Prioritization of Optimized Scenarios in the Food Chain

Document Type : Persian Research paper

Authors

Faculty of Industrial engineering, Yazd University, Yazd, Iran

Abstract

Purpose: This study aims to identify the optimal scenario within the realm of sustainable food supply chains, utilizing a set of meticulously designed indicators and scenarios. The research also aims to analyze the nature, direction, and extent of influence among these indicators to develop a comprehensive solution that minimizes the environmental footprint of food production. Furthermore, the study seeks to promote self-sufficiency in domestic food production, enhance income generation, and alleviate the financial burdens associated with both food production and imports. By addressing these multifaceted goals, the research contributes to the strategic planning efforts of the Ministry of Agricultural Jihad and bolsters national food security initiatives.
Design/methodology/approach: The proposed framework is organized into three distinct phases. In the first phase, relevant indicators and scenarios concerning sustainable food supply chains are identified through a systematic review of existing literature and prior studies in the field. This phase also includes data collection from authoritative sources such as the Statistical Center of Iran and the Ministry of Agricultural Jihad, ensuring the reliability and relevance of the input data. The second phase involves the design and mathematical modeling of the system, which incorporates six objective functions representing sustainability indices, along with a set of equations and constraints. The model is solved using the goal programming method, where specific goals and targets are assigned to each index to guide the optimization process. In the third phase, the scenarios developed in the first phase are prioritized using the TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) method. This prioritization assumes equal weights for all indicators to ensure an unbiased evaluation. Additionally, a structured questionnaire was designed and distributed among domain experts to assess the degree and manner of influence among the indicators. The collected data were analyzed using the DEMATEL-Fuzzy method, which enabled the identification of causal relationships and the strength of interdependencies among the indicators. The final step of this phase involved a comprehensive analysis of the results obtained from both the prioritization and influence assessment.
Findings: The study effectively prioritized the proposed scenarios based on six sustainability indicators and revealed significant interrelationships among them. Scenario 4 emerged as the most advantageous option, demonstrating notable improvements in both economic and environmental dimensions. Specifically, this scenario resulted in increased self-sufficiency in the production of plant-based foods while simultaneously reducing water consumption and greenhouse gas emissions. These outcomes indicate that strategic and optimal allocation of resources in food cultivation can yield substantial environmental benefits and enhance national self-reliance. Among the indicators, greenhouse gas emissions and self-sufficiency in plant-based food production were identified as the most influential and causal factors, with the latter having the greatest impact on other indicators.
Research limitations/implications: Despite its contributions, the study acknowledges certain limitations. A key limitation is the exclusion of secondary food products such as cheese and yogurt, which restricts the model's applicability to a broader range of food items. Additionally, the diversity and complexity of food products in the market present challenges for generalizing the findings across all categories. 
Practical implications: The results of this research offer valuable insights for policymakers and stakeholders in the agricultural sector. They can be utilized to tackle existing challenges in the food supply chain, including insufficient domestic production, rising food prices, and inefficiencies in resource allocation. However, the model’s limitations should be considered when applying its recommendations to various food categories. 
Social implications: The study highlights the significance of social dimensions in sustainable food systems by incorporating indicators related to self-sufficiency in both plant-based and animal-based food production. These indicators reflect the broader societal goal of ensuring equitable access to nutritious food for all segments of the population. 
Originality/value: This research presents a novel approach by designing four distinct scenarios, six sustainability indicators, and evaluating seventeen types of food products of plant and animal origin. The scenarios are tailored to address specific weaknesses in Iran’s sustainable food supply chain. Each scenario involves optimal resource allocation based on environmental factors (e.g., water usage, greenhouse gas emissions), economic factors (e.g., import/export prices), and social factors (e.g., self-sufficiency). The findings provide actionable guidance for the Ministry of Agricultural Jihad to enhance food production strategies and rectify existing imbalances in the national food system.

