آب مجازی

دشت همدان- بهار در ناحیه اقلیمی نیمه خشک قرار گرفته است. از آن جا که روند توسعه کشت و جایگزینی محصولات با نیاز آبی بالا منجر به بیلان منفی این دشت شده است، برای پیشگیری از پیامدهای منفی این بحران لحاظ کردن محدودیت کشت محصولات زراعی با نیاز آبی بالا در دشت و هم چنین، افزایش واردات محصولات کشاورزی با توجه ویژه به مقوله آب مجازی بسیار ضروری است. لذا، در این پژوهش با استفاده از روش توصیفی- اسنادی- کتابخانه ای و مدل برنامه ریزی ریاضی به تعیین الگوی بهینه ای در کشت 5 محصول زراعی دارای ارزش اقتصادی و صنعتی دشت بهار همدان با تأکید بر آب مجازی مبادله شده و منافع خالص اجتماعی آن ها پرداخته شده است. نتایج این پژوهش نشان دادند که در الگوی کشت بهینه در سطح دشت تنها محصول گندم به مقدار 71 هزار هکتار دارای اهمیت است. در ادامه، بمنظور افزایش کارایی مصرف آب، محصولات از نظر زمان کشت دسته بندی شدند. بدین ترتیب مشخص شد با پایان یافتن زمان کشت گندم محصول سیب زمینی که دارای بهره وری آب بالایی است، باید جایگزین آن شود. در پایان نیز با توجه به مدل HSJ مشخص گردید که الگوی بهینه با کمینه کردن سطح زیر کشت محصولات صادراتی یونجه، سیب زمینی و چغندرقند و حداقل کردن سطح زیر کشت جو بیش ترین آب مجازی را وارد منطقه کرده است و در این الگو نیز تنها محصول گندم به زیر کشت خواهد رفت.

امروزه یکی از محدودیت های موجود، در زمینة منابع آب، ضعف راهکارهای مرتبط با مدیریت منابع آب است. ازجمله راهکارهای مدیریتی برای بهبود این مشکل، تخصیص بهینة کاربری با رویکرد آب مجازی است. در تحقیق حاضر، مدلی برای بهینه یابی تخصیص کاربری با رویکرد ذخیرة آب مجازی، با استفاده از الگوریتم های فراابتکاری ژنتیک (NSGA-II،GA) در اراضی آبادی حاجی لک واقع در بخش سیمینة شهرستان بوکان (استان آذربایجان غربی) ارائه شده است. پس از تهیة لایة کاربری اراضی و آماده سازی آن در سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و تهیة ضرایب توابع هدف، تخصیص کاربری با استفاده از الگوریتم های فراابتکاری ژنتیک، با توجه ویژه به کاهش مصرف آب مجازی، بهینه شده است. نتایج نشان می دهد الگوهای کاربری پیشنهادی در سناریوی آب مجازی، به ترتیب، در الگوریتم های GA و NSGA-II ، 29 و 35 درصد مصرف آب مجازی را کاهش داده است. این مدل می تواند، به منزلة سیستم پشتیبان تصمیم، نقش مؤثری در تصمیم گیری مدیران براساس اهداف گوناگون ایفا کند. همچنین، آزمون تکرارپذیری، زمان اجرا و همگرایی الگوریتم ها در مدل حاکی از برتری الگوریتم NSGA-II بر GA است؛ به طوری که الگوریتم NSGA-II، در مقایسه با الگوریتم GA، دارای زمان کمتر در اجرای مدل است و همگرایی بیشتر و واریانس کمتری در آزمون تکرارپذیری از خود نشان می دهد. استفاده از الگوریتم های فراابتکاری در بهینه یابی تخصیص کاربری با رویکرد آب مجازی را می توان نوآوری موضوعی این تحقیق بیان کرد.

