Evaluation of Virtual Water, Water Productivity and Ecological Footprint in Wheat and Maize Farms in West of Iran: A Case Study of Kouzaran Region, Kermanshah Province

Document Type : review paper

Authors

• Mahmud Khoramivafa ¹
• mahdi Nouri ²
• farzad Mondani ²
• hadi Veisi ³

¹ Tabriz University

² Razi University

³ Shahid Beheshti University

10.22067/jwsd.v3i2.50280

Abstract

The study of virtual water and water productivity in agricultural crops requires the establishment of relations where represent the actual amount of water in order to produce the respective crop. This feature presents a new approach in studies regarding agricultural ecology. This survey evaluates the virtual water, water productivity and ecological water footprint of wheat and corn fields in the Kouzaran region which is located in the center of Kermanshah province in the period of 2013 to 2014. Results showed that the amount of virtual water in wheat systems in the region with irrigation efficiency equal to 100, 40 and 32 percent were 2202, 3523 and 3699 m3/ton, respectively. For the aforementioned efficiencies, these numbers for corn were 2417, 3867 and 4060 ton/m3, respectively. The amount of water productivity for wheat systems were 0.454, 0.283 and 0.27 whilst for corn systems were 0.413 and 0.258 and 0.246 ton/m3. The ecological water footprint for irrigated wheat systems with 4851 hectares of cultivated land was 18251150 m3/year and for corn systems with 2523 hectares of cultivated land was 10550601 m3/year. According to the findings of the current study, is suggested that considering the severe water shortages in the region, cultivation of high-consuming crops such as corn must be stopped and alternative plants like saffron must be replaced in the Kouzaran's farmers’ agricultural planning. Improving productivity and efficiency of irrigation as well as decreasing irrigated wheat cultivation must be considered as main priorities in the region, simultaneously much more investments should be allocated to rain-fed wheat cultivation and supplementary irrigation in order to overcome current problems..

Keywords

• virtual water
• productivity
• Ecological footprint
• Kermanshah

---

References

احسانی، م.، خالدی، ه. و برقی، ی. 1387. مقدمه‌ای بر آب مجازی. انتشارات کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران.

اسدی، م. و عقیلی، ر. 1388. بهره‌وری مصرف آب محصولات زراعی گندم، برنج، پنبه و ذرت در اراضی آبی دنیا و مقایسه آن با ایران، دوازدهمین همایش آبیاری و زهکشی ایران. تهران، ایران.

امیدوار، ک.، مزیدی، ا. و دوست مرادی، س. 1393. امکان سنجی اقلیمی کشت کلزا در استان کرمانشاه. جغرافیا و توسعه، 12(35): 97 - 116.

دوست محمدی، م.، و ایزدپناه، ز. 1392. بررسی تغییرات میزان آب مجازی، میزان تولید، عملکرد، به ازای افزایش کارایی مصرف آب کشاورزی در گندم آبی و دیم. اولین همایش ملی بحران آب، دانشگاه آزاداسلامی واحد خوراسگان، ایران.

سالاری، س.، کاراندیش، ف. و درزی نفتچالی، ع. 1393. تحلیل مکانی و زمانی تغییرات آب مجازی گندم در استان سیستان و بلوچستان. فصلنامه علمی و پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، 5(18): 81-94.

سرایی، م. و زارعی، ع. 1389. بررسی پایداری منابع بوم‌شناختی با استفاده از شاخص جای‌پای بوم‏شناسی مورد ایران. مجله جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، سال 22(41- 1): 97-106.

عربی یزدی، ا.، علیزاده، ا. و محمدیان، ف. 1388. بررسی رد پای اکولوژیک آب در بخش کشاورزی ایران. نشریه آب و خاک، 23(4): 1-15.

مجرد، ف. و غفوری زاده، م. 1393. قابلیت اقلیمی کشت زعفران در استان‌های کرمانشاه و کردستان. تحقیقات جغرافیایی، 29(113): 87 -101.

مختاری، و. کوچکی، ع، نصیری محلاتی، م. جهان، م. 1392. مقایسه کارآیی مصرف آب بین چند گونه زراعی و دارویی. نشریه پژوهش‏های زراعی ایران، 11(3): 401-407.

مکنون، ر.، طاهرشمسی، ا. روزه‏گیر، ر. و نصیبی، م. 1390. آب مجازی آبی و بررسی اقلام مهم کشاورزی و جابجایی آن در ایران. چهارمین اجلاس مدیریت منابع آب ایران، تهران، ایران.

Allan J.A. 2003. Virtual water – the water, food, and trade nexus: useful concept or misleading metaphor? Water International, 28: 106–112.

Chapagain A.K., Hoekstra A.Y., Savenije H.H.G. and Gautam R. 2006. The water footprint of cotton consumption: An assessment of the impact of worldwide consumption of cotton products on the water resources in the cotton producing countries. Ecological Economics, 60: 186-203.

Dalin C., Suweis S., Konar M., Hanasaki N. and Rodriguez Iturbe I. 2012. Modeling past and future structure of the global virtual water trade network. Geophysical Research Letters, 39(24)

Fader M., Gerten D., Thammer M., Heinke J., Lotze-Campen H., Lucht W. and Cramer W. 2011. Internal and external green–blue agricultural water footprints of nations, and related water and land savings through trade. Hydrol. Hydrology and Earth System Sciences, 15(5): 1641-1660.

FAO. 2000. Iran (Islamic Republic of). Water Report. 34.

Finger R. 2013. More than the mean—a note on heterogeneity aspects in the assessment of water footprints. Ecological Indicators, 29: 145–147.

Hoekstra A.Y. 2003. Virtual water trade: Proceedings of the International Expert Meeting on Virtual Water Trade, 12–13 December 2003, Netherlands.

Hoekstra A.Y., Chapagain A.K., Aldaya M.M. and Mekonnen M.M. 2009. Water footprint manual, State of the art, Water Footprint Network press, 129 pages.

Kijne J.W., Barker R. and Molden D. 2003. Water Productivity in Agriculture: Limits and Opportunities for Improvement. CAB International, Wallingford, UK.

Lenzen M., Bhaduri A., Moran D., Kanemoto K., Bekchanov M., Geschke A. and Foran B. 2012. The role of scarcity in global virtual water flows. Social Science Research Network, 169: 1436-9931.

Mekonnen M.M. and Hoekstra A.Y. 2010. Mitigating the water footprint of export cut flowers from the Lake Naivasha Basin, Kenya. Water Resources Management, 26(13): 3725-3742.

Rockström J. 2003. Water for food and nature in drought-prone tropics: vapor shift in rain-fed agriculture. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 358(1440): 1997–2009.

Van oel P.R., Mekonnen M.M. and Hoekstra A.Y. 2008. The external water footprint of the Netherlands: Quantification and impact assessment. UNESCO-IHE, Research Report Series, No. 33.