پیش بینی اقلیمی استوکستیکی عملکرد چهار گیاه گندم، جو، سیب زمینی و ذرت دانه ای در استان های آذربایجان شرقی و غربی در راستای توسعه برنامه ریزی کشاورزی

سابقه و هدف: برآورد کارآمد عملکرد محصول در تصمیم گیری های مربوط به سیاست گذاری ها و برنامه ریزی کشاورزی از اهمیت چشمگیری برخوردار است. همچنین از دغدغه های اصلی کشورهای در حال توسعه، آگاهی از میزان عملکرد محصول با دید کلی از عوامل موثر بر عملکرد می باشد. هدف تحقیق پیش بینی عملکرد برخی از محصولات کشاورزی با رویکرد اقلیمی و استوکستیکی است. روش ترکیبی براساس مفاهیم دو رویکرد استوکستیکی و اقلیمی است. مواد و روش ها: کارایی سه رویکرد پیش بینی عملکرد محصولات گندم، جو، سیب زمینی، ذرت دانه ای در استان های آذربایجان شرقی و غربی (شهرستان های جلفا، تبریز، مراغه، اهر، میانه، ماکو، خوی، ارومیه، مهاباد، تکاب) در طی دوره آماری 1366- 1395 مورد ارزیابی قرار گرفت. تخمین عملکرد محصول با رویکرد اقلیمی براساس داده های معنی دار اقلیمی با تحلیل رگرسیون انجام گرفت، به طوری که تعیین داده های موثر بر عملکرد محصولات بر اساس معنی داری ضریب همبستگی عملکرد محصولات و داده های هواشناسی انجام گرفت. در تحلیل سری زمانی از مدل خود همبسته تجمعی میانگین متحرک (ARIMA) استفاده شد. در رویکرد استوکستیکی، مدلسازی سری زمانی براساس تحلیل اولیه، شناسایی مدل، تخمین پارامتر و آزمون نکویی برازش مدل انجام گرفت. از روش تفاضل-گیری برای ایستایی سری های زمانی استفاده شد. در رویکرد نهایی داده های هواشناسی براساس رویکرد استوکستیکی برآورده شدند و سپس با تحلیل رگرسیون، عملکرد محصولات تخمین زده شدند. یافته ها: داده های هواشناسی موثر در هر دو استان شامل مجموع ساعات آفتابی، کمینه رطوبت نسبی، دمای بیشینه، دمای کمینه، میانگین سرعت باد، بیشینه رطوبت و متوسط دما بودند. بررسی وجود روند و نرمال بودن سری های زمانی از مراحل اولیه تحلیل بودند که نمودار احتمال سری زمانی حاکی از نرمال بودن سری ها بود. مدل هایی که آزمون نکویی برازش شامل نرمال و مستقل بودن باقی مانده-ها را گذراندند شامل استان آذربایجان شرقی: گندمARIMA(0,1,1) ، جوARIMA(1,1,1)، سیب زمینیARIMA(0,1,2)، ذرت دانه ای ARIMA(3,1,2)، آذربایجان غربی: گندم ARIMA(0,1,3)، ذرت دانه ای ARIMA(1,1,1) بودند. مقایسه متوسط آماره های خطا برای تمام محصولات در هر دو استان حاکی از کاهش 08/47 درصد RMSE از روش تحلیل رگرسیون به روش استوکستیک و 16/26 درصد از روش توام به استوکستیک، 53/49 درصد MAE از روش تحلیل رگرسیون به روش استوکستیک و 32/30 درصد از روش توام به استوکستیک بود. نتایج حاصل از شبیه سازی در اکثر موارد دارای بیش برآورد هستند مگر روش های تحلیل رگرسیون و توام رگرسیون- استوکستیک محصولات ذرت دانه ای و سیب زمینی که دارای کم برآورد هستند. همچنین اگر از خطای (NRMSE-MARE) سه روش شبیه سازی برای کل محصولات میانگین گرفته شود، میزان خطای مربوط به گندم بیشترین و سیب زمینی کمترین خواهد بود، به طوری که میزان کاهش NRMSE از گندم به سیب زمینی 68/44 درصد و MARE 66/41 درصد بود. نتیجه گیری: تامین غذا برای جمعیت در حال رشد بدون توسعه کشاورزی پایدار امکان پذیر نیست. افزایش معنی دار روند داده های میانگین سرعت باد، دمای کمینه و بیشینه در نتایج می تواند ناشی تغییرات اقلیمی باشد که یکی از اثرات آن در بیلان آبی دریاچه ارومیه کاملا آشکار شده است. با توجه به تحقیقات بسیار اندک در زمینه برآورد عملکرد محصولات با رویکرد استوکستیک در ایران، مدلسازی وابستگی زمانی و روند پردازش سری زمانی منجر به بهبود نتایج شده است. روش ترکیبی زمانی که پارامترهای دخیل در آن با دقت بالایی برآورد شوند از کارایی بالایی برخوردار است. با توجه به نتایج در روش توام باید محدوده ای از دقت در برآورد عملکرد محصول مدنظر قرار گیرد که استفاده از این محدوده کارایی روش توام را افزایش می دهد. بهینه سازی تخمین ضرایب، کارایی روش را نیز افزایش می دهد.

کلیدواژه ها:

پیش بینی ، رویکرد ، ترکیبی ، ARIMA