بررسی اثرات تغییر اقلیم بر عملکرد محصول زعفران و پیش بینی آن بااستفاده از الگوریتم های هوش مصنوعی

بخش کشاورزی یکی از اولین بخش هایی است که تحت تاثیر تغییرات اقلیمی قرار میگیرد. خشکسالی و تغییرات وسیع در وضعیت آب و هوا منجر به کاهش محصولات کشاورزی و در نهایت کاهش بهره وری اقتصادی میشود. کاهش منابع آبی بکارگیری روش های نو در مدیریت مصرف آب در مزرعه و تعیین نیاز واقعی گیاه بیش از گذشته برای سازگاری با تغیر اقلیمی احساس میشود. یکی از مهمترین پارامترهای مدیریت دقیق آب کشاورزی، کمبود فشار بخار نام دارد که در اقلیم شناسی، کشاورزی و سایر رشته های مرتبط به دلیل تاثیر آن بر جریان رطوبت از سطح به اتمسفر و بیلان آب در سطح جهان استفاده میشود . در این تحقیق ابتدا به برآورد کمبود فشار بخار از داده های باز تحلیل بانک اطلاعاتی JRA-۵۵ بین سال های ۱۹۵۸ الی ۲۰۲۳ پرداخته شد. در گام بعدی بررسی دراز مدت تغییرات کمبود فشار بخار و تاثیر آن بر عملکرد محصول زعفران در چهار محدوده استان خراسان جنوبی شامل بیرجند، قاین، سرایان و طبس انجام شد. نتایج در مناطق مذکور طی ۶۰ سال گذشته افزایش تدریجی میانگین سالانه کمبود فشار بخار با نرخ متوسط هر دهه حدود ۶۰ پاسکال و کاهش سالانه عملکرد زعفران در حدود ۰.۱۶ کیلوگرم در هکتار نشان داد و همچنین با افزایش کمبود فشار بخار کاهش عملکرد محصول مشاهده شد. و در نهایت به پیش بینی عملکرد محصول زعفران برپایه کمبود فشار بخار با استفاده از الگوریتم های هوش مصنوعی شامل مدل افزودنی تعمیم یافته، زیرمجموعه تصادفی، جنگل تصادفی و M۵P پرداخته شد. برای ارزیابی عملکرد مدلها در هر دو مرحله آموزش شامل (۶۰% داده) و تست (۴۰ % داده) از چهار شاخص آماری ضریب همبستگی ، میانگین خطای مطلق ، ریشه میانگین مربعات خطا و ریشه نسبی میانگین مربعات خطا استفاده شد. عملکرد مدل جنگل تصادفی به ترتیب در مرحله آموزش و تست بهتر از سایر مدلها بود [۰.۹۹ = CC ؛ ۰.۰۶ = MAE ؛ ۰.۰۹ = RMSE و ۰.۰۱ = RRMSE ] ،[ ۰.۹۴ = CC ؛ ۰.۲۳ = MAE ؛ ۰.۲۸ = RMSE و ۰.۰۱ = RRMSE ]، این تحقیق استفاده از مدل جنگل تصادفی را برای مطالعات آتی پیش بینی عملکرد محصول زعفران برپایه کمبود فشار بخار در مدیریت نیاز آبی توصیه می کند.

کلیدواژه ها:

زعفران ، کمبود فشار بخار ، تغییراقلیم ، هوش مصنوعی