بهینه‌سازی الگوی کشت محصولات کشاورزی دشت مهران براساس محدودیت‌های منابع آب، سطح زیرکشت و تنوع زیستی

به علت محدودیت منابع آبی و سطح زیرکشت، تعیین الگوی کشت همواره یکی از چالش‌های اصلی کشور در بخش کشاورزی بوده است. در این تحقیق بهینه‌سازی الگوی کشت دشت مهران واقع در استان ایلام بر اساس محدودیت‌های منابع آبی، سطح زیرکشت و تنوع زیستی توسط الگوریتم زنتیک انجام می‌شود. مدل بهینه‌ساز بر روی سه سناریو که با ترکیب قیود مختلف ایجاد شدند، بکار برده شد. نتایج بیانگر آن بود که در سال زراعی 961395، الگوی کشت بهینه نبوده و شاخص تنوع زیستی نیز بسیار پایین می‌باشد. سود حاصله و تنوع زیستی در تمامی سناریوها بیشتر از شرایط موجود دشت مهران است. مقدار افزایش سود در سناریوهای یک، دو و سه به ترتیب 70، 101 و 132 درصد بیشتر از سود الگوی کشت موجود است و از منظر تنوع زیستی، معیار شانون وینر در تمامی سناریوها بیشتر از دوبرابر معیار شانون وینر در الگوی کشت موجود دشت مهران است. گندم، کلزا، کنجد و بامیه در اکثر الگوهای کشت بهینه حضور قابل توجهی دارند. گندم بیشترین سطح زیرکشت و گوجه فرنگی و یونجه و ذرت کمترین سطح زیرکشت را به خود اختصاص داده‌اند که دلیل آن سود پایین و مصرف بالای آب این محصولات می‌باشد. محصولاتی مانند ذرت، کنجد، بامیه و خیار، در الگوی کشت بهینه دارای سطوح زیرکشت قابل توجهی هستند و می‌توان از این محصولات به‌عنوان محصولات جایگزین کشت فعلی به منظور افزایش سود کشاورزی استفاده نمود.

Optimization of cropping pattern, taking into account limited water resources, cultivated area and biodiversity in the Mehran Plain

Due to limited water resources in Iran, the optimal use of water resources and improvement of water use efficiency is necessary, especially in agriculture. In current work, cropping pattern optimization was carried out in Mehran Plain of Ilam Province based on water resources, cultivated area and biodiversity constraints using genetic algorithm. The optimization model was applied to three different scenarios based on a combination of different constraints. The results showed that the cropping pattern in 201617 was not optimal and the biodiversity index was low. The resulting profit and biodiversity in all scenarios are higher than the current situation in Mehran plain. The amount of profit increase in combinations one, two and three is 70, 101 and 132% higher than the profit of the existing cropping pattern, respectively, and in terms of biodiversity, the ShannonWiener criterion is more than twice as high as the ShannonWiener criterion in the existing simple cropping pattern in all scenarios. Wheat, canola, sesame and okra are strongly represented in most optimal cropping patterns. Wheat has the largest acreage and tomato and alfalfa and corn have the least acreage due to the low profit and high water consumption of these products. Crops such as corn, sesame, okra and cucumber are strongly represented in the optimal cropping patterns and can be used as alternatives to the current crops to increase agricultural profits.