امروزه بحران کمبود منابع آب و بحران بیکاری دو مشکل اساسی اقتصاد ایران به شمار می روند. بنا بر تعریف، صادرات آب مجازی یک بخش خاص در جدول داده-ستانده، به میزان افزایش ستانده بخش آب در اثر افزایش یک واحدی در صادرات آن بخش خاص گفته می شود. لذا شناسایی الگوی مطلوب صادرات ایران مبتنی بر پتانسیل اشتغال زایی بخش های اقتصادی و صادرات آب مجازی مسئله این تحقیق است. درواقع، هدف این تحقیق استخراج شیوه و الگوی صادراتی مبتنی بر رفع مشکلات بیکاری و کمبود منابع آب است. روش دستیابی به این الگو از طریق رهیافت داده- ستانده است. بدین صورت که ابتدا جدول داده- ستانده سال 1390 مرکز آمار ایران به 18 بخش اصلی تجمیع شد. سپس با استفاده از روش راس این جدول برای سال 1394 بهنگام سازی شد. پس از محاسبه ماتریس معکوس لئونتیف، میزان افزایش اشتغال به ازای تغییر واحد در تقاضای نهایی و همچنین میزان صادرات آب مجازی استخراج شد. از ترکیب این دو شاخص، شاخص ترکیبی الگوی صادرات به دست آمد. سپس با توجه به اهداف ذکرشده نتایج مشخص و شرح داده شدند. نتایج تحقیق نشان می دهد به منظور ایجاد اشتغال و کاهش هرچه بیشتر صادرات آب مجازی، الگوی صادرات کشور باید به سمت صادرات بخش خدمات از طریق جذب گردشگران، ادامه مشاوره های بین المللی، ارائه خدمات حمل ونقل های بین المللی، پذیرش بیماران متقاضی درمان از دیگر کشورها و... حرکت کند.

امروزه تولید محصولات مقرون به صرفه ،همواره از دغدغههای کشاورزان و سیاستگذاران میباشد. بر این اساس، لازم به نظر میرسد تا بتوان در سیاستگذاریهای کشت ،افزون بر هدفهای سیاستگذاران، نیازمندیها و اهداف کشاورزان در کنار یکدیگر در نظر گرفته شود. بنابراین، مطالعه حاضر با هدف ارزیابی اقتصادی الگوی بهینه کشت محصولات زراعی استان کردستان به تفکیک شهرستانهای آن با تاکید بر حداقل آب مجازی طرح ریزی و اجرا شد. به این منظور آمار و اطلاعات موردنیاز در سال زراعی 95-1394 در قالب تدوین الگوی برنامهریزی آرمانی استفاده گردید. نتایج مطالعه نشان داد، الگوی کشت فعلی واحدهای تولیدی شهرستانهای استان دارای مزیت نسبی نبوده و از اینرو الگوی فعلی کشت باید تغییر یابد. به بیان دیگر، تغییرات الگوی کشت محصولات زراعی به سمت تخصصی شدن و متناسب با مزیت نسبی منطقه در حال تغییر هستند و محصولاتی وارد الگوی کشت شدهاند که با امکانات و شرایط هر منطقه (شهرستان) سازگار میباشند. این تغییرات به نحوی است که سطح زیرکشت برخی از محصولات نسبت به وضعیت فعلی کاهش و برخی دیگر افزایش معنیداری پیدا کرده است. به طوری که محصولی مانند گندم آبی به طور کلی در الگوی بهینه وارد نشده است. همچنین بیشتر محصولات به دلیل عدم مزیت نسبی و غیرمتناسب با شرایط منطقه و همچنین بازدهی پایین آنها از الگو حذف شدند.

کشور ایران، یکی از کشورهای جهان است که با محدودیت منابع آبی رو به رو است و بیش از 90 درصد منابع آبی آن در بخش کشاورزی مصرف می شود. طرح مبادله آب مجازی یکی از روش های مناسب برای بهینه سازی مصرف آب در بخش کشاورزی است. برای بررسی مناسب بودن استراتژی مبادله آب مجازی محصولات نیازمند این است که علاوه بر توجه به منابع آبی به عوامل اقتصادی، فناوری و حمل و نقل، محیط زیست توجه شود. در این راستا، در تحقیق حاضر با استفاده از روش تحلیل مولفه های اصلی و با درنظرگرفتن شاخص های منابع، فناوری و حمل و نقل، اقتصاد، جامعه و محیط زیست، مناسب بودن طرح مبادله آب مجازی محصولات گندم، جو و شلتوک برای هر استان بررسی شده است. بر اساس نتایج این مقاله، برای مبادله آب مجازی محصول گندم، استان های کرمانشاه، ایلام و فارس دارای وضعیت خوب و استان های خراسان شمالی و گلستان دارای وضعیت ضعیف هستند. در محصول جو استان چهارمحال بختیاری دارای وضعیت خوب و استان خراسان رضوی وضعیت ضعیف قرار دارد. برای محصول شلتوک، استان مازندران دارای وضعیت خوب و استان های گیلان و گلستان دارای وضعیت ضعیف می باشد.

