منطقه خراسان رضوی، با اتکا به سفره‌های آبی زیرزمینی که منبع اصلی تأمین آب شرب و کشاورزی هستند، در معرض خطرات جدی افت سطح آب قرار دارد. در گذشته، مدل‌سازی این افت‌ها اغلب بر پایه داده‌های محدود و نرخ‌های برداشت تاریخی استوار بود که دقت کافی برای مدیریت بحران را نداشت؛ اما امروز، ورود الگوریتم‌های یادگیری عمیق این امکان را فراهم می‌آورد که با تلفیق داده‌های ماهواره‌ای، سنسورهای زمینی، الگوهای بارش فصلی و مصرف آب در بخش‌های مختلف، مدل‌های پیش‌بینی افت سفره‌ها با دقتی بی‌سابقه ایجاد شوند. این امر نه تنها به کشاورزان کمک می‌کند تا الگوی کشت خود را بهینه‌سازی کنند، بلکه به متولیان منابع آب اجازه می‌دهد تا تخصیص منابع را بر اساس نیاز واقعی و پیش‌بینی دقیق آینده تنظیم کنند.

هوش مصنوعی دیگر تنها یک ابزار فناورانه نیست

گرچه در خراسان رضوی که فشار سازگاری با اقلیم خشک را به‌ طور مستقیم حس می‌کنند، این فناوری می‌تواند رابطه تازه‌ای میان دانش و مسئولیت اجتماعی بیافریند؛ اما پرسش اصلی آن است که چگونه باید این توان را در خدمت حفظ منابع طبیعی قرار داد و از الگوریتم‌ها برای بازسازی درک انسانی از زمین استفاده کرد؟

یک پژوهشگر حوزه محیط‌زیست، هوش مصنوعی را برای غلبه بر چالش‌های محیط‌زیستی چندلایه موجود در شهرهای مختلف خراسان رضوی ضروری دانست و گفت: هوش مصنوعی نه یک ابزار صرف، بلکه زیرساخت اصلی برای تحقق این چشم‌انداز در مواجهه با معضلاتی چون بحران آب، فرسایش خاک، مدیریت پسماند و آلودگی‌های گسترده شهری و صنعتی استان است.

هادی ناصری، در گفت و گو با ایسنا افزود: چالش‌های محیط‌زیستی خراسان رضوی، به ویژه در دشت‌های خشک مرکزی و شرقی استان، از پیچیدگی بالایی برخوردار است و نیازمند مدل‌سازی‌های پیش‌بینانه فراتر از روش‌های آماری سنتی است.

در روزهایی که بحران‌های زیست‌محیطی به موضوعی پرچالش برای خراسان رضوی بدل شده، نگاه کارشناسان به فناوری‌های نوین بیش از گذشته جلب شده است. کمبود منابع آب، افزایش آلودگی هوا، فرسایش خاک و فشار بر اکوسیستم‌های طبیعی سبب شده تا راهکارهای سنتی دیگر پاسخگوی نیازهای فعلی نباشند. در چنین شرایطی، هوش مصنوعی به عنوان ابزاری تحول‌آفرین در مدیریت و پیش‌بینی تغییرات محیط‌زیستی مطرح شده است، ابزاری که می‌تواند با تحلیل دقیق داده‌های کلان، راهی برای تصمیم‌گیری علمی و سریع فراهم کند.

این پژوهشگر حوزه محیط‌زیست، بر اهمیت استفاده بومی و هدفمند از این فناوری در خراسان رضوی تأکید کرد و آن را نقطه آغاز عصر جدید حفاظت از طبیعت دانست.

ناصری گفت: هوش مصنوعی دیگر تنها یک ابزار فناورانه نیست، بلکه به مثابه تقویت ‌کننده شناخت انسان عمل می‌کند. بسیاری از بحران‌های زیست‌محیطی از پیچیدگی داده‌ها ناشی می‌شوند؛ داده‌هایی که انسان قادر نیست به سرعت آن‌ها را تحلیل کند اما سامانه‌های مجهز به هوش مصنوعی می‌توانند صدها متغیر را از میزان بارندگی و تبخیر گرفته تا تغییرات سطح آب‌های زیرزمینی و الگوهای مصرف انرژی هم‌زمان بررسی کنند.