Keywords

Main Subjects


مقدمه
زنجیرۀ تأمین پایدار مواد غذایی، سه بعد اقتصادی، اجتماعی و محیط‏زیستی را در نظر می‎‍گیرد. بعد اجتماعی زنجیرۀ تأمین مواد غذایی بر مسائلی مانند عدالت در توزیع مواد غذایی در سراسر دنیا و خودکفایی کشورها در تأمین مواد غذایی موردنیاز خود، تأکید دارد (Ehtesham Rasi & Sohanian, 2021).
افزایش تقاضا برای مواد غذایی و به‏دنبال آن افزایش فعالیت‌های کشاورزی، دولت‎‍ها را برای رفع نیازهای آتی، وادار به تولید بیشتر مواد غذایی می‎‍کند که این موضوع، باعث برهم‌خوردن نظم آب‌وهوایی می‎‍شود ((Ogbolumani & Nwulu, 2021. در حال حاضر زنجیرۀ تأمین مواد غذایی، تأثیر منفی زیادی بر محیط‏زیست دارد؛ به‏طوری که انتشار حدود 18% از گازهای گلخانه‎‍ای، به این صنعت مربوط است (Drofenik et al., 2023).
با توجه ‌به مطالب بالا، ضرورت و اهمیت این تحقیق، لزوم تولید پایدار مواد غذایی با در نظر گرفتن هر سه بعد پایداری است.
هدف اصلی این تحقیق، دستیابی به یک راه‌حل برای جلوگیری از اثر منفی زنجیرۀ تأمین مواد غذایی بر‏ محیط‌زیست و جلوگیری از صرف منابع اضافی برای تولید و واردات مواد غذایی (یارانه‌های پرداختی از سوی دولت)، با ارائۀ راه‌حل‌هایی است که تضمین امنیت غذایی کشور ایران را نیز در نظر بگیرد‏. 
مدیریت زنجیرۀ تأمین پایدار در دهه‌های اخیر در دانشگاه و صنعت، توجه زیادی را به خود جلب کرده است (Gholizadeh et al., 2021). محسنی و همکاران  (2022)، شاخص‎‍های طراحی‏شده در زنجیرۀ تأمین مواد غذایی را اولویت‏بندی کردند. این شاخص‎‍ها شامل افزایش سلامتی مردم، اشتغال‌زایی و کاهش آلودگی آب‌وخاک‏اند. میزان تأثیر شاخص‎‍های پایداری بر یکدیگر، با استفاده از روش دیمتل فازی  بررسی شده است که نتیجۀ آن کاهش و بهینه‌سازی مصرف آب و دارای بیشترین تأثیر بر دیگر عوامل است. این شاخص‎‍ها شامل حذف سوخت‎‍های فسیلی، بهینه‌سازی استفاده از آب و تصویر ذهنی مثبت مصرف‌کنندگان از زنجیرۀ تأمین پایدارند. شهابادی و زارع مهرجردی  (2022) نیز، عوامل تأثیر‏گذار بر تولید برنج را با استفاده از روش تاپسیس  فازی اولویت‎‍بندی ‏کرده‏اند و نتیجه‏اش این بود که متغیرهای تکنولوژی، تحقیق و توسعه، دانش کاشت و برداشت و عوامل کشت، با یک‌روند مشخص به افزایش پایداری منجر می‎‍شوند. همچنین رضایی و همکاران  (2023) در یک تحقیق، نحوۀ تأثیر هر بعد پایداری را بر دیگر جنبه‎‍های پایداری، با استفاده از روش دیمتل فازی‏ بررسی کرده‎‍اند. در این تحقیق هر بعد پایداری با استفاده از چندین شاخص‏ بررسی و سپس با استفاده از یک پرسش‎‍نامه، دیتاهای لازم از خبرگان جمع‎‍آوری شده است. امیری و همکاران  (2020) نیز‏، زنجیرۀ تأمین پایدار گندم را از‏طریق مدل‎‍سازی پویایی‏ بررسی کرده‏‎‍اند. در این تحقیق، 4 سناریو در نظر گرفته شده‎‍ است. همچنین با استفاده از چند شاخص، عملکرد هر سناریو سنجیده شده است. همچنین ارتیز باریس و همکاران  (2019) در یک تحقیق، از روش‎‍های ای اچ پی  و تاپسیس برای اولویت‏بندی تأمین‏کنندگان گوشت خوک استفاده کرده‎‍اند. همچنین آنها از روش دیمتل  برای ارزیابی میزان وابستگی بین عناصر تصمیم‏گیری استفاده کرده‎‍اند. تیرکلایی و همکاران  (2021) در تحقیقی، تأمین‌کنندگان سبز را در زنجیرۀ تأمین کشاورزی-غذایی با استفاده از ترکیب روش‌های ای اچ پی، تاپسیس و مدل برنامه‌ریزی هدفی مقاوم آر جی پی  انتخاب می‏کنند. هدف اصلی این تحقیق، تخصیص بهینۀ سفارش‏ها تحت شرایط عدم قطعیت است. اسدی و همکاران  (2025) نیز در تحقیقی‏، چالش‎‍های پایداری زنجیرۀ تأمین مواد غذایی را در ایران‏ شناسایی و اولویت‎‍بندی کرده‎‍اند. این اولویت‎‍بندی با استفاده از روش ای اچ پی انجام شده است. نتیجۀ این تحقیق نشان می‎‍دهد مهم‎‍ترین چالش در پایداری زنجیرۀ تأمین ایران، کارایی پایین و ضعف در شیوه‎‍های مصرف صحیح منابع در حوزۀ کشاورزی است. کومار و کومار  (2023) در تحقیقی، دو سناریوی استفاده و عدم استفاده از فناوری بلاک‎‍چین را در زنجیرۀ تأمین پایدار پنیر، شبیه‎‍سازی کرده‎‍اند. نتیجۀ این تحقیق نشان می‎‍دهد استفاده از فناوری بلاک‎‍چین، باعث کاهش زمان سفارش‎‍گذاری و کاهش آلودگی کامیون‎‍های حمل پنیر می‎‍شود. 
با بررسی مطالعات پیشین و تحقیقات مشابه در حوزۀ زنجیرۀ تأمین پایدار مواد غذایی، تحقیق مشابهی یافت نشد که شاخص‎‍ها و سناریوها را مطابق وضعیت فعلی زنجیرۀ تأمین مواد غذایی در ایران، با در نظر گرفتن طیف وسیعی از مواد غذایی و انواع روش‎‍های کشت و اولویت‎‍بندی سناریوهای طراحی‏شده در نظر گرفته باشد. بیشتر تحقیقات، تأمین‌کنندگان را اولویت‎‍بندی کرده بودند و سناریوی متناسب با شرایط کشور را در هر‏یک از جنبه‎‍های پایداری در نظر گرفتن انواع کشت هر مادۀ غذایی‏، طراحی نکرده بودند.
برای پاسخ مناسب به چالش‎‍های موجود در زنجیرۀ تأمین مواد غذایی، ابتدا باید شاخص‎‍های پایدار تعریف و پایش شوند و پس از آن، تأثیر و میزان ارتباط هر معیار بر دیگر معیارها شناسایی شود. در انتهای این تحقیق، به سؤالات زیر پاسخ داده می‎‍شود:
سناریوی انتخاب‏شده بر کدام‏یک از ابعاد پایداری تمرکز بیشتری دارد؟ 
تأثیر سناریو‎‍های مختلف بر‏ ابعاد پایداری چگونه است؟
نحوۀ ارتباط و اثر شاخص‎‍ها بر یکدیگر چگونه است؟
درنهایت نتایج این تحقیق، معیار تصمیم‌گیری مناسبی برای مدیران صنعت کشاورزی در ایران است. در ادامۀ مقاله در بخش 2، مبانی نظری تحقیق بیان شده است. در بخش 3 نیز، روش پژوهش شامل مدل‎‍سازی، تعریف مسئله و تشریح سناریوها شرح داده ‎‍شده ‎‍است. در بخش 4 یافته‎‍های تحقیق، در بخش 5 بحث و در بخش 6 نتیجه‎‍گیری تحقیق شرح داده ‎‍شده ‎‍است.
مبانی نظری
2-1 زنجیرۀ تأمین پایدار مواد غذایی
زنجیرۀ تأمین پایدار مواد غذایی یک سیستم گسترده از تولید، حمل‌ونقل، فراوری، توزیع و فروش مواد غذایی است که با هدف تأمین پایدار مواد غذایی به جامعه در حوزۀ محیط‌زیست، بعد اجتماعی و اقتصادی کمک می‎‍کند. زنجیرۀ تأمین پایدار مواد غذایی، سه بعد اقتصادی، اجتماعی و محیط‏زیستی را در نظر می‎‍گیرد (Ehtesham Rasi & Sohanian, 2021).
2-2 روش تصمیم‎‍گیری تاپسیس
تاپسیس یک روش تصمیم‎‍گیری و بر‏اساس این استوار است که بهترین گزینه‌ها باید کمترین فاصله را از راه‌حل ایده‌آل مثبت و بیشترین فاصله را از راه‌حل ایده‌آل منفی داشته باشند (Ehtesham Rasi & Sohanian, 2021).
2-3 تکنیک دیمتل فازی
روش دیمتل، یک ابزار کاربردی برای تعیین معنای توصیفات و روابط بین معیارها تعریف شده است. مهم‌ترین جنبه‌ای که روش دیمتل را از دیگر رویکردهای تصمیم‌گیری متمایز می‌کند، توانایی ارزیابی رابطۀ علت‌ومعلولی بین عوامل است (Kuzu, 2021). 
دیمتل فازی روابط علی و معلولی بین روابط را بررسی می‎‍کند؛ بنابراین برای شناسایی میزان اثرگذاری و اثرپذیری عوامل مختلف بر یکدیگر، مناسب است (Jindal et al., 2021). از زمانی که روش دیمتل پیشنهاد شد، به‏طور گسترده برای شناسایی عوامل حیاتی و تحلیل رابطۀ علت و معلولی در مسائل مختلف تصمیم‏گیری در دنیای واقعی استفاده شده است (Zhang et al., 2023). 
2-4 پایداری
پایداری یعنی تمرکز بر آثار بلندمدت عملیات شرکت و دوام منابع برای استفاده در آینده؛ در حالی ‌که امروز سودآور است (Rostami et al., 2022).
2-5 برنامه‎‍ریزی‎‍ آرمانی
برنامه‌ریزی آرمانی یک روش حل مسائل چندهدفه است. در این روش، سطح آرزوی هر تابع هدف با روش برنامه‌ریزی هدف تعریف می‌شود (Taheri et al., 2023).
روش‎‍شناسی پژوهش
در این تحقیق، با توجه ‌به ماهیت چندبعدی مسئله و نیاز به تصمیم‌گیری در شرایط پیچیده، از ترکیب روش‌های کمی و چندمعیاره استفاده شده است. از روش حل برنامه‌ریزی آرمانی، برای حل معادله و دستیابی به اهداف متضاد به کار گرفته شد؛ زیرا این روش، توانایی بالایی در مدیریت اهداف چندگانه دارد. روش تاپسیس برای اولویت‌بندی سناریوها انتخاب شد؛ زیرا امکان مقایسۀ گزینه‌ها بر‏اساس نزدیکی به راه‌حل ایده‌آل را فراهم می‌کند. همچنین روش دیمتل فازی برای شناسایی روابط علی بین عوامل مؤثر به کار گرفته شد تا ساختار تأثیرگذاری متقابل عوامل به‌صورت دقیق‌تر و با در نظر گرفتن عدم قطعیت مدل‌سازی شود. ترکیب این روش‌ها به‌گونه‌ای طراحی شده است که هر‏کدام مکمل دیگری بوده است و در‏مجموع، تصویری جامع و ‏‌اتکاشدنی را از مسئله ارائه می‌دهند.
این پژوهش در 3 فاز و 6 گام انجام شده است. گام‎‍ها و فازهای این تحقیق، در شکل 1 نشان داده شده است.
فاز اول: تعریف مسئله و جمع‌آوری داده‎‍ها 
گام 1: در این گام، مسئلۀ تحقیق با مطالعۀ پژوهش‎‍های گذشته و مرور پیشینۀ موضوع تعریف شده است.
گام 2: جمع‏آوری داده‎‍های مورد نیاز مسئله با توجه به سناریوهای‏ تعریف‏شده در گام 1.
فاز دوم: مدل‌سازی و حل مسئله
گام 3: مدل‎‍سازی مسئله. 
گام 4: حل مسئله با روش برنامه‏ریزی آرمانی و تعریف مدل خاص هر سناریو.
فاز سوم: تجزیه‌وتحلیل نتایج و انتخاب سناریوی بهینه
گام 5: تجزیه و تحلیل نتایج به دست آمده از هر سناریو.
گام 6: انتخاب سناریوی بهینه با استفاده از روش‎‍های تاپسیس و استفاده از روش‎‍ دیمتل فازی برای سنجش میزان اثرگذاری هر معیار بر دیگر معیارها.
 
شکل 1- چارچوب پژوهش
Fig 1- Stady framework
3-1 شناسایی سناریوها و شاخص‎‍های پایداری
در ادامۀ تحقیق‏ با انجام مرور پیشینه، شاخص‎‍های موجود در زمینۀ زنجیرۀ تأمین پایدار مواد غذایی اقدام‏ شناسایی شده است. شاخص‎‍های استخراج‏شده از مقالات مختلف مطابق جدول 1 است.
جدول 1- شناسایی شاخص‎‍های پایداری
Table 1- Identification of sustainability indicators
ردیف محقق جنبه‎‍های پایداری شاخص‎‍ها
اقتصادیزیست‌محیطیاجتماعی
1 سلطانی و همکاران  (2020)
12میزان آب مصرفی برای تولید مواد غذایی
میزان خودکفایی در تولید مواد غذایی
2 طاهر  (2019)
2 1 3 کاهش میزان مصرف آب
کاهش هزینه‎‍ها 
افزایش اشتغال‎‍زایی
3 قلی‏زاده و همکاران  (2021)
1
2 3 4 میزان هزینۀ راه‎‍اندازی تأسیسات 
هزینۀ حمل‌ونقل بین تأسیسات
میزان آلودگی ناشی از حمل‌ونقل کالاها
زمان تحویل مواد لبنی
4 6
7 3
4
5
1
2 افزایش سلامتی مردم
اشتغال‎‍زایی و استفاده از نیروهای بومی
کاهش آلودگی آب‎‍و‎‍خاک
کاهش تولید گازهای گلخانه‎‍ای
کاهش مصرف آب
کاهش هزینه‎‍ها
افزایش درآمدها
5 درفنیک و همکاران  (2023)
2
3 4 1 خودکفایی
میزان درآمدها
میزان هزینه‎‍ها
میزان تولید گازهای گلخانه‎‍ای
میزان استفاده از کودهای شیمیایی
 
