ما در بحران بی‌سابقه آب به‌سر می‌بریم و اغلب مناطق خاورمیانه، شمال آفریقا و مناطق وسیعی از آمریکای جنوبی با استرس قابل‌توجه آب مواجه اند (Hofste et al. 2019). براساس گزارش سازمان ملل، در آینده ای نزدیک کشور ایران نیز به‌عنوان یکی از بحرانی ترین کشورهای درگیر با کمبود آب می باشد (چنار، 1388). این در حالی است که ادامه کشاورزی با سناریوی معمول تنها به وخامت موضوع می ا فزاید: پیش‌بینی می شود با افزایش دمای کره زمین در نتیجه تغییر اقلیم، بحران کمبود آب به‌صورت فزاینده ای وضعیت بخش کشاورزی را تحت تأثیر قرار خواهد داد (FAO, 2016).
بخش کشاورزی با 70 درصد مصرف آب، بزرگ‌ترین مصرف‌کننده آب در جهان است (WWAP, 2018) که با افزایش جمعیت و تقاضای بشر به مواد غذایی این میزان، افزایش چشمگیری خواهد داشت. برای تأمین نیاز غذایی جمعیت رو به رشد، بخش کشاورزی باید بتواند تا سال 2050 تولیدات خود را تا حدود 60 درصد افزایش دهد (Lipper et al. 2014). این در حالی است که بر اساس آخرین گزارش مجمع جهانی تغییر اقلیم (IPPC)، اثرات مخرب تغییر اقلیم بر بخش کشاورزی قابل‌ملاحظه خواهد بود و به‌تبع آن تولید مواد غذایی دچار چالش خواهد شد (IPCC, 2013). یکی از مهم‌ترین دلایل تغییر اقلیم افزایش میزان غلظت گازهای گلخانه ای (چون دی‌اکسید کربن (CO2)) در جو زمین است. از زمان انقلاب صنعتی تاکنون غلظت CO2 در جو به حدود 410 پی پی ام رسیده (GML,2020) که از پیامدهای آن، افزایش 3/1 تا 7/1 درجه سانتی گراد دما تا سال 2050 نسبت به متوسط دما پیش از انقلاب صنعتی (Deng et al. 2017)، تغییر الگوی بارش، وقوع خشک‌سالی‌ها، سیلاب ها و … می باشد که تهدیدی جدی برای تولیدات کشاورزی خواهند بود (Ardakani et al. 2019).
در مناطق خشک و نیمه‌خشک مانند ایران تأثیرات منفی تغییرات آب و هوایی بر تولید محصولات کشاورزی بسیار شدید خواهد بود؛ اما در برخی از مناطق مانند شمال اروپا ممکن است به‌طور موقتی از اثرات حاصل از تغییرات اقلیم در افزایش عملکرد محصولات کشاورزی بهره برده شود (Isoard, 2011).
براساس سنجش‌های صورت گرفته در دو دهه اخیر، پهنه سرزمینی ایران به‌طور متوسط 1/1 درجه سانتی-گراد گرم تر شده و تا دهه های آینده این میزان به 2 درجه سانتی گراد نیز افزایش خواهد یافت. با توجه به اثرات مستقیم درجه حرارت بر تبخیر، حدود 30 میلیارد مترمکعب در سال به حجم تبخیر نیز افزوده خواهد شد. لذا ادامه روند تغییرات آب و هوایی علاوه بر کاهش میزان منابع آب تجدید پذیر کشور، منجر به کاهش 15 درصدی عملکرد تولیدات محصولات کشاورزی برای جمعیت رو به رشد خواهد شد (سرهادی، 1396). بدیهی است در آینده‌ای نه‌چندان دور عدم‌تغییر بینش در رابطه با کشاورزی رایج و ابعاد اجتماعی و اقتصادی وابسته به آن، مقابله با اثرات ناشی از تغییر اقلیم و مدیریت تأمین غذا را با مشکل مواجهه خواهد کرد.
