بررسی روند تغییرات و تاثیر کمبود فشار بخار بر عملکرد محصول زعفران و پیش بینی آن با استفاده از الگوریتم های هوش مصنوعی

بخش کشاورزی یکی از اولین بخش هایی است که تحت تاثیر تغییرات اقلیمی قرار می گیرد. خشکسالی و تغییرات وسیع در وضعیت آب و هوا منجر به کاهش محصولات کشاورزی و در نهایت کاهش بهرهوری اقتصادی می شود. کاهش منابع آبی بکارگیری روشهای نوین 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 اقلیمشناسی، کشاورزی و سایر رشتههای مرتبط به دلیل تاثیر آن بر جریان رطوبت از سطح به اتمسفر و بیالن آب در سطح جهان استفاده میشود. در این تحقیق ابتدا به برآورد کمبود فشار بخار از دادههای باز تحلیل بانک اطلاعاتی JRA-۵۵ بین سالهای ۱۹۵۸ تا 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. در نهایت به پیشبینی عملکرد محصول زعفران برپایه کمبود فشار بخار با استفاده از الگوریتمهای 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 پیشبینی عملکرد محصول زعفران برپایه کمبود فشار بخار در مدیریت نیاز آبی توصیه میکند.

کلیدواژه ها:

زعفران ، کمبود فشار بخار ، تغییر اقلیم ، هوش مصنوعی