بهینهسازی پیوند آب، انرژی و غذا در حوزه آبخیز پیشکوه، استان یزد
نویسندگان
1 دانشجوي دکتري علوم و مهندسي آبخيزداري، دانشگاه تربيت مدرس نور، ايران
2 استاد، گروه مهندسي آبخيزداري، دانشکده منابع طبيعي، دانشگاه تربيت مدرس نور، ايران
3 استاد، گروه مهندسي آبخيزداري، دانشکده منابع طبيعي، دانشگاه تربيت مدرس نور، ايران
4 دانشيار، گروه مهندسي و مديريت آب، دانشکده کشاورزي، دانشگاه تربيت مدرس تهران، ايران
doi
چکیده
زمينه و هدف: رشد جمعيت و لزوم تأمين نيازهاي زيستي انسان بهويژه در کشورهاي درحالتوسعه، منجر به استفادههاي غيراصولي از منابع آبوخاک شده است. بهطوريکه راهبرد افزايش توليد با بهرهبرداري بيشازحد از منابع، امروزه کشور را با بحران جدي، بهويژه درزمينه آب و محيطزيست، مواجه کرده است. از طرفي مديريت ناصحيح منابع آب وخاک، امنيت آبي و غذايي کشور بهعنوان يکي از اصليترين اهداف کلان ملي را در معرض تهديد قرار داده است. امروزه علي رغم اهميت پيوند آب-انرژي و غذا بهعنوان يک رويکرد مديريتي سازگار منابع، از اين رويکرد کم تر در مديريت جامع آبخيز استفاده شده است. لذا در پژوهش حاضر رويکرد جديد بهينهسازي پيوند آب، انرژي و غذا در مديريت سازگار حوزه آبخيز پيشکوه استفاده شد. روش پژوهش: در اين پژوهش براي بهينهسازي پيوند WEF شاخصهاي مصرف آب و انرژي، بهرهوري و بهرهوري اقتصادي آب و انرژي و سرانه موجوديت غذا در نه گروه زارعي اول (شامل محصولات سيب، گلابي، به، آلبالو، گيلاس، آلو، هلو، زردآلو، گوجهسبز، بادام و گردو)، دوم (شامل انگور، سنجد، زرشک، توت، انجير و عناب)، سوم (شامل عدس، نخود و لوبيا)، چهارم (آفتابگردان)، پنجم (شامل گوجهفرنگي، بادمجان، هويج، کدو و کلم)، ششم (هندوانه)، هفتم (شامل يونجه، شلغم و چغندر علوفهاي)، هشتم (شامل گندم، جو و ذرت)، و نهم (شامل سيبزميني و پياز) در نظر گرفته شد. براي بهينهسازي پيوند آب-انرژي و غذا در سطح حوزه آبخيز پيشکوه از برنامهريزي خطي و از طريق مدل چند متغيره بهينه سازي پيوند آب-انرژي-غذا و محدوديتهاي بر منابع آب و انرژي حوزه آبخيز در محيط نرم افزار Lingo 18.0 استفاده شد. يافتهها: پژوهش حاضر نشان داد که در حوزه آبخيز پيشکوه گروه زارعي سوم (عدس، نخود و لوبيا) و گروه زراعي هفتم (يونجه، شلغم و چغندر علوفهاي) به ترتيب با مصرف 93/4727 و 93/9787 مترمکعب بر هکتار بر سال کمترين و بيشترين شاخص مصرف آب بوده است و بالاعکس گروههاي زراعي چهارم (آفتابگردان) و پنجم (گوجهفرنگي، بادمجان، هويج، کدو و کلم) با مقدار 87/7226 و 99/42888 مگاژول بر هکتار بر سال داراي حداقل و حداکثر مقدار انرژي مصرفي بوده است. با اين وجود شاخص بهرهوري آب با بررسي ميزان عملکرد گروههاي زراعي نسبت به ميزان آب مصرفي نشان داد که گروههاي زراعي پنجم (گوجهفرنگي، بادمجان، هويج، کدو و کلم) و سوم (عدس، نخود و لوبيا) با مقدار 66/2 و 28/0 کيلوگرم بر مترمکعب، داراي بيشترين و کمترين مقدار شاخص مذکور است. گروههاي زراعي سوم (عدس، نخود و لوبيا) و هفتم (يونجه، شلغم و چغندر علوفهاي) با مقدار 66/20 و 94/0 کيلوگرم بر مگاژول بيشترين و کمترين مقدار شاخص بهرهوري انرژي را داشته است. گروه زراعي دوم (انگور، سنجد، زرشک، توت، انجير و عناب) در حوزه آبخيز پيشکوه نيز داراي بيشترين مقدار بهرهوري اقتصادي آب (56/0 ميليون ريال بر مترمکعب) و انرژي (266/0 ميليون ريال بر مگاژول) است. نهايتاً گروه زراعي هشتم (گندم، جو و ذرت) بيشترين نقش در شاخص سرانه موجوديت غذا را ايفا ميکند. نتايج: پژوهش پيشرو باهدف بهينهسازي پيوند آب-انرژي و غذا در حوزه آبخيز پيشکوه انجام گرفت. پس از بررسي هفت شاخص مصرف آب و انرژي، بهرهوري و بهرهوري اقتصادي آب و انرژي و سرانه موجوديت غذا در منطقه موردمطالعه نتايج نشان داد که مقدار شاخص WEF براي گروههاي مختلف زراعي از 18/0 (بدترين) تا 48/0 (بهترين) به ترتيب مربوط به گروه زراعي پنجم (گوجهفرنگي، بادمجان، هويج، کدو و کلم) و دوم (سنجد، زرشک، توت، انجير و عناب) بوده است. با اجراي مدل بهينهسازي WEF در حوزه آبخيز پيشکوه ميتوان با اندازهگيري شاخصهاي مربوطه، هرساله نسبت به افزايش بهرهوري و کاهش مصرف منابع قدم مثبتي را برداشت. اين رويکرد نهتنها منجر به کاهش فشار بر منابع موجود خواهد شد بلکه پايداري و حفاظت از بومسازگان را در پي خواهد داشت. از طرفي بهبود وضعيت اقتصادي کشاورزان با تغيير الگوي کشت باعث پايداري زنجيره تأمين محصولات کشاورزي و افزايش امنيت غذايي در حوزه آبخيز پيشکوه خواهد شد. به عبارتي ديگر مديريت ابعاد مختلف شاخص WEF ميتواند راهکارهاي مناسب براي دستيابي به پايداري اقتصادي کشاورزي در منطقه را فراهم کند.