فهرست مطالب

هواشناسی کشاورزی - سال یازدهم شماره 2 (پاییز و زمستان 1402)

نشریه هواشناسی کشاورزی
سال یازدهم شماره 2 (پاییز و زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/28
  • تعداد عناوین: 7
|
  • علی خلیلی * صفحات 1-3

    سناریوهای تغییر اقلیم آینده خوشی را از نظر منابع آب و محیط زیست برای کشورمان پیش بینی نمی کنند. راهکارهای اصلی مدیریت تغییرات اقلیمی مبتنی بر کاهش نرخ انتشار گازهای گلخانه ای و یا سازگاری با آن است و بین این دو سازگاری با تغییرات اقلیمی برای مناطق خشک و نیمه خشک به ویژه برای کشورهای در حال توسعه عملی تر و کاربردی تر است. به گزارش 2022 آی.پی.سی.سی ایران متاسفانه از جمله معدود کشور های انگشت شماری است که اقدام موثری در سطوح راهبردی، سیاستی و برنامه ریزی در جهت سازگاری با تغییر اقلیم انجام نداده است وچنین به نظر می رسد که دخالت نهاد های قانون گذاری / اجرایی کشور به مساله سازگاری اقلیمی تنها و موثر ترین راه برای فایق آمدن بر مشکلات و کاستی های موجود باشد و این در حالی است که متاسفانه پیش نویس برنامه هفتم توسعه در این مورد ساکت به نظر می رسد و هیچ سر فصل جداگانه ای به آن اختصاص داده نشده است. از آنجا که آینده نگری اقلیمی یکی از الزامات اصلی برنامه ریزی محسوب می گردد، تدوین و تصویب قانون جامع تغییر اقلیم که در ان برنامه اقدام ملی برای کاهش اثرات تخریبی وارتقاء سازگاری با تغییرات اقلیمی گنجانده شده باشد می تواند وصول به اهداف برنامه را ممکن سازد. همچنین سازگاری با تغییرات اقلیمی مسایل پژوهشی جدیدی را در بسیاری از زمینه ها ازجمله حوزه کشاورزی و امنیت غذایی نیز ایجاد می کند. خوشبختانه این مساله در لایحه برنامه هفتم توسعه با هدف ارتقاء بهره وری و اثربخشی تحقیقات و پژوهش با تاکید بر پژوهش های دانشگاهی و موسسات پژوهشی و حتی رساله های تحصیلات تکمیلی گنجانده شده است. ارزیابی موضوع های پژوهش با خط ارتباطی سامانه نظام ایده ها و نیاز ها (نان) https://nan.ac پیشنهاد شده است. مطالعات مربوط به سازگاری جامعه محور با تغییرات اقلیمی که در مطالعات ملی تقریبا مغفول مانده نیز مبحثی است که در همین ماده پژوهشی باید منظور گردد.