در‏نهایت سناریو و شاخص‎‍های اولیه بر‏اساس مرور پیشینه، بررسی مقالات مشابه و مشکلات و ضعف‎‍های حال حاضر کشور استخراج‏ و پس از آن با نظر خبرگان شاخص‎‍ و سناریوهای مناسب، انتخاب شده‎‍اند. این 6 شاخص برای تمامی ابعاد پایداری است که به شرح ذیل‏اند:
بعد زیست‌محیطی
C1:میزان آب مصرفی (-)
C2:میزان گازهای گلخانه‎‍ای تولید‏شده (-)
بعد اقتصادی 
C3:میزان تراز تجاری حوزۀ کشاورزی (+)
بعد اجتماعی
C4:میزان خودکفایی در تولید مواد غذایی با منشأ گیاهی (+)
C5:میزان خودکفایی در تولید مواد غذایی با منشأ حیوانی (+)
C6:میزان خودکفایی در تولید پروتئین حیوانی (+)
3-2 تعریف مسئله
در مواجهه با چالش‌های روزافزون امنیت غذایی، پایداری محیط‌زیست و بهره‌وری منابع، انتخاب ترکیب بهینه‌ای از محصولات کشاورزی و شیوه‌های تولید، اهمیت حیاتی پیدا کرده است. در این پژوهش، چهار سناریوی متفاوت برای تولید مواد غذایی، با توجه ‎‍به شرایط فعلی کشور و هر‏یک از جنبه‎‍های پایداری طراحی شده‌اند. این مدل شامل ۱۳ نوع مادۀ غذایی گیاهی و ۴ نوع مادۀ غذایی حیوانی است. هر مادۀ غذایی در صورت امکان کشت در قالب چهار نوع کشت مختلف، ‏بررسی شده است تا امکان تحلیل جامع‌تری از الگوهای تولید فراهم شود.
هدف اصلی این مطالعه، ارزیابی میزان تولید هر مادۀ غذایی در هر سناریو و نوع کشت‏ و در‏نهایت انتخاب سناریوی بهینه با توجه ‌به معیارهای چندگانه است. برای این منظور، ابتدا با استفاده از روش ترکیبی تاپسیس، سناریوها بر‏اساس 6 معیار کلیدی اولویت‌بندی شدند؛ سپس، به‏منظور تحلیل تأثیر هر سناریو بر معیارهای مدنظر، از روش فازی دیمتل بهره گرفته شد تا روابط علی و شدت تأثیرات میان معیارها به‌صورت دقیق‌تر مشخص شود.
این پژوهش با ترکیب مدل‌سازی سناریو، تحلیل چندمعیاره و روش‌های تصمیم‌گیری فازی، تلاش دارد تا چارچوب‏ علمی را برای انتخاب الگوی بهینۀ تولید مواد غذایی ارائه دهد که هم از‏نظر زیست‌محیطی پایدار باشد و هم‌ نیازهای تغذیه‌ای جامعه را به‌صورت مؤثر پاسخ دهد.
مواد غذایی و انواع کشاورزی‎‍های ذیل، در دامنۀ این تحقیق‏اند.
مواد غذایی با منشأ حیوانی:
گوشت قرمز (گاو و گوسفند)؛
گوشت سفید (مرغ)؛
شیر گاو؛
تخم‌مرغ.
مواد غذایی با منشأ گیاهی:
مواد غذایی گیاهی به کار برده شده ازطریق انسان:
غلات شامل: گندم، برنج و جو؛
میوه‎‍ها شامل: پسته‏؛
صیفی‌جات شامل: هندوانه، زعفران، گوجه‌فرنگی و خیار سبز؛
سبزی‌ها: سیب‌زمینی و پیاز؛
دانه‎‍های روغنی شامل کلزا و سویا‏.
مواد غذایی ‏استفاده‏شدۀ حیوانات:
کاه، علوفه و خوراک دام و طیور (ذرت، سویا و جو)
همچنین روش‎‍های کشت در ایران نیز به 4 دستۀ مختلف تقسیم می‎‍شوند که شامل موارد ذیل‏اند:
کشاورزی گلخانه‎‍ای؛
کشاورزی غرق آبی؛
کشاورزی نوین؛
کشاورزی دیمی.
سناریوها
سناریوی 1: رسیدن به خودکفایی در تولید مواد غذایی استراتژیکی نظیر گندم، دانه‎‍های روغنی، علوفه، خوراک دام و طیور، برنج، گوشت قرمز و سفید، تخم‌مرغ و شیر
با توجه ‌به اهمیت مواد غذایی مهم نظیر گندم، برنج، دانه‎‍های روغنی نظیر کلزا و خوراک دام و طیور نظیر ذرت، به‏جهت کاهش ریسک در مواقع وقوع جنگ‎‍های بین‌المللی، اعمال تحریم‎‍های گسترده، وقوع خشک‌سالی‍های جهانی و دیگر موارد، انتظار می‏رود کشورمان در تولید این مواد غذایی به خودکفایی نسبی 80%   برسد. افزایش کشت این محصولات، مستلزم افزایش تخصیص منابعی نظیر آب، زمین‎‍های کشاورزی و نیروی انسانی است. هم‏اکنون کشور ما در تولید گندم دارای خودکفایی 100% است؛ ولی این خودکفایی در مواد غذایی مهم دیگر، وجود ندارد. طبیعی است که در پی افزایش کشت این محصولات مهم، مقداری از سهم دیگر تولیدات فعلی بخش کشاورزی باید کاهش یابد تا منابع به کشت این مواد غذایی تخصیص داده شود. این استراتژی، اثر مستقیمی بر بخش خودکفایی دارد. همچنین در صورت صرفۀ اقتصادی کاشت این محصولات در داخل نسبت‏به واردات آنها، این استراتژی بر جنبۀ اقتصادی نیز تأثیر مثبت دارد.
سناریو 2: مصرف آب در حوزۀ کشاورزی به میزان استاندار (شبیه‏سازی شرایط کم‌آبی)
کشور ما در یک منطقۀ خشک و نیمه‌خشک و کم‌بارش، با پتانسیل تبخیر بالای آب واقع شده است. میزان بارش بلندمدت سالیانه در بیشتر مناطق ایران 250 میلی‎‍متر، یعنی یک‏سوم میانگین دیگر مناطق جهان و در 8درصد مناطق بیش از 500 میلی‎‍متر بوده است (Maghrebi et al., 2020). از طرفی مطابق یک تحقیق دیگر، میزان مصرف فعلی آب در حوزۀ کشاورزی و تولید مواد غذایی 86 میلیارد متر مکعب است که به‏منظور رسیدن به یک سطح مناسب برای محیط‏زیست، این رقم باید به عدد 5/38 میلیارد متر مکعب در سال برسد که این عدد نشان‏دهندۀ لزوم کاهش مصرف آب در حوزۀ کشاورزی و تولید مواد غذایی به میزان 55% تا 60% است (Soltani et al., 2020).
 هدف این سناریو، تولید مواد غذایی در شرایط کم‌آبی و مطابق با استانداردهای جهانی است. میزان آب مجاز برای استفاده در زنجیرۀ تأمین مواد غذایی حاضر در این تحقیق، سالانه 25 میلیارد متر مکعب است.
سناریوی 3: تأمین حداقل 50درصدی مواد غذایی، که مصرف آب بالایی دارند، از طریق واردات
مطابق با آمار وزارت نیرو، در حال حاضر در بخش کشاورزی ایران حدوداً 81 میلیارد متر مکعب آب مصرف می‎‍شود که مقدار بسیار زیادی است. با توجه به بحران آبی که در حال حاضر در کشور ما وجود دارد، کشور ما باید به‏سمت صرفه‏جویی در مصرف آب حرکت کند. برای ترمیم سفره‎‍های زیرزمینی، چند سالی برداشت از آنها‏ کاهش می‏یابد و استراتژی واردات مواد غذایی پرمصرف به‎‍جای تولید آنها‏ در نظر گرفته می‏شود.
این محصولات شامل:
برنج؛
گوشت قرمز؛
گوشت مرغ؛
تخم‌مرغ و
دانه‎‍های روغنی هستند.  
سناریوی 4: رسیدن به سود خالص 15 میلیارد دلاری در ازای صادرات و واردات مواد غذایی مدنظر
در این سناریو، هدف حداکثرکردن تراز تجاری کشور در حوزۀ مواد غذایی است. دلیل این هدف، وجود ظرفیت تولید و صادرات محصولات پرسود نظیر پسته و زعفران و در اولویت قرار گرفتن افزایش تولید این محصولات و محصولات وارداتی است که حجم مصرف زیادی نیز دارند (ذرت و علوفه دامی و دانه‎‍های روغنی)‏. محصولات صادراتی ایران در حال حاضر، که در دامنۀ این تحقیق نیز هستند، شامل تخم‌مرغ، شیر، زعفران، سیب‌زمینی، هندوانه، پیاز و پسته‏اند. ‏این سناریو برای ‏مشخص‏کردن مقدار تولید و صادرات هر محصول برای رسیدن به سود خالص سالیانه 15 میلیارد دلار کوشیده است. شکل2، نشان‎‍دهندۀ تأثیر مثبت هر سناریو بر هر‏یک از ابعاد پایداری است.
 
