بخشی از مقاله
خلاصه
در تحقیق حاضر با استفاده از اطلاعات جمع آوری شده از جهاد کشاورزی شهرستان جهرم و سالنامه آماری بازرگانی خارجی و با استفاده از مدل برنامه ریزی خطی به دلیل سادگی و کاربردی بودن آن و امکان به کار گیری در مدیریت منابع آب ؛ به بررسی بهینه سازی الگوی کشت در کاهش مصرف آب و افزایش درآمد پرداخته شده است . هدف از این مطالعه ، تدوین یک مدل برنامه ریزی منابع آب در جهت تعیین الگوی کشت مناسب، بهره برداری بهینه از منابع آب سطحی و زیر زمینی و چگونگی تخصیص آب بین گیاهان زراعی بوده است به نحوی که تاثیرات سوء کم آبی به حداقل ممکن برسد .
با استفاده از مدل برنامه ریزی خطی و با انتخاب تابع هدف و معرفی قیدهای موجود، از این مدل برای تعیین ترکیب کشت بهینه ، مناسب ترین الگوی بهره برداری از منابع موجود و تخصیص بهینه آن بین گیاهان مختلف و در نهایت سود حاصل از زراعت ، استفاده شد. مدل برای پنج دوره پنج ساله و با در نظر گرفتن تغییرات تدریجی اجرا شد. بطور کلی نتایج بدست آمده نشان داد که تغییرات در الگوی کشت با وجود کاهش برداشت از منابع آب زیر زمینی سود خالص حاصل ، روند افزایش دارد. بطوریکه از 605 میلیارد ریال در سال 1390 به 653 میلیارد ریال در سال 1410 رسیده است. در نهایت می تواند راهکاری مناسب جهت افزایش عملکرد و کاهش هزینه های تولید برای سودمندی کشت در منطقه جهرم باشد .
کلید واژه ها: الگوی کشت، بهنه سازی، منابع آب، تنش آبی، آب زیر زمینی، برنامه ریزی ریاضی
1.مقدمه
استان فارس به دلیل برخورداری از قابلیته ائی همچون تنوع آب و هوایی ، وجود جلگه های وسیع و حاصلخیز،وجود منابع غنی آب های زیر زمینی و سطحی، وجود مراکز علمی- فنی و خدمات پشتیبانی فعالیتهای کشاورزی و همچنین فراوانی بهره برداران با تنوع فعالیت در زیر بخش های مختلف از دیر باز به عنوان یکی از کانونها ی مهم کشاورزی و مراکز مهم کاشت و تولید محصولات مختلف زراعی، باغی، دامی، آبزی، جنگلی و فرآورده های صنایع تبدیلی در سطح کشو ر مطرح بوده و مستعد حمایت و سرمایه گذاری گسترده در خصوص توسعه زیر بخش ها و صادرات محصولات تولیدی می باشد. بر اساس آخرین اطلاعات مو جود، مساحت استان فارس بالغ 12/4 میلیون هکتار 7/4 - وسعت کشور - و از این لحاظ سومین استان پهناور کشور محسوب می شود.
از کل مساحت استان، 18 درصد را اراضی قابل کشت، 79 درصد منابع طبیعی، - جنگل و مرتع - و 3 درصد را سایر تشکیل می دهد. از کل اراضی قابل کشت یعنی 2/2 میلیون هکتار، 54/5 درصد زیر کشت، 10 درصد آیش و 35/5 درصد را بلا استفاده تشکیل می دهد که از مجموع این اراضی 73/8 زیر کشت آبی و ما بقی 26/2 درصد زیر کشت محصولات دیم می باشد. لازم به توضیح است 80 درصد از اراضی آبی و 62 درصد از اراضی دیم زیر کشت محصولات زراعی ودیم می باشد.بررسی منابع نشان می دهد که در زمینه استفاده از مدلها برای بهینه سازی در زمینه های مختلف از جمله مدیریت منابع آب و تعیین الگوی بهینه کشت مورد استفاده واقع شده است.
