بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
بررسي سير خشکسالي اقليمي و اثرات آن بر کشت گندم دراستان بوشهر
چکيده :
خشکسالي از حوادث استثنايي و تاسف باري است که همواره جوامع انساني ، گياهي و بطور کلي اکولوژي محيط را دستخوش تغييرات شگرف قرار مي دهد . اثرات تخريبي ناشي از وقوع خشکسالي به کندي پديدار مي شود و سبب افت و از بين رفتن محصولات کشاورزي ، غذا ، نابسامانيهاي اقتصادي و اجتماعي و حتي بحران هاي محيطي مي گردد.
هدف از انجام اين پژوهش ، کمي کردن خشکسالي و دستيابي به سياستي اصولي و منطقي با استفاده از نمايه Z نرمال در استان بوشهر مي باشد زيرا با بررسي دقيق اثرات خشکسالي بر محصولات کشاورزي و راه هاي مقابله با آن مي توان ، فشارهاي اقتصادي و اجتماعي و آسيب هاي زيست محيطي را کاهش داد.
در اين پژوهش با استفاده از شاخص Z نرمال ، داده هاي بارش سالانه ، فصلي و ماهانه ايستگاههاي سطح استان بوشهر طي دوره آماري ٢٠٠٢-١٩٧٣ تجزيه و تحليل و ويژگي عمومي رخداد خشکساليها، از قبيل فراواني، شدت و دوره تداوم آن مشخص شده است . نتايج اين بررسي نشان مي دهد که در طي دوره آماري مورد مطالعه ، در مناطق مختلف استان امکان وقوع خشکساليهاي ساليانه ، فصلي و ماهانه بسيار زياد بوده است . از نظر شدت خشکسالي ساليانه ، خشکساليهاي متوسط (در ايستگاه بوشهر و برازجان ) و شديد (در ايستگاه کاکي و کنگان ) و از لحاظ دوره هاي تداوم ، دوره هاي يک ساله بيشترين فراواني راداشته اند. به نظر مي رسد که از ميان فصول ، شدت خشکساليهاي فصل زمستان و از ميان ماهها شدت خشکساليهاي ماه ژانويه (دي ) بيشتر ازماههاي ديگر سال بوده است . براي مطالعه دقيق تر خشکسالي و اثرات آن بر محصول زراعي گندم سال ٧٨-٧٧ و ٧٩-٧٨ به دليل دسترسي به آمار سطح زير کشت اين محصول و عملکرد آن در واحد سطح و همچنين به دليل گستردگي خشکسالي در سطح منطقه ، اين دو سال به عنوان سال شاخص خشکسالي برگزيده شده است .
کليد واژه : خشکسالي، خشکسالي اقليمي، کشاورزي، شاخص Z، استان بوشهر
مقدمه :
خشکسالي از حوادث استثنايي و تاسف باري است که همواره جوامع انساني ، گياهي و بطور کلي اکولوژي محيط را دستخوش تغييرات شگرف قرار مي دهد . اثرات تخريبي ناشي از وقوع خشکسالي به کندي پديدار مي شود و سبب افت و از بين رفتن محصولات کشاورزي ، غذا ، نابسامانيهاي اقتصادي و اجتماعي و حتي بحران هاي محيطي مي گردد.
خشکسالي ممکن است در هر جايي رخ دهد و باعث کمبود آب گردد، اما ويژگيهاي آن از قبيل شدت ، مدت و بزرگي خشکسالي از محلي به محل ديگر متفاوت مي باشد. در دهه هاي گذشته معمولا" تحليل هاي خشکسالي به صورت توصيفي صورت مي پذيرفت و کمتر به تحليل هاي کمي پرداخته مي شد.
بنابر تعريف ، پديده خشکسالي متفاوت از خشکي مي باشد. خشکي ويژگي ذاتي اقليم هاي خشک و نيمه خشک دنيا است ، در حاليکه خشکسالي را کمبود بارش نسبت به ميانگين دوره اي بلند مدت مي دانند ، به طوري که موجب کمبود رطوبت خاک و کاهش آب هاي جاري و زيرزميني مي شود و بدين طريق فعاليت هاي انساني و حيات طبيعي ، گياهي و جانوري را بر هم بزند(باري و چورلي،١٩٩٢). با اين وجود خشکسالي ممکن است حتي مناطق مرطوب را نيز تحت تاثير قرار دهد . خشکسالي در زمره رويداد هاي حدي و خزنده اقليمي و هيدرولوژيکي بشمار مي آيند . وقوع اين پديده اغلب موجب زيان هاي اجتماعي و اقتصادي زيادي در منطقه تحت تاثير مي گردد. اثرات اين پديده بويژه زماني بيشتر ملموس است که مدت زيادي در حد چندين فصل ويا چندين سال پياپي به طول انجاميده و از شدت زيادي نيز برخوردار باشد.
