بررسی تاثیر مصرف نهاده‌‌ها بر تخلیه منابع زمین و پتانسیل آسیب آلاینده‌‌های زیست محیطی در شرایط اقلیمی گرگان و زاهدان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه تولید و ژنتیک گیاهی،دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل

2 استادیار، گروه تولید و ژنتیک گیاهی،دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل

3 دانشیار، گروه فضای سبز، دانشکده جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، دانشگاه سیستان و بلوچستان

4 استاد، گروه تولید و ژنتیک گیاهی،دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل

چکیده

امروزه به دنبال توسعه کشاورزی، نگرانی‌‌هایی در مورد پیامدهای نامطلوب زیست‌‌محیطی مانند آلودگی آب، خاک، هوا، کاهش حاصلخیزی، فرسایش خاک و تخلیه منابع بر پایه استفاده از نهاده‌‌های غیرقابل تجدید بوجود آمده است که نیازمند چاره اندیشی در این باره است. این پژوهش به منظور بررسی تاثیر مصرف نهاده‌‌ها بر تخلیه منابع زمین و پتانسیل آسیب آلاینده‌‌های زیست محیطی، طی سال زراعی 99-1398 در دو شهرستان گرگان و زاهدان انجام شد. در این پژوهش مصرف سوخت گازوئیل، آب، کود ورمی‌‌کمپوست، مصرف نانو کلات کود نیتروژن، نانو کلات کود فسفر و نانو کلات کود پتاسیم، و مصرف کامل کود شیمیایی (از منبع اوره، سوپر فسفات تریپل و سولفات پتاسیم) به عنوان نهاده‌‌های ورودی مستعد آسیب به محیط زیست در نظر گرفته شدند. به طور کلی به ازای تولید یک تن علوفه خرفه، شهرستان گرگان به دلیل مصرف کمتر نهاده‌‌ها در تمامی بخش‌‌های اثر بارهای محیطی کمتری نسبت به شهرستان زاهدان ایجاد می‌‌کند. بر اساس نتایج شاخص نهایی می‌‌توان نتیجه گرفت که از بین گروه‌‌های تأثیر، گروه تأثیر گرمایش جهانی با مقدار 819/5 کیلوگرم معادل با کیلوگرم CO2 در شهرستان زاهدان و مقدار 814/5 کیلوگرم معادل با کیلوگرم CO2 در شهرستان گرگان در تولید یک تن علوفه خرفه نسبت به سایر اثرات دارای پتانسیل آسیب زیست محیطی بیشتری می‌‌باشد، پس از آن نیز تخلیه منابع فسیلی به میزان 489/4 مگاژول بر کیلوگرم (کیلوگرم معادل نفت خام) در هر دو شهرستان زاهدان و گرگان دارای پتانسیل آسیب زیست محیطی است. بر اساس نتایج ارزیابی شاخص زیست‌‌محیطی (Eco-X) و شاخص تخلیة منابع (RDI) به ازای تولید یک تن علوفه خرفه، شهرستان زاهدان شاخص زیست‌‌محیطی (819/5 = Eco-X) بالاتری را نسبت به شهرستان گرگان (814/5 = Eco-X) نشان داد و فشارهای محیطی بیشتری ایجاد کرد. اما شاخص تخلیة منابع (RDI) با توجه به در نظر گرفتن بازه زمانی هدف 100 ساله به معنای مدت زمانی که پیش‌‌بینی می‌‌شود منبع مورد نظر در دسترس باشد، برای شهرستان زاهدان به میزان (677/7 = RDI) و برای شهرستان گرگان به میزان (945/5 = RDI) محاسبه گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of input consumption on land depletion and the potential for damage to environmental pollutants in the climatic conditions of Gorgan and Zahedan

نویسندگان [English]

  • Mohsen Noori 1
  • Salim Farzaneh 2
  • Alireza Shahriari 3
  • Seyed Raouf Seyed Sharifi 4
1 PhD Student, Department of Agronomy and Plant Breeding, University of Mohaghegh Ardabili, Iran
2 Assistant Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, University of Mohaghegh Ardabili, Iran
3 Assocaite lanscape Design Engineering Department, University of Sistan and Baluchestan, Iran
4 Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, University of Mohaghegh Ardabili, Iran
چکیده [English]

