Economic Analysis of the Effects of Climate Change on Available Water Resources and Agricultural Products in the Watersheds of Shahrood

Authors

• A Parhizkari
• A Mahmoodi
• M Shokat Fadaee

Abstract

    In the present study first the behavioral patterns of precipitation climatic variable were investigated during years 1985-2013 in the watersheds of Shahrood. Then, a biophysical- economic modeling system was used to analyse the effects of climate change resulting from reduced rainfall on available water resources, agricultural products and economic indicators of gross profit and water value under different scenarios (mild, medium, and intense climate change). The modeling system includes the products yield function based on rainfall (biophysical part of model) and positive mathematical programming approach (economic part of model) that was solved in consecutive three stages and in the GAMS software. The behavioral pattern of precipitation showed that this climate variable was reduced in the watersheds of Shahrood after year 2006. The results of proposed model also showed that with occurrence the climate change resulting from reduced rainfall the available water resources, total acreage of water crops and farmer's gross profit decrease and economic value of irrigation water increase in watersheds of Shahrood. The highest reduction in available water resources was the amount of 30.03 million cubic meters that was achieved under intense climate change scenario. Finally, utilizing deficit irrigation techniques, determination the rate of water charge to farmers on the basis of equality consideration, providing financing convenience to farmers for farms outfit to new irrigation system and fallow-lands was proposed to contrast with the effects of climate change resulting from reduced rainfall and protection of water resources in the region.

20.1001.1.20086407.1396.9.33.2.7

---

References

- پرهیزکاری، ا. (1392) تعیین ارزش اقتصادی آب آبیاری و پاسخ کشاورزان به سیاست­های قیمتی و غیرقیمتی در استان قزوین. پایان­نامه کارشناسی ارشد اقتصاد کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، 135 ص.

- پرهیزکاری، ا. و صبوحی، م. (1392) شبیه­سازی پاسخ کشاورزان به سیاست کاهش آب آبیاری در دسترس. مجله آب و آبیاری، 3(2): 42-53.  

- پرهیزکاری، ا. و صبوحی، م. (1392) تحلیل اثرات اقتصادی و رفاهی تشکیل بازار آب آبیاری در استان قزوین. نشریه اقتصاد و توسعه کشاورزی، 27(4): 338-350.  

- پرهیزکاری، ا. صبوحی، م. و ضیائی س. 1392. شبیه­سازی بازار آب و تحلیل اثرات سیاست اشتراک‌گذاری آب آبیاری بر الگوی کشت تحت شرایط کم­آبی. نشریه اقتصاد و توسعه کشاورزی، 27(3): 242-252.

- پرهیزکاری، ا. صبوحی، م. احمدپور، م. و بدیع برزین، ح. (1393) شبیه­سازی پاسخ کشاورزان به سیاست­های قیمت­گذاری و سهمیه‌بندی آب آبیاری (مطالعه موردی: شهرستان زابل). مجله اقتصاد کشاورزی و توسعه، 28(2): 176-164.

- پرهیزکاری، ا. مظفری، م.م. پرهیزکاری، ر. و  پرهیزکاری، م. (1393) مدیریت بهره‌برداری و تخصیص بهینه منابع آب جهت تعیین برنامه زراعی- اقتصادی الگوی بهینه کشت در منطقه رودبار الموت. پژوهشنامه کشاورزی و منابع طبیعی، چاپ ششم، زمستان 92.

- پیش بهار، ا. دارپرنیان، س. و قهرمان زاده، م. (1394) بررسی آثار تغییرات اقلیمی بر عملکرد ذرت دانه­ای در ایران: کاربرد روش اقتصادسنجی فضایی با داده­های پانلی. مجله تحقیقات اقتصاد کشاورزی، 7(2): 106-83.

- خالقی، س. بزازان، ف. و مدنی، ش. (1394) اثر تغییر اقلیم بر تولید بخش کشاورزی و بر اقتصاد ایران (رویکرد ماتریس حسابداری اجتماعی). مجله تحقیقات اقتصاد کشاورزی، 7(1): 135-113.

- ذهبیون، ب. گودرزی، م. مساح، ع. (1389) کاربرد مدل SWAT در تخمین رواناب حوضه قره­سو در دوره‌های آتی تحت تأثیر تغییر اقلیم. نشریه پژوهشی اقلیم‌شناسی، 3 و 4(1): 58-44.  

- رضایی زمان، م. مرید، س. و دلاور، م. (1392) ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر متغیرهای هیدروکلیماتولوژی حوضه سیمینه رود. نشریه آب و خاک، 27 (6): 1247-1259.

- رامشت، م.ح. (1375) تحلیلی بر احتمال بارش 300 میلی‌متر در مناطق جغرافیایی ایران. مجله­ دانشکده­ی ادبیات و علوم انسانی دانشگاه اصفهان، 8: 33-49.

- سادات آشفته، پ. و بزرگ­حداد، ا. (1392) ارائه رویکرد احتمالاتی ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب. مجله مهندسی منابع آب، 6: 51-66.

- شکیبا، ع. باهک، ب. و منوریان، ز. (1387) اثرات تغییرات بارندگی بر روی جریانات آب­های سطحی و دائمی استان تهران: مطالعه‌ موردی رودخانه جاجرود. مجله چشم­انداز جغرافیایی، 3(7): 111-134.   

- علیزاده، ا. و کمالی، غ. (1384) اثرات تغییر اقلیم بر افزایش مصرف آب کشاورزی در دشت مشهد. مجله تحقیقات جغرافیایی، 17: 201-189. 

- غیور، ح. و مسعودیان، ا. (1376) اثرات گرمتر­شدن زمین بر چرخه­ی آب در طبیعت. فصلنامه­ تحقیقات جغرافیایی، 46: 53-69.   

- محمدی قلعه­نی، م. ابراهیمی، ک. و عراقی­نژاد، ش. (1391) ارزیابی تأثیر عوامل اقلیمی بر افت منابع آب زیرزمینی (مطالعه موردی: آبخوان دشت ساوه). مجله پژوهش­های حفاظت آب و خاک، 19(4): 189-203.

- نجف­پور، ب. (1385) نقش اقلیم در برنامه­ریزی و مدیریت محیط (با تأکید بر ایران). مجله پیک­ نور، 2: 126- 116.

- Calzadilla, A. Zhu, T. Rehdanz, K. Tol, R.S.J. & Ringler, C. (2013). Economywide impacts of climate change on agriculture in Sub-Saharan Africa. Ecological Economics, 93: 150-165.

- Connor, J. Kirby, M. Schwabe, K. Liukasiewics, A. & Kaczan, D. (2008) Impacts of reduced water availability on lower Murray irrigation, Australia, Socio-Economics and the Environment in Discussion, CSIRO working paper series ISSN: 1834-5638.

- Fowler, H.J. Kilsby, C.G. & Stunell, J. (2007). Modeling the impacts of projected future climate change on water resources in north-west England, Hydrology and Earth System Sciences, 11 (3):1115-1126.

- Gosain, A.K. Rao, S. & Basuray, D. (2006). Climate change impact assessment on hydrology of Indian River basins. Current Sci, 90(3): 346-353.

- Griffin, R.C. (2006). Water Resource Economics: The Analysis of Scarcity Policies and Projects. MIT Press, Cambridge, Mass, 68 Pp.

- Heckelei, T. (2002). Calibration and Estimation of Programming Models for Agricultural Supply Analysis, University of Bonn, No: 159.

- Howitt, R.E. Medellin-Azuara, J. MacEwan, D. & Lund, R. (2012) Calibrating disaggregate economic models of agricultural production and water management. Science of the Environmental Modeling and Software, 38: 244-258.

- Jung, II.W. & Chang, H. (2010). Assessment of future runoff trends under multiple climate change scenarios in the Willamette River Basin, Oregon, USA. Journal of Hydrology, 16: 63-87.

- Kaczan, D. Qureshi, M.E. & Connor, J. (2011). Water Trade and Price Data for the Southern Murray Darling Basin, CSIRO, Adelaide, Canberra, No: 23.

- Medellan-Azuara, J. Harou, J. & Howitt, R. (2011). Predicting farmer responses to water pricing, rationing and subsidies assuming profit maximizing investment in irrigation technology. Science of the agricultural water management, 108: 73–82.

- Qureshi, M.E. Schwabe, K. Connor, J. & Kirby, M. (2010). Environmental water incentive policy and return flows, Water Resources Research, No: 46.

- Qureshi, M.E. Whitten, S. Mainuddin, M. Marvanek, M. & Elmahdi, A. (2013) A biophysical and economic model of agriculture and water in the Murray-Darling Basin, Australia, Environmental Modelling and Software, 41: 98-106.

- Rohm, O. & Dabbert, S. (2003). Integrating agricultural environmental programs into regional production models: an extension of positive mathematical programming, American Journal of Agricultural Economics, 85(1): 254-265.

- Schwabe, K.A. Kan, I. & Knapp, K.C. (2006). Drainwater management for salinity mitigation in irrigated agriculture. American Journal of Agriculture Economics, 88: 135-149.

- Travis, J. ybbert, L. & Daniel, A. (2012). Sumner, Agricultural technologies for climate change in developing countries: Policy options for innovation and technology diffusion, Food Policy, 37:114-123.

- Traynham, L. Palmer, R. & Polebitski, A. (2011). Impacts of future climate conditions and forecasted population growth on water supply systems in the Puget Sound region, Water Resours, 137(2): 318-326.

- Yu, P. Yang, T.C. & Wu, C.K. (2002(. Impact of climate change on water resources in southern Taiwan, Journal of Hydrologi, 260 (2): 161-175.

- Zmudzka, E. (2004). The climatic background of agricultural production in Poland in years 1951-2000, Miscellanea Geographic, 11(2): 127-137.