Determination of Crop Pattern with Emphasis on Sustainable Agriculture in the Lands Below the Alavian Dam and its Network | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| دانش کشاورزی وتولید پایدار | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Article 4, Volume 24, Issue 2, August 2014, Pages 41-54 PDF (210.11 K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Document Type: Research Paper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| J Hosseinzad* ; A Namvar; B Hayati; S Pishbahar | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Abstract | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Abstract Allocation of production factors is closer to reality of sustainable agriculture if this allocation accompanied by economic, social and environmental goals. In recent years the use of excessive and unreasonable chemicals in agriculture has led to soil and water pollution and also cause to human disease. Also Irregular usage of water and using inappropriate methods of irrigation has caused many environmental and economic problems. Therefore, the supply of this vital resource is limited. Adverse effects of chemicals uses in many parts of Iran’s rural are considered. The lands under Alavian dam (Maragheh- Bonab plain) are one of these areas, that every year a large amount of harmful chemicals used there. Accordingly, the present study was to optimize the pattern of cultivated crops with emphasis on some important objectives of sustainable agriculture. To achieve the objectives of this study we use from multiobjective fractional programming. Although the income that obtain from fractional programming model be less than current situation’s income but with considering the negative effects of the current unstable situation and a lot of indirect costs on society, environment and agriculture it would be justifiable. Also if we use fractional programming pattern, there will be no shortage of water consumption in region and also consumption of harmful chemicals such as fertilizers and pesticides would be minimal. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Alavian dam; Maraghe- Bonab plain; Multiobjective fractional programming; Optimal allocation; Sustainable Agriculture | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Full Text | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
مقدمه کشاورزی به عنوان یکی از محورهای اساسی رشد و توسعه، نقش مهمی در توسعه اقتصادی کشورها دارد. در جهان امروز یکی از مشکلات اساسی بشر تامین نیازهای غذایی است، به گونهای که امنیت غذایی به عنوان یکی از اهداف مهم سرلوحه برنامههای دولتها قرار گرفته است. با گذشت زمان، مدیریت منابع به موازات رشد جوامع، پیچیدهتر میشود و همزمان با افزایش جمعیت و رشد اقتصادی کشورها، تقاضا برای مواد غذایی نیز رو به افزایش می گذارد. پاسخگویی به این نیازها موجب به کارگیری ابزارهای مدرن و مواد شیمیایی جدید مانند انواع کودهای شیمیایی و سموم شده است. ولیکن استفاده بیش از حد و خارج از استاندارد این مواد شیمیایی موجب بروز آثار منفی جسمی برای مصرف کنندگان و آلودگی محیط زیست شده است. تأثیرات نامطلوب کودها و آفتکشها بر محیط زیست منجر به توجه بیشتر و استفاده از روشهایی گردیده که در آن نیازی به مصرف مواد شیمیایی نبوده یا کم باشد و این هدف موجب شده که بحث پایداری در کشاورزی و توجه به کشاورزی بوم شناختی مورد توجه قرار گیرد. کشاورزی پایدار نوعی کشاورزی است که در جهت منافع انسان بوده، کارایی بیشتری در استفاده از منابع داشته و با محیط در توازن است. کنگره ایالت متحده آمریکا در سال 1990 کشاورزی پایدار را این گونه تعریف میکند: "کشاورزی پایدار به سامانه یکپارچه تولید محصولات گیاهی و دامی اطلاق میشود