WYKORZYSTANIE METODY PROGRAMOWANIA DYNAMICZNEGO DO BADANIA ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU GOSPODARSTWA ROLNEGO

Transkrypt

1 FOLIA UNIVERSITATIS AGRICULTURAE STETINENSIS Fola Uv. Agrc. Stet. 2007, Oecoomca 256 (48), Jadwga ZARÓD WYKORZYSTANIE METODY PROGRAMOWANIA DYNAMICZNEGO DO BADANIA ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU GOSPODARSTWA ROLNEGO THE USE OF DYNAMIC PROGRAMMING METHOD IN STUDY OF BALANCED AGRICULTURAL FARM Katedra Zastosowań Matematyk, Akadema Rolcza ul. Mote Casso 6, Szczec, Abstract. I accordace wth data about farms Zachodopomorske rego, there was a model of agrcultural farm elaborated. It cluded features of balaced agrculture. The chages last three years (2003, 2004, ad 2005) allow potg out the EU subsdes. They elarge proftablty of vegetal producto ad favor to the alteratve come sources searchg (the ecologcal wllow cultvato). The am of ths essay s to preset the state, the agrcultural farm should reach to realze the balaced ecoomc, socal ad ecologcal developmet. Słowa kluczowe: dochód rolczy, model gospodarstwa rolego, programowae dyamcze, rozwój zrówoważoy. Key words: farmg come, model of agrcultural farm, dyamc programmg, balaced developmet. WSTĘP Zrówoważoy rozwój według Komsj Brutlad z 987 r. to tak rozwój (Krzysztofowcz 2002), który [...] umożlwa zaspakajae potrzeby obecego pokolea bez ograczaa przyszłych pokoleń możlwośc realzacj ch potrzeb. (s. 65) Ta defcja ma róweż odesee do produkcj rolczej, w przypadku której lczy sę e tylko efekt ekoomczy, ale bardzo waże jest też prowadzee dzałalośc w zgodze ze środowskem aturalym. Rozwój zrówoważoy a pozome gospodarstwa rolego, według badań INUG (Krasowcz 2006), zapewa: trwałą żyzość gleb; dostosowae gałęz keruków produkcj oraz odma rośl ras zwerząt do waruków; przyrodczych ekoomczo-orgazacyjych; prawdłowy blas substacj orgaczej składków pokarmowych (awozowych); wysok deks pokryca gleby rośloścą; tegrowaą ochroę rośl; przestrzegae zasad prawdłowej agrotechk zootechk; zachowae boróżorodośc; dostosowae do potecjału absorpcyjego ekosystemu obsady zwerząt; racjoale wyposażae gospodarstwa w zakrese frastruktury techczej; przestrzegae zasad Kodeksu dobrej praktyk rolczej; racjoalą orgazację pracy umejęte zarządzae gospodarstwem; postrzegae gospodarstwa w jego zwązkach z otoczeem;

2 336 J. Zaród uzyskwae dochodów zapewających porówywale z pracą poza rolctwem wyagrodzee za pracę środk a rozwój. Wymeoe cechy charakteryzują gospodarstwo role, które realzuje kocepcję rozwoju zrówoważoego. Z puktu wdzea ekoomczo-społeczego szczególe waże są trzy ostate cechy. Racjoalą orgazację pracy umejęte zarządzae zapewa prowadzee rachukowośc zarządczej rachuku ekoomczego, rozpozae stejących zasobów czyków produkcj optymale ch wykorzystae oraz zajomość wykorzystae stejących atutów gospodarstwa (p. jego lokalzacj). Gospodarstwo poprzez zwązek z obszaram wejskm powo wykorzystywać powązaa sprzyjające rozwojow (p. dotacje UE a potrzeby odowy ws oraz zachowaa ochroy dzedzctwa kulturowego), a ograczać oddzałowywaa egatywe (p. zapobegać przedostawau sę śceków płyych awozów orgaczych do gleby wód grutowych). Natomast osągay dochód rolczy we zapewć: opłatę za pracę porówywalą z opłatą w ych dzałach gospodark, środk a moderzację, rozwój uowocześae gospodarstwa. Realzacja tej cechy wymaga: skuteczego marketgu; obżaa kosztów produkcj (zwększaa kokurecyjośc); poszukwaa alteratywych źródeł dochodów, p. produkcja bomasy a cele eergetycze, agroturystykę. Zajomość wszystkch cech rolctwa zrówoważoego pozwala określć sta, do którego powo zmerzać gospodarstwo role, aby mogło harmoje realzować cele ekoomcze, społecze ekologcze. Celem tej pracy jest zbudowae dyamczego modelu gospodarstwa rolego charakteryzującego sę zrówoważoym rozwojem. Zmay zachodzące a przełome trzech lat pozwolą uwzględć dotacje uje sprzyjające poszukwau alteratywych źródeł dochodów, zmejszających bezroboce a ws. METODA W pracy wykorzystao metodę programowaa dyamczego. Ogólą deą programowaa dyamczego jest zalezee decyzj optymalej pewego sterowaego procesu, który dzelmy a etapy (lata), a astępe szukamy decyzj optymalej w każdym etape, uwzględając waruk ograczające decyzje podjęte w poprzedch etapach (Grabowsk 980; Hozer 2000). Jeżel wszystke waruk mają postać lową, to mamy do czyea z modelem lowo-dyamczym. Rozpatrzmy układ, którym chcemy sterować w cągu N okresów w tak sposób, aby pewe wskaźk efektywośc w tego układu był maksymaly (lub mmaly). Zakładamy, że: N w = w max (m.) = przy warukach: w = h ( s, x ) ( =,2,..., N ) s = g ( s, x ) ( =,2,..., N ) s S, x χ ( s ) ( =,2,..., N ) N A N, 0 A 0

