برآورد ردپای آب در الگوهای فعلی کشت و ظرفیت کاهش آن در الگوهای بهینه تحت شرایط آرمان‌های چندگانه (مطالعه موردی؛ منطقه ورامین)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 استاد گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 دانشیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

با تشدید بحران آب در جهان، توجه به مفهوم آب مجازی و ردپای آب در برنامه‌ریزی و سیاست‌گذاری‌کشاورزی، به ویژه در کشورهای واقع در منـاطق خشک و نیمه خشک، ضرورت یافته است. بخش کشاورزی در ایران به عنوان بزرگترین مصرف‌کننده آب، نیازمند توجه جدی به مفاهیم الگوی کشت بهینه، آب مجازی و ردپای آب خواهد بود. بر این اساس، هدف این تحقیق، کاهش ردپای آب الگوهای بهینه تحت آرمانِ همزمان سود و ریسک در مقایسه با الگوهای کشت فعلی است. همچنین، پیامد عدم اجرای الگوی کشت بهینه از منظر منافع و ردپای آب تحت الگوهای برنامه‌ریزی آرمانی بررسی شد. برای این منظور از داده‌های هزینه تولید، سطح زیر کشت و میزان تولید محصولات زراعی منطقه ورامین واقع در دشت ورامین برای سال زراعی 97-1396 استفاده شد. نتایج این مطالعه نشان داد که در الگوهای تعادل سود و ریسک، منافع خالص کشاورزان به میزان 8/10 درصد افزایش می‌یابد و همزمان ردپای آبی به‌طور متوسط 5/5 درصد کاهش خواهد یافت. در واقع ردپای آب آبی، سبز و خاکستری در الگوی فعلی کشت به ترتیب معادل 45/52، 79/2 و 56/17 میلیون مترمکعب و در الگوی بهینه تعادل سود و ریسک نیز به ترتیب معادل 60/51 ،24/2 و 96/14میلیون مترمکعب برآورد شد. در نهایت مجموع ردپای آب نیز در دو الگو به ترتیب 81/72 و 81/68 میلیون مترمکعب برآورد گردید. با توجه به اینکه کل نیاز صنعت و معدن از مصارف آبی کشور تنها 2 درصد است، لذا چنانچه بتوان این صرفه‌جویی 5/5 درصدی در ردپای آب را در کشور تعمیم داد، با اجرای الگوی تعادلی سود و ریسک در بخش کشاورزی، می‌توان علاوه بر کسب سود بیشتر توسط کشاورزان، بیش از نیاز صنعت در مصارف آبی صرفه‌جویی نمود. این میزان صرفه‌جویی بدون هزینه‌ای توسط دولت قابل انجام خواهد بود و در واقع منافع بیشتر و ریسک کمتر، کشاورزان را به رعایت این الگو، ترغیب خواهد نمود.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  1. Ababaei, B. and Ramezani Etedali, H. (2017). Water footprint assessment of main cereals in Iran. Agricultural Water Management. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.07.016.
  2. Allan, J. A. (2003). Virtual water- the water, food, and trade nexus. Useful concept or misleading metaphor? Journal of Water International, 28, 106-113.
  3. Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D. and Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration-Guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and drainage paper 56, FAO, Rome, Italy.
  4. Bazrafshan, O., Ramezani Etedali, H., Gerkani Nezhad Moshizi, Z. and Mansoureh Shamili, M. (2019). Virtual water trade and water footprint accounting of Saffron Production in Iran. Agricultural Water Management. 213: 368-374. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2018.10.034.
  5. Bazrafshan, O., Zamani, H., Ramezan Etedali, H. and Dehghanpir, S. (2019). Assessment of citrus water footprint components and impact of climatic and non-climatic factors on them. Scientia Horticulturae. 250: 344-351. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2019.02.069.
  6. Bazrafshan, O., Zamani, H., Ramezan Etedali, H. and Dehghanpir, S. (2020). Improving water management in date palms using economic value of water footprint and virtual water trade concepts in Iran. Agricultural Water Management. doi.org/10.1016/j.agwat.2019.105941.
