بهمن فرهادی

با توجه به محدودیت های دسترسی به منابع آب در ایران و به منظور برنامه ریزی و مدیریت بهره وری آب در بخش کشاورزی، آگاهی از میزان تبخیر و تعرق گیاهان تحت تأثیر تغییر اقلیم بسیار اهمیت دارد. هدف این مطالعه، بررسی تغییرات تبخیر و تعرق گندم آبی پاییزه در ایران تحت شرایط تغییر اقلیم به منظور انجام برنامه ریزی های سازگار با شرایط اقلیمی آینده بود. به این منظور، با استفاده از داده های مدل گردش عمومی جو CCSM4 و با توجه به طول دوره رشد و ضریب رشد گیاهی محصول گندم آبی، مقادیر تبخیر و تعرق محصول در دوره پایه 2005-2020 و دو دوره آینده (2060-2021 و 2061-2100) در دو سناریوی RCP4.5 و RCP8.5 برآورد، نقشه-های مربوطه تهیه و الگوهای فضایی پدیده بررسی شد. نتایج تحقیق نشان داد، تبخیر و تعرق گندم آبی پاییزه در ایران در دوره آینده در مقایسه با دوره پایه حدود 6 درصد افزایش خواهد یافت که این افزایش در آینده دور (2061-2100) بیشتر از آینده نزدیک (2021-2060) و در ماه های مختلف دوره کشت در سناریوی RCP8.5 بیشتر از سناریوی RCP4.5 خواهد بود. بیشترین مقدار ماهانه تبخیر و تعرق در سناریوهای RCP4.5 و RCP8.5 مربوط به ماه مه به ترتیب به میزان 153 و 162 میلی متر است. ماه-های اُکتبر و نوامبر که ماه های آغازین دوره کشت هستند نیز کمترین میزان افزایش تبخیر و تعرق را در آینده به میزان تقریبی 14 میلی متر خواهند داشت. مقدار تبخیر و تعرق گندم آبی در دوره رشد در سطح کشور از 330 تا 971 میلی متر در دوره پایه تا 340 تا 1025 میلی متر در آینده دور در سناریوی RCP8.5  متفاوت است. افزایش تبخیر و تعرق در آینده بسیاری از برنامه ریزی ها را در زمینه تأمین آب محصول گندم در کشور به چالش خواهد کشید؛ ازاین رو لزوم توجه به نیاز آبی در سال های آینده به خصوص در ماه های آوریل و مه که اوج فعالیت و رشد گیاه و زمان حداکثر نیاز آبی است، ضروری است.

باتوجه به قرارگیری کشور ایران در کمربند خشک و نیمه خشک جهان، مطالعه پدیده خشکسالی به عنوان یکی از بلایای طبیعی گسترده با اثرگذاری درازمدت، در بخش های مختلف بسیار اهمیت دارد. در این مطالعه، ابتدا خشکسالی با استفاده از دو شاخص خودتنظیم پالمر ( SC-PDSI ) و بارش-تبخیر و تعرق استانداردشده ( SPEI ) در چهار دوره 3، 6، 12 و 24 ماهه در 101 ایستگاه کشور و در یک دوره زمانی 24ساله (1992-2015) بررسی شد. پس از محاسبه مقادیر شاخص ها، درصد سال های توأم با هر طبقه خشکسالی محاسبه و نتایج با داده های شبکه ای دو پایگاه جهانی داده خشکسالی مقایسه شد. نتایج نشان داد که براساس محاسبات، در هر دو شاخص بیشترین درصد سال ها تحت سیطره طبقه نرمال با تمرکز هسته های بیشینه نرمال در نیمه شرقی کشور و کمترین درصد سال ها در طبقه خشکسالی بسیار شدید با تمرکز هسته های بیشینه در نیمه غربی، مرکز و جنوب کشور بوده است. آغاز دوره خشکسالی در شاخص SC-PDSI ، سال 1999 و در دوره های زمانی چهارگانه شاخص SPEI ، سال های 1999 و 2000 بوده است. خشکسالی های شدید و بسیار شدید در بخش هایی از کشور که از وضعیت بارشی نسبتاً مناسب تری برخوردار هستند، اتفاق افتاده است. مقایسه نتایج محاسبات با 99 نقطه اخذشده از دو پایگاه داده نشان داد که در هر دو شاخص، پایگاه داده خشکسالی را شدیدتر از آنچه که هست، نشان داده است و باوجود هماهنگی زمانی مناسب، هماهنگی مکانی در شدت های مختلف خشکسالی وجود ندارد. برپایه یافته های این پژوهش، مناطق مستعد خشکسالی در کشور برای تنظیم برنامه های کلان مقابله با این مخاطره قابل شناسایی است.

