بخشی از مقاله
چکیده
این پژوهش به بررسی اثر تغییر اقلیم ناشی از خشک شدن دریاچه ارومیه بر روی تولید گندم اراضی حسنلو واقع در شهرستان ارومیه می پردازد. بدین منظور متغیرهای بارش و دما پدیده مورد بررسی قرار گرفت و با انجام آزمون های روند در دو بازه زمانی قبل و بعد از خشک شدن دریاچه ارومیه ارزیابی شد. سپس با استفاده از مدل لارس تولید دادههای آینده در مقیاس روز با به کارگیری مدل های گردش عمومی و تحت سناریوهای انتشار، پارامترهای بارش ، دمای حداقل و حداکثر و ساعت آفتابی برای سال های 2030-2011 پیش بینی گردید.
به منظور روندیابی متغیرهای اقلیمی ، پیش بینی در دو بازه زمانی 1965-2000 و 2001-2008 انجام شد. برای پیش بینی رشد و تولید محصول زراعی گندم از مدل Sucros با بکارگیری ماده خشک، مراحل فنولوژی، عملکرد و اطلاعات روزانه اقلیمی روزانه شبیه سازی شد. در ادامه مراحل رشد که خود تابعی از دما است محاسبه و توزیع ماده خشک بین اندام ها بر اساس مراحل رشد فنولوژیکی تعیین گردید.
نتایج نشان داد مدل لارس در شبیه سازی از قابلیت نسبتا خوبی برخودار بود. همچنین با توجه به نتایج آزمون RMSE تغییرات بارش از روند معناداری برخوردار نبوده ولی دما وساعت آفتابی دارای روند یکسان بوده و میتوان ادعا کرد که دادههای اقلیمی پیش بینی شده توسط مدل لارس در دو بازه زمانی قبل و بعد از شروع خشک شدن دریاچه ارومیه ازروند یکسان برخوردار هستند .
همچنین تحلیل نتایج پیش بینی عملکرد گندم مدل سوکروز با روش شبیه سازی در هر دوبازه زمانی مذکور نشان داد عملکرد تولیدی که طی این دو روش محاسبه میشود از روند معنا داری برخوردار است که تقریبا از خط نیمساز عبور میکند، لذا میتوان گفت در پیش بینی عملکرد محصول نمی توان عاملی به نام تغییر اقلیم را موثر دانست.آنچه مشهود است این است که برای یک تاریخ کشت کاهش عملکرد در دوره آتی تفاوت معناداری با دوره پایه ندارد.البته این نکته حایز اهمیت است که کوتاه شدن دوره رشد و دریافت کمتر انرژی تابشی ،کاهش عملکرد پتانسیل را در آینده در پی خواهد داشت که در اینجا مورد مطالعه واقع نشده است.
همچنین نتایج شاخص سطح برگ برای سناریوی اقلیمی -2011 2030 با توجه به شبیه سازی داده های اقلیمی مورد نیاز مدل سوکروز با دو روش شبیه سازی از روی دادههای -1965 - 2000قبل از شروع کاهش سطح دریاچه - و داده های - 2008-200 1بعد از شروع کاهش سطح دریاچه - نشان داد که هر دو منحنی مذکور با تفاوت بسیار اندک بر هم منطبق هستند وتفاوت آنها با منحنی شاخص سطح برگ سالهای گذشته موید این مطلب است که در سالهای گذشته با بالا بودن شاخص سطح برگ میزان دریافت انرژی نیز افزایش می یابد و این مطلب نیز مثبت بودن شیب عملکرد را به گونه ای دیگر توجیه و بیانگر نزولی بودن شیب در سالهای بعدی میباشد.
نتایج آنالیز وزن ریشه و وزن ساقه برای سناریوی اقلیمی 2030-2011 با استفاده از مدل سوکروز و نتایج تجزیه رگرسیون موید رابطه مثبت و معنی دار میان نسبت وزن ریشه به وزن ساقه در مقابل وزن ریشه وجود دارد و این نشان دهنده کاهش عملکرد پتانسیل محصول گندم طی سالهای آتی میباشد، چراکه بیشتر انرژی صرف توسعه ریشه شده است.
