برنامه ریزی ریاضی مثبت

به منظور مقایسه تاثیر سیاست قیمت گذاری آب با سیاست افزایش راندمان آبیاری و سرمایه گذاری در تکنولوژی های آب اندوز، بر روی کاهش کسری مخازن آب های زیرزمینی، میزان تولید، خالص واردات، خالص منافع اجتماعی و درآمد کشاورزان در سال زراعی 92-91 در استان خراسان رضوی، پنج شهرستان شامل: مشهد، سبزوار، نیشابور، تربت جام و تربت حیدریه انتخاب و تاثیر این سیاست ها با استفاده از نوعی مدل برنامه ریزی ریاضی مثبت (PMP_GME) بررسی گردید. بررسی تاثیر افزایش قیمت آب نشان داد که هر چند این سیاست در مناطق مختلف نتایج متفاوتی داشته و اجرای آن را غیر ممکن می سازد، اما درآمد کشاورزان را بین 19 تا 98 و بطور متوسط 63 درصد کاهش و هزینه های اجتماعی را 50 درصد افزایش می دهد. بطوری که هزینه هر مترمکعب آب صرفه جویی شده 5750 ریال خواهد بود. با افزایش راندمان انتقال و توزیع آب و بدون افزایش سطح زیر کشت، کسری مخزن بطور متوسط، 83 درصد کاهش می یابد. هزینه کشاورزن نیز 300 ریال و هزینه های اجتماعی 700 ریال برای هر متر مکعب خواهد بود. اگر کل راندمان آبیاری تا حد پتانسیل آن اصلاح شود کسری مخزن 106 درصد کاهش می یابد. اگر افزایش راندمان بدون کنترل سطح زیرکشت باشد اگر چه تولید افزایش می یابد اما کسری مخزن در شرایطی افزایش یافته ولیکن بطور متوسط 53 درصد کاهش می یابد. جایگزینی سیستم های جدید بجای قدیمی و افزایش راندمان آبیاری در حد پتانسیل بدون افزایش سطح زیر کشت، کسری مخزن را 94 درصد کاهش می دهد. اما بدون افزایش راندمان مصرف تنها 63 درصد کسری مخزن اصلاح می شود. لذا پیشنهاد می شود، دولت ضمن نصب کنتورهای هوشمند، در مناطقی که نسبت به افزایش راندمان انتقال و توزیع اقدام می کند، میزان برداشت آب از چاه را به میزان افزایش راندمان آبیاری کاهش دهد. همچنین در دشت های بحرانی، اعطای تسهیلات برای سیستم های نوین آبیاری مشروط به کاهش برداشت آب شود.

بروز مشکلات کم آبی در دهه های اخیر بیشتر کشورها را به اتخاذ سیاست های نو در ارتباط با مدیریت تقاضای آب به جای مدیریت عرضه آب سوق داده است. مطالعه ی حاضر تلاش می کند به تحلیل اثرات سهمیه بندی آب آبیاری بر روی الگوی کشت و سود ناخالص در دشت قروه–دهگلان بپردازد. مدل برنامه ریزی ریاضی مثبت (PMP) و رهیافت تابع تولید با کشش جانشینی ثابت (CES) به منظور تحلیل داده ها استفاده شد. داده های مورد نیاز این پژوهش مربوط به سال زراعی 1395-1394، که از طریق مصاحبه و تکمیل پرسشنامه به روش نمونه گیری تصادفی طبقه بندی شده جمع آوری شد. سناریوهای کاهش 10 تا 40 درصدی آب در دسترس تعریف گردید. نتایج نشان داد، کاهش آب در دسترس (تحت سناریوهای 10 تا 40 درصد نسبت به سال پایه) منجر به کاهش سطح زیرکشت محصولات با نیاز آبی بالا مانند یونجه، و سیب زمینی و افزایش سطح زیرکشت محصولات با نیاز آبی پایین همانند گندم و جو و در نتیجه کاهش سطح زیرکشت کل می شود. هم چنین، نتایج حکایت از این دارد، اعمال سیاست، کاهش آب در دسترس، موجب افزایش بهره وری آب ولی در عین حال کاهش سود ناخالص می شود.

