آینده پژوهی زیست محیطی و توسعه پایدار

آینده پژوهی زیست محیطی و توسعه پایدار

سنجش میزان حساسیت انارستان‌های کاشان به پدیده سرمازدگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 هیات علمی گروه جغرافیا دانشگاه آزاد واحد خرم اباد
2 کارشناس ارشد جغرافیای طبیعی دانشگاه آزاد واحد خرم اباد
چکیده
هدف: سرما و یخبندان از مهم‌ترین عوامل محیطی خسارت‌زا به محصولات باغی به‌ویژه انار در مناطق مختلف ایران هستند و کشور ایران به دلیل موقعیت جغرافیایی خود همواره در معرض رویدادهای سرمای شدید قرار دارد. در پژوهش حاضر، تأثیر عامل اقلیمی دما بر درخت انار در شهرستان کاشان در بازه زمانی ۱۹۹۰ تا ۲۰۲۴ بررسی شده است.
روش‌ها: مقادیر دما با استفاده از توزیع‌های احتمال در نرم‌افزار SMADA محاسبه گردیده است. با لحاظ تغییرات دمایی مشاهده‌شده در کاشان (افزایش میانگین دمای سالانه و جابجایی فصل‌ها)، مراحل فنولوژیک انار به صورت تقریبی تعیین و احتمال خسارت سرمازدگی برای هر مرحله محاسبه شد. برای برآورد سرمای زودرس پاییزه و سرمای دیررس بهاره به ترتیب از توزیع‌های احتمال لوگ‌پیرسون تیپ ۳ و لوگ‌نرمال استفاده گردید.
نتایج: مراحل فنولوژیک انار و احتمال خسارت آن‌ها به شرح زیر است: جوانه در خواب زمستانی در ۸ دی‌ماه با احتمال خسارت ۷/۵٪، شکوفایی غنچه در ۱۵ فروردین‌ماه با احتمال ۴۲/۳٪، ظهور غنچه‌های گل در ۲ خردادماه با احتمال ۳۶/۸٪، میوه جوان در ۱۰ تیرماه با احتمال ۲۵/۵٪، رشد میوه در ۲۰ تیرماه با احتمال ۱۳/۹٪ و رسیدن میوه در ۲۵ مهرماه با احتمال ۶۸/۷٪. سرمای زودرس پاییزه با توزیع احتمال لوگ‌پیرسون تیپ ۳ و با احتمال ۵۰ درصد (دوره بازگشت ۲ ساله) به میزان ۱۴/۵٪ برآورد شده است. همچنین سرمای دیررس بهاره با توزیع احتمال لوگ‌نرمال ۵۰ درصد، تاریخ اولین سرما با خسارت سنگین را در ۷۰ روز پاییز (حدود ۱۰ آذر) و آخرین سرما با خسارت سنگین را در ۱۰۵ روز پاییز (حدود ۲۵ دی) تعیین کرده که نسبت به دوره پیشین (۱۹۹۰-۲۰۱۶) جابجایی محسوسی در تقویم سرمازدگی نشان می‌دهد.
نتیجه‌گیری: تغییرات دمایی مشاهده‌شده در کاشان شامل افزایش میانگین دمای سالانه و جابجایی فصل‌ها، موجب تغییر در تقویم سرمازدگی و احتمال خسارت به مراحل فنولوژیک انار شده است. بالاترین احتمال خسارت مربوط به مرحله رسیدن میوه (۶۸/۷ درصد) و شکوفایی غنچه (۴۲/۳ درصد) می‌باشد. جابجایی محسوس در تاریخ اولین و آخرین سرمای سنگین نسبت به دوره پیشین، ضرورت بازنگری در تقویم مدیریت باغات انار و اتخاذ راهکارهای سازگاری با تغییرات اقلیمی را نشان می‌دهد.

تازه های تحقیق

۱. بروزرسانی تقویم سرمازدگی انارستان‌های کاشان با داده‌های ۲۰۲۴-۱۹۹۰
این پژوهش برای اولین بار با استفاده از داده‌های دمایی ۳۴ ساله (۱۹۹۰ تا ۲۰۲۴) و نرم‌افزار SMADA، تقویم سرمازدگی انارستان‌های کاشان را به‌روزرسانی کرده است. نتایج نشان می‌دهد که تاریخ اولین سرمای سنگین پاییزه از ۷۰ روز پس از شروع پاییز (۱۰ آذر) و آخرین سرمای سنگین بهاره در ۱۰۵ روز پس از پاییز (۲۵ دی) رخ می‌دهد که نسبت به دوره پیشین (۱۹۹۰-۲۰۱۶) جابجایی محسوسی داشته است.