شکل 2- تأثیر مثبت هر سناریو روی هر بعد پایداری
Fig 2- The positive impact of each scenario on each dimension sustainability
3-4 مدل‎‍ مسئله
3-4-1 نماد‎‍های مدل‌سازی
جدول 2 نشان‏دهندۀ متغیر، پارامتر و اندیس‏های مدل‏سازی است.
جدول 2- نمادهای مدل‎‍سازی
Table 2- Modeling Symbols
اندیس‎‍ها:
i: نوع مادۀ غذایی با منشأ گیاهی               
j: نوع مادۀ غذایی با منشأ حیوانی
k: نوع کشاورزی 
پارامترها:
Ycph: مقدار تولید هر نوع مادۀ غذایی در هر هکتار (هکتار/تن)
Aofnii: مقدار موردنیاز از هر نوع مادۀ غذایی با منشأ گیاهی در سال (سال/تن)
Afpf: مقدار تولید انواع غذا با مشأ حیوانی به‌ازای هر عامل (تن)
Aofnjj: مقدار مورد نیاز از هر نوع مادۀ غذایی با منشأ حیوانی در سال (سال/تن)
Ccacij: میزان خوراک مورد نیاز عامل‎‍های تولید مواد غذایی با منشأ گیاهی (تن/تن)
Smnp: میزان استاندارد درشت‌مغذی پروتئین مورد نیاز برای جمعیت ایران در سال (سال/تن)
Ip: جمعیت ایران (میلیون نفر)
Awip: میانگین وزن مردم ایران (کیلوگرم)
Ggpfik: میزان گاز گلخانه‎‍ای تولید‏شده به‌ازای کشت و یا تولید هر نوع مادۀ غذایی با منشأ گیاهی (تن/تن)
Ggptj: میزان گاز گلخانه‎‍ای تولید‏شده به‌ازای کشت و یا تولید هر نوع مادۀ غذایی با منشأ حیوانی (تن/تن)
Ggpfi: میزان گازهای گلخانه‎‍ای تولید‏شده در اثر کشت مواد غذایی وارداتی (تن/تن)
Wupfikik: میزان آب مصرفی برای تولید هر تن نوع مادۀ غذایی با منشأ گیاهی (مترمکعب/تن)
Wupfj: میزان آب مصرفی برای تولید هر تن نوع مادۀ غذایی با منشأ حیوانی (مترمکعب/تن)
Wypfi: میزان آب استفاده‏شده برای تولید محصولات گیاهی وارداتی (مترمکعب/تن)
Iffpj: درآمد حاصل از صادرات انواع مواد غذایی با منشأ حیوانی (تن/دلار)
Iffpii: درآمد حاصل از صادرات انواع مواد غذایی با منشأ گیاهی (تن/دلار)
Tpafi: هزینۀ حاصل از واردات‏ انواع مواد غذایی با منشأ حیوانی (تن/دلار)
Tpafii: هزینۀ حاصل از واردات‏ انواع مواد غذایی با منشأ گیاهی (تن/دلار)
Mffii: کسر جرمی میزان پروتئین موجود در هر مادۀ غذایی با منشأ حیوانی (%)
αii: ضریب میزان ضایعات هر مادۀ غذایی با منشأ گیاهی
αjj: ضریب میزان ضایعات هر مادۀ غذایی با منشأ حیوانی
متغیرها:
Ttalik: میزان زمین‎‍های اختصاص‌یافته به هر مادۀ غذایی با هر نوع کشت (هکتار)
Apefi: مقدار هر مادۀ غذایی تولید‏شده با منشأ گیاهی (سال/تن)
Aofwii: میزان ضایعات مواد غذایی با منشأ گیاهی (سال/تن)
Aeifi: مقدار مادۀ غذایی صادر‏شده با منشأ گیاهی (سال/تن)
Aiifi: مقدار مادۀ غذایی وارد‏شده با منشأ گیاهی (سال/تن)
Apefjj: مقدار هر مادۀ غذایی تولید‏شده با منشأ حیوانی (سال/تن)
Nodc: تعداد عامل تولید غذا با منشأ حیوانی
Aofwjj: میزان ضایعات مواد غذایی با منشأ حیوانی (سال/تن)
Aeiaj: مقدار مادۀ غذایی صادر‏شده با منشأ حیوانی (سال/تن)
Aiiaj: مقدار مادۀ غذایی وارد‏شده با منشأ حیوانی (سال/تن)
:Aofnai میزان مواد غذایی (کاه و علوفه و خوراک دام و طیور) مورد نیاز برای خوراک حیوانات (سال/تن)
Iffe: درآمد کل صادرات مواد غذایی (سال/دلار)
Coif: هزینۀ کل واردات مواد غذایی (سال/دلار)
Z1: تابع هدف میزان تولید گازهای گلخانه‎‍ای در اثر تولید مواد غذایی با منشأ گیاهی و حیوانی
Z2: تابع هدف میزان مصرف آب در اثر تولید مواد غذایی با منشأ گیاهی و حیوانی
Z3: تابع هدف تراز خالص اقتصادی
Z4: تابع هدف میزان خودکفایی در تولید مواد غذایی با منشأ گیاهی
Z5: تابع هدف میزان خودکفایی در تولید مواد غذایی با منشأ حیوانی
Z6: تابع هدف میزان خودکفایی در تولید درشت‌مغذی پروتئین با منشأ غذاهای حیوانی
Z: تابع هدف میزان انحراف از هدف در تابع هدف برنامه‌ریزی آرمانی
نمادهای متغیرهای باینری:
Yefpi: متغیر باینری برای صادرات مواد غذایی با منشأ گیاهی (در صورت 1بودن، نشان‏دهندۀ صادرات و در صورت 0بودن نشان‏دهندۀ نبود صادرات مواد غذایی با منشأ گیاهی است‏).
Yefaj: متغیر باینری برای صادرات مواد غذایی با منشأ حیوانی (در صورت 1بودن نشان‏دهندۀ صادرات و در صورت 0بودن نشان‏دهندۀ نبود صادرات مواد غذایی با منشأ حیوانی است‏).
Yifpi: متغیر باینری برای واردات مواد غذایی با منشأ گیاهی (در صورت 1بودن نشان‏دهندۀ واردات و در صورت 0بودن نشان‏دهندۀ نبود واردات مواد غذایی با منشأ گیاهی است‏).
Yifaj: متغیر باینری برای واردات مواد غذایی با منشأ حیوانی (در صورت 1بودن نشان‏دهندۀ واردات و در صورت 0بودن نشان‏دهندۀ نبود‏ واردات مواد غذایی با منشأ حیوانی است).
3-5 مدل ریاضی
3-5-1 محدودیت ظرفیت زمین‎‍ کشاورزی
این معادله نشان‌دهندۀ مقدار کل زمین در دسترس برای کشاورزی و مقدار زمین اختصاص ‌داده‌ شده به هر نوع کشت است که در این معادله Ttalik نشان‌دهندۀ مقدار زمین اختصاص ‌داده‌ شده به محصول با منشأ گیاهی i و k نشان‌دهندۀ نوع کشت محصول یاد‏شده است. مجموع کل مقدار زمین‎‍های اختصاص‌ داده‌ شده به انواع مواد غذایی همراه با هر نوع کشت، باید کوچک‎‍تر یا مساوی کل زمین‎‍های موجود باشد.
معادلۀ 1: محدودیت ظرفیت کشت گلخانه‎‍ای
(1) ∑_(i=1)^13▒〖〖Ttal〗_i1≤〗 10000
معادلۀ 2: محدودیت ظرفیت زمین‎‍های کشت نوین
(2) ∑_(i=1)^13▒〖〖Ttal〗_i3≤〗 1550000
معادلۀ 3‏: محدودیت ظرفیت زمین‎‍های کشاورزی با کشت دیم و غرق‏آبی
این معادله نشان‌دهندۀ میزان زمین‎‍های در دسترس برای کشت با دو نوع غرق‏آبی و دیمی است. به‏دلیل نبود لزوم وجود تجهیزات خاص‏ برای این دو کشت، این دو نوع کشت با یکدیگر در نظر گرفته می‎‍شوند.
(3) ∑_(i=1)^13▒〖〖Ttal〗_i2+∑_(i=1)^13▒〖〖Ttal〗_i4≤〗〗 9450000
معادلۀ 4‏: میزان تولید مواد غذایی با منشأ گیاهی
این معادله نشان‌دهندۀ مقدار تولید انواع مواد غذایی با منشأ گیاهی در داخل کشور است.
(4) ∑_(k=1)^4▒〖〖Apef〗_ik=∑_(k=1)^4▒〖〖Ycph〗_( ik)  .〖Ttal〗_ik   ∀i 〗〗
 
معادلۀ 5: میزان ضایعات هر مادۀ غذایی با منشأ گیاهی
این معادله نشان‌دهندۀ میزان ضایعات مواد غذایی با توجه ‌به ضریبαدر نظر گرفته شده برای هر مادۀ غذایی است. 
(5) 〖 Aofwi〗_i=〖αi〗_i/2*(∑_(k=1)^4▒〖Apef〗_ik ) ∀ i
معادلۀ 6: تعادل جرمی مواد غذایی با منشأ گیاهی
این معادله نشان‌دهندۀ تعادل جرمی در میزان تولید و واردات انواع مواد غذایی در برابر میزان مصرف و صادرات مواد غذایی است.
(6) 〖 Aofni〗_i+〖Aofwi〗_i=∑_(k=1)^4▒〖Apef〗_ik +〖Aiif〗_i-〖Aeif〗_( i)    ∀i
معادلۀ 7: میزان تولید مواد غذایی با منشأ حیوانی
این معادله نشان‌دهندۀ مقدار انواع غذاهای تولید‏شده با منشأ حیوانی در داخل کشور است.
(7) 〖 Apefj〗_j=〖Nodc〗_(j ).〖Afpf〗_j   ∀j
معادلۀ 8: میزان ضایعات هر ماد‏ۀ غذایی با منشأ حیوانی
(8) 〖 Aofwj〗_j=〖αj〗_j/2*(〖Apefj〗_j)   ∀j
معادلۀ 9: تعادل جرمی مواد غذایی با منشأ حیوانی
 این معادله نشان‌دهندۀ تعادل در مقدار تولید، مصرف، واردات و صادرات انواع مواد غذایی با منشأ حیوانی است.
(9) 〖 Aofnj〗_j 〖+Aofwj〗_j=〖Apefj〗_j+〖Aiia〗_j-〖Aeia〗_j    ∀j
معادلۀ 10: میزان مواد خوراکی مورد نیاز دام و طیور برای تولید مواد غذایی با منشأ حیوانی
این معادله نشان‌دهندۀ مقدار مواد خوراکی مورد نیاز برای تغذیۀ حیواناتی است که عامل تولید انواع مواد غذایی با منشأ حیوانی‏اند.
(10) 〖 Aofna〗_i=∑_(j=1)^2▒〖〖Ccac〗_ij.〖Apef〗_(j ) 〗+∑_(j=3)^4▒〖〖Ccac〗_13j.〖Apef〗_(j ) 〗  ∀i={12,13}
معادلۀ 11: میزان پروتئین حیوانی مورد نیاز مردم ایران
(11) Smnp=Ip*Awip*365*0.8*〖10〗^(-6)
توابع هدف مربوط به بعد زیست‌محیطی:
معادلۀ 12: تابع هدف میزان تولید گازهای گلخانه‎‍ای
این معادله نشان‌دهندۀ مجموع مقدار گازهای گلخانه‎‍ای کربن معادل تولید‏شدۀ (کربن‎‍دی‎‍اکسید) حاصل از تولید انواع مواد غذایی با منشأ گیاهی و حیوانی بر‏اساس میزان پارامترهای تأثیرگذار (مقدار تولید، مقدار صادرات، مقدار واردات و مقدار مصرف) است. 
(12) 〖 Z〗_1=Min(∑_(k=1)^4▒〖∑_(i=1)^13▒〖Ggpf〗_(ik ) .〖〖Apef〗_ik+∑_(j=1)^4▒〖〖Ggpt〗_j.〖Apefj〗_j-∑_(i=12)^13▒〖〖Aiif〗_i.〖Ggpfi〗_i 〗〗)〗_  〗
معادلۀ 13: تابع هدف میزان مصرف آب
این معادله نشان‌دهندۀ مقدار مجموع آب مصرفی برای تولید انواع مواد غذایی با منشأ گیاهی و حیوانی بر‏اساس میزان پارامترهای تأثیرگذار (مقدار تولید، مقدار صادرات، مقدار واردات و مقدار مصرف) است. 
(13) 〖 Z〗_2=Min(∑_(k=1)^4▒∑_(i=1)^13▒〖〖Wupfik〗_ik  .〖Apefi〗_ik+∑_(j=1)^4▒〖〖Wupf〗_j.〖Apefj〗_j 〗-∑_(i=12)^13▒〖〖Aiif〗_i.〖Wypf〗_i 〗  )〗
در این معادله مقدار آب مصرف‏شده در کشور ایران در اثر کشت و تولید انواع مواد غذایی محاسبه و مقدار آب مصرفی از آن کم می‎‍شود که در اثر کشت خوراک مورد نیاز حیوانات و از طریق واردات تأمین می‎‍شود‏.
معادلات مربوط به بعد اقتصادی
معادلۀ 14: تابع هدف میزان تراز خالص اقتصادی
این معادله نشان‌دهندۀ مقدار تراز تجاری خارجی کشور (سود) در زمینۀ کشاورزی است. 
(14) 〖 Z〗_3=Max( Iffe-Coif) 
معادلۀ 15: درآمد حاصل از صادرات مواد غذایی 
این معادله نشان‌دهندۀ مقدار درآمد حاصل از صادرات انواع مواد غذایی با منشأ گیاهی و حیوانی است. 
(15) Iffe=∑_(i=1)^13▒∑_(k=1)^4▒Aeif_ik .Iffpi_ik+∑_(j=1)^4▒〖Aeia_j.Iffp_j 〗
 
