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.