Nowadays, following the development of agriculture, there are concerns about adverse environmental consequences such as water, soil, air pollution, reduced fertility, soil erosion, and depletion of resources based on the use of non-renewable inputs that need to be addressed. It's about. This study was conducted to investigate the effect of input consumption on land depletion and the potential for damage to environmental pollutants in the climatic conditions of Gorgan and Zahedan during the 2019-2020 crop year. In this study, the fuel consumption of diesel, water, vermicompost fertilizer, use of nitrogen fertilizer nano-chelate, phosphorus nano-chelate and potassium nano-chelate, and complete use of chemical fertilizer (from urea, triple superphosphate, and potassium sulfate) as inputs were considered prone to environmental damage. In general, for the production of one ton of portulaca oleracea, Gorgan city creates less environmental burdens than Zahedan city due to less consumption of inputs in all sectors. Based on the results of the final index, it can be concluded that among the impact groups, the impact group of global warming with a value of 5.819 kg (kg CO2 eq.) in Zahedan city and 5.814 kg (kg CO2 eq.) in Gorgan city in the production of one ton of portulaca oleracea has more potential for environmental damage than other impacts, then the impact group of fossil resources depletion at the rate of 4.489 MJ / kg (kg equivalent to crude oil) in both Zahedan and Gorgan has the potential Environmental damage. Based on the evaluation results of the environmental index (Eco-X) and resource depletion index (RDI) for the production of one ton of portulaca oleracea, Zahedan city has a higher environmental index (Eco-X = 5.819) than Gorgan city (Eco-X = 814.5) showed and created more environmental burdens. However, the resource depletion index (RDI), considering the 100-year target time interval, which means the time when the resource is expected to be available, is for Zahedan city (RDI = 7.677) and Gorgan city was calculated at the rate of (RDI = 5.945).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fossil resource depletion
  • Climate change
  • Eco-X index
  • Global warming
  • One ton of forage
اسدی، حسین علی.، حسندخت، محمدرضا.، دشتی، فرشاد. (1385). مقایسه ترکیب اسیدهای چرب، اگزالیک اسید و عناصر معدنی بذر و برگ ارقام خرفه ایرانی (Portulaca oleracea L.) با نمونه خارجی. علوم و صنایع غذایی ایران، ۳(۱۰)، ۵۵-49. https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=71166
ببران، صدیقه.، هنربخش، نازلی. (1386). تغییر اقلیم، گرمایش زمین، بزرگترین چالش زیست محیطی قرن بیست و یکم. پژوهشکده تحقیقات استراتژیک، گروه پژوهشی مطالعات بین­الملل، صفحه 19. https://www.gisoom.com/book/1445290 /
جوادی، حامد.، رضوانی مقدم، پرویز.، ثقه­الاسلامی، محمد جواد.، موسوی، غلامرضا. (۱۳۹۶). بررسی اثر تراکم و تاریخ کاشت بر عملکرد و اجزای عملکرد خرفه (Portulaca oleracea L.). نشریه پژوهش­های زراعی ایران، ۱۵(۱)، 123-113. https://dx.doi.org/10.22067/gsc.v15i1.44444
دهقانی، محمد هادی. (1387). راهنمای کیفیت هوا: مبانی هواشناسی و آلودگی هوا (جلد 1). انتشارات غاشیه، تهران، ایران، 390 صفحه. https://www.gisoom.com/book/1587423/
رحیمی، زینب.، کافی، محمد.، نظامی، احمد.، خزاعی، حمیدرضا. (1390). تأثیر سطوح شوری و سیلیسیم بر برخی ویژگی‌های مورفوفیزیولوژیک گیاه دارویی خرفه (Portulaca oleracea L.). تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 27(3)، 374-359. https://dx.doi.org/10.22092/ijmapr.2011.6369
کافی، محمد.، رحیمی، رحیم. (1389). بررسی تأثیر سطوح مختلف شوری بر خصوصیات جوانه­زنی گیاه خرفه (Portulaca oleracea L.). پژوهش­های زراعی ایران، 8(4)، 621-615. https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=146652
کوچکی، علیرضا. (1373). کشاورزی و انرژی (نگرشی اکولوژیک). انتشارات دانشگاه فردوسی، چاپ اول، 240 صفحه. https://www.gisoom.com/book/1100239/
کوچکی، علیرضا. و نصیری محلاتی، مهدی. (1387). تاثیر تغییر اقلیم همراه با افزایش غلظتCO2  بر عملکرد گندم در ایران و ارزیابی راهکارهای سازگاری. مجله پژوهش های زراعی ایران، 6، 153-139. https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=92421
