GÜNEYDOĞU ANADOLU PROJESİ VE SÜRDÜRÜLEBİLİR KALKINMA: DİNAMİK SİSTEM MODELLEMESİ YAKLAŞIMI

GÜNEYDOĞU ANADOLU PROJESİ VE SÜRDÜRÜLEBİLİR KALKINMA: DİNAMİK SİSTEM MODELLEMESİ YAKLAŞIMI Ali K. Saysel, Bergen Üniversitesi, N-5020 Norveç ali.saysel@ifi.uib.no Yaman Barlas, Boğaziçi Üniversitesi, 80815 İstanbul, Türkiye ybarlas@boun.edu.tr Eylül 2001 1

İÇİNDEKİLER: Özet I. Giriş II. Dinamik Sistem Modellemesi II.1 Temel İlkeler II.2. Dinamik Karmaşıklık II.3. Benzetim Modelleri II.4. Tahmin İçin Modelleme / Öğrenmek İçin Modelleme II.5. Model ve Gerçeklik: Modellerin Sınanması III. GAPSIM III.1. Problem konteksti III.2. Problem III.3. Model III.3.1. İşlenen Araziler III.3.2. Su Kaynakları III.3.3. Sulama ve Tuzlanma III.3.4. Pestisitler III.3.5. Kentler III.3.6. Nüfus III.4. Modelin Sınanması ve Bazı Model Analizleri IV. İlerideki Çalışmalar IV.1. GAPSIM in Karar Verici Kurumların Bünyesinde Değerlendirilmesi IV.2. GAP ve Çevre Kalkınma Sorunlarına Dair Potansiyel Modelleme Çalışmaları V. Sonsöz Referanslar Anahtar Sözcükler: GAP, su kaynakları, arazi kullanımı, arazi vasıfsızlaşması, tarımsal kirlilik, tarımsal üretim, nüfus, sistem düşüncesi, dinamik sistem modellemesi, bölgesel kalkınma. 2

ÖZET Güneydoğu Anadolu Projesi nin uzun erimli ve kapsamlı çevresel analizi için bir dinamik benzetim modeli geliştirdik. Araştırmanın temeli Boğaziçi Üniversitesi Çevre Bilimleri Enstitüsü ne verilen bir doktora tezine dayanıyor (Saysel 1999). Modelin çeşitli kuruluş aşamaları, felsefesi, içerdiği belirli matematiksel yapılar ve ilk analiz sonuçları çeşitli ulusal ve uluslararası konferanslarda tartışıldı, uluslararası akademik dergilerde yayınlandı (Bknz. Saysel ve Barlas 1998; Saysel, Barlas ve Yenigün 1998; Saysel ve Barlas 2001; Saysel, Barlas ve Yenigün 2001). Bu yazıda araştırmanın dayandığı metodolojik ilkeleri, model yapısını ve bazı analiz sonuçlarını genel hatlatıyla ele alacağız. Ancak, hepsinden önemlisi, bu araştırmanın GAP la ilgili karar verici gerçek kurum ve kuruluşlar için taşıdığı olanakları tartışacağız. Geliştirdiğimiz benzetim modeli (GAPSIM), GAP ın su kaynakları, toprak kullanımı, toprak vasıfsızlaşması, tarımsal kirlilik, tarımsal üretim, nüfus ve kentleşme dinamiklerinin bütüncül bir analizini yapmaktadır. Bazı model sonuçları GAP bölgesinde pamuk ekiminin istenmeyen ölçülerde artabileceğini ve bunun sulama suyu kıtlığına yol açabileceğini göstermektedir. Yine ilk model sonuçlarına göre, tarım topraklarında tuz seviyesi ve kimyasal tarım ilaçları kullanımı istenmeyen ölçülerde artmaktadır. Sulama suyunun dağıtımı stratejisi, çiftçilerin sulu tarıma geçiş hususundaki kararlılıkları ve ürün rotasyon uygulamaları hem ekonomik hem de çevresel açıdan son derece etkili faktörler olarak ortaya çıkmaktadır. Araştırma dinamik sistem modellemesi felsefesi ve yöntemine dayanıyor. Buna göre, benzetim modelleri yalnızca geleceğe dair tahminlerde bulunmak için değil aynı zamanda karmaşık sistemlerin yapı ve davranışına dair kavrayışımızı artırmak için bir öğrenme aracı olarak kullanılmaktadır. Dolayısıyla model, belirli kararların gelecekte neden olacağı değişimleri tahmin etmemize yarayan bir araç olarak önemini korurken, modelleme bir öğrenme süreci olarak önem kazanmaktadır (Morecroft ve Sterman 1994). Bu çerçevede GAPSIM, tamamlanmış bir model olarak, karar vericiler için kullanışlı bir laboratuvar sunmaktadır. Ancak, daha önemlisi, yeni problemlerin analizi, problemlere dair varsayımlarımızın sınanması ve çözüm önerilerinin değerlendirilmesi amacıyla karar verici kurumların bünyesinde sürdürülebilecek toplu modelleme ve öğrenme faaliyeti için de temel teşkil etmektedir. 3

