اعتبارسنجي چهار نمايه‌ي خشكسالي هواشناسي بر اساس حلقه هاي رشد درختان غير مثمر (مطالعه‌ي موردي مشهد)

Validation of Four Meteorological Drought Indices Based on the Growth Rings Beech, Poplar, and Willow in the Mashhad Area

مديريت منابع آب و برنامه ريزي آن بطور فزاينده اي تحت تاثير تغييرات آب و هوايي، بخصوص در مناطق خشك و نيمه خشك، مي باشد. جامعه‌ي آماري مورد استفاده شامل بارندگي فصلي و سالانه با طول گروه آماري20 ساله براساس توصيه هاي سازمان جهاني هواشناسي، و سن درختان، مورد سنجش بود. بدين ترتيب، با مشاركت دادن طول مناسبي از گروه داده ها و 5 مكان در مشهد (آبقد، طرقبه، زشك، طرق، و اولنگ) و سه گونه درخت در تحليل خشكسالي، اريبي زماني و مكاني گروه داده-ها حذف گرديد. گفتني است كه نياز آبي درختان انتخاب شده تنها به‌وسيله‌ي بارندگي تامين مي شده، و به هيچ عنوان تحت آبياري نبوده اند. در مقياس فصلي نتايج تمامي شاخص ها به جز RAI، از نظر تعداد تقريبا مشابه يكديگر، لكن در مقياس سالانه، نتايج سه شاخص Z، SPI و RAI با اندك تفاوت جزيي به يكديگر نزديك، ولي متفاوت از شاخص PNPI مي‌باشند. به نظر مي رسد PNPI در برآوردهاي سالانه شاخص مناسبي نبوده و افزايش بازه‌ي زماني سبب اخلال در براوردهاي PNPI مي-شود. نتايج حاكي از همبستگي زياد بين مقدار شاخص هاي خشكسالي و ضخامت حلقه هاي رشد در فصل هاي بهار و زمستان نسبت به ساير موارد مي‌باشند. بايد اشاره داشت كه پاسخ درخت بيد به تغييرات بارش نسبت به دو درخت راش و تبريزي بهتر بوده، و با نوسان هاي بارش بيش تر همخواني دارد. نتايج به خوبي نشان مي دهند كه شاخص هاي مورد مطالعه روند همسويي را در رابطه با ضخامت حلقه هاي رشد دارند. براين مبنا، تمامي شاخص ها تقريباً 8 خشكسالي را با شدت هاي گوناگون براي دوره‌ي مورد مطالعه نشان مي دهند، لكن شاخص SPI طي دوره‌ي مورد مطالعه، خشكسالي هايي را با شدت هاي كمتري نسبت به ديگر شاخص ها نشان داده است، كه مي تواند توجيه گر افزايش ضخامت نسبي حلقه هاي رشد در آن سال ها باشد، زيرا افزايش ضخامت حلقه ها به مراتب تابع طبيعت در ريزش هاي حجمي و متناسب با نياز آبي گياه است.

Water resources management and its planning are increasingly impact by the climate change, especially in the arid and semi arid area. As the tree rings integrate the effects of internal water stress, their thickness maybe correlated with the amount and distribution of precipitation during the growth period. Therefore, based on the recommendations of the world Meteorological Organization, 20 years of seasonal and annual precipitation were collected from the Mashhad Synoptic Station, and correlated with the growth rings of beech (Fagus Orientalis Lipsky), poplar (Popolus) and willow (Salix). These trees were irrigated solely by precipitation. Four indices, namely, rainfall anomaly index (RAI), Standard Precipitation index (SPI), percent of normal precipitation index (PNPI), and Z score were evaluated to find the best fit between the growth ring thickness and the seasonal and annual precipitation. On the seasonal scale, the number of drought indicators was relatively the same for all of them except the RAI; however, they were different using the PNPI. Apparently, the PNPI is not a good indicator in the annual estimations; lengthening the precipitation duration decreases its prediction rigorousness. The result was a high correlation between drought indices and the growth ring thickness during spring and winter than in other seasons. Willow’s response to the amount of precipitation was higher than the other two trees. It should be so, as it is a phreatophyte. The results indicate clearly that there are sufficient correlations between the thickness of the growth rings and the chosen indices. All of the indices indicated the occurrence of about eight drought periods with various degrees of sensitivity. The SPI proved to be the weakest drought indicator in the group, as it showed the least sensitivity to the occurrence of droughts; tree rings increased their thickness when the SPI indicated the presence of a drought.