بررسی مکفی بودن بارش‌ در مراحل مختلف فنولوژیکی غلات دیم در اراضی کشاورزی شهرستان گرگان بر پایه روش‌های درون‌یابی کلاسیک و زمین آمار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد کشاورزی اکولوژیک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 استادیار دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 دانشیار دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

بارندگی یکی از مهم­ترین عوامل اقلیمی است که از تغییر­پذیری زمانی و مکانی بسیار زیادی برخوردار است. تعیین مقدار بارش در هر منطقه در توسعه و مدیریت اراضی کشاورزی، به­خصوص مناطق دیم، نقش قابل توجهی دارد. در این پژوهش به­منظور تخمین و تهیه نقشه تغییرات بارش­های سالانه، فصلی (بهاره و پاییزه) و ماهانه (آبان، آذر، اردیبهشت و خرداد) در اراضی کشاورزی شهرستان گرگان، از روش‌های مختلف درون‌یابی کلاسیک و زمین‌آماری مانند کریجینگ، وزن­دهی براساس معکوس فاصله، تابع پایه شعاعی و چند جمله­ای موضعی استفاده شد. جهت ارزیابی این روش­ها، از شاخص­های اعتبارسنجی میانگین مطلق خطا (MAE) و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) کمک گرفته شدند. نتایج نشان داد که براساس کمینه مقدار شاخص‌های یاد شده، برای تخمین بارش سالانه، بارش بهاره، بارش آبان ­ماه، بارش اردیبهشت­ ماه و بارش پاییزه روش چند­جمله‌ای موضعی بهترین روش است. در تخمین بارش آذر ­ماه و خرداد ماه، روش­های کریجینگ - مدل گوسی و مدل چند­ربعی - تابع پایه شعاعی به­ترتیب بیش­ترین دقت را از خود نشان دادند. روش وزن­دهی عکس فاصله به­دلیل میزان بالای شاخص­های اعتبار­­ سنجی، به­عنوان نامناسب­ترین روش در نظر گرفته شد. نقشه­های تهیه شده انواع بارش­ نشان داد که مقادیر متغیر بارش، از شمال به سمت جنوب شهرستان افزایش یافته و شرایط بسیار مستعدی جهت کشت دیم غلات پاییزه ایجاد می­کنند، اما در مجموع 75/53 درصد و 77/27 درصد از اراضی میانی و شمالی شهرستان، به­ترتیب از نظر میزان بارش خرداد ماه و بارش بهاره برای این محصولات در پهنه مستعد و نیمه­مستعد قرار گرفتند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of Precipitation Sufficiency at Different Phenological Stages of Rainfed Cereals in the Agricultural Lands of Gorgan County by Classic and Geostatistical Interpolation Methods

نویسندگان [English]

  • M Niazmoradi 1
  • H Kazemi 2
  • F Ghaderi-Far 3
چکیده [English]

Precipitation is one of the most important climatic factors with high variations in time and space. Determination of the amount of precipitation in different regions is very important in development and management of agricultural lands especially in rainfed farming. In this research, in order to estimate and provide maps of the variation of annual, seasonal (spring and autumn) and monthly (November, May, December and June) precipitations in the agricultural lands of Gorgan county, different interpolation methods such as Kriging, inverse distance weighting (IDW), radial basis functions (RBE) and local polynomial interpolation (LPI) were used. The performance criteria for evaluation of these methods were Mean Absolute Error (MAE) and Root Mean Square Error (RMSE). The results showed that, based on the minimum of these indices, local polynomial interpolation was the best method to estimate the annual, spring, November, May and autumn precipitations. In estimation of December and June precipitations, Gaussian (Kriging) and multi-quadric (RBF) presented the most accurate results, respectively. Also, the inverse distance weighting (IDW) was found to be the worst method, with the highest error statistically. The produced maps in Gorgan county showed that most rainfall variables were in high suitable condition for rainfed farming of cereals, and these values were increased from north to south. In general, 53.75 and 27.77 percent of the studied areas were suitable and less-suitable for these crops according to June and spring rainfall maps in the central and north lands of the county, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • GIS
  • Kriging
  • Semivariogram
  • Spatial distribution of precipitation

