Adaptive Irrigation Management Model under Climate Change Based on Yield Forecasting and Scenario Analysis

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.66556/2786-586X.53.keropian-e

Ключові слова:

water resources in agriculture; adaptive management systems; agroclimatic variability; yield forecasting models; scenario planning; water use efficiency; economic sustainability of agricultural production.

Анотація

The increasing impact of climate change on agricultural systems necessitates the development of adaptive irrigation management approaches capable of ensuring stable yields under growing environmental uncertainty. The aim of this study is to analyze and demonstrate the effectiveness of an adaptive irrigation management model based on yield forecasting and scenario analysis to improve the economic efficiency and sustainability of agricultural production.

Methods: analysis of the scientific literature was applied to examine current developments in this field; generalization and systematization were used to present the research findings.

Results. The study synthesizes contemporary theoretical and methodological approaches to irrigation management and integrates them with predictive and analytical tools to form a comprehensive decision support system. The structural framework of the adaptive model is substantiated, combining climatic, agronomic, and economic parameters into a unified system of dynamic interaction. Key sources of uncertainty affecting irrigation efficiency are identified, namely climatic variability, water resource availability, and technological constraints, and their influence on yield is established. The methodological foundations of yield forecasting and their integration into managerial decision-making processes are examined, enabling the timely, data-driven adjustment of irrigation strategies. The role of scenario modeling is analyzed as a tool for evaluating alternative development trajectories of irrigation systems under varying climatic and economic conditions, which makes it possible to determine optimal strategies under risk and uncertainty. The economic feasibility of implementing the adaptive model is substantiated through its comparison with traditional irrigation approaches, demonstrating its advantages in resource efficiency, yield stability, and profitability. The model’s sensitivity to changes in external parameters is assessed, and the limits of its adaptability under extreme conditions are determined.

Conclusions. The proposed model enhances the resilience and economic viability of irrigated agriculture by improving the quality of decision-making, reducing risks, and ensuring more efficient use of water resources under climate change.

Посилання

Прокопенко Н. Моделювання впливу невизначеності на аграрний сектор: науково-методичні основи та сценарії розвитку. Innovation and Sustainability. 2025. № 4. С. 103–111. DOI: https://doi.org/10.31649/ins.2024.4.103.111

Дідур Г. І., Шевченко А. А., Чорний М. О., Мотрук С. О., Мокрінчук О. С. Управління розвитком ресурсного потенціалу аграрних підприємств в умовах впливу глобальних змін навколишнього середовища. Актуальні питання економічних наук. 2025. № 17. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.17887622

Зінов’єва О. Г. Застосування апарату нечіткої логіки для оптимізації систем зрошення в сільському господарстві. Науковий вісник ТДАТУ. № 15 (2). С. 248 – 251. DOI: https://doi.org/10.32782/2220-8674-2025-15-2-30

Перегуда Ю. А. Економічна ефективність технологій виробництва органічних добрив для малих та середніх підприємств. Техніка і наука сьогодні. 2024. № 6(34). С. 344 – 354. DOI: https://doi.org/10.52058/2786-6025-2024-6(34)-344-354

Мельниченко С. Г. Інтелектуальні та цифрові технології управління водними ресурсами в Україні в контексті повоєнного відновлення. Здобутки економіки: перспективи та інновації. 2024. № 7. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.16522216

Сербов М., Толмачова А., Пилип’юк В. Оптимізація екологічних параметрів меліоративних систем для збереження біорізноманіття агроландшафтів. Технічні науки та технології. 2026. № 4(42). С. 509–521. DOI: https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-4(42)-509-521

Шульга О. А. Стратегічні вектори розвитку аграрного сектору та адаптивне управління в умовах невизначеності. Економіка та суспільство. 2025. № 82. DOI: https://doi.org/10.32782/2524-0072/2025-82-2

Ліщук А. М., Парфенюк А. І., Карачинська Н. В., Безноско І. В. Інновації точного землеробства у зменшенні екологічних ризиків в агроекосистемах України. Збалансоване природокористування. 2024. № 3. С. 105-113. DOI: https://doi.org/10.33730/2310-4678.3.2024.314928

Математичне моделювання змін вологості ґрунту з урахуванням імпульсних впливів у цифровому землеробстві / М. Прохоренко та ін. Вісник Львівського національного університету природокористування. Серія: Агроінженерні дослідження. 2025. № 29. С. 9-15. DOI: https://doi.org/10.32718/agroengineering2025.29.9-15

Бігун В. С. Вплив кліматичних змін на сільське господарство: адаптаційні стратегії для підвищення стійкості врожаїв. Сільське господарство та лісівництво. 2024. № 4 (35). С. 163–178. DOI: 10.37128/2707-5826-2024-4-15

Alejo L. A., Alejandro A. S. Changes in Irrigation Planning and Development Parameters Due to Climate Change. Water Resources Management. 2022. Vol. 36, no. 5. P. 1711–1726. DOI: https://doi.org/10.1007/s11269-022-03105-4

Lyra A., Loukas A. Simulation and Evaluation of Water Resources Management Scenarios Under Climate Change for Adaptive Management of Coastal Agricultural Watersheds. Water Resources Management. 2023. Vol. 37. P. 2625–2642. DOI: https://doi.org/10.1007/s11269-022-03392-x

Скляр Ю., Скляр В. Створення нових територій природно-заповідного фонду як важливий складник розбудови структурних елементів екомережі поліської частини Сумської області. Науковий вісник Східноєвропейського національного університету ім. Лесі Українки. 2014. № 13. С. 61-66. URL: https://evnuir.vnu.edu.ua/items/393f5b35-d0cc-4355-bfbb-6ca973e4a01c (дата звернення: 24.01.2026).

Мельниченко С. Г., Морозова О. Г., Богадьорова Л. М. Просторово-часова динаміка якісних змін ефективності виробництва сільськогосподарських культур у фермерських господарствах України у 2015 та 2019 роках. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Серія «Економічна». 2021. № 101. С. 45–58. DOI: https://doi.org/10.26565/2311-2379-2021-101-05

Zavolodko H., Mytrofanov S. AI: Restoring Agricultural Production Amid War and Climate Challenges. Collection of Scientific Papers «SCIENTIA». 2025. November 14, Waterford, Ireland. P. 119–122. URL: https://previous.scientia.report/index.php/archive/article/view/3199 (date of access: 07.01.2026).

El-Nashar W., Elyamany A. Adapting Irrigation Strategies to Mitigate Climate Change Impacts: A Value Engineering Approach. Water Resources Management. 2023. № 37 (6). P. 2369–2386. DOI: https://doi.org/10.1007/s11269-022-03353-4

Optimal Implementation of Climate Change Adaptation Measures to Ensure Long-term Sustainability on Large Irrigation Systems / D. Haro-Monteagudo et al. Water Resources Management. 2023. № 37 (8). Р. 2909-2924. DOI: https://doi.org/10.1007/s11269-022-03225-x

Agricultural Innovation: A comparative analysis of economic benefits gained by farmers under climate resilient and conventional agricultural practices / I. Jamil et al. Land Use Policy. 2021. Vol. 108. P. 105581. DOI: https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2021.105581

Perehuda Y. Methods for assessing livestock products competitiveness under economic challenges. Management and Entrepreneurship: Trends of Development. 2024. Vol. 2, no. 28. P. 8–19. DOI: https://doi.org/10.26661/2522-1566/2024-2/28-01

Zubtsova I., Penkovska L., Skliar V., Skliar I. Dimensional features of cenopopulations of some species of medicinal plants in the conditions of North-East Ukraine. AgroLife Scientific Journal. 2019. № 8 (2). P. 191–201. URL: https://agrolifejournal.usamv.ro/index.php/agrolife/article/view/255/254 (date of access: 05.01.2026).

Pankulych I. Prediction of export sales volumes using machine learning in conditions of unstable demand. Здобутки економіки: перспективи та інновації. 2026. № 27. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.18622144

Financial and credit mechanisms for supporting innovation-oriented enterprises: the role of financial instruments / R. Bondarchuk et al. Financial and Credit Activity: Problems of Theory and Practice. 2026. Vol. 1 (66). P. 111–122. DOI: https://doi.org/10.55643/fcaptp.1.66.2026.5177

Artyshuk-Bereziuk L. International Legal Mechanisms for Protecting Digital Identity in Cross-Border Legal Relations. Український політико-правовий дискурс. 2024. № 5. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.18900546

An Overview of Smart Irrigation Management for Improving Water Productivity under Climate Change in Drylands / Z. Ahmed et al. Agronomy. 2023. Vol. 13, no. 8. P. 2113. DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy13082113

Jimoh R. A., Olagoke V. O., Olaleye O. S., Afonja Y. O., Fajobi A. F., Idowu O. A., Awomeso J. A. Model-Based Irrigation Optimization for Water Allocation Amid Climate Uncertainty: A Systematic Review toward Food Security and Adaptive Resilience. Circularity Letters. 2025. № 2 (1). URL: http://circularityletters.circularitypublications.org/index.php/cl/article/view/40/30 (date of access: 05.01.2026).

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-02-28

Як цитувати

Keropian, E. (2026). Adaptive Irrigation Management Model under Climate Change Based on Yield Forecasting and Scenario Analysis. Академічні візії, (52). https://doi.org/10.66556/2786-586X.53.keropian-e

Номер

Розділ

Соціальні та поведінкові науки