از دو دهه پیش، نشست ها و همایش های جهانی نظیر کنفرانس ریو و در ادامه آن کنفرانس جهانی تغییر اقلیم در پاریس و مراکش در سال های 2015 و 2016 میلادی با حضور سران کشورها با هدف تدوین برنامه های جامع برای سازگاری با تغییر اقلیم برگزار شده است.
برخی از آخرین برنامه‌ها که برای بهبود سیستم‌های کشاورزی جهت کمک به تولید بیشتر مواد غذایی در شرایط کم‌آبی موردتحقیق قرارگرفته، برنامه های مبتنی بر کشاورزی هوشمند به اقلیم (CSA) است. اجرای این برنامه‌ها برای کمک به کشاورزان جهت سازگاری با شرایط کم‌آبی در سال های آتی سودمند خواهند بود.
کشاورزی هوشمند به اقلیم در سال 2010 توسط سازمان خواروبار جهانی (FAO) در رابطه با همبستگی متقابل بین تولیدات کشاورزی، تأثیرات و پیامدهای مربوط به انتشار کربن، استفاده از آب، خاک و تنوع زیستی مطرح شد. کشاورزی هوشمند به اقلیم، رویکردی است که برای هدایت اقدامات لازم در جهت تغییر و اصلاح مجدد سیستم های کشاورزی و اطمینان از امنیت غذایی در شرایط تغییر اقلیم مطرح شده است (FAO, 2010)؛ به عبارت دیگر هدف نهایی کشاورزی هوشمند به اقلیم، پایداری است. بدین معنی که سیستم های کشاورزی با انعطاف پذیری بالا به تغییرات اقلیمی، متضمن امنیت غذایی بشر باشند. در این راستا سه هدف اصلی به‌طور همزمان دنبال می شود: افزایش پایدار بهره وری و درآمد در بخش کشاورزی، سازگاری و ارتقاء تاب‌آوری در برابر تغییر اقلیم و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای مرتبط با بخش کشاورزی (FAO, 2010).
ایران به‌عنوان یک کشور با شرایط اقلیمی خشک و نیمه‌خشک و کشاورزی وابسته به آبیاری، نیاز به دقت نظر بیشتر در این مسئله دارد به‌گونه‌ای که برای بهبود بهره وری از آب نیاز است تا از کشاورزی رایج کنونی به سمت کشاورزی جدید هوشمند به آب (WSA) نیل داده شود، اما چگونه هر یک از اهداف CSA به‌طور مستقیم با مدیریت هوشمند آب و سیستم جدید کشاورزی هوشمند به آب (WSA) ارتباط دارند؟
افزایش بازده (خروجی) درحالی‌که از منابع کمتری استفاده می شود (ورودی) ، به‌عنوان عامل اصلی در کشاورزی پایدار عنوان شده است. این مسئله در بحث استفاده از منابع آبی از اهمیت بسیار بیشتری برخوردار است. در حال حاضر کشاورزی فراتر از فرضیات و آزمون و خطا است. از طریق آبیاری دقیق (افزایش دقت برای بهبود بهره وری مصرف آب (WUE)، «نسبت بین مصرف آب مؤثر و برداشت واقعی») می توان یك همـاهنگی بـین مـدیریت پیشرفته آبیاری، قرائـت و پـایش اطلاعات، مدل سازی و كنترل ایجاد کرد. با مانیتور کردن سیستماتیک وضعیت رطوبتی خاک با استفاده از سنسور ها، برداشت اطلاعات توسط پهبادها ، تصاویر ماهواره ای می توان میزان کاربرد آب در مزرعه را حسب شرایط زمانی یا مکانی نیاز آبی گیاه، تنظیم و تعدیل نمود.