  7. Bocchiola, D., Nana, E. and Soncini, A. (2013). Impact of climate change scenarios on crop yield and water footprint of maize in the Po valley of Italy. Agricultural Water Management. 116, 50–61.
  8. Chapagain, A. K. and Hoekstra, A. Y. (2011). The blue, green and grey water footprint of rice from production and consumption perspectives. Econ., 70, 749–758.
  9. Chapagain, A. K. and Orr, S. (2009). An improved water footprint methodology linking global consumption to local water resources: a case of Spanish tomatoes. Environ. Manage. 90, 1219–1228.
  10. Chu, Y., Shen, Y. and Yuan, Z. (2017). Water footprint of crop production for different crop structures in the Hebei southern plain, North China. Earth Syst. Sci., 21, 3061–3069.
  11. Dabrowski, J. M., Murray, K., Ashton, P. J. and Leaner, J. J. (2009). Agricultural impacts on water quality and implications for virtual water trading decisions. Ecological Economics, 68, 1074–1082.
  12. Dong, H., Geng, Y., Sarkis, J., Fujita, T., Okadera, T. and Xue, B. (2013). Regional water footprint evaluation in China: A case of Liaoning. Sci. Total Environ., 442, 215–224.
  13. Duan, A. W. (2004). Irrigation water quota of main crops in North China. Agricultural Science and Technology Press of China, Beijing. FAO. 2012. World Agriculture towards 2030/2050. ESA E Working Paper No. 12-03. http://www.fao.org/economic/esa/esag/en/
  14. Gamage, A. (2017). Application of goal programming approach on finding an optimal land allocation for five other field crops in Anuradhapura district. Operations Research and Applications: an International Journal (ORAJ), 4(2), 1-13.
  15. Gheewala, S. H., Silalertruksa, T., Nilsalab, P., Mungkung, R., Perret, S. R. and Chaiyawannakarn, N. (2014). Water footprint and impact of water consumption for food, feed, fuel crops production in Thailand. Water, 6, 1698–1718.
  16. Gleick, P. H. (2003). Global freshwater resources: soft-path solutions for the 21st century. Science, 302, 1524–1528.
  17. Harati, M. (2020). Varamin plain user report presented in the reference for providing and sharing data of urban-regional studies. (In Farsi)
  18. He, L., Wang, S., Peng, C. and Tan, Q. (2018). Optimization of Water Consumption Distribution Based on Crop Suitability in the Middle Reaches of Heihe River, Sustainability, 10, 1-17.
  19. Hoekstra, A. Y. (Ed.) (2003). Virtual water trade, proceedings of the international expert meeting on virtual water trade. 12–13 December 2002, delft, the Netherlands, Value of Water Research Report Series 12.
  20. Hoekstra, A. Y. and Chapagain, A. K. (2007). Water footprints of nations: water use by people as a function of their consumption pattern. Water Resour. Manage. 21, 35–48.
  21. Hoekstra, A. Y., Chapagain, A. K., Aldaya, M. M. and Mekonnen, M. M. (2009). Water footprint manual: state of the art, water footprint network, Enschede, the Netherlands.
  22. Jefferies, D., Muñoz, I., Hodges, J., King, V. J., Aldaya, M., Ercin, A. E., Canals, L. M. and Hoekstra, A. Y. (2012). Water footprint and life cycle assessment as approaches to assess potential impacts of products on water consumption. Key learning points from pilot studies on tea and margarine, Clean. Prod., 33, 155–166.
  23. 2021. Report of Varamin city governorate. (In Farsi)
  24. Kayatz, B., Harris, F., Hillier, J., Adhya, T., Dalin, C., Nayak, D., Green, R. F., Smith, P. and Dangour, A. D. (2019). “More crop per drop”: Exploring India's cereal water use since 2005. Science of the Total Environment, 673, 207–217.
  25. Lamastra, L., Suciu, N. A., Novelli, E. and Trevisan, M. (2014). A new approach to assessing the water footprint of wine: an Italian case study. Sci. Total Environ., 490, 748–756.
