اثر تغییر اقلیم بر روند تامین نیاز سرمایی گیاهان خزان‌دار (مطالعه موردی: استان همدان)

علوم باغبانی

مقاله 5، دوره 29، شماره 3، آذر 1394، صفحه 358-367   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhorts4.v0i0.25197

نویسندگان

علی اکبر سبزی پرور^{* 1}؛ رضا نوروز ولاشدی²

¹دانشگاه بوعلی سینا همدان

²بوعلی سینا همدان

چکیده

بسیاری از گیاهان برای شکستن خواب زمستانه خود نیاز به سرما دارند. سناریوهای تغییر اقلیم برای آینده افزایش دمای هوا را در فصل زمستان پیش‌بینی می‌کنند. هدف از این پژوهش بررسی اثر بالقوه تغییر اقلیم بر روند تامین نیاز سرمایی گیاهان خزان‌دار در همدان است. این پژوهش بر اساس مدل‌های اقلیمی متفاوت در گزارش چهارم هیئت بین الدول تغییر اقلیم نظیر BCM2، HADCM3، GFCM21 و IPCM4 تحت سناریوهای انتشار حدی (A2 و B1) و توازنی (A1B) انجام شد. جهت ریزمقیاس‌نمایی خروجی مدل‌های گردش عمومی، مدل LARS-WG مورد استفاده قرار گرفت. پس از تولید داده‌های ساعتی فراسنج های هواشناختی، از سه مدل نیاز سرمایی برای برآورد و بررسی روند تامین سرمایی در فصل زمستانِ استان همدان استفاده شد. همچنین از آزمون‌های پارامتری و ناپارامتری برای بررسی تغییرات نیاز سرمایی در دو دوره آینده نزدیک (2030-2011) و آینده دور (2050-2031) نسبت به گذشته (2010-1980) بهره گرفته شد. نتایج این پژوهش حاکی‌ از کاهش نیاز سرمایی گیاهان خران‌دار در همدان می‌باشد. خروجی مدل‌های اقلیمی ریز مقیاس شده برای استان همدان نشان داد، اگرچه روند تغییرات در کل دوره افزایشی بوده اما روند کاهشی در دهه‌ی آخر داده‌های تاریخی و متوسط دو دهه‌ی آینده ادامه می‌‌‌یابد، به‌طوری که در افق زمانی سال‌های 2031 تا 2050 به‌میزان 25 تا 40 درصد از انباشت سرما در فصل زمستان کاسته خواهد شد. این کاهش موجب عدم تامین سرمای کافی برای شکسته شدن خواب گیاه در انتهای فصل زمستان می‌‌‌شود. در نهایت، عدم مدیریت صحیح بدون ملاحظات اقلیمی ممکن است به صدمات جدی به باغات کشور در آینده شود.

کلیدواژه‌ها

دمای هوا؛ رکود؛ ریز مقیاس کننده LARS-WG؛ سناریو‌های انتشار؛ گرمایش جهانی؛ مدل های گردش عمومی جو

مراجع

1- Albuquerque N., Garcia-Montiel F., Carrillo A., Burgos L. 2008. Chilling and heat requirements of sweet cherry cultivars and the relationship between altitude and the probability of satisfying the chill requirements. Environmental and Experimental Botany, 64: 162-170.

2- Bennett J. 1950. Temperature and bud rest period: Effect of temperature and exposure on the rest period of deciduous plant leaf buds investigated. California Agriculture, 4: 11-16.

3- Cesaraccio C., Spano D., Snyder R.L., Duce P. 2004. Chilling and forcing model to predict bud-burst of crop and forest species. Agricultural and Forest Meteorology, 126: 1-13.

4- Corder G.W., Foreman D.I. 2009. Nonparametric statistics for non-statisticians: a step-by-step approach. Wiley.com.

5- Darbyshire R., Webb L., Goodwin I., Barlow S. 2011. Winter chilling trends for deciduous fruit trees in Australia. Agricultural and Forest Meteorology, 151: 1074-1085.

6- Dennis F.G. 1994. Dormancy: what we know (and don't know). HortScience, 29: 1249-1254.

7- Esmaeili R., Ataei H. and Fallah Ghalhary G. 2011. Assessment of climate change impact on the future development of apricot and almond species. (Case study: khorasan razavi province). Journal of Sustainable Agriculture and Production Science, 2(1): 145-162. (in Persian with English abstract).

8- Fishman S., Erez A., Couvillon G. 1987. The temperature dependence of dormancy breaking in plants: computer simulation of processes studied under controlled temperatures. Journal of Theoretical Biology, 126: 309-321.

9- Fox D. 1981. Judging air quality model performance: A summary of the AMS workshop on dispersion models performance. Bulletin of the American Meteorological Society, 62: 599-609.

