نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد گروه مهندسی آب دانشگاه بیرجند

2 استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه بیرجند

3 دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

     محدودیت منابع آب، عملکرد پایین بهره­وری، افزایش جمعیت و نیاز روزافزون به این منبع حیاتی لزوم برنامه­ریزی مناسب به منظور استفاده بهینه از منابع آب را در مناطق خشک و نیمه خشک جهان نمایان می­سازد. الگوهای کشت مناسب، روشی بسیار مؤثر و اساسی برای استفاده بهینه از آب است. با توجه به محدودیت منابع آبی در دشت بیرجند، این تحقیق برای بهینه‌‌سازی الگوی کشت در این دشت انجام شد. بدین منظور، الگوی کشت رایج در دشت بیرجند (A) و هشت الگوی کشت رایج در سایر دشت‌های خراسان به عنوان الگوهای پایه مورد بررسی قرار گرفتند. در این تحقیق از روش تصمیم‌گیری چند معیاره‌ی فرایند تحلیل سلسله مراتبی و مدل برنامه‌ریزی لینگو برای تعیین بهترین الگوی کشت استفاده شد. در هر دو مدل از معیارهای اقتصادی و اجتماعی برای حداکثر کردن درآمد خالص، اشتغال و نیروی کار و حداقل کردن آب مصرفی، هزینه، و مقدارآب مجازی صادراتی استفاده شد. نتایج نشان داد که معیارهای سود و آب مصرفی نسبت به سایر عوامل از اهمیت بیشتری در تعیین رتبه‌بندی محصولات و نوع­کشت برخوردار می­باشند. نتایج نشان داد که گیاهان زعفران، زیره، جو، گندم، صیفی‌جات، سبزیجات، چغندرقند، نباتات علوفه‌ای و پنبه به ترتیب بیشترین اولویت را برای کشت داشتند. با توجه به این نتایج و براساس الگوهای کشت رایج در منطقه، هشت الگوی کشت پیشنهاد شد. نتایج مدل تحلیل سلسله مراتبی نشان داد که الگوهای هشت، دو و چهار به عنوان الگوهای مناسبی می‌باشند که در این الگوها به ترتیب نباتات علوفه‌ای (12/21 درصد)، گندم (74/36 درصد) و گندم (76/46 درصد) بیشترین سطح زیر کشت را داشتند. با توجه به بهینه‌یابی در مدل LINGO مدل 8 به علت دارا بودن پایین‌ترین ضریب تعیین (R2) نامناسب می‌باشد. در الگوهای 2 و 4 سطح زیر کشت گندم و سبزیجات نسبت به الگوی کشت رایج در منطقه افزایش نشان داد. گیاهان جالیزی، زعفران، پنبه و جو در الگوی دو نسبت به الگوی رایج منطقه افزایش داشت در حالی که در الگوی چهار کاهش یافت. زیره در الگوی دوم کاهش نشان داد ولی در الگوی چهار افزایش یافت. سطح زیر کشت نباتات علوفه‌ای و چغندرقند در هر دو الگوی کشت نسبت به وضعیت فعلی منطقه کاهش نشان داد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Optimization of Crop Pattern Using Analytical Hierarchy Process and Linear Programming (Case Study: Plain Birjand)

نویسندگان [English]

  • Mahmoud Nakhaee 1
  • Reza Hashemi 2
  • Abbas Khashee Sivaki 2
  • Mohsen Ahmadi 3

چکیده [English]

     It is necessary to optimize the use of water resources in arid and semi-arid of world because of limited water resources, low performance efficiency, increasing population and demand for water. Suitable cropping patterns are very effective and efficient method for use of water. Due to limited water resources in Birjand plain, this research was conducted to optimization of crop pattern in the plain. For this purpose, crop pattern in Birjand plain (A) and 8 common crop patterns were studied. The method of multi-criteria decision analytic hierarchy process and LINGO programming model used to determine the best cropping pattern. Economic and social measures used to maximize net income, employment and labor and minimizing water consumption, cost and virtual water in both model. Results showed that profit and water is factor that is more important other than to determine crop pattern. Results show that saffron, cumin, barley, wheat, summer crops, vegetables, sugar beet, forage plant and cotton are the highest priority for cultivation. AHP results showed that 8, 2 and 4 models were determined the best cropping patterns so that in these models the forage plant (21.12%), wheat (36.74%) and wheat (46.76%) had the highest cultivation area, respectively. Model 8 due to had a low coefficient of determination (R2) in LINGO so this model is inappropriate. The cultivated wheat and vegetable in models 2 and 4 increased than cropping patterns prevalent in the region. Cucurbit plants, saffron, cotton and barley in Model 2 increased compared to the current model, while Model 4 decreased. Cumin decreased in model 2 but increased in model 4. Cultivation of forage plant and sugar beet in both models reduced compared to the current crop pattern.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Optimization
  • Crop pattern
  • Birjand Plain
  • Linear programming