ارزیابی مکفی بودن بارش‌های مؤثر در زراعت دیم به‌منظور توسعه کشت غلات پاییزه در اراضی شهرستان‌های آق‌قلا، کلاله و گنبدکاووس (استان گلستان) با استفاده از تحلیل‌های مکانی GIS

بوم شناسی کشاورزی

مقاله 14، دوره 11، شماره 2 - شماره پیاپی 40، تیر 1398، صفحه 579-599   

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jag.v11i2.61365

نویسندگان

شیوا فرهادیان عزیزی؛ حسین کاظمی^* ؛ افشین سلطانی

گروه زراعت، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران

چکیده

در استان گلستان با توجه به وجود دیم‌زارهای گسترده، مقدار و توزیع مکانی و زمانی بارش، از اهمیت زیادی برخوردار است. در این مطالعه، با استفاده از تحلیل‌های مکانی سامانه اطلاعات جغرافیایی، تغییرات مکانی و زمانی و نیز کفایت متغیر­های بارش در محدوده اراضی کشاورزی شهرستان­های آق­قلا،­ کلاله و گنبدکاووس جهت توسعه زراعت دیم غلات پاییزه مورد ارزیابی قرار گرفت. این پژوهش در سال 1394 در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان اجرا گردید. ابتدا نقشه­های موضوعی انواع متغیرهای بارش مؤثر در زراعت دیم شامل بارش سالانه، بارش پاییزه، بارش بهاره، بارش آبان ماه و بارش اردیبهشت ماه، با استفاده از روش­های متعدد درون­یابی مانند کریجینگ معمولی، وزن­دهی فاصله معکوس (IDW) و توابع پایه شعاعی (RBF) در محیط GIS نسخه 10 تهیه و طبقه­بندی شدند. از معیارهای میانگین مطلق خطا (MAE)، میانگین انحراف خطا (MBE) و خطای برآورد ((RMSE، جهت ارزیابی این روش­ها استفاده شد. در این پژوهش از داده­های 10 ایستگاه هم­دیدی و 77  ایستگاه باران­سنجی مستقر در استان گلستان استفاده گردید. نتایج نشان داد که روش کریجینگ با مدل کروی بهترین الگو برای تخمین بارش پاییزه و اردیبهشت ماه و هم­چنین روش توابع پایه شعاعی مدل چند ربعی، بهترین الگو برای تخمین بارش­های سالانه، بهاره و آبان ماه در اراضی کشاورزی شهرستان­های آق­قلا، ­کلاله و گنبدکاووس می­باشد. روش وزن‌دهی فاصله معکوس توان 1 و روش توابع پایه شعاعی مدل نواری کم ضخامت، نامناسب­ترین الگو جهت تخمین انواع بارش شناخته شد. نتایج توزیع مکانی بارش نشان داد از سمت شمال به جنوب مناطق موردمطالعه، بر میزان متغیرهای بارش افزوده می­شود. بر این اساس، برخی از مناطق شمالی شهرستان­های آق­قلا و گنبدکاووس ازنظر بارش بهاره و بارش اردیبهشت ماه جهت توسعه زراعت دیم دارای محدودیت می­باشند. درمجموع در بین سه شهرستان موردبررسی­، شهرستان کلاله بیش­ترین میزان و بهترین توزیع مکانی انواع متغیرهای بارش را جهت توسعه زراعت دیم دارا بود.