I. GİRİŞ Büyük ölçekli sulama ve tarımsal kalkınma projelerinin doğal ve toplumsal çevre üzerinde önemli etkileri vardır. Baraj ve sulama yapılarının inşaasıyla birlikte ekosistemin doğal fonksiyonları büyük değişimlere uğrar. Arazi yapısı, hidroloji, iklim ve biyolojik doku ile ilgili değişimlerin önemli bölümü geri döndürülemez bir nitelik taşır. Örneğin, baraj göl aynası altında kalan yerleşim yerleri ve verimli tarım toprakları, rezervuarlarda biriken sediment, yükselen yeraltı su seviyeleri, artan yağışlılık ve benzerleri geri döndürülemez süreçleri temsil eder (Goldsmith ve Hilyard, 1984). Dolayısıyla, bu tür sorunların henüz proje aşamasında ele alınmaları, gerektiği takdirde projelerin yenilenmeleri gerekir. Diğer taraftan, geleneksel tarım sistemlerinin sulu tarıma geçişle birlikte geçireceği dönüşüm, diğer sosyo-ekonomik ve çevresel sorunlarla ilişkisi ve kapsadığı zaman boyutu itibariyle farklı bir nitelik taşır. İnsanların tarımsal üretim sürecinde doğal çevre ile girdikleri etkileşim, bu etkileşim içerisinde aktörlerin gün be gün aldıkları kararlar ve uyguladıkları eylemler doğal çevre üzerinde uzun erimli etkiler yaratır. Örneğin, tarım topraklarında erozyon, tuzlanma ve kimyasalların neden olduğu kirlilik üretim faaliyetinin neden olduğu uzun erimli çevresel sorunlardır (Mannion 1995). Öte yandan, ekonomik faktörler üretim faaliyetinin doğal çevre üzerinde oluşturduğu baskı üzerinde önemli rol oynar. Örneğin tarım topraklarında kimyasal zirai mücadele ilaçlarının kullanım miktarı üretici aktörlerin kendi üretim faaliyetlerinin ekonomik getirisine dair algılamaları ve buna bağlı olarak aldıkları kararlar tarafından belirlenir. Ya da tarım topraklarında sulama suyu kullanım miktarları çiftçilerin ürün seçimine bağlıdır. Ürün seçiminde ise pazar ve maliyet dışında, alışkanlıklar ve gelenek gibi çok sayıda davranışsal değişken rol oynar (TOBB 1994). Toplumsal ekonomi ve ekolojik değişkenler arasındaki bu karşılıklı ve dolaylı ilişki çevresel etki değerlendirmelerinde ekonominin, ekonomik analizlerde ise ekolojinin endojenleştirilmesi için bir gereklilik yaratmaktadır. Yani, örneğin bir tarımsal ekonominin analizini yaparken çeşitli ürün seçimleri ve üretim biçimlerinin çevre üzerindeki etkilerini ifade etmek tek başına yeterli olmayacaktır. Aynı şekilde doğal çevrenin yaşadığı değişimin üretim ve ekonomi üzerindeki etkilerinin de içerilmesi gerekecektir. İnsan toplumsal yaşantısının bir bütün olarak sürdürülebilirliğine dair olan bu bakış açısı, çevre yönetimi ve ilgili alanlarda yeni analiz yöntemleri (örneğin bknz. Perez-Trejo, Clark ve Allen 1993) ve yeni paradigma arayışlarının 4

gündeme gelmesine neden olmuştur. Örneğin Holling 1978 (Adaptif Çevre Değerlendirmesi ve Yönetimi), insanların ekosistemler ile nasıl bir etkileşim içerisinde bulunduklarını ve yönetim çabalarının neden başarısız olduğunu araştırmaktadır. Holling, çevre yönetimi ile ilgili kuruluşlara, bilimin kendileri için neyin iyi olduğuna karar vermesini beklemek yerine, deney ve öğrenme sürecinin bir parçası olmaları çağrısında bulunmaktadır. Geleneksel ekonomi disiplinleri ve ilgili analiz yöntemleri çevre faktörünü dışsallaştırdıkları için, yani, analizlerinde ekonomik aktivitenin çevre üzerindeki etkilerini kapsam dışı bıraktıkları için, doğal çevrenin ve doğal kaynak rezervlerinin tahribatı karşısında sessiz kalmışlardır. Örneğin, kimyasal tarım ilaçlarının ekonomik getirisini hesaplarken bu ilaçların biyolojik çeşitlilik üzerindeki etkilerini kapsayamayan bir analiz, doğal çevrenin tahribatına katkı sunmaktadır. Ekosistemi tehdit eden bu ve benzeri olumsuz süreçler karşısında bilimin rolünü sorgulayan araştırmacılar ekonomi ve ekoloji disiplinleri arasında güçlü bir izdivacın gerçekleşmesi gerektiği düşüncesine varmışlardır. 1980 lerin sonlarında temelleri atılan Ekolojik Ekonomi ekonomi ve ekoloji disiplinlerini epistemolojik-metodolojik düzeyde birbirine yakınlaştırmaya çalışmakta, bu yeni gelişen disiplin altında başarılı entegre-bütünselci çevre yönetimi uygulamalarının örnekleri verilmektedir (Costanza ve diğerleri 1997). Toplumsal ve çevresel sürdürülebilirlik meseleriyle ilişkili yukarıda kısaca değinilen yaklaşım ve yöntemleri bir araya getiren en temel prensip bizce, sistem yaklaşımı, sistem düşüncesi ya da sistem kuramı dır. Sistem kuramına göre bazı sorunları anlamanın ve çözmenin yolu sorunu parçalara ayırıp tek tek parçaları incelemek yerine onu bir ilişkiler yumağı, bir bütün olarak ele almaktır. Böylece, klasik bilim dalları atomist ya da indirgemeci bir yöntem uygulayıp sürekli alt uzmanlık dalları yaratırken, sistem kuramı bütünün ya da ilişkilerin de bilim olması gerektiğini ileri sürmektedir (Bertalanffy 1968). Bu kurama göre, yukarıda örneklerini verdiğimiz sorunların nedenleri sistemin elemanları arasındaki ilişkilerin yapısından kaynaklanmaktadır. Dolayısıyla, bu ilişkiler yumağının bilimsel bir analizi yapılmadan bu tarz sorunların çözülmesi olanaksızlaşmaktadır. Bu makalede öncelikle, sistem düşüncesi ya da sistem kuramı nın bilimsel ve analitik bir uygulama aracı olarak dinamik sistem modellemesi (sistem dinamiği) yöntemini ele alacağız. Bu yöntemin esaslarını tanıttıktan sonra, Güneydoğu Anadolu Projesi nin içerdiği belirli sistemik sorunlara dair bir uygulama olarak GAPSIM i ve GAPSIM in bugüne kadar yaptığımız 5

