ارزیابی مدل های پیشنهادیFAO برای برآورد تبخیر-تعرق گیاه مرجع در آبخیز حاجی آباد هرمزگان

نویسندگان

1 استادیار بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران

doi
10.22092/wmrj.2022.358978.1477
چکیده

مقدمه و هدفدر چند سال اخیر بروز خشکسالی ­ها موجب‌شده است تا منابع آب در دسترس دشت­ ها و آبخیزهای جنوبی کشور، به­ ویژه آبخیزهای استان هرمزگان، به ­طور فزاینده ­ای کاهش یابد و افزون‌بر تغییر بوم ­شناسی (زیست بوم) آن­ها، امنیت غذایی کشور را با خطر جدی مواجه نماید. هم‌زمان با تلاش برای یافتن منابع آب جدید، اصولی ­ترین راه مقابله با کمبود آب، استفاده ­ی مناسب و مؤثر از منابع آب موجود است که به نوبه‌ی خود مستلزم آگاهی از تبخیر-تعرق یا نیاز آبی گیاهان است. تبخیر-تعرق گیاهان معمولاً به دو روش مستقیم و غیرمستقیم محاسبه می ­شود. در روش غیرمستقیم تبخیر-تعرق گیاه مرجع (ET0) که بیانگر اثر آب و هوا بر تبخیر-تعرق است با استفاده از مدل ­هایی که از یک یا چند ویژگی آب و هوایی استفاده می ­کنند تخمین‌زده می ­شود، سپس (ET0) در ضریبی به ­نام ضریب گیاهی که منعکس ­کننده ­ی ویژگی‌های گیاه است ضرب می‌شود تا تبخیر-تعرق به ­دست آید. نتایج پژوهش ­های گذشته نشان ­دهنده ­ی تفاوت اندازه‌ی دقت و همخوانی مدل ­های برآورد (ET0) در آبخیزها و مناطق مختلف است. بنابراین، اگر از هر یک از این مدل ­ها بدون ارزیابی اندازه‌ی هم‌سنجی و دقت آن ­ها در هر آبخیز استفاده شود امکان بروز خطا در برآورد اندازه‌ی ((ET0  و به­ دنبال آن نیاز آبی گیاهان افزایش می ­یابد که این امر هرگونه برنامه ­ریزی برای آینده ­ی آبخیز را با مشکل مواجه می ­کند. بنابراین، هدف این پژوهش ارزیابی دقت و کارایی مدل ­های پیشنهادی FAO در آبخیز حاجی ­آباد هرمزگان می‌باشد.مواد و روش‌هااین پژوهش به ­مدت چهار سال در آبخیز حاجی ­آباد هرمزگان انجام شد. تبخیر-تعرق گیاه مرجع (چمن) با استفاده از یک دستگاه لایسیمتر زهکش ­دار به ­طور هفتگی اندازه ­گیری شد. به این منظور، در سال اول آزمایش، در مرکز زمینی به مساحت 2 هکتار با کاربری کشاورزی که نماینده ­ی این آبخیز بود یک دستگاه لایسیمتر زهکش‌دار مربع شکل به ابعاد 3×3 متر و عمق 190سانتی ­متر نصب شد. سپس به مدت سه سال، در پیرامون و درون لایسیمتر با مساحت 900 متر، چمن رقم برموداگراس (Cynodon dactylon L.) کشت شد و پس از این­ که پوشش کاملی روی زمین ایجاد شد و بلندی چمن حدود هشت سانتی متر شد، تبخیر-تعرق آن به ­طور هفتگی و به ­روش بیلان آبی اندازه‌گیری شد. همچنین تبخیر-تعرق گیاه مرجع با استفاده از مدل‌های پیشنهادشده‌ی فائو شامل پنمن اصلاح‌شده، بلینی-کریدل اصلاح‌شده، تشعشع، تشتک تبخیر و پنمن- مانتیث برآورد شد و با داده‌های اندازه ­گیری‌شده به‌وسیله‌ی لایسیمتر مقایسه شد و با استفاده از وایازی خطی، درصد خطای برآورد فصلی (سالانه) تبخیر-تعرق و جذر میانگین مربعات خطا، بهترین مدل­ ها برای آبخیز حاجی ­آباد هرمزگان تعیین و پیشنهاد شد.نتایج و بحثاندازه‌ی فصلی (ET0) اندازه ­گیری‌شده‌ با لایسیمتر 2729/8 میلی ­متر بود. اندازه‌ی  (ET0)برآوردشده با روش مدل­ های پنمن اصلاح‌شده، بلینی-کریدل اصلاح‌شده، پنمن- مانتیث، تشعشع و تشتک تبخیر به­ ترتیب 3405/0، 2695/2، 2868/0، 2789/2 و 2054/6 میلی­ متر بود. مقایسه ­ی داده‌های برآوردشده‌‌ با مدل ­های مزبور با داده‌های اندازه­ گیری‌شده‌ی لایسیمتر (2729/8 میلی ­متر) نشان ­داد که مدل­ های پنمن اصلاح‌شده، پنمن- مانتیث و تشعشع، اندازه‌ی تبخیر-تعرق گیاه مرجع را به ­ترتیب 24/7، 5/1 و 2/2 % بیش از اندازه‌گیری‌های لایسیمتر برآورد کرده‌اند. مدل‌های تشتک تبخیر و بلینی-کریدل اصلاح‌شده اندازه‌ی تبخیر-تعرق گیاه مرجع را به­ ترتیب 27/7 و 1/3 % کمتر از اندازه‌گیری‌های لایسیمتر برآورد کرده ­اند. در بیشتر دوره ­ها مقایسه‌ی داده‌های هفتگی نشان داد میانگین روزانه‌ی (ET0) با استفاده از مدل‌ پنمن اصلاح‌شده و تشتک تبخیر فائو به‌ترتیب بیشتر و کمتر از اندازه ­گیری‌های لایسیمتر برآورد شده‌اند. در دوره­ هایی که اندازه‌های (ET0) کوچک‌تر از 7 میلی­ متر در روز متر بوده است (بیشتر در فصل ­های پاییز و زمستان)، مدل تشعشع، اندازه‌ی تبخیر-تعرق را بیشتر از اندازه ­گیری‌های لایسیمتر برآورد کرد و در ماه ­های گرم سال که اندازه‌های  (ET0)بزرگ­تر از 10 میلی­ متر در روز متر بوده است (تابستان) تبخیر-تعرق را کمتر از اندازه‌ی واقعی برآورد کرد. نتیجه­ گیری و پیشنهادهانتایج این پژوهش نشان داد، مدل‌های بلینی-کریدل و پنمن- مانتیث فائو، به ­ترتیب (ET0) را با دقت بیشتری برآورد کردند و به ­عنوان مناسب‌ترین مدل‌ها برای آبخیز حاجی ­آباد و مناطق با شرایط اقلیمی مشابه پیشنهاد شدند. البته مدل بلینی-کریدل در مقایسه با مدل پنمن-مانتیث به اطلاعات و ویژگی‌های اقلیمی کمتری نیاز داشت که در مناطق با داده­ های اقلیمی محدود نیز می­ تواند استفاده شود.