کلیدواژه‌ها

بارش، سامانه اطلاعات جغرافیایی؛ کریجینگ؛ نیم تغییرنما؛ وزن دهی فاصله معکوس

مراجع

Agricultural Jihad Organization of Golestan. 2013. Statistics and Information Office. Available at Web site.http:www.jago.ir. (In Persian)

Asakareh, H., and Mazini, F. 2010. The analysis of the probability of annual precipitation in Golestan province. Journal of Research Iran Water Resource 6: 1. 51-55. (In Persian with English Summary)

Ashraf Taliei, A., and Bahrami, N. 2003. Evaluation of the temperature and rainfall effect on rainfed wheat cultivation in Kermanshah. Journal of Soil Water Science 17 (1): 106-133. (In Persian with English Summary)

Azizi, G. 2000. Estimation of effective precipitation on the cultivation of rainfed wheat, case study of Khorram Abad region. Geographical Research 33: 115-123. (In Persian with English Summary)

Buytaert, W., Celleri, R., Willems, P., de Bievre, B., and Wyseure, G. 2006. Spatial and temporal rainfall variability in mountainous areas: A case study from the south Ecuadorian Andes. Journal of Hydrology 329: 3-4: 413-421.

Bazgir, S. 2000. Investigation of climate potential for rainfed wheat cultivation (Case study: Kurdistan Province). Thesis of M.Sc., Faculty of Agriculture, University of Tehran, Iran 123 p. (In Persian with English Summary)

Behnia, M.R. 1997. Cereal. Second Edition. University of Tehran Press. 610 p. (In Persian)

Carlson, R.E., and Foley, T.A. 1991. The parameter R2 in multiquadric interpolation. Computers & Mathematics with Application 21:29-42.

Delbari, M., Khayyat Khalghi, M., and Mahdian, M.H. 2004. Evaluation of geostatistics method for estimation of direction soil hydraulic in dip water areas in Sistan region. Journal of Agricultral Science Iran 35: 1. 1-13. (In Persian with English Summary)

Descroix, L., Nouvelot, J.F., Estrada, J., and Lebal, T. 2001. Complementarily and convergence of rainfall regionalization processes: application to an endoergic basin of Northern Mexico. Revue Des Sciences De L'Eau 14:3. 281-305.

Ghanbar Pour, M.R. 2005. Comparison of methods of spatial analysis in determining the rainfall and temperature in the basin scale (Case study: watershed of Talesh). Journal of Agricultural Science Natural Resource Caspian 3:1. 29-43. (In Persian with English Summary)

Goovaerts, P. 2000. Geostatistical approach for incorporation, elevation into spatial interpolation of rainfall. Journal of Hydrology 228. 113-129.

Givi, J. 1997. Qualitative evaluation of land for agricultural crops. Soil and Water Research Institute Press, Iran. 115 N. (In Persian)

Hasani Pak, A.A. 2007. Geostatistics. University of Tehran Press., Iran. 314 p. (In Persian)

Hargrove, W. 2001. Interpolation of rainfall in Switzerland using a regularized spline with tension, Geographic Information and Spatial Technologies Group, Book Ridge National Laboratory. 122-125.

Kazemi, H., Tahmasebi Sarvestani, Z., Kamkar, B., Shataei, S., and Sadeghi, S. 2012. Evaluation of geostatistical methods for estimating and zoning of macronutrients in agricultural lands on Golestan province. Journal of Soil Water Science 22: 201-218. (In Persian with English Summary)

Khosh Akhlagh, F., Rnajbar, F., Tolabi, S., Maghbal, M., and Massompour Samakoosh, J. 2010. Investigation of drought year of 1998-99 and its effects on water resources and agriculture, case study: Marvdasht town ship. Geography Journal 8 (24): 119-136. (In Persian with English Summary)

Kamali, G., 1997. Agroclimatology study of lands potaitiol for dry farming in west of the country, with emphasis on wheat. Ph.D. Thesis, Islamic Azad University of Science and Research Branch of Tehran, Iran, Iran. 152 p. (In Persian with English Summary)

Karimi, H., 1992. Wheat. University of Tehran Press. 48p. (In Persian)

Kamkar, B., and Mahdavi Damghani, M. 2008. Fundamental of Sustainable Agriculture. Jihad Daneshgahi Press of Mashhad, Iran. 307 p. (In Persian)