۲. شناسایی جابجایی ۷ تا ۱۰ روزه مراحل فنولوژیک بهاره
بر اساس تغییرات دمایی مشاهده‌شده در کاشان (افزایش میانگین دمای سالانه و جابجایی فصل‌ها)، مراحل حساس بهاره مانند شکوفایی غنچه و ظهور غنچه‌های گل با تأخیر ۷ تا ۱۰ روزه نسبت به دوره پیشین مواجه شده‌اند. این جابجایی، تقویم مدیریت باغات را به طور اساسی تغییر داده است.

۳. تعیین دقیق احتمال خسارت در مراحل فنولوژیک انار
برای اولین بار، احتمال خسارت سرمازدگی در ۱۸ مرحله فنولوژیک درخت انار در کاشان محاسبه شده است. بالاترین احتمال خسارت مربوط به مرحله رسیدن میوه (۶۸.۷ درصد در ۲۵ مهر) و شکوفایی غنچه (۴۲.۳ درصد در ۱۵ فروردین) می‌باشد. این یافته، اولویت‌های مدیریتی را برای باغداران مشخص می‌کند.

۴. انتخاب توزیع لوگ‌پیرسون تیپ ۳ به عنوان بهترین برازش آماری
پس از آزمون پنج توزیع احتمال (نرمال، لوگ‌نرمال دو و سه پارامتری، پیرسون تیپ ۳ و لوگ‌پیرسون تیپ ۳)، توزیع لوگ‌پیرسون تیپ ۳ به عنوان بهترین برازش برای داده‌های سرمازدگی کاشان انتخاب شد. این توزیع توانایی بالایی در شبیه‌سازی جابجایی تقویم سرمازدگی ناشی از گرمایش نسبی دارد.

۵. کاهش فراوانی سرمازدگی‌های سنگین در دهه اخیر
تحلیل نمودارهای برازش توزیع نشان می‌دهد که در دنباله بالایی (احتمال بیش از ۰.۹)، داده‌ها افت ناگهانی دارند که نشانه کاهش فراوانی سرمازدگی‌های سنگین در دهه اخیر است. این الگو با گرمایش منطقه کاشان هماهنگ بوده و بیانگر تغییر اقلیم منطقه است.

۶. تعیین بهترین زمان کاشت انار در کاشان
بر اساس یافته‌های این پژوهش، بهترین بازه زمانی برای کاشت درخت انار در کاشان بر اساس تقویم اقلیمی به‌روز، محدوده ۱۵ تا ۲۶ فروردین تعیین گردیده است. این زمان‌بندی از مواجهه درختان جوان با سرمای دیررس بهاره جلوگیری می‌کند.

۷. محاسبه احتمال خسارت برای دوره‌های بازگشت مختلف
برای اولین بار، احتمال وقوع سرماهای زودرس و دیررس برای دوره‌های بازگشت ۳، ۵، ۱۰، ۲۵، ۵۰، ۱۰۰ و ۲۰۰ ساله محاسبه شده است که بیانگر خطرات نادر اما شدید برای باغات انار می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

