DOI: https://doi.org/10.3389/fsufs.2026.1798389
تاريخ النشر: 2026-05-21
المؤلف: D. Vargas وآخرون
الموضوع الرئيسي: اتخاذ القرار متعدد المعايير
نظرة عامة
تتناول هذه الدراسة التحديات التي تواجه الزراعة الأسرية في توتا، بويكا، كولومبيا، لا سيما في اختيار المحاصيل تحت ظروف مناخية متغيرة. باستخدام طريقة الترابط بين المعايير (CRITIC) لتقييم أهمية معايير القرار وطريقة TOPSIS لتحديد أولويات بدائل المحاصيل، تحدد الأبحاث البطاطس والبصل كأكثر المحاصيل ملاءمة، بما يتماشى مع اتجاهات الإنتاج المحلية. بالإضافة إلى ذلك، يتم تسليط الضوء على المحاصيل الفاكهية مثل الكاب غوسبيري، الفراولة، والتوت الأزرق لإمكاناتها في التنويع والتصدير. أظهرت تحليل الحساسية أن تصنيفات بدائل المحاصيل ظلت مستقرة على الرغم من التغيرات في أوزان المعايير، مما يبرز قوة نموذج دعم القرار المقترح.
الإطار الذي تم تطويره في هذه الدراسة، CRITIC-TOPSIS، يدمج المعايير الاقتصادية والبيئية والاجتماعية، كاشفًا أن العوامل الاقتصادية، لا سيما تكاليف الزراعة، تؤثر بشكل كبير على القرارات الزراعية. يشير التأثير المنخفض للمعايير المتعلقة بالعمالة إلى الاعتماد على العمل العائلي، مما يقلل من أهمية تكاليف الأجور. تدعو النتائج إلى نهج متوازن في اختيار المحاصيل، مفضلًا المحاصيل ذات الأداء المعتدل على الخيارات التي تتطلب موارد كثيفة، مما يعزز المرونة في أنظمة الزراعة الأسرية. تؤكد الدراسة على ضرورة اتخاذ قرارات ديناميكية تأخذ في الاعتبار التغيرات الزمنية في ملاءمة المحاصيل وتبرز التوتر بين الجدوى الاقتصادية الفورية والاستدامة على المدى الطويل. بشكل عام، يعمل الإطار كأداة استراتيجية لتقييم سيناريوهات الإنتاج، ودعم تنويع المحاصيل، وتعزيز الممارسات الزراعية المستدامة في البيئات ذات الموارد المحدودة.
مقدمة
تستعرض المقدمة النمو المتوقع لعدد السكان العالمي، الذي من المتوقع أن يصل إلى 9.7 مليار بحلول عام 2050 و11.2 مليار بحلول عام 2100، مما سيزيد بشكل كبير من الطلب على الغذاء. يتحدى هذا الطلب المتزايد تدهور الموارد الطبيعية، لا سيما المياه والتربة، مما يؤثر سلبًا على غلات الزراعة. تعتمد الممارسات الزراعية الحالية بشكل كبير على المواد الكيميائية الزراعية والطاقة، مما يستلزم تحسين إدارة الموارد وكفاءة الطاقة والحفاظ على التنوع البيولوجي للتخفيف من انبعاثات غازات الدفيئة وتعزيز الاستدامة.
يؤكد النص على الدور الحاسم للزراعة الصغيرة والموجهة نحو الأسرة في تعزيز الأمن الغذائي والاستقرار الاقتصادي، مع الدعوة إلى الاستخدام المستدام للموارد الطبيعية. كما يسلط الضوء على الانخفاض في الأراضي المزروعة للفرد والاستهلاك الكبير للمياه العذبة من قبل الزراعة، مما يبرز الحاجة إلى حلول مبتكرة. لمعالجة هذه التحديات، تقترح الدراسة تطوير أداة تحليل قرار متعددة المعايير (MCDA) باستخدام طريقة CRITIC-TOPSIS لتحديد أولويات تخصيص المحاصيل في وحدات الزراعة الأسرية. يهدف هذا النهج إلى تحسين استخدام الموارد ودعم اتخاذ القرارات المستنيرة في الإنتاج الزراعي.
