مدیریت پایدار منابع غذایی و عرضه موادغذایی با کیفیت در جریان یک زنجیره تأمین کارا، از مهم ترین مسائل حوزه مدیریت جوامع است. در سال های اخیر، صید بی رویه انواع ماهی از دریای خزر، خلیج فارس و دریای عمان موجب کاهش شدید ذخایر این منابع آبی شده است؛ گسترش مزارع پرورش آبزیان نه تنها اقدامی مؤثر در جهت ایجاد یک منبع غذایی پایدار برای کشور بوده، بلکه کمک مؤثری به حفظ و بازسازی ذخایر دریایی کشور است. این درحالی است که محصولات شیلات از دیرباز به عنوان محصولاتی با اشتغال سازی خوب و قدرت ارزآوری بالا شناخته می شوند. لذا، در این مقاله با ارائه یک مدل برنامه ریزی دوسطحی، مدل همکاری استکلبرگ در زنجیره تأمین موادغذایی فاسدشدنی در قالب مطالعه موردی بر زنجیره عرضه ماهیان پرورشی گرم آبی مطالعه شده است. یک الگوریتم بهینه سازی دوسطحی با هدف حداکثر سازی سود مزارع پرورش و غرفه های فعال در بازار توزیع ماهی، مبتنی بر روش فراابتکاری بهینه سازی دسته ذرات (PSO) برای حل مسأله برنامه ریزی دو سطحی توسعه داده شد. اجرای مدل با بهره گیری از داده های گردآوری شده از سطح بازار ماهی کشور، مبین کارایی مدل پیشنهادی در حل مسائل واقعی زنجیره تأمین موادغذایی فاسدشدنی است.