برآورد تنش رطوبتی خاک طی دوره رشد گندم دیم بر مبنای داده‌های ماهواره SMAP

نویسندگان

1 مرکز تحقیقات اداره کل هواشناسی استان قزوین- قزوین - ایران

2 استادیار، پژوهشکده اقلیم شناسی و تغییراقلیم، مشهد ، ایران

3 رییس اداره تحقیقات هواشناسی استان قزوین- قزوین - ایران

4 استادیار، پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو، پژوهشکده اقلیم شناسی و تغییر اقلیم، مشهد، ایران

5 کارشناس پژوهشی- پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو-پژوهشکده اقلیم شناسی و تغییر اقلیم- مشهد

6 کارشناس پژوهشی-پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو-پژوهشکده اقلیم شناسی و تغییر اقلیم- مشهد

doi
10.30467/nivar.2025.502222.1320
چکیده

زراعت دیم یکی از پایه‌های اساسی تولید محصول به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک است. در این نواحی، تولید محصول دیم به شدت وابسته به رطوبت خاک است و تــنش رطــوبتی مهــمتــرین عامــل محدودکننده رشد و کاهش عملکرد این نوع محصول محسوب می‌شود. بنابراین، بررسی توزیع زمانی و مکانی محتوای رطوبتی خاک بویژه در محدوده‌ی ریشه‌ی گیاه طی فصل رشد یکی از مهمترین راهکارهای برنامه ریزی و مدیریت کشت دیم می‌باشد. در این راستا، هدف این پژوهش، بررسی نوسان محتوای رطوبت سطح خاک و عمق محدوده ریشه گندم دیم و ارایه نقشه‌های پهنه‌بندی تنش آبی برای این محصول در سناریوهای مختلف سال‌های تر و خشک در محدوده استان قزوین می‌باشد که با استفاده از محصول سطح 4 رطوبت خاک ماهواره SMAP برای اولین بار در کشور انجام شد. برای این منظور، تعداد 22800 تصویر رستری از داده‌های ساعتی این ماهواره طی دوره 7 ساله (1394 تا 1400) مورد استفاده قرار گرفت. ارزیابی مقادیر رطوبت سطحی مستخرج از این تصاویر با نقاط نمونه‌برداری میدانی رطوبت خاک در دو عمق cm 5-0 و cm 5-10 نشان از همخوانی دو سری این متغیر با مقدار RMSE (m^3.m^(-3)) به ترتیب 09/0 و 08/0 داشت. به منظور تهیه لایه تنش رطوبتی برای هر دهه طی فصل رشد گندم دیم، ابتدا، نقشه‌های میانگین 10 روزه رطوبت خاک منطقه ریشه بدست آمده از SMAP با لایه رستری رطوبت نقطه پژمردگی ترکیب و لایه‌های رطوبت آب قابل دسترس و نهایتاً آب سهل الوصول بدست آمد. با کسر لایه آب سهل الوصول از جدول نیاز آبی خالص گیاه دیم، لایه تنش آبی برای 26 دهه برای هر سال طی دوره آماری 1394-1400 محاسبه شد. با بررسی نمره استاندارد شده‌ی تنش آبی، سال‌های 1397-1396 و 1399-1398 به ترتیب به عنوان سال‌های خشک‌ترین و مرطوب‌ترین سال آبی شناسایی شدند. تغییرات وسعت تنش رطوبت خاک در سال‌های مورد بررسی، بین کمینه 9/5 تا بیشینه 3/43 درصد از مساحت استان بین دوره‌های تر و خشک نوسان داشته است. بیشینه وسعت تنش نسبتاً شدید، شدید و بسیار شدید مجموعاً به میزان 7/27 درصد از مساحت استان، در دوره خشک محاسبه شد. بالاترین مقادیر شدت تنش در بخش‌های مرکزی، جنوبی و غرب استان بدست آمد. از جمله محدودیت‌های مهم این پژوهش، دوره آماری کوتاه مدت داده‌های ماهواره SMAP و عدم امکان مقایسه و ارزیابی دقیق این محصولات به دلیل عدم وجود ایستگاه‌های زمینی ثبت داده‌های رطوبت خاک در اعماق مختلف بود که می‌تواند بر دقت نتایج تاثیرگذار باشد. از این یافته‌ها می‌توان در مدیریت دقیق منابع آبی و زمان استفاده از آبیاری تکمیلی برای کاهش تنش آبی و بهبود عملکرد محصولات دیم استفاده کرد.