مقدمه
در کشورایران، کشاورزی نقش اقتصادی و اجتماعی مهمی را بازی می کند و به عنوان آسیب پذیرترین بخش به تغییرات آب و هوایی که توسط مدلسازی مدلهای گردش عمومی - - GCM پیش بینی شده، شناخته شده است. متوسط دمای سطح زمین طی قرن گذشته در حدود.6 / درجه سلسیوس افزایش یافته است و انتظار می رود این افزایش به زیادشدن مقادیر تبخیر و تعرق منجر شود و اتمسفر را قادر سازد تا مقادیر بیشتری از بخار آب را جا به جا نماید .بنابراین گرم شدن جهانی هوا، ممکن است چرخه هیدرولوژی را تسریع کرده و منابع آب جهانی با سرعت بیشتری دوباره توزیع شود و این امر موجب تغییر بیشتر پارامترهای اقلیمی گردد .
دریاچه ارومیه سومین دریاچه فوق شور در جهان است و به دلیل اهمیت اقلیمی، اقتصادی، اکولوژیک وزیست محیطی از نواحی جغرافیایی قابل توجه و مطرح در ایران به شمار می رود. سطح آب این دریاچه نیز همانند سایر دریاچه های بزرگ جهان طی سال های مختلف، دارای نوسان های دوره ای مشخص بوده است. چنین به نظر می ر سد که می توان از این نوسان های دوره ای به عنوان مدرکی معتبر و تاریخی از تغییرات طبیعی اقلیم در ایران بهره گیری کرد.
در سال های اخیر، کاهش قابل ملاحظه سطح آب، مشکلاتی را برای محیط زیست دریاچه و ساکنان آن به همراه داشته است ، بادهای نمکی حاصل از این پسروی، خطری جدی برای کشاورزی استان محسوب میشود. کمترین ضربه خشکی دریاچه ارومیه در منطقه این خواهد بود که منجر به افزایش شوره زار در جامعه و به تبع آن نابودی زمین های کشاورزی و در نهایت از بین رفتن موقعیت های اقتصادی و بیکاری خواهد شد.این تحقیق مبتنی بر مدلهای شبیه سازی رشد بوده که امکان پیش بینی عملکرد گیاهان زراعی رابا استفاده از اطلاعات آب و هوایی پردازش شده توسط مدل های GCM رافراهم می آورد.
برای بررسی اثرات تغییر اقلیم، بر نیاز آبی و عملکرد محصولات کشاورزی، لازم است که مطالعاتی در سه بخش کلی به صورت زیر انجام شود.
1. آشکارسازی رخداد تغییر اقلیم قبل و بعد از خشک شدن دریاچه ارومیه
2. پیش بینی و شبیه سازی داده های هواشناسی با استفاده از مدلLARS
3. به کار گیری نتایج مدل های اقلیمی برای پیش بینی عملکرد محصول گندم توسط مدل SUCROS
دراین مطالعه ارزیابی تاثیر تغییرات آب و هوایی در کشت گندم - که کشت عمده بوده و بیشترین تاثیر را از کمبودآب می پذیرد - با استفاده از اطلاعات آب و هوایی مشاهده شده و پیش بینی شده به صورت همزمان، توسط مدل سوکروز انجام میگیرد و تغییرات آب و هوایی توسط خروجی مدل GCM نرم افزارمولدداده LARS ، تحت سناریوی ارائه شده از پانل بین المللی تغییرات آب و هوایی - - IPCC ودر دو زمان که بیانگرسالهای قبل و بعد از تغییر تراز سطح آب دریاچه ارومیه می باشد انجام خواهد شد.
مواد و روشها:
مبنای اصلی در این پژوهش بررسی اثر تغییر اقلیم ناشی از خشک شدن دریاچه ارومیه بر کشت گندم درمنطقه ارومیه طی چند مرحله به شرح زیر انجام گرفته است:
1. در بخش اول این تحقیق به بررسی امکان وقوع پدیده تغییراقلیم درمنطقه تحت مطالعه با بررسی متغیرهای بارش و دما پرداخته شده است. این کار با انجام آزمون های روند بر روی داده های مشاهداتی دما و بارش قبل و بعد از خشک شدن دریاچه ارومیه تحقق یافت.
