تناسب اقلیمی و تلفیق زراعی محصولات ویژه و باارزش در کالیفرنیا: قهوه، زیتون و زعفران به عنوان الگوهایی برای تنوع‌بخشیِ تاب‌آور در برابر تغییرات اقلیمی

سیستم‌های کشاورزی کالیفرنیا با فشارهای دوگانه کمبود آب و تغییرپذیری اقلیمی که توسط قانون مدیریت پایدار آب‌های زیرزمینی (SGMA) تشدید شده است، مواجه هستند. این پایان‌نامه مدل‌سازی مکانی، تحلیل اقلیمی و ارزیابی‌های امکان‌سنجی زراعی را برای ارزیابی سه محصول تخصصی با ارزش بالا – قهوه، زیتون و زعفران – به عنوان مدل‌هایی برای تنوع‌بخشی پایدار در دره سن خواکین و سایر مناطق با محدودیت آب، ادغام می‌کند. با استفاده از داده‌های اقلیمی تاریخی و آینده با وضوح بالا، آستانه‌های مناسب حرارتی نقشه‌برداری و با مدل‌های تقاضای دشت سیلابی و آبیاری همراه شدند تا مناطق فرصت و محدودیت را تعریف کنند. نتایج نشان می‌دهد که قهوه را می‌توان در ریزاقلیم‌های ساحلی و کوهپایه‌ای کشت کرد، زیتون جایگزینی هوشمند در برابر آب برای آجیل‌های درختی ارائه می‌دهد و زعفران مصرف آب بسیار کمی دارد و خواب فصلی آن با اهداف SGMA همسو است. در مجموع، این یافته‌ها نشان می‌دهند که چگونه جایگزینی محصول مبتنی بر داده و بهینه‌سازی سیستم می‌تواند مصرف آب را کاهش دهد و در عین حال پایداری اقتصادی را حفظ کند و از گذار کالیفرنیا به کشاورزی مقاوم در برابر آب و هوا حمایت کند.

California’s agricultural systems face dual pressures of water scarcity and climate variability intensified by the Sustainable Groundwater Management Act (SGMA). This dissertation integrates spatial modeling, climate analysis, and agronomic feasibility assessments to evaluate three high-value specialty crops — coffee, olives, and saffron — as models for sustainable diversification in the San Joaquin Valley and other water-limited regions. Using high-resolution historical and future climate data, thermal suitability thresholds were mapped and coupled with floodplain and irrigation demand models to define zones of opportunity and constraint. The results show that coffee can be cultivated in coastal and foothill microclimates, olives provide a water-smart alternative to tree nuts, and saffron offers ultra-low water use and seasonal dormancy aligned with SGMA objectives. Collectively, these findings demonstrate how data-driven crop substitution and system optimization can reduce water use while maintaining economic viability, supporting California’s transition to climate-resilient agriculture.