هدف این مقاله شناخت اثرات اقتصادی و رفاهی تشکیل بازار آب در منطقه ورامین است. تغییرات سطح زیرکشت محصولات آبی، سود ناخالص در دو حالت (وجود بازار آب و عدم وجود بازار آب) طی سال های 1395-1390 با استفاده از نرم افزار گمز و به روش برنامه ریزی ریاضی مثبت محاسبه و مقایسه گردید. نتایج نشان می دهد برقراری بازارآب، تاثیر مثبت و افزایشی بر مجموع سود ناخالص کشاورزان منطقه خواهد داشت. همچنین، کشت محصولاتی نظیر گندم، برنج، جو، خیار و ماشک، گوجه و سیر از سودآوری بیشتری برخوردار بوده و می توان سطح زیرکشت بیشتری را به خود اختصاص دهند. بر اساس نتایج، پیشنهاد می شود دولت با سرمایه گذاری و ارائه تشویق های مالی زمینه مشارکت بخش خصوصی را فراهم کند.

بخش کشاورزی وابستگی شدیدی به پارامترهای اقلیمی دما و بارش دارد بنابراین با شدت و سرعت بیشتری نسبت به تغییرپذیرهای اقلیمی واکنش نشان می دهد. با این وجود مدیریت و بهینه سازی الگوی کشت سازگار با اقلیم منطقه، می تواند اثر گذاری های سوء تغییر اقلیم بر رشد و عملکرد محصولات کشاورزی را کاهش دهد. در این پژوهش، اثر گذاری های تغییر اقلیم بر عملکرد، سود ناخالص و الگوی کشت شهرستان گرگان بررسی شد. بدین منظور در آغاز با استفاده از ﺗﺤﻠﯿﻞﻫﺎی رﮔﺮﺳﯿﻮﻧﯽ اﺛﺮ ﻣﺘﻐﯿﺮﻫﺎی اقلیمی دﻣﺎ و ﺑﺎرش ﺑﺮ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﻣﺤﺼﻮﻻت منتخب در دوره 1367-1396 بررسی شد. آنگاه با استفاده از مدل گردش عمومی HadGEM2 تغییرپذیرهای اقلیم شهرستان گرگان برای دوره های آینده نزدیک ( 2021-2040)، آینده میانی (2051-2070) و آینده دور (2081-2100) پیش بینی شد. در پایان با به کارگیری رهیافت برنامه ریزی ریاضی مثبت الگوی کشت منطقه شبیه سازی و اثر گذاری های تغییر اقلیم بر الگوی کشت در دوره های یاد شده بررسی شد. نتایج نشان دادند که پارامترهای اقلیمی دما و بارش تاثیر معنی داری بر عملکرد محصولات منتخب دارد و همچنین با اعمال پیش بینی تغییرپذیری های اقلیم در مدل الگوی کشت، سیب زمینی آبی با 0.27 و 71.7درصد افزایش، به ترتیب بیشترین افزایش در عملکرد و سطح زیر کشت را دارد. بیشترین کاهش در عملکرد با 0.17 درصد کاهش مربوط به برنج دانه بلند مرغوب و بیشترین کاهش در سطح زیر کشت با 89.1 درصد کاهش مربوط به محصول جو آبی می شود. همچنین سود ناخالص کشاورزان در هر سه دوره آینده نزدیک، آینده میانی و آینده دور افزایش پیدا می کند. در پایان می توان با در نظر گرفتن اثر گذاری های تغییر اقلیم و بهبود بهره وری محصولات کشاورزی از اثر گذاری های سوء این پدیده کاست.

در دهه گذشته مصرف کودهای شیمیایی، اثرات و پیامدهای زیست محیطی نامطلوبی نظیر آلودگی آب و خاک و بروز مشکلاتی در خصوص وضعیت سلامت انسان ها را به همراه داشته است. به دلیل اینکه استفاده غیربهینه کودهای شیمیایی می تواند خطرات جدی برای محیط و سلامت جامعه ایجاد نماید، در مطالعه حاضر ترکیب بهینه کودهای مصرف شده در تولید محصولات کشت شده در منطقه گهرباران شهرستان ساری با استفاده از مدل برنامه ریزی آرمانی و تئوری بازی ها تعیین، و با استفاده از برنامه ریزی ریاضی مثبت، الگوی کشت در شرایط مصرف کود در سطح بهینه و فعلی برای محصولات مختلف مورد بررسی قرار گرفت. داده های مطالعه حاضر از طریق تکمیل پرسشنامه با 250 کشاورز منطقه گهرباران در سال 1394-1393 جمع آوری شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که مصرف کود برای محصولات در بین کشاورزان نماینده، بهینه نبوده به طوری که مصرف کود در شرایط فعلی به طور متوسط بیشتر از حد بهینه می باشد. برمبنای نتایج الگوی برنامه ریزی ریاضی مثبت، علی رغم ثابت بودن سطح کشت کل، سود در حالت مصرف کود بهینه نسبت به مصرف فعلی، 3 درصد افزایش یافته است.

