توزیع زمانی و مکانی ردپای آب و کارایی مصرف آب جو در مناطق مختلف ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، ایران

چکیده

تحقیق حاضر به‌منظور ارائه راهکارهای پایدار در مدیریت منابع آب با استفاده از مفهوم ردپای آب و کارایی مصرف آب جو در سطح ملی انجام شد. در ابتدای تحقیق استان‌های کشور مطابق اقلیم‌نمای دومارتن طبقه‌بندی شدند. سپس ردپای آب سبز، آبی، خاکستری و سفید در تولید جو و کارایی مصرف آب در اقلیم‌های مختلف و مراکز استان‌ها طی دوره آماری 1396-1387 محاسبه شد. همچنین پهنه‌بندی مکانی و زمانی ردپای آب و کارایی مصرف آب انجام شد. نتایج نشان داد بیشترین ردپای آب سبز در اقلیم مرطوب و مدیترانه‌ای شمال کشور ایستگاه‌های رشت (53/592 مترمکعب بر تن)، گرگان (86/570 مترمکعب بر تن) و ساری (36/543 مترمکعب برتن) و کمترین آن در اقلیم فراخشک، ایستگاه یزد با 21/124 مترمکعب بر تن به‌دست آمد. ایستگاه زاهدان با اقلیم فراخشک بیشترین ردپای آب آبی (01/787 مترمکعب بر تن) و رشت با اقلیم مرطوب کمترین آن (73/86 مترمکعب بر تن) را دارا بود. بیشترین مقدار ردپای آب خاکستری مربوط به ایستگاه‌های زاهدان (4/390 متر مکعب بر تن) و بوشهر (11/390 متر مکعب بر تن) و کمترین مقدار آن در ایستگاه همدان (67/239 متر مکعب بر تن) بود. از نظر ردپای آب سفید بیشترین آن در ایستگاه زاهدان (2/1956 مترمکعب بر تن) و کمترین آن مربوط به ایستگاه رشت (99/515 مترمکعب بر تن) بود. توزیع مکانی کل ردپای آب نشان داد بیشترین ردپای کل آب در جنوب‌شرقی کشور و اقلیم فراخشک بود و کمترین آن در نواحی شمالی و غربی کشور مشاهده شد. نتایج پهنه‌بندی کارایی مصرف آب نشان داد بیشترین کارایی مصرف آب در مناطق غربی کشور مشاهده شد و هرچه به سمت مرکز و شرق کشور برویم، مقدار آن کاهش یافت. بنابراین با توجه به نتایج به‌دست آمده می‌توان گفت مناطق شمال و غرب کشور برای کاشت جو مناسب‌تر می‌باشد. همچنین با توجه به کمبود آب در مناطق با اقلیم فراخشک و بالابودن ردپای آب در این مناطق از کشت جو در این مناطق خودداری شود. در این مناطق کشت محصولات با نیاز آبی کمتر و عملکرد بالاتر مورد برنامه‌ریزی قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Temporal and spatial distribution of water footprint and water use efficiency of barely in different climates of Iran

نویسندگان [English]

  • Halimeh Piri 1
  • mojtaba mobaraki 2
1 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Faculty of Water and Soil, University of Zabol, Iran.
2 Graduate student, Department of Water Engineering, Faculty of Water and Soil, University of Zabol, Iran
چکیده [English]

