تعیین الگوی کشت بهینه تحت تاثیر پدیده تغییر اقلیم با استفاده از رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی

شبیه سازی و بهینه سازی ابزارهایی هستند که به کمک آن ها می توان الگوی کشت مناسب و مقدار آب تخصیص یافته جهت آبیاری را به گونه ای مناسب محاسبه نمود تا سود کل حاصل از سیستم بیشینه گردد که این موضوع نیاز به درک وسیعی از نیاز آب آبیاری، الگوی کشت محصولات، مساحت زیر کشت و عملکرد مخزن دارد. همچنین با توجه به تغییرات شرایط آب وهوایی و تغییر اقلیم و افزایش کمبود آب، بعلاوه عدم استفاده درست از منابع آب موجود پایداری تولید محصولات کشاورزی با تهدیدی جدی روبرو می باشد. در تحقیق حاضر، تخصیص بهینه آب آبیاری و سطوح زیر کشت با در نظرگیری بیشینه نمودن سود خالص سیستم تحت تاثیر شرایط تغییر اقلیم و شرایط حال حاضر با در نظرگیری دو دوره خشک و نرمال آبی و استفاده از روابط جدید تابع تولید آب ارایه شده توسط FAO در مدل شبیه سازی- بهینه سازی GWO-MODSIM که در آن مدل MODSIM و الگوریتم گرگ های خاکستری (GWO) تلفیق گشته اند، صورت گرفته است و نتایج حاصله در هر دو حالت با یکدیگر مقایسه گردیده است. بدین منظور حوضه آبریز گاوخونی به عنوان محدوده مطالعاتی انتخاب شده است و برای انتخاب مناسب ترین مدل گردش عمومی جو برای پیش بینی اقلیم آینده این حوضه خروجی های بارش، دمای حداقل و حداکثر و ساعات آفتابی تمامی مدل ها با آمار روزانه ایستگاه سینوپتیک اصفهان در بازه زمانی 82-1981 تا 16-2015 مقایسه شدند که نتایج تست های آماری نشان می دهند که سناریوی A2 از مدل HadCM3 مناسب ترین سناریو و مدل برای محدوده مطالعاتی می باشد. بدین ترتیب با ایجاد سناریوی ذکرشده در دوره آتی محاسبات مذکور انجام شده که جهت محاسبات نیاز گیاهان از رابطه پن من مانتیث ارایه شده توسط فایو استفاده گردیده است. همچنین با بررسی مدل بارش رواناب IHACRES ضرایب تغییرات در جریان ورودی به حوضه محاسبه گردید و با اعمال ضرایب بر جریان های دوره پایه، مقادیر موردنیاز تحت شرایط تغییر اقلیم در ورودی حوضه محاسبه گردید. مقایسه سود خالص سیستم با استفاده از رویکرد شبیه سازی – بهینه سازی در تمامی دوره ها با روش شبیه سازی نشان دهنده بهبود نتایج و تاثیر قابل قبول روش فوق در حل مسایل بهینه سازی الگوی کشت می باشد. در این تحقیق سیستم بهینه سازی که برمبنای روش جدید FAO به منظور برآورد عملکرد واقعی گیاه و تعیین سطوح بهینه کشت توسعه داده شده است کارایی لازم را داشته و همچنین مدل پشتیبان تصمیم گیری MODSIM که یک مدل شبکه جریان بوده میزان تخصیص های بهینه هر یک از محصولات را تحت شرایط تغییر اقلیم و شرایط حال حاضر را محاسبه نموده است. همچنین مقایسه نتایج شرایط حال حاضر و سناریوی ایجادشده نشان دهنده کاهش %96/3 سود کل سیستم و همچنین کاهش سطوح کشت در دوره تغییر اقلیم می باشد که این موضوع اتخاذ تصمیم مدیریتی مناسب را جهت سازگاری هرچه بهتر امکان پذیر می نماید.

کلیدواژه ها:

برنامه ریزی تخصیص آبیاری ، رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی ، تغییر اقلیم ، GWO- MODSIM