نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
2 دانشگاه تربیت مدرس
3 مجتمع آموزش عالی علمی کاربردی جهاد کشاورزی جهرم
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
Ecological studies can be used to identify the environmental potential in different regions to achievement maximum utilization. Geographic information system (GIS) and analytical hierarchy process (AHP) were applied to agro-ecological zoning of current agricultural lands in Golestan province for soybean cultivation. For this purpose, agro-ecological requirements of soybean firstly, identified according to scientific resources. Rating and thematic requirement maps were then provided. Studied environmental-components were: average, minimum and maximum temperatures, precipitation, slope percent, elevation, slope aspects, soil characteristics (OM, pH, EC, texture, nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, iron, zinc), surface water and groundwater potentials. Each layer is classified into 4 classes according to Simple Limitation Method (SLM). The analytical hierarchy process (AHP) was used to determine the weight of criteria by using the questionnaires analysis sheet. The digital environmental layers overlaid and integration in GIS media then zoning of lands carried out in 4 classes (high suitable, suitable, less suitable and non-suitable). The results showed that 27.59% and 27.35% of this area were high suitable and suitable for soybean cropping, respectively. The less suitable and non-suitable regions were located in the north and northeast of Golestan province. In these areas, the limitation factors include high EC, low precipitation, deficient of some elements and low water resources. In this study, non-suitable class had the minimum area of Golestan agricultural lands (17.34%).
مقدمه
پهنه‌بندی زراعی-بوم‌شناختی، تلفیقی از لایه‌های اطلاعاتی محیطی اسـت کـه در آن منـابع اقلـیم، آب، پـستی و بلندی و شرایط خاک به صورت یک مجموعه همگن زیست محیطی در ارتباط با سامانه‌هـای زراعـی مـشخص، کـاربری اراضی و تنوع زیستی بررسی می‌گردد. پهنه‌بندی زراعی-بوم شناختی یک ابـزار ضـروری در برنامـه‌ریـزی کـشاورزی محـسوب می‌شود. بـا تلفیـق اجـزاء اصـلی و مـؤثر کـشاورزی، امکـان بررسـی همـه جانبـه شـرایط تولیـد فـراهم شـده و پتانـسیل‌هـا و محدودیت‌های محیطی بهتر بررسی گردیده و تصمیم‌گیرندگان عرصه کـشاورزی بـا داشـتن یـک نقـشه جـامع و کامـل بـه جـای نقشههای واحد و پراکنده، تصمیمات درستی اتخاذ می‌کنند (غفاری و همکاران[U1] 1386).
مساعد بودن آب و هوای استان گلستان برای تولید اغلب محصولات کشاورزی باعث شده که این استان از نظر تولید محصولات زراعی دارای تنوع بالایی باشد، به طوری که در دانه‌های روغنی به‌خصوص سویا و کلزا، استان گلستان در کشو دارای رتبه‌های نخست از نظر سطح زیر کشت و تولید می‌باشد. از نظر تولید شلتوک نیز این استان در مقام سوم قرار داشته و به عنوان یکی از مناطق مستعد برای تولید گندم و جو آبی یا دیم و همچنین پنبه به شمار می‌رود (بی‌نام، 1389). عدم پهنه‌بندی و شناسایی توان استان برای انواع فعالیت‌های کشاورزی با توجه به خصوصیات و عوامل بوم‌شناختی منطقه، باعث تخریب محیط زیست و منابع طبیعی، آلودگی منابع آب و خاک، شور شدن اراضی، کاهش سفره آب زیرزمینی و در نهایت ناپایداری بوم‌نظام‌های کشاورزی در این استان شده است.
در مورد پهنه‌بندی بوم‌شناختی کشاورزی مطالعه‌های متعددی در ایران انجام شده که اکثراً به‌صورت پهنه‌بندی زراعی-اقلیم‌شناختی[1]مناطق مختلف کشور جهت کشت محصول گندم می‌باشد و یا با توجه به چارچوب‌های پیشنهادی فائو بر اساس ارزیابی خصوصیات خاک انجام شده است. به عنوان مثال (عماری و قائمیان 1388) تناسب اراضی مناطق پیرانشهر، پسوه و جلدیان در استان آذربایجان غربی را جهت کشت سویا به روش پیشنهادی فائو (روش پارامتریک) انجام و نشان دادند که این منطقه برای کشت سویا مناسب بوده و میزان عملکرد محصول به میزان محدودیت ناشی از عوامل خاکی بستگی دارد. در تحقیق دیگری، با تجزیه و تحلیل عناصر اقلیمی در استان چهارمحال و بختیاری و تعیین نیازهای اقلیمی حبوبات مهم منطقه، مناطق مناسب برای کشت حبوبات در آن استان مشخص گردید. برای انجام این کار، علاوه بر استفاده از عناصر اقلیمی، از شاخص واحد گرمایی نیز استفاده شد (اسدی بروجنی و محمدی ده‌چشمه، 1384).
