بخشی از مقاله
چکیده
تغییر اقلیم باعث تغییراتی در الگوهاي بارش و دما و مقدار آنها میشود و این تغییرات میتواند نیاز آبی گیاهان را تحت تأثیر قرار دهد. هدف این مطالعه بررسی اثر تغییرات اقلیمی ایستگاه آبادان میباشد. از مدل LARS-WG5 براي تولید دادههاي اقلیمی بارش و دما در دوره آتی تحت سناریوهاي مختلف انتشار استفاده شد، سپس این دادهها و همچنین دادههاي دوره پایه جهت آشکارسازي تغییرات اقلیمی باهم مقایسه شدند.
نتایج تولیدشده براي دوره آینده تحت سناریوهاي A1B، A2 و B1 نشان داد میانگین ماهانه کمینه و بیشینه دماهاي روزانه در اکثر ماههاي سال افزایش را نشان میدهد در ماه جولاي افزایش حداکثر دما و در ماههاي ژوئن و جولاي افزایش حداقل دما نسبت به دیگر ماههاي سال بیشتر مشاهده میشود. در رابطه با بارش در دوره 2040 تا 2070 افزایش بارش را از ماه آگوست تا دسامبر نسبت به دوره پایه نشان میدهد. معنیدار نبودن اختلاف بین میانگین ماهانه دادههاي دماي کمینه و بیشینه در دوره آتی بدون در نظر گرفتن سناریو با دادههاي دوره مشاهداتی، توانایی مدل LARS-WG را در شبیهسازي دماي هوا نشان میدهد.
-1 مقدمه
یکی از بزرگترین چالشهاي بشریت در قرن بیستویک تغییر اقلیم است که با دامنهي اثرات خود در بخشهاي مختلف، تهدیدي جدي براي حیات در صور متفاوت آن محسوب میشود. تغییرات دماي کره زمین و روند رو به افزایش آن با توجه به شرایط آب و هوایی در سراسر جهان تحت عنوان تغییر اقلیم شناخته میشود - هاشمی نسب و همکاران، . - 43 :1392 گرمایش جهانی کره زمین، بهاحتمالزیاد توالی و بزرگی حوادث آب و هوایی شدید را افزایش میدهد - رودیر و همکاران،. - 1073 :2011 درعینحال علیرغم اثرات مستقیمی که این وقایع بر روي محصولات کشاورزي و میزان عملکرد آنها دارد، هنوز بهخوبی مشخص نیست که این اثرات در مناطق مختلف چگونه میتواند باشد.
معتبرترین ابزار جهت بررسی اثرات تغییر اقلیم بر سیستمهاي مختلف، استفاده از متغیرهاي شبیهسازيشده توسط مدلهاي جفت شدهي جوي-اقیانوسی است که قادر هستند فرا سنجههاي جوي-اقیانوسی را با اتکا به سناریوهاي تائید شده IPCC براي یک بازه طولانی مدلسازي نمایند - دیبیکی و کالیبلی، - 145 :2005 این مدلها تأثیر آئرسل ها و همچنین اثر تأخیري اقیانوس را نیز محاسبه میکنند. این ویژگی اقیانوس بدین معنی است که سطح زمین و اتمسفر پایین حتی اگر غلظت گازهاي گلخانهاي در قرن بعد ثابت بماند براي صدها سال شروع به گرم شدن میکند.
مدلهاي مصنوعی مولد پارامترهاي هواشناسی بهعنوان یکی تکنیک آماري جهت تولید داده هاي هواشناسی روزانه در مواقعی که دادههاي طولانیمدت در دسترس نیست، توسعه یافتهاند - حجار پور و همکاران، . - 201 : 1393 در این پژوهش بهمنظور بررسی تغییرات الگوهاي بارش و دما و پیشبینی روند آن در بازه زمانی 2040 تا 2070 از روش ریزمقیاس نمایی آماري با استفاده از یک مدل مولد تصادفی دادههاي هواشناسی به نام LARS-WG اقدام شده است که یکی از مدلهاي بسیار توانمند براي شبیهسازي رویدادهاي شدید اقلیمی بهویژه بارش میباشد. دانشمندان نشان دادند که LARS-WG قادر به تولید دادههاي آب و هوایی میباشد که شبیه داده هاي آب و هوایی روزانه ثبتشده گردش عمومی جو - GCM - است و درعینحال با استفاده از دادههاي تولیدشده در سناریوهاي مربوط به مدل گردش عمومی جو، پیشبینی قابل قبولی از وضعیت فرا سنجهها ارائه میدهد.
