαστήματος, και κατά συνέπεια της αξίας του ατόμου. Αφού κάθε άτομο έχει μια αξία, ο πληθυσμός παρουσιάζει μια συνολική αξία που προκύπτει αθροιστικά από τις αξίες των ατόμων του. Έτσι κάθε άτομο στατιστικά θα αναπαραχθεί τόσες φορές όσες αντιστοιχούν στον λόγο της αξίας του ως προς τη συνολική αξία του πληθυσμού. Όσο μεγαλύτερη αξία έχει ένα άτομο σε σχέση με τη συνολική αξία, τόσους περισσότερους απογόνους θα αφήσει. Σύμφωνα με τη μέθοδο επιλογής με βάση την κατάταξη (rank selection) κάθε άτομο παράγει ένα συγκεκριμένο αριθμό απογόνων ανάλογα με την κατάταξη του και όχι με την τιμή της αξίας του κάθε ατόμου. Σε κάθε ένα από τα Ν χρωμοσώματα αντιστοιχίζεται τιμή ίση με τον αριθμό της κατάταξης τους, δηλαδή 1 για το χειρότερο και Ν για το καλύτερο. Τα άτομα κάθε πληθυσμού ταξινομούνται ανάλογα με την προσαρμοστικότητα τους από το χειρότερο στο καλύτερο και στη συνέχεια εφαρμόζεται με αυτές τις τιμές η ίδια διαδικασία με την προηγούμενη μέθοδο. Στην επιλογή διαγωνισμού (tournament selection), που χρησιμοποιήθηκε στην προσομοίωση που θα παρουσιαστεί, επιλέγονται τυχαία ένας ορισμένος αριθμός χρωμοσωμάτων και στη συνέχεια με τη συνάρτηση αξιολόγησης υπολογίζεται η προσαρμοστικότητα του κάθε επιλεγμένου χρωμοσώματος. Το χρωμόσωμα με τη μεγαλύτερη τιμή επιλέγεται από το διαγωνισμό να είναι στην επόμενη γενιά. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται για κάθε ένα χρωμόσωμα της νέας γενιάς. Η αποδοτικότητα της μεθόδου επιλογής μπορεί να μεταβληθεί με τον αριθμό των χρωμοσωμάτων που επιλέγονται. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των χρωμοσωμάτων που συμμετέχουν στο διαγωνισμό τόσο μειώνονται οι πιθανότητες να επιλεγούν τα χρωμοσώματα με χαμηλή προσαρμοστικότητα. Μια έννοια που χρησιμοποιείται στη διαδικασία της επιλογής είναι αυτή του ελιτισμού που μπορεί να συνδυαστεί με όλες τις προαναφερόμενες μεθόδους. Με τον ελιτισμό το χρωμόσωμα με τη μεγαλύτερη προσαρμοστικότητα προεπιλέγεται να έχει ένα ή Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

298 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 103 περισσότερα αυτούσια αντίγραφα στην επόμενη γενιά. Ο ελιτισμός μπορεί να αυξήσει πολύ γρήγορα την απόδοση του γενετικού αλγορίθμου καθώς αποτρέπει την απώλεια της καλύτερης λύσης. ιασταύρωση Η διασταύρωση συμβαίνει στα είδη που αναπαράγονται φυλετικά. Κατά τη διασταύρωση αποσπώνται κομμάτια από ένα άτομο και αλλάζουν θέση με τα αντίστοιχα κομμάτια ενός άλλου. Η διαδικασία ανταλλαγής τμημάτων χρωμοσωμάτων ονομάζεται στη γενετική επιχισμός. Η διασταύρωση θεωρείται ως αυτή που διαφοροποιεί τους γενετικούς αλγορίθμους από άλλους όπως αυτό του δυναμικού προγραμματισμού. Χρησιμοποιείται για τη δημιουργία δύο νέων ατόμων από δύο υπάρχοντα άτομα που επιλέγονται από τον υπάρχοντα πληθυσμό με τη διαδικασία της επιλογής. Ο επιχισμός των γονιδίων μεταξύ δύο ατόμων που αποτελούν ζεύγος περιγράφεται στους δυαδικούς γενετικούς αλγορίθμους ως εξής: Έστω ότι τα δύο χρωμοσώματα-γονείς είναι οι συμβολοσειρές: και ο επιχισμός συμβαίνει στη θέση 4, δηλαδή το τμήμα των τεσσάρων πρώτων γονιδίων θα ανταλλαγεί: Τα χρωμοσώματα που θα προκύψουν είναι: και Η διαδικασία που περιγράφηκε παραπάνω ονομάζεται διασταύρωση ενός σημείου, συχνά ωστόσο εφαρμόζεται και η διασταύρωση πολλαπλών σημείων. Η διαδικασία της διασταύρωσης επιτυγχάνει τη μετάβαση στη νέα γενιά παιδιών από τα οποία ορισμένα έχουν αξία μεγαλύτερη από τους γονείς τους και συμβαίνει στο μεγαλύτερο τμήμα ενός πληθυσμού που αναπτύσσεται αμφιγονικά. Η πιθανότητα να συμβεί αφορά στο σύνολο των χρωμοσωμάτων και είναι η ίδια για κάθε άτομο. Αν η πιθανότητα αυτή είναι p, αυτό σημαίνει ότι κάθε χρωμόσωμα έχει πιθανότητα p να διασταυρωθεί με κάποιο άλλο. Ωστόσο είναι τυχαίο το ποιά χρωμοσώματα θα σχηματίσουν ζεύγη για να διασταυρωθούν μεταξύ τους, όπως επίσης τυχαία είναι και η θέση της διασταύρωσης. Μετάλλαξη Η μετάλλαξη στη φύση συμβαίνει τυχαία και μπορεί να είναι πλεονεκτική ή μηπλεονεκτική για το άτομο στον αγώνα του για επιβίωση, σε αντίθεση με τη φυσική επιλογή Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

299 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 104 η οποία είναι ανεξάρτητη της τύχης και στηρίζεται στο νόμο των πιθανοτήτων. Η συσσώρευση πολλών τέτοιων μεταλλάξεων προς την κατεύθυνση της βελτίωσης οδηγεί στην εξέλιξη. Η μετάλλαξη μπορεί να συμβεί σε οποιοδήποτε γονίδιο οποιουδήποτε χρωμοσώματος. Στην διαδικασία της μετάλλαξης αλλάζουν ένα ή περισσότερα γονίδια με βάση ένα συγκεκριμένο ποσοστό. Η πιθανότητα να συμβεί στην φύση είναι μικρότερη από Αν η μετάλλαξη έπαιξε τόσο σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη των ειδών ήταν γιατί υπήρχε τεράστιος διαθέσιμος χρόνος. Στους γενετικούς αλγορίθμους βέβαια, που αποτελούν μια προσομοίωση της εξελικτικής διαδικασίας της φύσης, μια τόσο μικρή πιθανότητα δεν θα είχε νόημα γιατί η συμβολή της στην εξέλιξη ενός πληθυσμού θα ήταν σχεδόν μηδαμινή. Η διαδικασία της μετάλλαξης οδηγεί το χρωμόσωμα στην διερεύνηση νέων περιοχών βοηθώντας τον έτσι να αποφύγει πρόωρη σύγκλιση και να ανακαλύψει την ολική βέλτιστη λύση. Στους δυαδικούς γενετικούς αλγορίθμους η μετάλλαξη ενός γονιδίου σημαίνει μετατροπή τού 0 σε 1 και αντιστρόφως. Αν για παράδειγμα το χρωμόσωμα έχει τη μορφή: η τιμή του στο δυαδικό σύστημα θα είναι ίση με Μια μετάλλαξη που θα συνέβαινε στο δεύτερο γονίδιο του χρωμοσώματος θα έδινε τη μεταλλαγμένη μορφή: με τιμή Αν η αξία επιβίωσης του συγκεκριμένου χρωμοσώματος εξαρτάται από τη μεγάλη του τιμή τότε η μετάλλαξη θα δράσει πλεονεκτικά και το μεταλλαγμένο χρωμόσωμα έχει αυξημένες πιθανότητες να επιλεγεί στην επόμενη γενιά. Αντίθετα, αν η αξία επιβίωσης είναι ανάλογη με τη χαμηλή τιμή όπως για παράδειγμα συμβαίνει στην περίπτωση ελαχιστοποίησης μιας συνάρτησης, τότε αυτή η μετάλλαξη για το συγκεκριμένο χρωμόσωμα δεν αποφέρει πλεονέκτημα και οι πιθανότητες να επιβιώσει το νέο άτομο στην επόμενη γενιά μειώνονται δραστικά. Αντιμετάθεση Η διαδικασία της αντιμετάθεσης εφαρμόζεται σε αρκετά προβλήματα βελτιστοποίησης και εφαρμόζεται σε ένα άτομο κάθε φορά. Λειτουργεί αντιστρέφοντας τα γονίδια μεταξύ δύο θέσεων ενός χρωμοσώματος. Ένα παράδειγμα αντιμετάθεσης φαίνεται αμέσως παρακάτω. Παλιό χρωμόσωμα: Νέο χρωμόσωμα: Παράγοντες ελέγχου Στους παράγοντες ελέγχου ενός γενετικού αλγορίθμου περιλαμβάνονται το μέγεθος του πληθυσμού και οι πιθανότητες διασταύρωσης και μετάλλαξης. Έχουν γίνει αρκετές Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

300 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 105 έρευνες προκειμένου να προσδιοριστεί η επιρροή των παραγόντων αυτών στην απόδοση των γενετικών αλγορίθμων (Schaffer, Caruana, Eshelman και Das, 1989), (Bäck, 1996). Μεγάλο μέγεθος πληθυσμού οδηγεί σε ταυτόχρονη επεξεργασία πολλών λύσεων και αυξάνει το χρόνο υπολογισμού ανά επανάληψη. Με δεδομένη όμως την χρησιμοποίηση πολλών δειγμάτων, η πιθανότητα σύγκλισης στην βέλτιστη λύση είναι υψηλότερη από την χρησιμοποίηση μικρού μεγέθους πληθυσμού. Το ποσοστό διασταύρωσης καθορίζει τη συχνότητα της διαδικασίας διασταύρωσης. Είναι χρήσιμο στην έναρξη της διαδικασίας βελτιστοποίησης να ανακαλυφθεί μια ευνοϊκή περιοχή. Μικρή συχνότητα διασταυρώσεων μειώνει την ταχύτητα σύγκλισης σε μια τέτοια περιοχή. Αν η συχνότητα είναι πολύ μεγάλη, οδηγεί στον κορεσμό γύρω από μια λύση. Όσον αφορά την πιθανότητα μετάλλαξης μεγάλες τιμές εισάγουν μεγάλη ποικιλομορφία στον πληθυσμό κάτι που μπορεί να προκαλέσει αστάθεια. Απ την άλλη είναι συνήθως δύσκολο για έναν γενετικό αλγόριθμο να βρει ολική βέλτιστη λύση με πολύ μικρό ποσοστό μετάλλαξης. 6.3 Οι γενετικοί αλγόριθμοι ως μοντέλα μάθησης O Riechmann (1999, 2001) ανέλυσε διεξοδικά τη σχέση μεταξύ των λειτουργιών των γενετικών αλγορίθμων και των τεχνικών μάθησης σε οικονομικά περιβάλλοντα. Τα χρωμοσώματα που συνθέτουν έναν πληθυσμό ουσιαστικά αντιστοιχούν σε στρατηγικές πρακτόρων. Με τη συνάρτηση αξιολόγησης υπολογίζεται η προσαρμοστικότητα τους, δηλαδή πόσο καλά αποδίδουν με άλλες στρατηγικές σε ένα συγκεκριμένο οικονομικό περιβάλλον. Όσο πιο καλά αποδίδει μια στρατηγική τόσο πιο πιθανό είναι με τη διαδικασία της επιλογής να αναπαραχθεί σε επόμενη γενιά. Η διαδικασία της επιλογής ουσιαστικά προσομοιώνει την μάθηση μέσω της μίμησης. Αν η στρατηγική ενός πράκτορα δεν έχει καλή απόδοση έχει την δυνατότητα να υιοθετήσει μια στρατηγική που φάνηκε να αποδίδει καλύτερα στο οικονομικό περιβάλλον. Η διαδικασία της διασταύρωσης μπορεί να προσομοιώσει σε ένα βαθμό την μάθηση μέσω της επικοινωνίας. Ένα άτομο κατά τη συνομιλία του με άλλα άτομα για τις στρατηγικές τους ή με απλή καταγραφή τους, μπορεί να υιοθετήσει ένα μέρος τους και να τα συνδυάσει προκειμένου να καθορίσει την μελλοντική του στρατηγική. Ένας άλλος τρόπος μάθησης είναι μέσω του πειραματισμού. Ένα άτομο μπορεί να πειραματιστεί είτε συνειδητά είτε κάνοντας κάποιο λάθος στην προσπάθεια του να μιμηθεί κάποια ενέργεια. Είναι φανερό πως σε αντίθεση με τις τεχνικές της μίμησης και της επικοινωνίας που αναπαράγουν κινήσεις οι οποίες έχουν έστω και επί μέρους εμφανιστεί στο παρελθόν, με τον πειραματισμό μπορούν να προκύψουν καινούργιες στρατηγικές που δεν έχουν ξαναχρησιμοποιηθεί στο παρελθόν. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

301 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους Μονοπληθυσμιακοί και πολυπληθυσμιακοί γενετικοί αλγόριθμοι Οι γενετικοί αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται για τη μοντελοποίηση της διαχείρισης φυσικών πόρων αλλά και γενικότερα συμπεριφορών σε οικονομικές αλληλεπιδράσεις μπορούν να διακριθούν σε μονοπληθυσμιακούς και πολυπληθυσμιακούς ανάλογα με τον τρόπο που προσομοιώνεται η διαδικασία μάθησης. Στους μονοπληθυσμιακούς γενετικούς αλγορίθμους σε κάθε πράκτορα αντιστοιχεί μία στρατηγική η οποία απεικονίζεται μέσω ενός χρωμοσώματος. Κάθε πράκτορας ανάλογα με το κοινωνικό του περιβάλλον τείνει να μιμηθεί και να ανασυνδυάσει στρατηγικές που αποδείχθηκαν επιτυχείς. Για το λόγο αυτό η επιλογή στρατηγικής των πρακτόρων σε κάθε γενιά γίνεται από το σύνολο των στρατηγικών όλων των πρακτόρων και η διαδικασία της διασταύρωσης γίνεται με το συνδυασμό των στρατηγικών δύο διαφορετικών πρακτόρων. Για το λόγο αυτοί οι μονοπληθυσμιακοί αλγόριθμοι ονομάζονται και γενετικοί αλγόριθμοι κοινωνικής μάθησης. Στους πολυπληθυσμιακούς γενετικούς αλγορίθμους σε κάθε πράκτορα αντιστοιχεί ένας πληθυσμός χρωμοσωμάτων. Σε κάθε γενιά η στρατηγική ενός πράκτορα προκύπτει με επιλογή ενός εκ των χρωμοσωμάτων με κριτήριο την προσαρμοστικότητα του σε προηγούμενες γενιές. Κάθε πράκτορας θεωρείται πως έχει υπόψη του ένα σύνολο πιθανών στρατηγικών από τις οποίες σε κάθε γενιά επιλέγεται μία η οποία και θα είναι η χρησιμοποιούμενη στρατηγική. Αντί λοιπόν κάθε πράκτορας να ελέγχει την απόδοση των στρατηγικών που εφάρμοσαν οι άλλοι πράκτορες, ελέγχει την αποδοτικότητα των στρατηγικών που έχει στη δεξαμενή των επιλογών του. Κατά τη διαδικασία της επιλογής το σύνολο στρατηγικών κάθε πράκτορα ανανεώνεται με κριτήριο την προσαρμοστικότητα κάθε στρατηγικής ενώ κατά τη διασταύρωση γίνεται συνδυασμός χρωμοσωμάτων που αποτελούν πιθανές επιλογές κάθε πράκτορα. Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο οι συγκεκριμένοι αλγόριθμοι μάθησης ονομάζονται και γενετικοί αλγόριθμοι ατομικής μάθησης. Αξίζει να σημειωθεί πως κάθε μέθοδος παρουσιάζει τα θετικά και αρνητικά της στοιχεία. Με την επιλογή ενός μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου εμπεριέχονται οι έννοιες της κοινωνικής μάθησης, της μίμησης και της καινοτομίας, αλλά εκλείπει η έννοια της βελτιστοποίησης, μέσα στο σύνολο των εναλλακτικών στρατηγικών που λαμβάνει υπόψη του ο κάθε πράκτορας. Από την άλλη με τη χρησιμοποίηση πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου διαφεύγει η έννοια της μίμησης, μεταξύ των πρακτόρων (Πρωτόπαππας, 2008). Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

