امکان سنجی پیش بینی میزان عملکرد سالانه جو دیم بر اساس شاخص های مختلف خشکسالی

سابقه و هدف: در اقلیم های خشک و نیمه خشک که کشت دیم از اهمیت و جایگاه بالایی برخوردار است لازم است به طور ویژه ای ضمن بررسی فاکتورهای موثر بر عملکرد محصولات دیم، پیش بینی آن نیز مورد توجه قرار گیرد. در این میان، توجه ویژه به گیاهان زراعی تحمل پذیر نظیر جو اجتناب ناپذیر است. تحقیق حاضر با هدف امکان سنجی پیش بینی میزان عملکرد سالانه جو دیم بر اساس چند شاخص خشکسالی در یک اقلیم نیمه خشک به انجام رسید.مواد و روش ها: با محاسبه سه شاخص خشکسالی SPEI، EDDI و SPI برای چهار دوره رشد جو دیم شامل کاشت-سبزشدن، سبزشدن-پنجه زنی، پنجه زنی-ساقه دهی و ساقه دهی-گل دهی در ایستگاه سرارود کرمانشاه، ۱۲ سری زمانی از مقادیر این شاخص ها طی دوره آماری ۲۰۱۵-۲۰۰۰ استخراج گردید. جهت ارزیابی ارتباط کلی بین شاخص های خشکسالی و عملکرد سالانه جو دیم از جدول متقاطع استفاده شد و جهت مدل سازی میزان عملکرد سالانه جو دیم بر اساس شاخص های خشکسالی، در وهله اول از مدل رگرسیون چندگانه خطی مبتنی بر شناسایی بهترین زیرمجموعه و در مرحله تکمیلی از مدل رگرسیون مبتنی بر مولفه های اصلی (PCR) استفاده شد. فرایند مدل سازی 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. یافته ها: بر اساس نتایج حاصل از جدول متقاطع، ارتباط مناسبی بین عملکرد سالانه جو دیم و شاخص های خشکسالی مشاهده شد و نتیجه-گیری شد که این پتانسیل وجود دارد که از شاخص های خشکسالی جهت پیش بینی 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 شاخص های خشکسالی با در نظر گرفتن SPEI (۶/۶۳ درصد) و کمترین مقدار آن با در نظر گرفتن EDDI (۱/۵۴ درصد) و برای شاخص SPI (۴/۶۲ درصد) در حد بینابین آنها حاصل آمد که این شاخص ها برای SPEI و SPI طی دوره های کاشت-سبزشدن و پنجه زنی-ساقه دهی و برای EDDI طی دوره های کاشت-سبزشدن و ساقه دهی-گل دهی در مدل حضور یافتند. نتایج حاصل از بکارگیری تلفیقی هر سه شاخص خشکسالی نشان داد که بهترین مدل رگرسیون چندگانه خطی با ضریب تعیین ۷/۷۸ درصد و ضریب تعیین تعدیل شده ۲/۶۹ درصد با حضور شاخص SPEI در دوره های پنجه زنی-ساقه دهی و ساقه دهی-گل دهی و همچنین شاخص EDDI در دوره های کاشت-سبزشدن و پنجه زنی-ساقه دهی حاصل آمد اما بالا بودن شاخص تورم واریانس (VIF) ضرورت بکارگیری مدل رگرسیونی مبتنی بر مولفه های اصلی (PCR) را آشکار ساخت. نتایج حاصل از بکارگیری مدل PCR جهت مدل سازی عملکرد سالانه جو دیم نشان داد که ضریب تعیین مدل در این حالت در مقایسه با مدل رگرسیون خطی چندگانه با افتی ناچیز به ۲/۷۸ درصد رسید اما ضریب تعیین تعدیل شده به ۷/۷۱ درصد بهبود یافت. با در نظر گرفتن مدل PCR بعنوان مدل نهایی پیش بینی عملکرد سالانه جو دیم و با بکارگیری روش اعتبارسنجی متقابل جهت سنجش قابلیت پیش بینی این مدل، مقدار دو شاخص R۲ و RMSE به ترتیب برابر با ۵/۵۸ درصد و ۳/۵۷۲ کیلوگرم در هکتار (معادل با ۲۲ درصد میانگین عملکرد سالانه جو دیم) حاصل آمد. نتیجه گیری: نتایج کلی این تحقیق نشان داد که بکارگیری شاخص های خشکسالی با ماهیت متفاوت می تواند سبب افزایش توجیه پذیری واریانس عملکرد سالانه جو دیم گردد. بر اساس نتایج کلی حاصل از این تحقیق، وقوع یا عدم وقوع خشکسالی در دوره سبزشدن-پنجه-زنی تاثیر قابل توجهی بر میزان عملکرد سالانه جو دیم ندارد و با توجه به آنکه دوره پنجه زنی-ساقه دهی نقش پررنگ تری در مدل ها داشت بعنوان بااهمیت ترین دوره موثر بر میزان عملکرد سالانه جو دیم شناسایی شد. لذا در سال هایی که خشکسالی در دوره پنجه زنی-ساقه دهی رخ دهد انتظار افت عملکرد سالانه بیشتری در مقایسه با وقوع خشکسالی در سایر دوره ها می توان داشت.

Keywords:

اعتبارسنجی متقابل , مدل PCR , شاخص SPEI , شاخص EDDI , ایستگاه سرارود