الطرق
في مرحلة تطوير المنهجية للدراسة، يحدد الباحثون بدائل المحاصيل الزراعية المحتملة للتحديد، والتي تشمل الأشجار المثمرة، والبقوليات، والحبوب، والخضروات، والجذور والدرنات، كل منها يتميز بدورات تطوير مميزة. تشمل معايير التقييم التي تم اختيارها في الخطوة السابقة الإنتاج، الجدوى الاقتصادية، خصائص المحاصيل، العوامل الاجتماعية والسياسية، وتغير دورة الفينولوجيا.
تم تقديم المنهجية الهجينة المقترحة، CRITIC-TOPSIS، لتسهيل عملية اتخاذ القرار، كما هو موضح في الشكل 3. بعد تحديد المعايير والبدائل، يتم بناء مصفوفة قرار (الجدول 7). من الجدير بالذكر أن المعايير الأوليين – المساحة المزروعة والمساحة المحصودة – تظهر تقلبات شهرية تتأثر بالظروف الجوية. لأخذ هذا التغير في الاعتبار، تتضمن المنهجية بيانات تاريخية عن نسب الزراعة والحصاد لكل محصول، كما هو موضح في الجداول 8 و9.
النتائج
تسلط نتائج الدراسة الضوء على تطبيق منهجية اتخاذ القرار متعددة المعايير CRITIC-TOPSIS لتحديد أولويات إنتاج المحاصيل للزراعة الأسرية بناءً على الظروف الزراعية البيئية. حدد التحليل البصل (A5) والبطاطس (A14) كأعلى المحاصيل ذات الأولوية، بما يتماشى مع الممارسات الزراعية الحالية في البلدية، حيث إن إنتاج البطاطس مرتفع بشكل ملحوظ. بالإضافة إلى ذلك، كشفت المنهجية عن إمكانيات التنويع من خلال المحاصيل الدائمة، لا سيما الأشجار المثمرة مثل الكاب غوسبيري (A18)، الفراولة (A9)، والتوت الأزرق (A1)، التي لديها إمكانيات تصدير، على الرغم من أن زراعة التوت الأزرق تتم بشكل أساسي في المزارع الصناعية.
تشير النتائج أيضًا إلى أن المحاصيل المتساقطة مثل البرقوق (A7)، والخوخ (A8)، والتفاح (A12) ستستفيد من زيادة الدعم الفني من المهندسين الزراعيين لتعزيز مستويات الإنتاج. علاوة على ذلك، تؤكد الدراسة على أهمية دمج الحبوب والخضروات والبقوليات ليس فقط لتوليد الدخل ولكن أيضًا كمحاصيل دورية لتعزيز الممارسات الزراعية المستدامة التي تحافظ على صحة التربة. يبرز هذا النهج الشامل الإمكانية لتحسين اختيار المحاصيل في أنظمة الزراعة الأسرية مع معالجة كل من الاستدامة الاقتصادية والبيئية.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على التعقيدات المتعلقة بتخطيط الإنتاج الزراعي، لا سيما بالنسبة لأنظمة الزراعة الصغيرة والعائلية. يؤكد على ضرورة أن يتنقل المزارعون بين معايير متعددة، غالبًا ما تكون متعارضة، بما في ذلك الظروف البيئية، الجدوى الاقتصادية، والقيود التشغيلية. تنتقد الدراسة منهجيات تحليل القرار متعددة المعايير الحالية (MCDA)، لا سيما الاعتماد على تقنيات الوزن الذاتية مثل عملية التحليل الهرمي (AHP)، التي يمكن أن تقدم تحيزًا وتحد من إمكانية إعادة الإنتاج. يقترح المؤلفون إطار عمل هجيني لـ MCDA يجمع بين طريقة CRITIC للوزن الموضوعي مع تقنية ترتيب التفضيل حسب التشابه مع الحل المثالي (TOPSIS) للتصنيف التعويضي، بهدف تعزيز اتخاذ القرار في تحديد أولويات المحاصيل تحت القيود التي تواجهها المزارع الأسرية.
