عنوان پایان‌نامه
بازنگری در برآوردهای نیاز آبیاری گیاهان زراعی گندم و ذرت تحت سناریوهای جدید تغییر اقلیم در البرز جنوبی
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-هواشناسی کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7046;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76288;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7046;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76288
- تاریخ دفاع
- ۲۷ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- مهدی حلمی جدید
- استاد راهنما
- نوذر قهرمان
- چکیده
- بروز گرمایش جهانی و تغییر اقلیم در عصر حاضر جوامع بشری و زیست بوم‌ها را با مشکلات و تغییرات زیادی روبه‌رو کرده است. به‌منظور سازگاری کشاورزی به‌عنوان یکی از تاثیر پذیر ترین بخش‌ها از این پدیده ضرورت دارد تأثیرات محتمل تغییر اقلیم بر رشد و نمو گیاهان در اقالیم مختلف بررسی شود. با این رویکرد، تحقیق حاضر در دو بخش باهدف کلی بررسی اثرات تغییر اقلیم بر نمو و نیاز آبیاری دو گیاه راهبردی گندم و ذرت در منطقه البرز جنوبی (استان‌های البرز و قزوین) تعریف و اجرا شد. در بخش اول به آشکار سازی تغییر اقلیم توسط آزمون های روند پرداخته شد. در بخش دوم، جهت ارائه چشم‌انداز مقادیر نیازآبیاری دو گیاه موردمطالعه در دوره های آتی، با استفاده از روش درجه روز-رشد مقادیر نیاز گرمایی و طول فصل رشد تعیین شد. با تعیین تاریخ مناسب کاشت ، بارش مؤثر ، بارندگی، دما و مقدار تبخیر تعرق گیاه در فصل رشد های جدید محاسبه شد و درنهایت نیاز آبیاری گیاهان گندم و ذرت، در طول فصل رشد تعیین‌شده برای دو استان البرز و قزوین در چشم‌انداز آینده (2010-2100) از تفاضل تبخیرتعرق و باران مؤثر محاسبه شد. در انجام این مراحل، داده های خروجی مدل اقلیم جهانی EC-EARTH که ریزمقیاس نمایی دینامیکی گردیده بودند تحت دو سناریو RCP4.5 و RCP8.5 مورداستفاده قرارگرفته و توسط داده‌های مشاهداتی ایستگاههای آوج، بوئین زهرا، قزوین، معلم کلایه، تاکستان، هشتگرد، کرج، کوهین، و طالقان در سطح دو استان قزوین و البرز تصحیح شدند. پس از تصحیح داده ها، روند در داده های سناریو ها نیز مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله‌ی بعد برای برآورد نیاز آبیاری دو گیاه گندم و ذرت، با توجه به نیاز گرمایی دو گیاه و تاریخ کاشت های فعلی در منطقه، تاریخ کاشت مناسب جهت تأمین نیاز گرمایی(GDD) هر دو گیاه در سه دوره‌ی 2010-2039، 2040-2069 و 2070-2100 مشخص شده و بر اساس زمان لازم برای تأمین کل نیاز گرمایی، بهترین تاریخ برداشت نیز تعیین گردید. در ادامه ، بارش مؤثر با استفاده از روش نسبت تبخیر تعرق پتانسیل به بارش، برای هر یک از ایستگاه‌ها و تحت سناریوهای RCP4.5 و RCP8.5 محاسبه شد و درنهایت با کم کردن مقدار بارش مؤثر از تبخیر تعرق گیاه ، نیاز آبیاری گیاه طی دوره‌ی آینده (2010-2100) برای هر یک از سناریوهای ذکرشده به دست آمد. نتایج نشان می‌دهد که در دوره پایه در ایستگاههای کرج و قزوین با آمار بلند مدت، روند افزایشی در دما و تبخیرتعرق وجود دارد به گونه ای که در دهه 2006-2015 نسبت به دهه 1994-1985 ، در ایستگاه قزوین 0/96+ درجه سانتی گراد و در ایستگاه کرج 0/65+ درجه سانتی گراد افزایش در میانگین دما دهه مشاهده می شود. این روند افزایشی در سناریوها تا سال 2100 بیشتر خواهد شد.به نحوی که میانگین دمای سالانه در دهه 2100-2091 تحت سناریو RCP4.5، نسبت به دهه 2019-2010 در ایستگاه قزوین ، 2/3+ درجه سانتیگراد و در ایستگاه کرج 2/5+ افزایش پیدا خواهد کرد. طول فصل رشد در ایستگاه های مطالعاتی بین 15 الی 25 روز برای ذرت و 15 الی 45 روز برای گندم کوتاه تر خواهد شد. تغییر تاریخ کاشت تا حدی می‌تواند اثر افزایش دما بر تبخیرتعرق و نیاز آبیاری گیاه را در طول فصل رشد برای گیاهان گندم و ذرت، در دوره‌های آتی تعدیل کند. گیاه ذرت با توجه به همزمانی فصل رشد با دوره‌ی گرم سال در اکثر ایستگاههای منطقه‌ی مطالعاتی دچار محدودیت بیشتری در تأمین نیاز آبیاری خواهد شد، نیاز آبیاری این گیاه در ایستگاه های مطالعاتی بین حدود 100 میلی متر در ایستگاه طالقان تا 170 میلی متر در ایستگاه تاکستان در دوره های آتی متغیر خواهد بود. درحالی‌که گیاه گندم به‌طورکلی در فصل رشد با کمبود جدی در دوره‌های آتی مواجه نخواهد شد. درنتیجه با توجه به مشکل کم‌آبی کشور توصیه می‌شود ذرت با گیاه جایگزینی که نیاز آبیاری کمتری دارد، جایگزین شود.
- Abstract
- In recent decades global warming and climate change have caused major problems for human and ecosystems especially agricultural systems. Therefore it is essential to study the possible effects of climate change on growth and development of crops in different climatic regions. The aim of this research is investigation of climate change effects on development and irrigation water requirement of two major crops of Wheat and Maize in southern part of Alborz Mountain, Iran, i.e. Alborz and Ghazvin provinces. Study consist two sections. In part one, trend analysis of meteorological variables was performed to detect the climate change. In second part, the irrigation water requirement of two crops under RCP scenarios (IPCC Fifth Assessment Report) during period of 2010-2100 for 9 stations namely; Avaj, Boein Zahra, Ghazvin, Hashtgerd, Karaj, Koohin, Moalem-kelaye, Takestan and Taleghan in Alborz and Ghazvin provinces was projected. For this purpose, the changes in length of growing season based on GDD values were estimated. By choosing new date of sowing, temperature, rainfall and evapotranspiration during projected growing season were determined. Finally, the irrigation water requirement was calculated by deducting effective rainfall from evapotranspiration. The climate projections of EC-EARTH global climate model which were dynamically downscaled and calibrated using observed data were used in this study. After calibrating, the changes of temperature, precipitation, crop evapotranspiration and length of growth period of two were worked out using different dates of sowing. The results of study showed that the amount of temperature and evapotranspiration would increase in all study stations. The increase in mean annual temperature for period of 2006-2015 comparing to 1985-1994 was found to be +0.96 ?C and +0.65 ?C in Ghazvin and Karaj stations, respectively. Similarly, the growing season would become shorter in study stations between 15 to 25 days for maize and 15 to 45 days for wheat. Changing the date of sowing could, somewhat, compensate the effects of increasing temperature on evapotranspiration of wheat and maize crops. The water availability for maize crop would be lower comparing to wheat due to higher projected temperature of summer in future, while wheat may not face major challenge in study stations during same period. Maize's irrigation requirement in study stations would vary between about 170 mm in Takestan and 100 mm in Taleghan station. Considering the lack of sufficient water supply, it is recommended to replace maize with less consuming water crops in study region. Key world: Effective rainfall, Scenario, Climate change, Irrigation water requirement, GDD
