عبدالمجید لیاقت

هدف از این پژوهش مقایسه عملکرد مدل های سری زمانی SARIMA و Holt-Winters با روش های هوش مصنوعی شامل شبکه عصبی مبتنی بر توابع پایه شعاعی (RBF) و سیستم استنباط عصبی- فازی تطبیقی (ANFIS) به منظور پیش بینی فراوانی روزهای همراه با طوفان گردوغبار (FDSD) در فصل آتی است. بدین منظور، از داده های ساعتی گردوغبار و کدهای سازمان جهانی هواشناسی در پنج ایستگاه سینوپتیک استان سیستان و بلوچستان با طول دوره آماری 25ساله (۱۹۹۰-2014) استفاده شد. نتایج نشان داد روش ANFIS، نسبت به سایر روش ها، بهترین عملکرد را داشت و معیارهای ارزیابی R، RMSE، MAE، و NS آن به ترتیب از 72/0، 57/0، 42/0، و 71/0 تا 95/0، 51/0، 40/0، و 96/0 متغیر بود. همچنین، با افزایش شاخص متوسط FDSD در ایستگاه ها (از 06/1 تا 11/7)، دقت پیش بینی همه روش ها افزایش داشت. بر همین اساس، در سری زمانی SARIMA، ضریب همبستگی بین مقادیر مشاهداتی و پیش بینی شده شاخص FDSD از 64/0 به 79/0 افزایش یافت. برای روش های Holt-Winters، RBF، و ANFIS مقدار نیز ضریب همبستگی به ترتیب از 70/0 تا 87/0، 69/0 تا 92/0، و 72/0 تا 95/0 متغیر بود. درمجموع، با مقایسه روش های مورد استفاده، روش هوش مصنوعی ANFIS بهترین و مدل های سری زمانی SARIMA و Holt-Winters بدترین عملکرد را داشتند.

تغییرات پارامترهای اقلیمی، رشد و نمو محصولات و تولید آنها در شرایط دیم را تحت تاثیر قرار می دهد بنابراین، شناخت پارامترهای موثر مدیریت آنها، منجر به بهبود شرایط تولید و پیش بینی تولید خواهد شد. بر این اساس 25 پارامتر آمار هواشناسی دسته بندی شده همراه با آمار زراعی عملکرد گندم دیم در شهرستان های کوهدشت و پلدختر به عنوان نمونه مناطق گرم استان لرستان برای سال های زراعی 85-1377 برای تخمین توابع تولید اقلیمی مورد ارزیابی قرار گرفت. رابطه هر یک از عوامل آب و هوایی به عنوان متغیر مستقل با عملکرد دانه گندم دیم به عنوان تابع از طریق رگرسیون های خطی و غیر خطی تعیین و در تخمین تابع تولید اقلیمی استفاده گردید. تجزیه علیت، ضریب همبستگی را به دو بخش اثرات مستقیم و غیر مستقیم تفکیک کرد. نتایج نشان داد که آنچه که در توابع تولید شهرستان های مناطق گرم استان و هم در مدل جامع قابل دریافت است نقش ساعات آفتابی است. مدل های محلی نیاز به داده های ورودی کم تری دارند ولی مدل منطقه ای نیازمند داده های اقلیمی بیشتری است (Tmin, n, PWimter, PStart, PEnd, Tmin-abs, PAban, PAzar, PDay, PFar., POrd., Tmax-far.) و دقت برآورد آن نیز بیشتر است. با تعیین میزان شاخص بهره وری بارش در این شهرستان ها طی 8 سال زراعی مشخص شده است که بیش ترین، کم ترین و میانگین بهره وری بارش به ترتیب 411/0، 142/0 و 269/0 کیلوگرم بر متر مکعب بارش است که میانگین آن حدود 8 درصد از میانگین کشوری (292/0 کیلوگرم بر متر مکعب بارش) کم تر است. نتایج نشان داد که توابع تولید اقلیمی ابزار مناسبی برای پیش بینی عملکرد گندم دیم بوده و می تواند به مدیران و کشاورزی در فرآیند تصمیم گیری برای انجام فعالیت های زراعی دیم تحت شرایط تغییر پارامترهای اقلیمی کمک نماید.

