تحليل سناريويي بهره‌وري آب و انرژي محصولات زراعي در منطقه ميناب تحت تغييرات اقليمي

نویسندگان

1 استاد، گروه علوم و مهندسي کشاورزي، واحد علوم و تحقيقات، دانشگاه آزاد اسلامي، تهران، ايران.

2 استاد، گروه علوم و مهندسي کشاورزي، واحد علوم و تحقيقات، دانشگاه آزاد اسلامي، تهران، ايران.

3 دانشجوي دکتري، گروه علوم و مهندسي کشاورزي، واحد علوم و تحقيقات، دانشگاه آزاد اسلامي، تهران، ايران.

4 دانشيار، گروه علوم و مهندسي کشاورزي، واحد علوم و تحقيقات، دانشگاه آزاد اسلامي، تهران، ايران.

doi
چکیده

سابقه و هدف: بخش کشاورزي به ‌عنوان رکن اصلي اقتصاد، به ‌شدت تحت تأثير تغييرات اقليمي قرار دارد. اين نوسانات، عملکرد محصولات و منابع آب را ناپايدار کرده و بهره‌وري را کاهش مي‌دهد. شهرستان ميناب، يکي از قطب‌هاي کشاورزي جنوب ايران، نقش کليدي در توليد محصولات زراعي و باغي دارد. هدف اين پژوهش، تحليل شاخص‌هاي کشاورزي و بهره‌وري آب در محصولات منتخب شهرستان طي دوره ۱۴۰۱ –۱۳۸۶  و بررسي تأثير پارامترهاي اقليمي مانند بارش، دما و ساعات آفتابي است. همچنين، ارزيابي اثرات تغييرات آب‌وهوايي آينده بر کشاورزي منطقه با استفاده از سناريوهاي اقليمي مختلف (SSP126، SSP245، SSP585)،  از ديگر اهداف اين مطالعه مي‌باشد. روش پژوهش: در اين مطالعه، تأثير تغييرات اقليمي بر عملکرد و بهره‌وري آب و انرژي چهار محصول کشاورزي مهم شامل گندم، گوجه‌فرنگي، پياز و هندوانه مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور، از داده‌هاي هواشناسي (شامل دماي حداقل و حداکثر، بارش و ساعات آفتابي) و داده‌هاي کشاورزي مرتبط با عملکرد و مصرف آب و انرژي استفاده شد. داده‌هاي خام پس از مرحله پالايش و نرمال ‌سازي، با استفاده از مدل LARS-WG تحت سه سناريوي مختلف تغيير اقليم (SSP126، SSP245 و SSP585) براي دوره آينده شبيه ‌سازي شدند. دقت مدل به کمک شاخص ضريب همبستگي پيرسون (R) ارزيابي و تأييد گرديد. براي تحليل روابط بين متغيرهاي اقليمي و کشاورزي، از روش همبستگي پيرسون در محيط پايتون استفاده شد و نتايج به ‌صورت نقشه‌هاي حرارتي (Heatmap) ارائه و به منظور افزايش قابليت اطمينان نتايج، عدم قطعيت مدل‌سازي با محاسبه بازه اطمينان ۹۵ درصدي گزارش گرديد. همچنين براي سنجش دقت مدل‌ها، دو شاخص اصلي RMSE و NSE محاسبه شد. يافته‌ها: گوجه‌فرنگي با بهره‌وري فيزيکي آب 17/8 کيلوگرم و اقتصادي 56/1141ريال بر مترمکعب، بالاترين کارايي مصرف آب و ارزش اقتصادي را نشان داد. هندوانه نيز با 88/0 مگاژول در هکتار، بيشترين بازده انرژي را نشان مي‌دهد. در مقابل، گندم کم‌ترين بهره‌وري آب (03/1 کيلوگرم بر مترمکعب) و انرژي (12/0 مگاژول  در هکتار) را دارد. در سناريوي بدبينانهSSP585، افزايش دما و کاهش بارندگي موجب افزايش نياز آبي و کاهش عملکرد مي‌شود. همچنين، گوجه‌فرنگي و هندوانه به دما، و گندم و پياز به بارندگي حساس‌تر هستند. نتايج ارزيابي مدل‌ها نشان دادند که انتخاب مدل غيرخطي (درجه ۲) منجر به بهبود چشمگير دقت پيش‌بيني براي اکثر متغيرهاي آب‌وهوايي شده است. نتيجه‌گيري: تغييرات اقليمي تأثير مستقيمي بر عملکرد و بهره‌وري محصولات کشاورزي شهرستان ميناب دارد. بهره‌وري آب در برخي محصولات مانند هندوانه بالاست، اما محصولات استراتژيک نظير گندم در برابر تغيير اقليم آسيب‌پذيرتر هستند. با توجه به محدوديت منابع آبي و افزايش فشار ناشي از رشد جمعيت جهاني، لازم است راهبردهاي مديريتي مؤثري براي افزايش بهره‌وري آب و انرژي در کشاورزي اتخاذ شود. ترکيب رويکردهاي فني، اقتصادي و زيست ‌محيطي مي‌تواند در بهبود مديريت منابع آب و تضمين پايداري کشاورزي مؤثر باشد.