302 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους Μοντέλα διαχείρισης υδατικών πόρων με γενετικούς αλγόριθμους Στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής δημιουργήθηκαν με τη βοήθεια της γλώσσας προγραμματισμού Visual Basic τόσο πολυπληθυσμιακοί όσο και μονοπληθυσμιακοί γενετικοί αλγόριθμοι. Στόχος ήταν να γίνει εμβάθυνση της συμπεριφοράς των χρηστών ενός υπόγειου υδροφορέα και να διερευνηθούν οι συνθήκες επιτυχούς εκμετάλλευσης του υδροφορέα. Προκειμένου ένα μοντέλο συμπεριφοράς να είναι ακριβές θα πρέπει τα αποτελέσματα του να είναι παραπλήσια με τα αποτελέσματα αντίστοιχων οικονομικών πειραμάτων (Arifovic και Ledyard, 2010). Προκειμένου να συγκριθούν τα αποτελέσματα των μοντέλων γενετικών αλγορίθμων με τα αποτελέσματα των οικονομικών πειραμάτων χρησιμοποιήθηκαν ως κριτήρια: α) η μέση άντληση των χρηστών και η τυπική απόκλιση της, β) η αποδοτικότητα, το ποσοστό δηλαδή του βέλτιστου κέρδους που λαμβάνουν οι παίκτες με τις ενέργειες τους, γ) η περίοδος στην οποία συγκλίνει η μέση άντληση στην ισορροπία Nash, δ) η σταθερότητα της σύγκλισης και τέλος ε) η διαφορά μεταξύ των μέγιστων και ελάχιστων παρατηρούμενων αντλήσεων των πόρων αυτών Πολυπληθυσμιακό μοντέλο Η δημιουργία του πρώτου μοντέλου που θα παρουσιαστεί μοιάζει αρκετά στο μοντέλο που δημιούργησε ο Marco Casari για να προσομοιώσει κοινοτικούς θεσμούς διαχείρισης δασών και βοσκοτόπων στο Τρεντίνο των Ιταλικών Άλπεων (Casari, 2004), (Casari, 2007). Θα πρέπει να σημειωθεί πως ο Casari ήταν από τους πρώτους που σύγκρινε τα ποιοτικά και ποσοτικά αποτελέσματα προσομοιώσεων με γενετικούς αλγορίθμους με τα αποτελέσματα οικονομικών πειραμάτων. Σε πρώτη φάση μελετήθηκε η ίδια κατάσταση δράσης με αυτή του πειράματος αναφοράς που παρουσιάστηκε στο Κεφάλαιο 5. Κάθε πράκτορας έχει μια δεξαμενή επιλογών (ή μνημών) J=20, που είναι χρωμοσώματα, μήκους L=8 των οποίων η γενετική αναπαράσταση γίνεται με την μέθοδο των δυαδικών αριθμών. Θα πρέπει να σημειωθεί πως στην πρώτη γενιά δημιουργούνται με μια γεννήτρια τυχαίων αριθμών. Κάθε μια από τις επιλογές μπορεί να λαμβάνει τιμές από το συνεχές διάστημα [0, 0,5]. Προκειμένου οι επιλογές του κάθε πράκτορα να είναι ίδιες με αυτές που μπορούσαν να πραγματοποιήσουν οι συμμετέχοντες στα οικονομικά πειράματα οι τιμές που επιτράπηκε στο μοντέλο να λάβει ήταν ακέραια πολλαπλάσια του 0,01. Σε κάθε πιθανή επιλογή αντιστοιχίζεται και το κέρδος που θα είχε αυτή αν οι υπόλοιποι πράκτορες πραγματοποιήσουν την ίδια ενέργεια που πραγματοποίησαν στην προηγούμενη γενιά. Σε κάθε γενιά οι πράκτορες επιλέγουν την ενέργεια που θα πραγματοποιήσουν από τις επιλογές που υπάρχουν στη δεξαμενή τους χρησιμοποιώντας επιλογή διαγωνισμού. Κατά Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

303 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 108 τη διαδικασία αυτή σε κάθε γενιά επιλέγονται τυχαία τρεις επιλογές από τη δεξαμενή και αυτή που αποφέρει το μεγαλύτερο κέρδος προκρίνεται ως η επιλογή του πράκτορα στη δεδομένη γενιά. Στη συνέχεια λαμβάνουν χώρα οι διαδικασίες της διασταύρωσης και της μετάλλαξης. Κατά τη διασταύρωση αφού επιλεχθούν με πιθανότητα pc=0,1% τα προς διασταύρωση χρωμοσώματα στοιχίζονται σε ζεύγη. Στη συνέχεια επιλέγεται τυχαία η θέση στην οποία θα γίνει η διασταύρωση και σχηματίζονται τα νέα χρωμοσώματα. Κατά την μετάλλαξη κάθε ψηφίο του χρωμοσώματος μπορεί να μεταβληθεί από 0 σε 1 ή αντίστροφα, με πιθανότητα με pm=0,32. Η τελευταία διαδικασία που πραγματοποιείται είναι αυτή της αναπαραγωγής με την οποία ουσιαστικά ανανεώνεται η δεξαμενή επιλογών που διαθέτει ο κάθε πράκτορας. Η αναπαραγωγή πραγματοποιείται με παρόμοιο τρόπο με το μηχανισμό της επιλογής. Με την επιλογή διαγωνισμού επιλέγονται δύο πιθανές ενέργειες και αυτή με το μεγαλύτερο κέρδος εισέρχεται στη δεξαμενή επιλογών. Αυτό πραγματοποιείται J φορές, όσες δηλαδή είναι το πλήθος των επιλογών. Οι προαναφερθείσες διαδικασίες επαναλαμβάνονται για 20 γενιές ώστε να μπορέσουν τα αποτελέσματα να συγκριθούν με τα αποτελέσματα των οικονομικών πειραμάτων. Τα βασικά αποτελέσματα που θα παρουσιαστούν στη συνέχεια είναι για πληθυσμό 4 ατόμων. Ένα ζήτημα που ανακύπτει στους εξελικτικούς αλγορίθμους είναι πόσες φορές πρέπει να επαναληφθεί η διαδικασία ώστε να μπορέσει να παρέχει αξιόπιστα αποτελέσματα. Προκειμένου να δοθεί απάντηση σε αυτό το ζήτημα αναζητείται ο αριθμός επαναλήψεων που απαιτείται προκειμένου να συγκλίνουν οι μέσοι όροι των αποτελεσμάτων. Στα Σχήματα 6.1., 6.2., 6.3. και 6.4. εμφανίζονται η εξέλιξη της μέσης άντλησης, της αποδοτικότητας για τους πράκτορες, της περιόδου σύγκλισης και της σταθερότητας σύγκλισης του πολυπληθυσμιακού μοντέλου για 2000 επαναλήψεις αντίστοιχα. Από τα σχήματα φαίνεται πως τα αποτελέσματα συγκλίνουν σε υψηλό βαθμό από την 600 η επανάληψη και μετά. Είναι χαρακτηριστικό πως οι μεταβολές της μέσης άντλησης, της αποδοτικότητας της περιόδου σύγκλισης και του ποσοστού σύγκλισης από την 600 η στη 2000 η επανάληψη είναι της τάξης του 0,014%, 0,04%, 0,38% και 0,9% αντίστοιχα. Συνεπώς η επανάληψη του αλγορίθμου για 1000 επαναλήψεις μπορεί να θεωρηθεί πως θα δώσει αξιόπιστα αποτελέσματα. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

304 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 109 0,336 0,334 Μέση Άντληση 0,332 0,33 0,328 0,326 0, Επαναλήψεις Σχήμα 6.1. Η εξέλιξη της μέσης άντλησης του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου 85,50% Μέση Αποδοτικότητα 85,30% 85,10% 84,90% 84,70% 84,50% Επαναλήψεις Σχήμα 6.2. Η εξέλιξη της μέσης αποδοτικότητας του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

305 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 110 2,6 Μέση περίοδος σύγκλισης 2,4 2,2 2 1,8 1,6 1, Επαναλήψεις Σχήμα 6.3. Η εξέλιξη της περιόδου σύγκλισης του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου Μέση Ποσοστό Σύγκλισης 77,00% 75,00% 73,00% 71,00% 69,00% 67,00% Επαναλήψεις Σχήμα 6.4. Η εξέλιξη του ποσοστού σύγκλισης του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου Στη συνέχεια στα Σχήματα 6.5., 6.6., 6.7., 6.8, 6.9., και παρατίθενται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου όπως και τα αντίστοιχα αποτελέσματα των οικονομικών πειραμάτων αλλά και οι τιμές που προβλέπει η θεωρία παιγνίων προκειμένου να μπορεί να γίνει σύγκριση. Τα αποτελέσματα είναι οι μέσοι όροι των 4 πρακτόρων που συμμετέχουν στην αλληλεπίδραση για 20 γενιές σε 1000 επαναλήψεις. Στο Σχήμα 6.5. απεικονίζεται η μέση άντληση που πραγματοποίησαν οι πράκτορες και φαίνεται πως αντλούν ποσότητα νερού ίση με 0,332, ελαφρά παραπάνω από την άντληση Nash που υπενθυμίζεται πως είναι 0,33. Οι φοιτητές που συμμετείχαν Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

306 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 111 στο οικονομικό πείραμα είχαν αντλήσει και αυτοί ελαφρά παραπάνω από την άντληση Nash και ίσα με 0, Θεωρία παιγνίων Οικονομικά Πειράματα Πολυπληθυσμιακός Γενετικός Αλγόριθμος Άντληση Σχήμα 6.5. Άντληση Πολυπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Στο Σχήμα 6.6. φαίνεται η τυπική απόκλιση των αντλήσεων που πραγματοποιήθηκαν από τους πράκτορες. Η τυπική απόκλιση ουσιαστικά εκφράζει τη διασπορά των τιμών μιας μεταβλητής γύρω από τη μέση τιμή. Η θεωρία παιγνίων προβλέπει πως όλοι οι παίκτες σε όλες τις αλληλεπιδράσεις τους θα πραγματοποιήσουν άντληση ίση με αυτή της ισορροπίας Nash οπότε η τυπική απόκλιση των αντλήσεων τους θα είναι 0. Εντούτοις από το οικονομικό πείραμα προέκυψε τυπική απόκλιση ίση με 0, Θεωρία παιγνίων Οικονομικά Πειράματα Πολυπληθυσμιακός Γενετικός Αλγόριθμος Τυπική απόκλιση Σχήμα 6.6. Τυπική απόκλιση άντλησης Πολυπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Ο πολυπληθυσμιακός αλγόριθμος μπόρεσε να εμφανίσει λιγότερο από το μισό αυτής της διασποράς των τιμών. Αυτό ως ένα σημείο είναι λογικό να παρατηρείται διότι οι πράκτορες είναι σχεδιασμένοι έτσι ώστε όλοι να δίνουν το ίδιο βάρος στα κέρδη από τις αλληλεπιδράσεις που θα αποκομίσουν και να έχουν όλοι ίδιας τάξης περιορισμένη Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

307 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 112 ορθολογικότητα. Οι συμμετέχοντες σε ένα οικονομικό πείραμα είναι φυσικό να μην έχουν όλοι την ίδια συγκέντρωση στο πείραμα, τις ίδιες υπολογιστικές ικανότητες ή ακόμα την ίδια αξιολόγηση των κερδών που θα τους αποφέρει η συμμετοχή τους στο πείραμα. Στο Σχήμα 6.7. φαίνεται η αποδοτικότητα που απέφεραν στους πράκτορες οι αντλήσεις που πραγματοποίησαν. Συγκεκριμένα οι πράκτορες του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου αποκομίζουν το 84,63% της άντλησης που θα έπαιρναν αν πραγματοποιούσαν όλοι τη Pareto-βέλτιστη άντληση 0,25. Το αποτέλεσμα αυτό είναι αρκετά κοντά στο αποτέλεσμα του οικονομικού πειράματος στο οποίο οι συμμετέχοντες είχαν αποδοτικότητα 84,50% και ελαφρά χαμηλότερα από την πρόβλεψη για αποδοτικότητα 87,00% της θεωρίας παιγνίων % 86.00% 84.00% 82.00% 80.00% 78.00% 76.00% 74.00% Θεωρία παιγνίων Οικονομικά Πειράματα Πολυπληθυσμιακός Γενετικός Αλγόριθμος Αποδοτικότητα 87.00% 84.50% 84.63% Σχήμα 6.7. Αποδοτικότητα Πολυπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Η θεωρία παιγνίων προβλέπει πως οι παίκτες από τη στιγμή που είναι απόλυτα ορθολογικοί θα υπολογίσουν ποιά είναι η ισορροπία Nash και θα την πραγματοποιήσουν από την πρώτη μεταξύ τους αλληλεπίδραση. Το οικονομικό πείραμα έδειξε πως οι παίκτες ναι μεν αναζητούν και πραγματοποιούν ενέργειες πολύ κοντά στην άντληση Nash αλλά από την άλλη χρειάζονται κατά μέσο όρο 2,5 αλληλεπιδράσεις ώστε να πραγματοποιήσουν για πρώτη φορά όλοι ενέργειες κοντινές στην ισορροπία Nash. Όπως φαίνεται και στο Σχήμα 6.8. ούτε ο πολυπληθυσμιακός γενετικός αλγόριθμος συγκλίνει από την αρχή αλλά στις 2,2 περιόδους, λίγο πιο νωρίς από τα οικονομικά πειράματα. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

308 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 113 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Θεωρία παιγνίων Οικονομικά πειράματα Πολυπληθυσμιακός Γενετικός Αλγόριθμος Περίοδος σύγκλισης 1 2,5 2,2 Σχήμα 6.8. Περίοδος σύγκλισης Πολυπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Οι πράκτορες του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγόριθμου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 6.9., πραγματοποιούν ενέργειες κοντά στην ισορροπία Nash στο 66,64% των γενιών που ακολουθούν την περίοδο σύγκλισης. Κάτι αντίστοιχο διαφάνηκε και στο οικονομικό πείραμα με το 63,38% των συμμετεχόντων να πραγματοποιούν ενέργειες στο διάστημα (0,297, 0,363). 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Θεωρία παιγνίων Οικονομικά Πειράματα Πολυπληθυσμιακός Γενετικός Αλγόριθμος Ποσοστό σύγκλισης 100% 63.38% 66.64% Σχήμα 6.9. Ποσοστό σύγκλισης Πολυπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Στα Σχήματα και παριστάνεται η μέγιστη και η ελάχιστη μέση άντληση που πραγματοποίησαν τόσο οι πράκτορες του γενετικού αλγορίθμου όσο και οι συμμετέχοντες στο οικονομικό πείραμα. Φαίνεται ότι ο γενετικός αλγόριθμος μπόρεσε να προσομοιώσει ικανοποιητικά και αυτά τα μεγέθη καθώς ο πράκτορας που άντλησε περισσότερο από όλους πραγματοποίησε μέση άντληση 0,386 ενώ αυτός που άντλησε λιγότερο, 0,224, με το οικονομικό πείραμα να έχει αντίστοιχες τιμές 0,400 και 0,225. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

309 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους Θεωρία παιγνίων Οικονομικά Πειράματα Πολυπληθυσμιακός Γενετικός Αλγόριθμος Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση Σχήμα Μέγιστη μέση παρατηρούμενη άντληση Πολυπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Θεωρία παιγνίων Οικονομικά Πειράματα Πολυπληθυσμιακός Γενετικός Αλγόριθμος Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Σχήμα Ελάχιστη μέση παρατηρούμενη άντληση Πολυπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Για να μπορέσει να γίνει κατανοητή η επιλογή των τιμών των παραγόντων ελέγχου αλγορίθμου (ποσοστό διασταύρωσης, ποσοστό μετάλλαξης και πλήθος μνημών) κρίθηκε χρήσιμο στο σημείο αυτό να γίνει η διερεύνηση της επίδρασης των μεταβολών των τιμών τους στα αποτελέσματα. Στους Πίνακες 6.1., 6.2. και 6.3. παρατίθενται τα αποτελέσματα του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου εφαρμοσμένου σε 4 πράκτορες για 7 διαφορετικές τιμές του συντελεστή διασταύρωσης pc, του συντελεστή μετάλλαξης pm και του πλήθους μνημών J αντίστοιχα. Θα πρέπει να σημειωθεί πως οι τιμές των παραγόντων ελέγχου δεν έχουν σταθερά ή ίσα βήματα. Εφεξής για λόγους ευκολότερης εποπτείας ο πολυπληθυσμιακός γενετικός αλγόριθμος συχνά θα αναφέρεται ως ΠΠ ΓΑ. Στους προαναφερθέντες πίνακες περιλαμβάνονται και τα αποτελέσματα των οικονομικών πειραμάτων. Στα Σχήματα 6.12., 6.13., και φαίνεται γραφικά πως επιδρούν οι Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