 وی افزود: در مناطقی همچون مشهد، گناباد، بجستان، نیشابور، کاشمر که با کاهش منابع آبی و افت سفره‌های زیرزمینی روبه‌رو هستند، هوش مصنوعی قادر است بر اساس مدل‌های یادگیری شبکه‌ای، پیش‌بینی کند چه مقدار برداشت آب در هرماه مجاز و بی‌خطر است تا از فرونشست زمین جلوگیری شود.

این پژوهشگر حوزه محیط‌زیست، تأکید کرد: کاربرد هوش مصنوعی به حوزه آب محدود نمی‌شود. این فناوری می‌تواند انقلاب بزرگی در شیوه نظارت بر جنگل‌ها و مناطق حفاظت ‌شده به وجود آورد.

وی اظهار کرد: در مناطق طبیعی گسترده، شمار نیروهای محیط‌بانی محدود است و با استفاده از سیستم‌های مجهز به بینایی ماشین می‌توان گونه‌های جانوری را از طریق تصاویر دوربین‌ها یا پهپادها شناسایی، تحرک آن‌ها را پایش کرد و حتی رفتارهای غیرعادی مانند شکار غیرقانونی را تشخیص داد.

این پژوهشگر حوزه محیط‌زیست، افزود: همچنین هوش مصنوعی قادر است تغییرات پوشش گیاهی یا نشانه‌های اولیه آتش‌سوزی را نیز به‌ صورت خودکار شناسایی کرده و هشدار دهد تا قبل از گسترش بحران اقدام لازم انجام شود. این روش سبب می‌شود داده‌های دقیق درباره ترکیب زیستی مناطق ثبت شود و در تصمیمات حفاظتی بعدی مورد استفاده قرار گیرد.

مدیریت سنتی منابع آب خراسان رضوی شکست خورده است

بسیاری از شهرهای استان خراسان رضوی، در یک نقطه عطف بحرانی در مدیریت منابع آب خود قرار دارد. سال‌ها برداشت بیش از حد از سفره‌های زیرزمینی که ستون فقرات تأمین آب شرب و کشاورزی منطقه بوده، منجر به افت شدید سطح آب و تهدید پایداری اکوسیستم شده است.

بحران آب در خراسان رضوی صرفاً یک مسئله‌ی اقلیمی نیست؛ بلکه نتیجه‌ عدم تطابق بین نرخ برداشت و نرخ تغذیه مجدد سفره‌ها، همراه با ناکارآمدی سیستم‌های مدیریتی سنتی است. روش‌های قدیمی مبتنی بر نمونه‌برداری‌های متناوب و محاسبات ساده‌ی ترازنامه آبی، توانایی پاسخگویی به پیچیدگی‌های دینامیکی سفره‌های عمیق را ندارند. در این شرایط، ورود فناوری‌های نوین، به ویژه هوش مصنوعی و روش‌های سنجش از دور، نه یک مزیت رقابتی، بلکه یک ضرورت استراتژیک محسوب می‌شود.

سید نوید نبوی یک پژوهشگر و کارشناس ارشد سازه‌های آبی گفت: حوضه آبریز خراسان رضوی، به دلیل قرارگیری در کمربند خشک و نیمه‌خشک جهانی، همواره با پدیده‌های اقلیمی نامتعادل و فشار جمعیتی بالا مواجه بوده است.

وی خاطرنشان کرد: بحران آب در تمامی شهرهای خراسان رضوی، یک معضل چند وجهی است که ریشه در ترکیبی از عوامل طبیعی، مدیریتی و اجتماعی دارد.

 درک عمق این بحران مستلزم پذیرش این حقیقت است که منابع آب زیرزمینی که ستون فقرات تأمین آب منطقه را تشکیل می‌دهند، به دلیل برداشت‌های بی‌رویه در دهه‌های گذشته دچار افت شدید تراز شده‌اند. این افت نه تنها امنیت آبی حال حاضر را تهدید می‌کند، بلکه پایداری بلندمدت زیست‌بوم و اقتصاد محلی را نیز به چالش می‌کشد.

این پژوهشگر و کارشناس ارشد سازه‌های آبی گفت: در دهه‌های گذشته، مدیریت منابع آب عمدتاً بر مبنای تخصیص‌های سنتی و مجوزهای حفر چاه صورت گرفت. این رویکرد، بدون توجه کافی به تعادل بخشی سفره‌ها، منجر به نرخ تخلیه سالانه شدیدی شد.

