الگوی کشت اراضی پایین دست سد گلستان (1) شهرستان گنبدکاووس در حالت اجرای روشهای مختلف قیمتگذاری آب نظیر قیمت گذاری سطحی، حجمی و ترکیبی استفاده شد، سپس بهترین روش براساس شاخصهای مذکور با بهره گرفتن از تکنیک تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و (TOPSIS) انتخاب گردید. در این مطالعه دادههای مورد نیاز با بهره گرفتن از روش نمونهگیری تصادفی طبقهای گردآوری و تعداد 20 سناریو (5 سناریو سطحی، 5 سناریو حجمی و 10 سناریو ترکیبی)مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان میدهد با افزایش قیمت آب سطح زیر کشت محصولات آبی کاهش و سطح زیر کشت محصولات دیم، افزایش مییابد و هندوانه آجیلی تابستانه به دلیل آب بر بودن و سود ناخالص کم در بیشتر سناریوها از الگوی کشت حذف شدهاست. با افزایش قیمت آب سود، اشتغال و مقدار آب مصرفی کاهش و شاخص پایداری کود نیتروژن و کود فسفات افزایش یافتهاست. روش قیمت گذاری آب به روش حجمی (قیمت هر متر مکعب آب 300 ریال) رتبه نخست را به خود اختصاص داد.
واژههای کلیدی: برنامه ریزی ریاضی اثباتی(PMP)، سد گلستان(1)، قیمت گذاری آب
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه و کلیات
1-1- مقدمه……………………………… 2
1-2- تعریف مسئله………………………… 3
1-3- اهمیت و ضرورت انجام مطالعه……………. 4
1-4- اهداف تحقیق………………………… 5
1-5- فرضیه های تحقیق………………………. 5
فصل دوم: بررسی منابع
2-1- پژوهشهای داخلی………………………. 8
2-1-1- پژوهشهای داخلی در زمینه ارزشگذاری آب… 8
2-1-2- پژوهشهای داخلی در زمینه برنامهریزی ریاضی مثبت (PMP) 12
2-2- پژوهشهای خارجی……………………… 15
2-2-1- پژوهشهای خارجی در زمینه ارزشگذاری آب… 15
2-2-2- پژوهشهای خارجی در زمینه برنامهریزی ریاضی مثبت (PMP) 17
فصل سوم: مواد و روشها
3-1- مشخصات منطقه مورد مطالعه……………… 20
3-1-1- معرفی شهرستان گنبد کاووس………….. 20
3-1-2-تقسیمات کشوری……………………. 21
3-1-3- شرایط اقلیمی……………………. 21
3-1-4- منابع آب……………………….. 22
3-1-5- ویژگیهای جمعیتی شهرستان گنبد کاووس…. 23
3-1-6- وضعیت کشاورزی…………………… 23
فهرست مطالب
عنوان صفحه
3-1-7- معرفی دهستان آق آباد……………… 24
3-1-8- وضعیت خاک دهستان آق آباد………….. 25
3-1-9- وضعیت دام در دهستان آق آباد……….. 25
3-1-10- موقعیت جغرافیایی سد گلستان (1)……. 25
3-1-11- نحوه توزیع آب و دریافت آب بها…….. 25
3-1-12- بررسی وضعیت سطح زیر کشت منطقه مورد مطالعه 26
3-2- روش و شیوه گردآوری اطلاعات…………….. 27
3-3- جامعه آماری و روش نمونهگیری…………… 27
3-4- روش تجزیه و تحلیل دادهها……………… 28
3-4-1- برنامهریزی ریاضی (MP)……………. 28
3-4-1-1- برنامهریزی ریاضی هنجاری (NMP)….. 30
3-4-1-2- الگوی برنامهریزی ریاضی مثبت (PMP). 31
3-5- کالیبراسیون تابع هزینه……………….. 37
3-6- تحلیل سلسله مراتبی (AHP)……………… 39
3-6-1- اصول فرآیند تحلیل سلسله مراتبی…….. 41
3-6-2- مدل فرآیند تحلیل سلسله مراتبی……… 41
3-7- فرآیند روش تاپسیس…………………… 45
3-7-1- الگوریتم تکنیک تاپسیس…………….. 45
3-8-تبیین مدل ریاضی تحقیق………………… 46
3-8-1- تشریح فعالیتها، معرفی متغیرهای تصمیمگیری و محدودیتهای مدل 47
3-8-2- معرفی متغیرهای تصمیمگیری تحقیق…….. 47
3-8-3- محدودیتهای مدل………………….. 49
3-8-3-1- محدودیت زمین………………… 49
فهرست مطالب
عنوان صفحه >
3-8-3-2- محدودیت آب………………….. 49
3-8-3-3- محدودیت نیروی کار…………….. 50
3-8-3-4- محدودیت کود شیمیایی…………… 50
3-8-3-5- محدودیت ماشینآلات کشاورزی………. 50
3-8-3-6- محدودیت سرمایه……………….. 51
3-8-4- شاخص پایداری نهاده کود……………. 51
فصل چهارم: نتایج و بحث