معادلۀ 16: هزینۀ حاصل از واردات انواع مواد غذایی
این معادله نشان‌دهندۀ مقدار هزینۀ صرف‏شده برای واردات انواع مواد غذایی با منشأ گیاهی و حیوانی است. 
(16) Coif=∑_(i=1)^13▒Aiif_i .Tpafi_i+∑_(j=1)^4▒Aiia_j .Tpaf_j
معادلات مربوط به بعد اجتماعی
معادلۀ 17 و 18 : توابع هدف مرتبط با میزان خودکفایی در تولید مواد غذایی با منشأ حیوانی و گیاهی
این معادله نشان‌دهندۀ میزان خودکفایی کشور ایران در تولید انواع مواد غذایی با منشأ حیوانی و گیاهی است. 
(17) 〖 Z〗_4=max((∑_(k=1)^4▒∑_(i=1)^13▒〖Apef〗_ik )/(∑_(i=1)^13▒〖Aofni〗_i ))
(18) Z_5=max((∑_(j=1)^4▒〖Apefj〗_j )/(∑_(j=1)^4▒〖Aofnj〗_j ))
معادلۀ 19: تابع هدف مربوط به خودکفایی در تولید پروتئین حیوانی
این معادله نشان‌دهندۀ میزان پروتئین مصرف‏شده در ایران،  که در داخل تولید می‎‍شود، نسبت‏به میزان پروتئین مورد نیاز برای کل مردم است.
(19) Z_6=max((∑_(j=1)^4▒〖〖Mffi〗_j.〖Apefj〗_j 〗)/Smnp)
محدودیت‏های 1 الی 7: محدودیت‏های کنترل‏کنندۀ میزان واردات و صادرات مواد غذایی گوشتی و گیاهی و متغیر‏های مثبت 
〖Yefp〗_i+〖Yifp〗_i≤1  ∀i 1
〖 Aeif〗_i≤M.〖Yefp〗_i    ∀i 2
〖Aiif〗_i≤M.〖Yifp〗_i     ∀i 3
〖 Yefa〗_j+〖Yifa〗_j≤1   ∀j 4
〖Aeia〗_j≤M.〖Yefa〗_j    ∀j 5
〖 Aiia〗_j≤M.〖Yifa〗_j    ∀j 6
Ttal,Apef,Aofwi,Aeif,Aiif,Apefj,Nodc,Aofwj,Aeia,Aiia,Aofna,Iffe,Coif, Z1,Z2.Z3,Z4,Z4,Z5,Z6 ≥ 0 7
در این محدودیت‎‍ها، متغیرهای باینری برای هر دسته از مواد غذایی با منشأ حیوانی و گیاهی، نشان‌دهندۀ صادر یا واردشدن آن مادۀ غذایی است. مجموع دو متغیر باینری برای هر دسته از مواد غذایی حیوانی و گیاهی باید کوچک‌تر مساوی یک باشد؛ یعنی یک مادۀ غذایی تنها‏ وارد یا صادر می‏شود.
3-6 روش حل
برای حل مسئلۀ این تحقیق، از روش برنامه‎‍ریزی آرمانی استفاده شده است. روش برنامه‌ریزی آرمانی  به‌منظور ارضاکردن نسبی اهداف است؛ یعنی تصمیم‌گیرنده ‏تمام اهداف را به‌صورت کامل ارضا نمی‏کند. به همین دلیل در این‌گونه تصمیمات، تصمیم‌گیرنده برای به دست آوردن جوابی هر‏چه نزدیک‌تر به اهداف مدنظر خود می‎‍کوشد. به‌منظور حل مدل این تحقیق با روش برنامه‌ریزی آرمانی، ابتدا هر‏کدام از توابع هدف را به‌تنهایی و با تمام محدودیت‎‍های مدل، با نرم‌افزار گمز خروجی گرفته شده است؛ سپس جواب هر‏یک از توابع هدف در روش حل برنامه‌ریزی آرمانی برابر تابع هدف قرار داده‎‍ شد و تمام توابع هدف به محدودیت تبدیل شدند. در‏نهایت با استفاده از یک تابع هدف، که میزان انحراف از هر‏یک از آرمان‎‍هاست،‏ در کمینه‌سازی انحراف از توابع هدف تلاش شده است؛ برای نمونه، مدل سناریوی 2 با استفاده از روش برنامه‎‍ریزی آرمانی به‌صورت زیر است: 
معادلۀ 20: تابع هدف مدل برنامه‏ریزی آرمانی
(20) Min z=d_1^-+d_2^-+d_2^++d_3^++d_4^++d_5^++d_6^+
معادله‏های 21 الی 27: محدودیت‏های مدل برنامه‏ریزی آرمانی
(21) ∑_(k=1)^4▒〖∑_(i=1)^13▒〖Ggpf〗_(ik ) .〖〖Apef〗_ik+∑_(j=1)^4▒〖〖Ggpt〗_j.〖Apefj〗_j-∑_(i=12)^13▒〖〖Aiif〗_i.〖Ggpfi〗_i+d_1^--d_1^+ 〗〗=-1.39139*〖10〗^8〗_  〗
(22) ∑_(k=1)^4▒∑_(i=1)^13▒〖〖Wupfik〗_ik  .〖Apefi〗_ik+∑_(j=1)^4▒〖〖Wupf〗_j.〖Apefj〗_j 〗-∑_(i=12)^13▒〖〖Aiif〗_i.〖Wypf〗_i 〗  )〗 〖+d_2^--d_2^+=2.5*〖10〗^10〗_ 
(23) Iffe=∑_(i=1)^13▒∑_(k=1)^4▒〖Aeif〗_ik .〖Iffpi〗_ik+∑_(j=1)^4▒〖〖Aeia〗_j.〖Iffp〗_j 〗
(24) Coif=∑_(i=1)^13▒〖Aiif〗_i .〖Tpafi〗_i+∑_(j=1)^4▒〖Aiia〗_j .〖Tpaf〗_j
(25) Iffe-Coif+d_3^--d_3^+=2.34328*〖10〗^11
((∑_(k=1)^4▒∑_(i=1)^13▒〖Apef〗_ik )/(∑_(i=1)^13▒〖Aofn〗_i ))+d_4^--d_4^+=0.679
(26) ((∑_(j=1)^4▒〖Apefj〗_j )/(∑_(j=1)^4▒〖Aofnj〗_j )) 〖+d〗_5^--d_5^+=8.484
(27) ((∑_(j=1)^4▒〖Mffi_j.Aofn_j 〗)/Smnp) 〖+d〗_6^--d_6^+=8.337
مطالعۀ کاربردی و یافته‎‍ها
برای سنجش سناریوها و بررسی شاخص‎‍های طراحی‏شده، مدل طراحی‏شده برای زنجیرۀ تأمین مواد غذایی در ایران به کار رفت و نتایج حاصل‏ در چند جدول به شرح ذیل آورده شده است.‏‏ جدول‏3، نشان‎‍دهندۀ مقادیر هر شاخص (تابع هدف) در هر سناریو است. بر‏اساس اعداد این جدول، سناریوهای تعریف‏شده با روش تاپسیس اولویت‌بندی شده‎‍اند.
جدول 3- مقادیر توابع هدف
Table 3- Objective function values
شاخص حال حاضر سناریو 1 سناریو 2 سناریو 3 سناریو 4
میزان گازهای گلخانه‎‍ای تولید‏شده (تن) 106×15320/195 106×3551/311 106×1821/71 106×5909/256 106×4877/168
میزان آب مصرفی (متر مکعب) ‏ 109×6899/60 109×312/137 109×25 109×132/89 109×3364/59
مقدار تراز تجاری $ 109×0478/13- 109×037/14- 109×105/30- 109×907/19- 109×15
خودکفایی مواد غذایی گیاهی 05/53% 7/76% 5/50% 8/65% 8/57%
خودکفایی در تولید مواد غذایی حیوانی 2/116% 9/84% 0% 4/78% 4/85%
خودکفایی در میزان تولید پروتئین حیوانی 96/85% 5/69% 0% 3/51% 9/62%
2-7-3میزان خودکفایی در تولید هر محصول
جدول 4 نشان‏دهندۀ میزان خودکفایی در تولید هر‏یک از محصولات با منشأ حیوانی در هر سناریو است. 
جدول 4- میزان خودکفایی در تولید محصولات با منشأ حیوانی
Table 4- Self sufficiency values in the production of products of animal origin
شاخص سناریو 1 سناریو 2 سناریو 3 سناریو 4
گوشت قرمز 100% 0% 50% 0%
شیر 74% 0% 100% 100%
گوشت سفید 76% 0% 50% 100%
تخم‌مرغ 100% 0% 50% 0%
‏جدول 5، نشان‎‍دهندۀ میزان خودکفایی هر مادۀ غذایی با منشأ گیاهی در هر سناریو است.
جدول 5- میزان خودکفایی در مواد غذایی با منشأ گیاهی
Table 5- Self sufficiency values in the production of products of animal origin
مادۀ غذایی با منشأ گیاهی
سناریو 1 سناریو 2 سناریو 3 سناریو 4
گندم 68% 69/62% 64/28% 27/84%
جو 0% 100% 100% 0%
برنج 04/69% 0% 0% 0%
زعفران 100% 100% 100% 6/8176%
پسته 100% 100% 100% 100%
هندوانه 100% 0% 0% 0%
سیب‌زمینی 56/1% 0% 0% 0%
خیار سبز 100% 100% 100% 100%
گوجه‌فرنگی 100% 133%/7 4%/20 4%/20
پیاز 100% 100% 100% 100%
کلزا، سویا و سایر دانه‎‍های روغنی 72% 0% 0% 0%
کاه و علوفه 74% - 100% 100%
خوراک دام و طیور 74% - 100% 100%
4-1 اولویت‏بندی سناریوها
در این مرحله با استفاده از روش تاپسیس، سناریوها را بر‏اساس معیارهای انتخاب‏شده اولویت‎‍بندی می‏کنیم. این روش دارای 5 گام است. در ادامه، گام‎‍های مربوط به روش تاپسیس ذکر شده‎‍ است.
گام 1: تشکیل ماتریس گزینه و شاخص‎‍ها
جدول 6 شامل اعداد گزینه و سناریوهای خروجی مدل است که ورودی روش تاپسیس است.
جدول 6- ماتریس گزینه و شاخص‎‍ها
Table 6- Option matrix and indicators 
معیارها
گزینه‎‍ها C1 (-) C2 (-) C3 (+) C4 (+) C5 (+) C6 (+)
سناریو 1 106×5551/311 109×312/137 109×037/14- 7٪/76 9٪/84 5٪/69
سناریو 2 106×1821/71 109×25 109×105/30- 5٪/50 0% 0%
سناریو 3 106×5909/256 109×132/89 109×907/19 8٪/65 4٪/78 3٪/51
سناریو 4 106×4877/168 109×3364/59 109×15 8٪/57 4٪/85 9٪/62
 