10- Garajian M. and Eshghi S. 2013. Investigation of joinery grapes chilling requirement in Fars proviance. Journal of Horticultural Science, 26(4): 394-401. (in Persian)

11- Harrington C.A., Gould P.J., St Clair J.B. 2010. Modeling the effects of winter environment on dormancy release of Douglas-fir. Forest Ecology and Management, 259: 798-808.

12- Hennessy K.J., Clayton-Greene K. 1995. Greenhouse warming and vernalisation of high-chill fruit in southern Australia. Climatic Change, 30: 327-348.

13- IPCC, 2007. Climate change 2007: synthesis report, A. in Allali, et al., Editors. p. 23-73.

14- Karimi Kakhaki M. and Sepehri A. 2010. Climate change trends of two period in Hamedan and Tabriz. Journal of Science in Water and Soil, 20.1(4): 143-155. (in Persian).

15- Koocheki A., Nassiri M., Alizadeh A. and Ganjeali A. 2009. Modelling the impact of climate change on flowering behaviour of Saffron (Crocus sativus L.). Journal of Iranian Field Crop Research, 7(2): 583-594. (in Persian with English abstract).

16- Linvill D.E. 1990. Calculating chilling hours and chill units from daily maximum and minimum temperature observations. HortScience, 25: 14-16.

17- Luedeling E., Zhang M., Luedeling V., Girvetz E.H. 2009a. Sensitivity of winter chill models for fruit and nut trees to climatic changes expected in California's Central Valley. Agriculture, Ecosystems & Environment, 133: 23-31.

18- Luedeling E., Zhang M., McGranahan G., Leslie C. 2009b. Validation of winter chill models using historic records of walnut phenology. Agricultural and Forest Meteorology, 149: 1854-1864.

19- Luedeling E., Brown P.H. 2011. A global analysis of the comparability of winter chill models for fruit and nut trees. International Journal of Biometeorology, 55: 411-421.

20- Luedeling E., Girvetz E.H., Semenov M.A., Brown P.H. 2011. Climate change affects winter chill for temperate fruit and nut trees. PLoS One, 6(5): e20155.

21- Oukabli A., Bartolini S., Viti R. 2003. Anatomical and morphological study of apple (Malus X domestica Borkh.) flower buds growing under inadequate winter chilling. Journal of Horticultural Science & Biotechnology, 78: 580-585.

22- Petri J.L., Leite G.B. 2003. Consequences of insufficient winter chilling on apple tree bud-break. VII International Symposium on Temperate Zone Fruits in the Tropics and Subtropics. 662, pp. 53-60.

23- Racsko P., Szeidl L., Semenov M. 1991. A serial approach to local stochastic weather models. Ecological Modeling, 57: 27-41.

24- Richardson C.W. 1981. Stochastic simulation of daily precipitation, temperature, and solar radiation. Water Resources Research, 17: 182-190.

25- Richardson C.W., Wright D.A. 1984. WGEN: A model for generating daily weather variables. ARS.

26- Richardson E.A., S.S., Walker D. 1974. A model for estimating the completion of rest for Red haven and Elbert peach tree. HortScience, 9: 331-332.

27- Saure M. 1985. Dormancy release in deciduous fruit trees. Horticultural Reviews. 7: 239-300.

28- Semenov M.A., Barrow E.M. 1997. Use of a stochastic weather generator in the development of climate change scenarios. Climatic change, 35: 397-414.

29- Semenov M.A., Barrow E.M. 2002. LARS-WG A Stochastic Weather Generator for Use in Climate Impact Studies. User Manual.

30- Semenov M.A., Brooks R.J., Barrow E.M., Richardson C.W. 1997. Comparison of the WGEN and LARS-WG stochastic weather generators for diverse climates. Climate Research, 10: 95-107.

31- Srikanthan R., McMahon T. 1999. Stochastic generation of annual, monthly and daily climate data: A review. Hydrology and Earth System Sciences, 5: 653-670.

32- Susan S. 2007. Climate change 2007-the physical science basis: Working group I contribution to the fourth assessment report of the IPCC. Cambridge University Press.

33- Viti R., Andreini L., Ruiz D., Egea J., Bartolini S., Iacona C., Campoy J. 2010. Effect of climatic conditions on the overcoming of dormancy in apricot flower buds in two Mediterranean areas: Murcia (Spain) and Tuscany (Italy). Scientia Horticulturae, 124: 217-224.

34- Walnut Strategy in Iran. 2012. Report of the Center for Coordination Science and walnut industry. 88p.

35- Watterson I.G. 2012. Understanding and partitioning future climates for Australian regions from CMIP3 using ocean warming indices. Climatic Change, 111: 903-922.

36- Weinberger J. 1950. Chilling requirements of peach varieties. Proceedings. American Society for Horticultural Science, pp. 122-128.