کشاورزی، فعالیتی سرشار از مخاطره است. در این فعالیت انواع مخاطرات طبیعی، اجتماعی و اقتصادی دست به دست هم داده و مجموعه شکننده و آسیب پذیری برای تولیدکنندگان فراهم کرده است. حمایت از تولیدکنندگان بخش کشاورزی در برابر نوسانات درآمدی، نقش مهمی در افزایش انگیزه و تولید دارد. دولت ها جهت حمایت از تولیدکنندگان این بخش، سیاست ها و برنامه هایی را طراحی می کنند که بیمه عملکرد محصول یکی از آنهاست. بیمه محصولات کشاورزی، عملکرد محصول را در برابر خسارت وارد شده به کشاورز مورد حمایت قرار می دهد و از نوسان های درآمدی کشاورزان جلوگیری می کند. در این مطالعه تلاش شده است تا مشارکت کشاورزان شهرستان قائم شهر در طرح بیمه عملکردی برنج مدل سازی گردد. برای این منظور، با استفاده از روش برنامه ریزی ریاضی مثبت، رفتار کشاورزان جهت مشارکت در طرح بیمه محصول برنج و ارزیابی پیامدهای این مشارکت بررسی شده است. داده های مورد نیاز از طریق پرسش نامه برای سه سال زراعی 1392-1390جمع آوری شده اند. بر اساس نتایج این مطالعه با معرفی بیمه محصول برنج به کشاورزان، مزارع نماینده در طرح بیمه محصول برنج مشارکت نموده اند. افزایش سطح زیرکشت برنج و بازده ناخالص مزارع از پیامدهای این مشارکت بوده است. از طرف دیگر کاهش حمایت دولت از حق بیمه، تأثیر منفی بر روند افزایش سطح زیرکشت برنج و بازده ناخالص مزارع نمونه داشته است.

در حال حاضر حجم متوسط باران سالانه محدوده دشت مشهد (با میانگین بارندگی 273 میلی متر) معادل 4/2705 میلیون متر مکعب می باشد و براساس اطلاعات موجود تغییرات سطح آب زیرزمینی و ضریب ذخیره، تغییرات حجم ذخیره آبخوان های آبرفتی دشت مشهد در دوره 30 ساله، حدود 3000 میلیون مترمکعب بوده که باعث شده است امروزه دشت مشهد به عنوان یک دشت ممنوعه بحرانی معرفی شود؛ لذا بازار آب به عنوان ابزار اقتصادی، نقش قابل توجهی در تخصیص بهینه منابع آب بخش کشاورزی و همچنین آثار چشمگیری در تعیین الگوی کشت و بهبود سطح رفاه کشاورزان دارد. با این رویکرد، در مطالعه حاضر نقش تشکیل بازار آب در میزان استفاده از منابع آبی در دشت مشهد (شهرستان های مشهد، چناران، طرقبه- شاندیز) بررسی شد. برای رسیدن به این منظور، از مدل برنامه ریزی ریاضی مثبت (PMP) و توابع تولید منطقه ای محصولات کشاورزی (SWAP) استفاده شد. داده های مورد نیاز از طریق مراجعه به سازمان های ذ ی ربط و تکمیل 350 پرسش نامه به صورت تصادفی در بین بهره برداران زراعی منطقه مورد بررسی با استفاده از روش نمونه گیری مورگان و کرجسی جمع آوری گردید. نتایج تحقیق نشان داد که با تشکیل بازار آب در منطقه، الگوی کشت به سمت محصولات با سوددهی بالاتر سوق پیدا می کند. همچنین در استفاده از آب صرفه جویی قابل ملاحظه ای در منطقه شکل می گیرد به نحوی که پس از تشکیل بازار آب در شهرستان های مشهد، چناران و طرقبه – شاندیز میزان مصرف آب به ترتیب با کاهش 37، 85/23 و 09/29 درصدی مواجه می شود که نشان دهنده مفید بودن تشکیل بازار آب در راستای کاهش استفاده از منابع آبی در منطقه است. در انتها با توجه به یافته های پژوهش می توان گفت که در صورت وجود یک سیستم حقوق مالکیت خصوصی با قابلیت انتقال منابع آبی، ایجاد و توسعه بازار آب سبب افزایش ضریب اطمینان دسترسی به آب و کاهش ریسک کشاورزان می شود و به نحو مطلوبی مدیریت و تخصیص بهینه آب را منعکس می کند.

