بهینه سازی الگوی کشت در چارچوب اهداف کشاورزی اقلیم-هوشمند: مطالعه موردی شبکه آبیاری درودزن- ایران

سیستم­های نوین آبیاری به عنوان یک راهبرد انطباقی برای مدیریت اثرات تغییر اقلیم و بهبود امنیت آب در نظر گرفته می­شود. استفاده از چنین سیستم­هایی علاوه بر صرفه­جویی در مصرف آب، چالش­هایی را در زمینه افزایش مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه­ای ایجاد کرده است. اگرچه برخی از مطالعات اخیر تحلیل های ارزنده­ای از رابطه بین آب و انرژی در سیستم های آبیاری کشاورزی ارائه کرده اند، اما توجه همزمان به بهره وری، سازگاری و کاهش اثرات مخرب محیط زیستی در بهینه سازی الگوی کشت یک سیستم کشاورزی به عنوان یک ضرورت اساسی  کمتر مورد توجه قرار گرفته است. کشاورزی اقلیم-هوشمند به عنوان یک مفهوم برنامه­ای قوی که به این سه هدف می پردازد، پتانسیل یک راه حل برد سه­جانبه را ایجاد کرده است. این مطالعه با توسعه یک مدل یکپارچه اقتصادی-هیدرولوژیکی-محیط­زیستی به نام WECSAM در سطح حوضه، متشکل از یک مدل هیدرولوژیکی به نامWEAP و یک مدل بهینه سازی چند-هدفه و ترکیب آن با مفاهیم ردپای آب، ردپای انرژی و انتشار گازهای گلخانه­ای در چارچوب کشاورزی اقلیم-هوشمند، در جهت پر کردن این خلا است.  این مدل برای منطقه شمالی حوضه آبریز بختگان به نام شبکه آبیاری درودزن اجرا شد. نتایج مدل WECSAM نشان داد که با بهینه سازی همزمان اهداف متناقض حداکثرسازی سود اقتصادی و حداقل­سازی ردپای آب، ردپای انرژی و انتشار دی­اکسید کربن، در مقایسه با مدل تک- هدفه حداکثرسازی سود، باعث کاهش ۲/۸ درصد ردپای آب، کاهش ۲/۲۱ درصد ردپای انرژی، کاهش ۹/۶ درصد انتشار انتشار دی اکسید کربن و کاهش ۴/۷ درصد سود اقتصادی می­شود. سهم سیستم قطره ای در آبیاری الگوی کشت آب-هوشمند، انرژی-هوشمند و اقلیم-هوشمند ۵/۵۴ درصد و برای سیستم بارانی نیمه متحرک ۲/۲۶ درصد است، در حالی که سیستم بارانی کلاسیک ثابت کمتر از یک درصد از آبیاری الگوی کشت بهینه را به خود اختصاص می­دهد.

کلیدواژه ها:

سیستم های آبیاری ، الگوی کشت ، کشاورزی اقلیم-هوشمند ، بهینه سازی چندهدفه ، رد پای آب ، انتشار CO۲