ارزيابي اثر تغيير اقليم بر خشكسالي كشاورزي به كمك شاخص‌هاي ETDI و SPI

سابقه و هدف: به دليل وابستگي كشاورزي به آب، تعيين شرايط خشكسالي در هر منطقه به منظور برنامه‌ريزي تأمين غذا مهم است. متاسفانه چون تعريف يكساني از شرايط خشكسالي وجود ندارد؛ شاخص‌هاي متعددي براي آن ارائه شده است. شاخص بارش استاندارد شده (SPI) يكي از شاخص‌هاي مهم هواشناسي استكه به منظور تعيين خشكسالي‌هاي كشاورزي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. شاخص كمبود تبخيرتعرق (ETDI) نيز يكي از شاخص‌هاي مهم است كه به منظور استفاده در بخش كشاورزي ارائه شده است. اين شاخص در مناطق خشك و نيمه‌خشك كاربرد دارد. با وجود اينكه تحقيقات متعددي در خصوص شاخص‌هاي خشكسالي از جمله SPI وجود دارد، تاكنون مطالعات اندكي فقط در خارج كشور در خصوص كاربرد شاخص ETDI انجام شده است. لذا در اين تحقيق سعي شد، تعيين خشكسالي با استفاده از شاخص‌هاي ETDI و SPI در دشت نيشابور به كمك مدل‌هاي تغييراقليم انجام شود. مواد روش‌ها: اين تحقيق به منظور تعيين خشكسالي در دشت نيشابور واقع در عرض جغرافيايي و طول جغرافيايي انجام شد. شاخص ETDI براساس كمبود تبخيرتعرق هفتگي در اين منطقه تعيين شد. به منظور مقايسه نتايج شاخص ETDI نسبت به ساير شاخص‌هاي خشكسالي، از شاخص SPI كه يكي از مهم‌ترين شاخص‌هاي مورد استفاده در اين خصوص است، استفاده شد. داده‌هاي مورد نياز اين تحقيق از ايستگاه‌ هواشناسي نيشابور در بازه 1373 تا 1390 (1992 تا 2011) گرفته و براي مزارع آبي (مزارع گندم فاروب و سليماني، جو و ذرت) و مزارع ديم (براي گندم ديم) استفاده شد. براي تعيين داده‌هاي هواشناسي مورد نياز هر شاخص در مزارع آبي در دوره‌هاي آتي (2020 تا 2039 و 2080 تا 2099) از مدل‌هاي HADCM3، ECHOAM و CGCM3 T47 براساس سناريوهاي A2، B1 و A1B استفاده شد. براي مزارع ديم نيز از مدل HADCM3 براساس سناريوهاي A2 و B1 استفاده گرديد. آماره‌هاي ميانگين مربعات خطا (RMSE)، ميانگين خطاي مطلق (MAE)، ضريب تبيين (R^2) نيز براي مقايسه نتايج دو شاخص ETDI و SPI مورد استفاده قرار گرفتند. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه شاخص ETDI براي مزرعه فاروب در دوره پايه (1992 تا 2011) در حالت رطوبت اوليه قرار داشت در حالي كه در دوره‌هاي آتي (2020 تا 2039 و 2080 تا 2099) در حالت خشكي تعيين شد. شاخص ETDI براي مزرعه سليماني در دوره پايه در حالت نرمال قرار داشت. اين شاخص براي مزرعه سليماني در دوره‌هاي 2020 تا 2039 و 2080 تا 2099 به ترتيب در حالت‌هاي نرمال و خشكي اوليه تعيين شد. شاخص ETDI در دوره پايه براي مزارع جو و ذرت به ترتيب در حالت‌هاي نرمال و خشكي اوليه قرار داشت. اين شاخص براي هر دو مزرعه دو دوره‌هاي آتي در حالت نرمال قرار گرفت. مقدار شاخص ETDI براي گندم ديم در دوره پايه كمتر از گندم آبي بود در حالي كه عكس اين حالت در دوره آتي مشاهده شد. با استفاده از اكثر سناريوهاي تغيير اقليم، شاخص ETDI مقداري منفي داشت. اين نشان دهنده‌ي بروز خشكسالي در دوره‌هاي آتي به دليل كمبود تبخيرتعرق است. نتايج شاخص SPI نشان داد كه شاخص خشكسالي در اين منطقه در وضعيت خشكسالي اوليه بود و در زمان‌هاي آتي نيز تغييري نيافت. نتيجه‌گيري: نتايج شاخص‌هاي ETDI و SPI بسيار با هم تفاوت داشت. علت آن نيز اين بود كه خشكسالي كشاورزي به كمبود تبخيرتعرق وابسته است و به همين دليل شاخص ETDI نتايج بهتري به دست داد. مقايسه نتايج بين اين دو شاخص با استفاده از آماره RMSE تفاوت زيادي در دوره‌هاي آتي نشان داد. علاوه بر اين، شاخص ETDI و SPI همبستگي زيادي نسبت به هم (براساس آماره R2) نداشتند. وجود اين تفاوت‌ها منطقي است زيرا شاخص SPI از داده‌هاي بارش و شاخص ETDI از داده‌هاي تبخيرتعرق استفاده مي‌كنند. براساس نتايج اين تحقيق، شاخص SPI به عنوان يك شاخص براي تعيين خشكسالي كشاورزي پيشنهاد نمي‌شود.