با توجه به نگرانی ها در مورد تغییرات زیست محیطی، تغییرات پوشش کاربری اراضی در دهه های اخیر مورد توجه جدی قرار گرفته است. یکی از رویکردهای مشهور در زمینه ی شبیه سازی، الگوسازی مبتنی بر عامل (ABM) است. ABM مجموعه ای از الگوهای محاسباتی برای شبیه سازی کنش و واکنش های عامل های خودمختار است. هدف از این تحقیق در سال 1395، شبیه سازی وضعیت تغییرات پوشش کاربری اراضی کشاورزی شهرستان بابلسر طی 30 سال آتی با استفاده از نظام چندعامله مبتنی بر برنامه ریزی ریاضی (MP-MAS) است. نتایج نشان داد که محصولات دیم منطقه از الگوی کشت منطقه حذف خواهد شد و توسعه ی کشت مکانیزه محصول شلتوک اتفاق خواهد افتاد. سطح زیر کشت محصولات باغی منطقه از 3195 هکتار فعلی به بیش از 5585 هکتار رشد خواهد کرد. نتایج، کمک شایانی به مدیرانِ دارای نگاه استراتژیک به آینده ی تغییرات پوشش کاربری اراضی کشاورزی، خواهد کرد چراکه بازخورد سیاست ها و تصمیم های اقتصادی خود را می-توانند شبیه سازی نمایند.

هدف این مطالعه بررسی نقش کارایی در انتقال شوکهای اقلیمی و قیمتی بر رفتار کشاورزان است. فرضیه مطالعه حاضر این است که بهره برداران کارای بخش کشاورزی در مقابل شوکهای اقلیمی و قیمتی وارده تابآوری بیشتری دارند و کمتر متضرر میشوند. به منظور تست این فرضیه، از رهیافت تحلیل پوششی داده ها و از الگوی برنامه ریزی ریاضی مثبت استفاده شد. اطلاعات مورد نیاز برای این منظور از پرسشنامههای جهاد کشاورزی شهرستان رزن، واقع در شمال استان همدان استخراج شد. یافتهها حاکی از آن است که بر اثر اعمال شوک اقلیمی، گروه های کشاورزان کارا نسبت به کشاورزان ناکارا کمتر تحت تاثیر قرار گرفته و مقاومت بیشتری دارند. همچنین کشاورزان کارا اثر پذیری کمتری نسبت به تغییرات قیمت دارند که نشان از وضعیت با ثبات این گروه از کشاورزان نسبت به این شوکها دارد. لذا این گونه استنباط می شود که حرکت به سمت مرز کارای تولید میتواند ابزاری برای کاهش اثر مخاطرات اقلیمی، بازار و نوسان تولید محصولات کشاورزی در سطح منطقه مورد مطالعه باشد.

طی سال های اخیر، درآمد نسبتاً خوب، دوره کوتاه مدت کشت و نیازآبی محدود زعفران، کشاورزان دشت قزوین را بر آن داشته تا در اراضی مستعد خود به کشت این محصول روی آورند. بدین منظور، در این تحقیق اثرات افزایش سطح زیرکشت زعفران بر الگوی کشت، میزان مصرف نهاده ها و سود ناخالص کشاورزان دشت قزوین تحلیل و ارزیابی شد. برای تحقق این هدف، از مدل برنامه ریزی ریاضی مثبت (PMP) و رهیافت تابع تولید با کشش جانشینی ثابت (CES) استفاده شد. داده های موردنیاز مربوط به سال 93-1392 بود که با تکمیل پرسشنامه از 127 کشاورز نمونه جمع آوری شد. نتایج نشان داد که با ورود زعفران به الگوی فعلی مزارع نماینده، الگوی زراعی در جهت کاهش سطح زیرکشت محصولات با هزینه تولید بیشتر و نیازآبی بالاتر مانند ذرت دانه ای، چغندرقند و کلزا در سطح مزارع کوچک (از 78/-1 تا 9/13- درصد)، متوسط (از 92/4- تا 1/14- درصد) و بزرگ (از 05/7- تا 4/16- درصد) تغییر می کند. در این بین، کشاورزان با مزارع بزرگ بیشترین تغییرات را در الگوی کشت فعلی تجربه می کنند.