گندم یکی از مهم ترین محصولات استراتژیک کشاورزی است که در تأمین غذای ساکنین کشورمان اهمیت زیادی دارد. هدف از این تحقیق، ارزیابی کارایی مدل شبیه سازی گیاهی آکواکراپ در تعیین میزان عملکرد و تاریخ شروع کاشت گندم دیم و آبی در استان کرمانشاه است. به این منظور عملکرد گندم تحت شرایط کاشت دیم و آبی با استفاده از داده های اقلیمی روزانه (شامل بارش، دماهای حداقل و حداکثر، تبخیروتعرق پتانسیل، سرعت باد و ساعات آفتابی) و همچنین سایر اطلاعات محیطی در پنج ایستگاه سینوپتیک استان در یک دوره 22 ساله (2013-1992) توسط مدل آکواکراپ شبیه سازی شد. از بین تاریخ های ورودی به مدل، تاریخی که بیشترین عملکرد محصول را داشت، به عنوان بهترین تاریخ کاشت برای مناطق مورد نظر انتخاب گردید. نتایج تحقیق نشان داد، از نظر عملکرد، دشت روانسر برای کاشت گندم دیم و دشت سرپل ذهاب برای کاشت گندم آبی مستعدتر است. عملکرد گندم نسبت به تغییر تاریخ کاشت حساسیت زیادی نشان داد. تاریخ های کاشت گندم دیم در ایستگاه های منطقه بین 18 مهر تا 29 آبان، و گندم آبی بین 18 مهر تا 19 آبان پیشنهاد گردید که با تاریخ های واقعی کاشت در منطقه مطابقت خوبی دارد. به طور کلی، مدل آکواکراپ عملکرد و طول دوره کاشت گندم دیم و آبی را در شرایط آب و هوایی استان کرمانشاه به خوبی شبیه سازی کرد و از اینرو می تواند به عنوان یک ابزار مهم برای بررسی پتانسیل عملکرد گندم در این استان و استان های با اقلیم مشابه مورد استفاده قرار گیرد.

یکی از رویکردهای مهم در مطالعات آب و هواشناسی بررسی اثر تغییر عناصر اقلیمی بر عملکرد محصولات کشاورزی در عرصه های جغرافیایی است. این مطالعه با هدف پیش بینی عملکرد محصول ذرت تحت تأثیر پدیده تغییر اقلیم در استان کرمانشاه به انجام رسیده است. از مدل CGCM3 تحت سناریوی A1B و روش ریزمقیاس نمایی[1] و نیز مدل کشاورزی WOFOST با بهره گیری از آمار روزانه عناصر آب و هوایی چهار ایستگاه استان شامل دماهای حداقل و حداکثر، بارش، رطوبت نسبی و ساعات آفتابی در یک دوره 28ساله (2009-1982) استفاده شده است. داده های پایه (2009-1982) و آینده (2050-2023) از سایت سناریوها و داده های اقلیمی کانادا اخذ و میزان تغییر هر یک از پارامترهای اقلیمی پس از ریزمقیاس نمایی بررسی و نتایج وارد مدل شبیه سازی کشاورزی WOFOST شد. نتایج تحقیق نشان داد دماهای حداقل و حداکثر ایستگاه ها در دوره 28ساله آتی به ترتیب به طور میانگین 3/1 و 7/1 درجه سلسیوس افزایش پیدا خواهد کرد. بارش با وضعیت های افزایشی و کاهشی روبه رو خواهد شد. با وجود افزایش طول دوره رشد ذرت آبی در منطقه به دلیل افزایش دما، مقدار عملکرد پتانسیل محصول در آینده به دلیل کاهش بارندگی در بخش هایی از منطقه و نیز کاهش رطوبت نسبی به طور چشمگیری تا میانگین %22 کاهش پیدا خواهد کرد. بیشترین کاهش عملکرد متوجه منطقه سرپل ذهاب در ناحیه پست و گرمسیری غرب استان به میزان %7/28 خواهد بود.   [1]. Change Factor