تبخیر و تعرق گیاه مرجع (ET0) به عنوان یکی از پارامترهای مهم در طراحی سیستم های آبیاری توسط اندازه گیری مستقیم (لایسیمتری) و یا به طور غیر مستقیم (معادلات تجربی) برآورد میشود. در شرایط عدم دسترسی به داده های دقیق لایسیمتری میتوان از روش پنمن مانتیث فائو(PMF) به عنوان روش استاندارد، برای ارزیابی نتایج سایر روش های تجربی استفاده کرد. در تحقیق حاضر با ضرب داده های چهارده ساله (1994-2007) تشت تبخیر ایستگاه هواشناسی آمل در مقادیر محاسبه شده ضریب تشت از طریق معادلات گوناگون نظیر کوئنکا (Cuenca)، آلن پروت (Allen and Pruitt)، اشنایدر(Snyder)، اشنایدر اصلاح شده (Modified Snyder)، اورنگ (Orang)و فائو (FAO) مقادیر ET0 محاسبه شد، و نتایج آن با مقادیر محاسبه شده از روش پنمن مانتیث فائو مقایسه گردید. سپس حساسیت مدل های فوق با ایجاد 10±، 20± و 30± درصد تغییر در پارامترهای ورودی سرعت باد و رطوبت نسبی مورد بررسی قرار گرفت. بررسیهای نشان داد که برای محاسبه ET0 روزانه از داده های تبخیر از تشت به ترتیب روش های کوئنکا، اشنایدر، آلن پروت و اورنگ پیشنهاد میگردد. برای محاسبه ضریب تشت در دوره های 10 روزه میتوان به ترتیب از روش های کوئنکا، اشنایدر و آلن پروت استفاده نمود. بررسیها نشان داد که برای تعیین ET0 ماهانه از داده های تبخیر از تشت به ترتیب روش های اشنایدر، کوئنکا و آلن پروت مناسب تر میباشند. نتایج تحلیل حساسیت نشان میدهد که حساسیت روش های اورنگ، آلن پروت و اشنایدر اصلاح شده نسبت به تغییرات پارامترهای ورودی کمتر از سایر روش ها است. با استناد به نتایج آماری و تحلیل حساسیت از بین روش های فوق مدل های آلن پروت و اشنایدر اصلاح شده برای برآورد ضریب تشت در منطقه آمل و سایر مناطق دارای اقلیم یکسان با آن منطقه مناسب میباشند

در بخش عظیمی از قاره ی آسیا، برنج تأمین کننده ی بیش از 80 درصد کالری مصرفی مردم است. تأمین نیاز آبی برنج، به عنوان گیاهی با ارزش غذایی و اقتصادی بالا، در بسیاری از اراضی شالیزاری امری مهم تلقّی می شود. در این مطالعه، تبخیر و تعرّق گیاه برنج در قالب طرحی دو ساله، با کشت دو رقم خزر و طارم به دو روش مستقیم (لایسیمتر) و غیرمستقیم (فائو) در منطقه ی آمل در استان مازندران مورد بررسی قرار گرفت. در راستای اندازه گیری های لایسیمتری و محاسبه های فوق، تبخیر و تعرّق گیاه مرجع از اندازه گیری های روزانه ی تشت تبخیر کلاس A و تعیین ضرایب اصلاحی تشت تبخیر به دست آمد. ضرایب اصلاحی تشت تبخیر از معادله های پژوهشگران مختلفی مانند کونیکا، آلن و پرویت، اشنایدر، اشنایدر اصلاح شده، اورنگ و کونیکا محاسبه شد. با بررسی نتایج لایسیمتری، تبخیر و تعرّق گیاه برنج در سال اوّل کشت 5/578 میلی متر و در سال دوم 6/481 میلی مترحاصل شد. نتایج مطالعه نشان داد، استفاده از روش پنمن مانتیث فائو در محاسبه ی تبخیر و تعرّق گیاه مرجع و اِعمال ضریب گیاهی تبخیر و تعرّق برنج در این منطقه، 5-4 درصد برآورد بیشتری نسبت به مقادیر اندازه گیری لایسیمتری دارد. براساس نتایج به دست آمده، روش اشنایدر برای تعیین ضریب تشت توصیه می شود. همچنین، استفاده از تشت تبخیر در برآورد تبخیر و تعرّق گیاه مرجع منطقه ی مورد مطالعه، مناسب است. مقایسه ی تبخیر و تعرّق برنج برآوردی، براساس داده های تشت تبخیر و ضریب تشت اشنایدر و اعمال ضریب گیاهی با مقادیر تبخیر و تعرّق واقعی برنج نشان داد، مقادیر برآوردی به طور میانگین 5/1 درصد نسبت به مقادیر واقعی کمتر است که مؤیّد دقّت مناسب مدل در برآورد تبخیر و تعرّق گیاه برنج در منطقه ی مورد مطالعه است. در مجموع یافته های پژوهش نشان داد با به کارگیری روش های مناسب تخمین تبخیر و تعرّق گیاه مرجع و اِعمال ضریب گیاهی، می توان تبخیر و تعرّق گیاه برنج را که برای مناطق مختلف کاربردی و مناسب است با دقّت مطلوب محاسبه کرد.