310 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 115 μεταβολές στα pc, pm και J στην άντληση, στην αποδοτικότητα στην περίοδο σύγκλισης και στο ποσοστό σύγκλισης. Από τη συνδυασμένη παρατήρηση του Πίνακα 6.1. και των προαναφερθέντων σχημάτων φαίνεται καταρχήν πως η μεταβολή του συντελεστή διασταύρωσης pc από 0 έως 0,6 (με το pm και J να παραμένουν σταθερά και ίσα με 0,32 και 20 αντίστοιχα) επιδρά ελάχιστα στα αποτελέσματα. Είναι χαρακτηριστικό πως η μέση άντληση παίρνει τιμές από 0,3340 έως 0,3346 ενώ η αποδοτικότητα που αποκομίζουν οι πράκτορες από τις ενέργειες τους κυμαίνεται από 85,01% έως 86,46%. Επίσης η περίοδος σύγκλισης και το ποσοστό των αντλήσεων που συγκλίνουν κοντά σε αντλήσεις Nash μετά από την περίοδο σύγκλισης δεν φαίνεται να επηρεάζονται καθόλου από τις μεταβολές του pc. Αυτός είναι ο λόγος που ο συντελεστής διασταύρωσης του αλγορίθμου έχει χαμηλή τιμή pc=0,1. Η επίδραση του συντελεστή μετάλλαξης από την άλλη παίζει πολύ δραστικό ρόλο στα αποτελέσματα. Όπως φαίνεται στον Πίνακα 6.2. και στα Σχήματα ως κάθε βήμα στην μεταβολή του pm επηρεάζει άμεσα όλα τα αποτελέσματα. Είναι χρήσιμο να διασαφηνιστεί ο λόγος για τον οποίο επιλέχθηκε η τιμή του συντελεστή να είναι υψηλή και ίση 0,32 από τη στιγμή που υπάρχουν χαμηλότερες τιμές που δίνουν αντλήσεις πιο κοντά στα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος. Είναι χαρακτηριστικό πως για pm=0,01 η άντληση είναι 0,3354 ενώ για pm=0,05 είναι 0,3351. Το σημαντικότερο πρόβλημα με τα αποτελέσματα για αυτές τις τιμές μετάλλαξης είναι πως παρουσιάζουν πολύ χαμηλότερη διασπορά τιμών. Είναι χαρακτηριστικό πως η τυπική απόκλιση για pm=0,01 είναι 0,0191 ενώ για pm=0,05 είναι 0,0201. Η αδυναμία των αλγορίθμων με χαμηλό συντελεστή μετάλλαξης να προσομοιώσουν το εύρος τιμών που επιλέγουν οι συμμετέχοντες σε ένα οικονομικό πείραμα γίνεται πιο φανερή στην περίπτωση του ποσοστού σύγκλισης μετά από την πρώτη φορά που πραγματοποιούν κατά μέσο όρο αντλήσεις κοντά στην ισορροπία Nash. Έτσι ενώ οι συμμετέχοντες στο οικονομικό πείραμα εμφανίζουν σταθερότητα σύγκλισης της τάξης του 63,38% ο πολυπληθυσμιακός γενετικός αλγόριθμος με pm=0,01 και 0,05 παρουσιάζει σταθερότητα σύγκλισης σε ποσοστό 98,04% και 97,30% αντίστοιχα. Το πλήθος των μνημών όπως φαίνεται στον Πίνακα 6.3. φαίνεται να επηρεάζει ελαφρά τα αποτελέσματα. Η επιλογή η μνήμη να είναι ίση με 20 έγινε γιατί για τιμές χαμηλότερες η άντληση είναι χαμηλότερη από την ισορροπία Nash ενώ για υψηλότερες ο αλγόριθμος γίνεται πιο πολύπλοκος χωρίς να υπάρχουν αξιόλογες μεταβολές στα αποτελέσματα. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

311 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 116 Πίνακας 6.1. Αποτελέσματα πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου για 4 παίκτες με σταθερά pm, J και μεταβλητό pc ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ Οικονομικό pc=0 pc=0.1 pc=0.2 Πείραμα pm=0.32, J=20 pm=0.32, J=20 pm=0.32, J=20 (1) Μέση άντληση , (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα % 84.63% 83.34% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 63.38% 65.18% 63.37% 62.82% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ pc=0.3 pc=0.4 pc=0.5 pc=0.6 pm=0.32, J=20 pm=0.32, J=20 pm=0.32, J=20 pm=0.32, J=20 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 83.34% 83.36% 83.36% 83.33% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 64.57% 63.73% 63.93% 78.80% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

312 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 117 Πίνακας 6.2. Αποτελέσματα πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου για 4 παίκτες με σταθερά pc, J και μεταβλητό pm ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ Οικονομικό pm=0.01 pm= 0.05 pm= 0.10 Πείραμα pc=0. 1, J= 20 pc=0.1, J= 20 pc=0.1, J= 20 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδο τικότητα 84.54% % % % (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθε ρότητα σύγκλισης 63.38% 98.04% % % (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ pm=0.20 pc=0.1, J= 20 pm= 0.30 pc=0.1, J= 20 pm= 0.32 pc=0.1, J= 20 pm= 0.40 pc=0.1, J= 20 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 85.24% % % % (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 79.94% % % % (6) Μέγισ τη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

313 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 118 Πίνακας 6.3. Αποτελέσματα πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου για 4 παίκτες με σταθερά pc, pm και μεταβλητό J ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ Οικονομικό Πείραμα J=10 pc=0.1 pm=0.32 J=20 pc=0.1 pm=0. 32 J=40 pc=0.1 pm=0.32 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Απ οδοτικότητα 84.54% 83.18% 84.63% 83.62% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Στ αθερότητα σύγκλισης 63.38% 59.96% 63.37% 64.97% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ J=80 pc=0. 1 pm=0.32 J=160 pc=0.1 pm=0.32 J=200 pc=0.1 pm=0. 32 J=300 pc=0.1 pm=0.32 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 83.64% 83.57% 83.63% 83.56% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 66.10% 65.73% 65.64% 65.33% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

314 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους Άντληση 0.33 μεταβολή pc μεταβολή pm μεταβολή J Οικονομικό Πείραμα Σχήμα Επίδραση των pc, pm, J στη μέση άντληση 88.00% 87.00% Αποδοτικότητα 86.00% 85.00% 84.00% μεταβολή pc μεταβολή pm μεταβολή J Οικονομικό Πείραμα 83.00% 82.00% Σχήμα Επίδραση των pc, pm, J στην αποδοτικότητα Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

315 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους Περίοδος σύγκλισης μεταβολή pc μεταβολή pm μεταβολή J Οικονομικό Πείραμα Σχήμα Επίδραση των pc, pm, J στην περίοδο σύγκλισης % 90.00% Ποσοστό σύγκλισης 80.00% 70.00% μεταβολή pc μεταβολή pm μεταβολή J Οικονομικό Πείραμα 60.00% 50.00% Σχήμα Επίδραση των pc, pm, J στη σταθερότητα σύγκλισης Ο Πίνακας 6.4. περιέχει τα αποτελέσματα του γενετικού αλγορίθμου με τη διαφορά ότι στο διαγωνισμό για την επιλογή της άντλησης από τις μνήμες που θα πραγματοποιηθεί συμμετέχουν δύο και όχι τρεις επιλογές από τη μνήμη. Από τον πίνακα φαίνεται πως ο αλγόριθμος με το διαγωνισμό 2 επιλογών δεν μπορεί να προσομοιώσει τα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος τόσο καλά όσο αυτός με τις τρεις επιλογές. Τα κυριότερο πρόβλημα προσομοίωσης είναι ποιοτικό καθώς εντοπίζονται στη μέση άντληση όπου ο διαγωνισμός 2 επιλογών δίνει αποτελέσματα λίγο χαμηλότερα από την ισορροπία Nash ενώ οι συμμετέχοντες στο οικονομικό πείραμα άντλησαν λίγο υψηλότερα από αυτή. Επίσης εμφανίζεται δυσκολία στην προσομοίωση της αποδοτικότητας και στη σταθερότητα σύγκλισης με τις τιμές του διαγωνισμού 2 επιλογών να είναι 81,97% και 50,98% ενώ οι Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

316 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 121 τιμές του οικονομικού πειράματος ήταν 84,54% και 63,38% αντίστοιχα. Έτσι γίνεται αντιληπτός ο λόγος για τον οποίο αποφασίστηκε στην επιλογή διαγωνισμού να μη συμμετέχουν, δύο από τις επιλογές μνήμης, όπως συνηθίζεται, αλλά τρεις. Πίνακας 6.4. Αποτελέσματα πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου με διαγωνισμό 2 επιλογών ΠΠ ΓΑ ΠΠ ΓΑ Οικονομικό Πείραμα ιαγωνισμός 3 επιλογών ιαγωνισμός 2 επιλογών (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 84.54% 84.63% 81.97% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 63.38% 63.37% 51.13% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Προσομοίωση επικοινωνίας Η επιτυχημένη μοντελοποίηση της κατάστασης αναφοράς οδήγησε στην πρόκληση την επέκτασης του μοντέλου σε πιο σύνθετες καταστάσεις διαχείρισης ενός υπόγειου υδροφορέα όπως για παράδειγμα συμβαίνει όταν οι χρήστες ενός πόρου έχουν τη δυνατότητα επικοινωνίας μεταξύ τους. Τα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος της περίπτωσης αυτής έδειξαν πως η θεωρία παιγνίων δεν μπορεί να προβλέψει την συμπεριφορά των συμμετεχόντων μετά από μια μεταξύ τους συνάντηση. Όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 3 η αδυναμία της θεωρίας παιγνίων για πρόβλεψη συμπεριφορών υπό ειδικές συνθήκες αποπειράται να ξεπεραστεί με την ένταξη στοιχείων της γνωστικής ψυχολογίας. Έχουν δημιουργηθεί πολλά μοντέλα προσομοίωσης μιας αλληλεπίδρασης που περιγράφουν τις συμπεριφορές των εμπλεκομένων με τη χρησιμοποίηση απλών ευρετικών μεθόδων (Pahl-Wostl και Ebenhöh, 2004), (Castillo και Kerem, 2005). Οι ως τώρα προσεγγίσεις θεωρούν πως σε έναν πληθυσμό που αλληλεπιδρά υπάρχουν ομάδες πρακτόρων που συμπεριφέρονται με συγκεκριμένες ευρετικές μεθόδους. Η δομή του πολυπληθυσμιακού μοντέλου επέτρεψε στα πλαίσια της παρούσας διατριβής να θεωρηθεί πως σε κάθε πράκτορα ενυπάρχουν και ανταγωνίζονται σκέψεις είτε να λειτουργήσει ορθολογικά με βάση το προσωπικό του κέρδος είτε να δράσει με ενέργειες που θα ωφελήσουν το σύνολο, οι οποίες εκφράζονται μέσω των μνημών του αλγόριθμου. Όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 5 οι συμμετέχοντες στα οικονομικά πειράματα κατά την διάρκεια της συνάντησης φαίνεται πως ακολουθούν σε μεγάλο βαθμό τη δέσμευση που έλαβαν κατά την διάρκεια αυτής για πραγματοποίηση ενεργειών σε επίπεδα κοντά στην βέλτιστη. Όπως έχει προκύψει από ερωτηματολόγια που συμπληρώθηκαν μετά από οικονομικά πειράματα ο λόγος που συμβαίνει αυτό μπορεί να αποδοθεί στην αυξημένη συνεργατική διάθεση του παίκτη ή στο αίσθημα δικαιοσύνης και αμοιβαιότητας που έχει Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

317 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 122 είτε ακόμα στην πρόθεση του να τηρήσει τις δεσμεύσεις του λειτουργώντας σύμφωνα με το πως ελπίζουν οι υπόλοιποι παίκτες να λειτουργήσει (Casari και Plott, 2003). Προκειμένου να μοντελοποιηθεί η αλληλεπίδραση στην εκμετάλλευση ενός υπόγειου υδροφορέα όταν κάποια στιγμή επικοινωνούν οι χρήστες του θεωρήθηκε πως ένα μέρος των 20 μνημών του πολυπληθυσμιακού μοντέλου λειτουργεί πραγματοποιώντας ενέργειες κοντά στη Pareto-βέλτιστη άντληση δηλαδή μεταξύ 0,23 και 0,28. Οι μνήμες αυτές θα αποκαλούνται εφεξής συνεργατικές μνήμες. Το υπόλοιπο μέρος των μνημών, που θα αποκαλούνται ορθολογικές, συνεχίζει να λειτουργεί με κίνητρο τη μεγιστοποίηση του προσωπικού του κέρδους. Οι δύο ομάδες μνημών όπως και προηγουμένως υπόκεινται στις γενετικές διαδικασίες και η ενέργεια που θα πραγματοποιηθεί καθορίζεται με διαγωνισμό μεταξύ τριών τυχαίων επιλεγμένων μνημών. Προκειμένου να οριστεί ο αριθμός των μνημών που θα εμπεριέχει κάθε μια από τις δύο προσεγγίσεις χρησιμοποιήθηκαν τα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος. Στα Σχήματα και απεικονίζονται αποτελέσματα του αλγορίθμου όταν οι αλτρουιστικές μνήμες κυμαίνονται από 10 έως 20. Να σημειωθεί πως τα αποτελέσματα είναι για 4 άτομα που αλληλεπιδρούν για 20 γενιές και έχουν προέλθει από 2000 επαναλήψεις. Παράλληλα παρατίθενται και τα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος. Αναλυτικότερα στο Σχήμα απεικονίζεται η μεταβολή της άντλησης για διαφορετικά πλήθη συνεργατικών μνημών. Όπως αναμενόταν παρατηρείται πως όσο αυξάνονται οι συνεργατικές μνήμες τόσο η άντληση μειώνεται. Χαρακτηριστικά όταν οι συνεργατικές μνήμες είναι 10 δηλαδή αποτελούν το 50% του συνολικού πληθυσμού η μέση άντληση είναι 0,298 ενώ όταν υπάρχουν μόνο συνεργατικές μνήμες η άντληση μειώνεται σε 0,261. Η μέση άντληση που πραγματοποίησαν οι συμμετέχοντες στο οικονομικό πείραμα όπως αναφέρθηκε και στο Κεφάλαιο 5 ήταν 0,277. Η αποδοτικότητα που αποφέρουν οι αντλήσεις στους πράκτορες του μοντέλου φαίνεται στο Σχήμα και αυξάνει όσο αυξάνεται η παρουσία των συνεργατικών μνημών στο σύνολο του πληθυσμού. Το ποσοστό της αποδοτικότητας αρχίζει από 90,47% της βέλτιστης όταν υπάρχουν 10 συνεργατικές μνήμες και φτάνει ως 99,69% όταν αυτές γίνονται 20. Υπενθυμίζεται πως η αποδοτικότητα στο οικονομικό πείραμα ανήλθε μετά την επικοινωνία στο 96,20% της βέλτιστης. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

318 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 123 0,300 0,295 0,290 0,285 Άντληση 0,280 0,275 0,270 0,265 0,260 0, Αριθμός αλτρουιστικών ενεργειών ΠΠ ΓΑ με αλτρουιστικές μνήμες Οικονομικό πείραμα Σχήμα Άντληση ΠΠ ΓΑ με συνεργατικές μνήμες μετά από επικοινωνία 100% 98% 95% Αποδοτικότητα 93% 90% 88% 85% 83% 80% Αριθμός αλτρουιστικών ενεργειών ΠΠ ΓΑ με αλτρουιστικές μνήμες Οικονομικό πείραμα Σχήμα Αποδοτικότητα ΠΠ ΓΑ με συνεργατικές μνήμες μετά από επικοινωνία Με βάση τα Σχήματα και επιλέχθηκε πως ο αριθμός των συνεργατικών μνημών που μπορεί να προσομοιώσει καλύτερα το οικονομικό πείραμα είναι 16 δηλαδή όταν αποτελούν το 80% του συνόλου των μνημών. Στο Σχήμα παριστάνεται γραφικά η άντληση που πραγματοποίησαν οι συμμετέχοντας του πειράματος που έλαβαν μέρος στο πείραμα με επικοινωνία καθώς και οι αντλήσεις των πρακτόρων του πολυπληθυσμιακού μοντέλου. Στο οικονομικό πείραμα οι συμμετέχοντες αλληλεπίδρασαν 10 φορές πριν συναντηθούν. Ομοίως οι πράκτορες στο μοντέλο λειτούργησαν με καθαρά ορθολογικά κριτήρια χωρίς να εμπεριέχουν συνεργατικές μνήμες για 10 γενιές και από την 11 η γενιά και μετά λειτούργησαν εμπεριέχοντας στις μνήμες τους τις 2 ευρετικές μεθόδους. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

319 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 124 Μέση άντληση 0,4 0,38 0,36 0,34 0,32 0,3 0,28 0,26 0,24 0,22 0, Επαναλήψεις Οικονομικό πείραμα ΠΠ ΓΑ με αλτρουιστικές μνήμες Σχήμα Σύγκριση άντλησης πριν και μετά από επικοινωνία του οικονομικού πειράματος και του ΠΠ ΓΑ Στον Πίνακα 6.5. βρίσκονται τα αποτελέσματα του πολυπληθυσμιακού μοντέλου με 16 συνεργατικές μνήμες μετά από επικοινωνία. Πίνακας 6.5. Αποτελέσματα πολυπληθυσμιακού μετά από επικοινωνία με 16 συνεργατικές μνήμες Οικονομικό ΠΠ ΓΑ με 16 συνεργατικές Πείραμα μνήμες (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 96.20% 95.63% (4) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (5) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Τα αποτελέσματα του Σχήματος και του Πίνακα 6.5. δείχνουν πως το μοντέλο το οποίο δημιουργήθηκε θεωρώντας πως μετά από επικοινωνία οι πράκτορες έχουν σε μεγάλο βαθμό την πρόθεση να πραγματοποιήσουν αντλήσεις κοντά στη συλλογικά βέλτιστη προσομοιώνει ικανοποιητικά τα πειραματικά αποτελέσματα που παρουσιάστηκαν στο Κεφάλαιο Μονοπληθυσμιακό μοντέλο Στη συνέχεια της διατριβής παρουσιάζεται το μονοποληθυσμιακό μοντέλο που δημιουργήθηκε για να προσομοιώσει την εκμετάλλευση υπόγειων υδατικών πόρων από ομάδα χρηστών. Η βασική διαφορά με τον πολυπληθυσμιακό αλγόριθμο, όπως προαναφέρθηκε, είναι πως κάθε χρωμόσωμα εκφράζει την άντληση που πραγματοποιεί ένας πράκτορας σε κάθε γενιά και όχι σε μία από τις πιθανές επιλογές που έχει στη μνήμη του. Κάθε πράκτορας σε κάθε γενιά ανάλογα με την ποιότητα των λύσεων όσων πρακτόρων συμμετέχουν στην αλληλεπίδραση επιλέγει να ακολουθήσει μερικά ή ανασυνδυασμένα τις ήδη πραγματοποιημένες ενέργειες. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