از 15 مدل با سناریوهاي مختلف استفاده میکند تا بتواند به ارزیابی طیف وسیعی از عدم قطعیت اثرات تغییر آبوهوا در مقیاس محلی بپردازد که بر اساس چهارمین گزارش ارزیابی IPCC تهیهشده است و مورد تائید قرارگرفته است. تحقیقات زیادي در بخشهاي مختلف دنیا بهمنظور بررسی اثرات تغییرات اقلیم بر روي محصولات کشاورزي صورت گرفته است ابراهیم پور و همکاران - 1391 - در مطالعهاي با استفاده از مدل SIMETAW و سناریوهاي تغییر اقلیم در ایستگاه مشهد نشان دادند که تبخیرتعرق پتانسیل به طور متوسط در دوره هاي 2020 تا 2050 و 2050 تا 2080 به ترتیب 5/25 و 92/21 میلیمتر در ماه تحت سناریوي A2 و 2/52 و 0/20 میلیمتر در ماه، تحت سناریوي B2 نسبت به دوره پایه 5/35 و 10/49 افزایش خواهد داشت.
آبابایی و همکاران - 1389 - اثر تغییر اقلیم بر عملکرد گندم فاریاب را تحت سناریوهاي تغییر اقلیم A2 و B1 در منطقه رود دشت اصفهان موردمطالعه قراردادند و نتیجه گرفتند میانگین بارش سالانه، مجموع بارش سالانه در طول دوره رشد گیاه و متوسط دماي روزانه تحت هر دو سناریوي تغییر اقلیم افزایش خواهند یافت. اثر تغییر اقلیم بر عملکرد محصول گندم فاریاب با استفاده از مدل SWAP مورد ارزیابی قرار گرفت. متوسط عملکرد نسبی تحت دو سناریوي تغییر اقلیم A2 و B1 نسبت به سناریوي مبنا، به ترتیب 1/49 و 2/1 درصد و متوسط عملکرد دانه گندم به ترتیب 4/19 و 17/9 درصد کاهش یافت.
روزنزویگ و پري - 1994 - پیشبینی کردهاند که طول دوره رشد گیاهان در ایران بهشدت کاهش خواهد یافت و تولید محصول غلات نیز بین 5 تا 22 درصد در کشاورزي دیم دچار افت خواهد شد. کوچکی و همکاران - 1386 - بامطالعه اثر تغییر اقلیم بر شاخصهاي اقلیمی- زراعی ایران با استفاده از مدلهاي گردش عمومی، تغییرات قابلتوجه طول فصل رشد و الگوهاي بارش توأم با افزایش دما را در اغلب مناطق کشور پیشبینی کردهاند.
برزگر و سلطانی - 1386 - افزایش 26/17 درصدي در متوسط عملکرد محصول نخود دیم را در شمال غرب ایران به دلیل کاهش دوره رشد گیاه و زودرستر شدن آن و درنتیجه انطباق بهتر رشد گیاه در شرایط دیم با ذخیره آبی خاك و کاهش دوره تنش انتهاي فصل رشد گزارش کردند. علیزاده و همکاران - 1389 - نتیجه گرفتند که در صورت افزایش دماي هوا به میزان 1،2 و 4 درجه سانتیگراد، میزان تبخیرتعرق محاسبه شده براي تمامی ماه ها افزایش خواهد یافت و همچنین نیاز آبی الگوي کشت گیاهان در حوضه کشف رود به ترتیب 10،6 و 16 درصد افزایش پیدا خواهد کرد. سلیمانی ننادگانی و همکاران - 1391 - با بررسی رخداد پدیده تغییر اقلیم و تأثیر آن برزمان کاشت، طول دوره رشد و نیاز آبی گندم زمستانه در منطقه بهشهر به این نتیجه رسیدند که تحت شرایط تغییر اقلیم در آینده، دوره زمانی مناسب براي کاشت گندم بین 9 تا 27 روز افزایش و طول دوره رشد گیاه بین 4 تا 14 روز کوتاهتر خواهد شد.