به منظور بررسی اثرات تاریخ کاشت و سطوح تکآبیاری بر عملکرد ارقام مختلف گندم دیم، تحقیقی بر پایه طرح بلوکهای کامل تصادفی و به صورت اسپلیت اسپلیت پلات در سه تکرار و به مدت دو سال زراعی (83–1381) در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم، مراغه به اجراء در آمد. سه تاریخ کاشت (کرت اصلی) شامل: اوایل مهر، اواسط مهر و اواخر مهر، سه میزان تکآبیاری (کرت فرعی) شامل: بدون آبیاری (شرایط دیم)، تکآبیاری به میزان 50 میلیمتر در زمان کاشت و تکآبیاری به میزان 100 میلیمتر در زمان کاشت و برای ارقام گندم (کرت فرعی فرعی) شامل V1(72YRRGP),V2(Fenkang15/Sefid), V3(Turkey…), V4(Azar2), V5(double cross shahi) مورد مطالعه قرار گرفت. شاخص درجه- روز رشد و عملکرد دانه و کاه و کلش تحت شرایط تاریخ کاشت و تکآبیاری برای ارقام گندم مورد بررسی قرار گرفت. بالاترین میزان عملکرد دانه برای سطوح تکآبیاری و شرایط دیم به ترتیب مربوط به ارقام V3 و V4 است و ارقام V1، V2 و V5 وضعیت مناسبی از نظر تولید دانه ندارند. نتایج بیانگر ضرورت تکآبیاری 100 میلیمتر در اولین تاریخ کاشت و کفایت تکآبیاری 50 میلیمتر در تاریخ کاشت سوم است. در مجموع بر اساس میانیابی، برنامه بهینه تکآبیاری گندم دیم به صورت 100 – 75 – 50 میلیمتر به ترتیب در تاریخ کاشت اوایل، اواسط و اواخر مهر توصیه میگردد. بنابراین وقتی که حد بهینه تکآبیاری با مدیریت مناسب زراعی ترکیب شود، عملکرد گندم به طور چشمگیر و پایدار در این شرایط افزایش مییابد.

مطالعه لایسیمتری بر اساس این فرضیه که عمق خاک قابل استفاده جهت جذب رطوبت محدود به عمق ریشه گیاه نمی شود، در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تیمار آبیاری و در سه تکرار بر روی گیاه سویا انجام شد. درتیمار شاهد55%MAD= و مقدار آبیاری در حد جبران کمبود رطوبتی خاک، درتیمار تنش مقدار آبیاری برابر تیمار شاهد ولی 65%MAD= و در تیمارآبیاری مازاد با وجود 65%MAD= مقدار آبیاری 30% مازاد برمقدار لازم جهت جبران کمبود رطویتی خاک تعیین شد. تیمار تنش به دلیل درصد تخلیه بیشتر رطوبتی دچار تنش کم آبی شده و عملکرد آن کمتر از تیمار شاهد، اما تیمار آبیاری مازاد، با وجود به تعویق افتادن دورآبیاری، اثر تنش کم آبی در گیاه مشاهده نشده و عملکردمشابه با تیمار شاهد داشت ولی راندمان آبیاری 2/11% بیشترمی باشد. این مساله تاثیر وجود ذخیره رطوبتی در زیر منطقه ریشه را در تامین نیاز آبی گیاه نشان می دهد.