تعیین الگوی کشت با تاکید بر مصرف بهینه‌ی انرژی و کشاورزی پایدار

زمانی, امید; قادرزاده, حامد; مرتضوی, سید ابوالقاسم

فهرست نشریات دارای اعتبار وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

تعداد نشریات	45
تعداد شماره‌ها	1,497
تعداد مقالات	18,255
تعداد مشاهده مقاله	59,200,942
تعداد دریافت فایل اصل مقاله	20,648,317

تعیین الگوی کشت با تاکید بر مصرف بهینه‌ی انرژی و کشاورزی پایدار "مطالعه موردی شهرستان سقز استان کردستان"

دانش کشاورزی وتولید پایدار

مقاله 3، دوره 24، شماره 1، خرداد 1393، صفحه 31-43 اصل مقاله (199.3 K)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

امید زمانی^* ¹؛ حامد قادرزاده²؛ سید ابوالقاسم مرتضوی¹

¹دانشگاه تربیت مدرس

²عضو هیئت عملی دانشگاه کردستان

چکیده

چکیده
نظر به اهمیت بخش کشاورزی در کشورهای در حال توسعه، لزوم اجرای برنامهریزی در این بخش بر اساس اهداف متعدد ضروری است. مطالعهی حاضر تلاش مینماید، با استفاده از الگوی برنامهریزی آرمانی به تعیین الگوی کشت در سه ساختار و دو سطح اولویت، بپردازد. دادههای مورد نیاز به روش طبقهبندی تصادفی، از طریق تکمیل 225 پرسشنامه از سطح 30 روستای شهرستان سقز استان کردستان، برای سال زراعی 87-1386، جمعآوری شد. نتایج نشان داد، با استفاده از برنامهریزی آرمانی، الگوی کشت با اولویت ساختار انرژی، بین الگوی کشت با اولویت اهداف اقتصادی و اهداف زیستمحیطی قرار گرفته است. افزون بر آن الگوی کشت با اولویت اقتصادی بیشترین درآمد ناخالص را ایجاد و بیشترین نیروی کار را مورد استفاده قرار میدهد، همچنین این سطح اولویت، بیشترین تاثیر مخرب بر محیطزیست را بر جای می گذارد. با توجه به یافتهها، اهمیت توجه به اهداف زیست محیطی علیالخصوص کارآیی انرژی در بهینهسازی الگوی کشت لازم است و این اهداف دیگر را نسبتا پوشش میدهد و این مهم مورد توجه سیاستگزاران قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

الگوی بهینه کشت؛ برنامه ریزی آرمانی اولویتی؛ شهرستان سقز؛ مصرف بهینه انرژی

اصل مقاله

مقدمه

بخش کشاورزی نسبت به سایر بخشهای اقتصادی همواره ارتباط بیشتر و نزدیکتری با محیط زیست داشته، به طوری که از دیدگاه بسیاری از کارشناسان زیربنا و پایه اصلی فعالیتهای تولیدی در بخش کشاورزی محیطزیست میباشد. طی دهههای اخیر، مصرف بی‌رویه مواد شیمیائی در کشاورزی اگرچه سبب افزایش عملکرد کشاورزی شد اما مشکلات زیست‌محیطی مختلفی را بوجود آورده است. بر همین اساس در دو دهه اخیر توجه برنامهریزان و سیاستگذاران به پایداری کشاورزی افزایش یافته است. لغت پایدار برشرایط یکنواخت و با ثبات دلالت دارد. شرایط یکنواخت افقهای دور دست را در برمیگیرد. کشاورزی پایدار نوعی کشاورزی است که در جهت منافع انسان بوده، کارآیی بیشتری در استفاده از منابع داشته و با محیط در توازن است (کهنسال و فیروز زارع 1387). به عبارتی کشاورزی زمانی پایدار است که از لحاظ فنی امکان پذیر، از نظر اقتصادی موجه، از نظر سیاسی مناسب، از جنبه مدیریتی اجراشدنی، از دیدگاه اجتماعی پذیرفتنی و به لحاظ محیطی سازگار باشد (کوچکی 1376). به طور کلی میتوان گفت در کشاورزی پایدار دو هدف اساسی حفظ سطح تولید کشاورزی و کاهش آثار زیانبار زیست محیطی وجود دارد (خاتون آبادی و امینی 1375). توسعه پایدار با این نگرش که از منابع باید بهگونهای استفاده کنیم که نه تنها نیاز نسل فعلی را برآورده سازد، بلکه امکان تأمین نیازهای نسلهای آینده را نیز فراهم آورد، برنامهریزی جامع و به هم پیوستهای را در تمامی ابعاد اقتصادی و اجتماعی ایجاب مینماید.

بیتردید استفاده کارآ از منابع، یکی از اهداف عمده کشاورزی پایدار است. در تمامی بوم نظامهای زراعی اکولوژیک کاهش وابستگی سیستم به نهادهها و مصرف انرژی و افزایش کارآیی انرژی از اهداف اساسی به شمار میآید. بر همین اساس استفاده کارآ از انرژی در کشاورزی یکی از اصول مورد نیاز کشاورزی پایدار محسوب میشود(دی جونگ 2004). امروزه نه تنها انرژی از نهاده‌های مهم تولیدی در بخش کشاورزی به شمار می‌رود، بلکه تامین کننده اصلی بسیاری از نهادههای بخش کشاورزی است. نیاز به افزایش تولید مواد غذایی و اهمیت تامین امنیت غذایی در کشورهای در حال توسعه باعث مصرف هرچه بیشتر از انرژی و منابع طبیعی در بخش کشاورزی شدهاست. از سوی دیگر مصرف انرژی در این بخش مشکلات زیست محیطی زیادی را بدنبال دارد. بر همین اساس استفاده ناکارآ از انرژی در کشورهای در حال توسعه، محدودیت عمدهای برای تولید محصولات کشاورزی و همچنین تحقق کشاورزی پایدار، ایجاد مینماید (تانپاکان و همکاران 2006). با توجه به اینکه انرژی در کشورهای در حال توسعه و به خصوص در بخش کشاورزی به صورت نا کارآ استفاده میشود، کارآیی انرژی میتواند به عنوان یک هدف در برنامهریزی مدیران واحدهای کشاورزی قرار گیرد.

در طول دهههای اخیر برنامهریزیهای انجام شده جهت تخصیص منابع در کشاورزی به صورت تک هدفه، که عمدتاً بر روی حداکثرسازی درآمد کشاورزان و جنبههای اقتصادی فعالیت کشاورزی، بوده است. توجه زیاد به این هدف از آنجا ناشی میشود، که توسعه کشاورزی نقش حیاتی را در توسعه پایدار هر کشور ایفا میکند. اما توجه بیش از حد به این هدف موجب غفلت از پیامدهای زیست محیطی میگردد. رشد فزاینده جمعیت و بحران کمبود غذا، سبب بهره‌برداری بیش از اندازه از منابع طبیعی و در نتیجه برهم خوردن توازن بیولوژیکی شدهاست (کوچکی 1376). با توجه به اینکه پیامدهای زیست محیطی خود به عنوان مانعی برای رسیدن به کشاورزی پایدار است، کاهش اثرات زیست محیطی نیز میتواند به عنوان یک هدف مطرح گردد.

امکان تخریب محیطزیست در مناطق و نقاط کمتر توسعهیافته، به دلیل محدودیتهای نظارتی، بیشتر است و همچنین در این مناطق در تعیین سیاستگذاریها به اهداف زیستمحیطی و انرژی توجه کمتری میگردد.

در این مطالعه علاوه بر اهداف اقتصادی و کشاورزی پایدار، هدف حداکثر کردن کارآیی انرژی نیز گنجانده شده است. در این مطالعه سعی میشود، با توجه به اهداف کلی کشاورزی پایدار و کارآیی انرژی، مجموعهای از اهداف در قالب ساختارهای مختلف تعریف شده و الگوی کشت بهینه بر اساس این ساختارها محاسبه گردد. در روشهای معمولی برنامهریزی آرمانی اهداف مختلف در یک سطح بررسی خواهند شد، اما در این مطالعه سعی شده است، با توجه به ساختار مورد بررسی به مجموعهای از اهداف مرتبط، اولویت داده شود.

شهرستان سقز، یکی از شهرهای استان کردستان با مساحتی معادل 4370 کیلومتر مربع در غرب ایران واقع شدهاست. خاک حاصلخیز و شرایط آب و هوایی مناسب این منطقه، مزیت نسبی بالایی را جهت کشت محصولات زراعی ایجاد کردهاست. منابع آبی این منطقه، منبع اصلی تامین آب رودهای بزرگی همجون سفیدرود به شمار میرود. بر همین اساس طبیعی است که استفاده بیش از حد از سموم و کودهای شیمایی علاوه بر اینکه منابع آبی منطقه را تهدید میکند، خطر بزرگی برای مناطق پایین دست به شمار میآید. بر همین اساس، ضروری است که در تعیین الگوی کشت این منطقه، شاخصهای پایداری زیست محیطی مدنظر قرار گیرد. بنا به این مهم، در این مطالعه تلاش گردید، الگوی کشاورزی پایدار در راستای تامین اهداف زیست محیطی، انرژی و اقتصادی در مزارع کشاورزی شهرستان سقز در استان کردستان تعیین و بررسی گردد.

مطالعات متعددی در زمینه تعیین الگوی کشت پایدار صورت گرفته است. در این بخش به چند نمونه از مطالعات داخلی و خارجی اشاره خواهیم کرد. موسوی اول و همکاران(2011) به منظور بررسی کارآیی اقتصادی و تکنیکی مصرف انرژی در تولید محصول کلزا استان گلستان از تکنیک تحلیل پوششی دادهها استفاده کردند. کارآیی انرژی در این مطالعه به صورت نسبت انرژی خروجی به ورودی محاسبه شده است. نتایج نشان داد، میانگین کارآیی در مزارع کلزا منطقه مورد مطالعه در شرایط بازده ثابت و متغیر نسبت به مقیاس به ترتیب 74/0 و 88/0 است. دانشور و همکاران (2009)، الگوی کشت بهینه با هدف کاهش مخاطرات محیطی را برای کشاورزی ایران تعیین کردند. در این مطالعه آنان از برنامهریزی فازی کسری با اهداف چندگانه استفاده کردند و نتیجه گرفتند، نسبت خالص بازدهی درون مصرفی نهادهها و نسبت مصرف نهادهها در مزرعه با استفاده از الگوی خروجی برنامهریزی فازی کسری با اهداف چندگانه بهبود مییابد. تانپاکان و همکاران (2006) در مطالعهای واقع در منطقه شمال شرقی هند به منظور تعیین محصولاتی که همزمان از انرژیهای موجود در روستا بیشترین استفاده و حداکثر درآمد نقدی را دارا هستند، از برنامهریزی آرمانی استفاده کردند. نتایج نشان داد، اگر تاکید بر روی حداکثر کردن محصولاتی است که بیشتر انرژی مورد نیاز آنها در خود روستا تامین میشود، باید به سمت تولید محصولاتی که نهادههای آنها در خود روستا تهیه میشود، حرکت کرد. اولیوریا و همکاران (2003) در یک مدل برنامهریزی مدیریت جنگل در برزیل از مدل برنامهریزی آرمانی استفاده کردند. اهداف مورد مطالعه حداکثر کردن برداشت برگ درختان مناطق بومی، حداکثر کردن توریسم، حداکثر کردن چراگاه برای دام، حفظ نیروی کار موجود و افزایش تنوع گیاهی و جانوری بود. کروز (2004)، در بررسی بخش انرژی کلمبیا، با استفاده از یک برنامه سیستمی برای دسترسی به پایداری بخش انرژی، روابط میان سیاستگذاریهای بخشهای مختلف و نوع تعامل بین بخشی جهت دستیابی به این پایداری را تشریح کرد. محمدیان و همکاران(1389)، با استفاده از روشهای مختلف برنامهریزی آرمانی الگوی کشت بهینه را در شهرستان فریمان محاسبه کردند. در این مطالعه استفاده بهینه از منابع آب زیرزمینی به عنوان شاخص پایداری در نظر گرفته شده است. نتایج تحقیق نشان میدهد که استفاده از الگوی کشت بهینه میزان مصرف آب را تا 2/1 میلیون مترمکعب در منطقه مورد مطالعه کاهش خواهد داد. منصوری و کهنسال (1386) از برنامه ریزی آرمانی جهت تعیین الگوی بهینه کشت در یک مزرعه تحقیقاتی استفاده کردند. اهدافی که در این مطالعه بررسی شد حداکثر کردن بازده برنامهای و حداقل کردن نیروی کار به عنوان اهداف اقتصادی و حداقل کردن مصرف آب و کود شیمیایی به عنوان اهداف زیست محیطی بود. بریمنژاد و یزدانی (1383)، در مطالعهای تحت عنوان تحلیل پایداری در مدیریت منابع آب در بخش کشاورزی با استفاده از برنامهریزی کسری، برای استان کرمان به اندازهگیری پایداری پرداختند. در این مطالعه آنان به صورت تئوری و تجربی کاربرد این روش را برای محاسبه پایداری نشان دادند و شاخصهایی برای پایداری محاسبه نمودند. از دیگر مطالعاتی که در تعیین الگوی کشت از مدل برنامهریزی آرمانی استفاده کردهاند، میتوان به مطالعات زیر اشاره کرد: ترکمانی و عبدشاهی (1379)، اسدپور(1382)، چیذری و همکاران(1384)- بیسواس و پال (2005).

در این مطالعه علاوه بر اینکه اهداف اقتصادی و زیست محیطی در تعیین الگوی کشت مدنظر قرار گرفت، هدف حداکثر کردن کارایی انرژی نیز در کنار سایر اهداف بررسی گردید. با وجود اهمیت کارایی انرژی در بخش کشاورزی، بررسی مطالعات پیشین نشان میدهد که این موضوع در این مطالعات به عنوان یک آرمان در تعیین الگوی کشت مورد بررسی قرار نگرفته است، بر همین اساس در این مطالعه سعی گردید که حداکثر کردن کارایی انرژی به عنوان یک هدف مجزا و در کنار سایر اهداف در تعیین الگوی کشت مورد بررسی قرار گیرد.

مواد و روشها

در این مطالعه به منظور تعیین الگوی کشت بهینه، از اهداف متعدد و متضادی استفاده خواهد شد. با توجه به این موضوع مدل برنامهریزی آرمانی انتخاب گردید. روش برنامهریزی آرمانی که به اختصار آن را [1]GP می‌نامند، از قدیمیترین و معروفترین روش‌های حـــل مسائل بهینه ســازی چند هدفه است. این روش به وسیله چارنز و کوپر (1961) ابداع و توسط لی[2] (1965) گسترش یافت. در این روش یک سری آرمان از طرف تصمیم گیرنده مطرح میشود و تمام قیود و تابع هدف در محدودیتها قرار می‌گیرد و تابع هدف شامل به حداقل رساندن انحرافات از این آرمانها و مقادیر موجود برای محدودیتها است. در اکثر مسائل علاوه بر مشخص شدن اهداف توسط تصمیم گیرنده، درجه اهمیت اهداف به صورت رتبهای و یا به صورت اوزان کمی (wj) نیز مشخص می‌گردند. از این رو مدل عمومی آرمانی که امروزه بیشتر مورد استفاده واقع میشود به قرار زیر است(رومرو و رحمان، 2004).

در این الگو:

مشخص کننده آرمان kام، میزان منابع استفاده شده برای فعالیتهای مختلف تولیدی، میزان موجودی منبع jام، تابع هدف iام حاصل از فعالیتهای تولیدی،معرف متغیر مازاد، معرف متغیر کمبود میباشند.

با توجه به اینکه روش برنامهریزی آرمانی اولویتی[3] امکان اولویت بندی بین اهداف را برای مدیران امکان پذیر میسازد، در این مطالعه از این روش استفاده گردیدهاست. برای تعیین الگوی کشت تحت این روش از دو سطح اولویت با سه ساختار اولویتبندی استفاده شده که در هر یک از ساختارها یکی از اهداف اقتصادی-اجتماعی، انرژی و زیست محیطی در اولویت نخست قرار میگیرند و اهداف دیگر در اولویتهای بعدی میباشند.

دادههای مورد نیاز تحقیق حاضر از طریق مصاحبه و تکمیل پرسشنامه جمعآوری گردید. روش نمونهگیری طبقهبندی تصادفی با مصاحبه حضوری با 225 زارع از روستاهای نمونه توابع شهرستان سقز جمعآوری شد. بر اساس تحلیلهای آماری و همچنین همگن بودن نمونهها در هر طبقه، یک نمونه از زارعین منطقه مورد بررسی قرار گرفت. به این صورت که از هر بخش تعدای روستا بصورت تصادفی انتخاب و از هر روستا بسته به جمعیت آن چند نمونه تصادفی انتخاب گردید.

همانطور که اشاره شد به دلیل اهداف و آرمانهای متعدد و تفاوت در اهمیت و اولویت آنها از نظر سیاستگذاران و تصمیمگیران و همچنین با توجه به محدودیتهای موجود ضرورت تدوین مدل برنامهریزی آرمانی اجتناب ناپذیر است. به این منظور از شش هدف در قالب سه ساختار(اقتصادی-اجتماعی، انرژی و زیست محیطی) استفاده گردیده است. با توجه به اینکه اولویت این اهداف برای سیاستگذاران متفاوت است. در این مطالعه بسته به اولویت هر ساختار، الگوی کشت مشخصی محاسبه شده و با الگوی کشت فعلی مقایسه خواهد شد. در ادامه آرمانهای مورد بررسی به تفصیل توضیح داده خواهند شد.

ساختار اقتصادی-اجتماعی

در این ساختار دو آرمان، دستیابی به سطح مطلوب درآمد ناخالص و اشتغال مد نظر قرار میگیرد. کشاورزی به عنوان یک فعالیت اقتصادی به شمار میرود، از این رو کشاورزانی که به این فعالیت مشغولند معمولا دارای یکسری اهداف اقتصادی میباشند که در این میان هدف حداکثرسازی بازده ناخالص به دلیل پوشش دادن نسبی اهداف دیگر بین کشاورزان از اهمیت بیشتری برخوردار است (بلالی، 1389). از طرف دیگر دستیابی به سطح مطلوب اشتغال به عنوان یک آرمانی اجتماعی که مورد توجه سیاست گذاران است در مدل وارد شدهاست. این آرمانها به صورت زیر در مدل وارد شده است:

1- آرمان دستیابی به سطح مطلوب بازده ناخالص

2- آرمان دستیابی به سطح مطلوب اشتغال

در روابط(2) و (3)، ، درآمد حاصل از محصول jام ومحصولات کشت شده نیروی کار مورد نیاز( نفر-روز) برای کشت محصول jام است.

اهداف انرژی

در این ساختار هدف کارآیی انرژی دنبال میشود. همانطور که اشاره شد، افزایش کارآیی نهاده انرژی هدف ارزشمندی است و مدیران در سطح محلی و ملی سعی میکنند به ازای انرژی مصرفی(ورودی) کمتر، مقدار انرژی تولیدی (خروجی) بیشتری کسب نمایند. امروزه یکی از مهمترین بحثهای مطرح شده در توسعه پایدار کشاورزی مقدار انرژی تولیدی به ازای مقدار انرژی مصرفی است، هرچه مقدار انرژی تولیدی نسبت به مصرفی بیشتر باشد، یا بعبارت دیگر کارآیی انرژی بالاتر باشد، در جهت توسعه پایدار کشاورزی بوده، و هرچه این نسبت کوچکتر باشد تخریب محیطزیست و ناپایداری اکولوژیکی را نشان میدهد. کارآیی انرژی به صورت رابطه(4) تعریف میشود (بهشتی تبار وهمکاران، 2010).

در رابطه(4) هر چقدر انرژی خروجی از سیستم بیشتر باشد و یا انرژی ورودی به سیستم کمتر باشد کارآیی انرژی در مزرعه افزایش مییابد. قسمت اعظم انرژی مصرفی در کشاورزی را به ترتیب آبیاری، کود شیمیایی نیتروژن و سموم حشره‌کش و قارچ‌کش تشکیل می‌دهد. در این مطالعه به منظور محاسبه انرژی ورودی و خروجی به مزرعه از بیلان انرژی برای محصولات کشت شده در منطقه استفاده شد. بدین صورت که انرژیهای مستقیم و غیر مستقیم برای انجام عملیات کاشت داشت و برداشت به عنوان انرژی ورودی به سیستم محاسبه گردید. همچنین از طریق ضرایب مشخص و عملکرد مزرعه، میزان انرژی بدست آمده از هر هکتار از محصولات مختلف به عنوان انرژی خروجی بدست آمد، به این منظور از رابطه(5) استفاده گردید.

که در این رابطه عملکرد محصول iام بر حسب کیلوگرم بر هکتار و ضریب انرژی تولیدی به ازای هر کیلو میباشد. همچنین ضرایب انرژی به منظور محاسبه انرژی ورودی در جدول(2) نشان داده شدهاست.

	جدول 1- ضرایب معادل انرژی نهادهها در تولید محصولات کشاورزی
نهاده		واحد	ضریب انرژی	منبع
نیروی کار		ساعت	96/1	یلماز و همکاران(2005)
ماشین آلات		ساعت	7/62	سینگ(2002)
سوخت دیزل		لیتر	31/56	سینگ(2002)
کود شیمیایی		کیلوگرم
- نیتروژن			14/66	اردال و همکاران(2007)
- فسفات			44/12	اردال و همکاران(2007)
- پتاسیم			15/11	اردال و همکاران(2007)
کود حیوانی			30/0	محمدی و امید(2010)
سموم شیمیایی		کیلوگرم	120	محمدی و امید(2010)
آب آبیاری		مترمکعب	02/1	آکارگلو(1998)
نیروی برق		کیلووات ساعت	793/11	ازکان و همکاران(2004)
بذر		کیلوگرم	7/14	ازکان و همکاران(2004)

بر این اساس آرمانهای زیر برای دستیابی به این اهداف در مدل لحاظ شده است.

3 - آرمان دستیابی به سطح مطلوب انرژی تولیدی از محصولات

4- آرمان دستیابی به سطح مطلوب انرژی مصرف شده کشاورزی

در روابط بالا، انرژی تولید شده از محصول j ام و انرژی مصرف شده جهت کشت محصول jام است

اهداف زیست محیطی

بهره‌برداری انسان از منابع طبیعی همواره به‌صورت یک‌جانبه و بی‌رویه بوده و بهره‌برداری از این منابع بدون رعایت جنبه‌های حفاظتی آن و تنها براساس تأمین منافع کوتاه‌مدت انجام میگیرد. از طرف دیگر در سالهای اخیر مصرف سموم شیمیایی روند روبه افزایشی داشته است، بررسی‌ها نشان دادهاست، اگر سموم شیمیائی براساس توصیه‌های فنی بکار گرفته شوند، تنها یک درصد از آنها به آفات و سایر عوامل خسارت‌زا می‌رسد، بقیه وارد محیطزیست می‌شوند، و از طریق آب به نهرها و سپس به دریاها منتقل می‌شود. بنابراین مصرف روبه افزایش کود شیمیایی و انواع سموم شیمیایی صدمات جبران ناپذیری بر روی محیطزیست در پی دارد، همچنین باعث کاهش کیفیت محصولات غذایی شده و حیات انسان و دیگر موجودات را تهدید میکند. بنابراین کاهش مصرف کود شیمیایی و سموم شیمیایی به عنوان یک هدف زیست محیطی در برنامهریزی مدیران واحدهای کشاورزی برای رسیدن به کشاورزی پایدار الزامی است. بنابراین اهدافی که در این ساختار مد نظر هستند به صورت زیر میباشد.

5- آرمان دستیابی به سطح مطلوب مصرف سموم شیمیایی

6- آرمان دستیابی به سطح مطلوب مصرف کود شیمیایی

در روابط مذکور، سموم شیمیایی استفاده شده برای کشت محصول jام، کود شیمیایی استفاده شده جهت کشت محصول jام است.

محدودیتهای مربوط به برنامهریزی آرمانی به دو قسم محدودیتهای معمول مدل برنامهریزی خطی و معادلات یا محدودیتهای مدل آرمانی تقسیم میشوند. محدودیتهای آرمانی در قالب آرمانهای مختلف در بخش قبلی تشریح گردید. محدودیتهای مربوط به مدل برنامهریزی خطی که بیشتر، محدودیتهای منابع تولیدی هستند، شامل محدودیتهای منابع آبی(زیرزمینی و سطحی)، محدودیت ماشینآلات، زمین، نیروی کار، کود شیمیایی(نیتروژن، فسفات و پتاس)، سرمایه، محدودیت بازار و همچنین محدودیت کشت معیشتی محصولات میباشد. این محدودیتها که در قالب 87 معادله در مدل ریاضی لحاظ گردید. باید اشاره کرد که در این مطالعه برای محاسبه سطح مطلوب هر آرمان (g)، ابتدا هر هدف با توجه به محدودیت منابع با استفاده از یک مدل برنامه ریزی خطی بسته به نوع آن حداکثر و یا حداقل گردید، سپس این مقدار به عنوان سطح مطلوب در محدودیت آرمانی لحاظ گردید. تابع هدف در مدل برنامهریزی آرمانی معمولا به صورت حداقلکردن متغیرهای انحرافی به اشکال مختلف، به منظور دستیابی به آرمانهای مشخص است. در این مطالعه تابع هدف مدل بر اساس ساختارهای مختلف به صورت روابط (10) تا (12) میباشد.

ساختار اقتصادی-اجتماعی

ساختار انرژی ساختار زیست محیطی

روش حل مدل برنامهریزی فوق به گونه ایست که، تا زمانی که اهداف لحاظ شده در اولویت اول تا حد امکان تامین نشدهاند به سراغ اهداف موجود در اولویت بعدی نمیرود (رومرو و رحمان، 2004).

نتایج و بحث

در مطالعه حاضر ابتدا با استفاده از مدل برنامهریزی خطی تک تک اهداف با توجه به نوع هدف، حداکثر و حداقل گردید و مقادیر بدست آمده به عنوان مقادیر هدف در برنامهریزی آرمانی لحاظ شد.

ساختار اقتصادی

در ساختار اقتصادی اولویت به آرمانهای درآمد ناخالص و اشتغال اختصاص داده شد. الگوی کشت بدست آمده از طریق حل مدل برنامهریزی با الگوی کشت فعلی مقایسه گردید جدول2. نتایج بدست آمده بر اساس الگوی برنامهریزی آرمانی با اولویت اقتصادی نشان میدهد، بیشترین سطح زیرکشت به محصول گندم، و محصولات یونجه، نخود و جو به ترتیب ردههای بعدی را به خود اختصاص داده و محصولات آفتابگردان، گندم آبی و جو آبی از الگوی کشت حذف شدند.

ساختار انرژی

تعیین الگوی بهینه بر اساس ساختار انرژی اولویت به آرمانهای انرژی تولیدی و انرژی ورودی به سیستم است. مقایسهی الگوی کشت طبق این ساختار با الگوی کشت فعلی، نشان میدهد که محصول آفتابگردان با افزایش قابل ملاحظهای به 48 هکتار رسیده و بیشترین سطح زیرکشت را بر اساس برنامهریزی آرمانی به خود اختصاص داده و محصولات گندم و جو آبی از الگو به طور کامل خارج شدهاند. بر اساس این ساختار محصولاتی که نیاز به انرژی ورودی بیشتری جهت عملیات کشاورزی دارند و انرژی کمتری تولید میکنند از الگو حذف شدهاند.

ساختار زیست محیطی

طبق ساختار زیست محیطی آرمان سطح مطلوب استفاده از کود شیمیایی و سموم شیمیایی در اولویت قرار گرفتهاند. در این ساختار میزان سطح زیر کشت به کاربرده شده از میزان کل زمین در دسترس کمتر میباشد. همچنین الگوی کشت بر اساس این ساختار نسبت به ساختارهای دیگر از نهاده زمین به میزان کمتری استفاده کردهاست. همچنین نتایج نشان میدهد، محصولات جو دیم، آفتاب گردان و گندم آبی که نیاز بیشتری به نهادههای شیمیایی دارند از الگو خارج شدهاند.

جدول 2- مقایسه سطح زیر کشت فعلی با الگوی بهینه کشت بر اساس مدل برنامه ریزی آرمانی* (ارقام به هکتار)

برنامه ریزی آرمانی			الگوی فعلی	محصول
ساختار زیست محیطی	ساختار انرژی	ساختار اقتصادی-اجتماعی	الگوی فعلی	محصول
5/16	5/16	5/94	25/74	گندم	دیم
0	5/10	5/10	2/10	جو
15	15	65/16	42/3	نخود
0	65/79	0	7/5	آفتابگردان
0	0	0	5/22	گندم	آبی
5/10	0	0	25/5	جو
5/32	48	48	3/9	یونجه

مقایسه بازده برنامهای هر یک از الگوهای طراحی شده در جدول (3) نشان میدهد، بازده برنامهای بر اساس الگوی اقتصادی-اجتماعی بیشترین و بازده برنامهای بر اساس الگوی زیست محیطی کمترین مقدار را به خود اختصاص دادهاست. این موضوع به این دلیل است که در الگوی اقتصادی اجتماعی اهداف اقتصادی همچون افزایش درآمد زارعین در اواویت قرار گرفت و بر اساس الگو درآمد بیشتری عاید زارع خواهد شد. همچنین بر اساس الگوی زیست محیطی کاهش مصرف کود و سموم شیمیایی نسبت به سایر آرمانها در اولویت قرار گرفت و بر همین اساس میزان مصرف مواد شیمیایی در این الگو کمتر است. نتایج نشان میدهد، بازده برنامهای الگوهای ساختار اقتصادی و انرژی در مقایسه با الگوی فعلی بهبود و الگوی ساختار زیست محیطی کاهش نشان میدهد. همچنین نتایج بیان کنندهی افزایش نیاز به نیروی کار در ساختارهای اقتصادی و انرژی در مقایسه با الگوی فعلی است. این در حالی است که در الگوی زیست محیطی میزان اشتغال نیروی کار کاهش یافته است. تقاضا برای میزان کود و سموم شیمایی در کلیه ساختارهای بررسی شده در مقایسه با الگوی فعلی کاهش چشمگیری را نشان میدهد که این موضوع بر افزایش پایداری الگوی کشت دلالت دارد. میزان مصرف انرژی ساختار اقتصادی افزایش قابل ملاحظه و ساختار انرژی افزایش اندک و ساختار زیست محیطی کاهش چشمگیری را در مقایسه با الگوی فعلی داشته، در حالی که انرژی تولید شده کلیهی ساختارهای پیشنهادی مدل، به جز زیست محیطی افزایش قابل ملاحظهای را نشان میدهد (جدول3). حال اگر کل انرژی تولیدی را بر انرژی مصرفی برای هر ساختار محاسبه کنیم این نسبت در هر یک از ساختارهای اقتصادی-اجتماعی، انرژی و زیست محیطی به ترتیب 05/1، 53/1و 882/0 است. این درحالی است که این نسبت در الگوی کشت فعلی برابر 93/0است. همانگونه که انتظار میرود، در ساختار انرژی که آرمان حداکثر کارایی انرژی در اولویت قرار گرفت، این نسبت حداکثر باشد. بررسی پیشینه تحقیق نشان میدهد که در مطالعات صورت گرفته تاثیر کارایی انرژی بر الگوی کشت بصورت مستقیم مورد بررسی قرار نگرفته است، بخشی از این مطالعات از جمله موسوی اول و همکاران (2011)، تنها کارایی انرژی را در مزارع مختلف یک محصول خاص (کلزا) مورد بررسی قرار دادهاند و بر همین اساس نمیتوان نتایج این دست از مطالعات را در جهت سیاستگذاری الگوی کشت مد نظر قرار داد. برخی دیگر از مطالعات صورت گرفته به بررسی الگوی کشت در راستای اهداف زیست محیطی و توسعه پایدار پرداختهاند، از این دست مطالعات میتوان به مطالعه محمدیان و همکاران(1389)، منصوری و کهنسال (1386)، بریمنژاد و یزدانی (1383) اشاره کرد، نتایج این مطالعات نیز در راستای تامین این اهداف میباشد، به این صورت که الگوی تعیین شده بر اساس آرمان اقتصادی و زیستمحیطی به ترتیب بیشترین و کمترین بیشترین تاثیر مخرب را بر محیط زیست بر جای میگذارد، در صورتی که در این مطالعه علاوه بر اهداف زیستمحیطی و اقتصادی، آرمان کارایی انرژی نیز در نظر گرفته شد، بر همین اساس طبیعی است که نتایج متفاوتی را نیز نشان دهد، به طور کلی نتایج نشان میدهد که الگوی کشت با اولویت آرمان کارایی انرژی، دو آرمان دیگر را تا حدی پوشش میدهد، به این شکل که الگوی کشت با توجه به هدف تامین کارایی انرژی ما بین الگوی کشت با آرمانهای اقتصادی و زیست محیطی قرار گرفته است. همچنین شاخصهای زیستمحیطی و اقتصادی نشان میدهد که الگوی کشت تعیین شده بر اساس آرمان کارایی انرژی هم آرمان اقتصادی و هم آرمان زیست محیطی را پوشش میدهد.

جدول 3- مقایسه اهداف بر اساس الگوی برنامه ریزی آرمانی و شرایط فعلی
برنامه ریزی آرمانی			شرایط فعلی	ساختار اهداف
ساختار زیست محیطی	ساختار انرژی	ساختار اقتصادی-اجتماعی	شرایط فعلی	ساختار اهداف
5/11049995	96/29076672	11/36668326	36/27034573	درآمد ناخالص(ریال)
9/705	57/2573	32/2673	91/1735	نیروی کار(نفر-روز)
21/1257555	8/5704168	92/5297926	88/3512903	انرژی تولیدی(مگا ژول)
6/1425790	38/3717800	65/5007163	89/3739543	انرژی مصرفی(مگا ژول)
39/36868	27/47148	58/60477	54/113695	کود شیمیایی(کیلوگرم)
51/87	34/204	32/244	42/281	سموم شیمیایی(کیلوگرم)

نتیجهگیری و پیشنهادها

در این مطالعه با استفاده از مدل برنامهریزی آرمانی، الگوی کشت زراعی شهرستان سقز با توجه به معیارهای اقتصادی، زیستمحیطی و انرژی محاسبه گردید. همانطور که ذکر شد، توجه به معیار کارایی انرژی در تعیین الگوی کشت از جمله نوآوری این پژوهش میباشد. نتایج نشان میدهد که تاکید بر آرمانهای مختلف نتایج متفاوتی را در بر دارد و این بیانکنندهی این مطلب است که تصمیمگیری و استفاده از مدلهای مختلف باید منطبق با اهمیت هر آرمان در منطقه مورد مطالعه صورت گیرد و ارائهی نسخهای واحد برای کلیهی مناطق امکانپذیر نیست. بر اساس نتایج بدست آمده میتوان پیشنهاداتی به شرح ذیل ارائه کرد: نظر به تفاوت نتایج حاصل از ساختارهای مختلف، پیشنهاد میگردد مدیران و تصمیمگیران در هنگام تدوین برنامهها، پس از شناسایی فاکتورهای مهم به امر برنامهریزی و سیاستگزاری بپردازند تا هزینههای اجرای پروژهها از هر نظر به حداقل ممکن تقلیل یابد.

1-با توجه به اهمیت کارایی انرژی در کشاورزی و همچنین از آنجا که توجه به این اهداف، علاوه بر افزایش کارایی انرژی، در جهت کشاورزی پایدار نیز موثر خواهد بود، لزوم توجه به این اهداف جهت تدوین سیاستگزاریها و برنامهریزیها در سطح منطقهای و ملی پیشنهاد میگردد.

2-از آن جا برنامهریزی دقیق مستلزم وجود دادههای لازم، دقیق، کامل و به هنگام است. لذا باید تلاش اساسی از سوی سیاستگزاران برای این امر صورت گیرد. در این راستا آموزش اهمیت مدلهای مختلف برنامهریزی به مدیران جهت به کاربست الگوهای علمی و ایجاد بانکهای اطلاعاتی برحسب نیاز و بر اساس اهداف کشاورزی پایدار، پیشنهاد میگردد.

3- با توجه به اهیمت مسایل زیست محیطی، ترویج کشاورزی در زمینهی استفاده از منابع و انجام فعالیتها با کمترین تخریبهای زیست محیطی از اهیمت و جایگاه قابل توجهی برخوردار است، لذا این مهم باید مورد اهتمام مسئولین قرار گیرد. بر همین اساس خدمات ترویجی و آموزشی به منظور بالا بردن سطح آگاهی عمومی راهکار مناسب جهت کاهش مصرف این نهادهها پیشنهاد میگردد.

4-انجام مطالعات گستردهتر با لحاظ مدلهای بهروزتر در راستای مطالعه حاضر میتواند در تصمیمگیریها و برنامهریزیها مفید واقع شود..

[1] Goal Programming

[2] Lee

[3] Lexicographic goal programming

مراجع

منابعمورداستفاده

اداره آمار و فناوری اطلاعات، 1381. آمارنامه کشاورزی سال زراعی80-1381، تهران. انتشارات معاونت برنامهریزی و پشتیبانی وزارت جهاد کشاورزی.

اسدپور ح و حسنی مقدم م و احمدی غ، 1386. طراحی یک مدل تصمیمگیری چندهدفه به منظور تعیین الگوی بهینه کشت در دشت ناز شهرستان ساری، ششمین کنفرانس دو سالانه انجمن اقتصاد کشاورزی ایران. مشهد.

بریمنژاد و و یزدانی س، 1383. تحلیل پایداری در مدیریت منابع آب در بخش کشاورزی با استفاده از برنامهریزی کسری. مطالعه موردی استان کرمان، مجله پژوهش و سازندگی در زراعت و باغبانی، شماره 2، صفحههای 16 تا 63.

بلالی ح، 1389. تاثیر سیاستهای قیمتی و کشاورزی بر پایداری منابع آبهای زیرزمینی: مطالعه موردی دشت بهار-همدان. پایانامه دکتری اقتصاد کشاورزی. دانشکده کشاورزی. دانشگاه تربیت مدرس.

ترکمانی ج و عبدشاهی ع، 1379. استفاده از روش برنامهریزی ریاضی چند دورهای در تعیین الگوی بهینه کشاورزان. اقتصاد کشاورزی و توسعه. شماره 32، صفحههای 5 تا 35.

چیذری ا و شرزهای غ و کرامتزاده ع، 1384. تعیین ارزش اقتصادی آب با رهیافت برنامهریزی آرمانی: مطالعه موردی سد بارزو شیروان. مجله تحقیقات اقتصادی، شماره 71، صفحههای 39 تا 66.

خاتون آبادی ا و امینی ام، 1375. اصول کشاورزی پایدار و مدیریت منابع طبیعی بر اساس بهرهوری از انرژی اپتیمم. چهارمین کنگره علوم زراعت و اصلاح نباتات، اصفهان.

کوچکی عوض و حسینی م، 1374. کارآیی انرژی در اکوسیستم های کشاورزی، انتشارات داشگاه فردوسی مشهد، تمام صفحات.

کهنسال مر و فیروز زارع ع، 1387. تعیین الگوی بهینه کشت همسو با کشاورزی پایدار با استفاده از برنامهریزی فازی کسری با اهداف چندگانه، مطالعه موردی استان خراسان شمالی. اقتصادکشاورزی و توسعه، شماره 62، صفحههای 1 تا 31.

محمدیان ف و شاهنوشی ن و قربانی م و عاقل ح، 1389. تدوین الگوی زراعی پایدار در دشت فریمانتربت جام. اقتصاد کشاورزی، شماره 2، صفحههای 1 تا 42.

Acaroglu M, 1998. Energy from Biomass, and Applications. University of Selcuk, Raduate School of Natural and Applied Sciences.

Beheshti Tabar I, Keyhani A and Rafiee S, 2010. Energy balance in Iran’s agronomy (1990-2006). Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (2):849-55.

Biswas A and Pal, BB, 2005. Application of fuzzy goal programming technique to land use planning in agriculture system. The International Journal of Management Science, 33: 391-398.

Cruz JBM, 2004. A sustainable policy making: energy system for Colombia http://www. iiasa. ac. at/publications/documents/ir-04-009. pdf).

Daneshvar M, Sahnoushi N and Salehi Reza Abadi F, 2009. The Determination of Optimal Crop Pattern with Aim of Reduction in Hazards of Environmental, American Journal of Agricultural and Biological Sciences 4 (4): 305- 310.

De Jonge AM, 2004. Eco-efficiency improvement of a crop protection product: the perspective of the crop protection industry. Crop Protection 23(12): 1177-86.

De Oliveira F, Volpi NMP and Sanquetta CR, 2003. Goal programming in a planning problem. Appl. Math. Comput. 140: 165–178.

Erdal G, Esengun K, Erdal H and Gunduz O, 2007. Energy use and economical analysis of sugar beet production in Tokat Province of Turkey, Energy 32:35–41.

Francisco SR and Ali M, 2006. Resource allocation tradeoffs in Manila’s peri-urban vegetable production systems: An application of multiple objective programming. Agricultural Systems 87, 147-168.

Mohammadi A, Tabatabaeefar S, Shahin S, Rafiee and Kyhani A, 2008. Energy use and economical analysis of potato production in Iran a case study: Ardabil province, Energy Convers Manage 49:3566–3570

Mousavi-Avval S, Rafiee A, Jafari A and Mohammadi A, 2011. Improving energy use efficiency of canola production using data envelopment analysis (DEA) approach, Energy, 36: 2765-2772.

Ozkan B, Akcaoz H and Fert C, 2004. Energy input–output analysis in Turkish agriculture, Renew. Energy 29:39–51.

Romero C And Rehman T, 2004. Multiple criteria analysis for agricultural decision: Elsevier Publication. Netherlands 3: 27-37.

Singh JM, 2002. On Farm Energy Use Pattern in Different Cropping Systems in Haryana, India. Master of Science, International Institute of Management, University of Flensburg, Germany.

Thankappan S, Midmore P and Jenkins T, 2006. Conserving energy in smallholder agriculture: A multi-objective programming case-study of northwest India Ecological Economics 56, 190-208.

Yilmaz I, Akcaoz H and Ozkan B, 2005. An analysis of energy use and input costs for cotton production in Turkey, Renew. Energy 30:145–155.

آمار

تعداد مشاهده مقاله: 11,131

تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 5,054

سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب

پیوندهای مفید

آمار

تعیین الگوی کشت با تاکید بر مصرف بهینه‌ی انرژی و کشاورزی پایدار "مطالعه موردی شهرستان سقز استان کردستان"