کشاورزی دیجیتال آبی در خاورمیانه دگرگون می‌شود
اقتصاد ایران: وابستگی به واردات در منطقه خاورمیانه برای نیازهای غذایی آن از اوایل دهه ۱۹۶۰ میلادی به طور پیوسته از ۱۰ درصد به حدود ۴۰ درصد افزایش یافته است.
ﺑﻪ ﮔﺰارش ﺧﺒﺮﮔﺰاری اﻗﺘﺼﺎداﯾﺮان
به گزارش خبرنگار مهر، خاورمیانه با مساحتی تقریباً ۷.۳ میلیون کیلومتر مربع و با جمعیت تخمینی بیش از ۵۰۰ میلیون نفر، یکی از مناطق کلیدی جهان است. با این حال، با چالش‌های بسیاری نیز درگیر است. حسین شیرزاد، تحلیلگر توسعه کشاورزی در یادداشتی اختصاصی برای مهر نوشت؛ خاورمیانه یکی از مناطق مهم جهان است اما با مسائل زیادی درگیر بوده که علاوه بر درگیری‌های مسلحانه در برخی مناطق که بر پیش‌بینی‌های رشد بانک جهانی تأثیر می‌گذارند، به افزایش دمای ناشی از تغییرات آب و هوایی نیز می‌توان اشاره کرد که فقط در دهه گذشته میانگین جهانی را تقریباً دو برابر طی کرده است (به ترتیب ۰.۴۵ درجه سانتی‌گراد در مقایسه با ۰.۲۷ درجه سانتی‌گراد).
پیشینه تاریخی خشکسالی در خاورمیانه
از منظر تاریخی، منطقه تاریخی بین‌النهرین شمالی اخیراً طی ۴ سال هیدرولوژیکی بین سال‌های ۲۰۰۷ و ۲۰۱۰ پس از میلاد تحت یک دوره خشکسالی شدید و طولانی قرار گرفت. بارش بسیار کم باعث کاهش شدید بهره‌وری کشاورزی در حوضه‌های زهکشی فرات و دجله شد و صدها هزار نفر را آواره کرد. بدترین مناطق تحت تأثیر خشکسالی شرق سوریه، شمال عراق و ایران، مناطق عمده غلات در هلال حاصلخیز شمالی بودند. این قسمت مربوط به خشک‌ترین دوره ۴ ساله هلال حاصلخیز از سال ۱۹۴۰ پس از میلاد است که فقط کمی خشک‌تر از رویداد ۱۹۹۸-۲۰۰۰ پس از میلاد است و پیش‌بینی می‌شود که با ادامه گرمایش جهانی به امری رایج‌تر مبدل شود.
اثرات اجتماعی و اقتصادی این خشکسالی اخیر به وضوح این باور رایج را به چالش می‌کشد که جوامع کشاورزی، با نوآوری‌های تکنولوژیکی و تعدیل اجتماعی، به طور سازگارانه خود را از تغییرپذیری در بارش طبیعی محافظت می‌کنند. مناطق بزرگ خشک و نیمه خشک خاورمیانه به سیستم‌های شکننده کشت دیم یا آبی متکی هستند و به ویژه در برابر نوسانات دوره‌ای در آب و هوا و مهمتر از همه در برابر تغییرات هیدرولوژی آسیب پذیر هستند.
دوره‌های خشکسالی تکراری پیش بینی شده ممکن است آسیب پذیری جوامعی را تشدید کند که برای کاهش اثرات نامطلوب آن آمادگی ندارند. در طول ۴۰ سال گذشته، بسیاری از کشورهای خشک شرقی (ایران، بخشی از عراق، اردن، ترکیه و..) گرم شدن و کاهش بارندگی مستمر را تجربه کردند. دوره‌های خشکسالی به صورت نامنظم و غیریکنواخت با بیشترین شدت، بزرگی و مدت، در دهه گذشته تکرار شده است.
خاورمیانه مدت‌ها است که از منابع آبی لازم برای تأمین جمعیت خود فراتر رفته و به دنبال گسترش سیستم‌های توزیع و ذخیره آب از طریق سدها و کانال‌ها بوده است تا اینکه خشکسالی و کاهش ذخایر آب در سفره‌های زیرزمینی بحرانی شد. در سراسر بحران اخیر و پیامدهای آن، شرق سوریه همان آسیب پذیری زیست محیطی را نشان داده که در دوران باستان روایت شده و به شدت بر حوزه‌های کشاورزی تأثیر گذارده است.
