Social-ecological systems (SES) research aims to understand the nature of social-ecological phenomena, to find effective ways to foster or manage conditions under which desirable phenomena, such as sustainable resource use, occur or to change conditions or reduce the negative consequences of undesirable phenomena, such as poverty traps. Challenges such as these are often addressed using dynamical systems models (DSM) or agent-based models (ABM). Both modeling approaches have strengths and weaknesses. DSM are praised for their analytical tractability and efficient exploration of asymptotic dynamics and bifurcation, which are enabled by reduced number and heterogeneity of system components. ABM allows representing heterogeneity, agency, learning and interactions of diverse agents within SES, but this also comes at a price such as inefficiency to explore asymptotic dynamics or bifurcations. In this paper we combine DSM and ABM to leverage strengths of each modeling technique and gain deeper insights into dynamics of a system. We start with an ABM and research questions that the ABM was not able to answer. Using results of the ABM analysis as inputs for DSM, we create a DSM. Stability and bifurcation analysis of the DSM gives partial answers to the research questions and direct attention to where additional details are needed. This informs further ABM analysis, prevents burdening the ABM with less important details and reveals new insights about system dynamics. The iterative process and dialogue between the ABM and DSM leads to more complete answers to research questions and surpasses insights provided by each of the models separately. We illustrate the procedure with the example of the emergence of poverty traps in an agricultural system with endogenously driven innovation.


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