تكشف النتائج أن تكاليف الزراعة هي المعيار الأكثر أهمية الذي يؤثر على اختيار المحاصيل، بينما تعتبر الأجور أقل أهمية بسبب الاعتماد على العمل العائلي. يعكس هذا التفضيل استراتيجيات البقاء الاقتصادية للمزارعين، الذين قد يفضلون تكاليف البداية المنخفضة على الخيارات التي قد تكون أكثر ربحية ولكنها تتطلب رأس مال كبير. يلتقط النموذج بشكل فعال التبادلات بين المعايير المختلفة، مما يسمح بتقييم دقيق لبدائل المحاصيل. على سبيل المثال، بينما تقدم المحاصيل ذات القيمة العالية مثل التوت الأزرق إمكانيات اقتصادية، قد تمنع تكاليف التأسيس العالية اعتمادها. على العكس، تحتل المحاصيل مثل البطاطس والبصل مرتبة جيدة باستمرار بسبب أدائها المتوازن عبر الأبعاد الاقتصادية والإنتاجية والزراعية. بشكل عام، يوفر إطار CRITIC-TOPSIS المقترح أداة دعم قرار قوية تعتمد على البيانات مصممة لتلبية الاحتياجات المحددة لأنظمة الزراعة الأسرية، مما يسهل ممارسات زراعية أكثر استنارة واستدامة.
القيود
تتعدد قيود إطار CRITIC-TOPSIS لتحديد أولويات المحاصيل في أنظمة الزراعة الأسرية. إحدى القضايا الرئيسية هي عدم وجود تحقق خارجي لنتائج النموذج، الذي، على الرغم من توافقه مع الممارسات الزراعية الملاحظة، لا يشكل تحققًا رسميًا. تثير هذه الغياب تساؤلات حول قوة وعمومية النتائج. يجب أن تهدف الأبحاث المستقبلية إلى دمج أساليب التحقق التي تستخدم بيانات الأداء التاريخية لتعزيز مصداقية نتائج التحديد.
بالإضافة إلى ذلك، فإن اعتماد الإطار على الوزن الذاتي وحكم الخبراء يقدم تحيزات محتملة، مما يمكن أن يؤثر على عملية اتخاذ القرار. يبقى دمج المتغيرات الاقتصادية والاجتماعية محدودًا، مما قد يقوض التقييم الشامل لملاءمة الأراضي وتخصيص الموارد. سيكون من الضروري معالجة هذه القيود من خلال تحسين الدقة المنهجية وتقنيات التحقق لتعزيز قابلية التطبيق وموثوقية إطار CRITIC-TOPSIS في سياقات اتخاذ القرار الزراعي.
DOI: https://doi.org/10.3389/fsufs.2026.1798389
Publication Date: 2026-05-21
Author(s): D. Vargas et al.
Primary Topic: Multi-Criteria Decision Making
Overview
This study addresses the challenges faced by family agriculture in Tuta, Boyacá, Colombia, particularly in crop selection under varying climatic conditions. Utilizing the intercriteria correlation (CRITIC) method to assess the importance of decision criteria and the TOPSIS method for prioritizing crop alternatives, the research identifies potato and bulb onion as the most suitable crops, aligning with local production trends. Additionally, fruit crops like cape gooseberry, strawberry, and blueberry are highlighted for their potential in diversification and export. A sensitivity analysis indicated that the rankings of crop alternatives remained stable despite variations in criteria weights, underscoring the robustness of the proposed decision-support model.
The CRITIC-TOPSIS framework developed in this study integrates economic, environmental, and social criteria, revealing that economic factors, particularly sowing costs, significantly influence agricultural decisions. The low impact of labor-related criteria suggests a reliance on family labor, which diminishes the importance of wage costs. The findings advocate for a balanced approach to crop selection, favoring moderate-performing crops over resource-intensive options, thereby promoting resilience in family farming systems. The study emphasizes the necessity for dynamic decision-making that considers temporal variability in crop suitability and highlights a tension between immediate economic viability and long-term sustainability. Overall, the framework serves as a strategic tool for evaluating production scenarios, supporting crop diversification, and fostering sustainable agricultural practices in resource-constrained environments.
Introduction
The introduction outlines the projected growth of the global population, expected to reach 9.7 billion by 2050 and 11.2 billion by 2100, which will significantly increase the demand for food. This rising demand is challenged by the deterioration of natural resources, particularly water and soil, which adversely affects agricultural yields. Current agricultural practices heavily rely on agrochemicals and energy, necessitating improvements in resource management, energy efficiency, and biodiversity conservation to mitigate greenhouse gas emissions and promote sustainability.