3 Wykorzystae metody programowaa dyamczego gdze: w (=,2,,N) wskaźk efektywośc w tym okrese od końca, x ( s ) χ w pewe sposób zdefoway zbór decyzj, które mogą być podjęte A 0, dla okresu -tego od końca, przy stae s układu a początku tego okresu, A N zbór staów początkowych zbór staów końcowych układu. Rozwązując tak postawoe zadae: f s, =,..., wyrażoych astępującym wzoram rekurecyjym: ) tworzymy cąg fukcj ( ) N f { h ( s, x ); g ( s, x A } ( s) = max ) x χ ( s ) 0 x χ ( s ) { h ( s, x ) + f ( g ( s, x ))} f ( s ) = max dla =2,..., N 2) zajdujemy wartośc x s ), =,, N, maksymalzujące fukcje f s ), =,, N ( 3) wyzaczamy bezwarukowe decyzje optymale w astępujący sposób: wyzaczamy s, take że f s ) = max f ( s ), a astępe x = x( s ); astępe wyzaczamy ( sn AN s = g ( s, x ) oraz x _ = x ( s ), K Uzyskae decyzje są rozwązaam optymalym problemu wyjścowego. ( x x, K, x2,, x MATERIAŁ Do budowy modelu lowo-dyamczego zostały wykorzystae dae o gospodarstwach rolych województwa zachodopomorskego z trzech kolejych lat: 2003, 2004, Iformacje dotyczące powerzch zasewów (6,03 ha) struktury użytkowaa grutów orych (zboża zajmowały 57% ogólej powerzch użytków rolych, w tym: pszeca 42,5%, żyto 7,6%, jęczmeń 5,8%, pszeżyto 8,6% meszak zbożowe 5,94%, rośly okopowe %, rzepak 5%, przy czym 27% powerzch użytków rolych było odłogowaych lub ugorowaych) ustaloo a podstawe Powszechego Spsu Rolego (2002). Ploy zemopłodów oraz cey ch skupu w latach 2003, w województwe zachodopomorskm przedstawa tab.. Koszty jedostkowe, dotyczące zakupu aso, awozów sztuczych środków ochroy rośl, zabegów agrotechczych oraz zboru poszczególych upraw, ustaloo a podstawe opracowań WODR. W badaach pomęto formacje dotyczące produkcj zwerzęcej. Według Powszechego Spsu Rolego (2002) tylko 24,% gospodarstw rolych w województwe zachodopomorskm zajmuje sę hodowlą podstawowych gatuków zwerząt dlatego w tym artykule przedstawoo aalzę gospodarstw o roślym charakterze produkcj.

