بررسی تغییرات نیاز آبی محصولات زراعی دشت جیرفت تحت تاثیر تغییر اقلیم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی ارشد اگرواکولوژی، دانشگاه جیرفت، کرمان، ایران

2 دانشگاه جیرفت

10.30467/nivar.2023.384228.1237

چکیده

هدف اصلی این پژوهش بررسی مقدار نیاز خالص آبیاری محـصولات عمـده کـشت شـده در دشـت جیرفت شامل سیب زمینی، پیاز، گندم، جو، گوجه فرنگی و ذرت دانه‌ای در دوره آتـی (2031-2050) بـر پایـه سناریوهای مختلف RCP، با استفاده از مدل LARS-WG6می‌باشد. داده‌های مورد نیاز در این پژوهش، شامل مقادیر روزانه بارش، دمای حداقل، دمای حداکثر و سـاعت آفتابی ایستگاه سینوپتیک جیرفت (طی دوره آماری 2017-1989) می‌باشند که از مرکز اطلاعات و آمار سازمان هواشناسی کشور اخذ گردیدند. ابتدا توانایی مدل LARSWG6 برای شبیه‌سازی متغیرهای اقلیمی ایستگاه سینوپتیک جیرفت در دوره پایه (1989-2017) بررسی گردید. سپس با استفاده از مدل HadGEM2 مقادیر آنها در دوره 2031-2050 بر پایه سناریوهای انتـشار RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 شبیه‌سازی شدند. در نهایت با محاسبه مقدار بارش مؤثر و تبخیر و تعرق پتانسیل، مقدار نیاز خالص آبیاری محصولات مورد بررسـی در مقیـاس ماهانه در دوره پایه و دوره آتی برآورد و تغییرات آنها در مقایسه با یکدیگر ارزیابی شدند. بر اساس نتایج ریزمقیاس نمایی مدل LARSWG6 در دوره آتی نسبت به دوره پایه طبق سناریوهای RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 دمای حداقل به ترتیب ۳/۱، ۳/۲ و ۷۵۳/۲ سانتی-گراد، دمای حداکثر به ترتیب ۶/۰، ۱۴/۱ و ۴۴/۱ درجه سانتی‌گراد افزایش یافته و میانگین بارش سالانه به ترتیب 10، 20 و 27 درصد کاهش می‌یابد. هم-چنین، مجموع مقـدار نیـاز خالص آبیاری تمامی محصولات زراعی تحت همه سناریوها در دوره آتی افزایش می‌یابد به طوری‌که بیشترین افزایش تحت سناریوی RCP8.5 رخ می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating changes in the water requirement of agricultural crops in the Jiroft plain under climate change impact

نویسندگان [English]

  • Somayeh Afsharipour 1
  • Mahdieh Amirinejad 2
  • Elham Rafiei Sardooi 2
  • Amanollah Soleimani 2
1 M.Sc. Student of Agroecology, University of Jiroft. Kerman, Iran,
2 University of Jiroft
چکیده [English]

The main goal of this research is to investigate the amount of net irrigation requirement of major cultivated crops in Jiroft plain, including potato, onion, wheat, barley, tomatoes and seed corn in the future period (2031-2050) based on different RCP scenarios using LARS-WG6 model is used. The data required in this research include daily precipitation, minimum and maximum temperature and sunshine hours of Jiroft synoptic station (during 1989-2017), which were obtained from Iran Meteorological Organization. First, the ability of LARSWG 6. model to simulate the climatic variables of Jiroft synoptic station in the base period (1989-2017) was investigated. Then, using HadGEM2 model, these variables were simulated during 2050-2031 based on RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 scenarios. Finally, by calculating the amount of effective precipitation and potential evapotranspiration, the amount of net irrigation requirement of the studied crops was estimated on a monthly scale in the base and the future period, and their changes were evaluated in comparison with each other. Based on the downscaling results of LARSWG 6. Model, and according to RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 scenarios, the minimum temperature will be increased by 1.3, 2.3 and 2.753 ºC, respectively, the maximum temperature by 0.6, 1.14 and 1.44 ºC, respectively and the average annual precipitation will be decreased by 10, 20 and 27%, respectively. Also, the total amount of net irrigation needs of all crops will increase under all scenarios in the future period, so that the greatest increase will occur under the RCP8.5 scenario.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate change
  • Downscaling
  • Net irrigation requirement
  • Jiroft Plain
1. احمدیان، م.، سبحانی، ب. و جهانبخش اصل، س.، 1397. بررسی اثرات تغییر اقلیم بر نیاز آبی درخت سیب در طول دوره رشد (مطالعه موردی: ایستگاه‌های ارومیه و سیمرم). مجله مخاطرات محیط طبیعی، دوره 8، شماره 21، صفحات 147-162. 2. اخوان، س.، قبائی سوق م. و مساعدی، الف. 1394. بررسی اثر تغییر اقلیم بر مقدار نیاز خالص آبیاری محصولات عمده دشت همدان- بهار با استفاده از نتایج مدل ریزمقیاس .LARS-WG پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، دوره22، شماره4، صفحات 22-1. 3. بخشایی، ش.، غفاری، گ. و خدامراد پور، م، 1396. ارزیابی تغییر اقلیم در حوضه سد قشلاق در دهه‌ی آینده با استفاده از ریزگردانی داده‌های مدل گردش عمومی جو. مخاطرات محیط طبیعی، دوره 6، شماره 13، صفحات 15 تا 30. 4. سدیدی، ج.، جعفری گدنه، م.، ساجدی، ح. و گ. حمزه زاده، گ.، 1399. بررسی روند و پیش بینی تغییرات دما در مناطق خشک و نیمه خشک (مطالعه موردی: استان کرمان)، چهاردهمین همایش انجمن جغرافیای ایران، تهران. 5. شبستانی، م.، درزی نفت چالی ع. و کاراندیش، الف.، 1395. پیش‌بینی و تحلیل عدم قطعیت تبخیر-تعرق گیاه مرجع در شرایط تغییر اقلیم در شیراز. مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک. جلد5، شماره23، ص 174-159. 6. عادلی ساردوئی، م.، اسدی، ع.، کلانتری، خ.، براتی، ع. ا. و خسروی، ح، 1399. بررسی تغییرات کاربری اراضی دشت جیرفت در دوره ی حال و آینده (با نگاهی بر تناسب کاربری اراضی کشاورزی). مرتع و آبخیزداری (منابع طبیعی ایران)، دوره 73، شماره 4، صفحات 893 تا913. 7. علیزاده، الف و کمالی، غ.، 1387. نیاز آبی گیاهان در ایران. انتشارات دانشگاه امام رضا. چاپ دوم. ص 228-1. 8. قهرمان، ن.، بابائیان، الف. و طباطبایی، س.م.، 1395. بررسی اثرات تغییر اقلیم بر نیاز آبی و طول دوره رشد گیاه نیشکر تحت سناریوهای واداشت تابشی. نشریه حفاظت منابع آب و خاک، دوره 1،شماره6، صفحات 63 تا 74. 9. کوچکی، ع.، م. نصیری محلاتی، ر. مرادی و علی‌زاده، ی.، 1394. اثر سطوح مختلف نیتروژن بر عملکرد و کارایی مصرف نیتروژن در کشت مخلوط ذرت و پنبه، مجله پژوهش‌های زراعی ایران. دوره 13، شماره 1، صفحات 1 تا13. 10. گودرزی، م. و عابدی کوپایی، ج.، 1399. اثرات تغییر اقلیم بر نیاز آبی و نیاز آبیاری در مناطق تحت آبیاری، مطالعه موردی: دشت نجف آباد. مجله ترویجی حفظ و بهره وری آب، دوره 1، شماره 1، صفحات 30-23. 11. محبی، ع.، 1398. بررسی اثر تغییر اقلیم بر نیاز آبی نخیلات در منطقه اهواز، نشریه پژوهش‌های حفاظت آب و خاک. دوره ۲۶، شماره ۴. صفحات 135-153. 12. مرتضوی زاده، ف. س. و گودرزی، م، 1397. ارزیابی اثرات تغییراقلیم برروی رواناب سطحی و آب زیرزمینی با استفاده از مدل اقلیمی HadGEM2(مطالعه موردی هشتگرد)، نشریه آب و خاک، دوره 32، شماره 2، صفحات 433 تا 446. 13. یوسفی، ع.، سرائی تبریزی، م.، پورهمت، ج و بابازاده، ح، 1401. مطالعه طرح تعادل بخشی منابع آب زیر زمینی تحت شرایط تغییر اقلیم (مطالعه موردی: محدوده مطالعاتی هشتگرد). مجله پژوهش آب ایران، دوره 16، شماره 2، صفحات 32-15. 14. Acharjee, T. K., Ludwig, F., van Halsema, G., Hellegers, P., & Supit, I. 2017. Future changes in water requirements of Boro rice in the face of climate change in North-West Bangladesh. Agricultural water management, 194, 172-183. 15. Alizadeh, A., Sayari, N., Hesami Kermani, M.R., Bannayan Aval, M. and Farid Hossaini, A., 2010. Assessment of climate change potential impacts on agricultural water use and water resources of Kashaf rood basin. Journal of Water and Soil, 24(4), 815-835. 16. Ashofteh, P., and Omidhadad, B. 2015. Assessments based on the risk of water demand for products under climatic conditions using AOGCM models. Pasture and Watershed, Iranian Natural Resources. Journal., 68(3), 457- 441. 17. Bekele, A. A., Pingale, S. M., Hatiye, S. D., & Tilahun, A. K., 2019. Impact of climate change on surface water availability and crop water demand for the sub-watershed of Abbay Basin, Ethiopia. Sustainable Water Resources Management, 5, 1859-1875. 18. Bormann, B. 2011. Sensitivity analysis of 18 different potential evapotranspiration models to observed climatic change at German climate stations. Climate Change, 104(3–4), 729–753. 19. Bouras, E., Jarlan, L., Khabba, S., Er-Raki, S., Dezetter, A., Sghir, F., and Tramblay, Y., 2019. Assessing the impact of global climate changes on irrigated wheat yields and water requirements in a semi-arid environment of Morocco. Scientific reports, 9(1), 19142. 20. Chowdhury, S., Al-Zahrani, M., & Abbas, A., 2016. Implications of climate change on crop water requirements in arid region: an example of Al-Jouf, Saudi Arabia. Journal of King Saud University-Engineering Sciences, 28(1), 21-31. 21. Cuo, L., Zhang, Y., Zhu, F. and Liang, L., 2015. Characteristics and changes of streamflow on the Tibetan Plateau: a review. J. Hydrol. Reg. Stud, 2, 49-68. 22. Daccache, A., Weatherhead, E.K., Stalham, M.A. and Knox, J.W. 2011. Impacts of climate change on irrigated potato production in humid climate. Agricultural and Forest Meteorology, 151, 1641-1653. 23. Gao, J., Yang, X., Zheng, B., Liu, Z., Zhao, J., Sun, S., ... and Dong, C., 2019. Effects of climate change on the extension of the potential double cropping region and crop water requirements in Northern China. Agricultural and Forest Meteorology, 268, 146-155. 24. Gil-Alana, L.A. 2012. Long memory, seasonality and time trends in the average monthly temperatures in Alaska. Theoretical Applied Climatology., 108, 385–396. 25. IPCC. 2014. Climate Change., 2014. Synthesis Report. Summary for Policymakers. Contribution of Working Group I, II and III to Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). In: R. Pachauri and L. Meyer (eds). Geneva, Switzerland. 151p 26. Khalil, A. A. 2013. Effect of climate change on evapotranspiration in Egypt, J. Res, 5(1), 7-10. 27. Mubeen, M., Ahmad, A., Hammad, H. M., Awais, M., Farid, H. U., Saleem, M., ... and Nasim, W. 2020. Evaluating the climate change impact on water use efficiency of cotton-wheat in semi-arid conditions using DSSAT model. Journal of Water and Climate Change, 11(4), 1661-1675. 28. Osamu, T., Yoshida, K., Katsuhiro, h., and Hajime Tangi, H., 2005. Estimation of irrigation water using Cropwat model at KM35 Project Site." In Savannakhet, LAO, PDR. Proceedings of the International Symposium on Role of Water Sciences in Transbounday River Basin Management, pp. 10-12. 29. Poonia, V., Das, J., & Goyal, M. K., 2021. Impact of climate change on crop water and irrigation requirements over eastern Himalayan rgion. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 35, 1175-1188. 30. Sharma, V. 2020. Impact climate change on crop water requirement of different orchard crops for agro-climatic condition of Udaipur, Rajasthan. Indian Journal of Ecology, 47(1), 12-16. 31. Wang, X. J., Zhang, J. Y., Ali, M., Shahid, S., He, R. M., Xia, X. H., & Jiang, Z. 2016. Impact of climate change on regional irrigation water demand in Baojixia irrigation district of China. Mitigation and adaptation strategies for global change, 21, 233-247. 32. Xiao, D., Li Liu, D., Wang, B., Feng, P., Bai, H., and Tang, J., 2020. Climate change impact on yields and water use of wheat and maize in the North China Plain under future climate change scenarios. Agricultural Water Management, 238, 106238. 33. Yoon, P. R., & Choi, J. Y. 2020. Effects of shift in growing season due to climate change on rice yield and crop water requirements. Paddy and Water Environment, 18, 291-307. 34. Zarghami, M., Abdi, A., Babaeian, I., Hasanzadeh, Y.and Kanani, R., 2011. Impacts of climate change on runoffs in East Azerbaijan, Iran. Global and Planetary Change, 78, 137146.