320 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 125 Η γενετική αναπαράσταση γίνεται ξανά με τη μέθοδο των δυαδικών αριθμών με χρωμοσώματα μήκους L=8. Οι αντλήσεις που πραγματοποιούν οι πράκτορες είναι μεταξύ 0 και 0,5 και ακέραια πολλαπλάσια του 0,01. Στην πρώτη γενιά οι αντλήσεις που πραγματοποιούν τα άτομα του πληθυσμού δημιουργούνται με μια γεννήτρια τυχαίων αριθμών. Επειδή ακριβώς οι αντλήσεις της πρώτης γενιάς σχηματίζονται εντελώς τυχαία η γενιά αυτή θεωρείται προπαρασκευαστική και δεν συμπεριλαμβάνεται στα αποτελέσματα. Ο λόγος που δεν πραγματοποιήθηκε κάτι αντίστοιχο στο πολυπληθυσμιακό μοντέλο είναι ότι εκεί η πρώτη άντληση κάθε πράκτορα προκύπτει από διαγωνισμό επιλογής από τα 20 τυχαία δημιουργημένα χρωμοσώματα. Το γεγονός αυτό έχει ως αποτέλεσμα οι πρώτες αντλήσεις να λαμβάνουν πιο ορθολογικές τιμές, κοντά σε αυτές των αντλήσεων που πραγματοποίησαν οι συμμετέχοντες στο οικονομικό πείραμα. Το ποσοστό διασταύρωσης όπως και στον πολυπληθυσμιακό γενετικό αλγόριθμο είναι pc=0,10. Όσον αφορά το ποσοστό μετάλλαξης επιλέχθηκε να είναι διαφορετικό πριν και μετά το σημείο σύγκλισης. Η επιλογή αυτή έγινε στηριζόμενη στη θεώρηση πως ένας πληθυσμός πειραματίζεται σε μεγαλύτερο βαθμό όταν αναζητεί το σημείο ισορροπίας απ' ότι όταν το έχει ήδη ανακαλύψει. Έτσι επιλέχθηκε μέχρι τη γενιά που θα συγκλίνει ο μέσος όρος των αντλήσεων το ποσοστό μετάλλαξης να είναι pm 1 =0,1 ενώ αμέσως μετά αυτός να μειώνεται σε pm 2 =0,01. Αφού ολοκληρωθούν οι διαδικασίες της διασταύρωσης και της μετάλλαξης πραγματοποιείται η αναπαραγωγή κατά την οποία σχηματίζεται η επιλογή κάθε πράκτορα για την επόμενη γενιά. Για κάθε πράκτορα επιλέγονται τυχαία τρεις επιλογές από αυτές που πραγματοποιήθηκαν στην προηγούμενη γενιά και αυτή που αποφέρει το μεγαλύτερο κέρδος προκρίνεται ως η επιλογή του στην επόμενη γενιά. Σημειώνεται πως προκειμένου να γίνει σύγκριση τόσο με το οικονομικό πείραμα όσο και με το μονοπληθυσμιακό γενετικό αλγόριθμο επιλέχθηκε ο πληθυσμός του μονοπληθυσμιακού αλγορίθμου στα αποτελέσματα που ακολουθούν να αποτελείται από 4 πράκτορες. Στη συνέχεια στα Σχήματα 6.19., 6.20., και εμφανίζονται η εξέλιξη της μέσης άντλησης, της αποδοτικότητας για τους πράκτορες, της περιόδου σύγκλισης και της σταθερότητας σύγκλισης του πολυπληθυσμιακού μοντέλου για 5000 επαναλήψεις αντίστοιχα. Αυτό γίνεται ώστε να αναζητηθεί ο αριθμός επαναλήψεων που απαιτείται προκειμένου να συγκλίνουν οι μέσοι όροι των αποτελεσμάτων κάτι που είχε πραγματοποιηθεί και στην περίπτωση του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

321 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 126 0,336 0,334 Μέση Άντληση 0,332 0,33 0,328 0,326 0, Επαναλήψεις Σχήμα Η εξέλιξη της μέσης άντλησης του μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου Μέση Αποδοτικότητα 90,00% 89,00% 88,00% 87,00% 86,00% 85,00% 84,00% 83,00% 82,00% Επαναλήψεις Σχήμα Η εξέλιξη της μέσης αποδοτικότητας του μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

322 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 127 Μέση περίοδος σύγκλισης Επαναλήψεις Σχήμα Η εξέλιξη της περιόδου σύγκλισης του μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου Μέση Σταθερότητα Σύγκλισης 80,00% 75,00% 70,00% 65,00% 60,00% 55,00% 50,00% Επαναλήψεις Σχήμα Η εξέλιξη του ποσοστού σύγκλισης του μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου Στα Σχήματα ως προκύπτει πως όλα τα εξεταζόμενα μεγέθη συγκλίνουν μετά τη 2000 η επανάληψη. Επιλέχθηκε ο αλγόριθμος για ασφάλεια να επαναληφθεί 3000 φορές αφού χαρακτηριστικά η διαφορά της άντλησης μεταξύ 3000 ης και 5000 ης γενιάς είναι 0,03%. Η αντίστοιχη διαφορά για το κέρδος που έχουν οι πράκτορες σε σχέση με τη Pareto-βέλτιστη άντληση είναι 0,065% Επίσης χαρακτηριστικό είναι επίσης πως η μέση περίοδος σύγκλισης τη 2000 η είναι 2,64 με τους πράκτορες να συγκλίνουν στο 65,41% των μετέπειτα γενιών ενώ στην 5000 η γενιά οι αντίστοιχες τιμές είναι 2,64 και 65,62% αντίστοιχα. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

323 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 128 Στα Σχήματα 6.23., 6.24., 6.25., 6.26., 6.27., και παρατίθενται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης του μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου (που εφεξής συχνά θα συμβολίζεται ως ΜΠ ΓΑ). Για να είναι ευκολότερη η σύγκριση παρατίθενται και τα αντίστοιχα αποτελέσματα του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου όπως και τα αποτελέσματα των οικονομικών πειραμάτων αλλά και οι προβλέψεις της θεωρίας παιγνίων. Τα αποτελέσματα είναι οι μέσοι όροι 3000 επαναλήψεων για αλληλεπιδράσεις 4 πρακτόρων για 20 γενιές. Οι πράκτορες του μονοπληθυσμιακού αλγορίθμου, όπως φαίνεται στο Σχήμα αντλούν ποσότητα νερού ίση με 0,3326. Όπως και οι πράκτορες του πολυπληθυσμιακού αλγορίθμου αλλά και οι συμμετέχοντες του οικονομικού πειράματος αντλούν ελαφρά περισσότερο από την πρόβλεψη της ισορροπίας Nash Θεωρία παιγνίων Οικονομικό Πείραμα ΠΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ Άντληση Σχήμα Άντληση Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Θεωρία παιγνίων Οικονομικό Πείραμα ΠΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ Τυπική απόκλιση Σχήμα Τυπική απόκλιση άντλησης Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

324 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 129 Ο μονοπληθυσμιακός αλγόριθμος δεν μπόρεσε ούτε αυτός να προσομοιώσει την διασπορά των τιμών της άντλησης. Η τυπική απόκλιση των πραγματοποιούμενων αντλήσεων όπως φαίνεται στο Σχήμα είναι 0,0451, ελαφρά μεγαλύτερη από την αντίστοιχη τιμή του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου αλλά σε καμία περίπτωση δεν προσεγγίζει ικανοποιητικά το αποτέλεσμα του οικονομικού πειράματος. Η αποδοτικότητα του εξεταζόμενου μοντέλου, όπως φαίνεται στο Σχήμα λαμβάνει τιμή 84,23% πολύ κοντά στις αποδοτικότητες που σημειώνουν ο αλγόριθμος ατομικής μάθησης και το οικονομικό πείραμα που είναι 84,63% και 84,50% αντίστοιχα % 86.00% 84.00% 82.00% 80.00% 78.00% 76.00% 74.00% Θεωρία παιγνίων Οικονομικό Πείραμα ΠΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ Αποδοτικότητα 87.00% 84.50% 84.63% 84.23% Σχήμα Αποδοτικότητα Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Ο μονοπληθυσμιακός αλγόριθμος όπως φαίνεται στο Σχήμα συγκλίνει κατά μέσο όρο μετά από 2,6 γενιές τιμή ελαφρά μεγαλύτερη από τη σύγκλιση των οικονομικών πειραμάτων στις 2,5 γενιές τη στιγμή που ο πολυπληθυσμιακός αλγόριθμος συγκλίνει γρηγορότερα στις 2,2 περιόδους. 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Θεωρία παιγνίων Οικονομικό Πείραμα ΠΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ Περίοδος σύγκλισης 1 2,5 2,2 2,6 Σχήμα Περίοδος σύγκλισης Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

325 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 130 Όπως φαίνεται στο Σχήμα στις γενιές που ακολουθούν την περίοδο σύγκλισης οι μέσες αντλήσεις των πρακτόρων του μονοπληθυσμιακού αλγορίθμου συγκλίνουν κοντά στην ισορροπία Nash σε ποσοστό 64,90% που κυμαίνεται μεταξύ του 63,38% του οικονομικού πειράματος και του 66,64% του πολυπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Θεωρία παιγνίων Οικονομικό Πείραμα ΠΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ Ποσοστό σύγκλισης 100% 63.38% 66.64% 64.90% Σχήμα Ποσοστό σύγκλισης Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Μία δυσκολία του μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου είναι να προσομοιώσει την διαφορά μεταξύ της μέγιστης και της ελάχιστης παρατηρούμενης άντλησης. Όπως φαίνεται από τα Σχήματα και η μέγιστη και η ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση είναι 0,431 και 0,187 αντίστοιχα. Η διαφορά μεταξύ των τιμών αυτών είναι 0,224 αρκετά μεγαλύτερη από την αντίστοιχη διαφορά του οικονομικού πειράματος που ήταν 0,175 και την οποία ο πολυπληθυσμιακός αλγόριθμος προσομοιώνει πιστότερα με διαφορά 0, Θεωρία παιγνίων Οικονομικό Πείραμα ΠΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση Σχήμα Μέγιστη μέση παρατηρούμενη άντληση Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

326 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους Θεωρία παιγνίων Οικονομικό Πείραμα ΠΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Σχήμα Ελάχιστη μέση παρατηρούμενη άντληση Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου Παρά το γεγονός της μη πιστής ανταπόκρισης στη διαφορά των ακραίων παρατηρούμενων αντλήσεων τα αποτελέσματα του αλγόριθμου ατομικής μάθησης που παρουσιάστηκε μπορούν να θεωρηθούν αρκετά ικανοποιητικά για την προσομοίωση της εκμετάλλευσης ενός υπόγειου υδροφορέα. Στους Πίνακες 6.6., 6.7. και 6.8. παρατίθενται τα αποτελέσματα του μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου για μεταβαλλόμενες τιμές του συντελεστή διασταύρωσης pc, και των συντελεστών μετάλλαξης pm 1 και pm 2 αντίστοιχα ώστε να εξηγηθεί η επιλογή των τιμών των παραγόντων ελέγχου. Στα Σχήματα 6.30., 6.31., και φαίνεται γραφικά πως επιδρούν οι μεταβολές στα pc, pm 1 και pm 2 στην άντληση, στην αποδοτικότητα στην περίοδο σύγκλισης και στο ποσοστό σύγκλισης. Είναι λογικό επειδή το pm 2 ξεκινά να λειτουργεί αμέσως μετά από την περίοδο της σύγκλισης να μην εξετάζεται η επίδραση του σε αυτά. Όμοια δεν εξετάζεται η επίδραση του pm 1 στο ποσοστό σύγκλισης καθώς παύει να λειτουργεί αμέσως μετά την πρώτη σύγκλιση των αντλήσεων των παικτών. Από τον Πίνακα 6.6. και τα προαναφερθέντα σχήματα προκύπτει πως όπως και στην περίπτωση του πολυπληθυσμιακού αλγορίθμου ο συντελεστής διασταύρωσης δεν φαίνεται να επιδρά σημαντικά στα αποτελέσματα. Αυτό οδήγησε στην επιλογή της σχετικά χαμηλής τιμής του συντελεστή διασταύρωσης pc=0,1. Οι μεταβολές των συντελεστών μετάλλαξης pm 1 και pm 2 φαίνεται να παίζουν αρκετά πιο δραστικό ρόλο στα αποτελέσματα. Ειδικότερα όσον αφορά το συντελεστή μετάλλαξης pm 1 φαίνεται από τον Πίνακα 6.6. και τα Σχήματα 6.30., και πως για τις τιμές pm 1 από 0,005 ως 0,2 η προσομοίωση του οικονομικού πειράματος είναι ικανοποιητική όσον αφορά τις αντλήσεις και την αποδοτικότητα. Όμως το φαινόμενο που παρατηρείται είναι πως για χαμηλούς συντελεστές αργεί να συγκλίνει για πρώτη φορά η μέση άντληση με την ισορροπία Nash. Αυτό συμβαίνει καθώς οι τιμές αυτές μετάλλαξης αποφέρουν Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

327 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 132 αντλήσεις ελαφρά πάνω από την ισορροπία Nash. Για τιμές pm 1 = 0,3 ή pm 1 = 0,4 οι αντλήσεις μειώνονται σε επίπεδα χαμηλότερα της ισορροπίας Nash, ενώ αυξάνεται ξανά η περίοδος σύγκλισης μην κάνοντας επιτρεπτή τη λήψη τιμών σε αυτά τα επίπεδα. Παρατηρείται δηλαδή το φαινόμενο τόσο πολύ χαμηλές τιμές pm 1 όσο και πολύ υψηλές να μην μπορούν να βοηθήσουν στη σύγκλιση του αλγορίθμου σε επίπεδα κοντά σε αυτά των οικονομικών πειραμάτων. Ο δεύτερος συντελεστής μετάλλαξης pm 2 παίζει και αυτός δραστικό ρόλο στον αλγόριθμο μετά από το σημείο σύγκλισης. Για τιμές pm 2 από 0,001 ως 0,01 τα αποτελέσματα λαμβάνουν ικανοποιητικές τιμές κοντά στα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος. Όταν ο συντελεστής λαμβάνει τιμές μεγαλύτερες από 0,05 τόσο η άντληση λαμβάνει τιμές μικρότερες από την ισορροπία Nash και τόσο μειώνεται το ποσοστό σύγκλισης. Ενδεικτικά για pm 2 =0,2 η μέση άντλησης μειώνεται σε 0,3217 ενώ το ποσοστό σύγκλισης σε 39,14%. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

328 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 133 Πίνακας 6.6. Αποτελέσματα μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου για 4 παίκτες με σταθερά pm 1, pm 2 και μεταβλητό pc ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ pc=0.1 pc=0.2 pc=0.3 Οικονομικό Πείραμα pm 1 =0.1 pm 2 =0.01 pm 1=0.1 pm 2 =0.01 pm 1=0.1 pm 2 =0.01 (1) Μέση άντληση , (2) Τυπική απόκλιση , (3) Απ οδοτικότητα 84.54% % 84.66% 84.36% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Στ αθερότητα σύγκλισης 63.38% % 66.88% 65.94% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ pc=0.35 pc=0.4 pc=0.45 pc=0.5 pm 1 =0.1 pm 2 =0.01 pm 1=0.1 pm 2 =0.01 pm 1=0.1 pm 2 =0.01 pm 1=0.1 pm 2 =0.01 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 84.47% 83.83% 84.22% 84.02% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 69.42% 66.08% 66.42% 66.96% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

329 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 134 Πίνακας 6.7. Αποτελέσματα μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου για 4 παίκτες με σταθερά pc, pm 2 και μεταβλητό pm 1 ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ pc=0.1 pc=0.1 pc=0.1 Οικονομικό Πείραμα pm 1 = pm 2 =0.01 pm1= 0.01 pm 2 =0.01 pm1= 0.1 pm 2 =0.01 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Απ οδοτικότητα 84.54% 84.12% 83.27% 84.27% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Στ αθερότητα σύγκλισης 63.38% 63.34% 66.16% 64.90% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ pc=0.1 pc=0.1 pc=0.1 pc=0.1 pm 1 = 0.15 pm 2 =0.01 pm 1 = 0.20 pm 2 =0.01 pm 1 = 0.30 pm 2 =0.01 pm 1 = 0.40 pm 2 =0.01 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 84.08% 83.75% 83.45% 83.02% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 66.99% 68.12% 64.97% 62.78% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

330 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 135 Πίνακας 6.8. Αποτελέσματα μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου για 4 παίκτες με σταθερά pc, pm 1 και μεταβλητό pm 2 ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ pc=0.1 pc =0.1 pc=0.1 Οικονομικό Πείραμα pm 1 =0.1 pm 2 = pm 1=0.1 pm 2 = pm 1=0.1 pm2= (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 84.54% 83.54% 84.23% 83.83% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 63.38% 62.86% 66.00% 65.03% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ pc=0.1 pc=0.1 pc=0.1 pc=0.1 pm 1 =0.1 pm 2 = 0.01 pm 1 =0.1 pm 2 = 0.05 pm 1 =0.1 pm 2 = 0.1 pm 1 =0.1 pm 2 = 0.2 (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 84.27% 84.02% 83.11% 80.98% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 64.90% 62.07% 62.00% 39.14% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

331 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 136 0,35 0,345 0,34 0,335 0,33 Άντληση 0,325 0,32 0,315 0,31 μεταβολή pc μεταβολή pm1 μεταβολή pm2 Οικονομικό Πείραμα 0,305 0,3 0,295 0, Σχήμα Επίδραση των pc, pm 1 και pm 2 στη μέση άντληση 86,00% 85,00% 84,00% Αποδοτικότητα 83,00% 82,00% μεταβολή pc μεταβολή pm1 μεταβολή pm2 Οικονομικό Πείραμα 81,00% 80,00% Σχήμα Επίδραση των pc, pm 1 και pm 2 στην αποδοτικότητα Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

332 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους ,5 6 5,5 Περίοδος σύγκλισης 5 4,5 4 3,5 μεταβολή pc μεταβολή pm1 Οικονομικό Πείραμα 3 2, Σχήμα Επίδραση των pc και pm 1 στην περίοδο σύγκλισης 80% 75% 70% Ποσοστό σύγκλισης 65% 60% 55% 50% μεταβολή pc μεταβολή pm2 Οικονομικό Πείραμα 45% 40% 35% Σχήμα Επίδραση των pc και pm 2 στο ποσοστό σύγκλισης Στο σημείο αυτό θα εξεταστεί ο μονοπληθυσμιακός γενετικός αλγόριθμος στην περίπτωση που υπάρχει ενιαίος συντελεστή μετάλλαξης pm ώστε να γίνουν φανερά τα αίτια που οδήγησαν στην επιλογή δύο συντελεστών μετάλλαξης. Στο Σχήμα απεικονίζεται η εξέλιξη της μέσης άντλησης που πραγματοποιούν οι πράκτορες ενός γενετικού αλγορίθμου για τιμές από 0,01 έως 0,1 με βήμα 0,01 ενώ στο Σχήμα απεικονίζεται η εξέλιξη της περιόδου σύγκλισης. Στους πίνακες παρατίθενται και τα αντίστοιχα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος και του μονοπλυθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου με τους παράγοντες ελέγχου που έχουν προταθεί για την προσομοίωση της εκμετάλλευσης του υπόγειου υδροφορέα. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

333 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 138 0,35 0,345 0,34 0,335 0,33 Άντληση 0,325 0,32 0,315 Ενιαίο pm Οικονομικό Πείραμα Διαφορετικό pm 0,31 0,305 0,3 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 pm Σχήμα Άντληση Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου με pm 1 =pm 2 5,5 5 Περίοδος σύγκλισης 4,5 4 3,5 3 Ενιαίο pm Οικονομικό Πείραμα Διαφορετικό pm 2,5 2 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 pm Σχήμα Περίοδος σύγκλισης Μονοπληθυσμιακού Γενετικού Αλγορίθμου με pm 1 =pm 2 Από τα Σχήματα και παρατηρούμε πως για χαμηλές τιμές pm ο αλγόριθμος προσομοιώνει την άντληση σε ικανοποιητικά επίπεδα αλλά αργεί να συγκλίνει. Ενδεικτικά για pm=0,01 η άντληση είναι 0,3312 αλλά η περίοδος σύγκλισης είναι 5,050. Είναι φανερό πως η περίοδος σύγκλισης μπορεί να μικρύνει αν αυξηθεί ο πειραματισμός των πρακτόρων, δηλαδή ο συντελεστής μετάλλαξης. Πράγματι όπως φαίνεται στο Σχήμα για τιμές pm μεγαλύτερες από 0,06 η περίοδος σύγκλισης λαμβάνει ικανοποιητικές τιμές μεταξύ 2,6 και 2,8. Όμως προκύπτει το πρόβλημα ο αυξημένος πειραματισμός να μειώνει Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

334 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 139 τη μέση άντληση σε τιμές χαμηλότερες από την ισορροπία Nash που φτάνουν μέχρι και 0,3169 για pm=0,1. Στον Πίνακα 6.9. παρατίθενται τα αποτελέσματα του μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου με διαγωνισμό μεταξύ 2 επιλογών. Παρατηρείται πως για όλα τα μεγέθη, πλην της τυπικής απόκλισης των αντλήσεων, ο αλγόριθμος με το διαγωνισμό μεταξύ τριών επιλογών προσομοιώνει πληρέστερα τα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος. Πίνακας 6.9. Αποτελέσματα μονοπληθυσμιακού γενετικού αλγορίθμου με διαγωνισμό 2 επιλογών ΜΠ ΓΑ ΜΠ ΓΑ Οικονομικό Πείραμα ιαγωνισμός 3 επιλογών ιαγωνισμός 2 επιλογών (1) Μέση άντληση (2) Τυπική απόκλιση (3) Αποδοτικότητα 84.54% 84.27% 82.98% (4) Περίοδος σύγκλισης (5) Σταθερότητα σύγκλισης 63.38% 64.90% 61.27% (6) Μέγιστη παρατηρούμενη άντληση (7) Ελάχιστη παρατηρούμενη άντληση Έλεγχος θεωρίας κρίσιμης μάζας Όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 3, στα τέλη της δεκαετίας του 80 αναπτύχθηκε στα πλαίσια της θεωρίας συλλογικής δράσης, η θεωρία της κρίσιμης μάζας. Σύμφωνα με αυτή για να ξεκινήσει μια συλλογική δράση μεταξύ ενός πληθυσμού απαιτείται ένα υποσύνολο του πληθυσμού, η κρίσιμη μάζα, προκειμένου να ξεκινήσει να δρα σε κατεύθυνση που συμφέρει το σύνολο του πληθυσμού (Oliver και Marwell, 1988), (Oliver, Marwell και Texeira, 1985). Το αν θα εμφανιστεί μια κρίσιμη μάζα στον πληθυσμό εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Η θεώρηση που γίνεται είναι ότι υπάρχει διαφοροποίηση του τρόπου με τον οποίο τα άτομα ενεργούν στην εκμετάλλευση ενός φυσικού πόρου και εκτός των χρηστών οι οποίοι συμπεριφέρονται εγωιστικά, με μοναδικό γνώμονα την αύξηση του προσωπικού τους κέρδους υπάρχουν και αυτοί που υιοθετούν αλτρουιστικές συμπεριφορές, οι οποίοι περιορίζουν τα επίπεδα χρήσης του πόρου καθώς λαμβάνουν υπόψη τους τις επιπτώσεις των ενεργειών τους σε τρίτους. Κάποιοι χρήστες συμπεριφέρονται αλτρουιστικά με βάση αξίες τις οποίες έχουν υιοθετήσει μέσω πολιτιστικών, πολιτικών, θρησκευτικών ή ηθικών αρχών. Αυτό που εξετάζεται στο σημείο αυτό είναι το πως θα δράσει μια ομάδα αλτρουιστών αν εμφανιστεί σε έναν πληθυσμό που εκμεταλλεύεται έναν υπόγειο υδροφορέα. Θεωρήθηκε ένας πληθυσμός 20 αγροτών οι οποίοι αλληλεπιδρούν στην εκμετάλλευση ενός υπόγειου υδροφορέα. Ανάμεσα στους 20 αγρότες υπάρχει μια υποομάδα η οποία εμφανίζει τη διάθεση για συνεργασία ανεξάρτητα από την συμπεριφορά των υπολοίπων και πραγματοποιεί αντλήσεις ίσες με τη Pareto-βέλτιστη άντληση 0,25. Στόχος είναι η διερεύνηση της επίδρασης των αλτρουιστικών αυτών συμπεριφορών στον υπόλοιπο Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

335 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 140 πληθυσμό δηλαδή να διαπιστωθεί αν η παρουσία ομάδας αλτρουιστών καθιστά πιο ελκυστική την συνεργασία για τον υπόλοιπο πληθυσμό κάτι που θα έχει σαν αποτέλεσμα τη μείωση των αντλήσεων και συνεπώς αύξηση του μέσου κέρδους. Στα Σχήματα και φαίνεται η εξέλιξη του μέσου όρου της άντλησης ανά γενιά για τον πληθυσμό 20 ατόμων ανάμεσα στον οποίον υπάρχουν 1, 2, 3, 4 ή 5 άτομα που συστηματικά πραγματοποιούν αλτρουιστικές αντλήσεις. Από τη στιγμή που δεν υπάρχουν αντίστοιχα αποτελέσματα από οικονομικό πείραμα και προκειμένου να γίνει μακροπρόθεσμη ανάλυση των συμπεριφορών τα αποτελέσματα είναι για 200 γενιές και έχουν προκύψει από το μέσο όρο 3000 επαναλήψεων. 0,35 0,33 Άντληση 0,31 0,29 0,27 Κανένας αλτρουιστής 1 αλτρουιστής 2 αλτρουιστές 3 αλτρουιστές 4 αλτρουιστές 5 αλτρουιστές 0,25 0, Γενιές Σχήμα Εξέλιξη του μέσου όρου της άντλησης πληθυσμού με παρουσία αλτρουιστών 100,00% 95,00% Αποδοτικότητα 90,00% 85,00% 80,00% Κανένας αλτρουιστής 1 αλτρουιστής 2 αλτρουιστές 3 αλτρουιστές 4 αλτρουιστές 5 αλτρουιστές 75,00% 70,00% Γενιές Σχήμα Εξέλιξη του μέσου όρου του κέρδους πληθυσμού με παρουσία αλτρουιστών Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

336 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 141 Αναλυτικότερα στο Σχήμα παρατηρείται πως η παρουσία 1 αλτρουιστικού πράκτορα σε συνολικό πληθυσμό των 20 δηλαδή σε ποσοστό 5% μειώνει τις αντλήσεις ελαφρά σε 0,329, ελάχιστα χαμηλότερα από την 0,332, την άντληση δηλαδή του πληθυσμού όταν δεν υπάρχουν αλτρουιστές. Τα αποτελέσματα στη συνέχεια δείχνουν πώς όσο ο αριθμός των αλτρουιστικών ατόμων αυξάνεται πέραν του ενός τόσο μειώνεται η άντληση που ο πληθυσμός πραγματοποιεί. Έτσι όταν οι αλτρουιστές είναι 2 δηλαδή το 10% του πληθυσμού μειώνει τις αντλήσεις σε 0,322 και όταν είναι 3 δηλαδή το 15% του πληθυσμού σε 0,313. Οι αντλήσεις του πληθυσμού μειώνονται σε επίπεδα 0,306 όταν υπάρχουν 4 αλτρουιστές δηλαδή ποσοστό 20% ενώ για τους 5 αλτρουιστές, δηλαδή ποσοστό 25% οι αντλήσεις κυμαίνονται χαμηλότερα του 0,3 και συγκεκριμένα στο 0,293. Όσον αφορά τα κέρδη που αποκομίζει ο πληθυσμός υπό την επίδραση μιας ομάδας αλτρουιστών το Σχήμα δείχνει πως και αυτά εξαρτώνται από τον αριθμό των αλτρουιστών και μπορεί να παρουσιαστούν από ανεπαίσθητες αυξήσεις των κερδών στα επίπεδα του 88,60% του βέλτιστου κέρδους όταν υπάρχει 1 αλτρουιστής ως το 93,80% όταν υπάρχουν 5 αλτρουιστές. Η παρουσία 2, 3 ή 4 αλτρουιστών αποφέρει ενδιάμεσα κέρδη της τάξης του 89,90%, 91,36% και 92,03% αντίστοιχα. Ο τρόπος που δρουν οι αλτρουιστές πράκτορες σε ένα πληθυσμό μπορεί να φανεί από το Σχήμα στο οποίο φαίνεται το ποσοστό των υπολοίπων πλην των αλτρουιστών πρακτόρων που πραγματοποιούν ενέργειες μεταξύ 0,23 έως 0,28, δηλαδή αλτρουιστικές. Φαίνεται πως η παρουσία ενός αριθμού αλτρουιστών οδηγεί τον υπόλοιπο πληθυσμό στην αφομοίωση πλήρως (μέσω της μίμησης-επιλογής) ή μερικώς (μέσω της επικοινωνίαςδιασταύρωσης) των ενεργειών τους σε μεγάλο βαθμό. 50% Ποσοστό αλτρουιστικών ενεργειών 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% Κανένας αλτρουιστής 1 αλτρουιστής 2 αλτρουιστές 3 αλτρουιστές 4 αλτρουιστές 5 αλτρουιστές 0% Γενιές Σχήμα Εξέλιξη του ποσοστού ενεργειών σε αλτρουιστικά επίπεδα Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

337 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Μοντελοποίηση διαχείρισης υπόγειων υδροφορέων με γενετικούς αλγόριθμους 142 Έτσι ενώ στην περίπτωση που δεν υπάρχει η επίδραση κάποιου αλτρουιστή παίκτη στον πληθυσμό οι αλτρουιστικές ενέργειες είναι μετά από 200 γενιές μόλις το 1,34% η είσοδος αλτρουιστών στον πληθυσμό αυξάνει τις αλτρουιστικές ενέργειες. Αναλυτικότερα η παρουσία 1, 2 ή 3 αλτρουιστών συμβάλλει στην αύξηση των αλτρουιστικών ενεργειών σε 4,47%, 9,12% και 16,29% αντίστοιχα. Η επιρροή των αλτρουιστών είναι πιο δραστική όταν αυτοί γίνονται 4 ή 5 με το ποσοστό αλτρουιστικών ενεργειών να αυξάνεται αντίστοιχα σε 27,23% και 43,81% Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

338 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Συμπεράσματα Από τα αποτελέσματα της μελέτης έγινε φανερό πως τόσο στα επιφανειακά αρδευτικά συστήματα όσο και στα αρδευτικά συστήματα υπόγειων υδροφορέων η τραγωδία των κοινών μπορεί να αποφευχθεί αν οι χρήστες τους συνεργαστούν και δημιουργήσουν κατάλληλους θεσμούς προκειμένου να τους διαχειριστούν. Αυτό έγινε πρώτα απ όλα φανερό με την εμπειρική ανάλυση που παρουσιάστηκε για την κοινοτική διαχείριση των επιφανειακών αρδευτικών συστημάτων που υπήρχε σε χωριά της Ευρυτανίας. Τα χωριά που μελετήθηκαν βρίσκονται σε ορεινές και σχετικά απομονωμένες περιοχές όπου η αγροτική παραγωγή συνιστούσε τη βάση της οικονομίας και ως εκ τούτου η αποτελεσματική διαχείριση των αρδευτικών δικτύων αποτελούσε ζήτημα ζωτικής σημασίας για την ευημερία της κοινότητας. Η μελέτη έδειξε πως οι τοπικές κοινότητες κατάφεραν με επιτυχία να διαχειριστούν τα αρδευτικά δίκτυα θεσπίζοντας κανόνες που όριζαν τη σειρά ποτίσματος, το ύψος της απαιτούμενης εργασίας καθώς και κανόνες για τη διευθέτηση των διαμαχών και τη συμμόρφωση τυχόν παραβατών. Στα εξεταζόμενα συστήματα υπάρχουν σαφώς καθορισμένα εξωτερικά όρια όπως και σαφής καθορισμός του δικαιώματος πρόσβασης στους πόρους. Καθώς οι κανόνες παροχής και οικειοποίησης που είχαν θεσπιστεί από τους ίδιους τους χρήστες προέκυψαν ως αποτέλεσμα μακροχρόνιας εφαρμογής και τροποποίησης είχαν ενσωματώσει τις παραμέτρους των τοπικών συνθηκών και είχαν προβλέψει ώστε να υπάρχει ισορροπία μεταξύ των δαπανών και των αποκομισμένων κερδών. Αυτό το γεγονός αντικατοπτρίζεται στην κοινή αίσθηση δικαίου που είχαν οι χρήστες για τη λειτουργία του συστήματος. Τα μέλη των κοινοτήτων των εξεταζόμενων περιοχών είχαν δημιουργήσει τόσο θεσμοθετημένα όργανα όσο και άτυπες διαδικασίες για την επίβλεψη της τήρησης των κανόνων και σε περιπτώσεις παραβίασης αυτών προέβλεπαν διαδικασίες συμμόρφωσης των παραβατών. Το σύστημα επιβολής κλιμακούμενων κυρώσεων που ίσχυε στην περιοχή, δείχνει ότι οι κοινότητες είχαν αντιληφθεί σε μεγάλο βαθμό πως η επιλογή αυτή είναι πιο αποδοτική για τη διαχείριση του πόρου καθώς έχει κατεύθυνση στη μελλοντική συμμόρφωση του παραβάτη και συνεπώς στην πιο εύρυθμη λειτουργία του συστήματος. Ο Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

339 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: Συμπεράσματα 144 χαμηλός βαθμός παραβατικής συμπεριφοράς που παρατηρήθηκε στην περιοχή, επιβεβαίωσε τη θέση πως οι χρήστες είναι πιο πιθανό να τηρούν τους κανόνες που έχουν θεσπιστεί από τους ίδιους παρά από κεντρικές αρχές. Πρέπει να τονιστεί, στο σημείο αυτό, πως το δικαίωμα οργάνωσης και διαχείρισης των αρδευτικών συστημάτων από τις ίδιες τις κοινότητες των αρδευτών ήταν κατοχυρωμένο και αδιαμφισβήτητο. Σήμερα η οικονομική εξάρτηση των χρηστών από τον πόρο έχει μειωθεί σε μεγάλο βαθμό καθώς αυτοί έχουν πια βρει άλλες πηγές εισοδήματος για την κάλυψη των αναγκών τους και οι απολαβές που προέρχονται από το νερό των δικτύων έχουν δευτερεύοντα ρόλο στην οικονομία των νοικοκυριών τους. Η συντριπτική πλειοψηφία των αρδευτών εδώ και χρόνια δεν προσδοκά κέρδη από το σύστημα για αυτό ίσως και δεν επενδύει μακροπρόθεσμα στη θέσπιση κανόνων που θα μπορούσαν να θωρακίσουν και να ενισχύσουν τη συλλογική διαχείρισή του. Οι χρήστες του πόρου φάνηκε να πιστεύουν πως η δυνατότητα να διαχειρίζονται οι ίδιοι τον πόρο θεσπίζοντας κανόνες οι οποίοι δεν αμφισβητούνται από τις κεντρικές αρχές, εξασφαλίζει καλύτερα αποτελέσματα για τον πόρο. Το γεγονός αυτό αποτυπώθηκε έντονα κατά τη διάρκεια της επιτόπιας έρευνας όπου το σύνολο των ερωτηθέντων εκθείαζε την αποτελεσματικότητα του δικτύου την εποχή που ίσχυε κοινοτική διαχείριση αυτού. Η ίδια η φύση του αρδευτικού συστήματος σε συνδυασμό με το περιορισμένο μέγεθός του, επιτρέπει στους χρήστες να λαμβάνουν έγκαιρη και γρήγορη πληροφόρηση για όποιες αλλαγές συμβαίνουν και να δρουν άμεσα. Ένα ακόμα σημαντικό στοιχείο που πρέπει να τονιστεί ως αποτέλεσμα της ανάλυσης είναι το γεγονός πως η κύρια αιτία υποβάθμισης της κοινοτικής διαχείρισης στην περιοχή ήταν το οξύ μεταναστευτικό ρεύμα που σημειώθηκε στον ελλαδικό χώρο για πολλές δεκαετίες είτε προς το εξωτερικό είτε προς τα αστικά κέντρα. Η αιτία αυτή αποτελεί εξωτερικό παράγοντα που δεν περιλαμβάνεται στις αρχές σχεδιασμού. Αυτή η παρατήρηση ενισχύει τις ολοένα και περισσότερες φωνές που εδώ και χρόνια υποστηρίζουν την ανάγκη διεύρυνσης των αρχών σχεδιασμού και της ένταξης σε αυτές κοινωνικών, οικονομικών και πολιτικών παραγόντων. Καθώς τα αποτελέσματα της εμπειρικής ανάλυσης καθιστούν έντονη την πεποίθηση ότι η κοινοτική διαχείριση μπορεί να αποτελέσει μια ρεαλιστική και βιώσιμη πρόταση οργάνωσης των επιφανειακών αρδευτικών συστημάτων, παρουσιάστηκε στη συνέχεια η διερεύνηση στοιχείων που θα μπορούσαν να υπερκεράσουν τις εγγενείς δυσκολίες κοινοτικής διαχείρισης των αρδευτικών συστημάτων των υπόγειων υδροφορέων. Η διερεύνηση αυτή έγινε με τη διεξαγωγή οικονομικού πειράματος και τη δημιουργία μοντέλων βασισμένων σε πράκτορες. Τα αποτελέσματα του οικονομικού πειράματος έδειξαν πως οι παίκτες φαίνεται να χρησιμοποιούν το μέσο της τιμωρίας για να συνετίσουν τους εγωιστές συμπαίκτες τους, παρά το προσωπικό κόστος που αυτό τους επιφέρει. Όπως Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

340 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: Συμπεράσματα 145 χαρακτηριστικά αναφέρει ο Elster (1989), η τιμωρία σχεδόν χωρίς εξαίρεση είναι δαπανηρή για αυτόν που τιμωρεί, ενώ τα οφέλη από την τιμωρία διαχέονται στα μέλη. Η κλιμακούμενη τιμωρία, όπως έδειξε και η εμπειρική ανάλυση, όταν εφαρμόζεται σε περιβάλλον στο οποίο όλοι γνωρίζουν καλά τις συνθήκες κάτω από τις οποίες κάποιος παραβαίνει τους κανόνες και την πιθανή ζημιά που μπορεί να προκληθεί σε κάποιον από μια υπερβολική τιμωρία, μπορεί να είναι πιο αποτελεσματική από την επιβολή ενός μεγάλου προστίμου. Αυτό φαίνεται να αντιλήφθηκαν και οι συμμετέχοντες στο πείραμα, αφού επέλεξαν σε μεγάλο βαθμό τις χαμηλές ποινές αν και δε δίστασαν να χρησιμοποιήσουν όλο το εύρος ποινών, όποτε το έκριναν απαραίτητο. Όσον αφορά το μέσο της επικοινωνίας όταν οι παίκτες ήρθαν σε επαφή, επήλθε μεγαλύτερου επιπέδου συνεργασία, δηλαδή κατάφεραν να δημιουργήσουν κατάλληλες συνθήκες για να ακολουθηθούν πιο συνεργατικές στρατηγικές. Στο πείραμα που πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της παρούσας έρευνας οι παίκτες καλούνταν να συναντηθούν μία φορά. Οι Ostrom, Walker και Gardner (1992) απέδειξαν πως η επαναλαμβανόμενη επικοινωνία μεταξύ των παικτών συντελεί στην περαιτέρω μείωση των υψηλών αντλήσεων και σε υψηλότερα κέρδη για όλους. Τα καλύτερα αποτελέσματα όμως έδειξαν να προκύπτουν όταν υπάρχει συνδυασμένη χρήση των εργαλείων της επικοινωνίας και της τιμωρίας. Η συνεύρεση των παικτών και η δυνατότητα τιμωρίας οδήγησε σε μια μεταβολή των ατομικών επιμέρους στρατηγικών και σε μια προσπάθεια εξεύρεσης μιας ενιαίας στάσης της ομάδας, γεγονός που επέφερε αύξηση του μέσου κέρδους των παικτών με σημαντική παράλληλα μείωση των αντλήσεων. Αξίζει να σημειωθεί πως τα αποτελέσματα συμβαδίζουν και με μια σειρά πειραμάτων (Cardenas, 2000), (Cardenas, Stranlund και Willis, 2000), (Hackett, Schlager και Walker, 1994) που πραγματοποιήθηκαν σε αγροτικές περιοχές με συμμετοχή χωρικών, γεγονός που αποδεικνύει πως η πραγματοποίηση πειραμάτων σε πανεπιστημιακά εργαστήρια με τη συμμετοχή φοιτητών μπορεί να έχει αξιόπιστα και αξιόλογα αποτελέσματα. Παρόλα αυτά η προσομοίωση της διαχείρισης πόρων κοινής δεξαμενής αλλά και γενικότερα οικονομικών αλληλεπιδράσεων με τη διεξαγωγή οικονομικών πειραμάτων είναι ιδιαίτερα χρονοβόρα, απαιτεί υψηλή οργανωτική προσπάθεια και τις περισσότερες φορές είναι, από άποψη οικονομικού κόστους, αρκετά δαπανηρή. Για αυτόν τον λόγο το επόμενο κομμάτι της έρευνας που παρουσιάστηκε έχει προσανατολιστεί στη δημιουργία μοντέλων με πράκτορες. Η προσομοίωση των συμπεριφορών σε πόρους κοινής δεξαμενής με μοντέλα βασισμένα σε πράκτορες αναγνωρίζεται ολοένα και περισσότερο ως ένα αξιόλογο εργαλείο για τη διερεύνηση των αλληλεπιδράσεων που εμφανίζονται σε αυτούς (Jager και Jannsen, 2003). Στα πλαίσια της παρούσας μελέτης δημιουργήθηκαν μοντέλα προσομοίωσης υπόγειου υδροφορέα με τη χρησιμοποίηση γενετικών αλγορίθμων. Οι γενετικοί αλγόριθμοι Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

341 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: Συμπεράσματα 146 είναι εμπνευσμένοι από την βιολογική εξέλιξη και χρησιμοποιούνται κυρίως ως εργαλεία βελτιστοποίησης. ημιουργήθηκαν δυο μοντέλα προσομοίωσης διαχείρισης υπόγειου υδροφορέα το πολυπληθυσμιακό και το μονοπληθυσμιακό. Προκειμένου να εξεταστεί η ακρίβεια και των δύο μοντέλων έγινε αρχικά προσομοίωση της βασικής κατάστασης δράσης με 4 παίκτες, ώστε να μπορούν τα αποτελέσματα της προσομοίωσης να συγκριθούν με τα αποτελέσματα των οικονομικών πειραμάτων. Τα μοντέλα ανταποκρίθηκαν ικανοποιητικά στη σύγκριση σε μια σειρά από παραμέτρους. Ειδικότερα οι αντλήσεις των πρακτόρων και των δύο μοντέλων κυμάνθηκαν στα ίδια επίπεδα με αυτές των οικονομικών πειραμάτων, λίγο υψηλότερα από αυτές της ισορροπίας Nash. Θα πρέπει να σημειωθεί πως κανένα από τα δύο μοντέλα δεν μπόρεσε να εμφανίσει διασπορά αντλήσεων αντίστοιχη του οικονομικού πειράματος. Τα κέρδη που αποκόμισαν οι πράκτορες μέσω της προσομοίωσης ήταν αντίστοιχα των συμμετεχόντων στο οικονομικό πείραμα. Ο χρόνος που χρειάστηκε για να συγκλίνει για πρώτη φορά η άντληση των πρακτόρων στην ισορροπία Nash ήταν επίσης στα ίδια επίπεδα με αυτά του οικονομικού πειράματος με τους πράκτορες του πολυπληθυσμιακού μοντέλου να συγκλίνουν λίγο ταχύτερα και αυτούς του μονοπληθυσμιακού λίγο αργότερα. Ικανοποιητικά είναι και τα αποτελέσματα της προσομοίωσης στο ποσοστό που οι αντλήσεις συγκλίνουν στην ισορροπία Nash μετά από την περίοδο σύγκλισης. Η διαφορά μεταξύ της μέγιστης και της ελάχιστης παρατηρούμενης άντλησης στο πολυπληθυσμιακό αλγόριθμο αντικατοπτρίζει πιστότερα τα αποτελέσματα που καταγράφηκαν από τους προπτυχιακούς φοιτητές που συμμετείχαν στο οικονομικό πείραμα δίνοντας του ένα σχετικό πλεονέκτημα στη δυνατότητα προσομοίωσης των ακραίων παρατηρούμενων αντλήσεων. Τα ικανοποιητικά αποτελέσματα που προέκυψαν από τη σύγκριση μεταξύ των μοντέλων και του πειράματος στη βασική μορφή αλληλεπίδρασης, επέτρεψε την επέκταση τους για τη διερεύνηση και άλλων καταστάσεων δράσης. Καταρχήν αξιοποιήθηκε η ιδιότητα του πολυπληθυσμιακού αλγορίθμου να μπορεί μέσω των μνημών να εκφράζει διαφορετικές τάσεις όσον αφορά την πρόθεση για άντληση προκειμένου να προσομοιωθεί η συμπεριφορά των χρηστών ενός υπόγειου υδροφορέα μετά από μια συνάντηση μεταξύ τους. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης αυτής ήταν ξανά πολύ κοντά στα εργαστηριακά αποτελέσματα του πειράματος. Η επόμενη εφαρμογή πραγματοποιήθηκε προκειμένου να προβλέψει τη συμπεριφορά των χρηστών ενός υδροφορέα σε μια κατάσταση δράσης η οποία δεν είχε προσομοιωθεί στα οικονομικά πειράματα. Συγκεκριμένα διερευνήθηκε με τη χρήση του μονοπληθυσμιακού μοντέλου η επίδραση μιας κρίσιμης μάζας που θα αποφάσιζε να αντλεί συστηματικά Pareto-βέλτιστες ποσότητες νερού. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως η παρουσία στην εκμετάλλευση ενός υπόγειού υδροφορέα ενός μικρού ποσοστού αγροτών που Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

342 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: Συμπεράσματα 147 λειτουργούν με γνώμονα το συνολικό κέρδος μπορεί να οδηγήσει και άλλους αγρότες σε μείωση της πραγματοποιούμενης άντλησης. Το αποτέλεσμα αυτής της μεταστροφής της συμπεριφοράς είναι η αύξηση του συνολικού κέρδους. Σε καμία περίπτωση η έρευνα αυτή δεν φτάνει στο συμπέρασμα πως οι χρήστες όλων των υδατικών πόρων μπορούν να αντιμετωπίσουν σε κοινοτικό επίπεδο τα προβλήματα διαχείρισης. Πολλές ομάδες χρηστών έχουν προσπαθήσει αλλά αποτύχει να καταφέρουν κάτι τέτοιο είτε για λόγους εξωτερικούς της κοινότητας είτε εσωτερικούς. Αυτό που μπορεί να εξαχθεί ως συμπέρασμα από την παρούσα έρευνα είναι οι κατευθύνσεις στις οποίες είναι δυνατόν μια ομάδα χρηστών ενός πόρου που δείχνει διάθεση για ανάπτυξη κοινοτικής διαχείρισης να κινηθεί. Καταρχήν θα πρέπει να εξασφαλιστεί για όλους τους χρήστες έγκυρη και έγκαιρη ενημέρωση τόσο για την κατάσταση του πόρου όσο και τις ενέργειες που πραγματοποιούν οι υπόλοιποι χρήστες. Επίσης θα πρέπει να μεριμνήσουν ώστε να υπάρχει τρόπος, τόπος και χρόνος επικοινωνίας μεταξύ των χρηστών προκειμένου να διευθετούνται προβλήματα που εμφανίζονται αλλά και να αναπροσαρμόζονται οι κανόνες οικειοποίησης και παροχής όποτε αυτό κριθεί σκόπιμο. εν θα πρέπει στις σκέψεις της ομάδας χρηστών να κυριαρχούν απόψεις κοινωνικού ντετερμινισμού όπως το ότι όλοι οι χρήστες θα συμπεριφέρονται νομοτελειακά εγωιστικά με μοναδικό κριτήριο την μεγιστοποίηση του προσωπικού τους κέρδους. Επίσης θα πρέπει να λάβουν υπόψη τους πως οι ενέργειες ακόμα και ενός μικρού ποσοστού χρηστών, μιας κρίσιμης μάζας, στην κατεύθυνση της συλλογικής διαχείρισης του υδατικού πόρου μπορεί να φέρουν αξιόλογα αποτελέσματα τόσο στα προσωπικά τους οφέλη όσο και για τον ίδιο τον πόρο. Τέλος θα πρέπει να διεκδικήσουν και να πετύχουν την αναγνώριση των δομών τους από τις κεντρικές αρχές. Αν θα ήθελε κανείς να συνοψίσει τα στοιχεία στα οποία η έρευνα αυτή πρωτοτύπησε θα έλεγε πως για πρώτη φορά σε αυτήν: 1) Μελετήθηκε με εμπειρική ανάλυση, τόσο με ποιοτική όσο και με ποσοτική μέθοδο, η κοινοτική διαχείριση αρδευτικού συστήματος στον ελλαδικό χώρο. 2) Πραγματοποιήθηκε οικονομικό πείραμα στο οποίο η αντικειμενική συνάρτηση δεν προέρχεται από την περιβαλλοντική οικονομία αλλά από την υπόγεια υδραυλική. 3) Προσομοιώθηκε η αλληλεπίδραση των χρηστών ενός υπόγειου υδροφορέα μετά από επικοινωνία εισάγοντας στοιχεία της γνωστικής ψυχολογίας και θεωρώντας πως σε κάθε χρήστη ενυπάρχουν και ανταγωνίζονται σκέψεις να λειτουργήσει με κριτήριο το προσωπικό ή συνολικό κέρδος. Μελλοντικές μελέτες στην κατεύθυνση της παρούσας έρευνας θα μπορούσαν να κινηθούν στη μελέτη περισσότερων περιοχών όπου υπήρχε ή υπάρχει ακόμα κοινοτική διαχείριση. Στις περιοχές που έχει υποβαθμιστεί η κοινοτική διαχείριση θα πρέπει να γίνει Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

