نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری اقلیم شناسی دانشگاه محقق اردبیلی

2 دانشیار و عضو هیات علمی دانشگاه محقق اردبیلی

3 استاد و عضو هیات علمی دانشگاه تبریز

چکیده

آب و امنیت غذایی چالش­های جدی در مطالعات تغییر اقلیم محسوب می­شوند. چراکه هر دو عامل به‌شدت از این پدیده تأثیر می­پذیرند. بر همین اساس، هدف از پژوهش حاضر بررسی اثرات تغییر اقلیم بر نیاز آبی سیب در طول فصل رشد می­باشد. به این منظور از آمار پایگاه ECMWF برای داده­های مشاهداتی دو ایستگاه سمیرم و ارومیه طی بازه زمانی 20 ساله (2016-1996) استفاده شد. برای بررسی این کمیت در 20 سال­ آتی از داده­های روزانه­ی ریز گردانی دینامیک پروژه­ی CORDEX با دقت مکانی چهل و چهار صدم برای خروجی مدل ICHEC-EC-EARTH تحت دو خط سیر 5/4 و 5/8 واداشت تابشی (RCP) برای بازه زمانی (2037-2017) بهره گرفته شد. به‌منظور کاهش خطاهای موجود در برآوردهای مدل، عمل پس پردازش روی‌داده‌های برآورد شده صورت گرفت. سپس با دادهای دمای کمینه، دمای بیشینه، رطوبت نسبی، سرعت باد و تابش، تبخیر-تعرق پتانسیل به روش پنمن مانتیث فائو که از دقت بالاتری نسبت به سایر مدل­ها برخوردار است محاسبه و با استفاده از آزمون ناپارمتریک من- کندال و شیب سن در محدوده اطمینان 95% روند تبخیر-تعرق مشخص شد. در آخر نیاز آبی در طول فصل رشد سیب نیز بررسی گردید. نتایج نشان داد که روند تبخیر-تعرق در هر دو ایستگاه در طول فصل رشد رو به افزایش است. افزایش ETO فصل رشد درخت سیب ایستگاه­ها نسبت به دوره پایه برای خط سیر 5/4 و 5/8 در مورد ایستگاه سمیرم 84/3 و 37/7 و برای ایستگاه ارومیه 04/5 و 16/8 پیش‌بینی گردید؛ و از طرفی این روند افزایشی باعث افزایش نیاز آبی درخت سیب خواهد شد. بیشترین میزان تبخیر و نیاز آبی در داده­های مشاهداتی و برآورد شده برای دوره رشد میوه رخ‌داده است، در این مرحله کم­ترین بارش مؤثر، بیش­ترین میانگین دما اتفاق افتاده است؛ اما درمجموع درصد تغییرات آینده مرحله جوانه­زنی بیشتر از مراحل دیگر بود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effects of climate change on water requirement of apple tree during the growth period A case study of Orumiyeh and Semirom stations

نویسندگان [English]

  • Minoo Ahmadyan 1
  • Behrooz Sobhani 2
  • Saeed Jahanbakhsh Asl 3

1 PhD Student of Climatology, Faculty of Geographical Sciences, Mohaghegh Ardabili, Iran.

2 Associate Professor of Climatology, Faculty of Geographical Sciences, Mohaghegh Ardabili, Iran.

3 Professor of Climatology, Faculty of Geographical Sciences. Tabriz, Iran.

چکیده [English]

Water and food security are serious challenges in climate change studies. the purpose of this study is to investigate the effects of climate change on water requirements of apple during the growing season. For this purpose, the ECMWF database has been used for observation data of Semirom and Urmia stations during the 20-year period (1996-2001).To check this quantity in the next 20 years, the daily  Downscaling dynamic data of the CORDEX project with a precision of 44% * 44% for the output of the ICHEC-EC-EARTH model under the two lines of 4.5 and 8.5 (RCP) was used for the period (2017-2037). In order to reduce the errors in the model estimates, the post-processing action of the estimated events was fulfilled. Then, minimum temperature data, maximum temperature, relative humidity, wind speed and radiation, potential evapotranspiration have been calculated using Penman-Monteith FAO method, which is more accurate than other models, and using the non-parametric Man-Kendall test and the Sen’s Slope estimator nonparametric Method in the confidence range, 95% evapotranspiration was determined. In the end, the water requirement was also examined during the growing season of apples. The results showed that evapotranspiration in both stations is increasing during the growing season. The ETo increase in the growing season of the apple tree stations was predicted from the base period for the trajectory of 4.5 and 8.5 for the Semirom 4.14.7 and 7.99.7, respectively, and for Orumiye Station, 26.5 and 11.8, respectively, and however, this increasing process will raise the apple's need for water. The highest amount of evaporation and water requirement in the observed and estimated data has occurred in the bud break periods, growth fruits. At this stage, the lowest effective rainfall and the highest average temperature have occurred but generally, the percentage of upcoming changes of germination stage was more than other stages.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Evapotranspiration
  • water requirement
  • the apple tree
  • Mann-Kendall
  • Sen’s Slope estimator nonparametric method and Penman-Monteith FAO method

احمدی حمزه؛ فلاح قالهری غلامعباس؛ گودرزی مسعود (1397). برآورد و تعیین الگوی فضایی نیاز آبی درخت سیب در ایران، اکوهیدرولوژی،  دوره­ی 5، شماره 1، ص 160-149.