که در هر منطقه ویژگیهای منطبق با آن منطقه را دارد و ویژگیهای آن در بلندمدت شامل استفاده کارآمد از منابع، حفاظت از منابع تجدیدپذیر، حداکثر استفاده از منابع درون مزرعه، عدم استفاده از فناوریهای انرژیخواه، جایگزینی انرژیهای نوین از قبیل انرژی خورشیدی و باد، تعدیل استفاده از ماشین آلات و جایگزینی ماشین آلات چندمنظوره در مزارع، استفاده از کنترل زیستی و چرخش مواد در داخل کشت بوم و افزایش تنوع گونههای زراعی دامی است"(لارا و استانکو میناشین 1999). از دیدگاه مدیریتی، پایداری در کشاورزی به راهکارهایی اطلاق میگردد که به مدیر مزرعه کمک میکند تا مجموعهای از عملیات، فرآیندها، گونههای زراعی، مدیریت آفات و بیماریها، نظامهای خاک ورزی و تناوب زراعی را انتخاب کند که هزینه تولیدش را کاهش دهد، اثرات جانبی کشت بوم را بر بوم نظامهای مجاور به حداقل رساند و تولید و درآمدهای حاصل از مزرعه را در سطح رضایت بخشی تثبیت کند(هانسن 1996). از آنجایی که هدف اصلی علم اقتصاد، تخصیص منابع کمیاب بین فعالیتهای رقیب است، لذا استفاده از روشها و تکنیکهایی که بتواند به اهداف مذکور تحقق بخشد ضروری میباشد. یکی از روشهایی که در زمینه تخصیص بهینه منابع کمیاب کاربرد فراوان دارد، استفاده از الگوهای برنامهریزی ریاضی است. الگوهای برنامهریزی ریاضی از دهههای گذشته و بویژه در عصر حاضر برای نیل به اهدافی از قبیل سیاستگذاری در بخش کشاورزی، تعیین الگوی بهینه کشت و ترکیب نهادههای کشاورزی و بررسی الگوهای مختلف کشت کاربرد فراوانی یافته است. هرچند در اغلب مناطق هدف کشاورزان حداکثرسازی درآمد خالص است، اما در اهداف کشاورزی پایدار علاوه بر دستیابی به سود مورد نظر اهداف دیگری از جمله تولید کارآمد، کاهش مصرف آب، زمین و کاهش مصرف کودهای شیمیایی و سموم و در نتیجه حفاظت محیط زیست و توسعه پایدار کشاورزی نیز مدنظر میباشند(منصوری و کهنسال 1384). بنابراین الگوهای برنامهریزی باید به نحوی طراحی گردند که علاوه بر اهداف درآمدی، اهداف پایداری را نیز مدنظر قرار دهند. از جمله الگوهای مناسب برنامهریزی برای این کار رهیافت برنامهریزی ریاضی کسری میباشد. برنامهریزی کسری از معروفترین مدلهای برنامهریزی ریاضی برای اهدافی است که نسبتی از دو تابع هستند. این مدلها کاربردهای فراوانی در برنامهریزی و مدیریت منابع و سیستمهای زراعی دارند(رومرو و رحمان 1989) و پیچیدگیهای ناشی از غیر خطی بودن، ریسک و عدم حتمیت در مسائل کشاورزی و نیز افزودن تعداد معیارهای تصمیمگیری را میتوان با فرمهای کسری غیرخطی و افزودن تعداد توابع هدف در مدلهای ریاضی لحاظ نمود(لارا و استانکو میناشین 1999). گرچه بکارگیری مدلهای برنامهریزی ریاضی برای برنامهریزیهای زراعی دارای سابقه و دامنه بسیار گستردهای است، لیکن استفاده از نوع خاصی از این مدلها یعنی برنامهریزی کسری برای منظور خاصی مانند ارزیابی پایداری، موضوعی تقریبا تازه است. بریم نژاد و یزدانی (1383) با استفاده از الگوی برنامهریزی کسری به اندازهگیری و تحلیل پایداری در مدیریت منابع آب در بخش کشاورزی استان کرمان پرداختند. در این مطالعه آنان به صورت تئوری و تجربی کاربرد این روش را برای محاسبه پایداری نشان دادند و شاخصی برای پایداری محاسبه نمودند و در انتها به این نتیجه رسیدند که اگر دولت یا مدیر، سیاستی خاص را جهت الگوی کشت منطقه در نظر بگیرد، در این حالت شاخص پایداری تفاوت میکند. موسوی و قرقانی (1388) به محاسبه شاخصهای پایداری آب کشاورزی شهرستان مرودشت با استفاده از مدل برنامهریزی کسری پرداختند. به دلیل اهمیت میزان آب مصرفی کشاورزی در این شهرستان، شاخصهای پایداری نسبت درآمد ناخالص به استفاده از آب (06/3 و 53/0) و نسبت اشتغال به استفاده از آب (265/0 و 072/0) در دو سناریو در سال زراعی (86-1385) بدست آمد. ایشان به این نتیجه رسیدند که، کاهش آب مصرفی محصولات از طریق فنآوری های جدید آبیاری و افزایش راندمان آبیاری در واحد سطح برای افزایش این شاخصها، نشاندهنده حرکت در جهت پایداری آب کشاورزی است. امینی فسخودی و نوری (1390) به ارزیابی پایداری در سیستم زراعی منطقهای روستایی در شرق شهر اصفهان پرداختند و سعی نمودند الگوی کشتی متناسب با بهره برداری بهینه از منابع آب و خاک آن منطقه با استفاده از رهیافت الگوهای برنامهریزی ریاضی تدوین نمایند. ایشان نتیجه گرفتند که الگوی برنامهریزی کسری روش مناسبی برای مطالعه پایداری در چارچوب تصمیم گیری های چندمعیاره به نظر میرسد. لارا و استانکو میناشین (1999) برنامهریزی کسری را به عنوان ابزاری جهت سنجش پایداری معرفی کردند. هدف کلی این مطالعه، معرفی روش برنامهریزی کسری به عنوان ابزاری برای مدیریت سیستمهای کشاورزی میباشد. ایشان، با استفاده از مثالی، نسبت سود به میزان آب مصرفی و نسبت نیروی کار به میزان آب مصرفی را به شرط محدودیتهایی از جمله سرمایه، زمین مورد استفاده و تناوب زراعی، حداکثر کردند و به این نتیجه رسیدند که موانع محاسباتی روش داتا- رائو- تیواری کمتر از روش نیکوفسکی و زولکیفسکی میباشد. کاسترودز و همکاران (2005) با هدف جیره نویسی برای تغذیه دامها از مدلهای چندهدفه کسری با در نظر گرفتن معیارهای اقتصادی، تغذیهای و زیست محیطی استفاده نمودند. ایشان سعی کردند علاوه بر هدف کاهش هزینههای برنامههای تغذیهای دام که در مدلهای مرسوم جیره نویسی وجود دارد، از طریق مدلهای چندهدفه کسری به هدف حداکثرسازی کارایی زیستمحیطی یک جیره جهت جلوگیری از آسیبهای زیستمحیطی نیز دست پیدا کنند. از جمله مطالعات دیگر در این زمینه میتوان به کهنسال و فیروز زارع (1387)، زمانی و همکاران (1389)، پومار و همکاران (2007)، دانشور و همکاران (2009) اشاره کرد. با توجه به اهمیت موضوع و در تکمیل تحقیقات انجام گرفته در مطالعه حاضر نیز سعی شده است تا با بهرهگیری از الگوی برنامهریزی کسری الگوی بهینه کشت با توجه به برخی اصول کشاورزی پایدار برای یکی از مناطق مستعد کشاورزی ایران تعیین شود. این منطقه اراضی زراعی پایاب سد علویان واقع در دشت مراغه- بناب را شامل میشود که دارای مساحتی در حدود 58/2801 هکتار میباشد. اراضی زیر پوشش نهر علویان در سمت راست رودخانه صوفیچای و پائین دست سد مخزنی علویان قرار گرفته است. محدوده مورد مطالعه که در حوزه صوفیچای قرار دارد مشتمل بر 30 روستا میباشد. منبع اصلی آب سطحی روستاهای مذکور رودخانه صوفیچای میباشد. علاوه بر منبع آب سطحی در بعضی روستاها از منابع آب زیر زمینی (عمدتا) چاه نیز به منظور جبران کمبود آب سطحی جهت آبیاری در کشاورزی استفاده میشود. اراضی محدوده آبیاری و زهکشی صوفیچای (زیر دست سد علویان) به چهار بخش اصلی تقسیم میشوند که عبارتند از: منطقه یک(اطراف شهر مراغه)، منطقه دو (ساحل راست رودخانه صوفی چای)، منطقه سه (ساحل چپ رودخانه صوفی چای)،منطقه چهار (دشت بناب)(حسین زاد 1383). محصولات زراعی مختلفی در این منطقه کشت میشوند که از مهمترین آنها میتوان به گندم، جو، یونجه، ذرت علوفهای و پیاز اشاره کرد. به نظر میرسد در مجموعه اراضی زیر سد و شبکه علویان هر ساله مقادیر زیادی کودها و سموم شیمیایی در فعالیتهای زراعی به کار گرفته میشود. عوارض زیست محیطی ناشی از کاربرد بیش از حد مواد شیمیایی و همچنین مصرف نامناسب و بهره برداری بیرویه از منابع محدود آبی که به بهانه انجام فعالیتهای کشاورزی در این منطقه رواج دارد، وضعیت ناپایداری را از لحاظ استفاده از منابع تولیدی بخصوص آب و خاک و مسائل زیست محیطی و سلامتی بوجود آورده است. بر همین اساس و با توجه به اهمیت محصولات زراعی در ترکیب تولیدات کشاورزی مناطق پایاب سد علویان و نیز فقدان مطالعات در زمینه بهره گیری مطلوب از امکانات موجود، ضرورت انجام مطالعهای را در رابطه با شناخت ترکیب بهینه تولیدات زراعی با در نظر گرفتن برخی اصول مهم کشاورزی پایدار و سازگار با محیط زیست ایجاب مینماید. با توجه به قابلیتهای مدل برنامهریزی کسری برای لحاظ محدودیتهای پایداری در انتخاب الگوی کشت، در این مطالعه نیز سعی میشود از این رهیافت بهره گرفته شود. نتایج حاصل از حل الگوی برنامهریزی کسری با نتایج الگوی کشت فعلی در منطقه مورد مطالعه مقایسه میشود تا تحلیل مناسبی از وضعیت تولید محصولات زراعی با رعایت اصول پایداری در مقایسه با عدم رعایت آن به عمل آید. . بر این اساس در مطالعه حاضر سعی شده است تا الگوی بهینه کشت محصولات زراعی با تاکید بر برخی اهداف مهم کشاورزی پایدار در این منطقه تعیین شود.
مواد و روشها در روشهای معمول بهینهیابی از طریق برنامهریزی خطی، تابع هدف نسبت به محدودیتهای موجود حداکثر یا حداقل میشود. در این حالت نقش تمامی نهادهها در جریان تولید یکسان فرض میگردد، در حالی که در روش برنامهریزی کسری میتوان محدودیتهای کشاورزی پایدار را در تابع هدف وارد و استفاده از نهادههای مختل کننده کشاورزی پایدار را حداقل کرد(لارا و استانکو میناشین 1999). استفاده از این روش مشخص میکند که برای حرکت به سمت کشاورزی پایدار چه تغییراتی باید در الگوی کشت و مدیریت منطقه ایجاد شود. بر همین اساس و با توجه به قابلیتهای مدل برنامهریزی کسری در مطالعه حاضر نیز از این رهیافت بهره گرفته میشود. شکل کلی مدل برنامهریزی کسری خطی (LFP[1]) به صورت زیر است(لارا و استانکو میناشین 1999): Max r(x)= [1] s.t: A ; ; A , , , در این مدل: A نشاندهنده ماتریس ضرایب فنی، نشاندهنده ماتریس متغیر های تصمیم، ماتریس منابع یا ماتریس مقادیر سمت راست، نشاندهنده ماتریس ضرایب، نشاندهنده ماتریس اعداد حقیقی شامل n سطر، نشاندهنده ماتریس اعداد حقیقی شامل m سطر و n ستون و هم پارامترها میباشند. در رابطه (1) امکان دارد برای هر مقدار ، مقدار برابر با صفر در نظر گرفته شود. برای اجتناب از این واقعه فرض میشود که شرایط زیر برقرار باشند: [2] در این نوع از برنامهریزی صورت کسر بیانگر هدفی است که مایل به حداکثر کردن آن و مخرج بیانگر هدفی است که مایل به حداقل کردن آن میباشیم. بنابراین در کل، هدف حداکثر نمودن نسبت تبیین شده در رابطه (1) میباشد (چارنز و همکاران 1978). چنانچه چندین هدف کسری با عبارتهای خطی در صورت و مخرج تابع هدف در نظر گرفته شود در آن صورت بایستی به منظور دستیابی به همه اهداف کسری از الگوی برنامهریزی کسری با اهداف چندگانه استفاده شود. از آنجائیکه در مباحث مربوط به پایداری کشاورزی معمولا چندین هدف کسری به صورت یکجا استفاده میشوند معمولا از این روش برای تعیین الگوی بهینه کشت بهره گرفته میشود. در حالت عمومی شکل کلی برنامهریزی کسری خطی با اهداف چندگانه به فرم رابطه (3) میباشد(لارا و استانکو میناشین 1999): [3] S.t: A ; ; A , , ,
ها نشانگر اهداف کسری و نشانگر هدف کسر میباشد.
روشهای حل برنامهریزی کسری به منظور حل الگوی برنامهریزی کسری خطی ابتدا بایستی آن را به فرم برنامهریزی خطی معمولی تبدیل نموده و سپس با استفاده از روش سیمپلکس حل کرد.چارنز و همکاران (1978) و داتا و همکاران (1993) با بکارگیری روشی، برنامهریزی کسری خطی را به برنامهریزی معمولی تبدیل کردند.این روش براساس تغییر متغیرهای اصلی برای مسئله LFP بنا نهاده شده است. این تغییر به صورت رابطه (4) میباشد: و [4] با ایجاد تغییراتی در معادله (1) می توان یک راه ساده برای حل برنامهریزی خطی به دست آورد. Max [5] s.t .
در این حالت تابع هدف، شکل تغییریافته صورت کسر میباشد و شکل تغییریافته مخرج کسر به عنوان یک قید در ناحیه قابل دسترس اضافه شده است. اساس این روش این است که اگر جواب بهینه مسئله تغییریافته باشد، آنگاه جواب بهینه مسئله اولیه کسری است. روش فوق به نام روش داتا- رائو- تیواری معروف است. بر این اساس اگر مدل برنامهریزی کسری با اهداف چندگانه به صورت رابطه (6) نشان داده شود:
[6]
s.t.
آنگاه مسئله تغییریافته به صورت رابطه (7) نشان داده میشود: [7] s.t. (7)
جوابهای کارا برای الگوی (7) در رابطه با الگوی (6) نیز کارا خواهد بود. در نتیجه بجای مسئله (6) میتوان مسئله (7) را حل کرد(داتا و همکاران 1993). در این مطالعه تابع هدف الگوی برنامهریزی کسری با اهداف چندگانه به شکل رابطه (8) تبیین میگردد که تحت محدودیتهایی از جمله محدودیت زمین زراعی، محدودیتهای مربوط به کودها و سموم شیمیایی، محدودیتهای آب در ماههای آبیاری، محدودیتهای نیروی کار در ماههای مختلف سال، محدودیتهای ماشینآلات و محدودیتهای مربوط به نیاز خودمصرفی، در نظر گرفته میشود. [8] در رابطه فوق: = تابع هدف برنامهریزی کسری = نوع فعالیت یا محصول i ام = میزان کود شیمیایی jام مصرف شده برای هر هکتار محصول i ام به واحد کیلوگرم = میزان سم شیمیایی jام مصرف شده برای هر هکتار محصول i ام به واحد لیتر = میزان آب مصرف شده در ماه jام برای هر هکتار از محصول i ام در به واحد متر مکعب = بازده برنامهای یا درآمد ناخالص حاصل از هر واحد فعالیت یا محصول i ام به واحد ریال همانطور که رابطه (8) نشان میدهد، تابع هدف مدل برنامهریزی کسری با اهداف چندگانه شامل دو قسمت میباشد: 1- محدودیتهایی که در صورت تابع هدف لحاظ شدهاند. این محدودیتها مربوط به کودهای شیمیایی ازته، فسفاته و پتاسه، محدودیتهای مربوط به سموم شیمیایی علف کش، حشره کش و قارچ کش و محدودیتهایی که مربوط به میزان مصرف آب در هر یک از ماههای سال میباشند. 2- درآمد ناخالص یا بازده برنامهای محصولات که در مخرج تابع هدف لحاظ شدهاند. بنابراین در این حالت بایستی تابع هدف برنامهریزی کسری حداقل شود تا صورت کسرها (میزان مصرف انواع کودهای شیمیایی، سموم شیمیایی و آب) حداقل و مخرج کسرها (میزان درآمد ناخالص یا بازده برنامهای محصولات) حداکثر شود.
شاخصهای پایداری شاخص ابزاری برای مقایسه تغییرات یک پدیده در دو زمان متفاوت است. اصولا برای ارزیابی و پایش بهتر هر موضوعی شاخصهایی تعیین می شود. برای کشاورزی پایدار نیز شاخص هایی در نظر گرفته شده است که کاربرد آنها این امکان را فراهم میکند تا مشخص شود که آیا اقدامات ما در جهت کشاورزی پایدار بوده است یا خیر(کوچکی 1376). در مطالعه حاضر سه نوع شاخص پایداری زیست محیطی که مربوط به مصرف کودها، سموم شیمیایی و همچنین میزان مصرف آب در ماههای گرم سال میباشند، به صورت زیر در نظر گرفته شدهاند.
[9] = شاخص پایداری نسبت به نهاده کود شیمیایی سطح زیر کشت / میزان مصرف کود شیمیایی
[10] =شاخص پایداری نسبت به نهاده سم شیمیایی سطح زیر کشت / میزان مصرف سم شیمیایی
[11] =شاخص پایداری نسبت به نهاده آب سطح زیر کشت / میزان مصرف آب
ارقام کوچکتر این شاخصها مبین پایداری بیشتر است. به عبارت دیگر هرچه نسبت مصرف نهادههای فوق در یک دوره زمانی کاهش یابد، بهره برداران در جهت پایداری عمل می کنند و یا سیاست های دولت نظام تولید را به سمت پایداری هدایت میکند.
دادهها در این تحقیق قسمتی از دادهها به روش کتابخانهای و از آمارنامههای سازمان جهاد کشاورزی استان آذربایجان شرقی، سازمان آب منطقهای مراغه و مدیریت جهاد کشاورزی شهرستان مراغه و بناب بدست آمده و قسمت دیگر به روش میدانی و با تکمیل پرسشنامه از کشاورزان منطقه مورد مطالعه در سال زراعی 90-1389 حاصل شد. به منظور نمونه گیری تعداد بهره برداران 26 روستای دشت مراغه- بناب به عنوان جامعه آماری در نظر گرفته شد که در حدود 3760 نفر بهره بردار زراعی بود. سپس تعداد نمونه با توجه به معیار واریانس سطح زیر کشت از طریق رابطه کوکران به میزان 288 بهرهبردار محاسبه شد. اطلاعات مورد نیاز که به صورت مصاحبه حضوری و از طریق تکمیل پرسشنامه ها جمع آوری شدند شامل عملکرد در واحد سطح محصولات زراعی، قیمت محصول، میزان مصرف نهادهها در واحد سطح و قیمتهای مربوط به نهادههای مصرفی و برخی ویژگیهای بهره برداران جامعه مورد مطالعه می باشند.
نتایج و بحث در این قسمت نتایج الگوی برنامهریزی کسری با اهداف چندگانه گزارش شده و با الگوی کشت فعلی منطقه مقایسه خواهند شد. اما قبل از حل مدل نیاز به محاسبه ضرایب تابع هدف که شامل میانگین مصرف کودهای شیمیایی، سموم شیمیایی، آب و درآمد ناخالص و همچنین ضرایب توابع محدودیتها که شامل ضرایب تکنیکی مربوط به سطح زیر کشت، آب، نیروی کار، کودهای شیمیایی، سموم شیمیایی و ماشین آلات میباشد که از اطلاعات پرسشنامهها استخراج شدند. جداول 1 و 2 به ترتیب نشاندهنده ماتریس ضرایب تابع هدف و ماتریس ضرایب فنی محدودیتهاست که منطبق بر مساله برنامهریزی کسری خطی چند هدفه (MLFP) است. این ضرایب از اطلاعات پرسشنامهها محاسبه شدهاند.
جدول1- ماتریس ضرایب تابع هدف الگوی برنامهریزی کسری با اهداف چندگانه برای منطقه مورد مطالعه
جدول 2- ماتریس ضرایب فنی محدودیتها
در جدول 1 درآمد ناخالص هر یک از محصولات از تفاضل بین درآمد حاصل از فروش محصولات کشت شده مورد مطالعه و هزینههای متغیر در مراحل مختلف کاشت، داشت و برداشت، بدست آمده است. میانگین درآمد ناخالص برای هر یک از محصولات در سطح منطقه به عنوان ضرایب در نظر گرفته شده است. جدول 2 نیز ضرایب داده- ستاده و مقدار سمت راست را برای هر یک از محدودیتها نشان میدهد. ضرایب داده- ستاده هر محدودیت، میزان مصرف آن منبع را برای هر هکتار از محصولات مورد مطالعه نشان میدهد و مقدار سمت راست نیز میزان موجودی آن منبع را نشان میدهد. با استفاده از مقادیر جداول 1 و 2 الگوی برنامهریزی کسری با اهداف چندگانه حل شد که نتایج آن در جدول 3 گزارش شده است. در جدول 3 علاوه بر الگوی کشت حاصل از الگوی برنامهریزی کسری الگوی کشت فعلی منطقه نیز گزارش و با همدیگر مقایسه شده است.
جدول3- نتایج الگوی برنامهریزی کسری و الگوی کشت فعلی در منطقه مورد مطالعه(واحد: هکتار)
همانطور که از جدول 3 پیداست سطح زیر کشت گندم در مدل برنامهریزی کسری در مقایسه با الگوی فعلی 47/156 هکتار کاهش یافته و به 31/1101 هکتار رسیده است. سطح زیر کشت چهار محصول جو، یونجه، ذرت علوفهای و پیاز کاهش چشمگیری داشته و به ترتیب به 86/175، 53/116، 39/3 و 24/18 هکتار تقلیل پیدا کرده اند. این مقادیر در واقع حداقل سطح زیر کشتهایی است که در تناوب محصولات زراعی منطقه در نظر گرفته شدهاند. یعنی از نقطه نظر پایداری بایستی عمدتا گندم در منطقه تولید شود و تولید سایر محصولات زراعی در حداقل خود خواهند بود. بیشترین سطح زیر کشت در الگوی فعلی و مدل برنامهریزی کسری به گندم و کمترین سطح زیر کشت به ذرت علوفهای تخصیص یافته است. با اجرای الگوی برنامهریزی کسری میزان درآمد ناخالص به 5114268390 ریال میرسد که نسبت به حالت فعلی کاهش را نشان میدهد. این وضعیت حاکی از آن است که برای رسیدن به برخی از اهداف کشاورزی پایدار در منطقه مورد مطالعه بایستی از 2212071510 ریال درآمد ناخالص صرفنظر شود. جدول 4 نتایج حاصل از محاسبه شاخصهای پایداری در الگوهای کشت فعلی و برنامهریزی کسری در منطقه مورد مطالعه را نشان میدهد.
جدول 4- نتایج محاسبه شاخصهای پایداری در الگوی کشت فعلی و الگوی برنامهریزی کسری
همانطور که از جدول 4 ملاحظه میشود شاخصهای پایداری مربوط به میزان مصرف کودها و سموم شیمیایی و همچنین میزان مصرف آب در ماههای گرم سال در الگوی برنامهریزی کسری کمتر از الگوی کشت فعلی منطقه است. به عنوان نمونه میزان مصرف کود ازته در الگوی کشت فعلی برابر 8/190 کیلوگرم در هر هکتار میباشد و لیکن با در نظر گرفتن الگوی برنامهریزی کسری این میزان مصرف به 77/181 کیلوگرم در هکتار کاهش پیدا میکند. با تغییر الگوی کشت فعلی منطقه به الگوی برنامهریزی کسری، از بین نهادههای شیمیایی، میزان مصرف کود فسفاته بیشترین تغییر و میزان مصرف سموم حشرهکش و قارچکش کمترین تغییر را خواهند داشت. در مورد مصرف آب در ماههای گرم سال نیز ملاحظه میشودکه میزان مصرف آب در الگوی برنامهریزی کسری کمتر از الگوی کشت فعلی منطقه است. مثلا متوسط میزان مصرف آب در خرداد ماه در الگوی کشت فعلی منطقه برابر88/432 مترمکعب در هکتار میباشد. ولی با اجرای الگوی برنامهریزی کسری میزان مصرف آب در این ماه کاهش یافته و به 78/373 مترمکعب در هکتار میرسد و به همین ترتیب میزان مصرف آب در ماههای تیر، مرداد و شهریور نیز از الگوی فعلی که 2/477، 68/414 و 47/350 متر مکعب برای هر هکتار میباشد به ترتیب به 53/382، 72/369 و 08/330 متر مکعب در هکتار کاهش مییابد. این صرفهجویی موجب میشود که در این ماهها که جزو ماههای کم آب محسوب میود از فشار بیرویه روی منابع آبی کاسته شود.در یک نتیجهگیری کلی میتوان بیان داشت که، الگوی کشت ارائه شده بر مبنای برنامهریزی کسری با الگوی فعلی منطقه اختلاف دارد. این تفاوت مبین موثر بودن شروط پایداری لحاظ شده در الگوی برنامهریزی کسری است. به عبارت دیگر میتوان گفت که زارعین منطقه مورد مطالعه در تدوین الگوی کشت فعلی خود به ویژگیهای زیستمحیطی و پایداری منطقه چندان توجهی ندارند، در حالیکه با استفاده از برنامهریزی کسری میتوان با معرفی شاخصهای پایداری، الگوی کشتی را تدوین کرد که ضمن ممکن ساختن کسب سود لازم، استفاده از حداقل نهادههای کودها، سموم شیمیایی و همچنین آب را میسر سازد. با محاسبه شاخصهای پایداری مشخص شد که مصرف سموم و کودهای شیمیایی در الگوی برنامهریزی کسری نسبت به الگوی فعلی مقادیر پایینتری را نشان میدهد اگرچه اجرای الگوی برنامهریزی کسری درآمد ناخالص کمتری را بدست میدهد ولی در صورت اجرای این الگو برخی از اهداف پایداری بخصوص کاهش مصرف مواد شیمیایی مضر در منطقه رعایت شده و همچنین از لحاظ میزان مصرف آب بخصوص در ماههای گرم سال کمبودی وجود نخواهد داشت. نتایج مطالعات قبلی از جمله مطالعه کهنسال و فیروز زارع (1387) که به تعیین الگوی بهینه کشت استان خراسان شمالی با اهداف کشاورزی پایدار پرداختند نیز نشان میدهد که الگوی حاصل از برنامهریزی کسری برای دستیابی به پایداری با الگوی کشت فعلی منطقه اختلاف چشمگیری دارد. همچنین نتایج مطالعه زمانی و همکاران (1389) که به تعیین الگوی زراعی در جهت کشاورزی پایدار برای شهرستان پیرانشهر پرداختند حاکی از آن است که الگوی بهینه کشت با استفاده از برنامهریزی کسری با الگوی فعلی کشت اختلاف زیادی دارد.
پیشنهادها با توجه به اینکه حرکت به سمت الگوی کشت پایدار در کوتاه مدت باعث کاهش بازده برنامهای بهرهبرداران میشود، میتوان با تمهیدات و اقدامات مناسبی مانند اعمال قیمتهای متفاوت (قیمتهای بیشتر برای محصولاتی که در تولید آنها از سموم و کودهای شیمیایی کمتری استفاده شده است) بخشی از کاهش درآمد را جبران کرد. همچنین از آنجاییکه با اجرای الگوی برنامهریزی کسری میزان مصرف کودها و سموم شیمیایی نسبت به الگوی کشت فعلی کاهش مییابد و در نتیجه باعث کاهش تولید میشود بایستی با اقداماتی همچون در نظر گرفتن یارانه برای نهادههایی از قبیل کودهای سبز و بذرهای اصلاح شده، شناسایی و رواج روشهای مبارزه کاراتر و ارزانتر بیولوژیک و بکارگیری فنون کشاورزی علمی و پیشرفته و استفاده از تناوبهای پایدار در میان مدت و بلند مدت کاهش تولید ناشی از کاهش مصرف کودها و سموم شیمیایی جبران شود. توصیه میشود در کوتاه مدت به منظور پیشگیری و کاهش خسارات حاصل از مصرف مواد شیمیایی بر محیط زیست و به منظور افزایش انگیزه، کمکهایی را به منظور تشویق برای کشاورزانی که اصول کشاورزی پایدار را رعایت میکنند و از نهادههای زیانآور استفاده کمتری میکنند، در نظر گرفته شود. به نظر میرسد چنین سیاستهایی به نفع جامعه و دولت خواهد بود چرا که در این حالت هم آسیب و ضرر کمتری به محیط زیست وارد میشود وهزینههای تخریب و بازسازی به مراتب کاهش مییابد و هم قسمتی از کاهش درآمد کشاورزان جبران میشود. از آنجایی که شرایط اقلیمی و اقتصادی مناطق مختلف متفاوت است بنابراین ممکن است شاخصهای پایداری هم در مناطق مختلف متفاوت باشد. بنابراین برای اخذ نتایج دقیقتر میبایستی استفاده از چنینالگوهایی متناسب با شرایط و متغیرهای هر منطقه انجام گیرد. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| References | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
منابع مورد استفاده امینی فسخودی ع. و نوری س.ه. 1390. ارزیابی پایداری و تعیین الگوی کشت سیستمهای زراعی براساس بهینهسازی بهرهبرداری از منابع آب و خاک با استفاده از الگوهای غیرخطی برنامهریزی ریاضی. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک. سال پانزدهم. شماره 55. صفحات 99 تا 109. بریم نژاد 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.شماره 63. صفحات 2 تا 16. حسین زاد ج.1383. تعیین روش قیمت گذاری آب در بخش کشاورزی(مطالعه موردی سد و شبکه علویان)، رساله دکتری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، تهران. زمانی ا. صبوحی م. و نادر ه. 1389. تعیین الگوی زراعی در جهت کشاورزی پایدار با استفاده از برنامه ریزی کسری فازی با اهداف چندگانه (مطالعه موردی: شهرستان پیرانشهر ).مجله دانش کشاورزی و تولید پایدار. شماره 4. صفحات 103 تا 112. کوچکی ع. 1376. کشاورزی و توسعه پایدار. مجموعه مقالات توسعه پایدار کشاورزی، فصلنامه اقتصاد کشاورزی و توسعه، شماره 4. صفحات 89 تا 96. کهنسال م و فیروز زارع ع.1387. تعیین الگوی بهینه کشت همسو با کشاورزی پایدار با استفاده از برنامه ریزی فازی کسری با اهداف چندگانه، (مطالعه موردی استان خراسان شمالی). فصلنامه اقتصاد کشاورزی و توسعه، سال شانزدهم، شماره 62 ، صفحه های 1 تا 31. منصوری ه. کهنسال م. 1384. تعیین الگوی کشت بهینه کشت زراعی براساس دو دیدگاه اقتصادی و زیست محیطی. مجموعه مقالات پنجمین کنفرانس اقتصاد کشاورزی ایران. دانشگاه سیستان و بلوچستان. صفحات 12 تا 35. موسوی س.ن. و قرقانی ف. 1388. محاسبه شاخصهای پایداری آب کشاورزی توسط مدل برنامهریزی کسری(مطالعه موردی شهرستان مرودشت). فصلنامه اقتصاد کشاورزی، سال سوم، شماره 3. صفحات 143 تا 155. Castrodeza C., Lara P. and Pena T. 2005. Multicriteria fractional model for feed formulation: economic, nutritional and environmental criteria. Agriculture Systems 86: 76- 96.
Charnes AW., Cooper W. and Rhodes E. 1978. Measures the efficiency of decision making units , European Journal of Operational Research 2:428-449.
Daneshvar M. , Sahnoushi N. and Salehi Reza Abdi F. 2009. The determination of optimal crop pattern with aim of reduction in hazards of environmental, American Journal of Agricultural and Biological Science 4(4): 305-310.
Dutta D., Rao J.R., Tiwari R.N., 1993. A restricted class of multiobjective linear fractional programming problems, European Jpurnal of Operational Research 68(3): 352-355.
Hansen JW. 1996. Is agricultural sustainability a useful concept?. Agriculture Systems 50(2): 117- 14.
Lara P. and Stancu-Minasian I. 1999. Fractional programming: a tool for the assessment of sustainability. Agricultural Systems 62:131-141.
Pomar C., F. Dubeau M.-P. Létourneau-Montminy C. Boucher and P.-O. Julien. 2007. Reducing phosphorus concentration in pig diets by adding an environmental objective to the traditional feed formulation algorithm. Livestock Science.111: 16–27.
Romero C. and Rehman T. 1989. Multiple criteria analysis for agricultural decisions, Elseviear, Amesterdam. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Statistics Article View: 11,580 PDF Download: 5,816 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||