(دلاروزا و همکاران 2009) با کاربرد راهکارهای بوم‌شناختی مخصوص خاک (سامانه تصمیم‌گیری میکرولیز[2])، جهت استفاده پایدار از سرزمین در استان سویلا[3] در جنوب اسپانیا، به این نتیجه رسیدند که از مجموع 12 محصول زراعی رایج در منطقه، گندم، سویا، آفتابگردان، چغندرقند و یونجه از محصولات مناسب برای این منطقه تعیین و میزان کربنات بالا در خاک عامل محدود کننده کشت گیاهان می‌باشد. (بهاگت و همکاران 2009) منطقه هیماچال پراداش[4] هند را جهت تولید غلات با استفاده از عوامل متعدد مانند عوامل اقلیمی (دما و بارندگی) توپوگرافی (ارتفاع)، نوع خاک و پوشش گیاهی منطقه مورد ارزیابی قرار داده و مناطق مستعد و غیر مستعد جهت کشت و تولید این گیاهان را مشخص کردند. نتایج نشان داد که 36 درصد از کل منطقه برای کاربری کشاورزی بسیار مناسب است. (بویکس و زینک[5]2008) با پهنه‌بندی منطقه چاکو[6] در استان توکومان[7] واقع در آرژانتین براساس دستورالعمل فائو برای گیاهان زراعی سویا، ذرت، گندم، نیشکر، گلرنگ و مرکبات، گزارش کردند که 16 درصد منطقه مذکور جهت کشت محصولات منتخب دارای تناسب بالایی می‌باشد. در این منطقه محدودیت اصلی کشت، بارندگی سالانه کم و وضعیت زهکشی در شرق وهم‌چنین عامل شیب توام با وضعیت زهکشی در غرب اعلام شد. (سامانتا و همکاران 2011) با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی، و روش تصمیم‌گیری چند معیاره، استان موروبه[8] در گینه‌نو را جهت کشت برنج پهنه‌بندی کردند. در این مطالعه از داده‌های خاکشناسی، اقلیم، توپوگرافی، منابع آب و اراضی استفاده و نتایج نشان داد که تنها چهار درصد این منطقه دارای تناسب بسیار خوب و 21 درصد دارای تناسب متوسط برای کشت برنج می‌باشد.
(مارتین و ساها 2009) با کاربرد سامانه اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور، قابلیت استعداد اراضی حوزه آبریز دهرادون[9] در هندوستان را جهت کشت و تولید انواع محصولات بررسی کردند. بر اساس ارزیابی اراضی، 11 واحد در این منطقه مشخص شد. برحسب نتایج استعدادسنجی، برای هر واحد اراضی دو الگوی کشت زمستانه و بهاره تعیین شد.
فرایند سلسله مراتب تحلیلی (AHP)[10] اولین بار توسط ساعتی در سال 1980 ابداع شد(ساعتی، 1980) که یک نمایش گرافیکی از مساله پیچیده واقعی می‌باشد. در راس آن هدف کلی مساله و در سطوح بعدی معیارها و گزینه‌ها قرار می‌گیرند. در فرایند سلسله مراتب تحلیلی مساله تصمیم‌گیری از طریق تشکیل درخت سلسله مراتبی تصمیم حل می‌شود و در آن معیارها یا زیر معیارها دو به دو مورد مقایسه قرار می‌گیرند. در این روش کارشناس‌ها و افراد خبره قضاوت‌های مقایسه‌ای زوجی ساده‌ای را از طریق سلسله مراتب ایجاد شده تا رسیدن به اولویت‌هایی برای تمامی گزینه‌ها انجام می‌دهند (قدسی پور، 1389).
در مطالعه‌ای، نواحی مستعد برای کشت زعفران در دشت نیشابور با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی و با مقایسه سه مدل وزن‌دهی رتبه‌ای، نسبتی و فرایند سلسله مراتب تحلیلی مشخص شد (میرزابیاتی، 1383). (رحمان و ساها 2008) با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی، سنجش از دور و همچنین فرایند سلسله مراتب تحلیلی به تدوین الگوی کشت مناسب برای منطقه سیل‌خیز بوگرا[11] در بنگلادش پرداختند. بعد از تلفیق روش‌های مورد استفاده، نتایج نشان داد که منطقه مورد نظر تناسب متوسط تا بالایی برای تولید گیاهان زراعی انتخاب شده دارد و چهار الگوی کشت مناسب برای منطقه در فصل سیل و پس از سیل بدین شرح مشخص شد: الگوی کشت اول: برنج-گندم/سیب‌زمینی، الگوی کشت دوم: برنج (کشت تأخیری)-سیب‌زمینی، الگوی کشت سوم: سیب زمینی-برنج و الگوی کشت چهارم: برنج-خردل.
(چن و همکاران 2010) بررسی جامعی در استان هنان[12] جهت کشت تنباکو بر پایه سامانه اطلاعات جغرافیایی انجام دادند. آنها در این تحقیق از 17 شاخص مرتبط به اقلیم، خاک و شکل زمین[13] استفاده کردند. وزن این شاخص‌ها از پرسشنامههای فرایند تحلیل سلسله مراتبی بدست آمد. نتایج نشان داد که حدود 52/22 درصد از اراضی این استان واقع قسمت‌های غرب و جنوب دارای تناسب مطلوب برای کشت تنباکو است. دلیل این امر وجود دما، نور، بارندگی مناسب، pH متوسط و مواد آلی زیاد در خاک می‌باشد.
به‌طور کلی این مطالعه با هدف ارزیابی اراضی کنونی کشاورزی استان گلستان جهت کشت سویا، شناسایی توانمندی‌ها، استعداد‌ها و محدودیت‌های اراضی به منظور استفاده در برنامه‌ریزی‌های کشاورزی و منابع طبیعی، با بررسی 20 متغیر محیطی و همچنین مسایل اجتماعی، اقتصادی و توسعه‌ای در سال 1390 انجام شد.
مواد و روش‌ها
منطقه مورد مطالعه
استان گلستان حدود 21500 کیلومتر مربع مساحت دارد. این استان در مختصات بین 36 درجه و 44 دقیقه تا 38 درجه و 5 دقیقه عرض شمالی و 51 درجه و53 دقیقه تا 56 درجه و 14 دقیقه طول شرقی قرار دارد و از شمال به کشور ترکمنستان، از جنوب به استان سمنان، از شرق به استان خراسان‌شمالی و از غرب به دریای خزر و استان مازندران محدود می‌شود. بخش‌های شمالی استان از سطح دریای آزاد پایین‌تر قرار دارد و به سمت شرق و جنوب بر میزان ارتفاعات افزوده می‌شود.