deneylerde ortaya koyduğu önemli sonuçları tartışacağız. Ardından, dinamik sistem modellemesi ve özelde GAPSIM in GAP ile ilgili karar verici kurum ve kuruluşlar açısından barındırdığı olanaklara değineceğiz. Nihayetinde, GAP la ilgili olarak son onbeş senedir tartışılmakta olan ancak GAPSIM tarafından içerilmeyen bazı önemli problemlerin dinamik sistem modellemesi literatüründe nasıl ele alındığını ve bu bilimsel çalışmaların GAP ve ilgili kuruluşlar açısından taşıdığı önemi tartışarak bitireceğiz. II. DİNAMİK SİSTEM MODELLEMESİ Dinamik sistem modellemesi (sistem dinamiği) ve benzetimi karmaşık sosyo ekonomik sistemlere dair çeşitli karar ve stratejilerin o sistemin davranışı üzerindeki etkilerine ilişkin kavrayışımızı güçlendirmeyi amaçlamaktadır. Araştırmanın konusu olan problemler, ticari bir işletme, bir kent, kırsal bir toplum, ulus, okul, aile vb. çeşitli sosyo-ekonomik sistemlere dair olabilir. Metodoloji informasyon geribildirim teorisine dayanmaktadır. 1950 lerde Jay W. Forrester tarafından MIT de, orijinal olarak endüstriyel sistemlerin analizine yönelik olarak geliştirilen ilke, sembol ve yöntemler (Forrester 1961) bugün birbirinden farklı çeşitli alanlarda yönetim problemlerinin analizi için uygulanmaktadır. Küresel çevre sorunları, kalkınma politikaları, doğal kaynakların yönetimi, çevre modellemesi gibi alanlarda bu metodolojiyi temel alan çok sayıda araştırma yapılmış, başarılı uygulamalar gerçekleştirilmiştir (Örneğin başlıcaları için bknz: Meadows ve diğerleri 1994; Saeed 1994 ve 1998; Ford 1999). Ayrıca, son yıllarda giderek yaygınlaşan öğretim ve uygulama taleplerine yanıt verebilecek, dinamik sistem modellemesinin nasıl ve hangi ilke ve yöntemler doğrultusunda yapılacağını kapsamlı bir şekilde ele alan standart öğretim kitapları yayınlanmıştır (Sterman 2000; Ford 1999). II. 1. Temel İlkeler Bu bölümde, dinamik sistem modellemesinin temel ilkelerini, ve benzetim modellerine temel teşkil eden sembolik dilini özet olarak tanıtacağız. Dinamik sosyo-ekonomik yönetim problemlerinin analizi için sistem yaklaşımı aşağıdaki ilke ve varsayımlara dayanmaktadır. Nedensellik: Değişkenler arasındaki dolaysız neden sonuç ilişkilerini anlamak ve modellemek esastır. Modele temel teşkil edecek nedensellikler istatistiksel korelasyonla karıştırılmamalıdır. Değişkenler arasındaki istatistiksel ilişki ne derece güçlü olursa olsun, bu hiçbir zaman nedensel 6

bir bağın varlığını kanıtlamaz. Nedensellik varsayımı istatistiğin ötesinde (istatistikle birlikte), teoriden ya da empirik olguların yorumundan kaynaklanmalıdır. Örneğin, kırsal bir bölgede yoksulluk ve toprak erozyonu üzerinde yapılan istatistiksel araştırmalar, nüfus yoksullaştıkça toprak erozyon hızının da artmakta olduğuna işaret edebilir. Ancak, bu korelasyondan hareketle iki değişken arasında dolaysız bir nedenselliğin varlığından söz edemeyiz. Buna karşılık, o bölgedeki bitki örtüsü ile toprak erozyon hızı arasında dolaysız bir nedenselleğin varlığı hem teorik hem de empirik açıdan son derece açıktır. Aynı şekilde, eğim, toprak özelliği, erozyonla mücadele (örneğin teraslama) gibi faktörlerin de erozyon hızı ile dolaysız bir nedensellik içerisinde oldukları açıktır. Bu ilişkileri Şekil 1 deki sembollerle ifade ederiz. Şekil deki + ve - işaretleri değişimin yönünü göstermektedir. Yani bitki örtüsü arttıkça erozyon azalmakta, eğim arttıkça erozyon artmaktadır. Şekil 1. Dolaysız neden sonuç ilişkileri. Neden Sonuç Döngüleri (Geribildirim): Tek yönlü nedensellik dinamik ilişkilerin modellenmesinde, dinamik süreçlerin açıklanmasında yetersizdir. Şekil 2 de endüstriyel yapıların büyümelerine dair bir model gösterilmektedir. Birinci (soldaki) şema tümüyle doğrudan (ya da bir ucu açık) nedenselliklere dayanan, ikinci şema ise (sağdaki) döngüsel (geribildirim) nedenselliğe dayanan bir modeli temsil etmektedir. Birinci modele göre bir endüstri kolunun büyümesi kullanılabilir arazi, hammadde, işgücü miktarı ve sermaye birikimi ile açıklanmaktadır. Bu model, endüstri kolunun belirli bir andaki büyüklüğünü tahmin etmek için kullanılabilir. Ancak o endüstri kolunun büyüklüğünün zaman içerisindeki değişimini açıklamakta yetersiz kalacaktır. Çünkü değişkenlerin karşılıklı etkileşimlerini dikkate almamakta, bu arada önemli değişkenleri gözden kaçırmaktadır. Döngüsel modele göre ise, endüstri kolu zaman içerisinde değişen arazi, hammadde ve işgücü ihtiyaçları yaratmaktadır. Değişen ihtiyaçlar ise kullanılabilir arazi, hammadde ve işgücü miktarlarını etkilemekte ve nihayetinde endüsti kolunun büyüklüğü 7