    کلیدواژگان: برنامه هفتم توسعه، تغییر اقلیم، سازگاری با تغییرات اقلیمی، سازگاری جامعه محور، ایران
  • سبوحا پورناجی ایران، حسین رضائی*، علی اصغر جعفرزاده صفحات 4-15
    توجه به تناسب اقلیمی در تعیین الگوی کشت، عاملی اساسی در تضمین امنیت غذایی است. در این راستا تناسب اقلیمی مناطق مختلف استان آذربایجان شرقی طی چهار دهه 1360 تا 1390 برای کشت گیاهان راهبردی گندم و جو ارزیابی شد. جداسازی واحدهای اراضی بر مبنای محدوده تحت پوشش ایستگاه های هواشناسی فعال درهر دهه به روش تیسن صورت گرفت. ارزیابی تناسب اقلیم برای کشت دیم و آبی گندم و جو با توجه به نیازهای اقلیمی آنها با استفاده از روش پارامتریک ریشه دوم انجام شد. نتایج نشانگر کلاس تناسب اقلیم خیلی مناسب در هر چهار دهه برای کشت آبی هر دو محصول در سطح استان بود، در حالی که برای کشت دیم این محصولات به دلیل محدودیت های اقلیمی، کلاس های تناسب متفاوتی از وضعیت متوسط تا نامناسب در نواحی و دهه های مختلف تعیین گردید که می تواند ناشی از نوسانات اقلیمی در منطقه باشد. همچنین نتایج نشان داد تنزل مطلوبیت اقلیمی لزوما باعث کاهش عملکرد نمی شود زیرا ترکیب عوامل کمتر مساعد اقلیمی و اثرات متقابل آنها ممکن است با تغییر طول دوره رشد و بهره گیری از فناوری های نو جبران شود. ارایه الگوی کشت بهینه و جایگزینی گندم دیم با جو دیم براساس تاثیرپذیری تناسب اقلیم اراضی از نوسانات اقلیمی از دیگر نتایج قابل توصیه است.
    کلیدواژگان: الگوی کشت، امنیت غذایی، تغییر اقلیم، نیاز اقلیمی
  • آزاده صداقت*، آرش تافته، نیازعلی ابراهیمی پاک، سیده نرگس حسینی صفحات 16-28
    تبخیرتعرق مرجع (ET0) عامل مهمی در تعیین نیاز آبی و برنامه ریزی آبیاری گیاهان است و برای تخمین آن،، معمولا از روش نسبتا دقیق پنمن مانتیث فایو 56، استفاده می شود. هدف از این پژوهش ارزیابی عملکرد روش های شبکه عصبی مصنوعی (ANNs)، جنگل تصادفی (RF) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) برای تخمین مقدار ET0 روزانه دراستان البرز است. در این پژوهش از داده های ده ساله (1389 تا 1399) پنج ایستگاه سینوپتیک استان شامل (مشکین دشت، هشتگرد، اشتهارد، طالقان و کرج) استفاده شد و نتایج حاصل با داده های سامانه نیازآبی گیاهان مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که برآورد مقدار ET0 روزانه به روش ANN بر اساس برآوردهای سامانه پیشنهادی، دقت بالاتری نسبت به سایر روش ها دارد. در ایستگاه مشکین دشت، مقادیر آماره های EF و NRMSE در روش ANN برای هر دو مرحله آموزش و آزمون به ترتیب برابر با 96/0 و 11/0، و در روش RF به ترتیب برای آموزش برابر با 96/0 و 11/0، و برای آزمون برابر با 95/0، و 12/0 به دست آمد. در ایستگاه کرج، مقادیر آماره های EF و NRMSE در روش ANNs به ترتیب برای آموزش برابر با 96/0 و 11/0، و برای آزمون برابر با 95/0، و 12/0، و در روش RF برای آموزش به ترتیب برابر با 96/0 و 12/0، و برای آزمون برابر با 95/0، و 13/0 به-دست آمد. با توجه به بالا بودن دقت تخمین مقدار ET0 روزانه به روش های ANNs و RF می توان این دو روش را جهت تخمین ET0 روزانه برای استان البرز توصیه کرد.
    کلیدواژگان: تبخیرتعرق مرجع، سامانه نیاز آبی، داده کاوی، پنمن مانتیث فائو 56
  • سیده لاله سادات اصل، غلامرضا یاوری، فرید اجلالی، صدیقه پرون* صفحات 29-39
    هدف این مطالعه ارزیابی تغییرات محتمل عملکرد دو گروه محصولات کشاورزی غلات و صیفی جات ناشی از نوسانات دو مولفه اقلیمی (دما و بارش) و اثرات رفاهی حاصل از آن برای کشاورزان در استان خوزستان است. به منظور برآورد تابع واکنش عملکرد گیاهان مطالعاتی، داده های هواشناسی شامل بارش، دمای کمینه، دمای بیشینه و رطوبت نسبی 13 ایستگاه هواشناسی در طی سال های 1370 تا 1398 جمع آوری گردید. برای محاسبه و تحلیل شاخص ها از نرم افزارهای Excel، SPSS، EVIEWS و GAMS استفاده شد. تابع واکنش عملکرد در پهنه های اقلیمی استان تعیین و سپس میزان رفاه تولیدکننده و مصرف کننده ناشی از تغییرات عملکرد متاثر از نوسانات اقلیم برآورد شد. با توجه به نتایج به دست آمده در گروه غلات، مازاد رفاه تولید کننده بالاتر از مازاد رفاه مصرف کننده است. پیش نگری با توجه به سناریوهای اقلیمی نشانگر روندی کاهشی در میزان رفاه بوده است. در محصولات مطالعاتی، میزان زیان های ناشی از نوسانات اقلیمی برای مصرف کننده ها بالاتر از تولید کننده ها می باشد. نتایج محاسبه رفاه گروه صیفی جات نشان داد که مازاد رفاه مصرف کننده بالاتر از مازاد رفاه تولید کننده است همچنین میزان رفاه بطور کلی روند کاهشی همراه با نوسان را دنبال می کند. میزان زیان های ناشی از تغییرات اقلیم برای تولید کننده ها بالاتر از مصرف کننده ها بوده است. بطور کلی مازاد رفاه گروه غلات بیشتر از گروه صیفی جات می باشد و کشت غلات در مقایسه با صیفی جات براساس راهبرد سازگاری با تغییرات بلندمدت می تواند مد نظر قرار گیرد.
    کلیدواژگان: استان خوزستان، تابع عملکرد، داده های تابلویی، سناریوی اقلیمی، مازاد رفاه
  • سمیه حاجیوندپایداری، حجت الله یزدان پناه*، سید بهرام اندرزیان صفحات 40-50