بایبوردی محمد؛ (1372). روابط آب‌وخاک، انتشارات دانشگاه تهران، چاپ ششم،  صفحه 567.

بابائیان ایمان؛ نجفی نیک زهرا؛ زابل عباسی فاطمه؛ حبیبی نوخندان مجید؛ ادب حامد؛ ملبوسی شراره (1388). ارزیابی تغییر اقلیم کشور در دوره­ی 2039-2010 میلادی با استفاده از ریزمقیاس نمایی داده­های مدل گردش عمومی جو ECH0-G، جغرافیا و توسعه، شماره16، صص 152-135.

خسروشاهی محمد (1392). محاسبه نیاز آبی گونه سمر در چند ناحیه رویشی خلیج عمان ایران، فصلنامه علمی پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، جلد 1، شماره 2، صص 315-300.

دارند محمد؛ زند کریمی سوما (1394). واکاوی سنجش دقت زمانی-مکانی بارش پایگاه داده­ی مرکز پیش­بینی میان‌مدت جوی اروپایی (ECMWF) بر روی ایران‌زمین، پژوهش­های جغرافیای طبیعی، دوره­ی 47، شماره 4، صص 675-651.

رجبی زهره؛ بهیار محمد­باقر؛ غیور حسنعلی؛ عزتیان ویکتوریا؛ گندمکار امیر (1393). محاسبه تبخبر-تعرق زعفران با روش پنمن مونتیث و نیاز آبی آن در استان اصفهان، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، سال 30، شماره 1، صص 252-239.

رضیئی طیب؛ ستوده فاطمه (1396). بررسی دقت مرکز اروپایی پیش­بینی­های میان‌مدت جوی (ECMWF) در پیش­بینی بارش مناطق گوناگون اقلیمی ایران، فیزیک زمین و فضا، دوره 43، شماره 1، صص 147-133

زارع ابیانه حمید؛ فرخی الهام؛ بیات ورکشی مریم؛ احمدی محمود (1390 ). تعیین نیاز آبی و تأثیر تغییرات آن بر برخی از صفات کمی و کیفی محصول چغندر­قند، مجله، چغندر، شماره 27، صص 167-153.

سلطانی افشین؛ قلی­پور منوچهر (1385). شبیه­سازی اثر تغییر اقلیم بر رشد، عملکرد و مصرف آب نخود، مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، سال سیزدهم، شماره دوم، صص 27-23.

سپه­وند مراد (1388). مقایسه نیاز آبی، بهره­وری آب و بهره­وری اقتصادی آن در گندم و کلزار در غرب کشور در سال­های پرباران، مجله پژوهش آب ایران، سال سوم، شماره، 4، صص 68-63.

سلیمانی ننادگانی مجید؛ پارسی­نژاد مسعود؛ عراقی نژاد شهاب؛ مساح بوانی علیرضا (1390)، تأثیر تغییر اقلیم بر نیاز خالص آبیاری و عملکرد گندم دیم (مطالعه موردی بهشر)، نشریه آب‌وخاک (علوم صنایع و کشاورزی) جلد 25، شماره 2، صص 397-389.

شعبانی بهاره؛ موسوی پایگی محمد؛ جباری نوقابی مهدی ( 1395). پیش­بینی تغییران نیاز آبی برخی از محصولات کشاورزی دشت مشهد ناشی از تغییرات دمای هوا، علوم و مهندسی آبیاری (مجله علمی- پژوهشی) جلد 39 شماره 2، صص 13-1.

علیزاده امین؛ کمالی غلامعلی (1381). اثر تغییر اقلیم برافزایش مصرف آب کشاورزی در دشت مشهد، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، شماره 3، صص 210-190.

علیزاده امین(1390). اصول هیدرولوژی کاربردی، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، چاپ سی و دوم، صفحه 234.

فرشی علی­اصغر؛ امداد محمدرضا (1378). بررسی اثر افزایش درجه حرارت کره زمین در افزایش مصرف آب کشاورزی، دومین کنفرانس منطقه­ای تغییر اقلیم، صص 24.

قربانی خلیل؛ ذاکری نیا مهدی؛ هزارجریبی ابوطالب (1392). بررسی اثرات تغییر اقلیم بر نیاز آبی سویا در منطقه گرگان، نشریه هواشناسی کشاورزی، جلد 2، شماره 1، صص 72-60.