اما بهینه‌سازی در مصرف آب فقط نیمی از راه‌حل است. این رطوبت باید به اندازه کافی در خاک باقی بماند تا گیاه بتواند از آن استفاده کند؛ به عبارت دیگر اگر رطوبت خاک برای مدت طولانی در حد مطلوب باقی بماند ، می توان زمان و دور آبیاری را به میزان قابل‌توجهی کاهش داد. تحقیقات زیادی نشان داده که با کاربرد انواع کمپوست ها، بیوچار، پرلیت و … می توان با افزایش هوموس خاک و ظرفیت نگهداری آب در خاک را نیز افزایش داد (Abideen et al. 2020).
استفاده از کشت های هیدروپونیک نیز ممکن است نقش مهمی در تغذیه پایدار در شهرهای بزرگ آینده داشته باشد. این احتمال وجود دارد که در کشاورزی هوشمند به آب، به کشت های هیدروپونیک به‌طور خاص توجه شود، زیرا مصرف آب در این نوع کشت ها حدود 10 درصد آب موردنیاز برای محصولات کشت شده در خاک است. این در حالی است که ترکیب آن ها با سایر فن آوری ها، سبب جذب سریع‌تر مواد مغذی توسط گیاه شده و سرعت رشد را تا دو برابر افزایش می دهد (Rabang, 2019; Barbosa et al. 2015).
با توجه به شرایط نامناسب جوی، کشاورزی هوشمند به آب، باید بتواند حوادث ناشی از بحران کم‌آبی را مدیریت نماید. به‌طور مثال به مسئله انباشت نمک در خاک و از دست رفتن حاصلخیزی خاک که قدمتی دیرینه دارد، اشاره می گردد. با افزایش درصد شور شدن اراضی دنیا و تأثیرات سو آن بر کشاورزی، نیاز به یک راه‌حل برای مقابله با اثرات مخرب شوری بیشتر احساس می گردد. بر اساس آمار فعلی حدود 20 درصد از کل اراضی زیر کشت و 33 درصد اراضی کشاورزی آبی در سرتاسر جهان دچار مشکل شوری هستند (Shrivastava & Kumar, 2015).
این مسئله در دهه های اخیر به‌عنوان طیف وسیعی از راه‌حل های ممکن، مورد بررسی قرارگرفته است. کاشت گیاهان مقاوم به شوری، اصلاح واریته گیاهان یا اصلاح شرایط خاک از جمله راه‌حل ها جهت بالا بردن تاب‌آوری کشاورزی در مناطق تحت مشکل شوری می باشند. در این بین راه‌حل شستشوی خاک رواج بیشتری دارد که در شرایط مواجه با کم‌آبی در مناطق خشک و نیمه‌خشک، عملاً به دلیل حجم زیاد آب موردنیاز قابل‌اجرا نخواهد بود. لذا کاربرد روش های نوین آب شویی مبتنی بر آب شویی حجم محدودی از خاک با مقدار کمتر آب چون روش آب شویی موضعی می تواند به‌عنوان یک راه‌حل برای خروج نمک های مضر از خاک و ایجاد شرایط مناسب برای رشد گیاه در نظر گرفته شود (Burt & Isbell, 2005؛ باستانی و حسینی نیا، 1397).
همچنین امکان استفاده از آب های شور نیز سؤالی است که حدود 30 سال پیش توسط فائو مطرح شده است: آیا كشاورزی می تواند از آب با كیفیت کم مانند آب های شور استفاده كند تا هم از نظر فنی و اقتصادی امکان پذیر باشد و هم خسارت زیست‌محیطی اندکی ایجاد نماید؟ (Rhoad et al. 1992).
بدیهی است که یک راه‌حل پایدار و طولانی‌مدت برای کنترل شوری خاک می تواند تأثیر بسزایی در زندگی میلیون ها نفر در سراسر جهان داشته باشد.