به طور کلي عموم محققاني که در زمينه خشکسالي فعاليت مي کنند در ماهيت و اثرات گوناگون خشکسالي اتفاق نظر دارند ولي با توجه به نيازها و زمينه هاي کاري خود تعاريف خاصي ازآن ارائه داده اند (فرج زاده ،١٣٧٤).
براي مثال اقليم شناسان عموما" خشکسالي را به عنوان دوره اي در نظر مي گيرند که در طول آن ، ميزان بارش کمتر از ميانگين آن در بلند مدت باشد. تعريف مذکور تابع موقعيت مکاني و فصلي است . متخصصان علوم کشاورزي ، خشکسالي را از منظر زندگي گياهي و ميزان رطوبت خاک مطالعه مي کنند. همچنين آب شناسان کاهش جريان رودخانه ها و افت سطح آب هاي زيرزميني عامل خشکسالي مي دانند و بالاخره بعضي از محققين به خشکسالي اقتصادي – اجتماعي اشاره مي کنند که پس از يک دوره بسيار طولاني مدت خشکسالي هواشناسي و هيدرولوژيکي حادث مي گردد و موجب قحطي ، مرگ و مير و مهاجرت دسته جمعي انسان ها مي گردد.
پايش خشکسالي همچنين يکي از فاکتورهاي مهم و کليدي در مديريت ريسک بويژه در مناطق مستعد و در معرض خطر خشکسالي است .
کشور ايران به علت واقع شدن در منطقه جنب حاره و دارا بودن نوسان قابل توجه بارش در ادوار گذشته ، کم و بيش با پديده خشکسالي درگير بوده است . استان بوشهر در جنوب کشور مانند اکثر مناطق ايران از نظر بارش هاي سالانه ، فصلي و ماهانه داراي ضريب تغييرات بالايي است ، به طوري که در طي يک دوره آماري ٣٠ ساله در سطح استان ، ١٤ تا ١٧ سال خشکسالي رخ داده است . همچنين در ين دوره وقوع خشکسالي فصلي نيز متغيير و زياد بوده است .
بنابراين و با توجه به اينکه مهمترين محصولات کشاورزي استان بوشهر گندم و جو هستند و تقريبا" بيش از٨٠ درصد از سطح زير کشت اين محصولات به کشت ديم اختصاص دارد، وابستگي شديد کشاورزي اين استان به بارندگيهاي سالانه و پراکندگي زماني ين بارش ها در طول فصول سال آشکار مي شود.در همين راستا اين پژوهش ضمن بررسي فراو ني ، شدت وقوع دوره هاي خشکسالي در منطقه مورد مطالعه ، سعي داشته است ارتباط بين اين پديده را با کاهش عملکرد اين محصولات با خشکساليهاي اخير مورد بررسي قرار دهد.
منطقه مورد مطالعه :
محدوده مورد مطالعه شامل استان بوشهر مي باشد که مساحتي حدود ٢٧٦٥٣ کيلومتر مربع دارا بوده و در حاشيه خليج فارس به صورت نواري نسبتا" باريک در فاصله بين ٢٧ درجه و ١٤ دقيقه شمالي و ٥٠ درجه و ٦دقيقه تا ٥٢ درجه و ٥٨ درجه طول شرقي از نصفالنهار گرينويچ قرار گرفته است . اقليم منطقه مورد مطالعه در بيش از نيمي از سال تحت حاکميت پرفشار ديناميکي جنب حاره اي بوده و بدون بارندگي مي باشد. وجود يک فصل خشک طولاني مدت و تغييرپذيري بالاي مقادير بارندگي از سالي به سال ديگر باعث شده است که ميزان بارندگي سالانه در بسياري از سال ها کمتر از ميانگين باشد. با توجه به وجود دماهاي زياد به ويژه در فصل گرم ، ين منطقه را در زمره مناطق خشک قرار مي دهد.
مواد و روش ها:
داده هايي که براي تجزيه و تحليل خشکسالي در اين تحقيق مورد استفاده قرار گرفت شامل داده هاي بارندگي ، فصلي و سالانه چهار ايستگاه هواشناسي ، اقليم شناسي و بارانسنجي در سطح استان بوشهر بوده است . ايستگاه هايي که براي اين تحقيق انتخاب شدند، هم داراي آمار طولاني مدت و هم در سطح استان از موقعيت ويژه اي برخوردار مي باشند.
علاوه براين ميزان نواقص آماري ايستگاه هاي منتخب نيز به طور کلي تنها در بعضي از ايستگاه ها به مقدار کم وجود داشته است . به همين جهت براي بازسازي و تکميل داده هاي ناقص جهت آماده سازي براي آناليز، ازميان روش هاي بازسازي آماري ، روش نسبت ها و تفاضل و بر مبناي ايستگاه هاي مجاور که از همبستگي بالايي برخوردار بوده اند ، بازسازي گرديده است .
جهت پايش و مطالعه خشکسالي شاخص Z نرمال انتخاب و مورد استفاده قرار گرفت .
علت انتخاب اين شاخص ، دسترسي آسان به داده هاي بارش در مقياس منطقه مورد مطالعه ، همچنين موثر بودن تغييرات بارش يا Z نرمال به عنوان شاخص مطالعه و نوسانات مقادير بارندگي به عنوان عامل مستقل در ساير شرايط محيطي از جمله رطوبت خاک، رشد گياه ، عملکرد محصولات ، دبي رودخانه و... بوده است . شاخص مذکور، شامل يک طبقه نرمال و پنج طبقه خشکسالي است که ضمن مقايسه با شاخص هاي ديگر (ازقبيل تفاضل درصدي ازميانگين بارش و انحراف معيار) به صورت قراردادي طبقه بندي شده است . بدين منظور از داده هاي چهار ايستگاه که بر اساس سال آبي بوده و همچنين امکان پوشش دادن حداکثر منطقه مورد مطالعه را داشته ، استفاده شده است .
ابتدا، داده هاي مذکور که شامل مقادير بارندگي ماهانه ، فصلي و سالانه است و بر اساس نمره Zکه از رابطه زير به دست مي آيد مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته :
ميانگين و انحراف معيار اين عامل برابر صفر و يک است و بنابراين از نظر مقايسه اي بين ايستگاه هاي مختلف مي تواند کاربرد زيادي داشته باشد.
بحث :
خشکسالي ساليانه و فصلي ايستگاه بوشهر
ايستگاه بوشهر طي دوره آماري ٣٠ ساله مورد مطالعه (١٩٧٣-٢٠٠٢)، ١٧ رخداد خشکسالي نشان مي دهد که تقر با" ٥٦.٧ درصد کل دوره را شامل مي شود. با توجه به شاخص مورد مطالعه ، از نظر شدت ، بيشترين فراواني مربوط به خشکساليهاي با شدت متوسط است که هفت سال فراواني وقوع ، داشته است . همچنين خشکساليهاي نرمال پنج ، خشکساليهاي شديد سه و خشکساليهاي ملايم و خيلي شديد(سال ١٩٧٣) نيز يک سال در طول دوره رخ داده اند. از لحاظ تداوم سالانه دوره خشکسالي ، ايستگاه مذکور پنج دوره يک ساله ، يک دوره دو، سه و پنج ساله و بيشتر بوده است .
در فصل پاييز اين ايستگاه شاهد ١٨ رخداد خشکسالي بوده است که ٦٠ درصد کل فصل هاي پاييز را شامل مي شود. از نظر شدت ، خشکساليهاي ملايم و نرمال هرکدام پنج فصل و خشکساليهاي متوسط و شديد نيز هرکدام چهار فصل را شامل مي شوند. از لحاظ دوره هاي تداوم خشکسالي فصل پاييز، اين ايستگاه پنج دوره يک ساله ، سه دوره دو ساله و يک دوره سه و چهار داشته است .
در فصل زمستان نيز ايستگاه بوشهر ١٦ فصل خشکسالي داشته که تقريبا" ٥٣.٣ درصد از کل دوره را شامل مي گردد.
از نظر شدت در اين فصل ، هفت فصل خشکسالي متوسط ، پنج فصل خشکسالي شديد و چهار فصل خشکسالي ملايم رخ داده است . از لحاظ تداوم دوره خشکسالي نيز فصل مذکور، پنج دوره يکساله ، سه دوره دو ساله و يک دوره پنج سال و بيشتر داشته است .
در دوره فصل بهار نيز ايستگاه مذکور شاهد، ١٨رخداد خشکسالي بوده است که تقريبا" شامل ٦٠ درصد کل فصل هاي بهار مي شود. از نظر شدت نيز در اين فصل ، خشکساليهاي متوسط ١٤ فصل ، ملايم سه فصل و نرمال نيز يک فصل را در بر مي گيرد. از لحاظ تداوم نيز دوره فصل بهار، شاهد دو دوره تداوم يک ساله ، سه دوره دو ساله و دوره اي چهار و پنج ساله و بيشتر هرکدام يک سال بوده است .