بر اساس گزارش بانک جهانی در سال 2021، بخش کشاورزی 70 درصد آب شیرین را مصرف می کند. از این رو، مدیریت و استفاده بهینه آب و آینده نگری درباره مصرف آب مجازی در بخش کشاورزی ضروری است. دسترسی محدود، توزیع نابرابر منابع آب، تغییر اقلیم و روند افزایشی تقاضای آب در سطح بین المللی، بر اهمیت این موضوع افزوده است. با آگاهی از این وضعیت، هدف اصلی مطالعه حاضر، بررسی تراز آب مجازی گروه کالاهای منتخب کشاورزی استان مازندران با کشورهای مستقل مشترک المنافع (CIS) در سال 1397 می باشد. در این مطالعه با به کارگیری نرم افزارهای CROPWAT و OPTIWAT، ابتدا نیاز آبی گیاهان محاسبه شده و سپس، با پردازش داده های تجارت خارجی استان مازندران با CIS، تراز تجاری آب مجازی محصولات کشاورزی محاسبه شده است. نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد تراز تجاری آب مجازی استان مازندران با CIS در سال 1397، 76/2816 میلیون مترمکعب بوده که نشانگر صرفه جویی در منابع ملی آب در تجارت خارجی استان می باشد. توصیه سیاستی این مطالعه، توجه ویژه به موضوع آب مجازی و ترکیب آن در اسناد بالادستی در راستای صرفه جویی ملی آب و پایداری اجتماعی، اقتصادی و محیط زیست می باشد.

با کاهش سرانه آب، کمیابی این منبع حیاتی تشدید شده و چگونگی توزیع جهانی آب نیز به بحران آب افزوده است؛ ازاین رو مدیریت و تخصیص بهینه منابع آبی، به ویژه در بخش کشاورزی اهمیت دو چندان پیدا کرده است. پژوهش حاضر، تجارت خارجی آب مجازی کالاهای کشاورزی ایران با کشورهای مستقل مشترک المنافع  را در سال 1397 بررسی کرده است. برای این منظور، با به کارگیری روش تعادل جزئی، ابتدا نیاز آبی گیاهان محاسبه شده و سپس، با پردازش داده های تجارت متقابل ایران، آب مجازی تجسم یافته در جریان های تجاری و تراز تجاری ایران با کشورهای مذکور، اندازه گیری شده است. نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد که در سال 1397، ایران در تجارت محصولات کشاورزی با کشورهای مستقل مشترک المنافع، واردکننده خالص آب مجازی بوده است؛ ازطرف دیگر، مطالعه حاضر نشان می دهد، 70.5% از صادرات آب مجازی محصولات کشاورزی ایران به مجموعه کشورهای منتخب در سال 1397 ازطریق آب آبی صورت گرفته، درحالی که درهمین سال، 81.3% از آب تجسم یافته در واردات کشاورزی ایران از این منطقه مربوط به آب سبز بوده است. این موضوع علاوه بر این که نشان دهنده استفاده بی رویه از منابع آبی برای تولید و صادرات محصولات کشاورزی در ایران است، در صورت ادامه، می تواند منجر به کاهش ذخائر ملی منابع آب شیرین در ایران شود. باتوجه به یافته های پژوهش حاضر پیشنهاد می شود در تدوین راهبردهای کشاورزی و اسناد بالادستی، توجه ویژه ای به نیازهای آبی و تجارت آب مجازی صورت گیرد. هم چنین، توصیه می شود ضمن ارتقای بهره وری آب، ملاحظات فنی و اقتصادی لازم در تخصیص بهینه اجزای آب مجازی صورت گیرد.