بررسی شرایط محیطی به ویژه شرایط اقلیمی محصولات زراعی از جمله سویا که ارزش غذایی و اقتصادی فراوانی برای کشور دارد از اهمیت بالایی برخوردار است. در همین راستا برای تعیین توان اقلیمی کشت سویا در ایران، محدوده های نهایی که دارای حداقل های اقلیمی مورد نیاز کشت این گیاه هستند، مشخص شد. با انتخاب یک دوره آماری 20 ساله از سال 1989 تا 2008 و ترسیم نقشه هم بارش ایران بر مبنای تمام ایستگاه های موجود کشور که بالای 20 سال داده های روزانه کاملی داشتند، سه محدوده دارای بارش سالانه بیش از 500 میلی متر در شمال، غرب و جنوب غرب مشخص گردید. برای افزایش دقت کار، با ایجاد ایستگاه های مجازی بر اساس آستانه دماهای حداقل و حداکثر روزانه، نقاط خارج از محدوده حذف و محدوده های داخلی هر کدام از نواحی مناسب، جهت توان سنجی نهایی مورد تأیید قرار گرفتند. با استفاده از نرم افزار CGMS داده های دمای حداقل، حداکثر، فشار بخار، ساعات آفتابی و باد، برآورد شدند و برای برآورد بارش از روش زمین آمار اسپلاین کاملاً منظم (CRS) و هم چنین جهت تخمین درصد رطوبت نسبی از روش اسپلاین منظم (SR) استفاده شد. در مرحله بعدی میانگین میزان کاهش بازدهی گیاه سویا در شرایط دیم با استفاده از نرم افزار CROPWAT تعیین شد. در ادامه کار، میزان ارزش سه لایه بارش، رطوبت نسبی و دمای حداکثر تبیین و با بهره گیری از روش AHP ، میزان وزن هر لایه تعیین و بر هم منطبق شدند. یافته های این پژوهش نشان داد که نواحی غرب و جنوب غرب با درصد کاهش بازدهی بیش از 50 درصد به لحاظ استعداد کشت دیم سویا دارای شرایط ضعیف تا متوسط هستند ولی نیمه غربی ناحیه شمالی کشور، به عنوان منطقه مستعد کشت سویا می تواند در نظر گرفته شود. محاسبات نشان داد که کسری بازدهی این پهنه کم تر از 10 درصد بوده و از این نظر استعداد خوبی برای کشت سویا به صورت دیم دارد. هم چنین معلوم شد که برای شروع کشت محصول سویا به صورت دیم در همه پهنه ها، اردیبهشت ماه نسبت به ماه های دیگر مناسب تر است.

استفاده از متغیرهای آب وهوایی و طبیعی در تنظیم فعالیت های کشاورزی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در مطالعة حاضر، میانگین تاریخ های آغاز و خاتمة دورة بارش اصلی در ده ایستگاهجنوب دریای خزر با استفاده از شاخص درصد تجمعی میانگین بارش کل سال در دوره های پنج روزه (pentads) با نرم افزار Instat محاسبه شد. بر اساس تاریخ های آغاز به دست آمده از نرم افزار و با استفاده از آمار روزانة عناصر آب وهوایی شامل بارش، دماهای حداکثر و حداقل، رطوبت نسبی حداکثر و حداقل، تابش خورشیدی و سرعت باد در دوره ای 26ساله و نیز به کمک خصوصیات خاک ایستگاه ها طول دورة کشت و عملکرد پتانسیل کلزا با استفاده از مدل CropSyst برآورد شد. در نهایت، بر اساس بیشترین عملکرد به دست آمده از بین تاریخ های مختلف، مناسب ترین تاریخ شروع و طول دورة کشت محصول تعیین شد. نتایج تحقیق نشان داد که تاریخ های آغاز دورة بارش اصلی در ایستگاه ها از 8 شهریور تا 10 آبان متغیر است و این تاریخ ها در مقایسه با تاریخ های خاتمة بارش نوسان کمتری دارد. مناسب ترین تاریخ های آغاز کشت کلزا در ایستگاه ها از 13مهر تا 29 آبان با طول دورة کشت 173تا 209 روز تعیین شد. عملکرد پتانسیل محصول در منطقه با میزان بارندگی رابطة مستقیم و با دوری از ساحل رابطة معکوس دارد.