در نهايت دردوره فصل تابستان در اين ايستگاه ٢٨ مورد خشکسالي رخ داده که بيش از ٩٣.٣ درصد از مجموع کل دوره را شامل مي گردد. خشکساليهاي ملاحظه شده از نوع نرمال بوده ( يعني اينکه نسبت به شاخص منتخب جهت خشکسالي اختلاف کمي دارد، و اين نشان مي دهد که خشکسالي ساليانه براي ايستگاه هاي مورد مطالعه مربوط به سه فصل ديگر مي باشد و اين فصل دخالت چنداني در اين زمينه نداشته است و در واقع اين امر به لحاظ وقوع شرايط خشکي در اين فصل در منطقه مي باشد) و خشکساليها از نوع ديگر مشاهده نشده و دوره هاي تداوم نيز چهار و پنج ساله و بيشتر را شامل مي شود جداول شماره هاي (٣ و ٤).
خشکسالي ساليانه و فصلي ايستگاه برازجان
ايستگاه برازجان طي دوره آماري ٣٠ ساله مورد مطالعه (١٩٧٣-٢٠٠٢)، ١٧ رخداد خشکسالي داشته است که تقريبأ ٥٦.٧ درصد کل دوره را شامل مي شود. با توجه به شاخص مورد مطالعه ، از نظر شدت ، بيشترين فراواني مربوط به خشکساليهاي با شدت متوسط است که شش سال فراواني وقوع ، داشته است . همچنين خشکساليهاي نرمال پنج ، خشکساليهاي شديد سه ، خشکساليهاي ملايم دو وخشکسالي مصيبت بار(سال ١٩٧٣) نيز يک سال در طول دوره رخ داده اند. از لحاظ تداوم سالانه دوره خشکسالي، ايستگاه مذکور پنج دوره يک ساله ، سه دوره دو ساله و دو دوره سه ساله بوده است .
در فصل پاييز اين ايستگاه شاهد ١٦ رخداد خشکسالي بوده است که ٥٣.٣ درصد کل فصل هاي پاييز را شامل مي شود. از نظر شدت ، خشکساليهاي شديد، ملايم و نرمال هرکدام چهار فصل و خشکساليهاي متوسط و خيلي شديد نيز هرکدام دو فصل را شامل مي شوند. از لحاظ دوره هاي تداوم خشکساليهاي فصل پاييز، اين ايستگاه پنج دوره يک ساله ،چهار دوره دو ساله و يک دوره سه داشته است .
در فصل زمستان نيز ايستگاه برازجان ١٨ فصل خشکسالي داشته که تقريبا" ٦٠ درصد از کل دوره را شامل مي گردد. از نظر شدت در اين فصل ، هفت فصل خشکسالي متوسط ، چهار فصل خشکسالي نرمال ، سه فصل خشکسالي ملايم و دو فصل خشکساليهاي شديد و خيلي شديد رخ داده است . از لحاظ تداوم دوره خشکسالي نيز فصل مذکور، هفت دوره يکساله ، دو دوره سه ساله و يک دوره پنج سال و بيشتر داشته است .
در دوره فصل بهار نيز در ايستگاه مذکور، ٢٠ فصل خشکسالي رخ داده است که تقريبا" شامل ٦٦.٧ درصد کل فصل هاي بهار ميشود. از نظر شدت نيز در اين فصل ، خشکساليهاي متوسط ١٥ فصل ، ملايم چهار فصل و نرمال نيز يک فصل را در بر مي گيرد. از لحاظ تداوم نيز دوره فصل بهار، شاهد دو دوره تداوم يک و دو ساله ، يک دوره چهار ساله و دو دوره پنج ساله و بيشتر بوده است . در نهايت دردوره فصل تابستان در اين ايستگاه ٢٩ مورد خشکسالي رخ داده که بيش از ٩٦.٧ درصد از مجموع کل دوره را شامل مي گردد. خشکساليهاي ملاحظه شده از نوع نرمال بوده و خشکساليها از نوع ديگر مشاهده نشده و دوره هاي تداوم نيز چهار و پنج ساله و بيشتر را شامل مي شود که اين امر به لحاظ وقوع شرايط خشکي در اين فصل در منطقه مي باشد جداول شماره هاي (٣ و ٤).
خشکسالي ساليانه و فصلي ايستگاه کاکي