üzerinde etkide bulunmaktadır. Ayrıca, endüstri kolu büyüdükçe sermaye birikimi de artmaktadır. Bu model, endüstri kolunun büyüklüğünün zaman içerisindeki değişimini ifade etmek hususunda daha güçlüdür. Şekil 2. Neden sonuç döngüleri (geribildirim). Şekil 2 de, döngülerin ortasında parantezler içerisinde gösterilen - ve + işaretleri o döngülerin niteliğini göstermektedir. Buna göre iki tür döngüden söz edilebilir. Birincisi pozitif ya da pekiştirici olarak adlandırılan döngülerdir. Şekilde + işaretiyle gösterilmiştir. Endüstri kolundaki büyüme sermaye birikimini artırmakta, artan sermaye birikimi de endüstri kolunun büyümesini pekiştirmektedir. İkincisi ise negatif ya da dengeleyici olarak adlandırılan döngülerdir. Şekilde - işareti ile gösterilmişlerdir. Örneğin, endüstri kolu büyüdüğünde işgücü ihtiyacı artmakta bunun sonucunda kullanılabilir işgücü miktarı azalmaktadır. Azalan kullanılabilir işgücü miktarı ise endüstri kolunun büyümesine ket vurmakta (örneğin, ücretlerdeki artiş nedeniyle), bu büyümeyi dengelemektedir. Dinamik sosyo-ekonomik problemlerin analizinde döngüsel nedenselliğin (ya da geribildirimin) önemine sistemlerin karmaşıklığını ele alırken tekrar değineceğiz. Sistemlerin (iç) Yapısı: Bir sistemi oluşturan elemanların, değişkenlerin arasındaki ilişkilerin tümüne, o sistemin yapısı diyoruz. Sistem kuramına göre, bir sistemin dinamik davranışını belirleyen esas faktör o sistemin yapısıdır. (Forrester 1961; Sterman 2000). Örneğin, kalkınma politikalarının başarısızlık nedenleri dış yardımların yetersizliğinde, teknoloji transferindeki başarısızlıklarda, eksik yatırımlarda ya da hatalı nüfus kontrol önlemlerinde aranmamalıdır. Kalkınma süreçlerindeki başarısızlıkların nedenleri toplumsal sistemlerin iç yapısında, toplumsal 8

aktörlerin yönelim ve davranışlarında aranmalıdır. Yani, o sistemin iç güçlerinin arzu edilen sonuçlara ulaşmak üzere nasıl harekete geçirilebileceği araştırılmalı, değişimin mekanizmaları kavranmalıdır (Saeed 1994). Aynı bakış açısıyla, Türkiye nin mali krizini nedenleri uluslarüstü kuruluşların hatalı (kasıtlı) politikalarında ya da dış devletlerin Türkiye ye yönelik politikalarında değil, kendi mali ve politik sisteminin iç yapısında aranmalıdır. Genel olarak, bir canlı türü çevre koşulları çok sert olduğu için yok olmaz; iç yapısını (vucudunu) sert çevre koşullarına uyduramadığı için yok olur. Bu ilke, sistem analistini, çevreyi suçlama yerine, sistemin iç yapısını gerekli şekilde iyileştirmeye yönlerdirir. Dolayısıyla, iyi bir sistem modeli, bir soruna neden olan ana etkenlerin çoğunu yapısının içinde barındıracak kadar kapsamlı olmalıdır. Sistemlerin Davranışı: Dinamik sistem yaklaşımının odak noktası olayların hangi anda ortaya çıktığını ya da değişkenlerin ansal değerlerini tahmin etmek değildir. Amaç, değişkenlerin temel davranış biçimlerini anlayıp bu davranışın nedenlerini araştırmak ve sistemin uzun dönemli davranışını iyileştirmektir. Tipik dinamik davranış biçimleri; üstel büyüme, dengeye ulaşan davranış, büyüme ve düşüş, salınım (dalgalanma) ve bunların çeşitli kombinasyonlarıdır. Özet olarak, tipik bir sistem çalışması, sorunlu bir dinamik davranışın nedenlerini araştırmak için yürütülür. Bu amaçla, sorunu etkileyebileceği düşünülen tüm faktörler göz önüne alınır ve bunlar arasındaki dolaysız ( mikro ) ilişkiler modellenir. Tüm bu ilişkilerin bir araya konulmasından, neden-sonuç döngülerinden oluşan modelin yapısı ortaya çıkar. Modelin iç yapısı, modelin dinamik davranışını yaratır. II.2. Dinamik Karmaşıklık Sistemlerin dinamiği basit sezgisel tahmin yöntemleriyle anlaşılamayacak kadar karmaşıktır. Bu karmaşıklığın temel nedeni, doğal sezgilerimizin ve sağduyunun sistemin yapısında yer alan ve sistem davranışında etkili olan geribildirim döngülerini kavramakta yetersiz kalışıdır. Sezgilerimiz bize neden sonuç ilişkilerinin zaman ve mekanda birbirlerine yakın olduğu önyargısını verir. Örneğin, bir çocuğun sıcak sobaya dokunup hemen elini çekmeyi öğrenmesi; ya da bir bardağı doldururken suyun seviyesini bardak ağız hizasına göre ayarlayabilmemiz bu sezgi sayesinde başarılır. Ancak sosyo-ekonomik sistemler çok daha karmaşıktır. Çok sayıda geribildirim döngüsü içeren bu sistemlerde etkilerin neden olduğu sonuçlar hem gecikmelerle 9