4 338 J. Zaród Tabela. Przecęte ploy cey płodów rolych Płody role Ploy [dt] Cey [zł za dt] 2003 r. pszeca jęczmeń żyto meszak zbożowe pszeżyto rzepak burak cukrowe zemak 2004 r. pszeca jęczmeń żyto meszak zbożowe pszeżyto rzepak burak cukrowe zemak 2005 r. pszeca jęczmeń żyto meszak zbożowe pszeżyto rzepak burak cukrowe zemak Źródło: Rolctwo. Leśctwo. Środowsko (2007). 34,0 27,9 2,4 27,6 28,5 20,0 44,0 85,0 42,8 35,2 27,6 34,4 35,2 27,2 426,0 93,0 38,3 3,3 23,8 30,8 32,4 26,3 370,0 86,0 44,65 45,98 34,52 39,89 44,73 99,4 3,29 38,63 45,0 44,43 32,27 36,07 39,5 86,28 7,98 3,7 40,8 40,0 30,2 32,00 36,00 88,50 8,00 35,79 BUDOWA MODELU LINIOWO-DYNAMICZNEGO Model lowo-dyamczy ma postać macerzy o budowe blokowej. Zmee decyzyje waruk ograczające, dotyczące tego samego roku, tworzą odrębe blok. Poza tym blokam steją waruk wspóle, wążące zmee kolejych lat. W ejszej pracy skostruowao model obejmujący 3-let (lata ) okres produkcj. Waruk wążące poszczególe blok tego modelu dotyczą zmaowaa rośl. Rok 0 uwzględa uprawy ozme zasae jeseą 2002 r. Następstwo rośl zapewa trwałą żyzość gleb, boróżorodość wysok deks pokryca gleb rośloścą. Prowadzoe zabeg pelęgacyje wykają z zasad prawdłowej agrotechk, a zastosowae dawk awozów orgaczych meralych zapewają zrówoważoy blas składków pokarmowych. Zebrae formacje statystycze staową parametry techczo-ekoomcze modelu lub wyrazy wole waruków ograczających. Są oe też ezbęde do oblczea dochodu rolczego, który wyraża zysk pomejszoy o koszty bezpośrede pośrede (z wyjątkem wyagrodzea rolków). W drugm roku badań dochód rolczy uwzględa uje dopłaty bezpośrede do produkcj ugorowaa zem w dobrej kulturze oraz płatośc uzupełające do uprawy zbóż. W trzecm roku atomast, oprócz wyżej wymeoych do-

5 Wykorzystae metody programowaa dyamczego płat, dochód zawera przychody zwązae z produkcją bopalw (werzby eergetyczej) a grutach odłogowaych ugorowaych Ogóly zaps modelu lowo-dyamczego gospodarstwa rolego dla trzech aalzowaych lat przedstawa tab. 2. Parametry ozaczoe plusem w tabel symbolzują sta w odpowedm waruku blasowym, atomast ozaczoe musem zapotrzebowae. Tabela 2. Schemat modelu lowo-dyamczego Waruk ograczające Zmee decyzyje roku I Zmee decyzyje roku II Zmee decyzyje roku III Zak Wyraz woly Waruk w latach 0 I + B 0 Waruk wewętrze w roku I + B I Waruk w latach I II + 0 Waruk wewętrze w roku II + B II Waruk w latach II III + 0 Waruk wewętrze w roku III + B III Waruk welolete B Fukcja celu max WYNIKI I DYSKUSJA Wyk rozwązaa optymalego modelu lowo-dyamczego przecętego gospodarstwa rolego przedstawa tab. 3. Zawera oa róże gatuk rośl uprawaych a powerzch 6,03 ha w trzech kolejych latach 2003, , ozaczoych odpowedo cyfram I, II, III. Zmee decyzyje, które występują w rozwązau optymalym w trzech badaych latach, oraz ch welkośc (powerzcha uprawy) są uwarukowae astępstwem rośl (w modelu zastosowao 4-polowy system zmaowaa rośl: burak cukrowe zemak, pszeca jęczmeń, pszeżyto rzepak, żyto meszak zbożowe). Rok 2003 pod względem waruków agroklmatyczych był ekorzysty dla wększośc upraw roślych. O welkośc dochodu rolczego w tym roku decydowała główe uprawa pszecy, jęczmea zemaków. Duża powerzcha ewykorzystaych grutów orych (4,33 ha) obżyła dodatkowo dochód gospodarstwa (ze względu a podatek grutowy). Wzrost ploów zbóż w 2004 roku o około 30%, w stosuku do roku poprzedego (p. pszecy z 34 do 42,8 dt z ha, żyta z 2,4 do 27,6 dt z ha), rzepaku o 36% oraz dotacje bezpośrede a kwotę 20,5 zł do każdego hektara grutów, utrzymaych w dobrej kulturze, oraz dopłaty uzupełające do produkcj zbóż (292,82 zł a ha) przyczyły sę do prawe 3-krotego wzrostu dochodu rolczego. Wśród zbóż dużą opłacalość odotowao w przypadku pszecy pszeżyta, a wśród rośl okopowych w przypadku buraków cukrowych. Nska temperatura w mesącach woseych w roku 2005 opóźła wzrost wegetację rośl. Było to główą przyczyą zmejszea ploów ektórych zemopłodów. Dzęk dopłatom ujym (dotacje podstawowe wyosły 225 zł a ha, a płatośc uzupełające do uprawy