    بیشتر مناطق کره زمین با افزایش دما (به خصوص دمای کمینه) تغییرات در رژیم بارشی و افزایش غلظت  CO2مواجه شده است. با توجه به اینکه دو سوم ایران جز مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می شود که موجب بروز تغییرات اقلیمی و وقوع خشکسالی های پیاپی خواهد شد و این فرآیند بر روی اکوسیستم های کشاورزی و عملکرد آن ها تاثیرگذار خواهد بود. هدف از این پژوهش شبیه سازی اثرات تغییر اقلیم بر رشد، عملکرد زیست توده و دانه ذرت در شرایط تغییر اقلیم در شهرستان شوشتر و صفی آباد در قسمت شمالی استان خوزستان در سال های 2050-2020 می باشد. به این منظور، از داده های تولیدی بارش، دمای کمینه، دمای بیشینه و ساعت آفتابی مدل ریز مقیاس نمایی آماریLARS-WG با استفاده از مدل گردش عمومی جو HADCM3 و تحت سناریوهای انتشار A2 و B1، در دوره های2050-2020 استفاده شد. برای شبیه سازی عملکرد و رشد گیاه از مدل AquaCrop استفاده شد. قبل از استفاده، مدل AquaCrop توسط داده های مزرعه ای جمع آوری شده در منطقه، واسنجی و صحت سنجی شد. سپس مقادیر عملکرد دانه و زیست توده در دوره های آتی، برای تیمار 50% نیاز آبی گیاه شبیه سازی شد. با توجه به نتایج، تحت سناریوهای انتشار  A2نتایج ارزیابی مدل LARS-WG نشان داد که پیش بینی مناسبی برای پارامترهای اقلیمی و شبیه سازی فصل رشد آینده داشت و نشان از افزایش در دمای کمینه، بیشینه، میانگین افزایش در بارش خواهیم بود. طول دوره رشد برای هر ایستگاه با توجه به پارامترهای اقلیمی منطقه تحت تاثیر تغییر اقلیم با افزایش GDD کاهش خواهد یافت. و بیومس و عملکرد دانه نیز با فرض ثابت ماندن تاریخ کشت کنونی و آبیاری کامل حدود یک تا دو تن در افق ها و سناریوهای متفاوت افزایش خواهد یافت.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، سناریو، شبیه سازی، عملکرد، AquaCrop
  • مصطفی خورسندی*، حسین قلخانی، محمدمهدی باطنی صفحات 51-69

    در این مطالعه، با استفاده از داده های ایستگاه های هواشناسی وزارت نیرو به ارزیابی روند تغییرات متغیرهای بارش و دما در مقیاس حوزه ای در گستره ایران پرداخته شد. ابتدا داده های ماهانه ایستگاه هایی منتخب شامل 476 ایستگاه اقلیم شناسی و 116 ایستگاه تبخیر سنجی از مجموع 2142 ایستگاه اقلیم شناسی و 1230 ایستگاه تبخیرسنجی، با حداقل 40 سال آمار با حداکثر 3 ماه خلا آماری انتخاب جمع آوری شد. دوره مطالعاتی سال های آبی 54-1353 الی 93-1392 می باشد. از آزمون من-کندال برای آشکارسازی روند این داده ها در هر ایستگاه استفاده شد. سپس با استفاده از روش تیسن، بارش و دمای ماهانه، فصلی و سالانه ی ایستگاه ها به سطح حوضه های آبریز بسط داده شد. در ادامه با توجه به بزرگی شاخص من-کندال نسبت به بازه های اطمینان 90، 95 و 99 درصد، نتایج در مقیاس ایستگاه ها، حوضه آبریز درجه دو، درجه یک و کل کشور مورد بحث قرار گرفت. نتایج این تحقیق برای متغیربارش حاکی از روند افزایشی در فصل پاییز برای شمال کشور (13 درصد ایستگاه ها)، روند کاهشی در فصل زمستان برای 33 درصد ایستگاه ها، بدون روند معنی دار در فصل بهار، و روند افزایشی در فصل تابستان می باشد. همچنین روند افزایشی در تمامی حالات برای متغیر دما مشاهده شد. با مقایسه ی تغییرات 5 و 10 سال انتهایی دوره مطالعاتی (منتهی به سال آبی 93-1392) با میانگین 40 ساله، کاهش بارش در اغلب مناطق کشور، توام با افزایش میانگین دما، حاکی از کاهش منابع آبی در دسترس می باشد.

    کلیدواژگان: آشکارسازی روند، بارش، دما، تغییر اقلیم، ایران
  • نسیم احمدی، محمدباقر آرایش*، علیرضا پورسعید، رویا اشراقی سامانی صفحات 70-83

    هدف از مطالعه حاضر مدل سازی آموزشی - ترویجی سازگاری کشاورزان با تغییر اقلیم با استفاده از رویکرد روش شناسی آمیخته اکتشافی است. در بخش کیفی از روش نظریه مبنایی بر مبنای 18 مصاحبه نیمه ساختاریافته با رویکرد هدفمند استفاده شد . در بخش کمی، روش مدل سازی معادلات ساختاری بکار رفت . در این مطالعه، به کمک نمونه گیری تصادفی طبقه ای، تعداد350 نفر از جامعه کارشناسان ومدیران میانی سازمان های مرتبط با تغییراقلیم موردمطالعه قرارگرفتند. یافته-های بخش کیفی تحقیق منجر به شناسایی 223 کد اولیه، 72کد ثانویه، 46 کدمفهومی، 30 مقوله فرعی و شش مقوله اصلی شد. مدل شناسایی شده با روش مدلسازی معادلات ساختاری و کاربرد نرم افزارSmart pls2 مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته ها نشان داد که فعالیت های بشرساخت در عرصه های کشاورزی و صنعتی بالاترین تاثیر را در پیش بینی ظرفیت سازگاری کشاورزان با تغییرات اقلیمی دارند.

    کلیدواژگان: سازگاری کشاورزان، تغییر اقلیم، آموزش، معادلات ساختاری
|
  • A. Khalili * Pages 1-3

    Climate change scenarios, in terms of water resources and environment, do not predict a prosperous future for Iran. The main solutions for managing climate change are based on mitigation of greenhouse gas emissions and adaption to it. Adaption to climate change is more beneficial and practical for arid and semi-arid regions, especially for developing countries. According to the IPCC 2022 report, Iran is, unfortunately, one of the few countries that have not taken effective actions at the strategic, political and planning levels in order to mitigate climate change. It seems that the involvement of the country's legislative/executive bodies in the issue of climate change adaptation is the most effective way to overcome the existing problems and shortcomings, and this is despite the fact that the draft of the 7th Development Plan seems to be silent on this matter and no separate chapter has been assigned to it. Since the climate change foresight is one of the main requirements of planning, the proposal and approval of the Iran's Integrated Climate Change Law, which includes the national action plan to promote adaptation to climate change, can make it possible to achieve the goals of the plan. Adaptation to climate change also creates new research issues in many fields, including agriculture and food security. Fortunately, this issue is included in the 7th Development Program Bill, with the aim of improving the productivity and effectiveness of research, emphasizing on academic research, including postgraduate theses. Evaluation of research topics is done in the communication line of the Ideas and Needs System: https://nan.ac. Studies related to Community-Based Adaptation to Climate Change, which is almost neglected in national studies, is also a topic that can be considered in this research field.