(ileriki zamanlarda), hem de sistemin çok uzak noktalarında ortaya çıkabilir. Sonuç olarak, sistem davranışını iyileştirmek üzere sezgilerimiz doğrultusunda aldığımız kararlar, istenmeyen, sezgilerimize aykırı sonuçlara neden olabilirler. Örneğin J. W. Forrester ın Kent Dinamiği Modeli (Forrester 1969) ABD nin o yıllarda yaşlanan ve ekonomik olarak durgunlaşan kentlerinde, konut inşaa programlarında israr etmenin, beklenenin aksine, durgunluğu daha da şiddetlendirdiğini göstermiştir. Forrester ın deneyleri, eskiyen konutlardan bir bölümünün yıkılması sonucu elde edilecek arazinin yeni işkollarının faaliyete geçmesi için olanak yaratacağını ve zaman içerisinde ekonomiyi canlandıracağını ortaya koymaktadır. Ayrıca, sosyo-ekonomik modellerde sistemlerdeki mekanik ilişkilerin yanısıra karar süreçlerinin de içerilmesi gerekir. İnsan faktörünün ve karar süreçlerinin modellenmesi hem sistemin iç karmaşıklığını (birbirleriyle bağımlı geribildirim döngülerinin sayısını) artırmakta diğer taraftan da kavramsal bazı güçlükler yaratmaktadır. Dinamik sistem modellemesi çok sayıda döngüsel nedenselliğin içiçe olduğu karmaşık sistemlerin analizi ve yönetimi için çeşitli araçlar ve metodlar sunmaktadır. II.3. Benzetim Modelleri Dinamik benzetim modelleri bir dizi değişken ve bu değişkenler arasındaki matematiksel ilişkilerle kurulur. Bu modellerin benzetimi için geliştirilmiş çeşitli yazılımlar mevcuttur. Bu yazılımlar arasında bugün en modern ve popüler olanları Stella ve Ithink (HPS 1996 ve HPS 1999); Powersim (Powersim Corp. 1996); ve Vensim dir (Ventana 1996). Değişkenler: Benzetim modelleri üç farklı değişken türü içerir. Bunlar stok değişkenleri, akış değişkenleri ve ara değişkenlerdir (Bkn. Şekil 3). Stok değişkenleri (dörtgen kutular) sistemdeki birikimleri temsil ederler. Akış değişkenleri (vanalı borular) stok değişkenlerinin değişim hızını temsil eder. Ara değişkenler ise (yuvarlaklar) bu iki kategori dışındaki tüm değişkenlerdir. Çeşitli hesaplamalar için kullanılırlar. Şekil 3 te beş adet stok-akış ve ara değişken bileşimi (stok-akış şemaları) gösterilmektedir. Stok akış şemalarındaki oklar, değişkenler arasındaki bağımlılık ilişkilerinin yönünü gösterir. 10

Şekil 3. Stok-akış şemaları. Denklemler: Stok-akış şemaları bir diferansiyel matematiksel modelin ifadeleridir. Buna göre, örneğin Şekil 4 te gösterilen stok-akış şemasının (basit nüfus modeli) numerik ifadesi şu şekildedir: Nüfus(t=0)=İlk değer; Nüfus=Nüfus(t)+Doğumlar(t) x dt; (dt:hesaplama aralığı) Doğumlar(t)=Nüfus(t) x Doğum Oranı; Doğum Oranı=Sabit değer. 11

Şekil 4. Basit nüfus modeli. Model Davranışı: Stok-akış şeması ve denklemler tarafından temsil edilen model (sistem) yapısı, benzetim sonucunda o modelin dinamik davranışını yaratır. Model davranışı, değişkenlerin zaman içerisinde değişen değerlerini göstermektedir. Şekil 5 te basit bir model yapısı (denklemler gösterilmemiştir) ve bu yapı tarafından yaratılan model davranışı gösterilmiştir. Model Ithink (HPS 1999) yazilimi üzerinde hazirlanmış ve çalıştırılmıştır. Şekil 5. Model yapı ve davranışı. 12

II.4. Tahmin için Modelleme / Öğrenmek için modelleme Sistemlerin dinamiği, büyüme, düşüş, salınım ve bunların bileşenleri gibi temel değişim ve davranışları ifade eder. Dinamik sistem modelleri bu davranış biçimlerinin neden ve nasıl ortaya çıktığını anlamamıza yardımcı olur. Önceden belirtildiği şekilde, temel amaç belirli bir değişkenin gelecek bir andaki değerini tahmin etmek değil, değişimin mekanizmalarını kavramaktır. Tahmin amaçlı modeller ise farklıdır. Örneğin ekonometrik bir model belirli bir ürünün altı ay sonraki fiyatını, işsizliğin ücretler üzerindeki etkisini ya da ücretlerin hanehalkı tüketim seviyeleri üzerindeki etkilerini tahmin etmek için kullanılabilir. Bu tür modellerin amacı ve kapsamı son derece dar bir şekilde tanımlanır ve başarıları, tahminlerin gerçek değerlere olan istatistiksel yakınlığına göre (sonucun istatistiksel önemine göre) değerlendirilir. Bu modeller kendi dar kapsamları içerisinde belirli değişkenlerin değerlerini kestirebilmek açısından faydalı olsalar da karmaşık sistemlerin yapı ve davranışlarına dair kavrayışımızı geliştiremezler. Dinamik sistem modellerinin başarısı ise tahmin gücüne değil, belirli bir dinamik davranışın nedenlerini kavrama ve bu davranışı istenen ölçütlere göre iyileştirecek stratejiler üretebilme gücüne göre değerlendirilir. Bu nedenle, bu modellerin geçerlilikleri de tek başına istatistiksel kriterlere göre değerlendirilemez. (Modellerin sınanması ve geçerlililiğine bir sonraki bölümde değineceğiz). Dinamik sistem modellerinin bu temel özelliği, özellikle 1980 lerin ortalarından itibaren öğrenme amaçlı modelleme uygulamalarının önünü açmıştır. Öğrenen organizasyonlar için modelleme model ve modelcinin rollerinin büyük ölçüde farklılaştığı modern bir modelleme perspektifi sunmaktadır (Morecroft ve Sterman 1994). Bu perspektife göre modeller, sistem düşüncesini ve senaryo planlamayı desteklemeli, ekip olarak düşünmeyi ve öğrenmeyi güçlendirmelidir. Modelin sahibi teknik uzmanlar değil karar vericiler olmalıdır. Model bir grup çalışması içerisinde yaratılmalıdır. Sonuçlar ve önerilen stratejiler seminerler aracılığıyla aktarılmakla kalmamalı, organizasyon içi atelye çalışmaları ile olgunlaştırılmalıdır. Bu atelye çalışmaları organizasyonun öğrenme sürecine katkıda bulunmalı, modelci (modelleme uzmanı) grup olarak düşünme ve tartışma sürecini düzenleyen bir kolaylaştırıcı rolünde olmalıdır. Grup öğrenme sürecinde mikrodünyalar olarak adlandırılan katılımlı benzetim oyunlarının çok önemli bir rolü vardır. Katılımlı benzetim oyunlarında bazı karar süreçleri bir model kullanıcısının insiyatifine bırakılır. Yani model ve kullanıcı bir bütün oluşturur. Kullanıcı benzetim esnasında tıpkı bir yönetici gibi kararlar alır, aldığı kararın sonuçlarını gözlemler ve 13