بخش عمده ای از مشکل تغییر اقلیم به‌واسطه بخش کشاورزی است. در حال حاضر 19 تا 29 درصد از کل انتشارات گازهای گلخانه ای را بخش کشاورزی تولید می کند. با رشد جمعیت و افزایش فعالیت ها در این بخش بدون شک این درصد به میزان قابل‌توجهی افزایش خواهد یافت (World bank, 2019).
تولید گازهای گلخانه ای از فعالیت های آبیاری (از جمله پمپاژ آب و انتقال) حدود 50 تا 70 درصد از کل انتشار در بخش کشاورزی را تشکیل می دهد. شدت انتشار گازهای گلخانه ای از فعالیت های آبیاری تا حد زیادی به بهره وری در مصرف آب بستگی دارد؛ بنابراین بهبود راندمان مصرف آب (چه از نظر فنی و چه از نظر مدیریتی) می تواند راهکار مؤثری برای کاهش تولید گازهای گلخانه ای باشد (Zou et al. 2015).
بنابراین تغییرات کوچک در مدیریت آبیاری می تواند تأثیرات بزرگی را به همراه داشته باشد. در مطالعه Abalos و همکاران (2014) در اسپانیا نشان داده شد که تنظیم دور آبیاری می تواند انتشار اکسید نیتریک را تا 46 درصد و گازکربنیک (CO2) را تا 21 درصد کاهش دهد. Kallenbech و همکاران (2010) نیز گزارش کرده اند که در شرایط اقلیم نیمه خشک، تغییر روش آبیاری از سطحی به سیستم آبیاری زیرسطحی سبب کاهش انتشار CO2 گردید.
آینده بخش کشاورزی با توجه به تأثیر فزاینده منفی تغییرات اقلیم با عدم قطعیت بالایی همراه است. در واقع آینده خوش بینانه برای بخش کشاورزی به این بستگی دارد که آیا این بخش می تواند تأثیرات منفی تغییرات اقلیم را کاهش دهد و آب آبیاری را به روشی پایدار مدیریت کند. در این راستا، باید تلاش بیشتری در جهت سرمایه گذاری در زیرساخت های حفاظت از آب، توسعه فن آوری های جدید، تحقیقات و تقویت ظرفیت کشاورزان برای سازگاری با تغییرات اقلیم انجام شود. در سیستم جدید کشاورزی هوشمند به آب می توان از سه رویکرد آن در بخش مدیریت آبیاری بهره برد. بسیاری از این راه حل ها نیازمند ارتقاء یا تغییرات ظریف در مدیریت آبیاری هستند که در توسعه کشاورزی پایدار و دستیابی به امنیت غذایی نقش حیاتی خواهند داشت.
باستانی، ش. و حسینی نیا، م. 1396.تحلیل کارایی روش آب شویی موضعی در خروج املاح از خاک: مطالعه موردی باغ پسته در منطقه فتح‌آباد کرمان. مجله آبیاری و زهکشی ایران. 3 (12): 696-708.
چنار، ع. 1388. ارزیابی و نظارت بر خشک‌سالی در استان های آذربایجان شرقی، غربی و اردبیل با استفاده از تصاویر AVHRR، دانشگاه تربیت مدرس (پایان‌نامه کارشناسی ارشد).
سرهادی، ب. 1396. سازگاری با تغییرات اقلیم ضرورت تاب‌آوری و توسعه پایدار بخش آب.
http://basin.ir/1396/02/29/climate%20change%20and%20sustainable%20development. 04/05/1399
Abideen, Z. Koyro, H. W. Huchzermeyer, B. Bilquees, G. U. L. & Khan, M. A. 2020. Impact of a biochar or a biochar-compost mixture on water relation, nutrient uptake and photosynthesis of Phragmites karka. Pedosphere, 30(4), 466-477
Ardakani, Z. Bartolini, F. & Brunori, G. 2019. Economic modeling of climate-smart agriculture in Iran. New Medit. Mediterranean Journal of Economics, Agriculture and Environment, 18(1), 29-40
Barbosa, G. L. Gadelha, F. D. A. Kublik, N. Proctor, A. Reichelm, L. Weissinger, E. … & Halden, R. U. 2015. Comparison of land, water, and energy requirements of lettuce grown using hydroponic vs. conventional agricultural methods. International journal of environmental research and public health, 12(6), 6879-6891
Burt, C. M. & Isbell, B. 2005. Leaching of accumulated soil salinity under drip irrigation. Transactions of the ASAE, 48(6), 2115-2121
Deng A. Chen C. Feng J. Chen J. Zhang W. 2017.Cropping system innovation for coping with climatic warming in China. The Crop Journal, 136-150
FAO, 2010. Climate-smart agriculture: Policies, practices and financing for food security, adaptation and mitigation, Rome, Italy: Food and Agriculture Organization of the United Nations
FAO. 2016. The State of Food and Agriculture. Climate change, agriculture and food security. Rome
Global Monitoring Laboratory (GML), 2020. Trends in Atmospheric Carbon Dioxide. [Online] < https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/gr.html> [July 26 2020
Hofste, R. W. , Reig, P. and Schleifer, L. 2019. 17 Countries, Home to One-Quarter of the World’s Population, Face Extremely High Water Stress. August 06, 2019. [Online] < https://www.wri.org/blog/2019/08/17-countries-home-one-quarter-world-population-face-extremely-high-water-stress> [July 26 2020
IPCC, 2013. Summary for policymakers. In: Climate Change 2013: Fifth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Stocker, T.F. Qin, D.Plattner, G.K. Tioner, M. Allen, S.K. Boschung, J. Nauels, A. Xia, Y. Bexm V. Midgley, P.M. (Eds.), Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York
Isoard, S. 2011. Perspectives on adaptation to climate change in Europe. In Climate Change Adaptation in Developed Nations. pp. 51-68. Springer, Dordrecht
Kallenbach, C. M. Rolston, D. E. & Horwath, W. R. 2010. Cover cropping affects soil N2O and CO2 emissions differently depending on type of irrigation. Agriculture, Ecosystems & Environment, 137(3-4), 251-260
Lipper, L. Thornton, Ph. M. Campbell, B. Baedeker, T. Braimoh, A. Bwalya, M. Caron, P. Cattaneo, A. Garrity, D. Henry, K. Hottle, R. Jackson, L. Jarvis, A.Kossam, F. Mann, W. McCarthy, N. Meybeck, A. Neufeldt, H. Remington, T. Sen, P.T. Sessa, R. Shula, R. Tibu, A. Torquebiau, E.F. 2014. Climate-smart agriculture for food security. Nature Climate Change. 4(12):1068–1072
Rabang, I. 2019. Hydroponic Methods: Exploring Alternatives for Water Conservation in Farming. April 04, 2019. [Online] < https://www.boldbusiness.com/infrastructure/hydroponics-methods-water-conservation/> [July 26 2020
Rhoad, J. D. Kandial, A. & Mashali, A. M. 1992. The use of saline water for crop production. FAO irrigation and drainage paper, (48
Shrivastava, P. & Kumar, R. 2015. Soil salinity: a serious environmental issue and plant growth promoting bacteria as one of the tools for its alleviation. Saudi journal of biological sciences, 22(2), 123-131
World Bank, 2019. Climate smart agriculture. Sep 12, 2019. [Online] < https://www.worldbank.org/en/topic/climate-smart-agriculture> [July 26 2020
WWAP (United Nations World Water Assessment Programme)/UN-Water. 2018. The United Nations World Water Development Report 2018: Nature-Based Solutions for Water. Paris, UNESCO
تمام حقوق این وب سایت متعلق به انتشارات اتاق بازرگانی، صنایع، معادن و کشاورزی کرمان است.
طراحی و توسعه: شرکت فناوری اطلاعات رایان سپهر ماهان