محدودیت آب در ایران، واقعیت انکارناپذیر است، برای این منظور، تجارت بر مبنای آب مجازی می تواند راهکاری برای کاهش اثرات محدودیت آب باشد. از طرف دیگر، گندم یک کالای اساسی است که نقش اساسی در امنیت غذایی دارد. از این رو بررسی آثار تجارت آب مجازی گندم دارای اهمیت ویژه ای می باشد. برای این منظور، در این مطالعه سعی شده است تا با استفاده از یک مدل تعادل فضایی، اثرات سیاست ممانعت از ورود گندم، بر روی جریان تجارت آب مجازی مورد بررسی قرار گیرد. در نتیجه ابتدا با توجه به استان های کشور و استفاده از روش داده های ترکیبی، عرضه و تقاضای گندم تخمین زده شد و با استفاده از کشش های قیمتی، الگوسازی بازار گندم انجام گردید. نتایج نشان داد که عدم واردات گندم، باعث افزایش در تولید داخلی به میزان 20 درصد، کاهش بیش از 8 درصدی تقاضا و افزایش قیمت در این بازار خواهد شد. از این رو، میزان رفاه جامعه را کاهش می دهد. از طرف دیگر، عدم واردات گندم به میزان 2.30 لیتر آب مجازی به ازای هر کیلوگرم گندم تولیدشده در کل کشور نسبت به حالت تجارت آزاد از منابع آب مصرفی برداشت می شود.

استفاده نامطلوب از آب و کاهش متوسط بارش همراه با تغییرات اقلیمی سبب کاهش منابع آبی کشور طی سال های مختلف شده است. بعلاوه، با وجود مصرف بیش از نیمی از این منابع در بخش کشاورزی، همواره نرخی بین 1 تا 3 درصد قیمت محصولات بایت مصرف آب از کشاورزان دریافت شده و برداشت از چاه ها بدون هیچ پرداختی صورت می گیرد. پژوهش حاضر، ضمن در نظر گرفتن بحث «آب مجازی» و محتوی آب محصولات به اشکال «آب سبز»، «آب آبی» و «آب خاکستری»، به محاسبه ارزش اقتصادی آب مجازی محصولات کشاورزی با رویکرد حداکثرسازی بهره وری آب پرداخته است. نمونه مورد بررسی شامل پنج استان ایلام، بوشهر، آذربایجان غربی، اصفهان و سمنان و 12 محصول در پنج گروه از محصولات زراعی (غلات، حبوبات، محصولات صنعتی، سبزیجات و محصولات جالیزی) است. برای ارزیابی هدف پژوهش از یک الگوی برنامه ریزی خطی فازی ( FLP ) استفاده شده است. نتایج نشان داد که؛ (1) ارزش اقتصادی محتوی آب آبی (مجموع آب های سطحی و زیرزمینی) محصولات استان های آذربایجان غربی، بوشهر، اصفهان، ایلام و سمنان با هدف حداکثر شدن بهره وری آب کشاورزی به ترتیب 14615، 40608، 7240، 4673 و 39274 ریال به ازای هر مترمکعب آب آبی صرف شده در امور کشاورزی است. (2) ارزش اقتصادی محتوی آب خاکستری محصولات استان اصفهان 7220 ریال و استان آذربایجان غربی 8330 ریال به ازای هر مترمکعب آب خاکستری صرف شده در امور کشاورزی است. به طور کلی، هرچه استان ها وضعیت آبی نامساعدتری داشته باشند، ارزش اقتصادی محتوی آب محصولات آنها بیشتر است. (3) بهره وری آب 12 محصول زراعی موردمطالعه در استان های منتخب افزایش یافته است. 

کشور ایران دارای اقلیم خشک و نیمه خشک بوده و بر اساس شاخص های مؤسسه بین المللی مدیریت آب، در آستانه یک بحران شدید آبی است. بنابراین، باید به دنبال راهکارهایی برای صرفه جویی در مصرف آب به ویژه در بخش های پرمصرف مانند کشاورزی بود. طرح مبادله آب مجازی یکی از راهکارهای مناسب برای صرفه جویی در مصرف آب در بخش کشاورزی است. برای بررسی مناسب بودن مبادله اب مجازی، توجه به شاخص های منابع آبی، اقتصادی، فناوری و حمل ونقل، و جامعه مهم است. در این راستا، در مطالعه حاضر، با استفاده از روش تحلیل مؤلفه های اصلی (PCA) و داده های سال 1394، به ساخت یک شاخص ترکیبی و بررسی مبادله آب مجازی از طریق گروه محصولات حبوبات پرداخته شد. نتایج تحقیق نشان داد که برای مبادله آب مجازی از طریق محصول عدس، استان های آذربایجان شرقی، فارس، قزوین، اردبیل، چهارمحال و بختیاری، زنجان، سمنان و کهگیلویه و بویراحمد و برای محصول لوبیا، استان های چهارمحال و بختیاری، کهگیلویه و بویراحمد، زنجان، فارس، لرستان و مرکزی و و همچنین، برای محصول نخود، استان های آذربایجان شرقی، زنجان، فارس و کرمانشاه از وضعیت متوسط به بالا برخوردارند. بنابراین، در طراحی الگوی کشت مناسب و تدوین سیاست های تخصیص بهینه و افزایش بهره وری آب در استان های ایران، سیاست گذاران می توانند از نتایج تحقیق حاضر استفاده کنند.