343 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: Συμπεράσματα 148 απόπειρα καθορισμού των πιθανών αιτιών που συνετέλεσαν σε αυτήν. Μελέτες προσομοίωσης αρδευτικών συστημάτων θα μπορούσαν να επικεντρωθούν στην διερεύνηση αλληλεπιδράσεων παικτών υπό μεταβαλλόμενες κλιματολογικές συνθήκες. Η περαιτέρω χρησιμοποίηση στοιχείων της γνωστικής ψυχολογίας στις προσομοιώσεις με μοντέλα βασισμένα σε πράκτορες φαντάζει ένα ακόμα εξαιρετικού ενδιαφέροντος και χρησιμότητας πεδίο έρευνας. Τέλος σε θεωρητικό επίπεδο θα ήταν χρήσιμο να δοθεί ιδιαίτερο βάρος στον εμπλουτισμό της θεωρίας με τον τρόπο που οι εξωτερικοί παράγοντες επηρεάζουν τα συστήματα διαχείρισης πόρων. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

344 Βιβλιογραφία Andreoni, J., & Miller, J. (1995). Auction with artificial adaptive agents. Games and Economic Behavior, 58, Arifovic, J. (1994). Genetic algorithm learning and the cobweb model. Journal of Economic Dynamics and Control, 18, Arifovic, J., & Ledyard, J. (2010). A Behavioral Model for Mechanism Design: Individual Evolutionary Learning. Journal of Economic Behavior and Organization, 78, Axelrod, R. (1998). H εξέλιξη της συνεργασία. Εκδόσεις Καστανιώτη. Bäck, T. (1996). Evolutionary Algorithms in Theory and Practice: Evolution Strategies, Evolutionary Programming, Genetic Algorithms. Oxford University Press. Bäck, T., Fogel, D., & Michalewicz, Z. (1997). Handbook of Evolutionary Computation. Oxford University Press. Baland, J., & Platteau, J Halting Degradation of Natural Resources: Is There a Role for Rural Communities? Clarendon Press. Berkes, F. (2005). Commons theory for marine resource management in a complex world. Senri Ethnological Studies, 67, Bochet, O., Page, T., & Putterman, L. (2006). Communication and Punishment in Voluntary Contribution Experiments. Journal of Economic Behavior and Organization, 60(1), Bromley, D. (1986). The case-study method in psychology and related disciplines. John Wiley & Sons. Bullard, J., & Duffy, J. (1998). A model of learning and emulation with artificial adaptive agents. Journal of Economic Dynamics and Control, 22, Bullock, K., & Baden, J. (1977). Communes and the Logic of the Commons. In G. Hardin, & J. Baden (Eds.), Managing the Commons, (pp ). Freeman. Caffentzis, G. (2004). A tale of two conferences: Globalization, the crisis of neoliberalism and question of the commons. Centre for Global Justice. ιαθέσιμο στο: // Γεώργιος Γεωργακόπουλος ιδακτορική ιατριβή

345 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 150 Cardenas, J., Stranlund, J., & Willis, C. (2000). Local Environmental Control and Institutional Crowding-Out. Journal of World Development, 28(10), Cardenas, J. (2000). How Do Groups Solve Local Commons Dilemmas Lessons from Experimental Economics in the Field Environment? Development and Sustainability, 2, Carpenter, J. (2007). Punishing Free-Riders: How Group Size Affects Mutual Monitoring and the Provision of Public Goods, Games and Economic Behavior, 60(1), Casari, M., & Plott, C. (2003). Decentralized management of a common property resource: experiments with centuries-old institutions. Journal of Economic Behavior and Organization, 51(2), Casari, M. (2004). Can Genetic Algorithms Explain Experimental Anomalies? Computational Economics, 24(3), Casari, M. (2005). On the design of peer punishment experiments. Exp Econ, 8(2), Casari, M. (2007). Emergence of Endogenous Legal Institutions: Property Rights and Community Governance in the Italian Alps. Journal of Economic History, 67(1), Castillo, D., & Saysel, A. (2005). Simulation of common pool resource field experiments: a behavioral model of collective action. Ecological Economics, 55(3), Clark, C. (1980). Restricted access to common-property fishery resources: A gametheoretic analysis. In P.T. Liu (Ed.), Dynamic Optimization and Mathematical Economics (pp ). Plenum Press. Clark, C. (1990). Mathematical Bioeconomics: The Optimal Management of Renewable Resources (2nd ed.). Wiley. Coase, R. (1960). The problem of social cost. Journal of Law Economics, 3, Cox, M., Arnold, G., & Villamayor-Tomás, S A review and reassessment of design principles for community-based natural resource management. Ecology and Society, 15(4), 38. ιαθέσιμο στο: Crawford, S., & Ostrom E. (2005). A Grammar of Institutions. In E. Ostrom (Ed.), Understanding Institutional Diversity, (pp ). Princeton University Press. Darwin, C. (1859). The Origin of Species. Penguin Books. Daskalakis, C., Goldberg, P., & Papadimitriou C. (2006). The complexity of computing a Nash equilibrium. SIAM Journal on Computing, 39(1), Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

346 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 151 Deadman, P., Schlager, E., & Gimblett, R. (2000). Simulating Common Pool Resource Management Experiments with Adaptive Agents Employing Alternate Communication Routines. Journal of Artificial Societies and Social Simulation, 3(2). Dickinson, D. (2006). Cash or Credit? The Importance of Reward Medium and Experiment Timing in Classroom Preferences for Fairness. Working Papers 06-12, Department of Economics, Appalachian State University. ιαθέσιμο στο: Ebenhöh, E. (2007). Designing agent based models of water management regimes using the IAD framework. In E. Ostrom, & A. Schlüter (Eds.), The Challenge of Self- Governance in Complex, Globalizing Economies (pp ). Institute of Forestry Economics. Elster, J. (1989). Social norms and economic theory. Journal of Economic Perspectives, 3(4), Eraso, O., & Viladrich-Grau, Μ. (2001, Μάϊος). Co-operation, altruism and common property. Παρουσιάστηκε στο IV Congreso de la Asociación Española de Economía Agraria, Navarra. Federici, S. (2011). Feminism And the Politics of the Commons, στο Τhe Commoner. ιαθέσιμο στα ελληνικά στο: Fehr, E., & Gaechter, S. (2000). Cooperation and Punishment in Public Goods experiments. American Economic Review, 90(4), Fischbacher, U. (2007). z-tree Zurich Toolbox for Ready-made Economic Experiments, Experimental Economics, 10(2), Fudenberg, D., & Levine, D. (1998). The Theory of Learning in Games, MIT Press. Georgakopoulos, G., Zorba, A., Tolikas, P., & Sidiropoulos, E. (2004, Ιούνιος). Quest for state policy in an aquifer with pumping wells under variable hydrological conditions. Παρουσιάστηκε στο Protection and Restoration of the Environment VII, Μύκονος. Georgakopoulos, G., Zorba, A., Tolikas, P., & Sidiropoulos, E. (2006). Cooperation and punishment in simulated aquifer exploitation. WSEAS Transactions on Environment and Development, 1(1), 1-8. Georgakopoulos, G., Zorba, A., Tolikas, P., & Sidiropoulos, E. (2006, Μάϊος). Simulating aquifer exploitation through adaptive agents. Παρουσιάστηκε στο Conference on Water Resources, Hydraulics and Hydrology, της WSEAS, Εύβοια. Gigerenzer, G., & Selten, R. (Eds.). (2001). Bounded Rationality: The Adaptive Toolbox. MIT Press. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

347 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 152 Goldberg, D. (1989). Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning. Addison Wesley. Hackett, S., Schlager, E., & Walker, J. (1994). The role of communication in resolving commons dilemmas: Experimental evidence with heterogeneous appropriators. Journal of Environmental Economics and Management, 27, Hamilton, W. (1967). Extraordinary sex ratios. A sex-ratio theory for sex linkage and inbreeding has new implications in cytogenetics and entomology. Science, 156(774), Hardin, G. (1968). The tragedy of the commons. Science, 162, Hechter, M. (1990). The Attainment of Solidarity in Intentional Communities. Rationality and Society, 2, Heilbroner, R. (1974). An inquiry into the human prospect. Basic Books. Herbert, D. (1996). Adaptive Learning by Genetic Algorithms. Springer. Holland, J. (1975). Adaptation in Natural and Artificial Systems. University of Michigan Press. Jager, W., & Jannsen, M. (2002). Using Artificial Agents to Understand Laboratory Experiments of Common-Pool Resources with Real Agents. In M. Janssen (Ed.), Complexity and Ecosystem Management: The Theory and Practice of Multi-Agent Systems (pp ). Edward Elgar. Jager, W., & Jannsen, M. (2003). The need for development of behaviourally realistic agents. In J.M. Sichman, F. Bousquet, & P. Daidsson (Eds.), 3rd International Workshop on Multi-Agent-Based Simulation II (pp.36-50). Springer-Verlag. Javeau, C. (2000). Η έρευνα με ερωτηματολόγιο: Το εγχειρίδιο του καλού ερευνητή. Εκδόσεις Τυπωθήτω. Kagel, J., & Roth, A. (Eds.). (1995). The Handbook of Experimental Economics. Princeton University Press. Klein, P. (2000). New Institutional Economics. In B. Bouckeart, & G. De Geest (Eds.), Encyclopedia of Law and Economics (pp ). Edward Elgar and the University of Ghent. Koontz, T. (2003). An Introduction to the Institutional Analysis and Development (IAD) Framework for Forest Management Research. First Nations and Sustainable Forestry: Institutional Conditions for Success. University of British Columbia. Krowinski, W., & Steiber, S. (1996). Measuring and Managing Patient Satisfaction. American Hospital Publishing. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

348 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 153 Lam, W. (1996). Improving the performance of Small-Scale Irrigation Systems: The effects of technological Investments and Governance Structure on Irrigation Performance in Nepal. World Development, 24(8), Lewontin, R. (1961). Evolution and the theory of games. Journal of Theoretical Biology, 1, Libecap, G., & Wiggins, S. (1985). The Influence of Private Contractual Failure on Regulation: The Case of Oil Field Unitization. Journal of Political Economy, 93(4), Macy, M. (1990). Learning-Theory and the Logic of Critical Mass. American Sociological Review, 55, McCay, B., & Acheson, J. (Eds.). (1987). The Question of the Commons. University of Arizona Press. Moench, M. (2004). Groundwater: the challenge of monitoring and management. In P. Gleick (Ed.), The World s Water (pp ). Island Press. Nash, J. (1951). Noncooperative games. Annals of Mathematics, 54, Neumann, J. (1928). Zur Theorie der Gesellschaftsspiele. Mathematische Annalen, 100, Oliver, P., Marwell, G., & Teixeira, R. (1985). A theory of critical mass I: Group heterogeneity, interdependence and the production of collective goods. American Journal of Sociology, 91, Oliver, P., & Marwell, G. (1988). The Paradox of Group-Size in Collective Action - a Theory of the Critical Mass II. American Sociological Review, 53, 1-8. Olson, M. (1991). Η Λογική της Συλλογικής ράσης. Εκδόσεις Παπαζήση. Osborne, M., & Rubinstein, A. (1998). A Course in Game Theory (5 th Massachusetts Institute of Technology. ed.). Ostrom, E. (1990). Governing the Commons: The Evolution of Institutions for Collective Action. Cambridge University Press. Ostrom, E. (1999). Institutional Rational Choice: An Assessment of the IAD framework. In P. Sabatier (Ed.), Theories of the Policy Process. Westview Press. Ostrom, E. (2000). Collective action and the evolution of social norms. Journal of Economic Perspectives, 14(3), Ostrom, E. (2005). Understanding Institutional Diversity. Princeton University Press. Ostrom, E. (2009). Beyond Markets and States: Polycentric Governance of Complex Economic Systems, Nobel Prize in Economics documents , Nobel Prize Committee. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

349 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 154 Ostrom, E., Dietz, T., Dolšak, N., Stern, P., Stonich, S., & Weber, E. (2002). The Drama of the Commons. National Academy Press. Ostrom, E., Gardner, R., & Walker, J. (1994). Rules, Games and Common-Pool Resources. University of Michigan Press. Ostrom, E., Walker, J., & Gardner, R. (1992). Covenants With and Without a Sword: Self-Governance is Possible. American Political Science Review, 86, Pahl-Wostl, C., & Ebenhöh, E. (2004, Ιούνιος). Heuristics to characterise human behaviour in agent based models. Παρουσιάστηκε στο Complexity and integrated resources management, 2 nd biennial conference of IEMSS, Osnabrück. Rasmusen, E. (2001). Games and information. An Introduction to Game Theory (3 rd ed.). Basil Blackwell. Riechmann, T. (1999). Learning and Behavioral Stability An Economic Interpretation of Genetic Algorithms. Journal of Evolutionary Economics, 9(2), Riechmann, T. (2001). Genetic Algorithm Learning and Evolutionary Games. Journal of Economic Dynamics & Control, 25, Rose, C. (2002). Common property, regulatory property and environmental protection: comparing community-based management to tradable environmental allowances. In E. Ostrom, T. Dietz, N. Dolšak, P. C. Stern, S. Stonich, & E. U. Weber (Eds.), The Drama of the Commons (pp ). National Academy Press. Sally, D. (2001). On sympathy and games. Journal of Economic Behavior and Organization, 44, Sarker, A., & Itoh, T. (2001). Design principles in long enduring institutions of Japanese irrigation common-pool resources. Agricultural Water Management, 48, Schaffer, D., Caruana, R., Eshelman, L., & Das, R. (1989). A study of control parameters affecting online performance of genetic algorithms for function optimization. In Proceedings of the third international conference on Genetic algorithms (pp ). Morgan Kaufmann Publishers. Schlager, E., & Ostrom, E. (1992), Property-Rights Regimes and Natural Resources: A Conceptual Analysis. Land Economics, 68(3), Schlager, E., & Bloomquist, W. (1996) A Comparison of Three Emerging Theories of the Policy Process. Political Research Quarterly, 49(3), Schlager, E. (2007). Community management of groundwater. In M. Giordano, & K.G Villhoth (Eds.), The Agricultural Groundwater Revolution: Opportunities and Threats to Development (pp ). CABI Publishing. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

350 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 155 Shubik, M. (1970). Game Theory, Behavior and the Paradox of the Prisoner's Dilemma: Three Solutions. Journal of Conflict Resolution, 14(2), Simon, H. (2006). Οι επιστήμες του τεχνητού. Εκδόσεις Επίκεντρο. Smith, J. (1982). Evolution and the theory of games. Cambridge University Press. Smith, V. (1982). Microeconomic Systems as an Experimental Science. American Economic Review, 72, Smith, V. (2010). Theory and Experiment: What are the Questions? Journal of Economic Behavior and Organization, 73, Stiglitz J., Celebrating the Irrational, Project Syndicate, 11 εκεμβρίου ιαθέσιμο στο: Stiglitz, J. (2008). The Triumphant Return of John Maynard Keynes. Project Syndicate, 1 εκεμβρίου ιαθέσιμο στο: Swallow, B. (1990). Strategies and Tenure in African Livestock Development. LTC Paper 140. Madison: Land Tenure Center, University of Wisconsin-Madison. Tang, S. (1992). Institutions and Collective Action: Self-Governance in Irrigation. ICS Press. Taylor, M. (1987). The Possibility of Cooperation. Cambridge University Press. Tolikas, P., Zorba, A., & Tolikas, D. (2002, Ιούλιος). Quest for state policy in an aquifer with pumping wells under variable hydrological conditions. Παρουσιάστηκε στο Protection and Restoration of the environment VI, Σκιάθος. Vriend, N. (2000). An illustration of the essential difference between individual and social learning and its consequences for computational analysis. Journal of Economic Dynamics and Control, 24(1), Wade, R. (1987). The management of common property resources: finding a cooperative solution. Research Observer, 2(2), Wade, R. (1994). Village Republics: Economic Conditions for Collective Action in South India. ICS Press. Weibull, J. (1997). Evolutionary game theory. MIT Press. White, R. (1992). Livestock development and pastoral production on communal rangeland in Botswana. Commonwealth Secretariat. Young, O.R. (2002) Institutional interplay: the environmental consequences of crossscale interactions. In E. Ostrom, T. Dietz, N. Dolšak, P. C. Stern, S. Stonich, & E. U. Weber (Eds.), The Drama of the Commons (pp ). National Academy Press. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

