امروزه امنیت غذایی به یکی از چالش های اصلی در جهان و ایران تبدیل شده است و نیاز به افزایش تولیدات کشاورزی است. اما تولیدات کشاورزی باید با حفظ پایداری منابع طبیعی مورد استفاده در تولید چون آب و خاک صورت گیرد. نیاز به تولید بالاتر و امنیت غذایی پایدار موجب ایجاد تنش در منابع آب خواهد شد و این تنش و کمبود منابع آب ممکن است منجر به تنش های مختلف زیست محیطی، اجتماعی و اقتصادی شود . در کشور ایران نیز آب یکی از منابع طبیعی است که با بحران های جدی مواجه شده است و مطالعات زیادی حاکی از ناپایداری منابع آب در ایران است و برای جلوگیری از ادامه روند فعلی ناپایداری، نیاز به اجرا و تدوین واکنشها و سیاست های گوناگون به ویژه در بخش کشاورزی چون کم آبیاری، استفاده از سیستم های نوین آبیاری، کشت محصولات مقاوم به تنش های محیطی و از همه مهم تر ساماندهی الگوی کشت برای کاهش مصرف آب میباشد. اما در عین حال نیاز است تا این واکنشها ها با استفاده از شاخص های آبی مناسب بررسی و اجرا گردند تا علاوه بر محاسبه میزان آب مصرفی، ارزیابی پایداری اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی را نیز انجام داده و اثرات اجرای سیاست های مختلف روی مصرف آب را نشان دهد و به مدیریت بهتر و دقیق تر مصرف آب و ایجاد این سازگاری در بخش های مختلف کشاورزی و حتی صنعت و خانگی کمک نماید. در تحقیق پیش رو بهینه سازی الگوی کشت محصولات زراعی با استفاده از شاخص ردپای آب صورت گرفته است. رویکرد نوین در این پژوهش استفاده از شاخص ردپای آب همراه با مزایای گوناگون این شاخص در بهینه سازی الگوی کشت در کنار استفاده از الگوریتم فراابتکاری ژنتیک NSGA-II برای بهینه سازی چند هدفه است. این مطالعه در سطح ملی با در نظرگیری اطلاعات تولید و سطح کشت، اطلاعات گیاهی و آبی و اطلاعات اقتصادی 469 شهرستان و برای 18 محصول زراعی در دو کشت فاریاب و دیم صورت گرفته است و یک رویکرد همه جانبه در بهینه سازی الگوی کشت برای همکاری تمامی مناطق کشور و نه رویکردهای منطقهای، در ارضای اهداف و نیاز های مد نظر به کار گرفته شده است. بدین منظور مدل شبیه سازی- بهینه سازی توسعه یافته با اهداف بهینه سازی چون کاهش ردپای آب آبی، خاکستری و سفید کل در کشور و افزایش ردپای آب سبز کل در کنار هدف افزایش سود خالص اقتصادی به همراه قیود امنیت غذایی، سطح کشت و منابع آب مصرفی برای شرایط فعلی و بهینه در سطح کشور با استفاده از نرم افزار MATLAB اجرا شد و نتایج حاصل از بهینه سازی الگوی کشت با وضعیت فعلی مقایسه گردید. نتایج حاصل نه تنها توانایی مدل در استفاده از منطق مناسب برای انتخاب سطح کشت هر محصول در هر شهرستان را نشان داد، بلکه بیانگر عملکرد مطلوب مدل شبیه سازی- بهینه سازی الگوی کشت در کاهش میزان ردپای آب و افزایش سود اقتصادی بود. مقایسه مقادیر میزان پایداری ردپای آب در استان های کشور با استفاده از شاخص کمبود آب آبی BWS نشان از این دارد که کاهش 72/4 و 24/4 میلیارد مترمکعبی آب آبی و سفید در سطح کشور موجب افزایش پایداری در بسیاری از استان های کشور و گاها رسیدن بسیاری از استان ها از حالت ناپایدار به حالت پایدار بوده است. اما نتیجه نهایی حاصل از این پژوهش نشان میدهد که بهینه سازی الگوی کشت علی رغم عملکرد مناسب در ایجاد پایداری در مناطق مختلف کشور، نمیتواند به تنهایی راهکار اصلی باشد و در عین حال کاهش مصرف آب در کشور و افزایش سود اقتصادی با حفظ سطح امنیت غذایی و سطح کشت مناسب امکان پذیر نیست و عدم ارضای هم زمان همه این اهداف و قیود در مدل مورد استفاده، نشان از نیاز به درنظرگیری سناریوهای مختلف در کشور برای افزایش واردات و ایجاد شبکه تجارت آب مجازی بهینه از سویی و اجرای سیاست های گوناگون کاهش ردپای آب واحد تولید به ویژه از طریق بنچ مارکینگ ردپای آب از سوی دیگر دارد.
