پهنه بندي آگرواكولوژيك گندم در حوضه آبريز بروجن: ارزيابي سيستم هاي زراعي ديم و آبي

Agroecological Zoning of Wheat in the Borujen Watershed: Rianfed and Irrigated Wheat Cropping System Evaluation

چكيده پهنه بندي آگرواكولوژيك يك مدل چند معياري است كه مي تواند براي ايجاد پايگاه اطلاعات مكان دار، ارزيابي و برنامه ريزي استفاده از اراضي كشاورزي مورد توجه قرار گيرد. اين پژوهش به منظور پهنه بندي منطقه بروجن از نظر سيستم هاي زراعي توليد گندم در شرايط پتانسيل و محدوديت آب انجام گرفته است. به اين منظور پايگاه داده هاي دراز مدت روزانه اقليمي با استفاده از 18 ايستگاه سينوپتيك و كليماتولوژيك پوشش دهنده منطقه مورد مطالعه ايجاد شد و پتانسيل تبخير و تعرق نيز بر اساس روش پنمن –مونتيث و با استفاده از نرم افزار ET.Calculator محاسبه گرديد. براي شبيه سازي عملكرد گندم در شرايط بهينه توليد و شرايط محدوديت آب از مدل WOFOST كه قبلا واسنجي شده بود، مورد استفاده قرار گرفت. ميزان عملكرد گندم براي همه ايستگاه ها شبيه سازي شده و اطلاعات حاصل بصورت داده هاي مكان دار به محيط نرم افزار ArcGIS وارد گرديد و براي تخمين عملكرد در سطح منطقه از تابع Spline براي درونيابي بين داده هاي خروجي حاصل از مدل استفاده شد. نتايج نشان داد عملكرد پتانسيل از 2/2 تا4/6 تن در هكتار در منطقه مورد مطالعه متغير مي‌باشد به طوريكه دشت هاي مركزي و شمال شرقي حوضه در مقايسه با نواحي جنوبي و غربي پتانسيل عملكرد بالاتري براي توليد گندم دارند. همچنين عملكرد در شرايط محدوديت آب از4/2 تا 7/3 تن در هكتار متغير مي‌باشد، به طوريكه دشت هاي جنوب شرقي در مقايسه با نواحي جنوبي و غربي استعداد بيشتري براي توليد گندم در شرايط محدوديت آب يا ديم دارند. بر اساس نتايج حاصل از تحليل شكاف عملكرد، منطقه مورد مطالعه به 4 پهنه آگرواكولوژيك تفكيك مي گردد:1- ناحيه متناسب براي زراعت آبي توليد گندم با شكاف عملكرد 2/4 تا 2/6 تن در هكتار2-ناحيه متناسب براي زراعت ديم با شكاف عملكرد 3تا 6/3 تن در هكتار 3- ناحيه متناسب براي هر دو سيستم زراعي ديم و آبي با شكاف عملكرد كمتر از 4/2 تن در هكتار و 4- ناحيه نامناسب براي توليد گندم. تحليل الگوي بيلان آبي در منطقه مورد مطالعه نشان داد، مهمترين عامل ايجاد شكاف عملكرد در حالت پتانسيل نسبت به محدوديت آب در منطقه مورد مطالعه، الگوي توزيع بارش و دماي پايين در طول دوره رشد مرطوب است. به طور كلي نتايج اين مطالعه نشان داد كه مدل WOFOST توانايي خوبي براي شبيه سازي عملكرد گندم در شرايط پتانسيل و محدوديت آب دارد و مي توان از آن به عنوان ابزاري مناسب جهت تحليل سيستم هاي زراعي در مقياس هاي منطقه اي استفاده كرد.

Abstract Agroecological zoning is multidisciplinary model that could be applied to create spatial database, due to evaluation and agricultural land use planning. This study was performed in order to evaluate the wheat cropping system with agroecological zoning methodology in the Borujen watershed. Therefore the long term daily climatic database was made from 18 synoptic and climatic stations that covered whole of study area. Potential evapotranspiration was calculated using ET Calculator software base on Penman-Montith method. The WOFOST model showed acceptable performance during validation for predicting yield and development stages of wheat cultivars under potential and water limited conditions. Wheat yield production was simulated for all stations, and then the outputs of model were interred to ArcGIS software setting. The output data of model was interpolated using Spline function for yield estimation overall study area. Results showed, mean potential yield of wheat was varied 6.2 to 6.9 t ha-1 overall study area, so that the central and northern east basins are more suitability for yield production in potential mod. Mean water limited yield of wheat was varied 2.4 to 3.7 t ha-1 overall study area, so that the eastern south basins (Imam Qeis basin) are more suitable for wheat in rainfed or water limited conditions.The results of yield gap analysis in different wheat cropping systems performed on four different agro-ecological zones, include of Zone1: yield gaps = 4.2-6.2 Mg/ha, Zone 2: yield gaps = 3-3.6 Mg/ha, Zone 3: yield gaps < 2.4 Mg/ha, and Zone 4 is unsuitable area. Analysis of water balance pattern in the study area showed that, the main factors that affected on yield gap are rainfall distribution and low temperature during moisture growing period. This study demonstrates that WOFOST model has the good capability for wheat yield simulation in potential and water limited conditions and can be used as suitable approach to analyze the cropping systems at regional scales.