351 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 156 Ινστιτούτο Πληροφορικής και Τηλεματικής Εθνικό Κέντρο Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης. (2008). Ανάπτυξη και υλοποίηση μοντέλων βασισμένων σε πράκτορες λογισμικού στη Μεσόγειο. Σειρά τεχνικών φυλλαδίων. Παραδοτέο D6-3. ιαθέσιμο στο: Βαρουφάκης, Γ. (2007). Θεωρία Παιγνίων: Η θεωρία που φιλοδοξεί να ενοποιήσει τις κοινωνικές επιστήμες. Εκδόσεις Gutenberg. Βλάχος, Π. (1962). Αλληλοβοήθεια και Συνεργασία στην Ευρυτανία. ΕΥΡΥΤΑΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ, τεύχος 3. Γεωργακόπουλος, Γ., Ζορμπά, Α., Τολίκας, Π., & Σιδηρόπουλός, Ε. (2005, Απρίλιος). Αλτρουιστικές συμπεριφορές και επιβολή ορίων στην εκμετάλλευση υδροφορέα. Παρουσιάστηκε στο Ολοκληρωμένη ιαχείριση Υδατικών Πόρων με βάση τη λεκάνη απορροής 5 ο Εθνικό Συνέδριο της Ελληνικής Επιτροπής ιαχείρισης Υδατικών Πόρων (ΕΕ ΥΠ), Ξάνθη. Γεωργακόπουλος, Γ., Κλάδος, Ι., Πετράκος, Κ., & Ζορμπά, Α. (2009, Μάϊος). Μελέτη κοινωνικοοικονομικών αλληλεπιδράσεων στην διαχείριση υπόγειων υδάτων με τη χρήση οικονομικού πειράματος. Παρουσιάστηκε στο Ολοκληρωμένη ιαχείριση Υδατικών Πόρων σε Συνθήκες Κλιματικών Αλλαγών 11ο Πανελλήνιο Συνέδριο της Ελληνικής Υδροτεχνικής Ένωσης (ΕΥΕ) & 7ο της (ΕΕ ΥΠ), Βόλος. εδικούσης, Κ., & Ηλιάδης, Γ. (2011). ιερεύνηση της κοινοτικής διαχείρισης αρδευτικών συστημάτων. Εφαρμογή σε αρδευτικά δίκτυα του νομού Ευρυτανίας. ιπλωματική Εργασία, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ. ημητριάδης, Α., & Τενεκετζή, Ε. (2009). ιερεύνηση συνθηκών ορθολογικής διαχείρισης υπόγειων υδάτων με την πραγματοποίηση οικονομικού πειράματος. ιπλωματική Εργασία, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ. Ζορμπά, Α. (2000). ιαχείριση υπόγειων υδατικών πόρων με χρήση γενετικών αλγορίθμων. ιδακτορική διατριβή. Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ. Κλάδος, Ι., & Πετράκος, Κ. (2008). Μελέτη κοινωνικών αλληλεπιδράσεων στην εκμετάλλευση υπόγειου υδατικού πόρου με εφαρμογή οικονομικού πειράματος. ιπλωματική Εργασία. Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ. Κουμπάρου,. (2002). Το καθεστώς της κοινοτικής ιδιοκτησίας: Το παράδειγμα του δάσους του Ράντη στο νησί της Ικαρίας. ιδακτορική διατριβή. Τμήμα Περιβάλλοντος, Πανεπιστήμιο Αιγαίου. Κουμπάρου,. (2005). Τα ιδιοκτησιακά καθεστώτα της φύσης. ΤΟΠΟΣ Επιθεώρηση Χωρικής Ανάπτυξης, Σχεδιασμού και Περιβάλλοντος, 12, Λατινόπουλος, Π. (1986). Υδραυλική των Υπόγειων Ροών. Υπηρεσία δημοσιευμάτων Α.Π.Θ. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

352 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 157 Πρωτόπαπας, Μ. (2008). Γενετικοί Αλγόριθμοι στο παίγνιο Cournot. ιδακτορική διατριβή. Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής και ιοίκησης, Πολυτεχνείο Κρήτης. Πολλάλης, Γ. (2003). Οι νικητές του Βραβείου Νομπέλ Οικονομικών, ΣΠΟΥ ΑΙ, 53 (2). Σκαλάκη, Μ. (2003). Ψυχοκοινωνικές λογικές της καθημερινής οικονομικής σκέψης. Εκδόσεις Παπαζήση. Τολίκας. (2006). Σημειώσεις στη ιαχείριση Υδατικών Πόρων. Υπηρεσία δημοσιευμάτων Α.Π.Θ. Τσελεπίδου, Κ. (2008). Βελτιστοποίηση διαχείρισης γεωθερμικών και υπόγειων υδατικών πόρων. ιδακτορική διατριβή. Τμήμα Πολιτικών Μηαχανικών, Α.Π.Θ. Γεωργακόπουλος Γεώργιος ιδακτορική ιατριβή

353 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ α/α Ιδιότητα Περιοχή ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α Ημι-δομημένες συνεντεύξεις Τύπος συνέντευξης Ημερομηνία συνέντευξης ιάρκεια (λεπτά) 1. πρώην πρόεδρος Επιτόπια 01/05/ Στένωμα 2. κοινότητας/ νεροφόρος τηλεφωνική 02/04/ πρώην αγροφύλακας/ 3. Στένωμα τηλεφωνική 02/04/ νεροφόρος 4. πρόεδρος κοινότητας Στένωμα τηλεφωνική 11/04/ Επιτόπια 28/04/ λαογράφος- ιστορικός Στένωμα 6. τηλεφωνική 02/04/ αρδευόμενος Στένωμα τηλεφωνική 14/04/ αρδευόμενη Στένωμα Επιτόπια 01/05/ αρδευόμενος Στένωμα Επιτόπια 02/05/ αρδευόμενος Στένωμα Επιτόπια 30/04/ αρδευόμενη 12. αρδευόμενη ομάδα τριών αρδευομένων πρώην πρόεδρος κοινότητας/ πρώην πρόεδρος υλοτομικού συνεταιρισμού 15. πρόεδρος κοινότητας 16. αρδευόμενος/ νεροφόρος Άγιος Νικόλαος Άγιος Νικόλαος Άγιος Νικόλαος Άγιος Νικόλαος Άγιος Νικόλαος Άγιος Νικόλαος Επιτόπια 03/05/ Επιτόπια 04/05/ Επιτόπια 03/05/ Επιτόπια 04/05/ Επιτόπια 05/05/ Επιτόπια 05/05/ αρδευόμενος Άγιος Νικόλαος τηλεφωνική 02/04/ πρώην αγρονόμος Καρπενήσι τηλεφωνική 14/04/ I

354 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Β Ενημερωτικό φυλλάδιο της δεύτερης φάσης του οικονομικού πειράματος Λαμβάνεις μέρος σε ένα οικονομικό πείραμα στα πλαίσια έρευνας για την προσομοίωση της άντλησης νερού για άρδευση. Ανάλογα με τις αποφάσεις που θα λάβεις μπορείς να αποκομίσεις πρόσθετο βαθμό (ως 1 μονάδα), στο μάθημα «Ανάλυση Συστημάτων και Επικινδυνότητας». Με την συμμετοχή σου στο πείραμα έχεις ήδη εξασφαλίσει 0,25 μονάδες. Το πείραμα αποτελείται από τρία στάδια. Σε καθένα από αυτά θα αποκομίσεις ως και 0,25 μονάδες ανάλογα με την επίδοσή σου σε αυτά. Θα παρακαλούσαμε κατά την διάρκεια του πειράματος να μην επικοινωνείτε μεταξύ σας και για οποιαδήποτε διευκρίνιση, σε οποιοδήποτε σημείο του πειράματος, κάλεσε κάποιον από τους διοργανωτές του πειράματος. Κάθε στάδιο αποτελείται από περιόδους. Ο αριθμός των περιόδων σε κάθε στάδιο δεν είναι γνωστός. Κατά τη διάρκεια του πειράματος, σε κάθε περίοδο, θα καλείσαι να αντλείς ποσότητες νερού, από έναν υπόγειο υδροφορέα. Το αντλούμενο νερό θα χρησιμοποιείται για άρδευση. Στο πρώτο και στο τέταρτο στάδιο του πειράματος, εσύ με έναν άλλο παίκτη είστε οι χρήστες του υδροφορέα (κάθε ομάδα αποτελείται από 2 παίκτες). Στο δεύτερο και τρίτο στάδιο του πειράματος, οι χρήστες του υδροφορέα είστε τέσσερις (κάθε ομάδα αποτελείται από 4 παίκτες). Σε κάθε στάδιο του πειράματος η σύνθεση της ομάδας θα είναι σταθερή. Η παρακάτω απλοποιημένη συνάρτηση υπολογίζει το κέρδος: 1 N f i = q i (1-q i - qi ) i=1 N όπου: fi: το κέρδος του iστου παίκτη (αγρότη) q i: η αντλούμενη ποσότητα νερού του iστου παίκτη (αγρότη) Ν: ο αριθμός παικτών (αγροτών) σε κάθε ομάδα Όπως εύκολα μπορεί να συμπεράνει κανείς, το κέρδος σου δεν εξαρτάται μόνο από την άντλησή σου, αλλά και από τις αντλήσεις των άλλων παικτών της ομάδας σου. Η συνάρτηση του κέρδους στο συγκεκριμένο πείραμα, είναι πολλαπλασιασμένη επί 100 για να έχει ο παίκτης καλύτερη αντίληψη των αποτελεσμάτων. Για κάθε II

355 στάδιο, η μορφή της δίνεται παρακάτω, ανάλογα με τον αριθμό των παικτών κάθε ομάδας. Στην αρχή κάθε σταδίου θα σου δίνεται αναλυτική περιγραφή του. Στάδιο 1 Σε αυτό το στάδιο εσύ και ένας άλλος παίκτης είστε οι μοναδικοί χρήστες ενός υδροφορέα. Η συνάρτηση που θα υπολογίζει το κέρδος σου είναι: Το Κέρδος σου =100* (Η Άντληση σου)*[1 -(Η Άντληση σου) - (Η Άντληση τουάλλου Παίκτη)] Στην αρχή κάθε περιόδου εμφανίζεται στον υπολογιστή σου το παρακάτω παράθυρο, στο οποίο καλείσαι να επιλέξεις την ποσότητα νερού που θα αντλήσεις. Στο πάνω μέρος της οθόνης εμφανίζεται ο αριθμός της τρέχουσας περιόδου. Η εξίσωση του κέρδους εμφανίζεται στο κάτω μέρος της οθόνης. Στην οθόνη επίσης εμφανίζεται μια αριθμομηχανή. Πατώντας αυτό το κουμπί, ανοίγει το Windows Calculator, σε περίπτωση που επιθυμείς να πραγματοποιήσεις βοηθητικούς υπολογισμούς. III

356 Στο μέσο της οθόνης βλέπεις ποιος παίκτης είσαι στην ομάδα σου. Ακριβώς από κάτω εμφανίζεται ένα κουτί, μέσα στο οποίο καλείσαι να συμπληρώσεις την ποσότητα νερού που θα αντλήσεις. Υπάρχει μία δοκιμαστική περίοδος στην αρχή του σταδίου η οποία δεν λαμβάνεται υπόψη στο συνολικό κέρδος. Οι αντλούμενες ποσότητες μπορούν να κυμαίνονται μεταξύ 0.00 και Άφού τη συμπληρώσεις πάτησε το κουμπί ΟΚ. Μόλις όλοι οι παίκτες αποφασίσουν, εμφανίζεται το επόμενο παράθυρο. Στο παράθυρο αυτό, εμφανίζεται η ποσότητα νερού που άντλησες και το κέρδος σου, καθώς και η ποσότητα νερού που άντλησε ο άλλος παίκτης και το κέρδος αυτού. Όταν όλοι πατήσουν το κουμπί ΟΚ, ξεκινάει η επόμενη περίοδος. Στο τέλος του σταδίου, στο κάτω μέρος της οθόνης εμφανίζονται : Το συνολικό κέρδος που αποκόμισες σε όλες τις περιόδους. Το συνολικό κέρδος που αποκόμισε ο άλλος παίκτης σε όλες τις περιόδους. IV

357 Το μέσο συνολικό κέρδος όλων των παικτών που συμμετέχουν στο πείραμα. Για παράδειγμα αν σε μια περίοδο αντλήσεις 0,17 και ο άλλος παίκτης αντλήσει 0,38, τότε το κέρδος σου θα είναι: 100 * 0,17 * (1 0,17 0,38) = 7,65 Ενώ το κέρδος του άλλου παίκτη: 100 * 0,38 * (1 0,38 0,17) = 17,1 Στάδιο 2 Σε αυτό το στάδιο καλείσαι να αποφασίσεις την άντληση που θα πραγματοποιήσεις από τον υδροφορέα, όπως έκανες στο 1ο στάδιο του πειράματος. Η διαφορά έγκειται στο γεγονός, ότι σε αυτό το στάδιο, η άντληση από τον υποτιθέμενο υδροφορέα πραγματοποιείται από τέσσερις (4) παίκτες, εσένα και άλλους τρεις (3) παίκτες. Η κάθε τετραμελής ομάδα παραμένει σταθερή σε όλες τις περιόδους του σταδίου.το στάδιο αυτό χωρίζεται σε δύο (2) μέρη άνισων περιόδων. Με το τέλος του πρώτου μέρους θα εμφανιστεί το παρακάτω παράθυρο, το οποίο θα σε καλεί να συναντηθείς με τους υπόλοιπους παίκτες της ομάδας σου. V

358 Για το συγκεκριμένο στάδιο η συνάρτηση του κέρδους παίρνει την μορφή: (Το Κέρδος Σου) = 100 *(Η Άντληση Σου) * [1- (Η Άντληση Σου) (Αθροισμα Αντλήσεων Υπόλοιπων 3 Παικτών)/3] Για παράδειγμα αν είσαι ο Παίκτης 1 και σε μια περίοδο αντλήσεις 0,22, ενώ ο Παίκτης 2 αντλήσει 0,37 και ο Παίκτης 3 αντλήσει 0,19 και ο Παίκτης 4 αντλήσει 0,42, το Κέρδος σου θα είναι: 100 * 0,22 * [ 1-0,22 - (0,37+0,19+0,42)/3] = 9,97 το Κέρδος του Παίκτη 2 θα είναι: 100 * 0,37 * [1-0,37 - (0,22+0,19+0,42)/3] = 13,07 το Κέρδος του Παίκτη 3 θα είναι: 100 * 0,19 * [1-0,19 - (0,37+0,22+0,42)/3] = 8,99 το Κέρδος του Παίκτη 4 θα είναι: 100 * 0,42 * [1-0,42 - (0,37+0,19+0,22)/3] = 13,44 Τα υπόλοιπα παράθυρα που εμφανίζονται κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου είναι της ίδιας μορφής με αυτά των προηγούμενων σταδίων. Στάδιο 3 Το στάδιο 3, όπως και το προηγούμενο στάδιο, χωρίζεται σε δύο μέρη άνισων περιόδων, ανάμεσα στα οποία θα εμφανίζεται το ίδιο παράθυρο, το οποίο θα σε καλεί να συναντηθείς με τα υπόλοιπα μέλη της ομάδας σου. Η διαφορά με το προηγούμενο στάδιο είναι ότι κάθε περίοδος αποτελείται από δύο φάσεις. Στην πρώτη φάση κάθε περιόδου για την εισαγωγή της άντλησης, ακολουθείς την ίδια διαδικασία με το στάδιο 3. Η συνάρτηση του κέρδους εξακολουθεί να έχει την μορφή : VI

359 (Το Κέρδος Σου) = 100 *(Η Άντληση Σου) * [1- (Η Άντληση Σου) (Αθροισμα Αντλήσεων Υπόλοιπων 3 Παικτών)/3] Στην δεύτερη φάση έχεις τη δυνατότητα να αφαιρέσεις ένα μέρος του Κέρδους κάποιου Παίκτη της ομάδας σου, με κάποια μείωση όμως και στο δικό σου Κέρδος. Οι δυνατές μειώσεις Κέρδους κάποιου άλλου Παίκτη και η μείωση που επιφέρουν στο δικό σου Κέρδους δίνονται από τον παρακάτω πίνακα: Αν μειώσεις το Κέρδος κάποιου άλλου Παίκτη κατά: Το δικό σου Κέρδος θα μειωθεί κατά : Σε περίπτωση που επιθυμείς να μειώσεις το κέρδος κάποιου παίκτη κατά ένα από τα παραπάνω ποσά, θα πρέπει το δικό σου κέρδος να είναι τουλάχιστον ίσο με τη μείωση που θα σου κοστίσει η ενέργεια αυτή. Να τονιστεί ότι δεν είναι απαραίτητο να μειώσεις το κέρδος κάποιου άλλου παίκτη αν δεν το θεωρείς χρήσιμο. Σε αυτήν τη φάση εμφανίζεται το παρακάτω παράθυρο: VII

360 Στο παράθυρο αυτό διακρίνονται οι αντλήσεις που πραγματοποίησε ο κάθε παίκτης και τα κέρδη που αποκόμισε. Στο κάτω δεξιά μέρος του παράθυρου υπάρχουν δύο κουτιά. Εκεί μπορείς να εισάγεις τον παίκτη του οποίου θέλεις να μειώσεις το κέρδος και το πόσο θα το μειώσεις. Αφού συμπληρώσεις αυτά τα κουτιά, πατάς το κουμπί ΟΚ. Σε περίπτωση που δεν επιθυμείς να μειώσεις το κέρδος κάποιου παίκτη, πάτα το κουμπί ΟΚ, με τις προεπιλεγμένες τιμές (0,0) στα κουτιά. Όταν όλοι οι παίκτες αποφασίσουν αν και κατά πόσον θα μειώσουν το κέρδος κάποιου άλλου παίκτη, εμφανίζεται το παρακάτω παράθυρο στο οποίο φαίνεται το τελικό σου κέρδος σε αυτή την περίοδο, μετά από τις μειώσεις των κερδών που πραγματοποιήθηκαν. VIII

361 Εάν σε αυτήν τη φάση το κέρδος κάποιου παίκτη προκύψει αρνητικό τότε λαμβάνεται ίσο με μηδέν. IX