buna göre yeni kararlar alır. Katılımlı benzetim oyunlarının uygulama alanları çok çeşitlidir. Çevre yönetimi ve doğal kaynak ekonomisi (Meadows ve diğerleri 1993; Moxnes 1998), bir şirketin büyüme stratejileri (Sterman 1988), üretim dağıtım sorunları (Sterman 1989), yazılım projelerinin yönetimi (Barlas 1992) ve daha pek çok problem katılımlı benzetim oyunlarının konusu olabilir. Bu oyunlar katılımcılara gerçek sistemi temsil eden bir deney ortamında (model) kararlarının zayıf güçlü noktalarını sınama ve sistem davranışı hakkında öğrenme imkanı sunmaktadır. II. 5. Model ve Gerçeklik: Modellerin Sınanması Tüm modeller gerçekliğe dair seçilmiş öge ve ilişkilerin bir temsilidir. Bu anlamda hiç bir model mükemmel değildir. Ancak, bir modelin gerçekliği ne ölçüde temsil edebildiğini, dolayısıyla, gerçek sistemin işleyişini kavrayabilmek hususunda ne ölçüde yararlı olabileceğini sınamak için yol gösterici bir dizi kriter ve yöntem mevcuttur. Sterman 1991, modellerin geçerliliğini ve faydalılığını değerlendirmek açısından önemli bir dizi kriter sunmaktadır. Buna göre, modelin ele aldığı problemin açık, anlaşılır ve uygunluğu; model sınırlarının (kapsamının) sözkonusu problemi ele almak için yeterliliği; modelin (benzetimin) zaman boyutunun ele alınan problem açısından uygunluğu; model davranışının uç değerler ve varsayımlar sözkonusu olduğunda gerçekçi olması; ve model sonuçlarının model varsayımları karşısında makul duyarlılıklar gösterebilmesi en temel kriterler arasındanır. Ayrıca, Barlas 1996, dinamik sistem modellerinin geçerliliğinin sınanması için formel bir protokol önermektedir. Böylelikle, dinamik sistem modellerinin gövenilirliği belirli yöntem ve dizgeler dahilinde sınanabilmektedir. III. GAPSIM Bu bölümde GAP ın uzun erimli çevresel etkilerinin kapsamlı bir analizi için geliştirilmiş olan GAPSIM i ele alacağız. GAPSIM, belirli bir problem konteksti ve belirli bir problemler örgüsünden hareketle GAP ın su kaynakları, arazi kullanımı, arazi vasıfsızlaşması, toprak kirliliği, tarımsal üretim, nüfus ve kentleşme ile ilgili süreçlerinin dinamik stratejik analizini yapmaktadır (Saysel 1999). GAPSIM, ilgili süreçlerin 1990-2030 yılları arasındaki gelişimini temsil eden bir benzetim modelidir. 14

III.1. Problem Konteksti Güneydoğu Anadolu Projesi Fırat ve Dicle nehirleri üzerinde tasarlanan 13 ayrı su kaynakları geliştirme projesinden oluşan, 22 baraj ve 19 tane hidroelektrik istasyonunu içeren bir entegre kalkınma projesidir. Projenin tamamlanmasıyla birlikte 1.7 milyon hektar arazinin suyla buluşturulması ve 7400 MW kurulu gücünde hidroelektrik üretim kapasitesine ulaşılması planlanmaktadır. Bu değer Türkiye nin ulusal hidroelektrik üretim potansiyelinin %22 sini teşkil etmektedir. GAP ın toplam güvenli enerji üretim miktarı sulamalar ihmal edildiğinde 27000 GWs/yıl olarak tasarlanmakta, sulamaların tamamının devreye sokulmasının ardından ise 22000 GWs/yıl olarak tahmin edilmektedir (GAP-BKİB 1997). Ayrıca, temelini tarımsal üretim artışının teşkil edeceği endüstri hamlesiyle birlikte kentlerde 1.25 milyon kişi için iş istihdamı yaratılması planlanmaktadır (GAP-BKİB 1990). Toplam GAP yatırımlarının değeri 32 milyar ABD doları olarak tahmin edilmektedir ve 1998 sonu itibariyle projenin parasal değer olarak %48 i tamalanmış durumdadır (GAP-BKİB 1998). GAP Master Plan tarafından GAP bölgesi olarak adlandırılan topraklar (Adıyaman, Batman, Diyarbakır, Gaziantep, Kilis, Mardin, Siirt, Urfa ve Şırnak) Türkiye topraklarının %10 unu ve son sayım sonuçlarına göre Türkiye nüfusunun yine yaklaşık %10 unu teşkil etmektedir. Kadınların doğurganlık değeri (evli bir kadının yaşamı süresince doğurduğu toplam çocuk sayısı) yaklaşık olarak 5 tir. Dış göç yüksek olmasına karşın bölge nüfusu 1997 senesine kadar artışını sürdürmüştür (DİE 1997). Ayrıca, kırsal bölgelerden kentlere doğru da önemli bir göç hareketi vardır. Halihazırda kentsel işsizlik oranları çok yüksektir, %50 lere yakın olduğu tahmin edilmektedir. GAP bölgesi senelik yağış ortalamasının 350 ila 830 mm arasında değiştiği yarı kurak bir bölgedir. Yaz aylarında önemli bir su açığı yaşanmaktadır. Egemen tarım sistemleri az girdi düşük ve orta seviyede teknoloji kullanımına dayalıdır. Kışlık tahıllar ve baklagiller temel tarım ürünleridir. Hayvancılık gelişmemiştir, geçimlik üretim yüksek olduğu için yem bitkileri üretimi son derece düşüktür ve hayvanlar açık meralarda, nadas alanlarında ya da ürün artıkları ile beslenmektedir. Ayrıca tarım ürünleri çeşitliliği de geleneksel olarak azdır. GAP, bu bölgenin büyük su ve verimli toprak potansiyelini harekete geçirmeyi hedeflemektedir. Fırat ve Dicle nin senelik ortalama yüzey akışlarının Suriye sınırındaki toplamı ortalama 35 15

