بخشی از مقاله
چکیده
از سوالات مطرح در طرح سدهای چند منظوره در سطح ملی توجیه پذیری آنها در بلندمدت می باشد. این مساله در حال حاضر که روند رو به رشد تمرکز گازهای گلخانهای در اتمسفر بر میزان متغیرهای اقلیمی همچون بارش تاثیر مستقیم داشته و در دورههای آتی میتواند اثرات عمیقی بر روی طرح سدهای چند منظوره بگذارد و توجیه پذیری آنها را با مشکل مواجه سازد، بسیار مورد توجه اقتصاددانان توسعهای قرار گرفته است. خشکسالی به عنوان یک پدیده نامطمئن و غیرقابل پیشبینی، پدیدهای متناوب و منطقهای است که با ایجاد کمبود آب در هوا و خاک بر اقتصاد و توسعهی پایدار کشاورزی تاثیر میگذارد.
شبیهسازی شدت و نوسانات وقوع خشکسالی در جلوگیری از تخریب های اقتصادی و اجتماعی بر کشاورزی از اهمیت زیادی برخوردار است. خشکسالی ملایم و طولانی ممکن است بیشتر از یک خشکسالی کوتاهمدت و شدید بر اقتصاد و کشاورزی یک کشور و یا منطقه تاثیر بگذارد. در مطالعه حاضر با استفاده از مدل شبکهی عصبی مصنوعی - NNA - و اطلاعات بارندگی سالهای 1379 تا 1389، میزان بارندگی برای همان سالها شبیهسازی و تاثیر آن بر اقتصاد و توسعهی پایدار کشاورزان پایین دست سد زرین گل بررسی شد. که نتایج نشان دهندهی کاهش میزان بارندگی طی 10سال اخیر میباشد.
بر اساس سه شاخص خشکسالی، دورههای خشکسالی وجود داشته و تاثیر مخربی بر توسعهی پایدار کشاورزی منطقه داشته است. در نتیجه، نتایج اهمیت برنامهریزیهای بلندمدت اقتصادی، توسعهای دولت برای نیل به هدف توسعهای پایدار کشاورزان شهرستان علی آباد کتولرا خاطر نشان میسازد.
مقدمه
در تعریف خشکسالی کشاورزی بیشتر توجه و تمرکز بر کمبود بارندگی، تفاوت تبخیر و تعرق، پتانسیل کمبود رطوبت خاک، میزان افت سطح آب های زیرزمینی و یا مخازن است. خشکسالی کشاورزی جنبههای مختلف خشکسالی اقلیمی و یا خشکسالی هیدرولوژیکی را به تاثیرات کشاورزی پیوند میدهد. در تعریف خشکسالی کشاورزی بیشتر توجه و تمرکز بر کمبود بارندگی، تفاوت تبخیر و تعرق، پتانسیل کمبود رطوبت خاک، میزان افت سطح آبهای زیرزمینی و یا مخازن است. فعالیتها اقتصادی و کشاورزی را بیشتر مواجه با پدیده ریسک و عدم اطمینان میباشد که امکان دستیابی مستمر به منابع سالم و حفظ و انتقال آن را به نسلهای آینده را غیرممکن ساخته است. آب که از اصلی ترین مولفههای محیط زیست، جزء لاینفک و ضروری توسعهی پایدار کشاورزی میباشد. در ایران سرانه آب تجدید شونده با افزایش جمعیت و وقوع خشکسالی کاهش یافته و از نظر معیارهای جهانی به مرز بحران نزدیک است.
خشکسالی هیدرولوژیکی عبارتست از کاهش جریان آبهای جاری، دریاچهها و سطوح مخازن آب سدها، تهی شدن ذخایر رطوبت خاک، افت سطحی و زیر زمینی، در نتیجه این تغییرات غیرطبیعی میزان نزولات آسمانی، کل سیستم هیدرولوژیکی یک منطقه دچار نقصان و خسارت میشود
آب مورد نیاز گیاهان بستگی تام به شرایط غالب اقلیمی منطقه، خصوصیات بیولوژیکی گیاه مورد نظر، مرحله رشد و خصوصیات بیولوژیکی خاک دارد. آستانه خشکسالی کشاورزی باید به گونهای تعریف و تعیین گردد که در مقدار معین آستانه میزان آب مورد نیاز گیاهان مختلف در دورههای مختلف رشد از حالت بذر تا بلوغ کامل بتواند تامین گردد.
کمبود رطوبت خاک سطحی در هنگام کاشت ممکن است مانع از جوانهزنی و یا حداقل باعث به تاخیر افتادن رویش و جوانهزنی گیاه گشته و نهایتا به کاهش تراکم در واحد سطح و کاهش تولید منجر گردد. اما اگر رطوبت خاک سطحی در هنگام رویش زودرس به اندازه کافی نبوده و رطوبت خاک زیرسطحی کم باشد تاثیری در بازدهی نهایی گیاه نخواهد داشت بشرطی که این کاهش رطوبت خاک زیر سطحی در طی دورهی رشد گیاه با آبیاری و یا با وقوع بارش جبران گردد.
به طور کلی عموم محققانی که در زمینه خشکسالی فعالیت می کنند در ماهیت و اثرات گوناگون خشکسالی اتفاق نظر دارند ولی با توجه به نیازها و زمینه-های کاری خود تعاریف خاصی از آن ارائه دادهاند. برای مثال اقلیم شناسان عموما خشکسالی را به عنوان دورهای در نظر می گیرند که در طول آن، میزان بارش کمتر از میانگین آن در بلند مدت باشد، تعریف مذکور تابع موقعیت مکانی و فصلی است. متخصصان علوم کشاورزی، خشکسالی را از منظر زندگی گیاهی و میزان رطوبت خاک مطالعه میکنند.
با استفاده از استفاده از مدل شبکهی عصبی1 ، برای شبیهسازی طول دورهی خشکسالی، با معادل قرار دادن تعداد روزهایی که در آن بارندگی کمتر از آستانه 7,9 میلیمتری، و روزهای بدون بارندگی در مجموع جزء دورههای خشکسالی هستند
زارعان و کشاورزان معتقدند که پدیده خشکسالی باعث کمبود رطوبت در خاک و هوا و کاهش تولیدات، عملکرد و کیفیت محصولات کشاورزی میگردد. از نظر اقتصاددانان این پدیده باعث قحطی، گرسنگی و سوء تغذیه، افزایش مهاجرت، کاهش رفاه و بهداشت عمومی که محورهای توسعه پایدار میباشند را تحت شعاع قرار میدهد
تهی شدن تعداد قابل ملاحظهای از منابع آبی که به سختی بتوان تعداد آن را برآورد نمود، زیرا در زمان خشکسالی سطح آب چاهها بیش از اندازه استحصال و بهره برداری میشوند
هویت خاطر نشان میسازد که در شرایط آب و هوایی مرطوب و نیمهخشک، پدیده خشکسالی زمانی رخ میدهد که خشکسالی یک مسئله جدی برای اجتماعات انسانی و اکوسیستم است. که در نتیجه تغییرات اقلیمی بوجود آمده است. اگر چه اثر آن جزء اتفاقات ناگهانی همچون سیل و طوفان نیست، اما خشکسالی بلایی طبیعی و مخرب برای جهان است. و سالانه خسارتی در میانگین 6 تا 8 بیلیون دلار بر جهان وارد میکند که تاثیر جمعی آن بر بیشتر مردم نسبت به سایر بلاهای طبیعی بیشتر است
در راستای پژوهش، چهار هدف کلی در تعریف جهان شمول مفهوم کشاورزی پایدار عبارتند از - 1: تولید غذا و الیاف کافی - 2برنامههای حفاظت محیطی - 3 از لحاظ اقتصادی ماندنی، و مناسب رشد و ترقی - 4 عدالت اجتماعی
تعریف توسعه پایدار که در سال 1987 بوسیله کمیسیون سازمان ملل ارائه شد با این مضمون است، که "توسعه پایدار توسعه-ای است که نیازهای نسل حاضر را بدون نادیده گرفتن حق و توان نسلهای آینده برای تامین نیازهایشان برآورده میسازد".
مواد و روشها
در این تحقیق تاثیر شبیهسازی خشکسالی و تاثیر آن بر توسعهی پایدار کشاورزان شهرستان علی آباد کتول با روشهای شبکه عصبی مصنوعی - شبکههای پرستون چندلایه - 1MLP مطالعه شده است. بارندگی برای دورههای خشکسالی براساس سه شاخص-1 شاخص حجم مخزن در نرمال -2شاخص بارش سالیانه کمتر از 85 درصد میزان میانگین سالیانه آن-3 شاخص میزان بارش موثر در محصولات زراعی از مرحله بذر تا رسیدگی کامل اندازهگیری و سپس میزان بارندگی برای یازده سال گذشته شبیهسازی گردید.
شبکههای عصبی مصنوعی - - ANN
شبکههای عصبی یکی از پویاترین حوزههای تحقیق در دوران معاصر است که افراد متعددی از رشتههای گوناگون علمی را به خود جلب کرده است. زیستشناسان، شبکههای عصبی بیولوژیکی2 را طی سالیان متمادی مطالعه کردهاند، که مغز انسان، نمونهای از این شبکههاست. دستیابی به روش کار مغز، تلاش بیوقفهای بوده است که بیش از 2000 سال پیش توسط ارسطو و هراکلیتوس آغاز شد و با تحقیقات دانشمندان دیگری چون رامنی کاجال، کلگی و هب3 ادامه داشته است
یک شبکههای عصبی مصنوعی از تعداد زیادی گره و پاره خطهای جهتدار که گرهها را به هم ارتباط میدهند تشکیل شده است. گرههای که در لایه ورودی هستند گرههای حسی و گرههای لایه خروجی، گرههای پاسخ دهنده نامیده میشوند. بین نرونهای ورودی و خروجی نیز نرونهای پنهان4 قرار دارند. اطلاعات از طریق گرههای ورودی به شبکه وارد میشود، سپس از اتصالات به لایههای پنهان متصل شده، در نهایت خروجی شبکه از گرههای لایه خروجی به دست میآیند. این مراحل مشابه شبکه عصبی بیولوژیکی انسان است