کوچکی، علیرضا.، کمالی، غلامعلی. (1389). تغییر اقلیم و تولید گندم دیم در ایران. مجله پژوهش­های زراعی ایران، 8، 520-508. https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=146224
میرحاجی، حمزه.، خجسته­پور، مهدی.، عباس­پور فرد، محمدحسین. (1392). بررسی تأثیرات زیست‌محیطی تولید گندم منطقۀ مرودشت در ایران. نشریه محیط زیست طبیعی، 66(2)، 232-223. https://dx.doi.org/10.22059/jne.2013.35859
یوسفیان قهفرخی، حبیب الله.، ابدالی مشهدی، علیرضا.، بخشنده، عبدالمهدی.، لطفی جلال آبادی، امین. (۱۳۹۶). بررسی اثر مواد جاذب الرطوبه، کودهای آلی و شیمیایی بر عملکرد کمی و کیفی گیاه دارویی خرفه (Portulaca oleracea L.) در منطقه اهواز. مجله فرآیند و کار کرد گیاهی، 4(۱۳)، 96-87. https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=299891
Amiri, Z., Asgharipour, M.R., Campbell, D.E., Armin, M. (2019). A sustainability analysis of two rapeseed farming ecosystems in Khorramabad, Iran, based on emergy and economic analyses. Journal of Cleaner Production, 226, pp 1051-1066. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.04.091
Amiri, Z., Asgharipour, M.R., Campbell, D.E., Armin, M. (2020). Extended exergy analysis (EAA) of two canola farming systems in Khorramabad, Iran. Agricultural Systems, http://doi.org/10.1016/j.agsy.2020.102789
Auer, J., Bey, N., Schäfer, J.M. (2017). Combined life cycle assessment and life cycle costing in the Eco-CareMatrix: A case study on the performance of a modernized manufacturing system for glass containers. Journal of Cleaner Production, 141, pp 99-109. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.08.096
Bakhtiari, A.A., Hematian, A., Sharifi, A. (2015). Energy analyses and greenhouse gas emissions assessment for saffron production cycle. Environmental Science and Pollution Research, 22(20), pp 16184-16201. https://doi.org/10.1007/s11356-015-4843-6
Biswas, W.K., Barton, L., Carter, D. (2008). Global warming potential of Wheat  production in Western Australia: a life cycle assessment. Water and Environment Journal, 22, pp 206-216. http://dx.doi.org/10.1111/j.1747-6593.2008.00127.x
Brentrup, F., Kusters, J., Kuhlmann, H., Lammel, J. (2004). Environmental impact assessment of agriculture production systems using the life cycle assessment methodology. I. Theoretical concept of a LCA method tailored crop production. European of Agronomy Journal, 20, pp 247-264. https://doi.org/10.1016/S1161-0301(03)00024-8
Kropp, I., Nejadhashemi, A.P., Deb, K., Abouali, M., Roy, P.C., Adhikari, U., Hoogenboom, G. (2019). A multi-objective approach to water and nutrient efficiency for sustainable agricultural intensification. Agricultural Systems, 173, pp 289-302. https://doi.org/10.1016/j.agsy.2019.03.014
Damm, A., Greuell, W., Landgren, O., Prettenthaler, F. (2017). Impacts of +2 °C global warming on winter tourism demand in Europe. Climate Services, 7, pp 31-46. https://doi.org/10.1016/j.cliser.2016.07.003
Esmaeilzadeh, S., Asgharipour, M.R., Khoshnevisan, B. (2020). Water footprint and life cycle assessment of edible onion production-A case study in Iran. Scientia Horticulturae, 261, pp 108925. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2019.108925
IPCC. (2013). Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G-K. Plattner, M. Tingor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (Eds).]. Cambridge University Press Cambridge. United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pp. http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/
IPCC. (2014). Climate change 2014 synthesis report summary chapter for policymakers. Ipcc 31. https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/AR5_SYR_FINAL_SPM.pdf
Jafari, M., Asgharipour, M.R., Ramroudi, M., Galavi, M., Hadarbadi, G. (2018). Sustainability assessment of date and pistachio agricultural systems using energy, emergy and economic approaches. Journal of cleaner production, 193, pp 642-651. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.05.089
Kylili, A., Christoforou, E., Fokaides, P.A. (2016). Environmental evaluation of biomass pelleting using life cycle assessment. Biomass Bioenergy, 84, pp 107-117. http://dx.doi.org/10.1016/j.biombioe.2015.11.018