The present study was conducted to provide sustainable solutions in water resources management using the concept of water footprint and water use efficiency of barley at the national level. At the beginning of the study, the provinces of the country were classified according to the Dumartin climate. Then, green, blue, gray and white water footprints in barley production and water use efficiency in different climates and provincial centers were calculated during the statistical period of 2008-2017. Also, spatial and temporal zoning of water footprint and water use efficiency were performed. The results showed that the highest water footprint of green water in the humid and Mediterranean climate of the north of the country were Rasht stations (592.553 m3/ton), Gorgan (570.86 m3/ton) and Sari (543.53 m3/ton) and the lowest In ultra-dry climate, Yazd station was obtained with 124.21 m3/ton. Zahedan station with ultra-dry climate had the highest water footprint of blue (787.01 m3/ton) and Rasht with humid climate had the lowest (86.73 m3/ton). The highest amount of gray water footprint was related to Zahedan stations (390.4 m3/ton) and Bushehr (390.11 m3/ton) and the lowest amount was in Hamedan station (239.67 m3/ton). In terms of white water footprint, the highest was in Zahedan station (1956.2 m3/ton) and the lowest was in Rasht station (515.599 m3/ton). Spatial distribution of total water footprint showed that the highest total water footprint was in the southeast of the country and the arid climate and the lowest was observed in the northern and western parts of the country. The results of water use efficiency zoning showed that the highest water use efficiency was observed in the western regions of the country and the lowest was observed in the northern and western parts of the country. Therefore, according to the obtained results, it can be said that the northern and western regions of the country are more suitable for planting barley. Also, due to the lack of water in areas with dry climate and high water footprint in these areas, barley cultivation in these areas should be avoided. In these areas, cultivation of crops with less water requirements and higher yields should be planned.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate
  • Green water
  • White Water
  • Relative water supply index
بذرافشان، ز.، رمضانی­اعتدالی، ه. و بذرافشان، ا. 1399. توزع زمانی و مکانی اجزای ردپای آب و تجارت آب مجازی محصول گردو در ایران. اکوهیدرولوژی. 7(3):593-583.
رمضانی­اعتدالی، ه. و آبابایی، ب. 1395. برآورد اجزاء ردپای آب مجازی در تولید جو در مقیاس ملی و استانی. پژوهش آب در کشاورزی، 30(3):443-432.
علیقلی­نیا، ت.، شیبانی، ح.، محمدی، ا.، وحسام، م. 1398. مقایسه و ارزیابی ردّپای آب آبی، سبز و خاکستری گندم در اقلیم­های مختلف ایران. تحقیقات منابع آب ایران، 15(3): 245-234.
فرزی، س.، گلابی، م. و رادمنش ف. 1398. تعیین الگوی کشت بهینه مبتنی بر شاخص ردپای آب (مطالعه موردی: استان کرمانشاه). آبیاری و زهکشی ایران، 3(13): 602-588.
محمدی، ع.، یوسفی، ح.، نوراللهی، ی. و ساداتی­نژاد، س.ج. 1396. انتخاب بهترین استان در تولید سیب­زمینی از طریق شاخص ارزیابی ردپای آب. اکوهیدرولوژی، 4(2):532-523.
نورمحمدی، ق.، سیادت، آ. و کاشانی، ع. 1384. کاشت گیاهان. انتشارات دانشگاه شهید چمران اهواز، 446 صفحه.
Ababaei, B. and Ramezani Etedali, H. 2019. Investigating climate change over 1957–2016 in an arid environment with three drought indexes. Theoretical and Applied Climatology. 137: 2977–2992.
Ababai, B. and Ramazani Etedali, H. 2014. Estimation of Water Footprint Components in Wheat Production in Iran. Water and Soil. 2 (6): 1458-1468.
Aligholina, T., Rezaei, H., Bahmanesh, J. and Montasseri, J. 2017.Study of water footprint index for dominant crops in Lake Urmia catchment and its relationship with irrigation management. Soil Science. 27 (4): 37-48.
Arabi Yazdi, A., Nik nia, N., Majidi, N. and Emami, H. 2014. Water Security Assessment in Arid Climates Based on Water Footprint Concept (case study; south khorasan province). Iranian Journal of Irrigation and Drainage. 8(4):735-746.
Bazrafshan, O. and Gerkani Nezhad Moshizi, Z. 2018. The impacts of climate variability on spatiotemporal water footprint of Tomato production in The Hormozgan. Journal of Water and Soil. 32(1):29-43.
Chapagain, A. K. and Hoekstra, A.Y. 2011. The blue, green and grey water footprint of rice from production and consumption perspectives. Ecological Economics. 70(4): 749-758.
Chapagain A. k, Hoekstra A. Y, Savenije H. H. G, and Gautam R. 2006.The water footprint of cotton consumption: An assessment of the impact of worldwide consumption of cotton products on the water resources in the cotton producing countries. Ecological Economics. 60: 186- 203.
Farzi, S., Golabi, M., Radmanesh F. 2019. Determining the optimal cultivation pattern based on water footprint index (Case study: Kermanshah province). Irrigation and Drainage of Iran. 3 (13), 602-588. Hoekstra, A.Y. and Chapagain, A.K. 2008. Globalization of Water: Sharing the Planet’S Freshwater Resources, Blackwell, Oxford, UK.
Hoekstra, A.Y., Chapagain, A.K., Aldaya, M.M. and Mekonnen, M.M. 2011. The Water Footprint Assessment Manual: Setting the Global Standard. Earthscan, London, UK, 203p.
Hoekstra, A.Y and Chapagain A.K. 2006. Water footprint of nations: water use by people as a function of their consumption pattern. Water Resource Management. 21(1): 35-48.
HuiSu, M., HuiHuang, C. YangLi, W., ToTso, C. and ShengLur, H. 2015. Water footprint analysis of bioethanol energy crops in Taiwan.Journal of Cleaner Production. 88: 132-138.
Karandish, F. and Hoekstra, A.Y. 2017. Informing national food and water security policy through water footprint assessment: the case of Iran. Water. 9(11): 1-25.
Lu, Y., Zhang, X., Chen, S., Shao, L. and Sun, H. 2016. Changes in water use efficiency and water footprint in grain production over the past 35 years: a case study in the North China Plain. Journal of Cleaner Production. 116:71–79.
Mekonnen, M.M. and Hoekstra, A.Y. 2010. A global and high-resolution assessment of the green, blue and grey water footprint of wheat. Hydrology and Earth System Sciences. 14:1259-1276.
Mohammadi, A., Yousefi, H., Noorollahi, Y. and Sadatinejad, S.J. 2017. Selecting the best province in potato production through water footprint evaluation index. Echo Hydrology. 4 (2): 532-523.
Morell, F.J., Lampurlan_es, J., Alvaro-Fuentes, J. and Cantero-Martínez, C. 2011. Yield and water use efficiency of barley in a semiarid Mediterranean agroecosystem: long-term effects of tillage and N fertilization. Soil and Tillage Research. 117: 76-84.
Morillo, JG., Díaz, JAR, Camacho, E. and Montesinos, P. 2015. Linking water footprint accounting with irrigation management in high value crops. Cleaner Production, 87: 594–602.
Ramezani Etadali, H. and Ababai, B. 2016. Estimation of virtual water footprint components in barley production on national and provincial scale. Water Research in Agriculture. 30 (3), 443-432.
Rasooli Majd, N., Montaseri, M., Bahmanesh, J. and Rezaei, H. 2015. Identification and evaluation of the water footprint index, broken down by water, green water and gray water, by applying climate change.  Master's Thesis, Faculty of Agriculture, Urmia University.
Razavi, SS. and Davari K 2013. The role of virtual water in managing water resources. Journal of Water and Sustainable Development. 1: 9-18.
 Rodríguez-Díaz, J.A., Camacho-Poyato, E., Lopez-Luque, R. and Perez-Urrestarazu, L. 2008. Benchmarking and multivariate data analysis techniques for improving the efficiency of irrigation districts (an application in Spain). Agricultural Systems. 96: 250-259
Rouhani, N., Yang, H., Amin Sichani, S., Afyouni, M., Mousavi, F. and Kamgar Haghighi, A. 2008. Evaluating the exchange of food and water based on available water resources in Iran. Journal of Agricultural Science and Technology. 12(46):417-432.
Seyedan, S. and Ghadami Firouzabadi, A. 2018. Estimation of virtual water in major crop products (Case Study Hamedan province). Irrigation and Water Engineering. 9(1): 102-111.
Tuttolomondo, T. and Labell. S., 2008. Simulation of the effects of climate change on barely yield inrural Italy. F.A.O.website. www.FAO.Org.
Yousefi, H., Mohammadi, A., Nourollahi, Y. and Sadatinejad, J. 2016. Evaluation of water footprint index of Tehran province crops. Soil Conservation. 24 (6):85-67.
Zare Abyaneh, H., Bayat varkeshi, M., Sabzi Parvar, A.K., Maroufi, S. and Ghasemi, A. 2010. Estimation of estimation methods of evapotranspiration of the reference plant and its zoning in Iran. Natural Geographic Research. 74:110-95.