پایش عملکرد گندم و چغندرقند در استان خراسان: 1- تجزیه و تحلیل روش‌های پیش‌بینی عملکرد پتانسیل

پیش‌بینی عملکرد پتانسیل در شرایط بدون محدودیت آب و عناصر غذایی و عاری از آفات، بیماری‌ها و علف‌های هرز اولین قدم در تخمین خلاء عملکرد محصولات زراعی است. عدم دسترسی به داده‌های کامل و دقیق محدودیت اصلی در استفاده از مدل‌های شبیه‌سازی برای برآورد عملکرد پتانسیل است و در این‌صورت استفاده از مدل‌های ساده شده جایگزین مناسبی محسوب می‌شود، البته پیش از استفاده از این مدل‌های ساده اطمینان از قدرت پیش‌بینی آنها در مقایسه با مدل‌های شبیه‌سازی ضروری ‌می‌باشد. در این پژوهش عملکرد پتانسیل گندم و چغندرقند در سه منطقه از استان خراسان رضوی (تربت حیدریه، مشهد و نیشابور) با استفاده از سه روش ساده محاسباتی و نیز با دو مدل شبیه‌سازی برآورد و دقت روش‌ها مورد مقایسه قرار گرفته است. محاسبات ساده بر اساس روش فائو (FAO)، مدل تغییر یافته فائو (FAO-M) و روشی مبتنی بر کارآیی مصرف نور (RUE) انجام شد که در آنها عملکرد پتانسیل به‌وسیله دو معادله و با استفاده از میانگین ماهانه داده‌های آب و هوایی برآورد می‌شود. عملکرد پتانسیل دو محصول در همان مناطق توسط مدل‌های LINTUL و SUCROS که بر اساس داده‌های روزانه آب و هوایی اجرا می‌شوند و قبلاً برای مطالعات در مقیاس منطقه‌ای واسنجی شده بودند نیز پیش‌بینی شد و قدرت پیش‌بینی 5 روش بر اساس شاخص‌های آماری مورد مقایسه قرار گرفت. میانگین عملکرد مشاهده شده گندم در سه منطقه تحت بررسی 18/7 تن در هکتار بود و در 5 روش تحت بررسی میانگین عملکرد پتانسیل گندم سه منطقه بین 92/6 تا 63/7 تن در هکتار پیش‌بینی شد. بر این اساس خطای پیش‌بینی در مورد مدل‌های شبیه‌سازی 39/1 و برای سه روش ساده کمتر از 5 درصد (64/4 %) به‌دست آمد. باوجودی‌که مقدار نسبی جذر میانگین مربعات خطا (RMSEn) برای سه روش ساده بیشتر از مدل‌های شبیه‌سازی بود ولی بین 11/7 تا 16/10 درصد و در محدوده مطلوب قرار داشت. به‌علاوه کارآیی مدل‌سازی (ME) نیز مثبت و به‌جز در روش RUE بالاتر از 60/0 بود. میانگین عملکردهای انداره‌گیری شده چغندرقند 5/82 تن در هکتار بود در حالی‌که میانگین عملکرد پتانسیل پیش‌بینی شده به روش‌های مختلف در محدوه 91-89 تن در هکتار قرار داشت. دقت پیش‌بینی عملکرد چغندر به‌وسیله روش‌های ساده کمتر از مدل‌های شبیه‌سازی بود ولی قابلیت پیش‌بینی آنها بر اساس شاخص‌های آماری قابل قبول محسوب شد به‌طوری‌که RMSEn محاسبه شده برای این روش‌ها از 5/11 درصد تجاوزر نکرد. در تعیین اعتبار متقابل روش‌های ساده با مدل‌های شبیه‌سازی نیز همبستگی معنی‌داری بین عملکردهای پیش‌بینی شده توسط روش‌های ساده و مدل‌های پیچیده به‌دست آمد که نشان‌دهنده انطباق مطلوب آنهاست. نتایج این تحقیق نشان داد که با استفاده از روش‌های محاسباتی ساده و حداقل داده‌های آب و هوایی می‌توان عملکرد پتانسیل محصولات زراعی را با دقت فابل قبولی برآورد کرد. چنین روش‌هایی در صورت عدم دسترسی به مدل‌های شبیه‌سازی که به‌طور دقیق واسنجی شده باشند و در اختیار نداشتن داده‌های کامل آب و هوایی روزانه جهت تخمین خلاء عملکرد در مقیاس منطقه‌ای و نیز در پهنه‌بندی‌های اگرواکولوژیک مفید خواهند بود.

کلیدواژه ها:

پیش‌بینی عملکرد ، کارآیی مدل‌سازی ، مدل‌های خلاصه ، مدل‌های شبیه‌سازی