نقش حیاتی دسترسی به آب در بین‌النهرین باستان به خوبی در سوابق باستان شناسی و تاریخی ثبت شده است. در حالی که کشاورزی در خاورمیانه تنها ۱۳ درصد از تولید ناخالص داخلی منطقه را تشکیل می‌دهد، این بخش نقش استراتژیک مهمی در ارتقای سیستم‌های غذایی انعطاف پذیر، زنده نگه داشتن بخش‌های مهم اقتصادی و تشکیل پایگاه بسیاری از اقتصادها ایفا می‌کند و ۸۴ میلیون یا ۲۸ درصد به طور کامل به کشاورزی وابسته هستند.
نرخ بالای شهرنشینی این منطقه که امروزه به ۷۰ درصد رسیده است و افزایش جمعیت مورد انتظار تا سال ۲۰۵۰، آن را به ویژه در برابر اثرات مخرب تغییرات آب و هوایی آسیب پذیر می‌کند. در خاورمیانه، الگوهای مصرف نامتناسب نقش اصلی را در ترویج ناامنی غذایی ایفا کرده است. در واقع، کشورهای منطقه امروزه بزرگترین واردکننده غلات در جهان هستند و حداقل ۵۰ درصد کالری غذایی مصرفی خود را وارد می‌کنند. پویایی‌های مداوم تغییرات آب و هوایی، عدم تعادل تجارت جهانی غذا را تشدید کرده و به طور نامتناسبی بر مناطق ناامن غذایی و وابسته به واردات مانند خاورمیانه تأثیر گذاشته است.
وابستگی به واردات در منطقه خاورمیانه برای نیازهای غذایی آن از اوایل دهه ۱۹۶۰ به طور پیوسته از ۱۰ درصد به حدود ۴۰ درصد افزایش یافته است، این وابستگی به واردات می‌تواند در دهه‌های آینده به دلیل رشد جمعیت پیش بینی شده و اثرات منفی مورد انتظار تغییرات آب و هوایی بر منابع طبیعی و عملکرد کشاورزی منطقه ادامه یابد؛ اینکه تا چه حد وابستگی به واردات مواد غذایی در منطقه خاورمیانه و شمال آفریقا تا سال ۲۰۵۰ ادامه خواهد یافت و چگونه این منطقه می‌تواند اتکای فزاینده خود به واردات مواد غذایی را کاهش دهد، هم یک سوال کلیدی برای خود منطقه و هم یک مسئله ژئوپلیتیکی حیاتی برای کل جهان است.
وضعیت ایران در خاورمیانه
ایران دومین کشور بزرگ خاورمیانه هم از نظر وسعت و هم از نظر جمعیت است. یک‌چهارم جمعیت ایران در مناطق روستایی زندگی می‌کنند و ۲۱.۲ درصد از کل جمعیت شاغل کشور در بخش کشاورزی شاغل هستند. کشاورزی با وجود درآمدهای نفتی، نقش مهمی در اقتصاد ایران دارد. با وجود کاهش سهم بخش کشاورزی در تولید ناخالص داخلی (GDP)این رقم به طور متوسط طی دهه اخیر حدود ۱۲ درصد برآورد شده است؛ بنابراین ایران نیازمند یک انقلاب در بهره برداری از تکنولوژی آبی است.
در حال حاضر حدود نیمی از زمین‌های کشاورزی ایران در زمین‌های بی کیفیت است که کشاورزان را به سرمایه‌گذاری در سیستم‌های پمپاژ آب زیرزمینی ناپایدار سوق داده است و در نتیجه شوری خاک را افزایش داده و تجدید منابع آب را به خطر می‌اندازد. بعید است که راه حل‌های کوتاه مدت برای آنچه که یک مشکل سیستمی است در بلندمدت مؤثر واقع شود. تغییرات آب و هوایی اثرات نامطلوب بر محیط زیست دارد که بسته به منطقه از نظر شدت و دامنه متفاوت است. این تأثیرات در خاورمیانه حادتر است. افزایش دمای جهانی، تغییر در الگوهای بارش و رویدادهای شدید آب و هوایی امنیت غذایی را تهدید می‌کند زیرا چرخه محصول را تغییر می‌دهد، خطر خشکسالی و بارندگی شدید را افزایش داده و توزیع آفات و بیماری‌ها را تغییر می‌دهد.
