شماره ركورد :
914024
عنوان مقاله :
مشوق هاي سياستي به منظور كاهش آبشويي نيترات در مزارع كشاورزي: منطقه مورد مطالعه شبكه آبياري و زهكشي درودزن
عنوان فرعي :
Policy Incentives for Reducing Nitrate Leaching in Agricultural Lands: A Case Study of Irrigation and Drainage Dorudzan
پديد آورندگان :
شیخ زین الدین، آذر نويسنده دكتری اقتصاد كشاورزی Sheikhzeinoddin, Azar , اسماعیلی، عبدالكریم نويسنده استاد گروه اقتصاد كشاورزی Esmaieli, A. , زیبایی، منصور نويسنده استاد گروه اقتصاد كشاورزی Zibaei, M.
اطلاعات موجودي :
فصلنامه سال 1395 شماره 0
رتبه نشريه :
علمي پژوهشي
تعداد صفحه :
9
از صفحه :
127
تا صفحه :
135
كليدواژه :
آبشويي نيترات , بهينه اقتصادي , بهينه اقتصادي-زيستي , مدل بيوفيزيكي
چكيده فارسي :
كاربرد بیش از اندازه آب و كود نیتروژن در فعالیت¬های زراعی، منجر به آبشویی نیترات به آب¬های زیرزمینی شده است. این مسئله معضلات زیست¬محیطی فراوانی را در پی خواهد داشت كه می¬توان به تسریع پدیده یوتروفیكاسیون اشاره كرد كه به تبع آن رشد جلبك¬ها و سایر گیاهان آبزی افزایش یافته كه در نهایت منجر به كاهش اكسیژن محلول در آب و كاهش شفافیت آب خواهد شد. در این مطالعه یك رویه مدلسازی یكپارچه به منظور مقایسه ابزارهای سیاستی برای كاهش آبشویی نیترات استفاده شده است. مدل یكپارچه شامل یك مدل بیوفیزیكی (SWAT)، یك مدل اقتصادی، یك مدل زیست¬محیطی و ارزیابی سیاست¬های افزایش قیمت آب و مالیات بر مصرف كود نیتروژنه می¬باشد. اطلاعات زراعی مورد نیاز از طریق تكمیل پرسشنامه برای سال زراعی 92-91 جمع¬آوری شد. برای این منظور، عملكرد محصولات منتخب (گندم، جو، ذرت دانه¬ای و برنج) و همچنین شاخص زیست¬محیطی (آبشویی نیترات) در سطوح مختلف مصرف آب و كود با استفاده از مدل SWAT شبیه¬سازی شد. سپس به منظور اتصال مدل بیوفیزیكی با مدل اقتصادی، از تكنیك رگرسیونی استفاده شد كه از این طریق نتایج حاصل از شبیه¬سازی مدل بیوفیزیكی در مدل اقتصادی تولید مزرعه به كار برده می¬شود. نتایج این مطالعه نشان داد كه با حركت از وضع موجود به بهینه اقتصادی می¬توان سود را افزایش و آبشویی نیترات را كاهش داد. اما از این نقطه به بعد، كاهش تلفات نیتروژن بدون كاهش سود امكان¬پذیر نخواهد بود. به عبارت دیگر برای حركت از بهینه اقتصادی به بهینه اقتصادی-زیستی بایستی مبادله بین سود مزرعه و تلفات نیتروژن صورت گیرد. همچنین نتایج حاصل از اعمال سیاست-های قیمتی به منظور دستیابی به حداكثر مقدار مجاز تلفات نیتروژن در واحد هكتار نشان داد كه برای محصول گندم استفاده از سیاست افزایش قیمت آب و برای محصولات ذرت و برنج به دلیل حساسیت بالای عملكرد این محصولات به نهاده آب، استفاده از سیاست مالیات بر نهاده كود نیتروژن مقرون به صرفه¬تر می¬باشند.