Alafchian, A., & Ghayoor, H. (2013). Investigation of frost and freezing stress effects on almond yield and control methods. Proceedings of the 2nd International Conference on Environmental Hazards, Tehran, Kharazmi University.
Bandonas, A., Georg, J.C., & Gerxer, J.F. (1978). Techniques of frost prediction and method of frost and cold protection. WMO Technical Note, 157, 160.
Bazgir, S., Mohammadi, H., Sharifi, L., & Soleimani, N. (2016). Analysis of frost and freezing risk for horticultural products in West Azerbaijan. Journal of Hazard Knowledge, 3(4), 365-378. https://doi.org/10.22059/JHSCI.2016.62371
Cai, C., et al. (2006). Seasonal variation in the development of chilling injury in 'O' Henry peaches. Scientia Horticulturae, 110, 79-83.
Carpiro, J.M. (1961). A rational approach to the mapping of freeze dates. Bulletin of the American Meteorological Society, 42, 703-714.
Chen, P., Li, P.H., & Weiser, C.J. (1975). Induction of frost hardiness in red-osier dogwood stems by water stress. HortScience, 10, 372-374.
Climatic Profile of Isfahan Province. (2015). Isfahan Meteorological Office. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.10.4.372
Crawford, T.V. (1965). Frost protection with machines and heaters. Agricultural Meteorology, 6(28), 81-87.
Fajr Isfahan Agricultural Company Portal. (2017). Pomegranate cultivation guidelines. Available at: [Website URL].
Feizizadeh, B., & Dalirian Kikanloo, M. (2017). Application of object-oriented processing techniques and GIS spatial analysis in micro-zoning and frost risk assessment in orchard lands east of Lake Urmia for the insurance industry [Master's thesis, University of Tabriz].
Ghasemi Solokluei, A.A., Arshadi, E., & Tabatabaei, S.Z. (2011). Investigation of cold resistance in some Iranian pomegranate cultivars. Proceedings of the National Pomegranate Conference, Ferdows, Ferdows Pomegranate Research Center.
Halabian, A.H., Jabali, M., & Yazdi, M. (2012). Investigation of frost and temporal probability of spring and autumn frosts for agricultural and horticultural crops: A case study of Yazd-Nasrabad. Proceedings of the 1st National Conference on Strategies for Achieving Sustainable Development, Tehran.
Industry, Mining and Trade Organization of Kashan.
Isfahan Agricultural Jihad Organization.
Isfahan Province Meteorological Office.
Karimi, J., & Jamalinejad, M. (2011). Evaluation of climatic potentials for pomegranate cultivation in Isfahan Province using GIS. Proceedings of the 1st National Conference on Meteorology and Agricultural Water Management, Tehran, University of Tehran.
Karimi, M., Omidi, M., Moradi, Gh., & Zolfaghari, M. (2015). Investigation of the occurrence of frosts and agricultural freezings in Markazi Province. Proceedings of the 4th National Conference on Sustainable Agriculture and Natural Resources, Tehran, Mehr Arvand Institute of Higher Education.
Khokhar, K.M., Hadley, P., & Pearson, S. (2007). Effect of cold temperature durations of onion sets in store on the incidence of bolting, bulbing and seed yield. Scientia Horticulturae, 112, 16-22.  http://dx.doi.org/10.1016/j.scienta.2006.12.038
Khosravi, M., Safarzaei, N., & Armesh, M. (2015). Synoptic analysis of winter frosts in Sistan region (Case study: January 2008 frost). Journal of Geography and Planning, 52, 113-140.
Levitt, J. (1980). Responses of plants to environmental stress, freezing and high temperature stress (Vol. 497). New York: Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-445501-6.50016-6
Mazidi, A., Mozaffari, Gh., & Salari, H. (2011). Investigation and analysis of frost in Eghlid County orchards [Master's thesis, University of Yazd].
Mazidi, A., Sarai, M.H., & Dastjerdi, F. (2011). Investigation and analysis of climate impact on pomegranate product in Yazd County [Master's thesis, University of Yazd].
Mehrshahi, D., Omidvar, K., & Khajehei, A. (2011). Investigation and analysis of frost on horticultural products in Bahabad County (with emphasis on pistachio, pomegranate, and almond products) [Master's thesis, University of Yazd].
Meteorological Research Department of Kashan County. (2014). Climatic profile of Isfahan Province. Isfahan Meteorological Office.
Mirdehghan, S.H., & Rahemi, M. (2002). Reduction of frost damage in pomegranate fruit through intermittent heating. Iranian Journal of Agricultural Sciences, 10.
Mirdehghan, S.H., & Rahemi, M. (2010). Determining the time of frost damage occurrence in pomegranate fruit during cold storage. Iranian Journal of Horticultural Science, 41.
Ranjbar, H., Zolfaghari Nasab, R., Ghasemnejad, M., & Sorkhosh, A. (2007). Effect of methyl jasmonate on inducing frost resistance in pomegranate fruit (Malas Saveh cultivar). Journal of Research and Construction, 20(2), 43-49.
Rodrigo, J. (2000). Spring frosts in deciduous fruit trees - Morphological damage and flower hardiness. Scientia Horticulturae, 85, 155-173. https://doi.org/10.1016/S0304-4238(99)00150-8
Sameshima, R., et al. (2007). Mapping of first-frost-day and risk of frost damage on soybeans. Journal of Agricultural Meteorology, 63(1). https://doi.org/10.2480/agrmet.63.25
Scheifinger, H., Menzel, A., Koch, E., & Peter, C.H. (2003). Trends of springtime frost events and phenological dates in Central Europe. Theoretical and Applied Climatology, 74, 41-51. DOI 10.1007/s00704-002-0704-6
Shakeri, M. (2005). Investigation of the effects of early autumn frost on pomegranate trees. Proceedings of the Applied Scientific Conference on Frost Control Methods, Yazd, Agricultural Jihad Organization of Yazd Province.
Siyari, M., Babalar, M., Kalantari, S., Alizadeh, H., & Asgari, M.A. (2009). Effect of salicylic acid on frost resistance and phenylalanine ammonia-lyase enzyme activity in pomegranate fruit (Malas Saveh cultivar) during storage. Iranian Journal of Horticultural Science (Iranian Agricultural Sciences), 40(3), 21-28.
Sobhani, B., Salahi, B., Hajbarpour, G., & Einollahzadeh, N. (2014). Statistical analysis of frost and freezing on horticultural products in Meshkinshahr [Master's thesis, University of Mohaghegh Ardabili].
Thom, H.C., & Shaw, R.H. (1985). Climatological analysis of freeze dates for Iowa. Monthly Weather Review, 86, 27. DOI: https://doi.org/10.1175/1520-0493(1958)086<0251:CAOFDF>2.0.CO;2