4-1- نتایج تحلیل توصیفی (ویزگیهای جامعه آماری) 54
4-1-1- الگوی کشت زارعین………………… 54
4-1-2- نیاز آبی گیاهان در منطقه مورد مطالعه.. 55
4-1-3- سناریوهای مورد بررسی……………… 56
4-2- نتایج استنباطی: نتایج برآورد الگوها……. 58
4-2-1- نتایج برآورد الگو با بهره گرفتن از روش برنامه ریزی ریاضی مثبت (PMP)…………………………………….. 58
4-2-2- اعمال سیاست تغییر روشهای آبیاری بر الگوی کشت، سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروژن، شاخص پایداری کود فسفات در مدل PMP…………………………………….. 60
4-2-2-1- نتایج سناریو اول (شرایط موجود): روش قیمتگذاری سطحی 61
4-2-2-2- نتایج سناریو دوم: روش قیمتگذاری سطحی با افزایش 50 درصدی 63
4-2-2-3- نتایج سناریو سوم: روش قیمتگذاری سطحی با افزایش 100 درصدی 64
4-2-2-4- سناریو چهارم روش قیمتگذاری سطحی با افزایش 150 درصدی 65
4-2-2-5- سناریو پنجم روش قیمتگذاری سطحی با افزایش 200 درصدی 67
4-2-2-6- نتایج سناریو ششم: روش قیمتگذاری حجمی 68
4-2-2-7- نتایج سناریو هفتم: روش قیمتگذاری حجمی با افزایش 50 درصدی 70
فهرست مطالب
عنوان صفحه
4-2-2-8- نتایج سناریو هشتم: روش قیمتگذاری حجمی با افزایش 100 درصدی 71
4-2-2-9- نتایج سناریو نهم: روش قیمتگذاری حجمی با افزایش 150 درصدی 73
4-2-2-10- نتایج سناریودهم: روش قیمتگذاری حجمی با افزایش 200 درصدی 74
4-2-2-11- نتایج سناریو یازدهم: روش قیمتگذاری ترکیبی 76
4-2-2-12- نتایج سناریودوازدهم: روش قیمتگذاری ترکیبی 77
4-2-2-13- نتایج سناریوسیزدهم: روش قیمتگذاری ترکیبی 79
4-2-2-14- نتایج سناریوچهاردهم: روش قیمتگذاری ترکیبی 80
4-2-2-15- نتایج سناریوپانزدهم: روش قیمتگذاری ترکیبی 82
4-2-2-16- نتایج سناریوشانزدهم: روش قیمتگذاری ترکیبی 83
4-2-2-17- نتایج سناریوهفدهم: روش قیمتگذاری ترکیبی 85
4-2-2-18- نتایج سناریوهجدهم: روش قیمتگذاری ترکیبی 86
4-2-2-19- نتایج سناریونوزدهم: روش قیمتگذاری ترکیبی 87
4-2-2-20- نتایج سناریو بیستم: روش قیمتگذاری ترکیبی 89
4-3- نتایج رتبهبندی سناریوها………………. 90
فصل پنجم: نتیجهگیری و پیشنهادات
5-1- نتیجهگیری کلی………………………. 94
5-2- پیشنهادات………………………….. 95
منابع
الف: منابع فارسی………………………… 98
ب: منابع لاتین………………………….. 101
فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول 3-1- الگوی کشت محصولات زراعی شهرستان گنبد کاووس سال زراعی 92-91 واحد: هکتار………………………………….. 24
جدول 3-2- سطح زیر کشت محصولات زراعی شرکتهای تعاونی آب سد گلستان (1) در سال زراعی92-1139 (واحد: هکتار)…………….. 26
جدول 3-3- ارزشگذاری شاخصها نسبت به هم………. 43
جدول 3-4- شاخص تصادفی……………………. 44
جدول 4-1- سطح زیرکشت محصولات زراعی شرکت تعاونیهای آب سد گلستان یک سال زراعی 92-1391 واحد: هکتار………………… 55
جدول 4-2- مقدار نیاز خالص آبیاری در منطقه مورد مطالعه (واحد: مترمکعب در هکتار)…………………………………. 56
جدول 4-3- سناریوهای مورد بررسی…………….. 57
جدول 4-4- سناریوهای مختلف جهت بررسی سیاستهای قیمت گذاری آب در اراضی زیر سد گلستان (1)…………………………… 57
جدول 4-5- نتایج الگوی کشت مدلPMP منطقه به تفکیک شرکت تعاونی آب (واحد: هکتار)…………………………………. 59
جدول 4-6- مقدار نهادههای موجود در منطقه مورد مطالعه به تفکیک شرکتهای تعاونی آب………………………………. 59
جدول 4-7- مقدار نهادههای مصرف شده در الگوی کشت مدل PMP منطقه به تفکیک شرکتهای تعاونی آب……………………….. 60
جدول 4-8- قیمت آب در منطقه سال زراعی (92-91)… 61
جدول 4-9- درصد تغییر سطح زیرکشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو اول (شرایط موجود)………… 62