در این زمینه وظیفه دوست و همکاران - 1387 - افزایش بهره وری آب کشاورزیدر مزارع تحت آبیاری منطقه برخواراصفهان را بررسی نمودند و به این نتیجه رسیدند که کاهش دوره آبیارو کم آبیاری به میزان چشمگیری کارایی مصرف آب WPi را افزایش داده آما تاثیر چندانی بر روی WPet نداشت.منتظرولطفی - 1387 - توسعه و کابرد مدل برنامه ریزی الگوی بهنیه کشت و تخصیص منابع آب شبکه های آبیاری و به این نتیجه رسیدن که در بین محصولات الگوی کشت منطقه، پیاز بیشترین مقدار شاخص بهره وری سود خالص به واحد حجم آب مصرفی و یونجه کمترین مقدار این شاخص را دارا می باشد.
در شرایط خشکسالی و برای الگوی کشت بهینه شبکه، مقدار این شاخص برای این دو محصول بترتیب 75069 و 3055 ریال بر مترمکعب برآورد گردید. بیشترین سطح زیر کشت در دوره های آبی خشک و تر مربوط به محصول گندم و بترتیب معادل 19350 و 23599 هکتار تعیین شد.با توجه به کم آبی های اخیر و عادت آبیاری کشاورزان، مقدار تخلیه بیش از مقدار ورودی ها می باشد و این نیازمند تحقیق می باشد. با توجه به مصرف بخش کشاورزی حدود 90 درصد از مجموع استحصال آب از آبخوان های استان فارس است.از این رو اتخاذ سیاست هایی جهت محدود کردن مصرف آب در این بخش می تواند در کاهش میزان بهره برداری و جبران کسری آبخوان هاونهایت کاهش فاصله میان نرخ بهره برداری و نرخ تجدید آبخوان ها موثر باشد.
3.مواد و روش ها
بهینه سازی الگوی کشت :
شهرستان مذکور در استان فارس به رغم گسترش فعالیت های فیزیکی در سه دهه اخیر و به علت افزایش بی رویه جمعیت و توسعه فعالیت های کشاورزی و صنعتی و برداشت بی رویه آب و نیز خشکسالی های متناوب، با افت سطح ایستایی سفره آبی و دیگر منابع آب مانند چشمه، چاهها و حتی قنات ها روبرو شده است. در نتیجه این نیاز احساس می شود که تاثیرات سوء کم آبی به حداقل ممکن برسد. بنابراین هدف از این مطالعه ، تدوین یک مدل برنامه ریزی منابع آب در جهت تعیین الگوی کشت مناسب، بهره برداری بهینه از منابع آب سطحی و زیر زمینی و چگونگی تخصیص آب بین گیاهان زراعی در منطقه جهرم - فارس می باشد. با بررسی انواع مدلهای برنامه ریزی منابع آب و خصوصیات و شرایط حاکم بر هر کدام از این مدلها، برنامه ریزی خطی بعنوان بهترین مدل انتخاب گردید .
الف - برنامه ریزی خطی : - LP -
تصمیم گیری یکی از مهمترین وظایف مدیریت است و در تمامی سطوح مدیریت و حتی در زندگی روزمره با مسایل تصمیم گیری متعددی روبه رو هستیم . برای گرفتن یک تصمیم مناسب که اهداف گوناگون را در بر گیرد نیاز به یک برنامه ریزی مدون و دقیق است . یکی از روش های که می تواند مدیران و برنامه ریزان را در این امر یاری رساند روش برنامه ریزی ریاضی است .برای ساختن یک مدل برنامه ریزی خطی بصورت زیر عمل می شود : الف - تشکیل تابع هدف ب - تشکیل مجموعه ای از معادلات و نا معادلات - محدودیت ها - ج - رعایت شرط عدم منفی این نوع برنامه ریزی در منابع آب برای مسائل با روابط ساده مانند تخصیص مستقیم تا مسائل پیچیده بهره برداری و مدیریت قابل بکارگیری است . مدل عمومی برنامه ریزی خطی را میتوان بشکل زیر در نظر گرفت :
همچنین تحت فرضیات مشخص و منطقی ، مسائل غیر خطی نیز قابل تبدیل به مسائل خطی می باشند و بوسیله روش های تکرار یا تقریب حل می شوند . مزایای استفاده از برنامه خطی :
الف - امکان حل مسائل با تعدادی متغییرهای زیاد و دارای مشکلات ابعادی ب - عدم نیاز به مقادیر اولیه ج - امکان محاسبه سریع جواب بهنه کلی د - در دسترس بودن نرم افزار های اولیه
4.ساختار کلی مدل :
تابع هدف :تابع هدف مدل بهینه سازی پیشنهادی ، به صورت زیر می باشد :