Mobaraki, J., Babaee, K., Mohamadi, Y., and Moradian, J. 2010. Accuracy evaluation of spatial interpolation methods to study the spatial distribution of precipitation and drawing isolite of study area in Turpentine Saghez. Applied Research Conference on Water Resources Iran. University of Kermanshah, Iran. May 23-21. 10 p. (In Persian with English Summary)

Mirmosavi, H., Mazidi, A., and Khosravi, Y. 2010. Determination of the best methods of statistics to estimate the rainfall distribution using GIS (Case study: Isfahan province). Journal of Geographical Space 10 (30): 105-120. (In Persian with English Summary)

Marofi, S., Gol-Mohamadi, G., Mohamadi, K., and Zare Abyane, H., 2009. Evaluation geostatistical estimation of the spatial distribution of rainfall in the Hamedan province in GIS. Journal of Soil Water 1 (2): 1-17. (In Persian with English Summary)

Mosaedi, A., and Kahe, M. 2008. The effect of rainfall on yields of wheat and barley in Golestan province. Journal of Agricultural Science Natural Resource. 15(4): 1-14. (In Persian with English Summary)

Mahdizadeh, M., Mahdian, M.H., and Hejam, S. 2006. Performance geostatistical methods in climatic zoning in Oromieh Lake's basin. Journal of Physics of Earth Space 23: 103-116. (In Persian with English Summary)

Mohamadi, J., 2006. Pedometey. Spatial Statistics. Pelk Publication, Iran. 453 p. (In Persian)

Mahdian, M.H. 2006. The use of geostatistics in soil science. Proceedings of the Conference on Soil, Sustainability and Environment, University of Tehran, Iran. 10 p. (In Persian)

Mehraban, A., Ghafari, A.A., Ghanbari Benjar, A., and Jalali, N. 2005. Climatic zoning for dryland winter wheat in Moghan Ardebil using GIS. Journal of Agricultural Knowledge 15: 4. 1-13 (In Persian with English Summary)

Movahed Danesh, A.A. 1996. Determine of suitable areas for rainfed cereal production, according to the monthly rainfall in East Azarbaijan, Western Azarbaijan and Ardabil. Nivar. 32. 1-14. (In Persian with English Summary)

Nasrollahi, N., Kazemi, H., and Kamkar, B. 2015. Feasibility of annual alfafa (Medicago scutellata L.) cropping in Aq-Qalla town ship (Golestan province). Journal of Agoecology 7(3): 397-411. (In Persian with English Summary)

Rahmani, M., Jami Al-Ahmadi, M., Shahidi, A., and Hadizadeh Azghandi, M. 2016. Effects of change on length of growth stages and water requirement of wheat (Triticum aestivum L.) and barely (Hordeum vulgar L.) (Case of study: Birjand plain). Journal of Agroecology 7 (4): 443-460. (In Persian with English Summary)

Rstegar, M.A. 1992. Dryland Farming. Barahmnd Press, Iran. 182p. (In Persian)

Sarmadian, F., and Taati, A. 2015. Agro-ecological zoning of Qazvin area for wheat (Triticum aestivum L.) using RS and GIS. Journal of Agroecology 7 (3) 368-380. (In Persian with English Summary)

Shoji, T., and Kitaura, H. 2006. Statistical and geostatistical analysis of rainfall in central Japan. Computer Geoscience 32: 1007-1024.

Tapsoba, D., Fortin, V., Anctil, F., and Hache, M. 2008. Use of the kriging technique with external drift for a map of the water equivalent of snow: application to the Gatineau River Basin. Journal of Civil Engineering 32 (1): 289-297.

Zabihi, A.R., Soleymani, K., Shabani, M., and Abroush, S. 2011. Investigate of the spatial distribution of annual precipitation using geostatistical methods (Case study: Qom province). Research Nature of Geographical Research 78:101-112. (In Persian with English Summary)

Zhang, X., and Srinivasan, R. 2009. GIS-Based spatial precipitation estimation: A comparison of geostatistical approaches. Journal of American Water Resources Association 5 (4): 894- 906.