2. در بخش دوم، نتایج مدل لارس در محدوده منطقه مورد مطالعه بر اساس سناریوهای محتمل از اقلیم آینده ، تهیه و جمع آوری شده است و با داده های دیده بانی شده کالیبری گردید.
3. بخش سوم شامل پیش بینی و شبیه سازی متغیرهای دما و بارش در دوره های آتی می باشد. در این راستا با استفاده از سناریویBCM 2و انتشار SRA1B داده های روزانه دمای حداکثر و حداقل و بارش برای استفاده در مراحل بعد تولید شد.
4. از مدل سوکروز برای پیش بینی و محاسبه عملکرد گندم استفاده شد و بدین ترتیب تاثیر اقلیم بر ویژگی هایچرخه محصول و کمبود آب بررسی و راهکارهای مناسب در این زمینه ارائه شده است.
برای انتخاب طول دوره آماری :داده های هواشناسی سی و شش سال از سال 1965 تا 2000 میلادی سوابق روزانه بارش و دمای حداکثر و حداقل روزانه و ساعت آفتابی برای قبل از شروع روند کاهش سطح آب دریاچه ارومیه و 8 سال آمار از سال 2001 تا 2008میلادی - شامل همان داده های ذکر شده در سال های بعد ازشروع خشک شدن دریاچه از ایستگاه سینوپتیک ارومیه می باشد.
بازسازی داده های آماری:
در ایستگاه سینوپتیک موجود در استان به علل گوناگون درموارد نادری برخی از آمارهای تحت بررسی به طور کامل موجود نیست. هر چند که خوشبختانه درصد کمی ازداده های مورد نیاز ناقص و در طی محاسبات انجام شده ازروش همبستگی خطی ساده دو متغیره استفاده گردید. در این میان داده های ساعت آفتابی دچار نقص زیادتری بود که به این خاطر مدل LARS-WG که چه برای مدل سازی دوره دیده بانی شده و چه برای دوره آینده پارامترهای مهم اقلیمی را با توجه به مدل گردش عمومی و تحت سناریوهای انتشار شبیه سازی می کند استفاده شد و همان داده های دیده بانی شده را بار دیگر با مدل LARS-WG شبیه سازی کرده و با این عمل و ایجاد رابطه همبستگی خطی یک متغیره داده های ناقص تولید شد.
به منظور کنترل کیفی داده ها آمار هواشناسی موجود یک بارتوسط کارشناسان سازمان هواشناسی تحت این آزمون قرار گرفته اند. با این حال در جریان انجام عملیات آماریبا بررسی عینی پارامترهای گوناگون داده های پرت از طریق صحت و سقم آنها در مقایسه با سایر داده هاشناسایی شده و عندالزوم داده های مذکور حذف گردیده اند. بررسی ارتباط بین متغیرها بخش عمده ای از هر پژوهش علمی است و عنایت به آن تفسیر یافته های تحقیقاتی را معتبر می سازد رگرسیون مبحثی در علم آمار است که این مهم را فراهم می کند
رگرسیون یک روش آماری برای بررسی و مدل سازی رابطه بین متغیرهاست این روش تقریبا در تمامی علوم از جمله فیزیک اقتصاد مدیریت و کشاورزی مورد استفاده واقع می شود در حقیقت رگرسیون یکی از کاربردی ترین روش های آماری است به این منظور پس از شبیه سازی داده های دیده بانی شده توسط مدل لارس بررسی می شود که آیا می توان رابطه همبستگی ای بین آنچه از مدل لارس استخراج شده و آنچه در سازمان هواشناسی ثبت گردیده بدست آورد یا نه؟ سپس با بدست آوردن رابطه بین این دو می توان داده های مربوط به تخمین سناریوی آینده را کالیبره کرد.
