نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی
نویسندگان
1 عضو هیات علمی دانشگاه محقق اردبیلی
2 PhD student of Mohaghegh Ardabili University
3 دانشگاه تبریز
چکیده
هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر نوسانات آب و هوایی بر مراحل فنولوژیکی و میزان عملکرد سیب درختی می‌باشد. به این منظور از آمار پایگاه ECMWF برای دادههای مشاهداتی دو ایستگاه سمیرم و ارومیه طّی بازه زمانی 21 ساله (1996-2016) استفاده شد. برای بررسی اثرات نوسانات آب و هوایی از دادههای روزانه ریز گردانی دینامیک پروژه CORDEX برای خروجی مدل ICHEC-EC-EARTH تحت دو خّط سیر RCP8.5 و RCP4.5واداشت تابشی (RCP) برای بازه زمانی (2037-2017) بهره گرفته شد. با استفاده از دادههای ایستگاه‌ها و خروجی‌های مدل ریزمقیاس‌نمایی و با به کارگیری شبکه عصبی پرسپترون و رگرسیون خطی میزان عملکرد شبیهسازی شد. سپس برای ارزیابی کارآیی عملکرد مدل‌ها از معیار آماره‌های R، R2، MSE، RMSE و NRMSE و از آزمون ناپارمتریک من- کندال و شیب سن برای روند عملکرد استفاده گردید. نتیجه مقایسه خروجی شبکههای عصبی مصنوعی با مدل رگرسیون خطی نشان می‌دهد که میزان خطای شبکه عصبی کم‌تر و نتایج شبیه‌سازی‌شده تا حّد بسیار قابل قبولی به مشاهدات واقعی نزدیک می‌باشد. مراحل فنولوژیکی شامل شکفتن جوانه تا رسیدن میوه در ایستگاه‌ها تحت هر دو سناریو و در کلیّه مراحل فنولوژیکی در دوره آینده نسبت به دوره پایه در زمان جلوتری تکمیل خواهند شد و طول دوره رشد نیز کاهش خواهد یافت. میزان عملکرد آینده در ایستگاه ارومیه تحت سناریوهای RCP4.5 و RCP8.5 به ترتیب عملکرد 7/3، 2/2 تن در هکتار و در ایستگاه سمیرم به ترتیب عملکرد 1/4، 3 تن در هکتار کاهش پیدا خواهد کرد. نتایج نشان می‌دهند که در آینده در مناطق مورد مطالعه با تغییر در زمان رخداد طول دوره رشد، کلیه مراحل فنولوژیکی و همچنین عملکرد کاهشی سیب درختی تحت نوسانات آب و هوایی خواهند بود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Investigating the effect of climate fluctuations on apple yield (case study: Semiram and Urmia station)
نویسندگان [English]
- behrouz sobhani 1
- minoo ahmadyan 2
- Saeed jahanbakhsh 3
1 Departement of geography
2 departmant mohagheg
3 The University of Tabriz
چکیده [English]
the statistics of the ECMWF database were used for the observation data of the two stations of Semiram and Urmia during a 21-year period (1996-20016).
In order to investigate the effects of climate fluctuations, the daily data of dynamic micro-rotation of the CORDEX project was used for the output of the ICHEC-EC-EARTH model under the RCP8.5 and RCP4.5 radiative forcing (RCP) scenarios for the period (2017-2037). By using the data of the stations and the outputs of the micro scale model, and by using the perceptron neural network and linear regression, the performance was simulated. Then, to evaluate the efficiency of the models, R, R2, MSE, RMSE, and NRMSE statistics were used, and the non-parametric Menkendall test and age slope were used for the performance trend. The result of comparing the output of artificial neural networks with the linear regression model shows that the error rate of the neural network is less and the simulated results are close to the real observations to a very acceptable extent. The phenological stages, including bud blooming to fruit ripening in the stations under both scenarios, and in all the phenological stages in the future period will be completed earlier than the base period, and the length of the growth period will also decrease. The amount of future yield in Urmia station under RCP4.5 and RCP8.5 scenarios respectively yield 3.7 and 2.2 tons per hectare and in Semiram station yield 1.4 and 3 respectively tons per hectare will decrease. The results show that in the future in the study areas, with the change in the time of occurrence of the length of the growth period, all the phenological stages as well as the declining performance of apple trees will be subject to climatic fluctuations
کلیدواژه‌ها [English]
- apple
- yield
- phenology
- climate fluctuations
- Semiram
- Urmia
- آمارنامه محصولات باغی کشور. (1399). «وزرات جهاد کشاورزی، معاونت برنامهریزی و اقتصادی، مرکز فناوری اطلاعات و ارتباطات».
- آهنگری، سمیه. (1398). «تأثیر تغییر اقلیم بر مراحل فنولوژی سیب درختی در جنوب آذربایجانغربی (منطقهی مورد مطالعه، بوکان، سردشت، مهاباد، پیرانشهر، نقده)»، پایاننامه کارشناسی ارشد آب و هواشناسی کشاورزی، دانشکده ادبّیات و علوم انسانی دانشگاه محقّق اردبیلی.
- اسماعیلیان، مهدی. (1385). راهنمای جامع spss14، تهران، موسسه فرهنگی هنری دیباگران، چاپ اوّل.
- احمدی، حمزه. (1396). «بررسی اثرات تغییر اقلیم بر روی درخت سیب در ایران، پایاننامه دکتری آب و هوا شناسی کشاورزی»، دانشکده جغرافیا و علوم محیطی دانشگاه حکیم سبزواری.
- احمدی حمزه؛ فلاح قالهری غلامعباس؛ گودرزی مسعود. (1397). برآورد و تعیین الگوی فضایی نیاز آبی درخت سیب در ایران، اکوهیدرولوژی، 5(1): 160-149.
- بابائیان ایمان؛ نجفی نیک زهرا؛ زابل عباسی فاطمه؛ حبیبی نوخندان مجید؛ ادب حامد؛ ملبوسی شراره. (1388). ارزیابی تغییر اقلیم کشور در دورهی 2039-2010 میلادی با استفاده از ریزمقیاس نمایی دادههای مدل گردش عمومی جو ECH0-G، جغرافیا و توسعه، 7 (16): 135-152.
- بهاروندی کبری؛ خورشید دوست محّمد علی؛ نساجی زواره. (1400). آشکارسازی نوسانات اقلیمی با استفاده از روش آزمون همگنی نرمال استاندارد ( مطالعه موردی: ایستگاه خرّم آباد)، نشریه علمی پژوهشی جغرافیا و برنامهریزی، 25(75): 63- 51.
- جوادی زهرا؛ فلاح قالهری غلامعباس؛ انتظاری علیرضا. (1393). نقش پارامترهای آب و هوایی بر عملکرد محصول بادام مطالعه موردی: سبزورا، پژوهشهای اقلیمشناسی، 5 ( 17): 141 -125.
- حسنی قاسم؛ نورجو امیر؛ هناره مشهید. (1388). اثر پایه و مقادیر مختلف آبیاری بر عملکرد و کیفیّت میوه سیب رقم گلدن دلیشز، مجّله بهزراعی نهال و بذر، 25(1): 62-51.
- دارند محّمد؛ زند کریمی سوما. (1394). واکاوی سنجش دقّت زمانی-مکانی بارش پایگاه داده مرکز پیشبینی میان‌مدّت جوّی اروپایی (ECMWF) بر روی ایران‌زمین، پژوهشهای جغرافیای طبیعی، 47 (4): 675-651.
- رضایی رضا؛ طایفه رضایی حیدر؛ حسنی قاسم؛ صمدی مختار. (1392). «اثرات تغییرات اقلیمی و زمستانهای گرم بر عملکرد درختان سیب در استان آذربایجانغربی»، دومیّن همایش ملیّ تغییر اقلیم و تأثیر آن بر کشاورزی و محیط زیست ارومیه، 1 مرداد.
- رضیئی طیب؛ ستوده فاطمه. (1396). بررسی دقّت مرکز اروپایی پیشبینیهای میان‌مدّت جوّی (ECMWF) در پیشبینی بارش مناطق گوناگون آب و هوایی ایران، فیزیک زمین وفضا، 43(1): 133-147.
- سلامی حبیب اله؛ نعمتی مهدی. (1392). بررسی سیستماتیک عملکرد و عوامل مؤثرّ بر شدّت ان در محصول سیب در ایران: کاربرد الگوهای اتورگرسیو فضایی، نشریه اقتصاد و توسعه کشاورزی، 27(4): 299-288.
- رحیمپور پروین؛ سبحانی بهروز؛ صلاحی برومند. (1396). «ارزیابی تأثیر تغییر اقلیم بر روی مرحله گلدهی درخت سیب در منطقه مشگین شهر در استان اردبیل»، پنجمین کنفرانس بین المللی ایدههای نوین در کشاورزی، محیط زیست و گردشگری تهران، ایران، 8 مرداد.
- رحیمی محّمد؛ یزدانی محمد رضا؛ اسدی مسلم؛ پگاهفر نفیسه؛ حیدری محّمدطالب. (1396). تحلیل آماری نوسانات ادواری پارامترهای اقلیمی در چند ایستگاه منتخب استان کردستان، نشریه علمی-پژوهشی جغرافیا و برنامهریزی، 21(60): 121-136.
- سجادی سید جواد؛ صبوری حسین. (1392). کاربرد شبکههای عصبی و مصنوعی در پیشبینی عملکرد محصول کلزا، مجله تولید و فرآوری محصولات زراعی و باغی، 3(10): 163-157.
- علیزاده احمد؛ بابائیان ایمان؛ نوری حمید؛ نجاتیان محّمدعلی.، (1399). بررسی اثر تغییر اقلیم بر مراحل فنولوژی و عملکرد انگور بیدانه سفید ( مطالعه موردی: ایستگاه هواشناسی کشاورزی گلمکان)، جغرافیای طبیعی، 13 (49):34-54.
- قادرزاده، آرزو. (1394). «تغییر آب‌وهوا بر مراحل فنولوژی درختان سیب شهرستان ارومیه»، پایاننامه کارشناسی ارشد جغرافیای طبیعی، دانشکده ادبیّات و علوم انسانی، دانشگاه محقق اردبیلی.
- لطفی زهرا؛ شعبانعلی قمی حمید. (1400). پیش بینی تولید گندم در ایران با استفاده از تکنیک سری زمانی و شبکه عصبی مصنوعی، مجّله بین المللی علوم و فناوری کشاورزی، 24(2): 261-273.
- میان آبادی آمنه؛ علیزاده امین؛ ثنایینژاد سیدحسین؛ قهرمان بیژن؛ داوری کامران. (1395). پیشبینی تغییرات تبخیر واقعی سالانه در مناطق خشک با استفاده از چهار چوب اصلاح شده بادیکو ( مطالعه موردی: حوضه آبریز نیشابور- رخ)، نشریه آبیاری و زهکشی ایران، 10(3): 398-411.
- مجّرد فیروز؛ فرهادی بهمن؛ الفتی ژیلا. (1397). شبیهسازی عملکرد و تعیین تاریخ کاشت گندم دیم و آبی بر مبنای عوامل اقلیمی و محیطی در استان کرمانشاه با مدل آکواکراپ، نشریه علمی پژوهشی جغرافیا و برنامهریزی، 22(66): 251-271.
- هوشیار محمود؛ حسینی سید اسعد؛ مسگری ابراهیم. (1391). مدلسازی دماهای حّداقل شهرستان ارومیه با استفاده از مدلهای رگرسیون خطیّ چندگانه و شبکههای عصبی مصنوعی، اندیشه جغرافیایی، 6 (12): 33-55.
- هاشمزاده محّمد؛ عزیزی قاسم؛ مصطفی کریمی؛ خوش اخلاق فرامرز؛ شمسیپور علی اکبر. (1399). ارزیابی پایگاه داده بازکاویی ERA- interim در ارزیابی توزیع زمانی-مکانی و روند تندی باد در شرق ایران، پژوهشهای جغرافیایی طبیعی، 52(4): 515-553.
- یزدان پناه حجّت‌الله؛ سلیمانی تبار مریم. (1392). «بررسی اثرات تغییر آب و هوا بر مراحل فنولوژی سیب در شمال شرق ایران»نخستین کنفرانس ملیّ آب و هوا شناسی، کرمان، 31 اردیبهشت.
- Adnane, El., Gustavo, M., Oukabi, A., Hafidi, M., Michel, J., ( 2014), Global warming impacte on floral phenology fruit tree, Scientia Horticulturae, 180(4): 243- 253.
- Beattie, R., Folley, R.P.W., (1997), Production varibility in apple crope, Scientia Horticulturae, 6(5): 271- 279.
- Drummond, S.T., Sudduth, ,. Joshi. A., Birrell, s., Kitchen, N.,( 2003), Statistical and neural methods for site–specific yield prediction, Transactions of the ASAE, 46: 5.
- Ferree, D., Warrington, G., ( 2003), Apples: botany, production and uses. CABI publishing.4 (5): 635-701.
- Green, T., Salas, J., Martinez, A., Erskine, , ( 2007), Relating crop yield to topographic attributes using spatial analysis neural networks and regression, Geoderma 139: 23-37.
- Inmaculada, , Aranda, Xavier., Biel, Carmen., Carbo, Joaquim., Camps, Francesc., Molina, Antonio, H., felicidad, G., (2016), Future climate change impacts on appl flowering date in a Mediterranean subbasin, Agricultural Water Management, 164 (7): 19- 27.
- Kaul, M., Hill, R., Walthall, C.,( 2005), Artificial neural networks for corn and soybean yield prediction, Agricultural Systems 85: 1-18.
- Landeras, G., Ortiz-Barredo, A., Lose. J. l., (2009), Forecasting weekly evapotranspiration with arima and artificial neural network models, Journal of Irrigation and Drainage Engineering 135: 323-334.
- Lobell, D, Field, C., Cahill. K., Bonfils, C., (2006), Impacts of future Climat change on California perennial crop yields, Model projections with climate and crop uncertainities, 8(9): 56-64.
- Li, M., Jianping, G., He, J., Xu, C., Li, j., Mi, ch., Tao, s., ( 2020), Possible impact of climate change on apple yield in Northwest China, Theoretical and Applied Climatology, 139 (11): 191-203
- Pfleiderer, P., Menke, I., Friedrich, S.,( 2019), Increasing risks of apple tree frost damage under climate change, climate change, 157 (3): 515-525
- Zhu, h., Borsboom, O. Tomp, j., (1997), The effect oftemperature on flower-bud formation in apple including some morphological aspects, Scientia Horticulturae, 70 (1): 1-8.
)