6 340 J. Zaród zbóż 282 a ha) dochód rolczy w 2005 roku był porówywaly z rokem poprzedm. O jego welkośc zadecydowała zwłaszcza uprawa pszecy, żyta, buraków cukrowych werzby drzewastej, której platację uwzględoo a grutach ugorowaych odlogowaych. Tabela 3. Rozwązae modelu lowo-dyamczego Zmee decyzyje Jedostk Welkośc Jedostkowy dochód rolczy [zł] Pszeca I ha 3,88 39,70 Jęczmeń I ha 2,53 92,63 Żyto I ha 70,53 Meszak zbożowe I ha,76 23,76 Pszeżyto I ha 0,97 234,6 Rzepak I ha 0,80 780,57 Burak cukrowe I ha 295,36 Zemak I ha, ,95 Ugory I ha 4,33 90,00 Gruty ore I ha 6,03 0,00 Pszeca II ha,77 23,38 Jęczmeń II ha 977,08 Żyto II ha 725,80 Meszak zbożowe II ha,76 856,96 Pszeżyto II ha 5,6 853,940 Rzepak II ha 0,80 349,72 Burak cukrowe II ha,76 539,3 Zemak II ha 384,96 Ugory II ha 4,33 20,50 Gruty ore II ha 6,03 0,00 Pszeca III ha,76 847,49 Jęczmeń III ha 67,92 Żyto III ha 6,4 555,66 Meszak zbożowe III ha 555,40 Pszeżyto III ha 0,97 63,20 Rzepak III ha 0,80 344,92 Burak cukrowe III ha, ,30 Zemak III ha 3736,34 Werzba drzewasta III ha 4,33 353,60 Gruty ore III ha 6,03 0,00 Dochód rolczy zł ,4 PODSUMOWANIE Zbudoway model gospodarstwa rolego zawera cechy zrówoważoego rozwoju. Jego optymale rozwązae uwzględa udzał poszczególych gatuków rośl w ogólej powerzch zasewów ajwyższy dochód rolczy, jak moża osągąć przy takej strukturze produkcj. Powerzcha uprawaych zemopłodów w poszczególych latach jest uwarukowaa astępstwem rośl. W żadym z aalzowaych lat udzał zbóż w powerzch grutów orych e przekraczał 60%. Uprawa rzepaku czy zbóż ozmych sprzyja

7 Wykorzystae metody programowaa dyamczego pokrycu gleb rośloścą w okrese zmy (mejsza erozja gleb, zatrzymae azotaów w glebe). Małe dawk awozów meralych herbcydów uemożlwają przedostae sę składków chemczych do wód grutowych atmosfery. Brak zwerząt gospodarskch pozwala a przyorae resztek pożwych (słomy, lśc buraczaych), co rówoważy blas substacj orgaczej w glebe wzmaca jej aktywość bologczą. Ograczee lczby mechaczych zabegów uprawowych zmejsza ugatae gleby. Wysokość osągaego dochodu rolczego w poszczególych latach zależy główe od ce płodów rolych waruków klmatyczych, które mają duży wpływ a osągae ploy. Dodatkowo dotacje uje zwększają opłacalość produkcj roślej, szczególe zbóż. Uprawa werzby krzewastej a grutach ugorowaych odłogowaych jest e tylko dodatkowym dochodem dla rolków (poadto od roku 2006 rolcy posadający co ajmej jedohektarową platację tych rośl otrzymal dopłatę z U Europejskej w wysokośc około 27 zł a ha), ale także tam, ekologczym odawalym źródłem eerg (Szczukowsk, Tworkowsk 200). Przyczya sę róweż do zmejszea bezroboca a ws, zwłaszcza w mesącach zmowych, a które przypada zbór zrębów. PIŚMIENNICTWO Grabowsk W Programowae matematycze. PWE, Warszawa. Hozer J Programowae dyamcze [w: Zastosowae programowaa matematyczego w ekoom]. Red. J. Hozer. US, Szczec, Krasowcz S Sposoby realzacj de zrówoważoego rozwoju w gospodarstwe rolym. AR, Wrocław, Krzysztofowcz M Śwatowy szczyt ONZ w prawe Zrówoważoego Rozwoju w Johaesburgu. Bul. Pol. Ist. Spraw Mędzyar. 80, Powszechy Sps Roly Systematyka charakterystyka gospodarstw rolych US, Szczec, Rolctwo. Leśctwo. Środowsko dostęp z 2006 r. Szczukowsk S., Tworkowsk J Produktywość oraz wartość eergetycza bomasy krzewastych werzb. Post. Nauk. Rol. 2,