    Keywords: Iran's Seventh Development Plan, climate change, adaptation to climate change, community adaptation, Iran
  • Sabouha Pournaji Iran, Hossein Rezaei *, Aliasghar Jafarzadeh Pages 4-15
    Considering the climate suitability in cropping pattern selection is vital in maintaining food security. In this study, the climate suitability of East Azerbaijan Province, north east of Iran, for the cultivation of strategic crops of wheat and barley during four decades 1980 to 2000s was evaluated. Land units were classified based on the covered area of each synoptic weather station using Thiessen method. Climate suitability for rainfed and irrigated wheat and barley was evaluated according to their climatic requirements using the square root-parametric method. Results revealed that during the recent four decades, the climate suitability class for irrigated studied crops was very suitable across the province, but in case of rainfed cultivation, various suitability classes including moderate to unsuitable were observed in different regions. The results confirmed that despite of some unfavorable effects of climate change on suitability of region for both crops cultivation, these impacts might be compensated, to some extent, by technology or management improvements. According to this study, determination of an optimum cropping pattern, adjusting agronomic practices and changing of rainfed wheat to barley in this province may be recommended.
    Keywords: climate change, cropping pattern, Food Security, climatic
  • Azadeh Sedaghat *, Arash Tafteh, Niazali Ebrahimipak, Seyedeh Narges Hosseini Pages 16-28
    The reference evapotranspiration (ET0) is an important factor for determining the plant water requirements and irrigation scheduling, which is usually estimated by widely accepted equation of Penman Monteith FAO-56 method. The aim of this study was to evaluate the performance of artificial neural networks (ANNs), random forest (RF) and support vector machine (SVM) methods for estimating the daily ET0 in Alborz province. A ten- year-data (2010-2020) of five meteorological synoptic stations of namely MeshkinDasht, Hashtgerd, Eshtehard, Taleghan and Karaj were used for estimation of ETo. The obtained values were compared with the provided data of a national project entitled Crop Water Requirement System. According to the results, the best agreement was found in Meshkin Dasht and Karaj stations. Besides, among the applied approaches, the ANNs method had the highest accuracy comparing to other methods. The values of EF and NRMSE in the ANNs method were determined 0.96 and 0.11, respectively for both training and testing steps in Meshkin Dasht station. While, these values for the RF method were determined 0.96 and 0.11, for training stage and 0.95 and 0.12 for testing stage, respectively. The obtained results in the Karaj station showed that EF and NRMSE in the ANNs method were 0.96 and 0.11, respectively for the training and 0.95 and 0.12 for the testing stage. These values for the RF method were 0.96 and 0.12 for the training stage respectively and 0.95 and 0.13 for the testing. Considering the higher accuracy of the ANNs and RF methods, these approaches can be recommended for estimating the daily ET0 across Alborz province.
    Keywords: Data mining, Penman Monteith FAO-56 method, Reference Evapotranspiration, Water requirement system
  • LALE SADATASL, Gholamreza Yavari, Farid Ejlali, Sedighe Paroon * Pages 29-39
    The aim of this study was to evaluate the possible changes of yield and related welfare of two major groups of cereals and vegetable crops as a result of two climatic variables (rainfall and temperature) variations in Khuzestan province. For estimation of crop response production function of selected study crops, meteorological data including rainfall, minimum temperature, maximum temperature and relative humidity of 13 stations across the province for the years 1991 to 2019 were collected. Crop response production functions for different climate zones of the province were determined and possible effects of climatic variation on producer / consumer welfare were assessed. According to the results, the welfare of the cereal crops, the producer welfare surplus is higher than the consumer welfare surplus. A decreasing trend in welfare was observed under climate change scenarios. Also, the obtained results of projected welfare of the vegetables crops showed that the consumer welfare surplus is higher than the producer welfare surplus. In general, the welfare surplus of cereals is higher than that of summer vegetable crops and hence as a adaption strategy, cereal cultivation may be recommended.
    Keywords: Climate Scenario Khuzestan Province Panel Data Yield Function Welfare surplus
  • حاجیوندپایداری Hajivandpaydari, Hojjatollah Yazdanpanah *, Seyed Bahram Andarzian Pages 40-50

    Most of the regions of the globe have faced changes in the precipitation regime and CO2 concentration with the increase in temperature (especially the minimum temperature). Considering that two-thirds of Iran is considered to be arid and semi-arid regions, which will cause climate changes and successive droughts, and this process will affect agricultural ecosystems and their performance. The aim of this research is to simulate the effects of climate change on growth, biomass yield and corn grain under climate change conditions in Shushtar and Safi Abad cities in the northern part of Khuzestan province in 2020-2050. For this purpose, the production data of precipitation, minimum temperature, maximum temperature and sunshine hours of the LARS-WG statistical model using HADCM3 atmospheric general circulation model and under emission scenarios A2 and B1 were used in the periods of 2020-2050. AquaCrop model was used to simulate plant performance and growth. Before use, the AquaCrop model was calibrated and verified by field data collected in the region. Then, the values of seed yield and biomass in future periods were simulated for the treatment of 50% of the water requirement of the plant. According to the results, under A2 emission scenarios, the evaluation results of the LARS-WG model showed that it had a suitable forecast for the climate parameters and the simulation of the future growing season. And the increase in minimum and maximum temperature will be the average increase in precipitation. The length of the growth period for each station will decrease with the increase of GDD according to the climatic parameters of the region under the influence of climate change. Biomass and grain yield will also increase by one to two tons in different horizons and scenarios assuming the current planting date and full irrigation remain constant.

    Keywords: climatechange, Yield, Scenarios, Simulate, AquaCrop
  • Mostafa Khorsandi *, Hossein Ghalkhani, Mohammad Mehdi Bateni Pages 51-69

    In this study, the trend of precipitation and temperature variables in basin scale across Iran was evaluated using ministry of energy weather stations data. Initially, among the total 2,142 climatology and 1,230 evaporation stations corseponding data of those with a minimum of 40 years record and a maximum of 3 months of missing data were selected, resulting in 476 and 116 climatology and evaporation stations, respectively. The study period was from water year 1973-74 to 2013-14. The monthly, seasonal, and annual precipitation and temperature data of the selected stations were spatially interpolated in different catchements across the country using the Thiessen method. The Mann-Kendall test was then employed to detect trends of times series. Considering the significance levels of 90, 95, and 99 percent, the results were analyzed at each station, second-degree basin, first-degree basin, and across the entire country. The findings of this research indicate an increasing trend in autumn precipitation for the northern part of the country (13 percent of stations), a decreasing trend in winter precipitation for 33 percent of stations, no significant trend in spring precipitation, and an increasing trend in summer precipitation. Additionally, an increasing trend was observed in all temperature time series. By comparing the changes over the last 5 and 10 years of study period (ending by 2013-2014) with the long term 40-years average, a significant decrease in precipitation in most regions of the country, was observed, this accompanied by an increase in the mean temperature, suggests a substantial reduction in available water resources in study period.

    Keywords: Trend Analysis, Precipitation, Temperature, climate change, Iran
  • Nasim Ahmadi, Mohamad Bagher Arayesh *, Alireza Poursaeed, Roya Eshraghi Samani Pages 70-83

    This study aimed to develop an extension-education model of farmers adaption to climate change using an exploratory mixed method approach. In the qualitative part, the grounded theory method based on 18 semi-structured interviews was used. In the quantitative part of this study, the structural equation modeling was applied. By using stratified random sampling, the perceptions of 350 experts and middle level managers of organizations related to climate change were studied. The findings of the qualitative part of the research revealed 223 primary codes, 72 secondary codes, 46 concept codes, 30 sub-categories and six main categories. The identified model was evaluated by structural equation modeling and Smart pls2 software package. Findings showed that man-made activities in agriculture and industry have the highest effect and power in predicting farmers' adaptive capacity to climate change.

    Keywords: Farmers adaptation, climate change, Extension, Structural Equations