پژوهش‌های حفاظت آب و خاک (Jun 2022)
امکان‌سنجی پیش‌بینی میزان عملکرد سالانه جو دیم بر اساس شاخص‌های مختلف خشکسالی
Abstract
سابقه و هدف: در اقلیم‌های خشک و نیمه‌خشک که کشت دیم از اهمیت و جایگاه بالایی برخوردار است لازم است به طور ویژه‌ای ضمن بررسی فاکتورهای مؤثر بر عملکرد محصولات دیم، پیش‌بینی آن نیز مورد توجه قرار گیرد. در این میان، توجه ویژه به گیاهان زراعی تحمل‌پذیر نظیر جو اجتناب‌ناپذیر است. تحقیق حاضر با هدف امکان‌سنجی پیش‌بینی میزان عملکرد سالانه جو دیم بر اساس چند شاخص خشکسالی در یک اقلیم نیمه‌خشک به انجام رسید.مواد و روش‌ها: با محاسبه سه شاخص خشکسالی SPEI، EDDI و SPI برای چهار دوره رشد جو دیم شامل کاشت-سبزشدن، سبزشدن-پنجه‌زنی، پنجه‌زنی-ساقه‌دهی و ساقه‌دهی-گل‌دهی در ایستگاه سرارود کرمانشاه، ۱۲ سری زمانی از مقادیر این شاخص‌ها طی دوره آماری 2015-2000 استخراج گردید. جهت ارزیابی ارتباط کلی بین شاخص‌های خشکسالی و عملکرد سالانه جو دیم از جدول متقاطع استفاده شد و جهت مدل‌سازی میزان عملکرد سالانه جو دیم بر اساس شاخص‌های خشکسالی، در وهله اول از مدل رگرسیون چندگانه خطی مبتنی بر شناسایی بهترین زیرمجموعه و در مرحله تکمیلی از مدل رگرسیون مبتنی بر مؤلفه‌های اصلی (PCR) استفاده شد. فرایند مدل‌سازی رگرسیون خطی چندگانه با در نظر گرفتن دو رویکرد کلی شامل استفاده از هر شاخص خشکسالی بصورت واحد و استفاده تلفیقی از سه شاخص مختلف انجام شد. یافته‌ها: بر اساس نتایج حاصل از جدول متقاطع، ارتباط مناسبی بین عملکرد سالانه جو دیم و شاخص‌های خشکسالی مشاهده شد و نتیجه-گیری شد که این پتانسیل وجود دارد که از شاخص‌های خشکسالی جهت پیش‌بینی عملکرد سالانه جو دیم استفاده شود. نتایج حاصل از بکارگیری هر شاخص خشکسالی بصورت واحد نشان داد که بالاترین ضریب تعیین بین عملکرد سالانه جو دیم با شاخص‌های خشکسالی با در نظر گرفتن SPEI (6/63 درصد) و کمترین مقدار آن با در نظر گرفتن EDDI (1/54 درصد) و برای شاخص SPI (4/62 درصد) در حد بینابین آنها حاصل آمد که این شاخص‌ها برای SPEI و SPI طی دوره‌های کاشت-سبزشدن و پنجه‌زنی-ساقه‌دهی و برای EDDI طی دوره‌های کاشت-سبزشدن و ساقه‌دهی-گل‌دهی در مدل حضور یافتند. نتایج حاصل از بکارگیری تلفیقی هر سه شاخص خشکسالی نشان داد که بهترین مدل رگرسیون چندگانه خطی با ضریب تعیین 7/78 درصد و ضریب تعیین تعدیل شده 2/69 درصد با حضور شاخص SPEI در دوره‌های پنجه‌زنی-ساقه‌دهی و ساقه‌دهی-گل‌دهی و همچنین شاخص EDDI در دوره‌های کاشت-سبزشدن و پنجه‌زنی-ساقه‌دهی حاصل آمد اما بالا بودن شاخص تورم واریانس (VIF) ضرورت بکارگیری مدل رگرسیونی مبتنی بر مؤلفه‌های اصلی (PCR) را آشکار ساخت. نتایج حاصل از بکارگیری مدل PCR جهت مدل‌سازی عملکرد سالانه جو دیم نشان داد که ضریب تعیین مدل در این حالت در مقایسه با مدل رگرسیون خطی چندگانه با افتی ناچیز به 2/78 درصد رسید اما ضریب تعیین تعدیل‌شده به 7/71 درصد بهبود یافت. با در نظر گرفتن مدل PCR بعنوان مدل نهایی پیش‌بینی عملکرد سالانه جو دیم و با بکارگیری روش اعتبارسنجی متقابل جهت سنجش قابلیت پیش‌بینی این مدل، مقدار دو شاخص R2 و RMSE به ترتیب برابر با 5/58 درصد و 3/572 کیلوگرم در هکتار (معادل با ۲۲ درصد میانگین عملکرد سالانه جو دیم) حاصل آمد. نتیجه‌گیری: نتایج کلی این تحقیق نشان داد که بکارگیری شاخص‌های خشکسالی با ماهیت متفاوت می‌تواند سبب افزایش توجیه‌پذیری واریانس عملکرد سالانه جو دیم گردد. بر اساس نتایج کلی حاصل از این تحقیق، وقوع یا عدم وقوع خشکسالی در دوره سبزشدن-پنجه-زنی تأثیر قابل توجهی بر میزان عملکرد سالانه جو دیم ندارد و با توجه به آنکه دوره پنجه‌زنی-ساقه‌دهی نقش پررنگ‌تری در مدل‌ها داشت بعنوان بااهمیت‌ترین دوره مؤثر بر میزان عملکرد سالانه جو دیم شناسایی شد. لذا در سال‌هایی که خشکسالی در دوره پنجه‌زنی-ساقه‌دهی رخ دهد انتظار افت عملکرد سالانه بیشتری در مقایسه با وقوع خشکسالی در سایر دوره‌ها می‌توان داشت.
Keywords
