كليدواژه :
تغيير اقليم , محصولات كشاورزي , تبخير و تعرق , استان خوزستان , واداشت تابشي
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: بخش كشاورزي نقش اساسي و حياتي در اقتصاد ملي و توليد مواد غذايي در ايران دارد. در اين ميان به واسطه موقعيت خاص اقليمي كشور و پراكنش نامناسب زماني و مكاني بارش، كشت آبي محور اصلي در توليد مواد غذايي مي باشد. در مناطق خشك كشور مانند استان خوزستان تقريباً صد در صد توليدات كشاورزي از كشت آبي حاصل مي شود. طبق تحقيقات مركز پژوهش هاي مجلس پيش بيني شده است جمعيت ايران تا سال 1410 به مرز 100 ميليون نفر خواهد رسيد كه در اين صورت براي تأمين نيازهاي غذايي اين جمعيت، برمبناي حدود 2600 كيلو كالري انرژي روزانه به بيش از 150 ميليارد مترمكعب آب سالانه نياز خواهد بود كه اين مقدار در سبد آبي كشور موجود نمي‌باشد، لذا مي بايست با روش‌هاي افزايش بهره وري آب مديريت منابع صورت گيرد. پديده گرمايش جهاني در حال وقوع و اقليم در حال تغيير است و تغيير آب و هوا و نوسانات اقليمي خطر خسارت هاي بيشتري را به همراه دارد. با توجه به اهميت و ضرورت موضوع و تحقيقات اندكي كه در اين خصوص صورت گرفته است، تأثيرات محلي و منطقه‌اي نوسانات اقليمي بر تبخير و تعرق محصولات كشاورزي از اهميت ويژه اي برخوردار است. اين تغييرات به خصوص در مناطق حاصلخيز و كشاورزي محور نظير خوزستان از اهميت دو چنداني برخوردار است.
مواد و روش‌ها: در اين تحقيق تأثير تغيير اقليم بر ميزان بارش و تبخير و تعرق محصولات كشاورزي در دوره‌هاي آتي مورد بررسي قرار گرفت. براي اين كار از داده‌هاي اقليمي مدل گردش عمومي جو CanESM2 تحت دو سناريوي واداشت تابشي در استان خوزستان استفاده شد. جهت بررسي امكان توليد و شبيه سازي داده هاي هواشناسي در دوره هاي آتي با استفاده از مدل ريزمقياس نمايي آماري SDSM براي دوره پايه (1990-2005) كاليبراسيون و صحت سنجي مدل انجام گرفت. از طريق داده هاي CanESM2 ميزان بارش و دماي بيشينه و كمينه ايستگاه هاي منتخب براي سه دوره 2020-2040 (متوسط 2030)، 2070-2050 (متوسط 2060) و 2080-2100 (متوسط 2090) ميلادي پيش‌نگري و با دوره پايه مقايسه گرديد. ميزان بارش و تبخير و تعرق محصولات كشاورزي براي محصولات منتخب شامل گندم، جو، برنج، ذرت دانه اي و نيشكر محاسبه شد. با استفاده از مدل CanESM2 و سناريو هاي واداشت تابشي گزارش پنجم هيات بين الدول تغيير اقليم(IPCC) شبيه سازي و توليد داده هاي هواشناسي در دوره هاي آتي صورت گرفت و ميزان تبخير و تعرق پتانسيل متوسط دوره ها با اطلاعات توليد شده در دوره هاي آتي بدست آمد.
يافته ها: نتايج نشان داد ميزان دما بطور ميانگين در كليه ايستگاه‌هاي منتخب و در همه سناريوها تا 4 درجه سانتيگراد افزايش يابد و اين افزايش در مورد سناريو RCP8.5 از سناريو RCP4.5 بيشتر است. ميزان ميانگين بارش نيز در دوره‌هاي 2060 و 2090 كاهش مي‌يابد. ميزان تبخير و تعرق بدست آمده براي كليه محصولات كشاورزي مورد مطالعه روند افزايشي دارد اما اين افزايش براي محصول برنج و ذرت دانه اي بطور متوسط در دوره 2060 و 2090 افزايش بيشتري از خود نشان مي‌دهد.
نتيجه گيري: با توجه به نتايج به دست آمده در اين تحقيق مي توان نتيجه گرفت كه تبخيرو تعرق در دوره هاي آتي افزايش مي يابد. بنابراين مي بايست افزايش آب مصرفي محصولات و تبخير و تعرق محصولات و كمبود آب مورد توجه قرار گيرد. بنابراين ميبايست تمهيداتي در نظر گرفته شود تا راندمان مصرف آب محصولات بالا رفته و محصولات با تبخير و تعرق پتانسيل كمتر در بعضي از مناطق خوزستان كشت شوند.
چكيده لاتين :
Background and Objective: The agricultural sector plays a vital role in the national economy and food production in Iran. In the meantime, due to the country's particular climate and the disproportionate distribution of time and place of precipitation, water cultivation is the main driver of food production. In arid areas such as Khuzestan province, nearly one hundred percent of agricultural production comes from water cultivation. According to the Research Center of the Iran Parliament, in order to meet the food needs until 2030, based on approximate 2600 kcal/day more than 150 billion cubic meters of annual water will be required that is not available in water cart of Iran. In at globalizing world, where problems increase with the effect of warming and climate changes, it seems that decrease in usable freshwater bodies will pose a serious problem. This study intends to investigate climate change impacts on evapotranspiration (ET) of agricultural crop in Khouzestan province in future periods. The importance and urgency of the subject and the limited research done in this regard, the local and regional effects of climate fluctuations on the evapotranspiration of agricultural products are of particular importance. These changes are of great importance, especially in fertile and agricultural areas such as Khuzestan.
Materials and Methods: In this research, climate change impact on precipitation and evapotranspiration of agricultural products in future periods was investigated. In order to investigate climate change impact on ET, the CanESM2 atmospheric general circulation model (GCM) data under two RCP scenarios (IPCC-AR5) were used. In order to downscale CanESM2 model data, SDSM analysis software was used. The data used in this study include precipitation, minimum and maximum temperature and daily average temperature. To determine the feasibility of future periods meteorological data production of SDSM model, calibration and verification was performed for the base periods (1990-2005). Minimum and maximum temperature and precipitation estimated by SDSM method by CanESM2 data in three future periods: 2030s, 2060s and 2090s and compared with historical data. The strategic agricultural products such as wheat, barley, rice, corn and sugar cane were selected for this study. Potential evapotranspiration of these products were used during the cultivation period. According to the fifth report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) using CanESM2 model under RCP scenarios, meteorological data in the upcoming periods were simulated, the average periods potential evapotranspiration were calculated with information generated in the upcoming periods.
Results: Results showed that temperature on average increases about 4°C in all selected scenarios, this increase is higher in case of RCP8.5 compared to RCP4.5, and precipitation reduce in 2060s and 2090s. Studied Crops ET under RCP4.5 compared to baseline is always less than RCP8.5 scenario. For rice and corn, the average ET increase in 2060s and 2090s is higher than the others.
Conclusion: It can be concluded that studied crop ET will increase in future periods, therefore we should consider that there will be lack of water and less crop production in Khouzestan province. We should change our cultivation periods and cultivate more effective crops in order to increase water efficiency and decrease potential evapotranspiration in some area of Khouzestan province.
