از رصد مصرف تا واکنش به ناپایداری ردپای آب: بهینه سازی چندهدفه یکپارچه الگوی کشت با رویکرد کل نگر– جزئی نگر (مطالعه موردی: استان مرکزی)

با توجه به محدودیت منابع آب و لزوم مدیریت تقاضای آب به ویژه در بخش کشاورزی، تدوین راهکارهای موثر برای کاهش فشار بر منابع آب ضروری است. پژوهش حاضر با هدف ارائه مدل بهینه سازی الگوی کشت در سطح شهرستانی، با تکیه بر شاخص ردپای آب و ملاحظات اقتصادی و زیست محیطی صورت گرفت. با بهره گیری از داده های اقلیمی، زراعی و اقتصادی طی دوره ۱۰ساله، ردپای آب آبی و سبز برای ۱۸ محصول محاسبه شد. بهینه سازی 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 زیست محیطی 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 شهرستان ها، 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 شهرستان ها 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. یافته ها، بر کارآمدی یک رویکرد تلفیقی مبتنی بر ردپای آب و بهینه سازی چندهدفه الگوی کشت تاکید دارد.

کلیدواژه ها:

ارزیابی ردپای آب ، الگو و ترکیب کشت ، بهینه سازی چندهدفه الگوی کشت ، شاخص کمبود آب آبی (BWS) ، مدیریت پایدار منابع آب کشاورزی