بهینه سازی چندهدفه ی الگوی کشت با تاکید بر منافع اقتصادی و تامین امنیت زنجیره ی غذایی (مطالعه موردی: گنبد کاووس-سدگلستان)

یکی از عوامل اصلی توسعه اقتصادی و اجتماعی هر کشوری، ذخایر و پتانسیل های آبی است. شناخت همه جانبه و جامع منابع آب پیش نیاز بهره برداری بهینه و پایدار از این منابع محسوب می شود. در کشور ایران به علت کمبود بارندگی در اکثر حوضه های آبریز و محدود بودن منابع آب، برنامه ریزی مدون به منظور شناخت امکانات و محدودیت های منابع آب باهدف بهره برداری بهینه بسیار ضروری و اجتناب ناپذیر است. امروزه یکی از راهکارهای اساسی جهت مدیریت منابع آب در بخش کشاورزی، انتخاب الگوی کشت مناسب و تعیین استراتژی های تخصیص بهینه ی آب کشاورزی است که در شرایط محدود بودن منابع آب و فراوانی اراضی قابل کشت، هدف می بایست افزایش کارایی مصرف آب، استفاده ی بهینه از منابع آب محدود و حصول بیشترین سود اقتصادی باشد.

این پژوهش بر روی الگوی کشت منطقه گنبدکاووس استان گلستان؛ شبکه آبیاری سد گلستان برای کشت محصولات پاییزه (چهار محصول عمده گندم، کلزا، جو و تریتیکاله) در سال های زراعی 1396-1397 الی 1399-1400 انجام شد. بهینه سازی چندهدفه با اهداف افزایش سود خالص اقتصادی و کاهش آب مصرفی با روش الگوریتم ژنتیک نامغلوب (NSGA- II) انجام شد. ابتدا با روش بهینه سازی دوهدفه و در نظر گرفتن حداقل مقادیر الگوی کشت با گام های محاسباتی مختلف حداکثر سود خالص و همچنین میزان آب ذخیره شده محاسبه شد.در مرحله بعد با روش بهینه سازی تک هدفه سود خالص حاصل از آب ذخیره شده بهینه سازی شد. در نهایت از طریق تجمیع مقادیر سود خالص اقتصادی دوهدفه و تک هدفه بهترین گام محاسباتی انتخاب شد.

نتایج نشان داد که مقادیر گام محاسباتی برای هر سال یکسان نیست و مقادیر حداکثرسود خالص حاصل از رعایت حداقل مقدار مجاز الگوی کشت و آب ذخیره شده (بهینه سازی دو هدفه) و مقادیر حداکثرسود خالص حاصل از بهینه سازی آب ذخیره شده در مرحله قبل (بهینه سازی تک هدفه) با گام های محاسباتی مختلف با سود هر سال محاسباتی در نظر گرفته شد. نتایج حاصل از حداکثر سود خالص و آب ذخیره شده براساس مقدار مجاز حداقل الگوی کشت، بهینه سازی دوهدفه (سود خالص ماکزیمم و آب ذخیره شده ماکزیمم) و نتایج حاصل از بهینه سازی تک هدفه مقادیر آب ذخیره شده تجمیع شد. با توجه به تجمیع سود خالص از بهینه سازی گام های محاسباتی دوهدفه و تک هدفه بهترین سود خالص اقتصادی به دست آمد.. همچنین با وجود کمتر شدن سطح زیرکشت و آب تخصیصی در سال های زراعی 1398-1399 و 1399-1400 مشاهده می شود سود خالص نسبت به سال های قبل افزایش یافته است. در سال 1400-1399 با توجه به این که آب کمتری نسبت به سال های قبل تخصیص داده شده و سطح زیرکشت الگوی کشت بهینه به مقدار ناچیز از سطح زیرکشت سال هدف کمتر شد (85/83 هکتار) بالاترین سود خالص با اختلاف 138 درصد افزایش سود بدست آمد، که این مسیله به دلیل میزان افزایش قیمت محصولات نسبت به هزینه ها می باشد که افزایش درآمد بیش از افزایش هزینه ها بود.

نتایج تحقیق حاضر نشان داد برای حصول سود اقتصادی بیشتر با مدیریت مصرف آب تخصیصی بهینه استفاده از روش های بهینه سازی چند هدفه نسبت به روش های تک هدفه عملکرد بهتری دارد. همچنین در نظر گرفتن گام های محاسباتی توسط مسیولان و تشکل های آببران برای مدیریت ذخیره آب تخصیصی و دستیابی به حداکثر سود خالص اقتصادی باعث افزایش اشتغال، مهاجرت معکوس و دستیابی به سطح رفاه اجتماعی بالاتر خواهد شد. با توجه به رعایت حداقل کشت استراتژیک گندم و افزایش کشت های دانه روغنی کلزا و علوفه ای گیاه تریتیکاله مدل حاضر از لحاظ تامین امنیت زنجیره ی غذایی و دیدگاه پدافند غیر عامل عملکرد بهینه و مناسب دارد.