تبخیر تعرق گیاه در طول فصل رشد افزایش مییابد اما درمجموع تبخیرتعرق کل فصل رشد گیاه به دلیل کوتاهتر شدن دوره رشد کاهش خواهد یافت. در دیگر نقاط جهان نیز اثر تغییر اقلیم بر گیاهان و نیاز آبی آنها بررسیشده است. بهطور مثال کوروبو - 2002 - اثرات تغییر اقلیم را بر تولید حبوبات در مالدیو بررسی کرد و نتیجه گرفت که تغییر اقلیم که باعث افزایش گرماي جهانی شده منجر به وقوع خشکی در طول دورههاي رشد گیاه خواهد شد و در منطقه مطالعاتی شرایط اقلیمی آینده بر تولید حبوبات و گندم زمستانه اثراتی منفی خواهد داشت. یو و همکاران - 2002 - با بررسی روند تبخیرتعرق در شالیزارهاي تایوان اعلام کردند تا سال 2050، حدود 3 تا 5 درصد به تبخیرتعرق برنج اضافه خواهد شد.
یانو و همکاران - 2007 - با بررسی تأثیر تغییر اقلیم بر رشد و نیاز آبی گیاهان گندم و ذرت در ساحل شرقی دریاي مدیترانه در ترکیه نتیجه گرفتند که بالا رفتن دما باعث افزایش سرعت رشد فیزیولوژیکی هر دو گیاه میشود و این خود باعث زودرس شدن این محصولات و درنتیجه کاهش دوره رشد میشود. هاورکورت و ورهاگن - 2008 - ، با بررسی اثر تغییر اقلیم بر سیبزمینی در اروپا شمالی به این نتیجه رسیدند که تغییر اقلیم باعث طولانی شدن فصل رشد سیبزمینی در این منطقه خواهد شد. لوم و همکاران - 2009 - اثر پتانسیل تغییر اقلیم بر گندم را در نواحی شمالی و مرکزي تانزانیا بررسی کردند و نتیجه گرفتند که دما در هر دو ناحیه افزایش، میانگین بارندگی سالانه در مرکز افزایش و در شمال کاهش مییابد. کاشت گندم در هر دو منطقه زودتر انجامشده و طول دوره رشد گندم کاهش مییابد.
برسی منابع وجود نشان میدهد که تغییر اقلیم در مناطق مختلف اثرات متفاوتی را بر گیاهان مختلف در شرایط دیم و آبی دارد و لازم است براي تدوین الگوي مناسب کشت در آینده براي هر منطقه، این اثرات موردمطالعه قرار گیرد. هدف این پژوهش بررسی تغییرات اقلیمی ایستگاه آبادان با استفاده از مدل LARS-WG میباشد تا با بهرهگیري از نتایج آن بتوان تدابیري اتخاذ کرد که اثرات تغییر اقلیم در منطقه را کاهش داده و سازگاري بیشتري را با شرایط جدید بهویژه ازنظر تاریخ کشت، نوع کشت و سایر اقدامات مدیریتی محصول و محیطزیست به عمل آورد.
-2 مواد و روشها
-1-2موقعیت منطقه
استان خوزستان با مساحت 63633,6 کیلومترمربع بین 29 درجه و 57 دقیقه تا 33 درجه و صفر دقیقه عرض شمالی از خط استوا و 47 درجه و 40 دقیقه تا 50 درجه و 33 دقیقه طول شرقی از نصفالنهار گرینویچ در جنوب غربی ایران قرار دارد و از شمال با استان لرستان، از شمال شرقی و مشرق با استانهاي چهارمحال و بختیاري و کهگیلویه و بویراحمد، از جنوب شرقی با استان بوشهر، از جنوب با خلیجفارس و از مغرب با کشور عراق هممرز است.
-2-2داد هها
دادههاي موردنیاز براي اجراي مدل عبارتاند از: مقادیر بارش و تابش و درجه حرارتهاي کمینه و بیشینه روزانه در یک ایستگاه که پس از دریافت آن از اداره کل هواشناسی و تبدیل آن با توجه به فرمت موردنظر مدل، آنها را در مدل فراخوانی کرده و مدل را اجرا شد. مدل، محاسبات آماري پیچیدهاي را بر روي متغیرهاي هواشناسی انجام میدهد. مدل لارس در سه مرحله کالیبره کردن داده ها، ارزیابی دادههاي تولیدشده براي گذشته و تولید داده ها براي آینده قابلاجرا است. خروجی مدل شامل داده هاي سال، روز، دماي حداقل و دماي حداکثر روزانه، بارش و تابش روزانه میباشد. در مرحله کالیبره کردن دادههاي مرتبشده دوره پایه طبق فرمت مدل را در مدل فراخوانی کرده و خروجی آن، تولید داده براي گذشته است که دادههاي آن شبیه فرمت ورودي به مدل است.