جدول 4-10- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو اول……………………………………… 62
جدول 4-11- درصد تغییر سطح زیر کشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو دوم……………………. 63
جدول 4-12- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات درالگوی کشت مدل PMP در حالت اجرای سناریو دوم 64
فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول 4-13- درصد تغییر سطح زیر کشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو سوم……………………. 65
جدول 4-14- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات درالگوی کشت مدل PMP درحالت اجرای سناریو سوم 65
جدول 4-15- درصد تغییر سطح زیرکشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو چهارم………………….. 66
جدول 4-16- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات در الگوی کشت مدل PMP در حالت اجرای سناریوچهارم 67
جدول 4-17- درصد تغییر سطح زیر کشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو پنجم…………………… 67
جدول 4-18- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات درالگوی کشت مدل PMP در حالت اجرای سناریوپنجم 68
جدول 4-19- درصد تغییر سطح زیرکشت محصولات در الگوی کشت مدلPMP منطقه در حالت اجرای سناریو ششم……………………. 69
جدول 4-20- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات در الگوی کشت مدل PMPدر حالت اجرای سناریو ششم 70
جدول 4-21- درصد تغییر سطح زیر کشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو هفتم…………………… 70
جدول 4-22- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات در الگوی کشت مدل PMPدر حالت اجرای سناریو هفتم 71
جدول 4-23- درصد تغییر سطح زیر کشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو هشتم ………………….. 72
جدول 4-24- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات در اگوی کشت مدل PMPدرحالت اجرای سناریو هشتم 73
فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول 4-25- درصد تغییر سطح زیر کشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو نهم……………………. 73
جدول 4-26- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات در الگوی کشت مدل PMPدر حالت اجرای سناریو نهم 74
جدول 4-27- درصد تغییر سطح زیر کشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو دهم……………………. 75
جدول 4-28- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات در الگوی کشت مدل PMPدر حالت اجرای سناریو دهم 75
جدول 4-29- درصد تغییر سطح زیر کشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو یازدهم…………………. 76
جدول 4-30- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات درالگوی کشت مدل PMP در حالت اجرای سناریویازدهم 77
جدول 4-31- درصد تغییر سطح زیر کشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو دوازدهم………………… 78
جدول 4-32- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات در الگوی کشت مدل PMPدرحالت اجرای سناریو دوازدهم……………………………………… 78
جدول 4-33- درصد تغییر سطح زیر کشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو سیزدهم…………………. 79
جدول 4-34- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات درالگوی کشت مدل PMPدرحالت اجرای سناریو سیزدهم 80
جدول 4-35- درصد تغییر سطح زیر کشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو چهاردهم………………… 81
جدول 4-36- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات درالگوی کشت مدل PMP در حالت اجرای سناریو چهاردهم……………………………………… 81
فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول 4-37- درصد تغییر سطح زیر کشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو پانزدهم………………… 82
جدول 4-38- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات در منطقه مورد نظر در مدل PMPدر سناریوپانزدهم 83
جدول 4-39- درصد تغییر سطح زیر کشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو شانزدهم………………… 84
جدول 4-40- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات در الگوی کشت مدل PMP درحالت اجرای سناریوشانزدهم……………………………………… 84
جدول 4-41- درصد تغییر سطح زیر کشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو هفدهم………………….. 85
جدول 4-42- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات در الگوی کشت مدل PMPدر حالت اجرای سناریوهفدهم 86
جدول 4-43- درصد تغییر سطح زیرکشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریوهجدهم…………………… 87
جدول 4-44- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات درالگوی کشت مدل PMP در حالت اجرای سناریوهجدهم 87
جدول 4-45 درصد تغییر سطح زیر کشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو نوزدهم…………………. 88
جدول 4-46- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات در الگوی کشت مدل PMP در حالت اجرای سناریو نوزدهم……………………………………… 89
جدول 4-47- درصد تغییر سطح زیرکشت محصولات در الگوی کشت مدل PMP منطقه در حالت اجرای سناریو بیستم………………….. 89
فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول 4-48- بررسی سود، اشتغال، آب مصرفی، شاخص پایداری کود نیتروزن، شاخص پایداری کود فسفات در الگوی کشت مدل PMP در حالت اجرای سناریو بیستم……………………………………… 90
جدول 4-49- وزن شاخصهای اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی 91
چدول 4-50- رتبهبندی سناریوها………………. 91
فهرست شكلها
عنوان صفحه
شکل 3-1- نقشه شهرستان گنبدکاووس به تفکیک بخش و دهستان 21
شکل 3-2- توضیح گرافیکی یک الگو ساده NMP با دو فعالیت X1 و X2 31
شکل 3-3- توضیح گرافیکی یک الگو ساده PMP با دو فعالیت X1 و X2 34
شکل 3-4- نمایش سلسله مراتبی یک مسئله تصمیم….. 42
فصل اول
مقدمه و کلیات
1-1- مقدمه
آب ارزشمندترین موهبت طبیعی است که نقش بسزایی در رشد وتوسعه تمدنها ایفا نمودهاست. متوسط بارندگی در ایران سالانه 250 میلیمتر است که حدود یک سوم متوسط جهانی میباشد، از طرفی متوسط تبخیر در کشور (2100 میلیمتر) در حدود سه برابر متوسط جهانی (700 میلیمتر) است. از این رو محدودیت آب، یکی از مهمترین عواملی است که می تواند توسعه کشور را دچار مشکل نماید. این تهدید در کشورهایی که دارای منابع آب شیرین کمتری هستند، بیشتر مورد توجه قرار میگیرد (علیزاده،1382).
بخش کشاورزی نقش مهمی در اقتصاد ملی، اشتغالزایی و تأمین غذای افراد جوامع مختلف دارد. بنابراین، لازم است که از منابع و ابزارهای تولید در این بخش بویژه نهاده آب به بهترین نحو ممکن استفاده گردد تا ضمن کاهش در مصرف این منابع، سودآوری و رفاه کشاورزان نیز افزایش یابد (رضایی و همکاران، 1391).
آب به عنوان كمیابترین نهاده در تولید محصولات كشاورزی، نه تنها محدودكننده فعالیتهای كشاورزی بلكه محدود كننده دیگر فعالیتهای اقتصادی و اجتماعی نیز به شمار میرود. امروزه اكثر مناطق خشك و نیمهخشك جهان، مانند اغلب نقاط ایران، از یك طرف با عرضه ناكافی آب و از طرف دیگر با تقاضای زیاد آب كشاورزی مواجهاند كه علت اصلی آن اختلاف زیاد میان قیمت تمام شده آب با ارزش تولید نهایی آن است (شجری و همکاران، 1388).
با وجود آنکه بخش کشاورزی (بیش از90 درصد) بزرگترین مصرف کنندهی منابع آب تجدید شوندهی کشورمان بوده است، ولی متأسفانه تولیدات کشاورزی بدست آمده از آن پایین است. بنابراین هرگونه تلاشی برای صرفه جویی در مصرف آب در این بخش میتواند برای ما حیاتی باشد (حیدری و همکاران، 1385).
در حال حاضر نیازهای آبی در حدود 70 میلیون نفر جمعیت ایران با 93 تا 95 میلیارد مترمکعب آب قابل استحصال تامین میشود، اما در 20 سال آینده با رشد جمعیت و تقاضا، ارتقای سطح بهداشت و بالا رفتن استانداردهای زندگی از این میزان بسیار فراتر خواهد رفت. در مقابل به دلایل مختلف راندمان مصرف آب در ایران پایین و بین 30 تا 40 درصد تخمین زده میشود و میزان مصرف آب برای آبیاری محصولات مهم کشاورزی نیز در مقایسه با مصرف متوسط جهانی بسیار بالا است (وزارت جهاد کشاورزی، 1385). این رقم در جنوب آسیا 44 درصد در شمال آفریقا حدود 55 درصد و در کشورهای توسعه یافته 65 تا 70 درصد است (سینگ[1]، 2007).
یکی از عوامل اصلی و محدود کنندهی توسعهی بخش کشاورزی ایران نهادهی آب میباشد. چنانکه اگر محدودیت آب وجود نداشت، 30 تا 50 میلیون هکتار از اراضی کشور قابل کشت و زرع بود (میرزایی و ابریشمی، 1386).
1-2- تعریف مسئله
رشد روز افزون جمعیت، توسعه فعالیتهای اقتصادی و بالا رفتن سطح استانداردهای زندگی سبب افزایش چشمگیر تقاضای آب شدهاند. منابع آب شیرین اگر چه در چرخه طبیعت تجدید میشوند ولیکن حجم آنها ثابت است و بدین ترتیب برآیند رشد تقاضا و ثبات منابع آب به کمیابی آن حکم دادهاست. در دهههای اخیر موضوع کمیابی و کمبود نسبی آب بیشتر حس شده و از طرفی سرمایه گذاری برای استحصال آب جدید به مراتب سنگینتر شدهاست، مدیریت تقاضای آب به عنوان رویکردی جدید جلوه نموده و در نتیجه قیمت گذاری صحیح آب نیز به عنوان سازوکاری برای مدیریت آن مورد توجه واقع شده است. قیمت آب باعث میشود که آب بین متقاضیان متناسب با فایده یا ارزش تولید نهایی توزیع شده و انگیزه لازم برای مصرف کنندگان جهت صرفهجویی در مصرف آب و جلوگیری از اسراف یا اتلاف آن ایجاد میشود، چرا که ارزان و رایگان بودن آب ممکن است باعث زیادهروی در مصرف آب شده و انگیزه را برای حفاظت و استفاده اقتصادی آن تضعیف کند و این امر سایر کشاورزان و مصرف کنندگان را نیز از مصرف محروم مینماید از سوی دیگر اگر قیمت آب بیش از تولید نهایی آن باشد، کشاورزان اقدام به استفاده از آن نخواهند کرد، و چنین قیمتی برای آب مغایر با هدف رشد کشاورزی و افزایش درآمد کشاورزان میباشد. به همین جهت اگر قیمت آب به روش مناسب و دقیق تعیین گردد هم مانع هدر رفتن و اتلاف آن شده و هم باعث افزایش درآمد کشاورزان میگردد. در این راستا مطالعه حاضر به بررسی روشهای مختلف قیمت گذاری آب کشاورزی با بهره گرفتن از رهیافت برنامه ریزی ریاضی مثبت در استان گلستان شهرستان گنبد کاووس پرداختهاست.