برآورد احتمال وقوع عوامل اقلیمی موثر در زراعت دیم گندم و جو پاییزه در اراضی کشاورزی شهرستان‌های آق‌قلا، گنبدکاوس و کلاله با استفاده از تحلیل‌های مکانی GIS

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش اموخته ارشد

2 هیات علمی

چکیده

سابقه و هدف: پتانسیل اقلیمی اراضی برای تولیدات زراعی عمدتا تحت تاثیر مقدار، توزیع بارش و نیاز آبی گیاهان می-باشد. ارزیابی متغیرهای محیطی و هم‌چنین پیش‌بینی پدیده‌های اقلیمی می‌تواند به تعیین مناطق مستعد کشاورزی دیم کمک کند. در دیم‌زارهای بین عملکرد دانه و رطوبت موجود در خاک همبستگی معنی‌داری وجود دارد، به‌طوری که کاهش رطوبت تقریباً کلیه‌ی فرآیندهای فنولوژیکی از جمله دانه‌بندی را تحت تأثیر قرار می‌دهد که در نهایت سبب کاهش عملکرد اقتصادی خواهد شد. به منظور برآورد احتمال وقوع عوامل اقلیمی در اراضی کشاورزی شهرستان‌های آق‌قلا، گنبد کاوس و کلاله (استان گلستان)، از برنامه تجزیه و تحلیل توزیع‌های آماری در نرم‌افزار Smadaو تحلیل‌های مکانی سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)استفاده شد.
مواد و روشها: این پژوهش در محدوده اراضی کشاورزی شهرستان‌های آق‌قلا، کلاله و گنبدکاوس در استان گلستان در سال 1394 اجرا شد. متغیرهای محیطی مورد بررسی، شامل بارش‌های سالانه، پاییزه، بهاره و اردیبهشت ماه و دمای‌های مطلوب جوانه‌زنی، سبنله‌دهی و پر شدن دانه بودند. در این تحقیق با استفاده از برنامه Distrib 2.0 از نرم‌افزار Smada بهترین تابع برازش یافته بر آمار موجود تعیین شد و در نهایت احتمال وقوع 95 درصد هر یک از متغیرهای اقلیمی طی دوره برگشت 25 سال پیش‌بینی و محاسبه گردید. سپس نقشه‌ی‌‌ احتمال توزیع مکانی هر یک از متغیرهای اقلیمی، با استفاده از روش‌های متعدد زمین‌آماری و درون‌یابی در محیط GIS تهیه و طبقه‌بندی گردید. معیارهای ارزیابی در این پژوهش، میانگین مطلق خطا (MAE)، میانگین انحراف خطا (MBE) و خطای برآورد ((RMSE، با استفاده از روش ارزیابی متقابل بود.
یافته ها: نتایج نشان داد که در بیشتر مناطق مورد مطالعه هیچ محدودیتی از نظر بارش و توزیع مناسب آن به‌خصوص بارش‌های بهاره و اردیبهشت ماه و هم‌چنین دماها در طی مراحل حساس دوره رشد گندم و جو (مراحل جوانه‌زنی، سنبله‌دهی و پرشدن دانه) وجود نخواهد داشت، اما از نظر بارش پاییزه، بخش‌هایی از مناطق مورد مطالعه در یک دوره بازگشت 25 ساله در سطح اطمینان 95 درصد، با محدودیت‌ روبه‌رو خواهند شد.
نتیجه گیری کلی: علی‌رغم تأمین شدن نیاز رطوبتی گندم و جو دیم در فصل پاییز در بخش وسیعی از منطقه‌ی مورد مطالعه، محدودیت‌هایی در اراضی شمالی و شمال شرقی شهرستان گنبدکاوس وجود دارد. این پهنه که 40/7 درصد از مساحت کل منطقه را به خود اختصاص می‌دهد، با بارش حدود 80-76/68 میلی‌متر از نظر توصیف قابلیت در طبقه نیمه مستعد (S3) قرار می‌گیرد. نتایج این تحقیق می تواند جهت استفاده در برنامه ریزی های کشاورزی و مدیریت آینده اراضی دیم استان گلستان مفید واقع شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The occurrence probability estimation of climatic factors affected on rainfed autumn wheat and barley in agricultural lands of Aq-Qala, Kalale and Gonbad Kavous by spatial analysis of GIS

چکیده [English]

The occurrence probability estimation of climatic factors in drylands of Aq-Qala, Kalale and Gonbad Kavous townships by spatial analysis of GIS in order to development of autumn cereals cropping
Abstract
Background and adjectives: The climate potential of agricultural lands for crop production is mainly influenced by the amount and distribution of rainfall and crop water requirement. Evaluation of environmental variables and predict climate phenomena can be help to determine suitable areas for rainfed agriculture. In dryland farming, there is a significant correlation between grain yield and soil moisture, that
the soil moisture content can be affected on all phenological processes in crop especially grain filling and it leads a reduce in economic yield. In order to estimate the occurrence probability of climatic factors in agricultural lands of Aq-Qala, Kalale and Gonbad Kavous townships, were used the statistical distribution analysis of Smada software program and spatial analysis of Geographic Information System (GIS).
Materials and methods: This research was carry out in the agricultural lands of Aq-Qala, Kalale and Gonbad Kavous townships in Golestan province, during 2015. Studied environmental variables were as annual, autumn, spring and May precipitations, optimum temperature of germination, suitable temperature in heading stage and suitable temperature in grain filling stage. In this research, the occurrence possibility of these climate variables were predicted in the return period of 25 years and at 95% probability level, using Distrib 2.0 of Smada software. Then map the spatial distribution of each of the climatic variables in the 95% probability level was prepared using various methods of geostatistical and interpolation methods and classified in GIS media. The performance criteria for evaluation were Mean Absolute Error (MAE), Mean Bias Error (MBE), Root Mean Square Error (RMSE) and Cross Validation method.
Results: The results of occurrences probability of climatic variables such as annual, spring and May precipitations, and temperatures showed that these variables are suitable for rainfed cultivation of wheat and barley in these townships. But, the autumn precipitation can be a limiting factor for some studied areas, in the return period of 25 years and at the 95% probability level.
Conclusion: Despite supplying water requirements of wheat and barley in autumn season in the extensive areas of studied region, there is limitation in the north and northeast lands of Gonbad Kavous township. This zone covers about 7.40 % of the total area with 68.76-80 mm rainfall that it is classified to semi-suitable zone. The results of this research can be used in agricultural planning and future management of dryland farming in Golestan province.
Keywords: Occurrence possibility, Geostatistical methods, rainfed wheat and barley, Smada.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Occurrence possibility
  • Geostatistical methods
  • Rainfed wheat and barley
  • Smada