گام 2: تشکیل ماتریس نرمال‏سازی‏شده با روش نرم اقلیدسی 
در جدول 7  با استفاده از فرمول 1، ماتریس تصمیم  را با استفاده از روش نرم اقلیدسی نرمال می‏کنیم.
فرمول1: فرمول نرمال‏سازی با روش نرم اقلیدسی
〖1) n〗_ij=a_ij/√(∑_(i=1)^m▒a_ij^2 )              
جدول 7- ماتریس نرمال
Table 7- Normal matrix
معیارها
گزینه‎‍ها C1 (-) C2 (-) C3 (+) C4 (+) C5 (+) C6 (+)
سناریو 1 703/0 781/0 338/0- 604/0 591/0 65/0
سناریو 2 161/0 142/0 725/0- 398/0 0 0
سناریو 3 579/0 507/0 479/0- 519/0 546/0 48/0
سناریو 4 38/0 337/0 361/0 455/0 594/0 589/0
 
گام 3: تعیین جواب ایده‎‍آل مثبت و ایده‎‍آل منفی
تعیین جواب ایده‎‍آل مثبت (Rk+) و ایده‎‍آل منفی (Rk-) با استفاده از فرمول 2 و3 انجام می‏شود.
فرمول 2 و 3: فرمول تعیین جواب ایده‏آل مثبت و ایده‏آل منفی
〖2) R〗^(k+)={R_1^(k+),R_2^(k+),R_3^(k+),....}={〖max r〗_ij^k   ,j∈J'  or 〖min r〗_(ij )^(k ) }  ,j∈J 
〖3) R〗^(k-)={R_1^(k-),R_2^(k-),R_3^(k-),....}={〖min r〗_ij^k   ,j∈J'  or 〖max r〗_(ij  )^(k ) }  ,j∈J 
در جدول 8 با استفاده از فرمول‏های بالا، جواب ایده‏آل مثبت و منفی به دست آمده است.
جدول 8- جواب ایده‎‍آل مثبت و ایده‎‍آل منفی
Table 8- Positive ideal and negative ideal answer
V+ 161/0 142/0 361/0 604/0 594/0 65/0
V- 703/0 0781 725/0- 398/0 0 0
گام 4: تعیین وزن‏ شاخص‎‍ها
در جدول 9 وزن هر شاخص نشان‏داده شده است که بنا به دلایل توضیح داده ‏شده، وزن تمام معیارها برابر در نظر گرفته شده ‏است.
جدول 9- وزن هر شاخص
Table 9- The weight of each index
معیار C1 (-) C2 (-) C3 (+) C4 (+) C5 (+) C6 (+)
وزن 1667/0 1667/0 1667/0 1667/0 1667/0 1667/0
گام 5: محاسبۀ فاصلۀ اقلیدسی هر گزینه از جواب ایده‎‍آل مثبت و منفی
در این گام با استفاده از فرمول‎‍های 4 و 5، فاصلۀ اقلیدسی هر گزینه از جواب‎‍های ایده‎‍آل مثبت (Si+) و ایده‎‍آل (Si-) منفی به دست می‎‍آیند.
فرمول 4 و 5: فرمول محاسبۀ فاصلۀ اقلیدسی هر گزینه از جواب ایده‏آل مثبت و منفی
〖4) S〗_i^(k+)=√(∑_(j=1)^n▒〖w_j^k  〖(r_ij^k  - r_ij^(k+))〗^(2 )  ,i=1,2,3,4,.....,m〗)
〖5) S〗_i^(k-)=√(∑_(j=1)^n▒〖w_j^k  〖(r_ij^k  - r_ij^(k-))〗^(2 )  ,i=1,2,3,4,.....,m〗)
در جدول 10، فاصلۀ اقلیدسی هر گزینه از جواب ایده‏آل مثبت و منفی با استفاده از فرمول‏های بالا به‏ دست آمده است.
جدول 10- فاصلۀ اقلیدسی هر گزینه از جواب ایده‎‍آل مثبت و منفی
Table 10- Eucliden distance of each option from the positive and negative ideal answer
گزینه Si+ Si-
سناریو 1 445/0 401/0
سناریو 2 557/0 342/0
سناریو 3 419/0 34/0
سناریو 4 137/0 603/0
گام 6: محاسبۀ شاخص نزدیکی نسبی گزینه‎‍ها و رتبه بندی
در جدول 11، میزان نزدیکی گزینه‏ها نسبت‏به جواب ایده‏آل به دست آمده و رتبه‏بندی انجام شده‏ است.
جدول 11- اولویت‏بندی سناریوها
Table 11- Prioritizing scenario
سناریو‎‍ها شاخص نزدیکی گزینه‎‍ها نسبت‏به جواب ایده‎‍آل رتبۀ سناریو
سناریو 1 474/0 2
سناریو 2 372/0 4
سناریو 3 448/0 3
سناریو 4 815/0 1
 
4-1-1 تحلیل حساسیت
به‎‍منظور اعتبارسنجی مدل ریاضی ارائه‏شده و میزان حساسیت مدل در برابر تغییر وزن هر معیار، یک تحلیل حساسیت انجام شد. برای انجام این کار، وزن معیار میزان آب مصرفی به‌صورت مرحله‎‍ای در بازۀ (20%+,20%-) تغییر داده شد تا پایداری رتبه‎‍بندی سنجیده شود. این معیار به‏جهت شدت بیشتر تغییرات نزدیکی گزینه‎‍ها نسبت‏به جواب ایده‎‍آل انتخاب شده است. جدول 12، نشان‎دهندۀ تحلیل حساسیت انجام‏شده است.
جدول 12-تحلیل حساسیت مدل ریاضی
Table 12- Sensitivity analysis of the mathematical model
تغییر وزن معیار وزن اولیه وزن جدید رتبه‎‍بندی اولیه رتبه‎‍بندی جدید
10%- 0.16667 0.150 4>1>3>2 4>1>3>2
20%‏- 0.16667 0.133 4>1>3>2 4>1>3>2
10%‏+ 0.16667 0.183 4>1>3>2 4>1>3>2
20%‏+ 0.16667 0.200 4>1>3>2 4>1>3>2
با انجام این تحلیل حساسیت و‏ تغییرنیافتن نتایج رتبه‎‍بندی، نتیجه گرفته می‏شود که مدل دارای پایداری و نتایج مطمئن است.
4-2 تعیین میزان اثرگذاری و اثرپذیری معیارها
در این گام به‌منظور دریافتن تأثیر شاخص‎‍ها بر یکدیگر و میزان این تأثیر، از روش دیمتل فازی استفاده شده است. در این روش یک پرسش‌نامه تهیه شده است که به پیوست در انتهای این تحقیق آمده است. با استفاده از این پرسش‌نامه، نظر خبرگان‏ جمع‌آوری ‏شده است. خبرگان بر‏اساس خروجی‎‍های مدل نسبت‏به پر‏کردن این پرسش‌نامه اقدام کرده‎‍اند. این روش‏ 5 گام دارد که به شرح ذیل است:
گام 1: تشکیل ماتریس رابطۀ مستقیم فازی
به‌منظور شناسایی مدل روابط بین n معیار، ابتدا یک ماتریس n×n تشکیل می‎‍شود. برای این منظور، از متغیر زبانی در پنج مقیاس فازی استفاده می‎‍شود که مطابق جدول 13 است‏.
جدول 13- روابط متناظر بین اعداد فازی و اصطلاحات زبانی پرسش‏نامه
Table 12- Corresponding relations between fuzzy numbers and linguistic terms of the questionnaire
اصطلاحات زبانی اختصارات اعداد فازی مثلثی
بدون تأثیر NI (25/0,0,0)
تأثیر بسیار کم VL (5/0, 25/0,0)
تأثیر کم L (75/0, 5/0,25/0)
تأثیر زیاد HL (1, 75/0,5/0)
تأثیر بسیار بالا VH (1, 1,75/0)
جدول 14، شامل ماتریس رابطۀ مستقیم نظر همۀ خبرگان است.
جدول 14- ماتریس رابطۀ مستقیم
Table 13- Direct relationship matrix
C6 (+)C5 (+)C4 (+)C3 (+)C2 (-)C1 (-)
(375/0,625/0,875/0) (375/0,625/0,875/0) (375/0,625/0,875/0) (25/0,25/0,75/0) (0/0,25/0,5/0) (0/0,0/0,0/0) C1 (-)
(5/0,75/0,1) (5/0,75/0,1) (5/0,75/0,875/0) (375/0,625/0,875/0) (0/0,0/0,0/0) (375/0,625/0,875/0) C2 (-)
(5/0,75/0,1) (5/0,75/0,1) (5/0,75/0,1) (0/0,0/0,0/0) (375/0,625/0,875/0) (25/0,375/0,625/0) C3 (+)
(375/0,625/0,875/0) (375/0,625/0,875/0) (0/0,0/0,0/0) (375/0,625/0,875/0) (5/0,75/0,1) (625/0,875/0,1) C4 (+)
(75/0,1 ,1) (0/0,0/0,0/0) (0/0,125/0,375/0) (5/0,75/0,1) (5/0,75/0,1) (625/0,875/0,1) C5 (+)
(0/0,0/0,0/0) (5/0,75/0,875/0) (5/0,75/0,875/0) (375/0,625/0,875/0) (25/0,5/0,75/0) (5/0,75/0,1) C6 (+)
 