قهرمان نوذر؛ بابائیان ایمان؛ طباطبایی سیدمحمودرضا (1395). بررسی اثرات تغییر اقلیم بر نیاز آبی و طول دوره رشد گیاه تحت سناریوهای واداشت تابشی، نشریه حفاظت منابع آب‌وخاک، سال ششم، شماره اول، صص 74-64.

موسوی بایگی محمد؛ اشرف بتول (1388). هوا و اقلیم‌شناسی در کشاورزی، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، چاپ اول، پاییز، صفحه 339.

میر موسوی حسین؛ اکبری حمید؛ پناهی حمید؛ اکبرزاده یونس ( 1391). واسنجی روش­های برآورد تبخیر-تعرق پتانسیل گیاه مرجع (ETO) و محاسبه نیاز آبی گیاه (ETC) زیتون در استان کرمانشاه، جغرافیا و پایداری محیط، شماره 3، صص 64-45.

میان آبادی آمنه؛ علیزاده امین؛ ثنایی­نژاد سیدحسین؛ قهرمان بیژن؛ داوری کامران (1395). پیش­بینی تغییرات تبخیر واقعی سالانه در مناطق خشک با استفاده از چهار چوب اصلاح شده بادیکو ( مطالعه موردی: حوضه آبریز نیشابور- رخ) نشریه آبیاری و زهکشی ایران، جلد10، شماره3، ص 411-398.

نهبندانی علیرضا؛ سلطانی افشین (1395). شبیه سازی تاثیر تغییرات اقلیمی بر نیازهای آبیاری و عملکرد سویا در گرگان نشریه منابع آب‌وخاک (علوم صنایع و کشاورزی)، جلد 30، شماره 1، صص 87-77.

 Acharjee, TK., Ludwig, F., van Halsema, G., Hellegers, P., Supit, I., (2017), Future changes in water requirements of Boro rice in the face of climate change in North-West Bangladesh, Agricultural Water Management, 194, PP. 172-183.

Baguis, P., Roulin, E., Willems, P., Ntegeka, V., (2010), Climate change scenarios for precipitation and crop evapotranspiration over central Belgium. Theoretical Applied Climatology, 99, PP. 273-286.

Corobov, R,.2002. Estimation of Climate change impacts crop production in the Republic of Moldova. Geojournal, 57, pp 195-202.

Doll,  P., ( 2002), Impact of climate change and variability on irrigation requirement: a global perspective.J. of Climate Change, 54, PP. 269-293.

Ferree, D.C., Warrington, I, J., (2003), Apples: botany, production, and uses. CABI publishing, PP. 635.

Chattaraj, S.,  Chakraborty, D., Sehgal, V.K., Paul, R.K., Singh, S.D., Daripa, A., Pathak, H( 2014),  Predicting the impact of climate change on water requirement of wheat in the semi-arid Indo-Gangetic Plains of India, Agriculture, Ecosystems and  Environment, 197, PP. 174-183.

Gouvea, J.R.F., Sentelhas, P.C., Gazzoal, S, T., Santos, M.C., (2009), Climate Change and technological advances: impact on sugarcane productivity in tropical southern Brazil. Scientia Agricola, 66(5). PP. 593-605.

Lhome.  J.p., Mougou, R., Mansour, M., ( 2009), Potential Impact of climate change on durum Wheat cropping in Tunisia. J. of Climate Change,5, PP. 93-105.

McMaster, G.S., Wilhelm, W.W., (1997), Growing degree-days: one equation, two interpretations, Agricultural and Forest Meteorology, 87, PP.291-300.

Moriasi, D.N., Arnold, M.W., Van Liew, R.L., Harmel, R.D., Veith, T.L., ( 2007), model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations, Transactions of the ASABE, 50(3), pp.885-900.

Mansouri, Z., Menani, MR... (2017), Assessment of the water needs of Apricot and Olive crops under arid climatic conditions: Case study of  Tinibaouine region (North-East of Algeria, 12, pp. 46-52.

Surendran, U., Sushanth, CM., Mammen, G., Joseph, EJ., (2015), Modelling the crop water requirement using FAO-CROPWAT and assessment of water resources for sustainable water resource management: A case study in Palakkad district of humid tropical Kerala, India. Aquatic Procedia, 4, PP, 1211-1219.

 Pouw, E.D., Gbela, W., Adamb, H., ( 2000),  Agrometeorological aspect of agriculture and forestry in the arid zone of Nigeria 1961-1991. Journal of. Arid. Environ, 4. pp. 263-288.

Yu, P.S., Yang, T.C., Chou, C.C., (2002), Effects of Climate Change on evapotranspiration from paddy fields in southern Taiwan. J. Clim Chang, 54. Pp. 165-179.