از رصد مصرف تا واکنش به ناپایداری ردپای آب: بهینهسازی چندهدفه یکپارچه الگوی کشت با رویکرد کلنگر– جزئینگر (مطالعه موردی: استان مرکزی)
نویسندگان
1 گروه مهندسی آبیاری و ابادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
2 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشگده مهندس دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران.
3 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشکده مهندسی کشاورزی دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران.
4 گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه اراک
doi
10.22059/ijswr.2025.395048.669937چکیده
با توجه به محدودیت منابع آب و لزوم مدیریت تقاضای آب بهویژه در بخش کشاورزی، تدوین راهکارهای مؤثر برای کاهش فشار بر منابع آب ضروری است. پژوهش حاضر با هدف ارائه مدل بهینهسازی الگوی کشت در سطح شهرستانی، با تکیه بر شاخص ردپای آب و ملاحظات اقتصادی و زیستمحیطی صورت گرفت. با بهرهگیری از دادههای اقلیمی، زراعی و اقتصادی طی دوره ۱۰ساله، ردپای آب آبی و سبز برای ۱۸ محصول محاسبه شد. بهینهسازی الگوی کشت با الگوریتم چندهدفه NSGA-II طراحی شد. دو تابع هدف کاهش نسبت مصرف آب آبی به آب سبز و افزایش سود خالص اقتصادی همراه با قیود امنیت غذایی و زیستمحیطی تعریف گردید. نتایج نشان داد در الگوهای کشت با آزادی بیشتر، نسبت آب آبی به آب سبز در سطح استان بیش از ۳۵ درصد کاهش یافت. در برخی شهرستانها، حجم مصرف آب آبی تا بیش از ۶۰ میلیون مترمکعب کمتر از وضعیت پایه برآورد شد. سطح کشت اراضی فاریاب و دیم به ترتیب حدود ۲۵ درصد کاهش و بیش از ۳۰ درصد افزایش یافت که منجر به تغییر توازن برداشت از منابع به نفع آب سبز شد. پایداری منابع آب با استفاده از شاخص کمبود آب آبی (BWS) نیز با پراکنش حول مقدار بهینه یک، در تمامی شهرستانها حفظ شد و یا بهبود یافت. از نظر اقتصادی، در سناریوهای با آزادی بیشتر، سود خالص اقتصادی نسبت به وضعیت پایه به طور نسبی پایدار باقی ماند. یافتهها، بر کارآمدی یک رویکرد تلفیقی مبتنی بر ردپای آب و بهینهسازی چندهدفه الگوی کشت تأکید دارد.
