برنامه ريزي كشت محصولات كشاورزي با استفاده از روشهاي بهينه‌سازي مكاني

Planning of Agricultural Crops Cultivation Using Spatial Optimization Methods

افزايش جمعيت و محدود بودن اراضي كشاورزي قابل استفاده، بر اهميت برنامه ريزي صحيح جهت استفاده از زمين و بهينه سازي الگوي كشت مي‌افزايد. مدلسازي كشت محصولات بر اساس مدل رستري ساده تر و متداولتر است. بنابراين غالباً واحد برنامه ريزي كشاورزي به صورت پيكسل تعريف شده است. از طرفي در حال حاضر كشاورزان، كشت هاي خود را در قطعاتي كه مالكيت آنها مشخص است انجام مي‌دهند و با توجه به ماهيت مكاني بودن معيارها، به نظر مي‌رسد استفاده از يك مدل برداري (قطعه مبنا) شيوه مناسبي به منظور بررسي اثر اين متغيرها و مشخص نمودن الگوي كشت باشد. اين تحقيق با هدف برنامه‌ريزي كشت محصولات‌كشاورزي به صورت قطعه مبنا با استفاده از برآورد نياز‌آبي و روشهاي بهينه‌سازي مكاني انجام گرفت. مدلسازي در قالب سه مدل توسعه يافت. در مدل اول، نياز‌آبي محصولات كشاورزي براي قطعات با استفاده از آمار ايستگاههاي هواشناسي همجوار برآورد شده است. در مدل دوم، تناسب قطعات كشاورزي با استفاده از دو گروه معيارهاي اقليمي و ويژگي هاي زمين تعيين شده است. در مدل سوم، بهينه سازي الگوي كشت با در نظر گرفتن بالاترين سود و كمترين آب مصرفي در منطقه با استفاده از مدل برنامه‌ريزي خطي انجام شده است. بررسي نتايج نشان داد به دليل كمبود آب در منطقه، كشت همزمان تمامي قطعات ممكن نيست و در هر سال زراعي حدود 40درصد از قطعات به صورت آيش باقي مي‌مانند. همچنين در حالت بهينه سطح زير كشت محصولاتي مانند سيب‌زميني، يونجه و آفتابگردان به دليل مصرف بالاي آب و قرار گرفتن دوره رشد آنها در فصول بهار و تابستان، از الگوي كشت حذف شدند و محصولات گندم و جو سطح زير كشت بيشتري نسبت به ساير محصولات به خود اختصاص دادند.

Population growth, limited usable agricultural lands, rapid changes in societies and land uses development, highlights the importance of proper planning for land use and cropping pattern optimization. The present study was carried out for agricultural crops cultivation planning using water requirement estimation and spatial optimization methods. The model was programmed into three sub-models. The objective of the first sub-model, was assessingthe crops water requirement. For this purpose, the meteorological observations collected from 16 high quality meteorological sites for a 20- year period (1985-2005). Objective of the second sub-model, was determining the land suitability for agricultural crops. To achieve this goal six criteria were considered. The criteria classified into two groups including climatic parameters and land characteristics. Finally objective of the third sub-model was cropping pattern Optimization by considering the maximum benefit and minimum consumable water in study region. In order to reach to this target, linear programming was used. Result of linear programming showed that due to water shortages in the region, Simultaneous cultivation of all parcel is not possible and about 40 percent of the parcel to remained fallow, in each year separately. Also in the optimal state surface of products such as potato, alfalfa and sunflower due to high water consumption, exposure of the growing season in spring and summer and having lower gross margin were removed from the cropping pattern and wheat and barley crops constituted area under cultivation more than other products.