گام 2: نرمال‏سازی ماتریس رابطۀ مستقیم
در جدول 15، ماتریس رابطۀ مستقیم را نرمال‌سازی می‏کنیم. ماتریس نرمال رابطۀ مستقیم از‏طریق تقسیم تمام درایه‎‍های ماتریس مستقیم، جمع بزرگ‌ترین حد بالای هر سطر و هر ستون به‌ دست ‌آمده است. این مقدار برای این ماتریس رابطۀ مستقیم 75/4 است.
جدول 15- ماتریس نرمال رابطۀ مستقیم
Table 14- Normal direct correlation matrix
C6 (+)C5 (+)C4 (+)C3 (+)C2 (-)C1 (-)
(079/0,13/0,18/0) (079/0,13/0,18/0) (079/0,13/0,18/0) (053/0,053/0,16/0) (0/0,053/0,105/0) (0/0,0/0,0/0) C1 (-)
(1/0,16/0,21/0) (1/0,16/0,21/0) (1/0,16/0,18/0) (079/0,13/0,18/0) (0/0,0/0,0/0) (079/0,13/0,18/0) C2 (-)
(1/0,16/0,21/0) (1/0,16/0,21/0) (1/0,16/0,21/0) (0/0,0/0,0/0) (079/0,13/0,18/0) (05/0, 079/0,13/0) C3 (+)
(079/0,13/0,18/0) (079/0,13/0,18/0) (0/0,0/0,0/0) (079/0,13/0,18/0) (1/0,16/0,21/0) (13/0,18/0,21/0) C4 (+)
(16/0,21/0 ,21/0) (0/0,0/0,0/0) (0/0,026/0,079/0) (1/0,16/0,21/0) (1/0,16/0,21/0) (13/0,18/0,21/0) C5 (+)
(0/0,0/0,0/0) (1/0,16/0,18/0) (1/0,16/0,18/0) (079/0,13/0,18/0) (05/0,1/0,16/0) (1/0,16/0,21/0) C6 (+)
 
گام 3: محاسبۀ ماتریس کل رابطۀ فازی
در جدول 16، ماتریس نرمال‏شده از ماتریس همانی کم‏ و سپس حاصل آن معکوس می‎‍شود. در‏نهایت ماتریس حاصل در ماتریس نرمال ضرب شده و ماتریس ذیل به ‌دست‌ آمده است.
جدول16- ماتریس کل رابطۀ فازی
Table 15- Total fuzzy realation matrix
C6 (+)C5 (+)C4 (+)C3 (+)C2 (-)C1 (-)
(121/0,334/0,665/1) (121/0,322/0,626/1) (112/0,292/0,369/1) (079/0,186/0,519/1) (021/0,183/0,345/1) (031/0,156/0,357/1) C1 (-)
(161/0,444/0,949/1) (168/0,462/0,966/1) (155/0,411/0,619/1) (124/0,339/0,808/1) (035/0,201/0,476/1) (134/0,381/0,815/1) C2 (-)
(161/0,426/0,853/1) (154/0,409/0,822/1) (127/0,352/0,54/1) (042/0,187/0,526/1) (109/0,307/0,566/1) (098/0, 301/0,655/1) C3 (+)
(142/0,415/0,916/1) (141/0,409/0,894/1) (042/0,233/0,415/1) (138/0,374/0,862/1) (142/0,378/0,719/1) (211/0,461/0,882/1) C4 (+)
(224/0,487/0 ,849/1) (06/0,267/0,609/1) (047/0,245/0,407/1) (159/0,391/0,789/1) (144/0,386/0,669/1) (196/0,445/0,783/1) C5 (+)
(06/0,288/0,677/1) (162/0,451/0,848/1) (149/0,401/0,555/1) (127/0,359/0,774/1) (092/0,321/0,625/1) (165/0,444/0,847/1) C6 (+)
گام 4: تشکیل ماتریس مقدار آستانه 
در جدول 17 برای محاسبۀ مقدار آستانۀ مقادیر فازی مثلثی، فازی‌زدایی و سپس از مقادیر ماتریس دفازی میانگین گرفته شده است؛ ‏پس از آن، هر درایۀ ماتریس کل رابطۀ قطعی بزرگ‌تر یا بزرگ‌تر مساوی مقدار آستانه بود و برابر با خودش و در صورت کوچک‌تر‏بودن از عدد آستانه، آن درایه برابر با صفر شده است.
جدول 17- ماتریس کل رابطۀ قطعی
Table 16- The total deterministic relation matrix
C6 (+)C5 (+)C4 (+)C3 (+)C2 (-)C1 (-)
707/0 69/0 729/0 595/0 516/0 515/0 C1 (-)
851/0 866/0 729/0 758/0 5711/0 777/0 C2 (-)
814/0 795/0 673/0 586/0 661/0 683/0 C3 (+)
825/0 814/0 566/0 792/0 747/0 848/0 C4 (+)
854/0 646/0 567/0 778/0 733/0 808/0 C5 (+)
676/0 821/0 702/0 754/0 679/0 819/0 C6 (+)
عدد آستانه در این ماتریس برابر با 717/0 شده است؛ پس در جدول 18 اعداد کمتر از 717/0، برابر صفر در نظر گرفته ‏شده ‏است.
جدول 18- ماتریس مقدار آستانه
Table 17- Thereshold value matrix
C6 (+)C5 (+)C4 (+)C3 (+)C2 (-)C1 (-)
0 0 0 0 0 0 C1 (-)
851/0 866/0 729/0 758/0 0 777/0 C2 (-)
814/0 795/0 0 0 0 0 C3 (+)
825/0 814/0 0 792/0 747/0 848/0 C4 (+)
854/0 0 0 778/0 733/0 808/0 C5 (+)
0 821/0 0 754/0 0 819/0 C6 (+)
مقادیر صفر به معنای نبود رابطه بین معیارها و عدد غیرصفر به معنای وجود رابطه بین معیارهاست.
گام 5: تشکیل نمودار علت و معلول 
در جدول 19 ابتدا جمع سطر Di و ستون‌های Ri ماتریس کل رابط فازی‏ و سپس مقادیر Ri +Di و Ri -Di و مقادیر دفاعی آنها محاسبه شده است. در این تحقیق برای فازی‌زدایی از روش مرکز ثقل استفاده شده است. در این روش، برای‏ فازی‌زدایی از سه عدد فازی مثلثی میانگین گرفته می‎‍شود. 
جدول 19- مقادیر Di و Ri
Table 18- Values Di,Ri
Ri -DiRi +DiRi defuzzyDi defuzzyRiDi
83/0- 07/8 45/4 62/3 (825/0,185/2,342/10) (488/0,475/1,881/8) C1 (-)
64/0 46/8 91/3 55/4 (542/0,779/1,401/9) (778/0,241/2,643/10) C2 (-)
0/05- 48/8 26/4 21/4 (673/0,841/1,282/10) (693/0,979/1,974/9) C3 (+)
76/0 42/8 83/3 59/4 (641/0,936/1,912/8) (813/0,272/2,691/10) C4 (+)
24/0- 2/9 63/4 39/4 (807/0,321/2,772/10) (831/0,224/2,112/10) C5 (+)
28/0- 18/9 73/4 45/4 (872/0,395/2,912/10) (758/0,265/2,331/10) C6 (+)
شکل 3، شامل ارتباط و تأثیرگذاری و تأثیر‏پذیری معیارهای مختلف با یکدیگر است؛ این شکل نتیجۀ جدول 19 است.
 