وی اظهار کرد: در دهه‌ ۸۰، در مرحله‌ای قرار داشتیم که تصمیم‌گیری‌ها بیشتر جنبه مهندسی سنتی داشتند و کمتر با تحلیل‌های سیستمی کلان همراه بودند. مدل‌سازی‌های ما اغلب بر اساس داده‌های کم و با فواصل زمانی طولانی انجام می‌شد؛ این امر باعث شد که پدیده‌های غیرخطی مانند فرونشست زمین ناشی از افت آب زیرزمینی، به عنوان یک ریسک پنهان باقی بماند.

نبوی تصریح کرد: مدل‌های پیش‌بینی سنتی، مانند مدل‌های جعبه سیاه ساده، قادر به درک تعاملات پیچیده بین تغییرات اقلیمی (افزایش دما و کاهش بارش) و رفتار هیدرولیکی سفره‌ها نبودند.

وی ادامه داد: پتانسیل هوش مصنوعی در پایش سفره‌های آب زیرزمینی خراسان رضوی، به ویژه در ارتباط با سازه‌های آبی و پایداری زیرساخت‌ها، نیازمند نگاهی عمیق‌تر است.

این پژوهشگر و کارشناس ارشد سازه‌های آبی، گفت: بزرگ‌ترین ضعف در مدیریت منابع آبی سنتی منطقه، عدم قطعیت در تخمین میزان واقعی ذخایر و نرخ برداشت بوده است. در این شرایط، هوش مصنوعی می‌تواند با پردازش حجم عظیمی از داده‌های فضایی و زمینی، دقت مدل‌سازی افت سفره‌ها را به سطح بی‌سابقه‌ای برساند.

وی افزود: کاربرد الگوریتم‌های پیشرفته، به جای اتکا صرف بر شاخص‌های سنتی (مانند داده‌های سطح آب ایستگاه‌های پیزومتری که پراکندگی مکانی محدودی دارند)، امکان کالیبراسیون دقیق‌تر را فراهم می‌کند.

نبوی بیان کرد: ورود این فناوری‌ها می‌تواند الگوی مدیریت را از رویکرد صرفاً واکنشی (واکنش به بحران کمبود) به رویکردی پیش‌بینانه و مبتنی بر داده‌های علمی تغییر دهد. این رویکرد پیش‌بینانه، با ادغام داده‌های لحظه‌ای و مدل‌های پیچیده، امکان پیش‌بینی اثرات بلندمدت تصمیمات فعلی بر ذخایر استراتژیک آب زیرزمینی را فراهم می‌آورد و اساس پایداری منابع حیاتی این منطقه را تقویت می‌کند.

بحران آب خراسان رضوی نیازمند راهکارهای نو است، نه افزایش سدسازی و انتقال آب از استان‌های دیگر. اگر داده‌های سنسورهای زمین و مزارع به طور منظم جمع‌آوری شود، الگوریتم‌های هوشمند قادر خواهند بود الگوی مطلوب آبیاری قطره‌ای را تنظیم کنند به نحوی که گیاه دقیقاً مقدار مورد نیازش را دریافت کند و هیچ میزانی از آب هدر نرود.

این پژوهشگر و کارشناس ارشد سازه‌های آبی، خاطرنشان کرد: این نوع سیستم‌های هوشمند در کشورهای پیشرو موجب کاهش چشمگیر مصرف آب کشاورزی شده‌اند و در صورت اجرا در ایران، می‌توانند تحولی بنیادین ایجاد کنند.

رفع چالش‌های بخش کشاورزی با بهره‌گیری از فناوری‌های نوین

کشاورزی به عنوان یکی از ارکان اصلی اقتصادی در تمامی شهرهای خراسان رضوی، با چالش‌های فراوانی مواجه است. به همین دلیل، بهره‌گیری از فناوری‌های نوین، به ویژه هوش مصنوعی، می‌تواند نقش مهمی در افزایش بهره‌وری و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی ایفا کند.

احمدرضا محمودی، معاون جهاد کشاورزی شهرستان کاشمر، در گفت و گو با ایسنا گفت: یکی از اصلی‌ترین مزایای هوش مصنوعی، توانایی بهینه‌سازی فرآیندهای کشاورزی است. با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی، کشاورزان می‌توانند پیش‌بینی‌های دقیقی درباره زمان مناسب کاشت، برداشت و نیازهای آبی و غذایی محصولات خود داشته باشند.

محمودی با تأکید بر اینکه این پیش‌بینی‌ها به کشاورزان کمک می‌کند تا تصمیمات بهتری اتخاذ و در نتیجه بهینه‌تر از منابع خود استفاده کنند، افزود: مدیریت آفات و بیماری‌ها یکی از چالش‌های بزرگ کشاورزی است که هوش مصنوعی می‌تواند به شناسایی زودهنگام آفات و بیماری‌ها کمک کند.

وی خاطرنشان کرد: با تجزیه و تحلیل تصاویر و داده‌های جمع‌آوری‌ شده از مزارع، سیستم‌های هوش مصنوعی می‌توانند نشانه‌های اولیه آفات را شناسایی کرده و به کشاورزان هشدار دهند. همچنین این فناوری می‌تواند به کاهش مصرف سموم شیمیایی و حفظ سلامت محیط‌زیست کمک کند.

این کارشناس بخش کشاورزی، آبیاری را یکی از عوامل کلیدی در کشاورزی دانست و تصریح کرد: با استفاده از هوش مصنوعی، سیستم‌های آبیاری هوشمند می‌توانند به طور خودکار نیاز آبی گیاهان را بر اساس شرایط جوی و نوع خاک تعیین کنند.

تحلیل داده‌های بزرگ یکی از کاربردهای حیاتی هوش مصنوعی در کشاورزی است. با جمع‌آوری و تحلیل داده‌های مربوط به تولید، قیمت‌ها و تقاضا، کشاورزان می‌توانند بهترین تصمیمات را برای کشت و فروش محصولات خود اتخاذ کنند.

محمودی بر اهمیت آموزش کشاورزان در زمینه استفاده از تکنولوژی‌های جدید تأکید کرد و گفت: با فراهم کردن آموزش‌های لازم و منابع کافی، کشاورزان می‌توانند از مزایای هوش مصنوعی بهره‌مند شوند. برنامه‌های آموزشی می‌توانند شامل کارگاه‌ها و دوره‌های آموزشی آنلاین باشند که به کشاورزان کمک می‌کند تا با آخرین تکنولوژی‌ها آشنا شوند.

وی ادامه داد: با وجود مزایای بسیار هوش مصنوعی، چالش‌هایی نیز وجود دارد. یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها، هزینه‌های اولیه برای پیاده‌سازی این تکنولوژی‌ها است.

معاون جهاد کشاورزی شهرستان کاشمر، خاطرنشان کرد: نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه برای خرید تجهیزات و آموزش کشاورزان وجود دارد. همچنین، عدم آشنایی برخی کشاورزان با تکنولوژی‌های جدید می‌تواند مانع از پذیرش سریع این فناوری‌ها شود.

هوش مصنوعی (AI) به عنوان یک فناوری تحول‌آفرین، می‌تواند به طور چشمگیری بر چالش‌های چندلایه‌ای که خراسان رضوی با آن‌ها مواجه است، غلبه کند. این منطقه، به دلیل بحران‌های محیط زیستی نظیر کمبود منابع آب، فرسایش خاک و تغییرات اقلیمی، به یک رویکرد نوین در مدیریت منابع طبیعی نیاز دارد.

ورود الگوریتم‌های یادگیری عمیق و تحلیل داده‌های کلان، امکان مدل‌سازی‌های پیش‌بینانه را فراهم آورده است که می‌تواند به کشاورزان کمک کند تا الگوهای کشت و آبیاری خود را بهینه‌سازی کنند. این فناوری‌ها همچنین به متولیان منابع آب اجازه می‌دهند تا تخصیص منابع را بر اساس نیاز واقعی و پیش‌بینی‌های دقیق تنظیم کنند.

با این حال، به رغم پتانسیل‌های بالای هوش مصنوعی، چالش‌هایی نظیر هزینه‌های اولیه و عدم آشنایی کشاورزان با تکنولوژی‌های جدید همچنان وجود دارد. برای بهره‌مندی کامل از مزایای این فناوری، نیاز به سرمایه‌گذاری در آموزش و فراهم‌سازی زیرساخت‌های لازم احساس می‌شود.

انتهای پیام