در این زمینه، یکی از اهرم‌های اصلی تغییر، تحول دیجیتالی کشاورزی آبی با استفاده از شیوه‌هایی است که سلامت خاک، جذب کربن و کاهش آلودگی را ارتقا می‌دهند، تا به تجدید و بهبود هوا کمک کند. راه‌حل این است که تولید غذا را با احترام به محیط زیست که برای سیاره و نسل آینده حیاتی است، متعادل کنیم.
فناوری‌های کلیدی برای کشاورزی دیجیتال
کشورهای خاورمیانه بسیار سریع‌تر از میانگین جهانی در حال گرم شدن هستند و نقاط مهم در شبه جزیره عربستان و الجزایر وجود دارد. سطح گرمایش خاورمیانه ۲ تا ۳ دهه زودتر از میانگین جهانی به ۱.۵، ۲، ۳ و ۴ درجه سانتی گراد خواهد رسید. تا سال ۲۱۰۰، انتشار زیاد گازهای گلخانه‌ای می‌تواند بخش‌هایی از شبه جزیره عربستان را تا ۹ درجه سانتی گراد گرم کند و چالش‌های زیست محیطی و اجتماعی شدیدی را به همراه داشته باشد. با وجود این چالش‌ها، برخی از کشورهای منطقه توانسته‌اند با اتخاذ فناوری‌های دیجیتال، این محدودیت‌ها را به فرصت تبدیل کنند و در نتیجه کشاورزی در محیط‌های خشک را متحول کنند.
عربستان سعودی که طی دهه‌های اخیر در پروژه‌های کشاورزی پایدار با بهره‌گیری از فناوری برای رشد محصولات کشاورزی در بیابان و کاهش اتکا به واردات سرمایه گذاری کرده است و امارات متحده عربی که از فناوری‌هایی مانند هیدروپونیک و کشاورزی عمودی برای افزایش تولید محلی و افزایش امنیت غذایی استقبال کرده است.
متخصصان معتقدند که تحول دیجیتالی بخش کشاورزی «یک راهکار لوکس در خاورمیانه نیست، بلکه یک نیاز مبرم برای تضمین پایداری، امنیت غذایی و خودکفایی است».
در سال ۲۰۲۵ تحول دیجیتالی کشاورزی آبی در خاورمیانه به ۴ فناوری حیاتی و نوآورانه برای ارتقای صنعت وابسته است:
حسگرهای IoT اینترنت اشیا: این حسگرها متغیرهایی از جمله رطوبت خاک و سلامت گیاه را در زمان واقعی کنترل می‌کنند و مدیریت دقیق و بسیار کارآمد را ممکن می‌کنند. تهیه حسگرهایی ضروری است که داده‌های بی‌درنگ در مورد زیرساخت‌های آبیاری در اختیار ما قرار می‌دهند و ما را قادر می‌کنند از فناوری‌های جدید برای کمک به تصمیم‌گیری و بهینه‌سازی منابع و فرآیندها استفاده کنیم.
آبیاری هوشمند: فائو به «مدیریت پیشرفته آبیاری برای حمایت از تشدید و تنوع تولید و در عین حال کاهش تخریب منابع» به عنوان یک استراتژی کلیدی اشاره می‌کند. آبیاری هوشمند در سیستم‌هایی لنگر انداخته است که به طور خودکار تأمین آب را با نیازهای خاص هر محصول در هر منطقه مطابقت می‌دهد، بنابراین آبیاری بیش از حد و نفوذ آب را کاهش می‌دهد و همچنین از انتقال مواد مغذی و املاح ضروری از خاک جلوگیری می‌کند. این همچنین از تجمع نمک در سطح جلوگیری می‌کند و ردپای آب را بهینه می‌کند.
تصاویر ماهواره‌ای و هواپیماهای بدون سرنشین: این ادوات، اطلاعات دقیقی را در مورد شرایط محصول ارائه می‌دهند و امکان تشخیص زودهنگام مشکلات و برنامه ریزی منابع کارآمد را فراهم می‌کند.
هوش مصنوعی:«AI» ساخت داده‌های حسگرهای مستقر در زیرساخت‌های آبیاری و در مزرعه در پلت‌فرم‌های کلان داده، تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ مبتنی بر هوش مصنوعی را قادر می‌کند. این امر شناسایی الگوها و روندهای رفتاری، بهینه سازی فرآیندها و منابع کشاورزی، بهبود استفاده از منابع، افزایش بهره‌وری و کمک به تصمیم گیری در زمان واقعی را تسهیل می‌کند.
نانورس مایع (LNC) برای تبدیل بیابان به سرزمین حاصلخیز: خاک شنی در مناطق خشک برای کاربردهای کشاورزی بی فایده است و برای رسیدن به وضعیت ارزشمندی که بتوان محصول را در آن تولید کرد، به درمان‌های پیشرفته نیاز دارد. اصلاح و دستکاری خاک به سمت کیفیت مطلوب می‌تواند از تولید خوب کشاورزی حمایت کرده و مصرف آب را کاهش دهد. خاک رس به دلیل ماهیت غنی از مواد مغذی و خواص نگهداری آب، کاندید خوبی برای غنی سازی خاک است. بنابراین، توسعه نانورس مایع با سیلیکات‌های لایه‌ای و چندین ماده معدنی مختلف در ساختار آنها در مقادیر مختلف می‌تواند به بارور کردن یک زمین بایر کمک کند.
نانورس مایع که با فناوری نانو ساخته شده است، مجموعه‌ای است که از پراکندگی نانوذره های خاک رس در محیط‌های آبی با روش همگن سازی آشفته به دست می‌آید. راز نانورس مایع در ذرات ریز خاک رس معلق برای ایجاد یک محیط همگن غنی از مواد مغذی نهفته است. نانورس مایع می‌تواند مصرف آب را ۵۰ تا ۶۰ درصد کاهش دهد و عملکرد را تا ۴۰۰ درصد در مقایسه با کرت‌های تیمار نشده با همان مقدار بذر و کود افزایش دهد. همچنین می‌تواند در حدود ۷ ساعت به خاک شنی نفوذ کند و محیطی مغذی برای شکوفایی گیاهان ایجاد کند، در حالی که روند طبیعی زادآوری از زمین‌های خشک به زراعی حدود ۷ تا ۱۵ ساعت طول می‌کشد.
مارس ۲۰۲۰، امارات متحده عربی آزمایشی فناوری نانورس مایع را در زمینی از بیابان انجام داد که در آن هندوانه، کدو سبز و ارزن مروارید به مدت ۵ ماه کاشته شد. پس از موفقیت، فناوری نانورس مایع در مسیر مقیاس بندی تجاری برای تولید محصولات زراعی، سبزیجات و میوه‌ها قرار گرفته است.
هیدروژل‌های کشاورزی: کشورهای خاورمیانه بیشترین تنش آبی در جهان را دارند و سالانه ۴۰۰ تا ۶۰۰ میلی متر بارندگی دریافت می‌کنند که ۸۵ درصد آن برای کشت محصولات زراعی استفاده می‌شود. با این حال، هیدروژل مناسب و سازگار با محیط زیست می‌تواند یک گزینه عملی برای دستیابی به هدف بهره‌وری محصول در مناطق کم آب باشد. آنها برای نگهداری آب باران و آب آبیاری برای کاهش نفوذ عمیق و حفظ خواص فیزیکی و شیمیایی مانند چگالی ظاهری، تخلخل، دما و… طراحی شده‌اند.
هیدروژل همچنین به عنوان یک نرم‌کننده خاک برای افزایش تولید کشاورزی پایدار در یک محیط تحت تنش رطوبت و در نتیجه بهبود عملکرد عمل می‌کند. با نگه داشتن پلیمر در پایه خود، نیاز گیاه به آب به نصف کاهش می‌یابد. علاوه بر این، دسترسی مداوم آب به گیاه خطر تنش آبی مرتبط با شیوه‌های آبیاری استاندارد را از بین می‌برد. در نتیجه، این فناوری برای تولید مواد غذایی برتر و ایمن بدون استفاده از مواد شیمیایی مضر مفید است. این فناوری در حال حاضر از زمان راه اندازی آن در سراسر کویت، عربستان، ترکیه و اردن پذیرفته شده است. علاوه بر سبزیجات زیرزمینی مانند سیب زمینی، زنجبیل و پیاز، انواع محصولات را می‌توان با استفاده از هیدروژل کشت کرد. بهینه سازی آبیاری با فناوری‌های نوین می‌تواند به کاهش مصرف آب کمک کند.
سنسورها برای اتوماسیون: سنسورها رایج‌ترین شکل AgTech هستند که در بخش کشاورزی امارات متحده عربی، قطر، عربستان، اردن، بحرین به کار می‌روند. شتاب‌دهنده‌های مبتنی بر حسگر، ژیروسکوپ‌ها و مانیتورهای GPS به‌طور فزاینده‌ای برای بازدهی بیشتر در پروژه‌های کشاورزی در مقیاس بزرگ و مزارع ارگانیک کوچک استفاده می‌شوند.
برخی از سنسورهای کلیدی مورد استفاده برای اقدامات کشاورزی هوشمند عبارتند از حسگرهای pH پتانسیل رشد گیاهان را بهینه می‌کنند و با به دست آوردن بازخوردهای حیاتی در مورد کمبود مواد مغذی خاک یا مواد شیمیایی ناخواسته، برداشت‌های پرباری را به همراه دارند. این سنسورها می‌توانند برای نظارت روزانه، هفتگی، ماهانه یا سالانه باشند.
سنسورهای دمای کشاورزی و سنسورهای رطوبت بسیار دقیق برای حفظ نظارت بر شرایط محیطی و نظارت بر دارایی‌های مکانیکی بسیار مهم هستند. سنسورهای نظارت بر دارایی برای کاربردهای مختلف از جمله تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده و واکنشی برای ارائه هشدار و محافظت در برابر گرمای بیش از حد استفاده می‌شوند. سنسورهای شتاب سنج به طور گسترده در قطعات متحرک و موتورهایی که تغییرات جزئی در حرکت را تشخیص می‌دهند استفاده می‌شود. پهپادهای خودران برای ردیابی حرکت، سرعت، حوادث تصادف و موقعیت در فضا به حسگرهای شتاب سنج متکی هستند. حسگرهای راه دور به کشاورزان امکان می‌دهند تا محیط یک مزرعه را تفسیر کنند، طیف وسیعی از نتایج را پیش‌بینی کنند و تصمیمات بهتری بگیرند. مزارع مدرن مزایای قابل توجهی از زیرساخت‌های دیجیتالی در حال تکامل خواهند داشت، مانند کاهش مصرف آب، تأثیر منفی کمتر بر اکوسیستم اطراف، کاهش روان‌آب شیمیایی به آب‌های زیرزمینی محلی و موارد دیگر.
مزایای مستقیم تحول دیجیتال
همچنین به‌کارگیری این فناوری‌ها مزایای متعددی را در منطقه به همراه داشته که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد؛
• بهینه سازی مصرف آب جذب سیستم‌های آبیاری هوشمند و هیدروپونیک مدیریت کارآمدتر آب را که منبع کمیاب در منطقه است، ممکن کرده است. نمونه‌ای از آن مراکش است که برای مقابله با خشکسالی و افزایش تولید کشاورزی، هیدروپونیک را اجرا کرده است.
• استفاده از فناوری‌های پیشرفته باعث افزایش بازده و بهره‌وری کشاورزی شده و به کشورها این امکان را می‌دهد تا در اکثر نیازهای غذایی خود به خودکفایی رسیده و به صادرکنندگان محصولات کشاورزی تبدیل شوند.
• پایداری محیطی شیوه‌های کشاورزی دیجیتال استفاده از نهاده‌های شیمیایی را به حداقل می‌رساند و استفاده از منابع را بهینه می‌کند و به مراقبت از محیط کمک می‌کند.
• امنیت غذایی استفاده از فناوری‌های کشاورزی ظرفیت کشورهای منطقه را برای تولید مواد غذایی به صورت محلی افزایش داده است و در نتیجه وابستگی به واردات را کاهش داده و امنیت غذایی را بهبود می‌بخشد.
تحول دیجیتالی کشاورزی آبی در خاورمیانه نشان می‌دهد که چگونه نوآوری می‌تواند با چالش‌های زیست‌محیطی مقابله کند و آینده‌ای پایدار را برای منطقه تضمین کند. همان طور که فناوری به حرکت رو به جلو ادامه می‌دهد، احتمالاً کشاورزی دیجیتال نقش مهم‌تری در سازگاری با تغییرات آب و هوا و ایجاد امنیت غذایی در محیط‌های بیابانی ایفا می‌کند.