بررسی اثرات تغییر اقلیم بر نیاز آبی و طول دوره رشد گیاه نیشکر تحت سناریوهای واداشت تابشی
محورهای موضوعی : مدیریت آب در مزرعه با هدف بهبود شاخص های مدیریتی آبیاری
نوذر قهرمان
1
(دانشیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، کرج، ایران)
ایمان بابائیان
2
(عضو هیئت علمی پژوهشکده اقلیم شناسی، مشهد، ایران)
محمد رضا طباطبایی
3
(دانش آموخته کارشناسی ارشد هواشناسی کشاورزی، دانشگاه تهران، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، کرج، ایران)
کلید واژه: نیشکر, مدل اقلیمی, خوزستان, سناریوهای RCP,
چکیده مقاله :
آب و امنیت غذایی چالشهایی جدی در مطالعات تغییر اقلیم هستند چرا که هر دو عامل، قویاً از این پدیده تاثیر می‌پذیرند. بر همین اساس، هدف از تحقیق حاضر بررسی اثرات تغییر اقلیم بر نیاز آبی و فصل رشد نیشکر بر اساس رویکرد جدید در گزارش IPCC-AR5در استان خوزستان است. به این منظور داده‎های اقلیمی مشاهداتی روزانه 4 ایستگاه استان خوزستان شامل اهواز، آبادان، بستان و دزفول برای تصحیح خروجی مدل‎های اقلیمی مورد استفاده قرار گرفتند. علاوه بر این داده‎ها، خروجی مدل اقلیم جهانی EC-EARTH که توسط مرکز هواشناسی و هیدرولوژی سوئد (SMHI) ریزمقیاس شده است، نیز تحت دو سناریو RCP4.5 و RCP8.5 مورد استفاده قرار گرفتند. نهایتاً بر اساس داده‎های تبخیر تعرق پتانسیل، دمای میانگین، دمای کمینه، دمای بیشینه، و بارش، میزان تغییرات طول دوره رشد، بارش، و تبخیرتعرق گیاه، در طول فصل رشد گیاه نیشکر، تحت دو سناریوی فوق محاسبه گردید. نتایج حاصل نشان‎ داد به جز در ایستگاه دزفول، بارش فصل رشد گیاه نیشکر ، نسبت به میانگین اقلیمی، افزایش می‌یابد. به گونه‌ای که این افزایش به 35% نیز خواهد رسید. همچنین طول دوره رشد در سناریو PCP8.5 به شکل معنی‎داری برای تمامی ایستگاه‎ها کاهش نشان می‎داد، اما تغییرات تبخیر-تعرق گیاه در طول دوره رشد معنی دار نبوده و کمتر از 5% است.
Water and food security are the key challenges under climate change as both are highly affected by continuously changing climatic patterns. In this study, attempts have been made to investigate the effects of climate change on length of growing season and water use of sugarcane under RCP scenarios in 4 stations of Khuzestan province, southwest of Iran, namely Abadan, Ahvaz, Bostan and Dezful. The outputs of EC-EARTH global climate model data which were dynamically downscaled by Swedish Meteorological and Hydrological Institute (SMHI) under RCP 8.5 and 4.5 scenarios were used as future projections. The climatic observed data of 4 study stations were collected and used to calibrate the model downscaled outputs. The changes of precipitation, crop evapotranspiration and length of growing period of sugarcane were worked out. The results showed that except for Dezful station, growing season rainfall would increase comparing to climatic normal. Besides, the length of growing season under RCP8.5 scenario would decrease significantly in all stations. Future trend of evapotranspiration changes were non-significant and less than 5%
احمدی، ک.، قلی زاده، ح.، عبادزاده، ح.، حسین پور، ر.، حاتمی، ف.، محیطی، ض.، فضلی، ب.، فضلی استبرق، م.، کاظمیان، آ.، رفیعی، م.، 1394، آمارنامه کشاورزی سال 1392، جلد اول: محصولات زراعی سال زراعی 92 ـ 1391، وزارت جهاد کشاورزی، 156 صفحه.
بابائیان، الف.، نجفی نیک، ز.، زابل عباسی، ف.، حبیبی نوخندان، م.، ادب، ح.، ملبوسی، ش.، 1388، ارزیابی تغییر اقلیم کشور در دوره 2039 ـ 2010 میلادی با استفاده از ریزمقیاس نمایی دادههای مدل گردش عمومی جو ECHO-G، فصلنامه جغرافیا و توسعه، 7 (16): 135 ـ 152.
شوشتری، م.، احمدیان، س.، اصفیاء، ق.، 1387، نیشکر در ایران، آییژ، 336 صفحه.
طباطبایی م.، قهرمان ن.، بابائیان ا. (1394)الف. بررسی دقت مدل های اقلیمی در برآورد داده های دما و بارش ایران تحت سناریوهای RCP-AR5- کنفرانس ملی هواشناسی. 2و3 اردیبهشت 1394. یزد
طباطبایی م.، قهرمان ن.، بابائیان ا (1394)ب. بررسی میزان تغییرات دما و بارش در قرن حاضر در ایران نسبت به میانگین اقلیمی تحت سناریوهای IPCC AR5 همایش آب و اقلیم. کنگره ملی آبیاری و زهکشی . مشهد. دانشگاه فردوسی
علیزاده، الف.، 1389، اصول هیدرولوژی کاربردی، دانشگاه امام رضا، 911 صفحه.
میرشکاری، ب.، 1380، زراعت نیشکر، دانشگاه آزاد اسلامی (تبریز)، 421 صفحه.
Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., & Smith, M., 1998, Crop evapotranspiration-Guidelines for computing crop water requirements-FAO Irrigation and drainage paper 56. FAO, Rome.
Araya, A., Hoogenboom, G., Luedeling, E., Hadgu, K., Kisekka, I., Martorano, L., 2015, Assessment of maize grouth and yield using crop models under present and future climate in southwestern of Ethiopia, Agricultural and Forest Meteorology, 214-215: 252-265.
de Carvalho, A. L., Menezes, R. S. C., Nóbrega, R. S., de Siqueira Pinto, A., Ometto, J. P. H. B., von Randow, C., & Giarolla, A., 2015, Impact of climate changes on potential sugarcane yield in Pernambuco, northeastern region of Brazil. Renewable Energy, 78, 26-34.
Deressa, T., Hassan, R., & Poonyth, D., 2005, Measuring the impact of climate change on South African agriculture: the case of sugarcane growing regions. Agrekon, 44(4), 524-542.
Doorenbos, J.; Kassam, A.H., 1994, Efeito da água no rendimento das culturas. Campina Grande: FPB.306p. (Estudos FAO Irrigação e Drenagem). (original not seen)
dos Santos, D. L., & Sentelhas, P. C., 2012, Climate change scenarios an d their imp act on the water balance of sugarcane production areas in the State of São Paulo, Brazil. Revista Ambiente & Água-An Interdisciplinary Journal of Applied Science: v, 7(2).
FAO (Food and Agriculture Organization),2002 ,Global agro-ecological zones assessment: Provisional methodology and results . Available online at http://www.fao.org/ag/ gl/agll/gaezmeth.htm.
Ghahreman,N., Babaeian, I.,Tabatabaei, M. (2015) Investigation of uncertainty in the IPCC AR5 precipitation and temperature projections over Iran under RCP scenarios. Our Future under Climate Change.7-10 July 2015, Paris.
Ghahreman, N., & Tabatabaei, M., 2015, Feasibility of sugarcane cultivation during the next five decades under RCP climate change scenarios. (Case study: Khuzestan province, Iran), ICID 2015, Montpellier, France.
Gouvêa, J. R. F., Sentelhas, P. C., Gazzola, S. T., & Santos, M. C., 2009, Climate changes and technological advances: impacts on sugarcane productivity in tropical southern Brazil. Scientia Agricola, 66(5), 593-605.
Hur, J. and Ahn, J.-B. 2015, The change of first-flowering date over South Korea projected from downscaled IPCC AR5 simulation: peach and pear. International Journal of Climatology, 35: 1926–1937. doi:10.1002/joc.4098
Jones, M. R., Singels, A., & Ruane, A., 2014, Simulated impacts of climate change on water use and yield of irrigated sugarcane in South Africa. In 86th Annual Congress of the South African Sugar Technologists' Association (SASTA 2013), Durban, South Africa, 6-8 August 2013 (pp. 184-189). South African Sugar Technologists' Association.
Keating, B. A., Robertson, M. J., Muchow, R. C., & Huth, N. I., 1999, Modelling sugarcane production systems I. Development and performance of the sugarcane module. Field Crops Research, 61(3), 253-271.
Kumar, A., & Sharma, P., 2014, Climate Change and Sugarcane Productivity in India: An Econometric Analysis. Journal of Social and Development Sciences, 5(2), 111-122.
Marin, F. R., Jones, J. W., Singels, A., Royce, F., Assad, E. D., Pellegrino, G. Q., & Justino, F., 2013, Climate change impacts on sugarcane attainable yield in Southern Brazil. Climatic Change, 117(1-2), 227-239.
Mendelson R, Dinar A & Dalfelt A., 2000, Climate change impacts on African agriculture. http://www.worldbank.or g/wbi/sdclimate/pdf.
Mueller, B., Hauser, M., Iles, C., Rimi, R., Zwiers, F., Wan, H., 2015, Lengthening of the growing season in wheat and maize producing regions, Wheather and Climate Extremes, 9: 47-56.
Teruel, D. A., Barbieri, V., & Ferraro Jr, L. A., 1997, Sugarcane leaf area index modeling under different soil water conditions. Scientia Agricola,54(SPE), 39-44.
Ummenhofer, C., Xu, H., Twine, T., Girvetz, E., McCarthy, H., Chhetri, N., Nicholas, K., 2015, How climate change affects extremes in maize and wheat yield in two cropping regions, Journal of Climate, 28: 4653-4687.
Zhao, D., & Li, Y. R., 2015, Climate change and sugarcane production: Potential Impact and Mitigation Strategies. International Journal of Agronomy, vol. 2015, Article ID 547386, 10 pages, 2015. doi:10.1155/2015/547386