  26. Mekonnen, M. M. and Hoekstra, A. Y. (2010). The green, blue and grey water footprint of crops and derived crop products. Value of water research report series 47, UNESCO-IHE, Delft, the Netherlands.
  27. Ministry of Jihad Agriculture. 2020. Agriculture Bank, Statistics and Information Office. (In Farsi)
  28. Mojtabavi, S.A., Shokoohi, A., Ramezani Etedali, H. and Singh V.P. (2018). Using regional virtual water trade and water footprint accounting for optimizing crop patterns to mitigate water crisis in dry regions. Irrigation and Drainage. 67: 295–305. https://doi.org/10.1002/ird.2170.
  29. Nakhaiee, M., Mohebbi Tafreshi, A. and Mohebbi Tafreshi, G. (2019). Modeling and predicting TDS concentration changes in varamin aquifer using GMS software. Journal of Advanced Applied Geology, 31, 25-37. (In Farsi)
  30. Nouri, H., Stokvis, B., Galindo, A., Blatchford, M. and Hoekstra, A. Y. (2019). Water scarcity alleviation through water footprint reduction in agriculture: The effect of soil mulching and drip irrigation. Science of the Total Environment, 653, 241–252.
  31. Ramezani Etedali, H., Ahmadaali, K., Gorgin, F. and Ababaei, B. (2019). Optimizing cropping pattern of main cereals and improving water use efficiency: Application of water footprint concept. Irrigation and Drainage. 68: 765–777 https://doi.org/10.1002/ird.2362.
  32. Rosegrant, M. W. and Ringler, C. (2000). Impact on food security and rural development of transferring water out of agriculture. Water Policy, 1, 567–586.
  33. Serrano, A., Guan, D., Duarte, R. and Paavola, J. (2016). Virtual water flows in the EU27: A Consumption‐based Approach. Journal of Industrial Ecology, 20(3), 547-558.
  34. Shrestha, S., Pandey, V. P., Chanamai, C. and Ghosh, D. K. (2013). Green, blue and grey water footprints of primary crops production in Nepal. Water Resour. Manage. 27, 5223–5243.
  35. Suttayakul, P., H-Kittikun, A., Suksaroj, C., Mungkalasiri, J., Wisansuwannakorn, R. and Musikavong, C. (2016). Water footprints of products of oil palm plantations and palm oil mills in Thailand. Sci Total Environ., 542, 521–529.
  36. UNEP (2007). Global environment outlook e Geo 4: Environment for development, United Nations Environment Programme, Valletta, Malta.
  37. Wang, Y. B., Wu, P. T., Engel, B. A. and Sun, S. K. (2014). Application of water footprint combined with unified virtual crop pattern to evaluate crop water productivity in grain production in China. Total Environ, 497–498, 1–9.
  38. Water Resources Management Company. 2018. Report on the exploitation status of the country's plains. (In Farsi)
  39. Wu, P., Zhuo, La., Zhang, G., Mekonnen, M. M., Hokestra, A. Y., Wada, Y., Gao, X., Zhao, X., Wang, Y. and Sun, S. (2018). Trade-offs between crop-related (physical and virtual) water flows and the associated economic benefits and values: a case study of the Yellow River Basin. Earth Syst. Sci. Discuss.
  40. Yang, H. and Zehnder, A. (2007). Virtual water: An unfolding concept in integrated water resources management. Water Resources Research, 43, 1-10.
  41. Zhang, G. and Zhang, S. (1998). Advances in agricultural nitrogen leaching in soil. Soil, 6, 291–297.
  42. Zhuo, L., Mekonnen, M. M. and Hoekstra, A. Y. (2016). The effect of inter-annual variability of consumption, production, trade and climate on crop-related green and blue water footprints and interregional virtual water trade: A study for China (1978–2008). Water Res., 94, 73–85.
  43. Zule, M. and Jamshidi, A. R. (2011). The importance of the cultivation pattern for the sustainable development of agriculture and providing suitable solutions for its correction, First national conference on strategies to achieve sustainable agriculture, Ahwaz, Iran.
تحقیقات اقتصاد و توسعه کشاورزی ایران
دوره 53، شماره 4
دی 1401
صفحه 987-999

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار