تحلیل اثربخشی سناریو‌های قیمتی و غیرقیمتی آب آبیاری جهت سازگاری با تغییر اقلیم: کاربرد مدل هیدرو- اقتصادی (مطالعه موردی: شهرستان سراب)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه اقتصاد کشاورزی، دانشگاه تبریز

2 گروه اقتصاد کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

3 گروه آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

افزایش تقاضا و عرضه­ی محدود آب در اثر تغییر اقلیم، عدم تعادل منابع را در بسیاری از دشت­های کشور به دنبال داشته و ضرورت استفاده از سیاست­های کارآمد مدیریت آب را مطرح ساخته است. مدیریت منابع آب نیازمند در نظر گرفتن تمامی عناصر و اثرات متقابلی که بین فعالیت­های انسانی و اقتصادی و منابع آب و زمین وجود دارد، می­باشد. لذا مطالعه حاضر به معرفی و کاربرد مدل هیدرو-اقتصادی مبتنی بر ریسک در ارزیابی اثر سناریوهای قیمتی و غیرقیمتی آب آبیاری به منظور سازگاری با تغییر اقلیم می­پردازد. در بخش اقتصادی مدل از الگوی برنامه­ریزی ریاضی درجه دوم توأم با ریسک (QRP) و در بخش هیدرولوژیکی از مدل WEAP-MABIA استفاده گردید. داده­های مورد نیاز از طریق تکمیل 210 پرسشنامه از کشاورزان شهرستان سراب به عنوان یک از مناطق مهم کشاورزی حوضه آجی­چای، در سال 1397 جمع­آوری گردید. برای تولید داده­های روزانه اقلیمی از مدل HadCM3 و ریزمقیاس­سازی LARS-WG تحت سناریوی­ انتشار A2 استفاده شد. نتایج نشان داد که با وقوع تغییر اقلیم میزان آب در دسترس به صورت میانگین 2/18 درصد کاهش یافته و موجب کاهش سطح زیرکشت محصولات با نیاز آبی بالاتر (یونجه، سیب­زمینی و لوبیا) می­گردد. سناریو افزایش 20 و 40 درصدی قیمت آب آبیاری به ترتیب سبب افزایش 9/5 و 3/7 درصدی میزان آب در دسترس شده و با اعمال این سناریو سود کشاورزان به ترتیب 4/8 و 3/10 درصد کاهش می­یابد. اجرای سناریو کاهش 20، 30 و 40 سهم آب بخش کشاورزی به ترتیب موجب کاهش سود کشاورزان به اندازه 3/19، 3/24 و 3/37 درصد می­گردد که نشان دهنده تغییرات محسوس سود کشاورزان می­شود. با بهبود راندمان آبیاری به میزان 25 و 35 درصد، سود کشاورزان منطقه به ترتیب 2/5 و 5/7 درصد و همچنین میزان آب در دسترس 1/11 و 4/14 درصد افزایش خواهند یافت. از این­رو پیشنهاد می­شود با بالا بردن راندمان آبیاری که با تغییر تکنولوژی آبیاری همراه می­باشد، محصولاتی که دارای صرفه­های اقتصادی بالا و مصرف آب زیاد می­باشند را به الگوی کشت اضافه نموده و سود کشاورزان در حوضه را افزایش داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating the Price and Non-price Scenarios Impacts of Irrigation Water for Adaptation of Climate Change: Using Hydro-economic Model (Case Study: Sarab County)

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Sani 1
  • Ghader Dashti 2
  • Abolfazl Majnooni Heris 3
  • Javad Hosseinzad 1
1 Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Iran
2 Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Iran
3 Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Iran,
چکیده [English]

Climate change is one of the main issues in the 21st century and has been felt in many regions of world. The greatest impact of climate change is on the water resource sector. Ajichay, as one of the main agricultural areas and a source of water consumption around the Lake Urmia, has lost its efficiency as the supplier of water and is considered as the center of crisis due to changes in the climate, lack of precipitation, and human factors. Therefore, the current study aims to investigate the impacts of water resources management scenarios for adaptation of climate change on water resources, cropping patterns and profits of farmers using a hydro-economic model. The HadCM3 model and LARS-WG downscaling were used to generate daily climatic data under the emissions of A2 scenario. The results showed that the average rainfall decreased in 38% under A2 emission scenario during 2018-2050 period. In the next period of 2018-2050, the average annual temperature will also increase by 2.5 °C compared to the baseline period. Changes in the cropping area due to climate change show that among the studied crops, bean had the highest reduction in cultivation, which stemmed from its high-water requirement. Results showed the profit in all the sub-bases had a rise after increasing irrigation efficiency scenario. Thus, applying increasing efficiency scenario, in addition to more useful and efficient use of allocated water, will also increase farmers' profits which offer a better situation than the other scenarios. Overall, the findings of the current study revealed that without changing the management strategies there would be a considerable reduction in water resource in near future. The analysis of scenarios revealed that policies alone cannot compensate for water problems and there is a need for plenty of scenario for optimum results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate Change
  • Hydro-Economic Model
  • QRP
  • WEAP-MABIA

مراجع

احمدی­فر، ر.، م. موسوی و م. رحیم­زادگان. 1399. بررسی اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب‌ زیرزمینی (مطالعه موردی: آبخوان دشت سراب). دانش آب و خاک، دوره 30، شماره 1، صص166-153.
بخشوده، م. و م. باغستانی. 1387. پایداری منابع آب و الگوی بهینه کشت در ایران؛ کاربرد برنامه‌ریزی کسری. اقتصاد مالی، دوره 2، شماره 4، صص 134-121.
پرهیزکاری، ا.، م. مظفری، م. حسینی خدادادی و ر. پرهیزکاری. 1394. بررسی تغییرات اقتصادی الگوی کشت ناشی از تغییرات سطح زیرکشت چغندرقند (مطالعه موردی: دشت قزوین). مجله چغندرقند, دوره 31، شماره 1، صص 92-77.
دهقانی، ع.، س. امیرتیموری و م. زارع مهرجردی. 1399. آثار سیاست­های قیمتی و غیرقیمتی آب آبیاری بر الگوی کشت و سود ناخالص کشاورزان بخش شهداد. مهندسی آبیاری و آب ایران، سال دهم، شماره چهلم، صص 271-258.
زیبایی، م. 1386. عوامل موثر بر عدم تداوم در استفاده از سیستم­های آبیاری بارانی در استان فارس: مقایسه تحلیل لاجیت و تحلیل ممیزی. اقتصاد و توسعه کشاورزی (علوم و صنایع کشاورزی)، دوره 1، شماره 2، صص 194-183.
ساری صراف، ب.، ط. جلالی عنصرودی و ف. سرافراز. 1394. اثرات گرمایش جهانی بر اقلیم شهرهای واقع در حوضه دریاچه ارومیه. پژوهش­های بوم­شناسی شهری، دوره 6، شماره 12، صص 48-33.
سازمان جهاد کشاورزی استان آذربایجان شرقی. 1397. قابل دسترس در سایت https://www.eaj.ir/.
طرازکار، م.، م. زیبایی و غ. سلطانی. 1395. بهره­برداری بهینه از مخزن سد درودزن با تاکید بر بهره­وری آب کشاورزی. اقتصاد کشاورزی و توسعه، شماره 96، صص 55-25.
کاظم­زاده، م.، ا. ملکیان، ع. مقدم­نیا و ش. خلیقی. 1398. ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر خصوصیات هیدرولوژیکی حوزه آبخیز (مطالعه موردی: حوزه آبخیز آجی­چای). علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، جلذ 13، شماره 45، صص 11-1.
مردانی نجف آبادی، م. و ع. میرزایی. 1398. ارزیابی اثر برنامه­های سیاستی جهت دستیابی به هدف پایداری منابع آب در دشت قزوین. تحقیقات اقتصاد کشاورزی، جلد 12، شماره 3، صص176-155.
مظفری، م.م.  1394. تعیین برنامه سیاستی مناسب برای حفاظت منابع آب در دشت قزوین. حفاظت منابع آب و خاک، دوره 5، شماره 2، صص 45-29.
نیکویی، ع. و م. زیبایی. 1391. مدیریت منابع آب و امنیت غذائی حوضه زاینده رود: کاربرد روش تحلیل یکپارچه حوضه آبریز رودخانه. اقتصاد و توسعه کشاورزی، دوره 26، شماره 3، صص 196-183.
ورزیری، ا.،  م.ح. وکیل پور، و ا. مرتضوی. 1395. بررسی اثر قیمت گذاری اقتصادی آب آبیاری بر الگوی کشت در دشت دهگلان. فصلنامه تحقیقات اقتصاد کشاورزی، جلد 8، شماره 3: صص 100-81.
الهی، م.، م. وکیلپور و ح. نجفی علمدارلو. 1397. تأثیر قیمت و سهمیه­بندی آب در راستای مدیریت منابع آب زیرزمینی دشت کبودرآهنگ. نشریه پژوهش آب در کشاورزی، جلد 23، شماره 7، صص 284-267.
Alamanos, A., S. Xenarios, N. Mylopoulos and P. Stalnacke. 2016. Hydro Economic Modeling and Management with Limited Data: The Case of Lake Karla Basin, Greece. European Water, 54: 3-18.
Allen, R.G., L.S. Pereira, D. Raes and M. Smith. 1998. Crop Evapotranspiration-Guidelines for Computing Crop Water Requirements-FAO Irrigation and Drainage Paper 56. FAO, Rome. 300(9): D05109.
Amin, A., J. Iqbal, A. Asghar and L. Ribbe. 2018. Analysis of Current and Future Water Demands in The Upper Indus Basin Under IPCC Climate and Socio-Economic Scenarios Using A Hydro-Economic WEAP Model. Water, 10(5): 1-20.
Binswanger, H.P. 1980. Attitudes toward Risk: Experimental Measurement in Rural India. American Journal of Agricultural Economics, 62 (3): 395-407.
Blanco- Gutiérrez, I., C. Varela-Ortega and D. Purkey. 2013. Integrated Assessment of Policy Interventions for Promoting Sustainable Irrigation in Semi-Arid Environments: A Hydro-Economic Modeling Approach. Journal of Environmental Management, 128:144–160.
Borrego-Marín María, M., A. Expósito and J. Berbel. 2020. A Simplified Hydro-Economic Model of Guadalquivir River Basin for Analysis of Water-Pricing Scenarios. Water, 12(7): 1879.
Brinegar, H.R. and F.A. Ward. 2009. Basin Impacts of Irrigation Water Conservation Policy. Ecological Economics, 69 (2): 414–426.
Cetinkaya, C.P. and M.C. Gunacti. 2018. Multi-Criteria Analysis of Water Allocation Scenarios in A Water Scarce Basin. Journal of Water Resources Management, 32(8): 2867-2884.
Chavas, J.P. 2004. Risk Analysis in Theory and Practice. Elsevier Academic Press.
Esteve, P., C. Varela-Ortega, I. Blanco-Gutiérrez and T.E. Downing. 2015. A Hydro-Economic Model for the Assessment of Climate Change Impacts and Adaptation in Irrigated Agriculture. Ecological Economics, 120: 49-58.
Esteve, P., C. Varela-Ortega, I. Gutierrez and T.E. Downing. 2015. A Hydro-Economic Model for the Assessment of Climate Change Impacts and Adaptation in Irrigated Agriculture. Ecological Economics, 120: 49-58.
GWP (Global Water Partnership). 2000. Integrated Water Resources Management. Global water partnership TAC background Paper 4. Stockholm, Sweeden.
Hazell, P.B. and R.D. Norton. 1986. Mathematical Programming for Economic Analysis in Agriculture. Macmillan, New York.
International Water Management Institute (IWMI). 2011. Available Online at: www.iwmi.cgiar.org.
Kahil, M.T., A. Dinar and J. Albic. 2015. Modeling Water Scarcity and Droughts for Policy Adaptation to Climate Change in Arid and Semiarid Regions. Journal of Hydrology, 522: 95-102.
Mainuddin, M., M. Kirby and M.E. Qureshi. 2007. Integrated Hydrologic-Economic Modelling for Analyzing Water Acquisition Strategies in The Murray River Basin. Agricultural Water Management, 93: 123-135.
Maneta, M.P., M.O. Torres, W.W. Wallender, S. Vosti, R. Howitt, L. Rodrigues, L.H. Bassoi and S. Panday. 2009. A Spatially Distributed Hydro Economic Model to Assess the Effects of Drought on Land Use, Farm Profits, and Agricultural Employment. Water Resources Research, 45: 1-19.
Qureshi, M.E., M.D. Ahmad, S.M. Whitten and M. Kirby. 2014. A Multi-Period Positive Mathematical Programming Approach for Assessing Economic Impact of Drought in the Murray-Darling Basin, Australia. Economic Modelling, 39: 293-304.
Rafiei Darani, H., M.R. Kohansal, M. Ghorbani and M. Saboohi. 2017. An Integrated Hydro-Economic Modeling to Evaluate Marketing Reform Policies of Agricultural Products. Bulgarian Journal of Agricultural Science, 2(2): 189–197.
Tanaka, S.K., T. Zhu, J.R. Lund, R.E. Howitt, M.W. Jenkins, M.A. Pulido, M. Tauber, R.S. Ritzema and I.C. Ferreira. 2006. Climate Warming and Water Management Adaptation for California. Climate Change, 76: 361-387.
Touseef, M., L. Chen and W. Yang. 2021. Assessment of Surface Water Availability under Climate Change Using Coupled SWAT-WEAP in Hongshui River Basin, China. ISPRS International Journal of Geo-Information, 10(5):298.
Von Neuman, J. and O. Morgenstern. 1944. Theory of Games and Economic Behavior. Princeton University Press, Princeton, NJ.
Ward, F.A. 2014. Economic Impacts on Irrigated Agriculture of Water Conservation Programs in Drought. Journal of Hydrology, 508: 114-127.
 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار