تأثیر تغییر آب و هوا بر نیاز آبی برنج در استان مازندران

فصلنامه جغرافیای طبیعی، سال دوازدهم، شماره 46 ، زمستان 1398
صص 14 – 1
تأثیر تغییر آب و هوا بر نیاز آبی برنج در استان مازندران
اسماعیل ایراننژاد
دانشجوی دکتری تخصصی آب و هواشناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
حسین محمدی 
استاد گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا دانشگاه تهران، ایران
رضا برنا
دانشیار گروه جغرافیا، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
تاریخ دریافت: 20 / 3 / 1397 تاریخ پذیرش: 9 / 8 / 1397
چکیده
در این پژوهش اثر تغییر آب و هوا بهویژه مؤلفههای دما و بارش بر نیاز آبی برنج بررسی
گردید. علاوه بر آن اثر متغیر دما بر تبخیر تعرق در بازه زمانی سالهای – 1984 تا 2017
تحلیل شد. در این مقاله دادههایی همچون تبخیر تعرق پتانسیل ) – PET ( ارائه و بررسی شد،
همچنین روش فائو پنمن- – مانتیث بهعنوان معتبرترین روش برای تخمین تبخیر تعرق گیاه –
مرجع مورد استفاده است. علاوه بر اینها نیاز آبی گیاه و بارش مؤثر طی فصل رشد برنج مورد
بررسی قرار گرفته شد. تمام این پژوهشها به کمک نرمافزار XLSTAT که نرمافزاری آماری
است برای یافتن همبستگی و همچنین رگرسیون گیری مورد استفاده واقع شد. رگرسیون
گیری و همبستگی به روش من کندال انجام شد. نتایج حاصل از رگرسیون گیری و همبستگی –
به کمک روش من کندال نشان داد که با روند افزایشی تغییر دما از سالهای – 1984 تا 2017
تبخیر تعرق نیز افزایش یافته است و همبستگی قوی ) – 95 / 0 ( بین تبخیر تعرق و دما در این –
استان وجود دارد. به کمک نرمافزار CROPWAT نیاز آبی برنج در استان مازندران به دست آمد
و جدول زمانبندی آبیاری نیز محاسبه شد. طبق محاسبات به دست آمده حداقل تبخیر تعرق –
و نیاز آبی در مرحله اولیه رشد )فروردین ماه( و حداکثر آن در مرحله میانی )اوایل تیر ماه( است.
برای استان مازندران در طول مدت دوره رشد برنج )اواسط فروردین اواسط مرداد(، برای مثال –
زمانی که کل بارش در دوره رشد برنج 6 / 150 میلیمتر باشد، مجموع آبیاری ناخالص 9 / 411
میلیمتر و مجموع آبیاری خالص 3 / 288 میلیمتر، خواهد بود. این مقدار در سالهای مختلف
متفاوت است که کمتر یا بیشتر از این مقدار است. از اینرو نیاز است به دلیل روند افزایشی دما
در بحث مدیریت مصرف آب و روشهای نوین آبیاری در منطقه و کشور توجه بیشتری صورت
گیرد.
واژگان کلیدی: گیاه برنج، رگرسیون، همبستگی، مدل XLSTAT ، مدل CROPWAT8.0 .
 نویسنده مسئول: 09123849767 hmmohammadi@ut.ac.irEmail:
2 تأثیر تغییر آب و هوا بر نیاز آبی برنج در استان مازندران/ ایراننژاد و …
مقدمه
عوامل مختلف آب و هوایی از قبیل میانگین دما، بارش، درصد رطوبت، سرعت باد و ساعت آفتابی میتوانند باعث
افزایش میزان تبخیر و تعرق پتانسیل در گیاه گردند که در نتیجه میزان نیاز آبی گیاه نیز افزایش خواهد یافت. تغییرات
آب و هوایی اثر چشمگیری بر تولید جهانی کشاورزی دارد )عزیزی، 1383 (. دلیل این تغییرات به خاطر وابستگی شدید
محصولات کشاورزی بر اقلیم است و از سوی دیگر افزایش تغییرات اقلیمی ناشی از فعالیتهای انسانی نیز بر عملکرد
محصولات کشاورزی اثرگذار است )اسمیت و همکاران، 2000 ، IPCC 2007 ، کاندراپا و همکاران، 2011 .)
با توجه به اینکه کشور ایران در منطقهای کم بارش واقع شده و همچنین در منطقه شمال کشور حدود 75 درصد
اراضی کشاورزی زیر کشت برنج میباشد، تأمین آب این محصول استراتژیک از طریق آبیاری به مدیریت مطلوب و
مناسبی وابسته است. )شیداییان و همکاران، 1393 (. بخشی از آب مورد نیاز گیاه به طرق مختلف از دسترس خارج
میشود، یکی از این موارد تبخیر است. بیشتر مطالعاتی که در زمینه مصرف و تأمین آب مورد نیاز کشاورزی انجام شده بر
پایه محاسبه نیاز خالص آبیاری است. این مهم با کمک محاسبه تبخیر تعرق پتانسیل به دست میآید. تبخیر تعرق – –
پتانسیل حداکثر مقدار تبخیر تعرقی است که در یک وضعیت آب و هوایی مشخص در صورتی که محدودیتی از نظر آب
وجود نداشته باشد، از یک پوشش کامل گیاهی مثل چمن صورت میگیرد. در این راستا مطالعات متعددی انجام پذیرفته
است. برای مثال پژوهشهای انجام گرفته توسط پیرمرادیان و همکاران، ) 1386 ( نشان میدهد که نیاز آبی برنج در
منطقه فارس بین 560 تا 757 میلیمتر میباشد. پژوهش صورت گرفته توسط جلالی کوتنایی، عبدلی و سلحشور
( 1387 (، نشان داد که تعیین میزان مصرف آب در دورههای مختلف رشد گیاه و برنامهریزی مناسب آبیاری از اهمیت
زیادی در تولید برخوردار است. این عامل میتواند تحت تأثیر دما این مقدار و زمان آبیاری تغییر نماید. عزیزی و روشنی،
( 1388 ( در پژوهشی نشان دادند که اثرات تغییر آب و هوا بر دما و تقویم زراعی برنج در استان گیلان، در دوره زمانی
1980 – 2003 روند دما افزایش داشته است. نتیجه این پژوهش جابهجایی فصلی در حال ظهور بوده و تقویم کشت نیز
متغیر بوده است. از طرفی تأثیر پدیده تغییر اقلیم بر مصرف آب کشاورزی در دشت تربتحیدریه که توسط توکلی و
همکاران ) 1390 ( انجام شد را میتوان نام برد. در این کار با داشتن آمار 40 ساله ایستگاه هواشناسی تربتحیدریه بررسی
و محاسبه تبخیر تعرق مرجع به سه روش هارگریوز سامانی، بلانی کریدل و فائو پنمن مانتیث اشاره کرد. – – – –
مطالعه دیگری انجام گرفت که اثرات تغییر اقلیم پیشبینی شده توسط مدل گردش عمومی HadCM2 تحت
سناریوی A1 طی دو دوره 2040 – 2069 و 2070 – 2099 در تبریز بر روی مصرف واقعی آب گیاه گندم را با استفاده از
مدل کراپ وات ) CROP WAT ( ارزیابی کردند. نتایج نشان داد که در دوره 2040 تا 2069 نسبت به دوره پایه ) 1990 –
1961 ( میانگین درجه حرارت بیشینه و کمینه سالانه به ترتیب 7 / 2 و 9 / 2 درجه سانتیگراد افزایش و میزان بارندگی
سالانه به میزان 8 درصد کاهش خواهد داشت. در نتیجه میزان مصرف آب گیاه در این دوره 3 / 8 درصد افزایش خواهد
داشت؛ و در دوره ) 2070 – 2099 ) 4 / 4 درجه سانتیگراد میانگین درجه حرارت بیشینه و کمینه افزایش و میزان بارندگی
3 فصلنامه جغرافیای طبیعی، سال دوازدهم، شماره 46 ، زمستان 1398
3 / 16 درصد کاهش خواهد یافت. در این شرایط مصرف آب گیاه گندم 6 / 9 درصد افزایش خواهد داشت. از سوی دیگر
شیدائیان و همکاران ) 1393 ( نیز به بررسی تأثیر تغییر اقلیم بر نیاز خالص آبیاری و عملکرد محصول برنج در دورههای
زمانی آینده با استفاده از دادههای خروجی مدل HadCM3 در منطقه دشت تجن پرداختند. نیاز خالص آبیاری، تبخیر –
تعرق پتانسیل با استفاده از روش پنمن مانتیث و باران مؤثر با روش – USDA با مدل CROPWAT8.0 بررسی
گردید. نتایج نشان داد که طی سالهای آتی بارش مؤثر با مقدار کمتری میتواند نیاز آبی مصرفی و نیاز خالص آبیاری
برنج را در منطقه دشت تجن تأمین کند . همچنین لیپرت و همکاران ) 2009 ) 1 تأثیرات مثبت تغییرات آب و هوا را برای
کشاورزی آلمان با استفاده از دادههای محلی و ناحیهای مناسب و سودمند بوده است. آنچه دن الزن و همکاران ) 2010 ) 2
به آن پرداختهاند، تأخیر در کاهش انتشار گازهای گلخانهای از سال 2020 تا 2030 بود که خطرات اقلیمی را افزایش
خواهد داد. سازگاری کشاورزان نقشی کلیدی در حفظ تولید غلات تحت شرایط تغییرات آب و هوایی را ایفا مینماید؛
بنابراین تغییر شدید در اقلیم میتواند منجر به کاهش در محصولات کشاورزی شود )سارکر، 2012 ) 3. اولبرگ و دالمانستور
( 2014 ) 4 به بررسی تأثیر تغییر اقلیم بر کشاورزی در نروژ شمالی و استراتژیهای بالقوۀ آن برای سازگاری پرداختند.
بوبوژنوف و حسن ) 2014 ) 5 به پژوهش و بررسی تأثیرات تغییرات آب و هوا بر امنیت درآمد کشاورزان در آسیای مرکزی و
طرحهای مدلسازی یکپارچه، کشاورزی، اکوسیستم و محیطزیست پرداختند.
البهری و بورفیشر ( 2015 ) 6 به بررسی مدلسازی اقتصادی تأثیرات اقلیم و سازگاری در کشاورزی، بررسی روشها،
نتایج و کمبودها پرداختند. آنها تغییرات اقلیم و سیستمهای غذایی، ارزیابی و دلایل جهانی امنیت غذایی و تجارت
مربوط به آن را مورد توجه قراردادند. توماس و رزگرانت ( 2015 ) 7 تأثیر تغییرات اقلیم را بر محصولات کلیدی در آفریقا را
بررسی کردند. آنها از مدلهای گیاهی و مدلهای معادلات عمومی برای پیشبینیهای تولید استفاده کردند. عارف و
استیفان رامسدن ) 2016 ) 8 به مطالعه اثر تغییر اقلیم بر محصول برنج در مالزی پرداختند.

لینک ادامه مطلب