شکل 3- ارتباط و تأثیرگذاری و تأثیر‏پذیری معیارهای مختلف با یکدیگر
Fig 3- The relationship and effectiveness of different criteria with each orther
بحث‏
5-1 تفسیر یافته‎‍ها‏
مطابق نتایج به ‌دست ‌آمده از جدول 19 و شکل 3، معیارهای ‏میزان گاز گلخانه‎‍ای تولید‏شده و میزان خودکفایی در تولید مواد غذایی با منشأ گیاهی معیارهای اثرگذار و بقیۀ معیارها تأثیر‏پذیر‏ند. همچنین معیار‎‍های میزان خودکفایی در تولید پروتئین حیوانی و میزان خودکفایی در تولید مواد غذایی با منشأ حیوانی نیز، بیشترین تعامل را با دیگر معیارها دارند. معیار میزان گازهای گلخانه‎‍ای تولید‏شده نیز، کمترین تعامل را با دیگر معیارها دارد.
سناریو 1
با توجه ‌به نتایج حاصل‏شده از مدل، مشاهده می‎‍شود که با تمرکز بر‏ افزایش تولید و خودکفایی، مصرف آب و تولید گازهای گلخانه‎‍ای افزایش یافته‎‍اند که این موضوع به بعد محیط‌زیست آسیب وارد می‎‍کند. از طرفی با توجه ‌به اختصاص منابع برای کشت سویا، کلزا، علوفه و خوراک دام و طیور منابع به‏جهت تولید و صادرات مواد غذایی صادراتی نظیر پسته و زعفران اختصاص داده نمی‎‍شود و میزان تراز تجاری حوزۀ کشاورزی و خودکفایی در تولید مواد غذایی با منشأ حیوانی، مقداری با افت مواجه می‎‍شود.
سناریو 2
در این سناریو به‏علت محدودیت در مصرف آب و‏ تولیدنشدن برخی مواد غذایی، شاخص‎‍های خودکفایی به‌شدت افت پیدا کرده‎‍اند. همچنین میزان تولید گازهای گلخانه‎‍ای نیز در اثر کاهش تولید مواد غذایی کاهش ‌یافته است. از طرفی به‏دلیل واردات مواد غذایی، تراز تجاری نیز با کاهش محسوسی مواجه شده است. این سناریو نشان‌دهندۀ این است که اگر در حال حاضر زیر‏ساخت‎‍های حوزۀ کشاورزی به‏جهت کاهش مصرف آب‏ اصلاح نشود، در آینده دچار مشکلات بسیار زیادی در خودکفایی خواهیم شد و باید منابع زیادی را برای واردات مواد غذایی اختصاص دهیم.
سناریو 3
در این سناریو با توجه ‌به لزوم تأمین حداقل 50% از مواد غذایی از‏طریق واردات و همچنین تولید نیمی از مواد غذایی استراتژیک در داخل کشور، شاخص‎‍های میزان تولید گازهای گلخانه‎‍ای و میزان مصرف آب به‏جهت تولید نیمی از تمامی مواد غذایی استراتژیک در داخل کشور بدتر شده است. از طرفی میزان خودکفایی در تولید مواد غذایی با منشأ گیاهی بهتر شده است. همچنین به‏جهت واردات نیمی از مواد غذایی، شاخص‎‍ تراز تجاری کشور دچار افت شده است.
سناریو 4
در این سناریو با توجه ‌به لزوم رسیدن تراز تجاری حوزۀ کشاورزی به 15 میلیارد دلار در سال، منابع به تولید مواد غذایی با ارزش افزودۀ بالا برای صادرات اختصاص داده شده است. این محصولات شامل پسته و زعفران‏اند. به‏دلیل تولید این مواد غذایی در میزان کم، در مقایسه با محصولاتی که تناژ بالایی از آنها مورد نیاز است، خودکفایی مواد غذایی با منشأ گیاهی کاهش یافته است. 
نتیجۀ مشترک این تحقیق با دیگر تحقیقات مشابه، توجه به کاهش مصرف آب برای حفظ پایداری زنجیرۀ تأمین مواد غذایی است که این موضوع نشان‎‍دهندۀ لزوم توسعه و به‎‍روزکردن زیرساخت‎‍های کشاورزی برای استفادۀ بهتر و با استفاده از بهره‎‍وری بالاتر از منابعی نظیر آب است. در‏نهایت با ادامۀ وضعیت فعلی کشاورزی در ایران و مصرف آب بسیار زیاد برای تولید مواد غذایی، پایداری در تولید مواد غذایی وجود نخواهد داشت و با ادامۀ این روند، منابع آبی در ایران از بین خواهند رفت. این موضوع ‏آسیب‎‍های بسیار زیادی از‏جمله کاهش خودکفایی، پرداخت هزینه‎‍های زیاد برای واردات مواد غذایی و آسیب‎‍های دیگری را در پی دارد. بهترین راه برون‎‍رفت از این بحران، انجام تغییر و تحولات گسترده در زیرساخت‎‍های کشاورزی در ایران، نظیر گسترش شیوه‎‍های کشاورزی کم‏آبخواه، به‎‍روزکردن تجهیزات کشاورزی و استفاده از روش‎‍های نوین کشاورزی برای افزایش برداشت محصولات است.
نتیجه‎‍گیری
در این مقاله، سناریوهای تعریف‏شده بر‏اساس 6 شاخص پایداری و کشف روابط میان شاخص‎‍ها ‏اولویت‌بندی شده است‏. در‏نهایت سناریوی 4، سناریوی برتر انتخاب شد. در این سناریو علاوه بر توجه به جنبۀ اقتصادی و بهبود شاخص تراز تجاری، شاخص‎‍های بعد زیست‏محیطی نیز بهبود یافته‎‍اند و با مصرف آب کمتر و تولید کمتر گازهای گلخانه‎‍ای، به افزایش خودکفایی در تولید مواد غذایی با منشأ گیاهی رسیده‎‍ایم. این نتیجه نشان‎دهندۀ آن است که با اختصاص بهینۀ منابع، به کشت و تولید مواد غذایی مصرف آب و تولید گازهای گلخانه‎‍ای کاهش و هم‏زمان خودکفایی در تولید مواد غذایی با منشأ گیاهی افزایش می‎‍یابد. در این تحقیق معیارهای میزان گازهای گلخانه‎‍ای تولید‏شده و میزان خودکفایی در تولید مواد غذایی با منشأ گیاهی معیار اثرگذار و علی‏ و مابقی معیارها اثرپذیر‏ند. معیار میزان خودکفایی در تولید مواد غذایی با منشأ گیاهی، میزان اثرگذاری بیشتری بر دیگر عوامل دارد. این تحقیق، خروجی متفاوتی با دیگر تحقیق‎‍ها دارد؛ برای مثال، عامل کاهش و بهینه‌سازی مصرف آب دارای بیشترین تأثیر بر دیگر عوامل است. از نتایج این تحقیق، در حل مشکلات موجود در زنجیرۀ تأمین مواد غذایی شامل‏ تولیدنشدن برخی مواد غذایی در داخل، افزایش قیمت ناگهانی برخی مواد غذایی و دیگر مشکلات موجود استفاده شد. همچنین محدودیت‎‍های انجام این تحقیق، وجود تنوع بسیار زیاد محصولات و ناتوانی این مدل برای تعیین میزان تولید محصولات ثانویه، نظیر پنیر و ماست اشاره می‏شود. برای تحقیقات آینده، شاخصی به‏جهت میزان تولید دیگر درشت‏مغذی‎‍ها نظیر چربی و کربوهیدرات‎‍ها و همچنین شاخص‎‍هایی نظیر میزان اشتغال‎‍زایی‏ نیز به شاخص‎‍ها اضافه می‏شود.

 

Amiri, A., Zare Mehrjerdi, Y., Jalalimanesh, A., & Sadegheih, A. (2020). A System Dynamics Analysis of Factors Affecting the Sustainability of Wheat Production System. Research in Production and Operations Management, 11(2), 1-26. https://doi.org/10.22108/jpom.2020.119784.1225
Asadi, S., Noorivandi, A. N., Ommani, A. R., & Sabouri, M. S. (2025). Challenges of sustainable food security in Iran. Discover Sustainability, 6(1), 694. https://doi.org/10.1007/s43621-025-01656-1
Drofenik, J., Pahor, B., Kravanja, Z., & Pintarič, Z. N. (2023). Multi-objective scenario optimization of the food supply chain – Slovenian case study. Computers & Chemical Engineering, 172, 108197. https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2023.108197
Ehtesham Rasi, R., & Sohanian, M. (2021). A multi-objective optimization model for sustainable supply chain network with using genetic algorithm. Journal of Modelling in Management, 16(2), 714-727. https://doi.org/10.1108/JM2-06-2020-0150
Gholizadeh, H., Jahani, H., Abareshi, A., & Goh, M. (2021). Sustainable closed-loop supply chain for dairy industry with robust and heuristic optimization. Computers & Industrial Engineering, 157, 107324. https://doi.org/10.1016/j.cie.2021.107324
Jindal, A., Sharma, S. K., Sangwan, K. S., & Gupta, G. (2021). Modelling Supply Chain Agility Antecedents Using Fuzzy DEMATEL. Procedia CIRP, 98, 436-441.  https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2023.108197
Kumar, R., & Kumar, D. (2023). Blockchain-based smart dairy supply chain: catching the momentum for digital transformation. Journal of Agribusiness in Developing and Emerging Economies, 15. https://doi.org/10.1108/JADEE-07-2022-0141
Kuzu, A. C. (2021). Risk analysis of break-in-two accident of ships using fuzzy DEMATEL method. Ocean Engineering, 235, 109410. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.109410
Maghrebi, M., Noori, R., Bhattarai, R., Yaseen, Z., Tang, Q., Al-Ansari, N., Danandeh Mehr, A., Karbassi, A. R., Omidvar, J., Farnoush, H., Torabi Haghighi, A., Klöve, B., & Madani, K. (2020). Iran's Agriculture in the Anthropocene. Earth's Future, 8. https://doi.org/10.1029/2020EF001547
Mohseni, S., Baghizadeh, K., & Pahl, J. (2022). Evaluating Barriers and Drivers to Sustainable Food Supply Chains. MathematicalProblemsinEngineering, 2022, 4486132. https://doi.org/10.1155/2022/4486132
Ogbolumani, O. A., & Nwulu, N. I. (2021). Multi-objective optimisation of constrained food-energy-water-nexus systems for sustainable resource allocation. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 44, 100967. https://doi.org/10.1016/j.seta.2020.100967
Ortiz Barrios, M., Miranda De la Hoz, C., López Meza, P., Petrillo, A., & De Felice, F. (2019). A case of food supply chain management with AHP, DEMATEL, and TOPSIS. Journal of Multi-Criteria Decision Analysis, 27. https://doi.org/10.1002/mcda.1693
Rezaei, A., Zare Mehrjardi, Y., Olya, M., & Khademi Zare, H. (2023). Identifying and prioritizing ecosystem management indicators using fuzzy Delphi and fuzzy Dimtel approaches. Research in Production and Operations Management, 14(2), 5182. https://doi.org/10.22108/pom.2023.134879.1462
Rostami, O., Tavakoli, M., Tajally, A., & GhanavatiNejad, M. (2022). A goal programming-based fuzzy best–worst method for the viable supplier selection problem: a case study. Soft Computing, 27, 1-26. https://doi.org/10.1007/s00500-022-07572-0.
Soltani, A., Alimagham, S. M., Nehbandani, A., Torabi, B., Zeinali, E., Zand, E., Vadez, V., van Loon, M. P., & van Ittersum, M. K. (2020). Future food self-sufficiency in Iran: A model-based analysis. Global Food Security, 24, 100351. https://doi.org/10.1016/j.gfs.2020.100351
Shahabadi, M., & Zare Mehrjardi, Y. (2022). Designing a dynamic model to evaluate the rice production system considering resilience and sustainability. In: Iranduc
Taheri, M.,  Sadegh Amalnick, M., Allah Taleizadeh, A., & Mardan, E. (2023). A fuzzy programming model for optimizing the inventory management problem considering financial issues: A case study of the dairy industry. Expert Systems with Applications, 221, 119766. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2023.119766
Taher, F. M. (2019). Designing wheat flour supply chain network under uncertainty conditions.
Tirkolaee, E., Dashtian, Z., Weber, G.-W., Tomášková, H., Soltani, M., & Mousavi, N. S. (2021). An Integrated Decision-Making Approach for Green Supplier Selection in an Agri-Food Supply Chain: Threshold of Robustness Worthiness. Mathematics, 9, 1304. https://doi.org/10.3390/math9111304
Zhang, Z.-X., Wang, L., Wang, Y.-M., & Martínez, L. (2023). A novel alpha-level sets based fuzzy DEMATEL method considering experts’ hesitant information. Expert Systems with Applications, 213, 118-925. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2022.118925