بخش عمده ای از منابع آبی کشورها در قالب «آب مجازی»، صرف تولید محصولات، به ویژه محصولات کشاورزی می شود. امروزه تجارت هدف مند آب مجازی به عنوان یکی از روش های مقابله با بحران کم آبی جهان مورد توجه قرار گرفته است. این پژوهش به این سؤال پاسخ گفته است که نظام حقوقی کنونی سازمان جهانی تجارت از چه ظرفیت هایی برای مدیریت و تسهیل تجارت آب مجازی برخوردار است؟ فرضیه اولیه آن است که سازمان جهانی تجارت، از طریق رفع موانع تجارت می تواند تجارت هوشمند آب مجازی را تسهیل کند. حاصل مطالعات انجام شده حاکی از آن است که آزادسازی تجارت، بدون توجه به ارزش اقتصادی آب در روند تولید، به تنهایی باعث تسهیل تجارت آب مجازی در راستای مدیریت منابع آبی جهانی نیست. همچنین اگرچه مدیریت واردات و صادرات کالاها بر اساس میزان آب مصرفی در فرآیند تولید، ناقض اصل عدم تبعیض در سازمان تجارت جهانی به نظر می رسد، برخی استثنائات مندرج در توافقنامه های ذیل این سازمان می تواند به تجارت آب مجازی و در نتیجه، کاهش بحران آب کمک کند. استفاده از ظرفیت های این سازمان برای حذف یارانه های کشاورزی مختل کننده تجارت آب مجازی و ارزیابی رد پای آب از طریق ایجاد نظام برچسب گذاری نیز از دیگر روش های تسهیل تجارت آب مجازی است.

در راستای استفاده ی بهینه از منابع موجود آب، بررسی راهکارهای استفاده ی بهینه ی آب از طریق بازنگری در تخصیص منابع آب و مدیریت آن، امری ضروری است. ازآنجاکه میزان آب مصرفی پایه و ردپای آب هر محصول در هر منطقه تحت تأثیر اقلیم، عملیات کشاورزی و راندمان آبیاری متغیر است؛ توسعه ی روش های مدیریتی کارآمد که بتوان با آن، مقدار آب واقعی مصرفی را محاسبه کرد، امری ضروری است. هدف از این مطالعه، ارزیابی آب مجازی و ردپای آب محصولات کشاورزی در شهرستان قلعه گنج طی سال های 1390 تا 1395 در جهت بهره-برداری بهینه از منابع آبی موجود در این شهرستان است. با استفاده از سطح زیر کشت و میزان تولید، عملکرد هر محصول محاسبه شده و سپس با توجه به روابط ارائه شده میزان آب مجازی، آب مجازی آبی و سبز، ردپای آب و شاخص بهره وری آب در محصولات موردبررسی به تفکیک محاسبه شده است. بنا بر بررسی های انجام شده، بیش ترین سطح زیر کشت در شهرستان قلعه گنج در این بازه ی زمانی، مربوط به غلات و نخیلات است که درمجموع، بیش از نیمی از سطح 48000 هکتاری زمین های زیر کشت و بیش از 60 درصد مجموع ردپای آب را شامل می شود، اما عملکرد آن ها پایین است. در مقابل، محصولاتی نظیر ذرت علوفه ای، پیاز و خربزه درمجموع 5/38 درصد از عملکرد محصولات کشاورزی شهرستان را به خود اختصاص می دهند و بیش ترین مقدار بهره وری آب را دربر دارند. در این مقاله، روند تغییرات ردپای آب در مقابل تولید و سطح زیر کشت کلی محصولات بررسی شده و به نظر می رسد با ارائه ی خدمات تخصصی به منظور تشویق کشاورزان در استفاده از روش های آبیاری نوین و جایگزینی محصولات آب با محصولات دارای بهره وری بیش تر، ردپای کلی آب در شهرستان را بتوان کاهش داد. در پیشنهاد الگوهای کشت جایگزین باید به اثرات اقتصادی، نیاز بازار و قابلیت اراضی نیز توجه نمود.