كليدواژه :
گرمايش جهاني , مديريت نظام كشاورزي , انتشار آلاينده , سرشارسازي آبي
چكيده فارسي :
تجزیه و تحلیل نظام‌های كشاورزی به منظور بررسی اثرات زیست‌محیطی موجب ارتقاء كیفی مدیریت و توسعه پایدار كشاورزی می‌شود. این مطالعه با هدف بررسی اثرات زیست‌محیطی نظام‌های عمده تولیدات زراعی در استان خراسان رضوی شامل گندم، ذرت، چغندرقند، كلزا، گوجه‌فرنگی، سیب‌زمینی، خربزه، هندوانه و خیار با استفاده از ارزیابی چرخه حیات (LCA) انجام شد. بدین منظور، میانگین نهاده‌های مصرفی طی سال‌های 95-1385 با استفاده از پرسشنامه و آمارنامه‌های وزارت جهاد كشاورزی جمع‌آوری و بر اساس روش ISO14044، LCA در چهار گام شامل مشخص‌سازی اهداف و حوزه عمل، ممیزی چرخه حیات، ارزیابی تأثیر چرخه حیات و تلفیق، نتیجه‌گیری و تفسیر نتایج انجام شد. در این مورد، واحد كاركردی معادل یك تن محصول اقتصادی از هر گیاه در نظر گرفته شد. گروه‌های تأثیر مورد مطالعه شامل گرمایش جهانی، اسیدی شدن و سرشارسازی بود. در آخرین مرحله، شاخص بوم‌شناخت (Ecox) محاسبه شد. برای سنجش قابلیت روایی پرسشنامه، ضریب آلفای كرونباخ محاسبه گردید. نتایج نشان داد كه ضریب آلفای كرونباخ 82%=α نشان‌دهنده قابلیت اعتماد بالای پرسشنامه بوده است. بیشترین سهم انتشار گازهای گلخانه‌ای در گروه تأثیر گرمایش جهانی مربوط به دی اكسید كربن بود. بیشترین و كمترین پتانسیل گرمایش جهانی به‌ترتیب برای كلزا (01/1342 واحد معادل كیلوگرم CO2 به‌ازای هر یك تن عملكرد اقتصادی) و چغندرقند (25/27 واحد معادل كیلوگرم CO2 به‌ازای هر یك تن عملكرد اقتصادی) به‌دست آمد. بیشترین پتانسیل سرشارسازی نظام‌های آبی مربوط به كلزا با 59/0 واحد معادل كیلوگرم PO4 به‌ازای هر یك تن عملكرد اقتصادی بود و كمترین میزان برای چغندرقند با 01/0 واحد معادل كیلوگرم PO4 به‌ازای هر یك تن عملكرد اقتصادی حاصل شد. بیشترین مجموع شاخص بوم‌شناخت مربوط به كلزا با 67/0 EcoX به‌ازای هر یك تن عملكرد اقتصادی بود و كمترین میزان برای چغندرقند با 01/0 EcoX به‌ازای هر یك تن عملكرد اقتصادی حاصل شد. مجموع شاخص بوم‌شناخت در نظام تولید كلزا در مقایسه با نظام‌های تولید گندم، ذرت، هندوانه، خیار، خربزه، گوجه‌فرنگی و سیب‌زمینی به‌ترتیب برابر با 38، 46، 49، 59، 77، 80 و 94 درصد بالاتر به‌دست آمد بیشترین سهم در مقایسه گروه‌ای تأثیر مربوط به سرشارسازی آبی (با میانگین 56 درصد) بود. بر این اساس، به منظور كاهش اثرات زیست‌محیطی نظام‌های تولید توصیه می‌شود از مدیریت پایدار حاصلخیزی خاك، جایگزینی نهاده‌های شیمیایی، افزایش كارایی مصرف نهاده‌ها، خاكورزی كاهش یافته، تناوب زراعی، كشت مخلوط با گیاهان تثبیت‌كننده نیتروژن و انتخاب گیاهان با هزینه‌های زیست‌محیطی كمتر در الگوی كاشت بهره‌گیری شود.
چكيده لاتين :
Introduction
Agriculture is responsible for food production and consequently food security in one hand but on the other hand is the cause of many environmental externalities. Synthetic chemicals and other environmental pollutants have increased these externalities in the form of soil acidification and salinization, emission of greenhouse gases, nitrogen leaching to ground water, and eutrophication.
Many attempts have been made to evaluate the impacts of such phenomenon on the surrounding environment of which ‘Life Cycle Assessment (LCA)’ (‘cradle-to-grave’) is the most comprehensive one.
Due to increasing use of chemical inputs in agriculture in Khorasan-e Razavi province and its consequent environmental effects, LCA seems to be an appropriate tool to quantify such impacts. The objective of this study was to assess the environmental impacts of important field crops production in Khorasan-e Razavi Province by LCA.
Materials and Methods
This study was conducted to assess the environmental impact of production of important crops such as wheat, corn, sugar beet, canola, tomato, potato, melon, water melon and cucumber in Khorasan-e Razavi Province. In order to evaluate the relevant environmental effects, LCA methodology in compliance with ISO14044 was used and two factors concerned to resource consumption and contaminants emissions were computed. In this regard, four phases, which are goal and scope definition, inventory analysis, impact assessment, and interpretation, were designed to assess life cycle index. To make the various inputs and outputs comparable, it was necessary to relate these data to a common functional unit, which represent the main function of the system. Therefore, all resource consumption and emissions was related to one ton of economical yield. Three main categories as impacts on environment including global warming, acidification, and eutrophication (terrestrial and aquatic) were defined. To compare the indicators, they were normalized. For the normalization, the indicator results per functional unit were related to the respective indicator results for defined reference area. Finally, an index called environmental index (EcoX) was calculated. Cronbach ʹs alpha was used for assessing the reliability of questionnaire.
Results and Discussion
The results showed that the largest share of greenhouse gas emissions in global warming category was related to CO2. The highest and the lowest global warming potential per functional unit were found for canola (1342.01 kg CO2 equivalents/ one ton of economical yield) and sugar beet (27.25 kg CO2 equivalents/ one ton of economical yield), respectively. The maximum and minimum aquatic eutrophication potential per functional unit were calculated for canola (0.59 kg PO4 equivalents/ one ton of economical yield) and sugar beet (0.01 kg PO4 equivalents/ one ton of economical yield) with, respectively. The highest and lowest EcoX were computed for canola with 0.67 Ecox/ one ton of economical yield) and sugar beet (0.01 EcoX/ one ton of economical yield), respectively..
Conclusions
The results revealed that, agricultural production systems with high levels of economical yield do not always contradict with environmental safety. In other word, high yield in agriculture and environmental stewardship is not divergent. Therefore, one of the appropriate approaches to decline the environmental impact of agricultural production is to achieve higher yield per unit of area by increasing resource use efficiency. In order to reduce environmental effect and obtain an environmental friendly for production systems in Khorasan-e Razavi province, different ecological approaches could be proposed such as nitrogen application on the basis of crops demands to provide utmost uptake and consequently decline nutrients leaching, decrease acidification and eutrophication impacts, and decrease global warming potential.
