ارزيابي اثرات تغيير اقليم بر منابع آب در دسترس و توليدات كشاورزي در حوضه آبخيز شاهرود

Economic Analysis of the Effects of Climate Change on Available Water Resources and Agricultural Products in the Watersheds of Shahrood

در اين مطالعه ابتدا الگوي رفتاري متغير اقليمي بارش طي دوره 1392-1365 در حوضه‌ آبخيز شاهرود بررسي شد. سپس، از يك سيستم مدل­سازي بيوفيزيكي - اقتصادي براي تحليل اثرات تغيير اقليم ناشي از كاهش بارش بر منابع آب در دسترس، توليدات كشاورزي و شاخص‌هاي اقتصادي سود ناخالص و ارزش آب تحت سناريوهاي گوناگون (تغيير اقليم ملايم، متوسط و شديد) استفاده شد. سيستم مدل­سازي بالا، شامل تابع عملكرد محصولات مبتني بر ميزان بارش (جزء بيوفيزيكي مدل) و رهيافت برنامه‌ريزي رياضي مثبت (جزء اقتصادي مدل) بود كه طي سه مرحله پياپي در محيط نرم ­افزاري GAMS حل شد. الگوي رفتاري بارش نشان داد كه اين متغير اقليمي پس از سال 1385 در حوضه­ آبخيز شاهرود روندي كاهشي را داشته است. نتايج مدل ارايه‌شده نيز نشان دادند كه تغيير اقليم ناشي از كاهش بارش منجر به كاهش منابع آب در دسترس، افزايش ارزش اقتصادي آب آبياري، كاهش مجموع سطح زير كشت محصولات آبي و كاهش سود ناخالص كشاورزان در حوضه­ آبخيز شاهرود شده است. بيش‌ترين كاهش منابع آب در دسترس نيز در سناريوي تغيير اقليم شديد و به مقدار 30/03 ميليون مترمكعب بدست آمد. در پايان، براي رويارويي با اثرات تغيير اقليم و حفاظت از منابع آب استان قزوين بكارگيري روش­ هاي كم‌آبياري، تعيين نرخ آب­ بها براي كشاورزان بر اساس ملاحظه برابري، آيش ­گذاري اراضي و ارايه تسهيلات به كشاورزان براي تجهيز مزارع به سيستم­هاي نوين آبياري پيشنهاد شد.

In the present study first the behavioral patterns of precipitation climatic variable were investigated during years 1985-2013 in the watersheds of Shahrood. Then, a biophysical- economic modeling system was used to analyse the effects of climate change resulting from reduced rainfall on available water resources, agricultural products and economic indicators of gross profit and water value under different scenarios (mild, medium, and intense climate change). The modeling system includes the products yield function based on rainfall (biophysical part of model) and positive mathematical programming approach (economic part of model) that was solved in consecutive three stages and in the GAMS software. The behavioral pattern of precipitation showed that this climate variable was reduced in the watersheds of Shahrood after year 2006. The results of proposed model also showed that with occurrence the climate change resulting from reduced rainfall the available water resources, total acreage of water crops and farmer's gross profit decrease and economic value of irrigation water increase in watersheds of Shahrood. The highest reduction in available water resources was the amount of 30.03 million cubic meters that was achieved under intense climate change scenario. Finally, utilizing deficit irrigation techniques, determination the rate of water charge to farmers on the basis of equality consideration, providing financing convenience to farmers for farms outfit to new irrigation system and fallow-lands was proposed to contrast with the effects of climate change resulting from reduced rainfall and protection of water resources in the region.