چكيده لاتين :
Introduction: Agricultural activities increasingly use water, fertilizers and pesticides, which may generate negative impacts on environment. Nowadays, nitrogen leaching from agricultural lands is a widespread global problem. Therefore, alternative land management practices such as nutrient management (rate, method and time of application), tillage operations (conservation and no-tillage), and irrigation management are routinely used to reduce non-point source pollution and improve water quality. In fact, a number of studies have illustrated the positive effects of best management practices (BMPs) on water and nutrient losses. The objective of this paper is to develop a bio-economic model and introducing the policy instrument for reducing nitrate from irrigation and drainage Dorudzan. We aim to identify ‘‘win–win’’ opportunities for improving farm profitability and reducing nitrate leaching. Materials and Methods: An integrated biophysical-economic model was developed with five components. The first component is based on a process-based biophysical model (SWAT) that simulates the key processes of crop growth within the water and nitrogen cycles. The second component is a meta-model, which is used to link the biophysical model with the economic model. The meta-model employs regression techniques to replace the original simulation model and allow the application of simulation model results in an economic model of farm production. Crop yield is the key link between the two models. A quadratic function (Eq. 1), which allows estimation of the effect of increasing input levels and diminishing marginal returns, particularly when a wide range of inputs need to be incorporated, was used in this study. (1) Where, Y, W and N are crop yield, water and nitrogen fertilizer application, respectively. The third component is a simple farm economic model, which is used to predict farmers’ response behavior under different policy scenarios, and to determine when and how much to irrigate and fertilize, and the farm gross margin that results (Eq. 2). (2) Where, GM, , , and C are the farm gross margin (rial/ha), water price (rial/m3), nitrogen fertilizer price (rial/kg), crop price (rial/kg) and other costs, respectively. The fourth component is a nitrate leaching function which is a function of water and nitrogen fertilizer application (Eq. 3). (3) The fifth component is assessment of policy incentives. Regulators have at their disposal a portfolio of policy instruments (such as water pricing or tax on nitrogen fertilizer application) that can be used to influence nitrate leaching. For running SWAT model, the data for estimating the wheat, barley, corn and rice yield production functions were generated by running the biophysical model hundreds of times with a different range of amount of water and nitrogen applications. The total number of scenarios of combinations of amounts of irrigation and nitrogen applications was about 96, 72, 88 and 84 for wheat, barley, corn and rice, respectively. Then, the yield production function was estimated with the multiple non-linear regression technique in the Eviews software. For model simulation, the economic model was formulated based on the crop production function obtained from the multiple non-linear regression analysis in the SWAT running stage and generate the farm gross margins. The effects of increasing water prices on nitrate leaching were simulated with the biophysical model. Results and Discussion: The values of the coefficients from the multiple nonlinear regressions are shown in Table 1. Table 1-Results from multiple non-linear regressions Rice corn Barely Wheat Parameters -6.011*** -11.335** -2.64*** 0.978*** (-6.252) (-2.075) (-4.073) (5.125) 0.0221** 0.047*** 0.0288*** 0.00098*** (8.17) (2.68) (7.00) (11.342) -1.13*10-5*** -3.21*10-5*** -4.31*10-5*** -1.38*10-5*** (-7.726) (-2.478) (-6.657) (-12.985) 0.000158*** - 0.008*** 0.01*** (6.272) - (5.835) (31.407) -3.23*10-6*** -4.88*10-6*** -3.24*10-5*** -1.22*10-5*** (-6.378) (-6.815) (-10.422) (-42.378) - 9.15*10-6*** 2.19*10-5*** 5.89*10-6*** - (7.766) (5.563) (11.27) 0.99 0.98 0.955 0.994 R2 ***,** significant in 1% and 5% , Numbers in parentheses ret-statistics The results for water and nitrogen inputs, crop yield, farm gross margin and nitrate leaching under agronomic optimum, economic optimum and bio-economic optimum, also are shown in Table 2. Table 2- Comparison between agronomic optimum, economic optimum and bio-economic optimum Gross margin Nitrate leaching crop yield nitrogen fertilizer Irrigation* Scenario crop (rial/ha) (kg/ha) (kg/ha) (kg/ha) (m3/ha) 26743460 56.81 5913.2 523 11721.5 Agronomic optimum wheat 26995120 49.83 5882.9 486.4 10727 economic optimum 26354880 37.99 5723.4 408.59 9824.5 bio-economic optimum 16314000 15.08 4203.5 262 10020 Agronomic optimum barely 16416560 14.71 4105.8 245.8 9637.75 economic optimum 16416560 14.71 4105.8 245.8 9637.75 bio-economic optimum 44180040 101.31 9009 750 20000 Agronomic optimum corn 44364700 89.57 8988 684 20000 economic optimum 40805580 37.9 8390 394 20000 bio-economic optimum 66876590 51.98 5020 244.58 24450 Agronomic optimum rice 67111950 42.43 5000 209.91 23918.14 economic optimum 67098590 38 4900 197.2 23918.14 bio-economic optimum *irrigation efficiency 40% Conclusions: The results show that there are win-win opportunities for improving farm profitability and reducing nitrate leaching by moving from current status to economic optimum. But from this point onwards, reduction in nitrate leaching is not achievable without profit penalties. In other word, to move from economic optimum to bio-economic optimum point, there is a trade-off relationship between farm profitability and groundwater quality protection. Also results of policy assessment showed that for wheat-water pricing and for corn and rice, because of high elasticity of yields of these crops to water application, tax on nitrogen application are cost effective policies.
سال انتشار :
1395
عنوان نشريه :
اقتصاد و توسعه كشاورزي
عنوان نشريه :
اقتصاد و توسعه كشاورزي
اطلاعات موجودي :
فصلنامه با شماره پیاپی 0 سال 1395
كلمات كليدي :
#تست#آزمون###امتحان
لينک به اين مدرک :
بازگشت