بهینه‌سازی چندهدفه الگوی کشت مبتنی بر ردپای آب در استان‌های شرق کشور

افزایش بهره‌وری منابع به کمک بهینه‌سازی الگوی کشت محصولات زراعی، یک راهکار مناسب برای توسعه بخش کشاورزی است. در این تحقیق الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه (nsgaii) برای بهینه‌سازی الگوی کشت محصولات زراعی عمده شهرستان‌های استان‌های شرقی کشور شامل خراسان‌های شمالی، رضوی و جنوبی و استان سیستان‌وبلوچستان با اهداف حداکثر کردن ارزش اقتصادی ردپای آب و حداقل کردن ردپای آب آبی با استفاده از شاخص کمیسیون توسعه پایدار سازمان ملل (un) در قالب چهار سناریو به کار گرفته‌شده است. نتایج نشان داد در برخی سناریوها امکان تحقق کامل اهداف در الگوی چندهدفه وجود ندارد، همچنین نتایج نشان داد در صورت اجرای الگوی کشت بهینه چنانچه منطقه موردمطالعه از منظر قید امنیت آبی به ترتیب در شرایط بحران متعادل، متوسط و شدید قرار داشته باشد، میزان تولید به ترتیب 50، 75 و 100 درصد میزان فعلی و به‌طور میانگین باعث صرفه‌جویی به ترتیب 55، 40 و 30 درصدی منابع آبی منطقه می‌شود. اجرای این الگو در مناطق موردمطالعه افزایش میزان درآمد، کاهش مصرف آب و به‌تبع آن پایداری بیشتر محیط‌زیست را نیز در بردارد.

Multi-objective optimization of cropping pattern by emphasizing on water footprint in the eastern provinces of Iran

Increasing the water productivity by cropping pattern optimization is one of the best ways for development in agriculture. In this study, in order to maximize farmers’ income and minimize blue water footprint of wheat, barley, alfalfa, and maize, the NSGAII multiobjective optimization algorithm and United Nations commission on sustainable development’s indicator has been used in four cropping pattern scenarios in the 56 cities of the eastern provinces of Iran. The results showed that in some scenarios it was not possible to fully achieve these goals in the multiobjective model. The results also showed that the production of 50, 75 and 100% of the current values causes a low, moderate and severe water stress in the study region, that on average, save 55, 40 and 30 % of the region’s water resources, respectively. Implementation of this model in the study area would increase revenue, reduce water consumption and, consequently make more environmental sustainability.