The text emphasizes the critical role of small-scale and family-oriented agriculture in enhancing food security and economic stability while advocating for the sustainable use of natural resources. It highlights the decline in per capita cultivated land and the substantial freshwater consumption by agriculture, which underscores the need for innovative solutions. To address these challenges, the study proposes the development of a multicriteria decision analysis (MCDA) tool utilizing the CRITIC-TOPSIS method to prioritize crop allocation in family farming units. This approach aims to optimize resource use and support informed decision-making in agricultural production.
Methods
In the methodology development phase of the study, the researchers identify potential agricultural crop alternatives for prioritization, which include fruit trees, legumes, cereals, vegetables, and roots and tubers, each characterized by distinct development cycles. The selection of evaluation criteria in the preceding step encompasses production, economic viability, crop characteristics, sociopolitical factors, and the variability of the phenological cycle.
The proposed hybrid methodology, CRITIC-TOPSIS, is introduced to facilitate the decision-making process, as illustrated in Figure 3. Following the identification of criteria and alternatives, a decision matrix is constructed (Table 7). Notably, the first two criteria—area sown and area harvested—exhibit monthly fluctuations influenced by weather conditions. To account for this variability, the methodology incorporates historical data on sowing and harvesting percentages for each crop, detailed in Tables 8 and 9.
Results
The results of the study highlight the application of the CRITIC-TOPSIS multicriteria decision-making methodology to prioritize crop production for family agriculture based on agroecological conditions. The analysis identified bulb onion (A5) and potato (A14) as the top prioritized crops, aligning with existing agricultural practices in the municipality, where potato production is notably high. Additionally, the methodology revealed potential for diversification through permanent crops, particularly fruit trees such as cape gooseberry (A18), strawberry (A9), and blueberry (A1), which have export potential, although blueberry cultivation is predominantly on industrial farms.
The findings also indicate that deciduous crops like plum (A7), peach (A8), and apple (A12) would benefit from increased technical support from agronomists to enhance production levels. Furthermore, the study emphasizes the importance of integrating cereals, vegetables, and legumes not only for income generation but also as rotation crops to promote sustainable agricultural practices that conserve soil health. This comprehensive approach underscores the potential for optimizing crop selection in family farming systems while addressing both economic and environmental sustainability.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the complexities involved in agricultural production planning, particularly for smallholder and family farming systems. It emphasizes the necessity for farmers to navigate multiple, often conflicting criteria, including environmental conditions, economic viability, and operational constraints. The study critiques existing Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA) methodologies, particularly the reliance on subjective weighting techniques like the Analytic Hierarchy Process (AHP), which can introduce bias and limit reproducibility. The authors propose a hybrid MCDA framework that combines the CRITIC method for objective weighting with the Technique for Order Preference by Similarity to the Ideal Solution (TOPSIS) for compensatory ranking, aiming to enhance decision-making in crop prioritization under the constraints faced by family farms.
The findings reveal that sowing costs are the most significant criterion influencing crop selection, while wages are less critical due to the reliance on family labor. This prioritization reflects the economic survival strategies of farmers, who may favor lower upfront costs over potentially more profitable but capital-intensive options. The model effectively captures trade-offs among various criteria, allowing for a nuanced evaluation of crop alternatives. For instance, while high-value crops like blueberries present economic potential, their high establishment costs may deter adoption. Conversely, crops like potatoes and bulb onions rank consistently well due to their balanced performance across economic, productive, and agronomic dimensions. Overall, the proposed CRITIC-TOPSIS framework offers a robust, data-driven decision-support tool tailored to the specific needs of family farming systems, facilitating more informed and sustainable agricultural practices.
Limitations
The limitations of the CRITIC-TOPSIS framework for crop prioritization in family farming systems are multifaceted. A primary concern is the lack of external validation of the model results, which, while consistent with observed agricultural practices, does not constitute formal validation. This absence raises questions about the robustness and generalizability of the findings. Future research should aim to incorporate validation approaches that utilize historical performance data to enhance the credibility of the prioritization outcomes.
Additionally, the framework’s reliance on subjective weighting and expert judgment introduces potential biases, which can affect the decision-making process. The integration of economic and social variables remains limited, potentially undermining the comprehensive assessment of land suitability and resource allocation. Addressing these limitations through improved methodological rigor and validation techniques will be essential for advancing the applicability and reliability of the CRITIC-TOPSIS framework in agricultural decision-making contexts.