پديد آورندگان :
ولاشجردي، محمدمهدي دانشگاه تهران - دانشكده جغرافيا , حمزه، سعيد دانشگاه ملاير - گروه مهندسي منابع آب , مقدسي، مه نوش دانشگاه اراك - دانشكده كشاورزي - گروه مهندسي آب , شيني دشتگل، علي مؤسسه تحقيقات و آموزش نيشكر خوزستان - بخش آب وخاك
كليدواژه :
بيلان انرژي , مدل مانتيث , نيشكر , سن , رقم
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: سياست گذاران و مديران، براي تدبير استراتژي هاي مناسب مديريتي، شامل قيمت محصول و بازار محصولات در امر واردات و صادرات، نياز به اطلاعاتي در مورد عملكرد حاصله از محصولات كشاورزي در مقياس هاي مختلف دارند، اما همواره تخمين ميزان عملكرد محصول با توجه به عدم اطلاعات كافي زميني امري بسيار سخت و هزينه بر بوده است. مناسب ترين راه، استفاده از داده هاي ماهواره‌اي و تكنيك سنجش از دور مي‌باشد. تحقيق حاضر با هدف برآورد عملكرد محصول نيشكر با بكارگيري تصاوير ماهواره‌اي لندست 8 انجام شد.
مواد و روش‌ها: در اين پژوهش، يك مدل تركيبي براي برآورد حجم محصول نيشكر استفاده شد. اين مدل تركيبي شامل مدل مانتيث براي محاسبه تابش فعال فتوسنتزي جذب شده، مدل استنفورد براي تعيين راندمان مصرف نور و الگوريتم بيلان انرژي سطح زمين (سبال) براي توصيف تغييرات مكاني-زماني سطح زمين مي‌باشد. نقشه ي عملكرد محصول از اجراي اين الگوريتم در سال 1392 و با بكارگيري 10 تصوير ماهواره‌اي لندست هشت بدست آمد. در الگوريتم سبال همه اجزاي بيلان انرژي شامل تابش خالص، شار گرماي خاك، شار گرماي محسوس از تصاوير ماهواره‌اي محاسبه و در تهايت كسر تبخير بر اساس معادله بيلان انرژي در سطح بدست آمد. براي برآورد ماده خشك توليدي با توجه به تاريخ و تعداد تصاوير، تابش فعال فتوسنتزي در 10 بازه‌‌ي زماني محاسبه شد. هر تصوير نماينده يك بازه زماني گسسته است. در اين تحقيق تمام اجزاي اين مدل تركيبي براي همه تصاوير موجود در بازه زماني دوره اصلي رشد محصول نيشكر محاسبه شد و در نهايت اقدام به تهيه نقشه عملكرد محصول براي اين منطقه گرديد.
يافته‌ها: متوسط عملكرد محصول نيشكر در طول دوره رشد 56 تن در هكتار برآورد شد. ميزان عملكرد برآورد شده با اين مدل تركيبي، همبستگي و پراكنش خوبي با عملكرد واقعي مزارع نشان داد (0/83=R2). سپس تأثيرات سن و رقم بر ميزان دقت مدل در برآورد عملكرد نيشكر مورد بررسي قرار گرفت. مشخص شد از بين رقم‌هاي مختلف، مقادير عملكرد محاسبه شده در مزارع تحت كشت رقم 614 -CP57 به علت زودرس بودن و تطابق بهتر با آخرين تصوير، همبستگي بالاتري با مقادير واقعي عملكرد دارد. همچنين مشاهده شد با افزايش سن هاي مختلف نيشكر از كشت تا بازرويي چهارم هم عملكرد كاهش يافته و هم ميزان عمكرد برآورد شده، همبستگي و پراكنش كمتري نسبت عملكرد واقعي نيشكر پيدا مي‌كند و مقدار همبستگي تا 0/51 كاهش مي‌يابد.
نتيجه‌گيري: نتايج حاصل از ارزيابي داده‌هاي عملكرد محصول و رقم‌هاي كشت شده نشان دهنده اين موضوع بود كه عملكرد محصول نيشكر در رقم CP57-614 نسبت به رقم CP69-1062 بالاتر مي‌باشد و همچنين تطابق بهتري با مدل ارائه شده نشان مي‌داد. همچنين مشاهده شد با افزايش سن هاي مختلف نيشكر از كشت تا بازرويي چهارم هم عملكرد كاهش يافته و هم ميزان عملكرد برآورد شده، همبستگي و پراكنش كمتري نسبت عملكرد واقعي نيشكر پيدا مي‌كند و مقدار R2 كاهش مي‌يابد و ميزان خطا نيز افزايش پيدا مي‌كند
چكيده لاتين :
Background and Objective: The agricultural sector plays a vital role in the national economy and food production in Iran. In the meantime, due to the country's particular climate and the disproportionate distribution of time and place of precipitation, water cultivation is the main driver of food production. In arid areas such as Khuzestan province, nearly one hundred percent of agricultural production comes from water cultivation. According to the Research Center of the Iran Parliament, in order to meet the food needs until 2030, based on approximate 2600 kcal/day more than 150 billion cubic meters of annual water will be required that is not available in water cart of Iran. In at globalizing world, where problems increase with the effect of warming and climate changes, it seems that decrease in usable freshwater bodies will pose a serious problem. This study intends to investigate climate change impacts on evapotranspiration (ET) of agricultural crop in Khouzestan province in future periods. The importance and urgency of the subject and the limited research done in this regard, the local and regional effects of climate fluctuations on the evapotranspiration of agricultural products are of particular importance. These changes are of great importance, especially in fertile and agricultural areas such as Khuzestan.
Materials and Methods: In this research, climate change impact on precipitation and evapotranspiration of agricultural products in future periods was investigated. In order to investigate climate change impact on ET, the CanESM2 atmospheric general circulation model (GCM) data under two RCP scenarios (IPCC-AR5) were used. In order to downscale CanESM2 model data, SDSM analysis software was used. The data used in this study include precipitation, minimum and maximum temperature and daily average temperature. To determine the feasibility of future periods meteorological data production of SDSM model, calibration and verification was performed for the base periods (1990-2005). Minimum and maximum temperature and precipitation estimated by SDSM method by CanESM2 data in three future periods: 2030s, 2060s and 2090s and compared with historical data. The strategic agricultural products such as wheat, barley, rice, corn and sugar cane were selected for this study. Potential evapotranspiration of these products were used during the cultivation period. According to the fifth report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) using CanESM2 model under RCP scenarios, meteorological data in the upcoming periods were simulated, the average periods potential evapotranspiration were calculated with information generated in the upcoming periods.
Results: Results showed that temperature on average increases about 4°C in all selected scenarios, this increase is higher in case of RCP8.5 compared to RCP4.5, and precipitation reduce in 2060s and 2090s. Studied Crops ET under RCP4.5 compared to baseline is always less than RCP8.5 scenario. For rice and corn, the average ET increase in 2060s and 2090s is higher than the others.
Conclusion: It can be concluded that studied crop ET will increase in future periods, therefore we should consider that there will be lack of water and less crop production in Khouzestan province. We should change our cultivation periods and cultivate more effective crops in order to increase water efficiency and decrease potential evapotranspiration in some area of Khouzestan province.