milyar metreküp/yıl olarak belirtilmektedir (GAP-BKİB 1997). Bölgenin toplam işlenebilir arazi potansiyeli 2.2 milyon hektardır. GAP ın hedefleri, Master Plan da yer alan özet ifadelerle şu şekilde belirlenmiştir: 1. Tarımsal üretimin artırılması; 2. Tarımsal gelir seviyelerinin sermaye birikimine izin verecek şekilde yükselmesi; 3. Kentlerin nüfus emme kapasitelerinin artırılması; ve 4. Toplumsal istikrar ve sürdürülebilir bir ekonomik gelişme safhasının yakalanması. Ancak, tarımsal modernizasyon ve bölgesel kalkınma süreci belirtileri uzun vadede ortaya çıkabilecek, birbiriyle ilişkili pek çok sosyal ve çevresel sorunu içinde barındırmaktadır. Artan toprak erozyonu, tarım topraklarında tuzlanma, kimyasal gübre ve pestisit kullanımının yol açacağı kirlenme, tüm bu süreçlerin tarımsal üretimle bağı ve tarımsal üretimin arazi kullanımı, nüfus ve kentleşme dinamikleri ile zorunlu ilişkisi bir problemler örgüsü oluşturmaktadır. İlerde ortaya çıkması muhtemel sorunların nedenlerinin yeterince kavranabilmesi, istenmeyen bazı sonuçların önlenebilmesi için bu problemler yumağının bilimsel bir analizi gerekmektedir. GAPSIM belirli bir problem çerçevesinden hareketle bu amaca hizmet etmektedir. III.2. Problem Tarımsal kalkınma sürecinde değişen arazi kullanım biçimleri, değişen ürün seçimleri ve bu ürünlerin farklı rotasyon uygulamaları sulama suyu ve tarımsal girdiler için değişken gereksinimler yaratır. Tarımsal girdi kullanım seviyeleri ise zaman içerisinde tarımsal kirlilik ve toprak vasıfsızlaşması, yani ürün verimliliği üzerinde etkide bulunur. Dolayısıyla, tarım ekonomileri bir yandan girdi kullanım miktarları (maliyetler) diğer yandan da verimlilik (kazanç) tarafından etkilenir. Tarım ekonomileri üzerindeki bu baskı tekrardan, tarımsal üretim biçimlerini, ürün seçimlerini ve rotasyonlarını etkiler. Tarım sistemlerinin yarattığı sulama suyu ihtiyacı ve buna karşılık olarak sulama suyu arzı arasındaki denge kalkınma sürecinde çok önemli bir rol oynar. Sulama suyu arzında yaşanacak sıkıntıların, yeni tarım alanlarının sulamaya açılma hızını yavaşlatması ve hatta tamamen durdurması sözkonusu olabilir. Ayrıca sulama suyu arzının yetesizliği ürün verimliliğini de düşürecektir. Bir yandan yeni arazilerin beklenen hızda sulamaya açılmamasının diğer yandan sulanan arazilerde su yetersizliğinin neden olduğu ürün kayıpları toplam tarımsal üretimin beklenenin altında gerçekleşmesine ve kırsal kalkınmanın sekteye uğramasına neden olabilir. 16

Geçimlik ekonomilerin baskın olduğu bir tarımsal sistemde, arazi dağılımındaki eşitsizlikler de göz önünde bulundurulduğunda, yağlı ve lifli tohumlar gibi ihrac ürünleri üretimiyle bunun karşısında tahıl-bakliyat gibi temel gıda maddeleri üretimi arasındaki dengeler nüfus dinamiklerini etkiler. Bir taraftan kırsal bölgelerde temel gıda üretimi ve kırsal nüfusun beslenme seviyesi, öte taraftan kentsel bölgelerde iş iştihdam olanakları bölge içi ve bölge dışı göç üzerinde etkili olacaktır. GAPSIM en genel hatlarıyla ifade ettiğimiz bu karmaşık ilişkiler örgüsünden hareketle GAP ın karar vericileri ilgilendiren bazı stratejik problemlerine çözüm aramaktadır. Sulama suyu arz talep dengesi, arazi vasıfsızlaşması, pazar ve gelenekler dikkate alındığında ürün seçimleri ve arazi kullanım biçimleri gelecekte nasıl şekillenecektir? Farklı enerji üretim seviyeleri ve değişken sulama suyu talebi dikkate alındığında GAP ın su potansiyeli yeterli midir? Tüm bu faktörlerden etkilenen tarımsal üretim ve kentsel büyüme bölgesel nüfus dinamiklerini nasıl etkileyecektir? III.3. Model Model GAP ın çeşitli çevresel ve sosyo-ekonomik alt bileşenlerini temsil eden 14 alt model (sektör) ve yaklaşık 2000 değişken içermektedir. Benzetim modeli STELLA Research (HPS 1996) yazılımında geliştirilmiştir. GAPSIM in genel yapısı Şekil 6 da gösterilmektedir. Şekildeki her bir kutu bir alt modeli temsil etmektedir. Mümkün olan arazi akışları (arazilerin kullanım biçimlerindeki değişimler) koyu oklarla, modelin alt bileşenleri arasındaki bilgi alışverişi ise ince oklarla temsil edilmiştir. Buna göre meralardan ve ormanlardan kuru tarım arazilerine kuru tarım arazilerinden kentsel arazilere, kuru tarlalardan sulu tarlalara doğru (sulamaların ilerleme hızına bağlı olarak) ve tarlalarla bağ ve bahçeler arasında arazi akışı mümkündür. Kuru tarlalar, sulu tarlalar ve bağ-bahçeler işlenen arazi grubunu oluşturmaktadır. Bunlar sunuş kolaylığı açısından Şekil 6 da tek bir kutu ile temsil edilmişlerdir. Bu bölümde GAPSIM in tamamı değil ancak bazı alt modelleri ve bunların model geneli ile olan ilişkileri tanıtılacaktır. Modelin ayrıntılı dökümantasyonu Saysel 1999 da mevcuttur. 17

Şekil 6. GAPSIM Genel Yapısı. III.3.1. İşlenen Araziler İşlenen araziler modelde merkezi bir role sahiptir. Kuru tarlaları, sulu tarlaları ve bağ-bahçeleri temsil eden üç alt modelden oluşmaktadır. Pazar sektörüne tarım ürünlerini arz eder ve pazardan bu ürünlerin fiyat bilgisini alır. Gübre, pestisit, tuzlanma ve erozyon sektörlerine girdi kullanım miktarları ve ürün seçimleri hakkında bilgi verirken bu sektörlerden toprak verimliliğiyle ilgili bilgiler alır. Ayrıca, işlenen araziler tarım topraklarının halihazırdaki ürün seçimlerine göre yem bitkileri potansiyeli ve tarım ürünleri karlılığı hakkında meralar ve hayvancılık sektörünü bilgilendirir; bu sektörden çiftliklerde beslenen hayvan miktarı hakkında bilgi alır. Nüfus sektöründen kırsal nüfus hakkında bilgi alır ve bu sektöre geçimlik temel besin maddelerini arz eder. Nihayet, su kaynakları sektöründen sulamaların ilerleme hızı hakkında bilgi alır. Şekil 7 de kuru tarlalar sektörünün basitleştirilmiş bir stok-akış diagramı ve tahıl üretiminin bölgesel pazarla etkileşimi gösterilmiştir. Şekle ilişik olan tabloda ise değişkenlerin model temel 18

analizine göre benzetimin başlangıcı olan 1990 ve sonu olan 2030 yıllarındaki değerleri birimleriyle birlikte gösterilmiştir. Araziler GAP bölgesinde mümkün olan en temel ürün seçimlerine göre sınıflandırılmıştır. Örneğin kuru tarım arazileri tahıl monokültür arazileri (nadaslı) ve tahıl-baklagil rotasyon arazileri (nadaslı) olmak üzere iki stok değişkeni tarafından temsil edilmiştir. Negatif (dengeleyici) gerbildirim döngüsü tahıl üretimi ve pazar etkileşimini göstermektedir. Tahıl monokültür arazileri arttıkça tahıl üretimi artar. Pazara arz edilen tahıl artınca tahıl fıyatlarının düşmesine neden olur. Tahıl monokültürün karlılığı azalır ve nihayetinde tahıl monokültür arazilerinin tahıl-baklagil rotasyon arazileri lehine azalmasını destekleyen dengeleyici bir döngü oluşur. Belirttiğimiz gibi bu şema kuru tarım arazilerinin basitleştirilmiş bir temsili olup arazi akışlarında etkili olan tüm faktörleri göstermemektedir. Şekil 7. Kuru Tarlalar. İşlenen arazilerde yedi temel ürün grubu yetiştirilmektedir. Bunlar tahıllar, baklagiller, pamuk, yağlı tohumlar, yazlık tahıllar, sebzeler ve meyvelerdir. Bu ürün gruplarının her biri bölge için 19

önerilen çeşitli tarım ürünlerini şemsiyesi altında toplamaktadır. Her çiftlik sistemi kendi üretimini, gelirini, girdi ihtiyaçlarını ve maliyetlerini yaratmaktadır. Çiftlik sistemlerinin karlılıkları, gelir ve maliyet temel alınarak hesap edilmektedir. Hesaplamada kullanılan girdiler gübre, pestisit, tohum, yakıt, su ve işgücüdür. Alternatif araziler arasındaki akışlar şu üç kritere göre belirlenmektedir: karlılık; ürün güvenlik faktörü (pazarlama kolaylığı olan ürünlere avantaj sağlayan bir faktör- temel olarak tahıl ve baklagile); beceri faktörü (daha az beceri ve tarımsal bilgi gerektiren üretim biçimlerine avantaj sağlayan bir faktör temel olarak tahıl ve pamuk monokültürüne). III.3.2. Su Kaynakları Su kaynakları sektörü tarım arazilerinin değişen sulama suyu gereksinimlerine bağlı olarak gerçekleştirilen toplam sulama suyu temini ve buna karşılık gelen toplam hidroelektrik üretimini temsil etmektedir. İşlenebilir arazi sektörünü yeni sulu tarım alanlarına geçiş hızı hakkında bilgilendirir. Bu sektörden sulama suyu talebiyle ilgili bilgi alır. Tuzlanma sektörünü tarlalara uygulanan sulama suyu miktarı hakkında bilgilendirir. Ayrıca yazlık ürünlerin arz talep dengesiyle ilgili olarak pazar sektöründen bilgi alır. Nihayet, GAP sulama projelerinin gerçekleşme hızındaki gecikmeler hakkında hükümet sektöründen bilgi alır. Şekil 8 de sulu tarım alanlarının genişleme hızı üzerinde etkili olan temel geribildirim döngüsü gösterilmektedir. Sulama suyu talebi iki şekilde artabilir. Birincisi, toplam sulanan arazilerin genişlemesi suretiyle. İkinci olarak da su gereksinimi yüksek olan tarım ürünlerinin daha çok tercih edilmesi ve daha fazla ekilmesiyle. Şekil 8 deki döngüye göre, toplam sulanan arazi büyüdükçe sulama suyu talebi artacaktır. Talep artışı sulama suyu arz talep dengesini olumsuz etkileyeceğinden ötürü su kıtlığına neden olacak bu da çiftçilerin sulu tarıma geçiş kararlarını olumsuz etkileyecektir. Sonuçta sulu tarıma geçiş yavaşlayarak toplam sulanan arazi miktarı üzerinde dengeleyici bir faktör oluşturacaktır. Burada dikkate alınması gereken husus, sulu tarıma geçişin sulama kapasitesi inşaatından farklı oluşudur. Sulu tarıma geçiş çiftçilerin kararını temsil eden davranışsal bir değişken tarafından etkilenmektedir. 20