با توجه به نقش محوری بخش کشاورزی در عرضه غذا به بشر بهره برداری مناسب از منابع خاک و آب ضروری است. به منظور تثبیت پایداری نرخ رشد تولیدات کشاورزی و نگهداری از عناصر حیاتی محیط زیست از تخریب های ناشی از کاربرد بیش از مقدار نهاده های شیمیایی، وجود سیاست قیمتی مناسب نهاده های شیمیایی ضروری است. بنابراین در این تحقیق تلاش شده است که نسبت به کمی سازی اثرات سیاست قیمت گذاری نهاده های شیمیایی اقدام شود. در این تحقیق از 4 سناریوی قیمتی شامل 50% ، 100%، 200% و 500% افزایش در قیمت نهاده های شیمیایی استفاده شده است. در این پژوهش از هر دو دسته داده های اولیه و ثانویه استفاده شده است. نتایج نشان داده است که سود ناخالص کشاورزان در هر چهار سناریو کاهش یافته و سطح زیر کشت محصولاتی که مقدار بیشتری کود و سم استفاده می کنند کاهش و سطح زیر کشت آنانی که کود و سم کمتری استفاده می کنند افزایش می یابد. با توجه به اینکه سود ناخالص کشاورزان با بکارگیری این سناریوها بخصوص سناریوهای افزایش 200% و 500% قیمت کاهش می یابد، به منظور بکارگیری این سناریوها ارائه مشوق های مالی و تکنیکی به کشاورزان ضروری است.

بوشکان یکی از مهم ترین دشت های استان بوشهر می باشد که به عنوان قطب کشاورزی این استان به شمار می رود. هدف از انجام این مطالعه ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر الگوی کشت در مناطق مختلف دشت بوشکان می باشد. براین اساس در این تحقیق از مدل WEAP و ماژول اقتصادی-زراعی آن MABIA برای بررسی وضعیت هیدرولوژیکی این دشت و همچنین عملکرد و نیاز آبی محصولات کشاورزی استفاده شده است. در نهایت با استفاده از مدل برنامه ریزی ریاضی مثبت (PMP)، اثرات تغییر اقلیم بر الگوی کشت محصولات در مناطق مختلف دشت بوشکان مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با اعمال سناریوهای RCP 2.6 و RCP 8.5، میزان آب در دسترس مناطق مختلف دشت بوشکان طی دوره 2018-2050 به صورت میانگین به میزان 6 و 12 درصد کاهش می یابد. با اعمال این تغییرات در مدل برنامه ریزی ریاضی مثبت مشخص شد که مجموع سطح زیر کشت مناطق شش گانه به میزان زیادی کاهش می یابد. براین اساس آیش گذاری زمین های کشاورزی به عنوان راه حلی مناسب جهت جلوگیری از خسارات بلندمدت به تولیدات کشاورزی منطقه پیشنهاد می شود.

دشت بوشکان به عنوان یکی از قطب های کشاورزی استان بوشهر به شمار می رود. هدف مطالعه حاضر ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر الگوی کشت محصولات کشاورزی دشت بوشکان می باشد. در این راستا مدل های اقتصادی و هیدرولوژیکی بکار گرفته شد. متغیرهای بارندگی و دما در افق 2050 با استفاده از مدل LARS-WG تحت سناریو های انتشار گزارش چهارم هیات بین الدول تغییر اقلیم (A2 و A1B) شبیه سازی شد. برای بخش هیدرولوژیکی، مدلWEAP و ماژول اقتصادی-زراعی MABIA، بکار گرفته شد. در بخش اقتصادی با استفاده از برنامه ریزی ریاضی مثبت (PMP)، اثرات تغییر اقلیم بر الگوی کشت محصولات در مناطق مختلف دشت بوشکان مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با تغییر اقلیم میزان آب در دسترس در سناریوهای A2 و A1B به میزان 56/18 و 44/14 کاهش می یابد. همچنین نتایج مدل MABIA حاکی از کاهش شدیدتر عملکرد محصولات گندم و هندوانه نسبت به سایر محصولات است. با اعمال این نتایج در مدل برنامه ریزی ریاضی مثبت مشخص شد که سطح زیر کشت و سود کشاورزان در سناریو خوشبینانه به ترتیب به میزان 5/25 و 45/42 و در سناریو بدبینانه 6/38 و 26/55 درصد نسبت به مرجع کاهش خواهد یافت. اما نتایج ارزیابی راهبردهای بهبود راندمان آبیاری و روش کم آبیاری حکایت از اثرگذاری این راهبردها در کاهش اثرات منفی تغییر اقلیم دارد. راهبرد کم آبیاری نسبت به افزایش راندمان آبیاری به دلیل نداشتن هزینه های مرتبط با تغییر شیوه آبیاری سود بیشتری عاید کشاورزان می نماید. این راهبرد می تواند سود کشاورزان را تا 11 درصد در حالت خوشبینانه افزایش دهد. لذا استفاده از این دو راهبرد توسط کشاورزان توصیه می شود.