شبيهسازي اثر تغيير اقليم بر عملكرد دانه ذرت (Zea mays L.) در استان كرمانشاه با استفاده از يك مدل فرآيندگرا

Simulating climate change effect on maize (Zea mays L.) grain yield in Kermanshah province using a process-based simulation model

افزايش دماي حاصل از تغيير اقليم فرآيندهاي مختلف گياهي مانند فتوسنتز، تنفس و توزيع و تخصيص توليدات فتوسنتزي را تحت تأثير قرار ميدهد. تحقيق حاضر به‌منظور پيشبيني اثر تغيير اقليم بر عملكرد دانه ذرت در دو سناريوي RCP4.5 و RCP8.5 با استفاده از مدل APSIM (Agricultural Production Systems sIMulator) براي دوره 2040 تا 2070 در سه شهرستان كرمانشاه، كنگاور و اسلام‌آباد غرب انجام شد. براي اين منظور، وضعيت اقليمي آينده با استفاده از داده ­هاي اقليمي بلندمدت پايه اين شهرستان­ ها و با استفاده از روش AgMIP (The Agricultural Model Intercomparison and Improvement Project) براي سال‌هاي 2040 تا 2070 پيش‌بيني شد. نتايج نشان داد كه در هر سه منطقه مورد بررسي، ميانگين دما در سناريوهاي (Representative Concentration Pathway4.5) RCP4.5 و (Representative Concentration Pathway8.5) RCP8.5 بهطور متوسط به‌ترتيب 11 و 23 درصد افزايش خواهد يافت. نتايج شبيهسازي با استفاده از مدل APSIM نشان داد كه بيشترين عملكرد دانه ذرت در دوره پايه در شهرستان كنگاور (14399 كيلوگرم در هكتار) و كمترين مقدار در شهرستان كرمانشاه (7741 كيلوگرم در هكتار) بوده است. نتايج شبيهسازي در شرايط تغيير اقليم در هر دو سناريوي RCP4.5 و RCP8.5 نشان داد كه با افزايش ميانگين دما در طول فصل رشد (به ترتيب 0/5 و 2 درجه سانتيگراد) و كاهش طول فصل رشد (به ترتيب 5 و 6 درصد)، عملكرد دانه ذرت در مقايسه با دوره پايه به ترتيب 69 و 90 درصد كاهش خواهد يافت. نتايج اين آزمايش نشان داد كه در شرايط تغيير اقليم، گلدهي ذرت در دماهاي بالا انجام مي ­شود و اين موضوع باعث كاهش عملكرد دانه اين گياه مي­ شود، بنابراين پيشنهاد مي­شود كه با تغيير زمان كاشت ذرت در مناطق ياد شده از مصادف شدن دوره حياتي گلدهي با اوج گرما در جلوگيري شود.

Rising temperature as consequences of climate change could affect on the various processes such as photosynthesis, respiration, partitioning of assimilates and ultimately grain yield of agricultural crops. The present experiment was conducted to simulate the impacts of climate change on maize grain yield under two future climate change scenarios (RCP4.5 and RCP8.5) using APSIM model in three counties of Kermanshah province (Kermanshah, Kangavar and Eslamabad Gharb). Future climate data were projected by using long-term climatic data for the baseline period of 1980-2010 and AgMIP methodology for the mid-future (2040-2070). The results showed that, on average, the mean temperature increased up to 11 and 23 percent under RCP4.5 and RCP8.5 scenarios when compared to the baseline, respectively. The maximum and minimum grain yields in the baseline were obtained in Kangavar (14399 kg.ha-1) and Kermanshah (7741 kg.ha-1), respectively. Simulation results also showed that average temperature during growing season rised (0.5 and 2 ˚C under RCP4.5 and RCP8.5, respectively) and length of growing season decreased (5 and 6 percent under RCP4.5 and RCP8.5, respectively) which resulted in a reduction in maize grain yield from 69 to 90 percent under RCP4.5 and RCP8.5, respectively. Results illustrated that under climate change conditions, flowering of maize may coincide with high temperatures and this may reduce maize grain yield, therefore, it can be suggested that changing the sowing dates in the target regions prevents the coincidence of the critical flowering stage with heat stress.