آب و هوای استان را می‌توان با توجه به خصوصیات دما و بارش به سه نوع معتدل خزری مرطوب، کوهستانی (معتدل و سرد) و نیمه‌خشک (نیمه بیابانی) تقسیم کرد (بی نام، 1388). منطقه مطالعاتی این پژوهش، شامل اراضی کشاورزی کنونی استان گلستان می‌باشد. برای تفکیک محدوده کشاورزی و تهیه نقشه محدوده کاری، از لایه کاربری اراضی استان گلستان (آمایش سرزمین استان) استفاده شد. ابتدا محدوده کشاورزی استان شامل اراضی زراعی و باغی از سایر کاربری‌ها جدا شد. برای تکمیل تغییرات احتمالی آن از ترکیبات رنگی تصاویر ماهواره تی ام (TM)[14] مربوطه به سه تاریخ 6/6/2010، 13/6/2010 و31/7/ 2010 استفاده گردید و نقشه محدوده کشاورزی به‌هنگام‌سازی شد (شکل 1).
نحوه استعداسنجی اراضی کشاورزی جهت کشت سویا
برای مکان‌یابی مناطق مستعد کشت سویا و جهت انطباق نیازمندی‌های محیطی گیاه زراعی با خصوصیات اراضی، براساس روش محدودیت ساده[15] (SLM) عمل شد. برای این کار ابتدا نیازهای بوم‌شناختی و زراعی گیاه زراعی با استفاده از منابع موجود تعیین و درجه‌بندی گردید. مبنای این درجه‌بندی بر اساس روش پیشنهادی (سایس و همکاران 1991) و (غفاری و همکاران 2000) می‌باشد که در جدول 1 نشان داده شده است. سپس براساس متغیرهای این جدول لایه‌های اطلاعاتی مورد نیاز در محیط ArcMap تهیه گردید که عبارت بودند از: دمای متوسط، دمای کمینه، دمای بیشینه، بارش، شیب، جهت شیب، ارتفاع از سطح دریا، ماده آلی، شوری، بافت، pH، میزان نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، آهن، روی و پتانسیل آب زیرزمینی و سطحی. بعد از تهیه این لایه‌ها، کار طبقه‌بندی و رتبه‌بندی هر لایه براساس روش محدودیت ساده و جدول نیازهای محیطی سویا، در چهار طبقه بسیار مناسب (بسیار مستعد)، مناسب (مستعد)، متوسط، نامناسب (غیر مستعد) صورت گرفت.
با توجه به اینکه عوامل محیطی جهت تعیین تناسب اراضی فراوان بوده و دارای اهمیت یکسانی نیز نمی‌باشند، لذا برای ارزیابی دقیق‌تر و تصمیم‌گیری لازم بود تا اهمیت نسبی هر عامل مشخص گردد. در این تحقیق جهت تعیین اهمیت و ارزش متغیرها از فرآیند سلسله مراتب تحلیلی استفاده شده است. این کار از طریق طراحی پرسشنامههای AHP و تکمیل آن توسط متخصصان زراعت صورت گرفت. پس از استخراج اوزان از پرسشنامهها و ارزیابی صحت آنها با شاخص ناسازگاری [16](IR) و تهیه 20 لایه رستری طبقه‌بندی شده، این لایه‌های اطلاعاتی در محیط GIS نسخه 3/9 فراخوانی شدند. با کمک حسابگر شبکه‌ای[17] کار تلفیق و روی هم‌گذاری لایه‌ها با اختصاص وزن AHP مختص به هر لایه، انجام شد. در انتها کار استعدادسنجی منطقه جهت تولید سویا براساس جدول 2 صورت گرفت. نقشههای خروجی در چهار پهنه، چگونگی انطباق نیازهای گیاه زراعی سویا با شرایط محیطی منطقه را نشان دادند.
شکل 1- موقعیت استان گلستان در کشور و محدوده اراضی کشاورزی آن
جدول 1-درجه تناسب عوامل محیطی برای سویا
|
میزان بارش (میلی متر) |
750-500 |
500-400 |
400-300 |
300< |
|
دمای متوسط سالیانه(سانتی‌گراد) |
25-18 |
30-25 و 18-15 |
33-30 |
33> |
|
دمای کمینه سالیانه(سانتی‌گراد) |
15-12 |
12-10 |
10-8 |
10< |
|
دمای بیشینه سالیانه(سانتی‌گراد) |
25-20 |
30-25 و 20-15 |
35-30 |
35> |
|
EC (دسی‌زیمنس بر متر) |
5/3-0 |
6-5/3 |
10-6 |
10> |
|
pH |
5/7-5/6 |
5/6-5/5 و 5/8-5/7 |
5/5-5 |
5< |
|
بافت خاک |
لومی شنی-لومی‌رسی- لومی-لومی سیلتی |
-شنی لومی- لومی رسی شنی-لومی رسی سیلتی
|
سیلتی-شنی رسی سیلتی |
سایر کلاس‌ها |
|
شیب(درصد) |
3-0 |
5-3 |
8-5 |
8> |
|
جهات شیب |
فلات- جنوبی- جنوب شرقی |
شرقی- شمال شرقی
|
جنوب غربی- شمال غربی |
غربی و شمالی |
|
ارتفاع از سطح دریا(متر) |
1000-0 |
2000-1000 |
3000-2000 |
3000> |
|
آهن(میلی گرم در کیلوگرم) |
15-10 |
18-15و 10-8 |
20-18و 8-5 |
5< و 20> |
|
روی(میلی گرم در کیلوگرم) |
2-5/1 |
5/1-1 و4-2 |
6-4 |
6> و1< |
|
کلسیم(میلی گرم درکیلوگرم) |
20-5 |
25-20 |
25-50 |
50> و 5< |
|
فسفر(میلی گرم در کیلوگرم) |
15-10 |
10-8 و 20-15 |
8-5 و 25-20 |
5< و 25 > |
|
پتاسیم(میلی گرم در کیلوگرم) |
250-200 |
200- 150 و 300-250 |
150-100 |
100< |
|
ماده آلی(درصد) |
3> |
3-2 |
2-1 |
1< |
|
نیتروژن(درصد) |
<1 |
1-7/0 |
7/0- 5/0 |
5/0< |
|
پتانسیل آب زیرزمینی |
پربازده |
خوب |
متوسط |
ضعیف |
|
پتانسیل آب سطحی |
بسیار خوب |
خوب |
متوسط |
اندک |
|
منابع: خواجه پور (1385)، مخدوم (1390)، ملکوتی و غیبی (1376)، سرکار (2008)، گول و همکاران (2005)، سایز و همکاران (1991) ( مهربان و همکاران، 1384 : غفاری و همکاران، 2000) |
||||
جدول 2- شاخص‌های مورد نیاز جهت پهنه بندی اراضی
|
پهنه |
وضعیت تولید محصول |
|
|
|
بسیارمستعد (خیلی مناسب) |
100-80 درصد پتانسیل تولید آن محصول در این پهنه وجود دارد |
||
|
مستعد (نسبتاًمناسب) |
80-60 درصد پتانسیل تولید آن محصول در این پهنه وجود دارد |
||
|
نیمه مستعد(ضعیف) |
60-40 درصد پتانسیل تولید آن محصول در این پهنه وجود دارد |
||
|
غیر مستعد (نامناسب) |
%40> پتانسیل تولید آن محصول در این پهنه وجود دارد |
||
فرایند سلسله مراتب تحلیلی (AHP)
به منظور وزن‌دهی به معیارها با روش AHP، ابتدا مساله تصمیم‌گیری که همان یافتن نواحی مستعد کشت گیاه سویا می‌باشد، به صورت درخت سلسله مراتبی که شامل عناصر تصمیم‌گیری است، تجزیه شد در سطح اول هدف اصلی، در سطح دوم معیارهای اصلی تأثیرگذار در کشت محصول (توپوگرافی، منابع خاک، اقلیم، عوامل اقتصادی، اجتماعی و توسعه‌ای ) و در سطح سوم زیر شاخه‌ها یا زیر معیارهای هرکدام از عوامل سطح دوم دسته‌بندی شدند.
برای جمع‌آوری داده‌های فرآیند سلسله مراتب تحلیلی و وزن معیارها و زیرمعیارها از پرسشنامه AHP استفاده شد. این پرسشنامهها حاوی مقایسه‌های مشترک برای کلیه عوامل تأثیرگذار در مکان‌یابی است که توسط30 متخصص زراعت شاغل در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی و جهاد کشاورزی استان گلستان، ناظران طرح سویا و کشاورز‌های پیشرو تکمیل شد. پس از جمع‌آوری پرسشنامهها تعیین وزن‌ها بوسیله نرم‌افزار Expert Choice انجام شد. مقایسه‌های زوجی این تحقیق در قالب ماتریس‌های مقایسه‌های زوجی و بر اساس طیف 9 قسمتی ساعتی (قدسی پور، 1389) صورت گرفت (جدول 3).
جدول 3- مقادیر ترجیحات مقایسه های زوجی(قدسی پور، 1389)
|
مقدار عددی |
ترجیحات(قضاوت شفاهی) |
|
|
|
9 |
کاملاً مرجح یا کاملاً مهم‌تر و یا کاملاًمطلوب‌تر |
||
|
7 |
ترجیح یا اهمیت یا مطلوبیت خیلی قوی |
||
|
5 |
ترجیح یا اهمیت یا مطلوبیت قوی |
||
|
3 |
کمی مرجح یا کمی مهم‌تر یا کمی مطلوب‌تر |
||
|
1 |
ترجیح یا اهمیت یا مطلوبیت یکسان |
||
|
8 و 6، 4، 2 |
ترجیحات بین فواصل فوق |
||
تهیه نقشه‌ها و لایه‌های اطلاعاتی محیطی
نقشههای توپوگرافی
نقشه شیب، جهت شیب و ارتفاع از سطح دریا با استفاده از مدل رقومی ارتفاعDEM)[18]) استان گلستان (شکل 2) (بی‌نام، 1388) در مقیاس 1:50000 در محیط ArcMap تهیه شد.
شکل2- نقشه مدل رقومی ارتفاع اراضی کشاورزی
استان گلستان
|
شکل 3- نقشه هم‌دمای متوسط |
شکل 4- نقشه هم‌بارش |
نقشههای اقلیمی
برای تهیه نقشههای دما و بارش محدوده مورد مطالعه، از داده‌های اقلیمی 15 ساله (1373 تا 1388) ایستگاه‌های باران‌سنجی، اقلیم‌شناسی وهم‌دیدی مستقر در سطح استان گلستان (در مجموع 38 ایستگاه) استفاده شد. برای تهیه این نقشه‌ها روش میان‌یابی فاصله معکوس وزن‌دار (IDW[19]) بکار برده شد. در این روش برای هر کدام از نقاط اندازه‌گیری شده، براساس فاصله بین آن نقطه تا موقعیت نقطه مجهول، وزن مشخصی در نظر گرفته می‌شود. سپس این اوزان توسط توان وزن‌دهی کنترل می‌شود، به‌طوری که توان‌های بزرگ‌تر اثر نقاط دورتر از نقطه مورد برآورد را کاهش داده و توان‌های کوچک‌تر وزن‌ها را به طور یکنواخت‌تری بین نقاط هم جوار توزیع می‌کنند (مهدیان، 1385). نقشههای هم‌دما، هم‌بارش در شکل‌های 3 تا 6 نشان داده شده است.
نقشههای خاک
به منظـور تهیـه نقشههای رقومی بافت، شوری، pH، ماده آلی و نیز عناصر غذایی نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، آهن و روی، برای منطقه مورد مطالعه، اطلاعات و داده‌های خام 505 نقطه از اراضی کشاورزی استان، از مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی گلستان-بخش خاک و آب دریافت شد. پراکنش این نقاط در محدوه اراضی کنونی کشاورزی استان گلستان انتخاب شده است. برای تهیه لایه بافت خاک از روش درون‌یابی تیسن[20] در محیط GIS استفاده شد (شکل7). برای تهیه نقشه سایر ویژگی‌های خاک از روش‌های مختلف درون‌یابی زمین‌آماری کمک گرفته شد. شکل‌های 8 تا 16 نقشههای خاک را نشان میدهد..
|
شکل 5 - نقشه هم‌دمای کمینه |
شکل 6- نقشه هم‌دمای بیشینه
|
.
شکل 7- نقشه بافت خاک شکل 8- نقشه ماده آلی
شکل9 - نقشه EC خاک شکل10- نقشهpH خاک
شکل11- نقشه پهنه‌بندی روی شکل12- نقشه پهنه‌بندی عنصر آهن
شکل 13- نقشه پهنه‌بندی عنصر نیتروژن شکل 14- نقشه پهنه‌بندی عنصر فسفر
شکل15- نقشه پهنه‌بندی عنصر پتاسیم شکل 16- نقشه پهنه‌بندی عنصر کلسیم
نقشه پتانسیل منابع آبی
لایه پتانسیل آب زیرزمینی از روی نوع سنگ و نوع اقلیم براساس نقشههای زمین شناسی و اقلیم استان گلستان مطابق با مدل گروه دوم توان سنگ‌ها و خاک‌ها (مخدوم، 1390) بدست آمد. برای تهیه این لایه از گزارش به‌هنگام‌سازی تلفیق مطالعات منابع آب حوزه آبریز رودخانه‌های قره‌سو-گرگانرود (بی‌نام، b1387) نیز کمک گرفته شد. برای تهیه نقشه پتانسیل آب سطحی از اطلاعات و آمار رودخانه‌های اصلی و فرعی، حوزه‌های آبریز اصلی و زیر حوزه‌های فرعی استان گلستان استفاده شد. ابتدا لیست رودخانه‌های هر حوزه آبریز اصلی مشخص و سپس با استفاده از اطلاعاتی مانند آب‌دهی و وسعت زیرحوزه، طول رودخانه، دبی سالیانه و موارد دیگر، براساس تقسیم‌بندی گزارش مطالعات منابع آب استان گلستان (بی‌نام، b1387) کار طبقه‌بندی زیرحوزه‌های رودخانه‌ها در 4 سطح انجام شد (نقشه ها نشان داده نشده است).
جمع آوری و تهیه اطلاعات اجتماعی، اقتصادی و توسعه‌ای
برای تهیه اطلاعات و آمار مربوط به عوامل اجتماعی از قبیل میزان جمعیت، جمعیت شاغل در بخش کشاورزی، سطح سواد و سن از گزارش‌های مرکز آمار ایران (a1387) در سطح شهرستانی استفاده شد. جهت میان‌یابی این داده‌ها و تعمیم آن به محدوده مورد مطالعه، از دستور Kernel Density از نوارابزار
Spatial Analysis Tools در محیطArcMap استفاده و نقشههای مربوطه ترسیم شد. برای تهیه اطلاعات اقتصادی و توسعه ای از آمار سالانه محصولات زراعی استان گلستان تهیه شده در مرکز آمار و اطلاعات سازمان جهاد کشاورزی استان گلستان، سازمان تعاون روستایی و بانک کشاورزی استان گلستان استفاده شد.
نتایج و بحث
نتایج حاصل از فرایند تحلیل سلسله مراتبی ((AHP جهت کشت سویا
نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل پرسشنامهها نشان داد که معیارهای اقلیم و خاک در بین 6 معیار مورد مطالعه با اختلاف جزئی دارای بیشترین وزن و اهمیت بودند و توپوگرافی و عوامل اجتماعی در مکان‌های آخر رتبه‌بندی قرار گرفتند. در بین زیر معیارهای اقلیم، ضریب عامل بارش و منابع آبی نسبت به دمای کمینه دو برابر بود این دو زیر معیار به ترتیب بیشترین و کمترین ضرایب پس از تجزیه و تحلیل پرسشنامهها کسب کردند (جدول 4). معیار اقتصادی در بین انواع معیارها مورد ارزیابی، رتبه سوم را کسب کرد. میزان درآمد و سیاست‌ها و برنامه‌های وزارت جهاد کشاورزی به ترتیب بیشترین و کمترین وزن‌ها را از نظر متخصصین زراعت در استان گلستان جهت کشت سویا کسب کردند. همچنین نتایج نشان داد که عامل خاک (با 10 خصوصیت فیزیکی و شیمیایی) با کسب ضریب 268/0 جایگاه ویژه‌ای در زراعت سویا دارد. بیشترین ضرایب این عامل، به ماده آلی و شوری و کمترین به عناصر کم‌مصرف آهن و روی تعلق داشت. سطح سواد با ضریب 405/0 و یک‌پارچه‌سازی اراضی با وزن 280/0 به ترتیب به عنوان زیر‌معیارهایی از عوامل اجتماعی و توسعه‌ای از اهمیت بیشتری نسبت به سایر زیرمعیارهای این دو عامل برخوردار بودند (جدول 4).
|
جدول 4- ارزش وزنی و رتبه معیارها و زیرمعیارهای مربوط به عوامل تأثیرگذار بر کشت سویا در استان گلستان |
|||
|
معیار / زیر معیار |
ارزش/ رتبه |
معیار / زیر معیار |
ارزش / رتبه |
|
1-اقلیم |
296/0 |
5-خاک |
268/0 |
|
1-1-بارش و منابع آبی |
348/0 1 |
1-4- بافت |
090/0 6 |
|
2-1-دمای متوسط |
279/0 2 |
2-4-EC |
173/0 2 |
|
3-1-دمای بیشینه |
209/0 3 |
3-4-pH |
118/0 3 |
|
4-1-دمای کمینه |
164/0 4 |
4-4- نیتروژن |
110/0 4 |
|
2-توپوگرافی |
104/0 |
5-4-فسفر |
098/0 5 |
|
1-2- جهات شیب |
434/0 1 |
6-4-پتاسیم |
079/0 7 |
|
2-2- ارتفاع از سطح دریا |
267/0 3 |
7-4-کلسیم |
044/0 8 |
|
3-3- شیب |
290/0 2 |
8-4-ماده آلی |
216/0 1 |
|
3-عوامل اقتصادی |
173/0 |
9-4- آهن |
037/0 9 |
|
1-3- میزان درآمد |
335/0 1 |
10-4-روی |
034/0 10 |
|
2-3-میزان تولید |
190/0 2 |
5-عوامل اجتماعی |
063/0 |
|
3-3-سطح زیر کشت |
140/0 4 |
1-5-میزان جمعیت |
184/0 4 |
|
4-3- سیاست‌های وزارت |
067/0 6 |
2-5-جمعیت شاغل در کشاورزی |
212/0 2 |
|
5-3- پوشش بیمه‌ای |
182/0 3 |
3-5-سطح سواد |
405/0 1 |
|
5-3- خرید تضمینی |
086/0 5 |
4-5-سن |
199/0 3 |
|
4-عوامل توسعه‌ای |
122/0 |
ضریب ناسازگاری(IR) |
03/0 |
|
1-6-میزان مکانیزاسیون |
226/0 4 |
|
|
|
2-6-صنایع تبدیلی |
239/0 3 |
|
|
|
3-6- صنایع پس از برداشت |
255/0 2 |
|
|
|
4-6-یک‌پارچه سازی اراضی |
280/0 1 |
|
|
نتایج استعداسنجی اراضی کشاورزی جهت کشت سویا
استان گلستان با داشتن 57 هزار هکتار اراضی زیر کشت سویا مقام اول را از نظر سطح در کشور بهخود اختصاص داده است (بی‌نام، 1389). با استعدادسنجی اراضی استان مشخص شد مساحت این اراضی قابل توسعه تا 216 هزار هکتار است (جدول 5). نقشه استعداد سنجی اراضی جهت کشت سویا در شکل 17 نشان داده شده است. این اراضی با توان بسیار مستعد دارای بارش بالای 500 میلی‌متر در سال، شوری بسیار پایین، خاک لومی، زهکشی مناسب، اراضی بدون شیب با ارتفاع زیر 1000 متر از سطح دریا، درصد ماده آلی بالا، 100-80 درصد پتانسیل تولید سویا را دارا هستند. این مناطق تقریباً تمام اراضی شهرستان‌های بندرگز، کردکوی، گرگان و علی آباد کتول را شامل می‌شود که در پهنه اراضی با پتانسیل بسیار مستعد جهت کشت سویا قرار گرفتند.
جدول 5- مساحت پهنه‌های طبقه‌بندی شده جهت کشت سویا
|
رتبه‌بندی پهنه‌ها |
مساحت (هکتار) |
نسبت مساحت پهنه به مساحت کل اراضی کشاورزی (درصد) |
|
مناطق‌بسیار مستعد |
10/216827 |
59/27 |
|
مناطق مستعد |
97/215002 |
35/27 |
|
مناطق نیمه مستعد |
26/217698 |
72/27 |
|
مناطق غیر مستعد |
21/136337 |
34/17 |
|
|
شکل17- استعدادسنجی اراضی استان گلستان جهت کشت سویا
در این مکان‌یابی حدود 27 درصد اراضی استان به پهنه با توان مستعد برای کشت سویا اختصاص داده شد (جدول 5). این پهنه به‌صورت نوار عرضی پیوسته در قسمت‌های میانی استان بین دو پهنه بسیار مستعد و نیمه مستعد قرار گرفته است (شکل 17). این مناطق از نظر وضعیت منابع آبی در شرایطی نسبتاً خوبی قرار گرفته حصول 80 درصد پتانسیل واقعی محصول در این پهنه دور از انتظار نیست. (عماری و قائمیان 1388) گزارش دادند که مناطق پیرانشهر، پسوه و جلدیان برای کشت سویا مناسب (S1) بوده و میزان عملکرد محصول بستگی به میزان محدودیت ناشی از عوامل خاکی و اراضی دارد و برای استفاده بهینه می‌بایست بهره‌برداری از اراضی با توجه به درجات تناسبی که برای هر واحد اراضی بدست آمده است، صورت گیرد و برای اصلاح اثرات منفی خصوصیات محدود کننده خاک نسبت به انجام عملیات اصلاحی بررسی‌های فنی و اقتصادی و اجتماعی صورت گیرد.
در این بررسی مشخص شد عواملی مانند شوری بالا در قسمت‌های شمالی، بارش و پتانسیل آبی پایین در شرق، کمبود عناصر غذایی مانند آهن، روی و فسفر و همچین میزان اندک ماده آلی در شمال شرقی و شرق استان، محدود کننده کشت سویا است. اراضی که دارای این محدودیت‌ها، در پهنه‌های نیمه‌مستعد و غیر مستعد طبقه‌بندی شدند (شکل‌های 18 و 19). این پهنه‌ها مساحتی بالغ بر 45 درصد از زمین‌های زراعی گلستان را شامل می‌شود (جدول 5). در این بررسی همچنین مشخص شد بیشترین میزانEC خاک در مناطق شمالی استان در شهرستان‌های آق‌قلا، گنبد و بندرترکمن مشاهده شد (شکل 13) که باعث نامناسب شدن خاک بخشی از این مناطق برای کشاورزی شده است. گزارش‌ها و بازدیدها از منطقه نشان میدهد که عواملی متعددی در شور شدن خاک این مناطق دخالت داشته است که عبارتند از: رسوب‌گذاری دریای خزر، سیلاب‌های فصلی، شیب کم، بافت سنگین، وزش باد، پساب کارخانه‌ها و فاضلاب شهری، مدیریت نادرست زراعی (زهتابیان و سرابیان،1383). (سرکار[21]2008) خصوصیات اراضی مناسب برای کشت سویا را داشتن خاکی با عمق بالای 70 سانتی‌متر و بدون فرسایش، زهکشی خوب تا متوسط، شیب زیر سه درصد اعلام کرد. این اراضی حدود یک درصد از منطقه مورد مطالعه این محقق یعنی منطقه مدهای پرادش هند را شامل شد. (بویکس و زینک 2008) گزارش دادند که در شرایط کشت آبی 66 درصد اراضی منطقه چوکو[22] در آرژانتین، دارای تناسب متوسط، 20 درصد تناسب ضعیف و بقیه جهت تولید سویا نامناسب است. در شرایط کشت دیم تنها یک درصد اراضی دارای تناسب متوسط، 39 درصد تناسب ضعیف و بقیه نامناسب گزارش شد. این محققین شیب، بارش اندک و شرایط غرقابی را عوامل محدود کننده کشت سویا اعلام کردند. در این مطالعه مشخص شد که اکثر اراضی کشاورزی مورد مطالعه از نظر پستی و بلندی و اقلیمی (دما) شرایط مناسبی برای تولید سویا دارند و محدودیتی از این نظر وجود ندارد. در مطالعه (فرج‌زاده و همکاران 2007) در سبزوار نیز مشخص شده بود که اراضی مسطح و دشت، مساعد برای کشت کلزا می‌باشد.
|
شکل 18-پهنه نیمه مستعد اراضی استان گلستان جهت کشت سویا |
شکل 19-پهنه غیر مستعد اراضی استان گلستان جهت کشت سویا |
انطباق نتایج استعدادسنجی اراضی جهت کشت سویا با اطلاعات اقتصادی، اجتماعی و توسعه‌ای
با مطالعه عوامل اجتماعی در محدوده مورد مطالعه مشخص شد که تراکم نسبی جمعیت، تراکم جمعیت باسواد، تراکم جمعیت نسبی روستاها منطبق با لایه پهنه‌بندی مکانی سویا است، بدین صورت از جنوب به شمال و از غرب به شرق استان از میزان و ارزش این شاخص کاسته شد. نقشه تراکم نسبی جمعیت کل استان گلستان در شکل 20 نشان داده شده است. بیشترین تراکم جمعیتی استان در غرب و جنوب غربی دیده می‌شود. محدوده وسیعی از اراضی دارای جمعیت روستایی با تراکم نسبی 200-50 نفر در کیلومتر مربع می‌باشد. طبقه با تراکم بالای 200 نفر در کیلومتر مربع
به‌صورت پراکنده در بخش‌های کوچکی در جنوب استان مشاهده شد (شکل 21). تعداد افراد باسواد در محدوده جنوبی و میانی استان بالاتر از 50 نفر در کیلومتر مربع است. در اراضی شمالی استان نیز تراکم افراد باسواد به زیر 50 نفر در کیلومتر مربع می‌رسد (نقشه نشان داده نشده است). گزارش مرکز آمار ایران (بی‌نام، a1387) نشان میدهد که از 559912 نفر افراد باسواد در نقاط روستایی گلستان، 228923 در سطح ابتدایی، و154571 نفر سطح راهنمایی و 112584 نفر دارای مدرک متوسطه و تنها 18752 نفر دارای تحصیلات دانشگاهی و عالی می‌باشند. مطالعه مطیعی (لنگرودی و همکاران 1389) در شهرستان آق‌قلا نشان میدهد که 6 متغیر سن بهره‌بردار، سرمایه‌گذاری، میزان مشارکت، اندازه زمین زراعی، دسترسی به نهاده‌ها و ماشین‌آلات دارای اثرات مستقیم و متغیرهای بهره‌برداری از منابع اطلاعاتی کشاورزی و سطح سواد، به‌طور غیرمستقیم بر سطح پایداری نظام‌های بهره‌برداری زراعی تأثیرگذار است. این محققین، برای افزایش میزان تولید و رسیدن به تولید پایدار در این منطقه ارتقاء سطح سواد، دانش فنی و مهارت‌های مدیریت مزرعه کشاورزان را پیشنهاد دادند.
شکل 20- نقشه تراکم نسبی جمعیت کل در محدوده مورد مطالعه شکل 21- نقشه تراکم جمعیت روستایی‌در محدوده مورد مطالعه
در نتایج مکان‌یابی کشت سویا بر حسب نیازهای زراعی بوم‌شناختی این گیاه با شرایط محیطی استان، مشخص شد که اراضی غربی تا شرقی استان دارای پتانسیل بالایی جهت تولید سویا هستند. در ارزیابی عوامل اقتصادی نیز همین نتایج تایید شد. بیشترین سطح زیر کشت سویا در این مناطق مشاهده شد. متوسط عملکرد تولید سویا و نیز بیشترین سودخالص از هر هکتار کشت آبی در شهرستان گرگان مشاهده شد. در کشت دیم نیز بیشترین درآمد از زراعت سویا مربوط به شهرستان کردکوی بود. از 18348 هکتار سطح زیر کشت سویا در شهرستان گرگان حدود 2/4848 هکتار در سال 1384 تحت پوشش بیمه محصولات کشاورزی قرار گرفته است، که در بالاترین سطح قرار داشت. سطح اراضی بیمه شده در سایر شهرستان‌ها به زیر 1000 هکتار می‌رسد.
طرح افزایش تولید دانه‌های روغنی باعث افزایش سطح زیرکشت و تولید سویا در استان گلستان شده است (بی‌نام، 1389). اکثر عملیات کاشت داشت و برداشت سویا در این استان به‌خصوص در شهرستان گرگان مکانیزه صورت می‌گیرد. خرید تضمینی این محصول نیز جزء وظایف شرکت‌های تعاونی روستایی است. وجود سه خشک‌کن دانه‌های روغنی و 9 کارخانه روغن‌کشی و تصفیه روغن، عملیات پس از برداشت سویا و تبدیلی آن را انجام می‌دهند. از 9 کارخانه روغن‌کشی فعلاً 4 کارخانه فعال است. در این استان تنها یک کارخانه تولید کنجاله وجود دارد که در شهرستان گرگان واقع شده است (جدول 6).
نتیجه‌گیری
در این مطالعه با توجه به ارزیابی 19 عامل محیطی و براساس نظرات متخصصین زراعت استان گلستان در قالب پرسشنامههایAHP، مناطق مستعد و غیر مستعد کشت سویا در چهار طبقه شناسایی شدند. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل پرسشنامهها AHP نشان داد که در بین عوامل تأثیرگذار بر انتخاب گیاهان زراعی مختلف در برنامه الگوی کشت، معیار اقلیم گیاهان زراعی دارای بالاترین اهمیت و عوامل اجتماعی به همراه توپوگرافی دارای کمترین اهمیت از نظر کارشناسان خبره زراعت در استان گلستان بودند. معیارهای خاک و اقتصادی در بین انواع معیارها رتبه دوم و سوم را کسب کردند. با شناسایی توانمندی‌های و محدودیت‌های محیطی کشت سویا در استان گلستان
مشخص شد که بیش از 55 درصد اراضی کشاورزی استان دارای توان مناسبی برای تولید سویا می‌باشد که عمدتاً در مناطق جنوبی و میانی استان قرار دارند. در مناطق نیمه مستعد یا غیر مستعد شمال و شمال شرقی استان، با انجام یک‌سری اقدامات مانند افزایش ماده آلی و بهبود حاصل‌خیزی خاک، آب‌شویی اراضی شور و زهکشی آنها، تنظیم تناوب زراعی مناسب، استفاده از ارقام مقاوم به تنش‌های محیطی موجود، افزایش کارایی مصرف آب و استفاده از روش‌های نوین آبیاری می‌توان اراضی این طبقات نامرغوب را از نظر کیفی ارتقا داد. همچنین با توجه به انطباق خوب زراعت سویا در استان گلستان توجه به یک‌پارچه‌سازی و سرمایه‌گذاری در بخش صنایع تبدیلی و پس از برداشت این محصول از جمله احداث کارخانه‌های روغن‌کشی، کارخانه‌های تولید کننده فرآوردهای مختلف سویا مانند پروتئین، شیر سویا، کنجاله سویا می‌تواند نقش زراعت این محصول را در اقتصاد استان افزایش داده و کشت آن را از نظر اقتصادی توجیه پذیر نماید..
سپاسگزاری
ضمن تشکر از معاونت پژوهشی دانشگاه تربیت مدرس جهت حمایت مالی از این طرح، از کارشناسان محترم سازمان جهاد کشاورزی، اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی، سازمان تعاون روستایی، دفتر بیمه بانک کشاورزی و شرکت سهامی آب منطقه‌ای استان گلستان جهت همکاری در این پژوهش قدر‌دانی می‌گردد.
[1]- Agro-climatology
[2] - MicroLEIS
[3]- Sevilla
[4] - Himachal Pradash
[5] - Boix and Zinck
[6]- Chaco
[7]- Tucuman
[8] Morobe
[9] Dehradun
[10] Analysis Hierarchy Process-
[11]Bogra
[12]Henan
[13]Land form
[14]Thematic Map
[15]Simple Limitation Method
[16]Inconsistence Ratio
[17]Raster Calculator
[18]- Digital Elevation Model
[19] Inverse Distance Weighted
[20]Thiessen
[21]-Sarkar
[22]- Choco
[U1]لطفا در مورد تمام منابع اصلاح شود
)