MacWilliam, S., Wismer, M., Kulshreshtha, S. (2014). Life cycle and economic assessment of Western Canadian pulse systems: the inclusion of pulses in crop rotations. Agricultural Systems, 123, pp 43-53. https://doi.org/10.1016/j.agsy.2013.08.009
Manfredi, M., Vignali, G. (2014). Life cycle assessment of a packaged tomato puree: A comparison of environmental impacts produced by different life cycle phases. Journal of Cleaner Production, 73, pp 275-284. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2013.10.010
Mardani Najafabadi, M.M., Ziaee, S., Nikouei, A., Borazjani, M.A. (2019). Mathematical programming model (MMP) for optimization of regional cropping patterns decisions: A case study. Agricultural Systems, 173, pp 218-232. https://doi.org/10.1016/j.agsy.2019.02.006
Moudrý Jr, J., Jelínková, Z., Plch, R., Moudrý, J., Konvalina, P., Hyšpler, R. (2013). The emissions of greenhouse gases produced during growing and processing of wheat products in the Czech Republic. Journal of Food Agriculture and Environment, 11(1), pp 1133-1136. https://www.researchgate.net/publication/281545238_The_emissions_of_greenhouse_gases_produced_during_growing_and_processing_of_wheat_products_in_the_Czech_Republic
Nabavi-Pelesaraei, A., Rafiee, S., Mohtasebi, S.S., Hosseinzadeh-Bandbafha, H., Chau K.W. (2018). Integration of artificial intelligence methods and life cycle assessment to predict energy output and environmental impacts of paddy production. Science of the Total Environment, 631-632, pp 1279-1294. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.03.088
Nemecek, T., Dubois, D., Huguenin-Elie, O., Gaillard, G. (2011). Life cycle assessment of Swiss farming systems: I. Integrated and organic farming. Agricultural Systems, 104(3), pp 217-232. https://doi.org/10.1016/j.agsy.2010.10.002
Nikkhah, A., Taheri-Rad, A.R., Khojastehpour, M., Emadi, B., Khorramdel, S. (2015). Environmental impacts of peanut production system using life cycle assessment methodology. Cleaner Production, 92, pp 84-90. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.12.048
Oliviera, J.V., Cohen, J.C.P., Pimente, M., Touringo, H.L.Z., Lobo, A., Sodre, G., Abdala, A. (2020). Urban climate and environmental perception about climate change in Belém, Pará, Brazil. Urban Climate, 31, pp 100579. https://doi.org/10.1016/j.uclim.2019.100579  
Prechsl, U.E., Wittwer, R., Van der Heijden, M.G., Lüscher, G., Jeanneret, P., Nemecek, T. (2017). Assessing the environmental impacts of cropping systems and cover crops: Life cycle assessment of FAST, a long-term arable farming field experiment. Agricultural Systems, 157, pp 39-50. https://doi.org/10.1016/j.agsy.2017.06.011
Rafiee, S., Khoshnevisan, B., Mohammadi, I., Aghbashlo, M., Mousazadeh, H., Clark, S. (2016). Sustainability evaluation of pasteurized milk production with a Life Cycle Assessment approach: An Iranian case study. Science of the Total Environment, 562, pp 614-627. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.04.070
Sahle, A., Potting, J. (2013). Environmental life cycle assessment of Ethiopian rose cultivation. Science of the Total Environment, 443, pp 163-172. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2012.10.048
Tzilivakis, J., Warner, D.J., May, M., Lewis, K.A., Jaggard, K. (2005). An assessment of the energy inputs and greenhouse gas emissions in sugar beet (Beta vulgaris) production in the UK. Agricultural Systems, 85(2), pp 101-119. https://doi.org/10.1016/j.agsy.2004.07.015
Valiante, D., Sirtori, I., Cossa, S., Corengia, L., Pedretti, M., Cavallaro, L., Boccardelli, A. (2019). Environmental impact of strawberry production in Italy and Switzerland with different cultivation practices. Science of the Total Environment, 664, pp 249-261. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.02.046
Yue, D., Pandya, S., You, F. (2016). Integrating hybrid life cycle assessment with multi-objective optimization: a modeling framework, Environmental Science & Technology, 50, pp 1501-1509. https://doi.org/10.1021/acs.est.5b04279.
  • تاریخ دریافت: 17 تیر 1400
  • تاریخ بازنگری: 27 دی 1400
  • تاریخ پذیرش: 17 بهمن 1400
  • تاریخ اولین انتشار: 17 بهمن 1400
  • تاریخ انتشار: 01 خرداد 1401