مراجع

منابع مورد استفاده
بهینا م ر، 1376. غلات سردسیری. انتشارات دانشگاه تهران. چاپ دوم. 610 صفحه.
بی­نام، 1388. آمایش سرزمین استان گلستان. شرکت هامون­گستر و استانداری گلستان. بخش 2، صفحه 239 تا 515.
تقی­زاده مهرجردی ر، زارعیان جهرمی م، محمودی ش، حیدری ا و سرمدیان ف، 1387. بررسی روش­های درون­یابی مکانی جهت تعیین تغییرات مکانی ویژگی­های کیفی آب­های زیرزمینی دشت رفسنجان. مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، سال دوم، شماره 5، صفحه­های 63 تا 70.
حسنی‌پاک ع ا، 1386. زمین آمار (ژئواستاتیستیک). انتشارات دانشگاه تهران. چاپ 2. 386 صفحه.
خسروی م، دوستکامیان م، میرموسوی س ح، بیات ع و بیگ رضایی ا، 1393. طبقه­بندی دما و بارش در ایران زمین با استفاده از روش­های زمین­آمار و تحلیل خوشه­ای. فصل­نامه برنامه­ریزی منطقه­ای، شماره 13، صفحه­های  121 تا 132.
صادقی س، 1391. درون یابی نقطه ای در GIS با تاکید بر تکنیک کرایگینگ. انتشارات لوزا. 152 صفحه.
صفر­راد ط، فرجی سبکبار ح ع، عزیزی ق و عباسپور ر ع، 1392. تحلیل تغییرات بارش در زاگرس میانی از طریق روش­های زمین­آمار (2004-1995). جغرافیا و توسعه، شماره 31، صفحه­های 149 تا 164.
عیوضی م و مساعدی ا، 1391. بررسی الگوی گسترش مکانی بارش در سطح استان گلستان با استفاده از مدل­های قطعی و زمین­آماری. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، جلد 26، شماره 1، صفحه­های 53 تا 64.
فیضی زاده ب، ابدالی ح، رضایی بنفشه م و محمدی غ ح، 1391. پهنه­بندی قابلیت کشت گندم دیم در سطح استان آذربایجان­شرقی با استفاده از تحلیل­های مکانی GIS. نشریه زراعت (پژوهش و سازندگی). شماره 96. صفحه­های 75 تا 91.
قهرودی­تالی م، 1384. سیستم اطلاعات جغرافیایی در محیط سه بعدی، تهران. انتشارات جهاد دانشگاهی. واحد تربیت معلم.
کاظمی ح، طهماسبی سروستانی ز ا، کامکار ب، شتایی ش و صادقی س، 1391. ارزیابی روش­های زمین آمار جهت تخمین و پهنه­بندی عناصر غذایی پرمصرف اولیه در برخی اراضی کشاورزی استان گلستان، نشریه دانش آب و خاک. جلد 22، شماره 1، صفحه­های 201 تا 218.
کامکار ب و مهدوی دامغانی م، 1387. مبانی کشاورزی پایدار. انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد. 307 صفحه.
کمالی غ ع، ملائی پ و بهیار م ب، 1389. تهیه اطلس گندم دیم استان زنجان با استفاده از داده­های اقلیمی و GIS، نشریه آب و خاک. جلد 24، شماره 5، صفحه­های 907-894.
گل­محمدی گ، معروفی ص و محمدی ک، 1387. منطقه­ای نمودن ضریب رواناب در استان همدان با استفاده از روش­های زمین­آماری و GIS. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، شماره 46، صفحه­های 501 تا 514.
محمدی ج، 1385. پدومتری، آمار مکانی. نشر پلک. جلد دوم. 453 صفحه.
مظفری غ­ع، میرموسوی س­ح و خسروی ی، 1391. ارزیابی روش­های زمین­آمار و رگرسیون خطی در تعیین توزیع مکانی بارش (مطالعه موردی در استان بوشهر). جغرافیا و توسعه، شماره 27، صفحه­های 63  تا 76.
مهدی­زاده م، مهدیان م­ح و حجام س، 1385. کارایی روش­های زمین­آماری در پهنه­بندی اقلیمی حوضه آبریز دریاچه ارومیه. مجله فیزیک زمین و فضا، جلد 32، شماره 1، صفحه­های103 تا 116.
Goovarerts P, 2000. Geostatistical approach for incorporation elevation into the spatial interpolation of rainfall: Journal of Hydrology 228: 113-129.
Hevesi JA, Istok JD and Flint AL, 1992. Precipitation estimation in mountainous terrain using multivariate geostatistic. Part I. Structural Analysis. Journal of Applied Meteorology 31: 661-676.
Lynch SD, 2001. Converting point estimates of daily rainfall onto a rectangular grid. Department of agricultural engineering. University of Natal. South Africa.
http://proceedings.esri.com/library/userconf/proc98/proceed/TO200/PAP196/P196.HTM.
Miralles DJ and Slafer GA, 2007. Sink limitation to yield in wheat: how could it be reduced? Journal Agrcultural Science Cambridge 145: 139-149.
Ruppert D, 1997. Empirical-bias bandwidths for local polynomial nonparametric regression
      and density estimation. Journal of the American Statistical Association 92: 1049–1062.
Trangmar BB, Yost RS and Uehara G, 1985. Application of geostatistics to spatial studies of soil properties. Advances in Agronomy 38: 45-94.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار