پهنه‌بندی اقلیمی چغندرقند بر اساس خصوصیات خاک و عوامل اقلیمی (مطالعه موردی: استان آذربایجان شرقی)

علوم و تکنولوژی محیط زیست، دورهبیست و دوم، شماره چهار، تیر  ماه 99

پهنه­بندی اقلیمی چغندرقند بر اساس خصوصیات خاک و عوامل اقلیمی

                                              (مطالعه موردی: استان آذربایجان شرقی)                                       

بهروز سبحانی^*[1]

sobhaniardabil@gmail.com

وحید صفریان زنگیر²

بتول طباطبائی³

چکیده

زمینه و هدف: در حال حاضر، کشاورزی یکی از مهم­ترین بخش­های اقتصادی کشور به شمار می­آید تا جایی که می­توان گفت رشد اقتصادی کشور بدون رشد کشاورزی امکان­پذیر نیست. هر محصول کشاورزی شرایط اقلیمی و محیطی خاصی را می­طلبد، این تحقیق به منظور ارزیابی قابلیت­های محیطی استان آذربایجان شرقی برای کاشت چغندرقند با استفاده از(ArcGis) انجام شد.

روش بررسی: داده­های مورد مطالعه در این تحقیق عبارتند از: بارندگی سالانه، بارندگی طول دوره رشد(مه تا اکتبر)، دمای سالانه، دمای  طول دوره رشد، تبخیر، رطوبت نسبی، طول روز، روز بدون یخ­بندان، ارتفاع، شیب، جهت و عمق خاک، با بهره­گیری از نیاز رویشی(شرایط اقلیمی مطلوب) چغندرقند، لایه­های اطلاعاتی تولید و هر سری از داده‌ها ارزش­گذاری و طبقه‌بندی و  با روش هم‌پوشانی در محیط GIS با هم ترکیب شدند.

یافته‌ها:نتایج نشان داد که ارزیابی قابلیت  محیطی کاشت چغندر قند در استان آذربایجان شرقی نقش داشته و از بین عوامل و عناصر اقلیمی نامبرده عامل بارش نقش مهمی ایفا می­کند. لازم به ذکر است که در روش هم­پوشانی عامل دما و بارش بیش­ترین نقش را  ایفا می­کنند البته تأثیر بارش به مراتب بالاتر است.

بحث و نتیجه‌گیری: نتایج نهایی نشان­دهنده این واقعیت هستند که عناصر و عوامل اقلیمی به­صورت توام در فرآیند ارزیابی               قابلیت­های محیطی کاشت چغندرقند نقش موثری ایفا می­نمایند. سهم هر کدام از عناصر و عوامل اقلیمی در طول دوره رشد گیاه زراعی مورد مطالعه یکسان نمی­باشد. از طریق انطباق لایه­های موثر در فرایند کاشت چغندرقند در محیط GIS، امکان شناسایی مناطق مناسب برای کاشت این گیاه زراعی وجود دارد.

واژه­های­کلیدی: چغندر قند، آب و هوا، ارزیابی چند معیاره، استان آذربایجان شرقی

Agroecological Zoning of Sugar Beet Cultivation Based on Soil Nutrients and Climatic Conditions

(Case Study: East Azarbayjan Province)

Behrouz Sobhani*^1[2]

sobhaniardabil@gmail.com

Vahid Safarian Zengir²

Batol Tabatabaei³

Abstract:

Background and Objective: At present, agriculture is one of the most important economic sectors of the country and that it can be said that economic growth is not possible without agricultural growth. Each agricultural product requires specific climatic and environmental conditions. This study was conducted to evaluate the environmental capabilities of East Azarbaijan province for growing sugar beet (ArcGis).

Methodology:The data have been studied in consist of annual precipitation and raining of growth duration, temperature, evaporation, relative humidity, sunny hours, number days without freezing and hence height, slope, direction and depth of soil. The used of suitable ecological condition of sugar beet cultivation, production information layers and each series of data were valued and classificated that combined by GIS area and analysed with using Multi Criteria Decision Analysis (ranking, rating and analytic hierarchy process).

Findings: The results showed that the environmental capability of sugar beet cultivation plays an important role in the province of East Azarbaijan, and the factors affecting the climatic factors play an important role. It should be noted that in the overlapping method, temperature and precipitation factors play the most important role. Particularly, the role of precipitation is the highest.

Discussion and Conclusion: The final results show the fact that climatic elements and factors

 Together, they play an effective role in the process of assessing the environmental capabilities of sugar beet cultivation. The share of each of the climatic elements and factors during the growing period of the studied crop is not the same. By adapting the effective layers in the sugar beet planting process in GIS environment, it is possible to identify suitable areas for planting this crop.

Keywords: Sugar Beet, Climate, Multi Criteria Analysis, East Azarbaijan Province

مقدمه

استفاده از داده­های عوامل و عناصر اقلیمی در زمینه­های کشاورزی در نواحی جغرافیایی مختلف کره زمین به طور روزافزون در حال گسترش است. از جمله دلایل رویکرد محققان به این موضوع، پیشرفت فناوری رایانه­ای است که سرعت محاسبه را افزایش داده و از طرفی استفاده از فناوری GIS در تجزیه و تحلیل داده­های اقلیمی و تلفیق آن­ها در نرم­افزارهای متعدد توسط محققین در حال گسترش می­باشد. با وجود پیشرفت­هایی که بشر در زمینه تکنولوژی تولید و و اصلاح گیاهان زراعی انجام داده است، هنوز آب و هوا در محدوده وسیع غیرقابل کنترل باقی مانده است(1). با درک اهمیت موضوع، سازمان هواشناسی جهانی وابسته به سازمان ملل یکی از هشت کمیسیون فنی خود را به هواشناسی کشاورزی اختصاص داده است(2). در کشور ما به علت تغییرات قابل ملاحظه در فرآیند بارندگی و نوسانات دمایی در طول سال، عناصر اقلیمی، نقش ویژه­ای در عملکرد کشاورزی ایفا می‌نماید. به‌طوری که میزان تولید محصولات کشاورزی همبستگی بالایی با نزولات جوی و روند خیزش دما در هر سال دارد (3). لذا آگاهی از تاثیر عناصر و عوامل اقلیمی  بر عملکرد گیاهان زراعی کمک بزرگی در روند برنامه­ریزی و بهره‌برداری از منابع موجود می­نماید. زیرا هر گیاه مرحله بحرانی و حساسی نسبت به عناصر آب و هوایی دارد: شناخت این مکانیسم در گیاهان زراعی، امکان اتخاذ و تصمیم مناسب جهت انجام عملیات زراعی به موقع و در مکان مناسب را فراهم می­سازد. اقلیم کشاورزی به­عنوان مجموعه           شرایط اقلیمی که امکان کاشت اقتصادی گونه­های گیاهی را فراهم ساخته، تعریف می­شود. اقلیم کشاورزی مقادیر شدت، مدت، فراوانی و لحظه وقوع شرایط اقلیمی و یا اثرات تدریجی این شرایط را برروی موجودات و محصولات زراعی بیان می­کند و با تحلیل آن­ها نواحی اقلیم کشاورزی بر مبنای مناطق همگن زراعی تعیین می­شوند. بنابراین پهنه‌بندی و ترسیم نقشه­های عناصر اقلیمی از دیرباز در بین اندیشمندان علم جغرافیا و اقلیم شناسان معمول بوده است که یکی از قدیمی­ترین آن­ها، استفاده از نقشه­های مطالعه تفاوت­های مکانی آب و هوا در قرن نوزدهم توسط فون هامبولت است. وی با استفاده از خطوط هم دما، نقشه پراکندگی دما را در نیم‌کره شمالی ترسیم نمود(4).  مطالعاتی در مورد تاثیر اقلیم برروی گونه خاص گیاهی، به ویژه گونه زراعی، انجام شده و به این نتیجه رسیده اند که اقلیم نقش مهمی در تعیین مکان مناسب برای    گیاهان زراعی دارد(2). در دهه­های اخیر نیز بهره‌گیری از فناوری رایانه­ای، سرعت محاسبات در تجزیه و تحلیل داده­های اقلیمی و دقت ترسیم نقشه­ها با استفاده از نرم­افزارهای آماری و GIS بسیار مورد استفاده قرار گرفته است.

بر اساس مطالعات انجام یافته مناسب­ترین بارش برای مرحله جوانه زنی 50-40 میلی­متر تعیین گردیده است. مناسب­ترین درجه حرارت برای رشد و نمو چغندرقند درطول دوره­ی رشد20 تا 28 درجه است. دمای مناسب رویش 21-20 درجه سانتی­گراد است درجه حرارت 2800-2400 درجه روز مناسب است (5). بر اساس مطالعات انجام شده جهت دامنه­هایی که کم­تر از 10 درصد شیب داشته و شیب ملایمی محسوب می شوند، نمی‌توانند جهت جغرافیایی مناسبی محسوب شوند(6). حرارت مناسب جهت رشد چغندر قند بین 24-20 درجه سانتی‌گراد است(7). بارش سالانه 1000-500 میلی متر را مناسب می‌دانند(8). مناسب ترین دمای سالانه برای چغندر قند 16 الی 20 درجه سانتی‌گراد تعیین شده است(9). در دشت نهاوند مطالعه ای انجام داده و در آن از دو ایستگاه کلیماتولوژی و یک ایستگاه سینوپتیک استفاده کرده است. آمار روزانه دوره 10 ساله 1995-1986 را در بر می­گیرد(10). آمار ماهیانه به مدت 25 سال از سال 1971تا 1995 را شامل می­شود. هم­چنین دشت نهاوند از نظر درجه حرارت، بارش، رطوبت خاک و غیره با شرایط کاشت چغندرقند مطابقت داده شده و تاریخ دقیق کاشت آن معلوم گشته است. بر اساس مطالعات مقادیر بارش سالانه در تعیین پهنه­بندی هر یک از محصولات مورد مطالعه اهمیت اساسی دارد. کمبود بارش، مهم­ترین عامل محدود کننده تولید محصول چغندر قند محسوب می­گردد(11). حرارت مناسب برای جوانه زنی چغندر قند 20-15 درجه سانتی­گراد است. تعداد روزهای بدون یخ­بندان بیش از 100 روز باشد(11). چغندرقند در مناطق مسطح با شیب حداکثر کم­تر از 8 درصد کشت می­شود. درجه حرارت تجمعی 3000-2000 درجه روز مناسب است(1). در مطالعه­ای که در چناران انجام داده به این نتیجه رسیده است که مساعدترین تیپ خاک شامل دشت­های دامنه­ای نسبتاً مسطح، بدون پستی و بلندی و با شیب 5/0 تا 1 درصد می­باشد. این نوع خاک‌ها دارای قابلیت خوبی برای زراعت آبی یک­ساله و چند ساله است(12). حرارت مناسب برای رشد و نمو چغندر قند 20 تا 24 درجه سانتی­گراد است. در کشت پاییزه هر وقت هوا خنک شد و میانگین دما به 25 -20 درجه رسید اقدام به کاشت چغندر قند می­کنند(13). در استان تهران برای تعیین نیاز آبی خالص چغندرقند (تبخیر و تعرق پتانسیل)، زراعت چغندرقند با هدف مدیریت منابع آب، برنامه­ریزی آبیاری، بهینه­سازی مصرف آب و دست­یابی به حداکثر عملکرد، از روش دو مرحله­ای فائو استفاده کرده­اند. با استفاده از داده­های هواشناسی، تبخیر و تعرق مرجع به روش هارگریوز – سامانی در 38 ایستگاه هواشناسی محاسبه شده و سپس با اعمال ضریب گیاهی مناسب مقدار تبخیر و تعرق پتانسیل چغندرقند محاسبه شده است. بر اساس نتایج در تیر ماه در سطح استان، کم­ترین و بیش­ترین مقدار تبخیر و تعرق پتانسیل روزانه چغندرقند به ترتیب برابر 5/5 و 10 میلی­متر و کم‌ترین و بیش­ترین مقدار نیاز آبی خالص چغندرقند در طول دوره رشد در استان به ترتیب برابر 600 و 1200 میلی‌متر به­دست آمده است(14). دمای مطلوب دوره رویش چغندرقند 24 درجه سانتی­گراد است تعداد روزهای بدون یخ­بندان 180-200 روز می‌باشد(15). در تحقیقی که در دشت یکانات مرند  انجام داده، اندازه­گیری خصوصیات خاک، ارزیابی تناسب اراضی و تعیین پتانسیل تولید چغندرقند را به عمل آورده است. نتیجه این بررسی نشان داده که منطقه مرند برای کاشت چغندر قند دیم نامناسب است زیرا دوره رشد این محصول خارج از دوره رشد منطقه (21 آبان – 15 اردیبهشت ماه) می­باشد اما در این منطقه برای کاشت چغندر قند آبی محدودیت اقلیمی وجود ندارد. محدودیت اصلی اراضی برای کاشت چغندرقند، شوری خاک است(16). از سایر عوامل موثر در افت محصول می­توان به تپه ماهور، شیب­دار بودن اراضی و عوامل خاکی نامساعد (بافت سنگین، سنگ­ریزه و...) و مدیریت ضعیف زارعین اشاره نمود. مناسب­ترین خاک را برای کاشت چغندرقند، خاک شنی لومی تعیین نموده است(27). مناطق عمده کاشت چغندر قند را نواحی کمی خشک و نسبتا گرم تا گرم  مشخص نموده و براین باور است که در مناطقی که درجه حرارت تجمعی 2600 الی 2800 درجه روز باشد و متوسط درجه حرارت روزانه 10 درجه سانتی‌گراد باشد، مناسب برای کاشت این گیاه زراعی است. وی 2800-2600 درجه روز را برای کاشت چغندر قند کافی می‌داند (17). در اروپای مرکزی بارندگی را یک عامل محدود کننده و در فرانسه تشعشع خورشید را عامل محدود کننده در کاشت چغندر قند تعیین کرده است(18). با استفاده از تبخیر و تابش نور با بهره گیری از روش درون یابی مناطق مناسب برای کاشت چغندر قند را تعیین نموده است(19). با بهره‌گیری از میانگین دما و بارش طول دوره رشد چغندرقند با استفاده از روش رگرسیون مناطق مناسب و عملکرد این گیاه زراعی را مشخص کرده است(20). وی با استفاده از داده‌های آماری سال­های(1993-1965) آب و هوا از قبیل دما، بارندگی در طول ماه­های ژوئیه و اوت و استفاده از خاک لومی شنی، نقش آن­ها را در رابطه با عملکرد چغندرقند و مواد مغذی آن بررسی کرده است(7). به­منظور پیش­بینی تولید محصول و بررسی عملکرد آن از داده­های اقلیمی و خاک استفاده نموده است(21). به منظور شناسایی مناطق مناسب برای کاشت این گیاه زراعی از حداکثر و حداقل دما، بارندگی، سرعت باد، رطوبت نسبی و تابش استفاده نموده است (22). مناطق مناسب برای توسعه کاشت چغندرقند را با استفاده از دما، بارش و تابش پهنه­بندی نموده است. وی بر این باور است که آب و هواشناسی کشاورزی کمک موثری در تولید و عملکرد کاشت چغندر قند دارد و با استفاده از حداکثر و حداقل دما، جمع تابش خورشید و جمع بارش در محیط GIS مناطق مناسب برای کاشت این گیاه زراعی را مشخص  کرده است(23). با تحلیل داده­های بارندگی ماهانه در طول دوره رشد چغندر قند و خاک در سال های 1961 تا 1995 مناطق مناسب برای کاشت این گیاه زراعی را تعیین کرده است(24).

بر این اساس، از آن­جا که انجام تحقیقات منطقه­ای برای شناخت عکس­العمل هر گیاه زراعی در مراحل مختلف رشد در ارتباط با عناصر آب­و­هوایی ضروری به نظر می‌رسد. لذا این تحقیق، با هدف ارزیابی قابلیت محیطی استان آذربایجان شرقی در محیط GIS و شناسایی مناطق مناسب برای کشت چغندرقند صورت گرفت.

مواد و روش­ها

موقعیت جغرافیایی

محدوده­ای از ایران اسلامی که با حدود 88/45490 کیلومتر مربع
نام آذربایجان شرقی به خود گرفته است، در گوشه شمال غربی فلات ایرن قرار دارد. رود ارس حدود شمالی آن را با جمهوری­های آذربایجان نخجوان و ارمنستان ورود قطور و آب­های دریاچه ارومیه حدود غربی آن را با آذربایجان غربی تشکیل می­دهند. در جنوب کشیدگی رشته کوه­ها، دره­ها، جلگه­ها و دشت­ها موجب پیوستگی توپوگرافیک استان آذربایجان غربی و زنجان می­شود. در شرق دره رودخانه دره رود و کوه­های سبلان و چهل نورو گردنه صائین و رود قزل اوزن در جنوب این خطه را از استان اردبیل جدا می­سازد . از نظر مختصات جغرافیایی مدارهای 36 درجه و 45 دقیقه و39 درجه و 26 دقیقه شمالی منتهی الیه شمالی و جنوبی ، و نصف النهارات 45 درجه و 5 دقیقه و 48 دقیقه و 22 درجه  منتهی الیه غربی و شرقی استان را می­پوشانند(25)، استان آذربایجان شرقی از نظر تقسیمات استانی به 19 شهرستان 42 بخش و 142 دهستان تقسیم می­شود(26) (شکل 1).

شکل 1- موقعیت منطقه مورد مطالعه در کشور

Figure 1- Location of the study area in the country

روش تحقیق

این تحقیق به­منظور رسیدن به اهداف، با تحلیل عناصر و عوامل اقلیمی، ارزیابی قابلیت محیطی استان در محیط ArcGis انجام شد. در مرحله‌ی اول داده­های عناصر اقلیمی از قبیل مقادیر بارش سالانه، بارش دوره جوانه‌زنی، دوره رشد ودوره رسیدگی و دمای سالانه و دمای دوره جوانه‌زنی، دوره رشد و دوره رسیدگی و دمای سالانه و دمای دوره جوانه­زنی و دوره رشد و رسیدگی، تبخیر سالانه، رطوبت نسبی، ساعات آفتابی و روزهای بدون یخ­بندان از 28 ایستگاه سینوپتیک،  تبخیر سنجی و باران­سنجی از سال 1375 تا 1397 جمع­آوری شده‌اند و پس از نرمالیته کردن داده­ها در محیط SPSS و میانگین­گیری در EXCEL و ورود به GIS، وزن داده شده­اند و پس از تعیین وزن و ارزش گذاری تبدیل به نقشه­های نهایی شدند. در مرحله دوم نقشه­های عوامل اقلیمی از قبیل ارتفاع، شیب، جهت، با تحلیل نقشه توپوگرافی و رقومی استان در محیط GIS تهیه شد و در مرحله سوم نقشه خاک تهیه و به نقشه رقومی تبدیل شد. در نهایت برای مشخص شدن ارزش وزنی هر یک از پلیگون­های مراحل نام­برده و به‌منظور طبقه‌بندی هر یک از عناصر اقلیمی و عوامل اقلیمی نسبت به نوع محصول مورد نظر از جدول پیشنهادی استفاده شد. بعد از تعیین نوع داده­های مورد نیاز در این تحقیق، از روش‌های زیر برای تحلیل استفاده شده است.

توصیف آماری داده های عناصر اقلیمی

توصیف آماری داده­های مربوط به دما، بارش، تبخیر، رطوبت نسبی، روزهای بدون یخ­بندان، طول روز به­صورت ماهانه، سالانه و طول دوره رشد درهر یک از ایستگاه­های مورد مطالعه از مراحل تحقیق می­باشد. با تحلیل داده­های هر یک از ایستگاه­های مورد مطالعه و مقایسه آن با نسبت نیازهای رویشی چغندر قند مراحل انتقال داده­ها به محیط GIS فراهم شد.

ارزش­گذاری لایه های اطلاعاتی

به­منظور از ارزش­گذاری دادن وزن­هایی به لایه­های اطلاعاتی متناسب با درجه اهمیت و تاثیر آن­ها در انتخاب مکان مناسب است. هدف اصلی از وزن­دهی یا ارزش­گذاری لایه­های اطلاعاتی بیان اهمیت هر معیار نسبت به سایر معیارهاست. پس از تعیین ارزش­های وزنی برای معیارهای مختلف محاسبه ارزش نهایی بر اساس معادلات ارزیابی چند معیاره^[3] ممکن خواهد شد. روش‌های مختلفی برای وزن‌دهی معیارها یا عوامل وجود دارد که روش­های رتبه­بندی، درجه‌بندی^[4] و روش مقایسه زوجی^[5] از معروف­ترین آن­ها محسوب می­شود. برای انجام ارزش­گذاری وجود اطلاعات اولیه درباره اهمیت نسبی معیارها لازم است تا امکان مشخص کردن برتری یک معیار به معیار دیگر وجود داشته باشد. تعیین حدود یک وزن یا ارزش­های حداقل تا حداکثر به­صورت اختیاری صورت می­گیرد. مجموعه وزن به­صورت رابطه (1)خواهد بود(27):

رابطه(1)              (  w=(

روش­های ارزش­گذاری لایه های اطلاعاتی

روش­های رتبه­بندی

برای رتبه­بندی از سه روش استفاده می­شود که عبارت اند از: روش مجموع رتبه، از رابطه (2) استفاده می­کند(28 و 29).

رابطه(2)                                  

که در آن  وزن نرمال شده برای j امین معیار،n   تعداد معیار مورد توجه (n و...... و 2و1= k) و rj موقعیت رتبه معیار است در         روش رتبه‌بندی معکوس از عکس معیار رتبه­بندی نرمال شده بر اساس رابطه (3) استفاده می شود.

رابطه (3)                                         

در روش نمایی وزن تخصیص یافته باید بر مبنای مقیاس 0 تا 1 باشد

این  وزن بر اساس رابطه (4) محاسبه می­شود.

رابطه (4)                             

روش­های وزن­دهی درجه­ای یا نسبتی

این روش مستلزم در نظر گرفتن وزن­ها بر اساس مقیاس از پیش تعیین شده است، ارزش­ها بین 0 تا 100 در نظر گرفته شده که ارزش 0 نشان­دهنده­ی کم­ترین توجه و ارزش 100 نشان­دهنده بیش­ترین توجه به معیارهای مورد بررسی است. نمره حداقل به کم اهمیت­ترین خصیصه به­عنوان مبنا برای محاسبه درجه­های داده شده تخصیص شد. سپس همه نسبت­های تخصیص یافته به ارزش حداقل تقسیم شد، یعنی w/wj که wj کم­ترین ارزش داده شد و w نمره j امین معیار است جدول (1). نسبت مذکور، درجه اهمیت نسبی از بدترین سطح به مهم‌ترین معیار (دما) تخصیص شد، سپس برای معیار درجه­بندی ثانویه یک نمره نسبی در ارتباط با اهمیت آن نسبت به مهم­ترین معیار اختصاص شد و      این روش در نهایت با تقسیم وزن­ها بر ارزش کل نرمال شد.

روش مقایسه زوجی (سلسله مراتبی)

روش مقایسه زوجی از طریق روش «ساعتی» توسعه داده شده و در آن عمدتا از روش سلسله مراتبی تحلیلی(Analytic Hierarcy Process) برای تشکیل آرایه مورد نظر استفاده می­شود(30). در این تحقیق برای ارزیابی قابلیت­های محیطی کشت چغندرقند از سه معیار اقلیم، توپوگرافی و خاک استفاده شده است و باید اهمیت نسبی هر یک از معیارها، زیر معیارها و گزینه‌ها بررسی شود.

در مرحله دوم به منظور تعیین وزن نسبی پارامترهای اصلی ابتدا
برای هریک از آن­ها ماتریس میانگین هندسی تشکیل شده و وزن نسبی      هر یک از آن­ها محاسبه گردید و سپس وزن نسبی و در نهایت وزن­ نهایی هریک از گزینه­ها تعیین گردید.

در مرحله سوم با تلفیق ضرایب، امتیاز نهایی هر یک از گزینه­ها تعیین می­شود که برای این کار از اصل ترکیب سلسله مراتبی ساعتی     استفاده شد که منجر به ایجاد یک بردار اولویت با در نظر گرفتن همه قضاوت­ها در تمامی سطوح سلسله مراتبی شد(30) رابطه(5).

J امتیاز نهایی گزینه  رابطه(5)       

که در آن:

 ضریب اهمیت k ،ضریب اهمیت معیار i ،امتیاز گزینهj  در ارتباط با زیر معیار j (2).

به­عبارت ساده­تر از ضرب هر یک از معیارها در زیر معیار مربوط به آن  و از ضرب عدد به­دست آمده در امتیاز گزینه مربوطه امتیاز نهایی هر یک از گزینه­ها به­دست می­آید. به عنوان مثال، ضریب اهمیت معیار اقلیم عدد 637/0 می­باشد که در عدد 134/0 که ضریب اهمیت یکی از زیر معیارهای آن یعنی دمای سالانه است ضرب می­شود و عدد به­دست آمده ضرب در 8/0 که امتیاز گزینه A (خیلی مناسب) مربوط به آن است شده و امتیاز نهایی گزینه A‌ به­دست می‌آید(رابطه 6).

امتیاز نهایی گزینه A

رابطه(6)                 

سپس با استفاده از داده­ها، نقشه مربوطه تهیه گردید و با بهره­گیری از شرایط اقلیمی مطلوب محصول چغندرقند، در محیط GIS ارزش­گذاری و طبقه‌بندی شد و برای هر کدام نقشه مربوطه تهیه گردید.

یافته­های تحقیق

ارزیابی قابلیت های محیطی کاشت چغندر قند بر اساس عناصر اقلیمی

چنان­چه در شکل(الف-2) نشان داده شده است بخش­های شمال شرقی و شرق و قسمت­هایی از شمال غرب و جنوب غرب آذربایجان و هم‌چنین قسمتی از مرکز استان از نظر عناصر اقلیمی مکان‌های مساعد برای کشت چغندر قند می­باشند. بنابراین با تلفیق داده­های عناصر اقلیمی مشخص شد که برای کاشت چغندر قند حدود 32 درصد مساحت استان خیلی مناسب، 46 درصد مناسب، 10 درصد متوسط و 12 درصد ضعیف است.

ارزیابی قابلیت­های محیطی کاشت چغندرقند براساس عوامل اقلیمی

علاوه بر نقش عناصر اقلیمی در مورد ارزیابی قابلیت کاشت چغندرقند که قبلاً توضیح داده شد، خصوصیات ظاهری سطح زمین تاثیر بارزی بر اراضی کشاورزی دارد. نتایج بررسی شکل(ب-2) نمایان­گر آن است که به­طور کلی نیمه­غربی  استان، قسمتی از شمال غرب، مرکز و بخش­هایی از جنوب و جنوب شرق استان از لحاظ اقلیمی، مناسب­ترین مکان برای کشت چغندر قند محسوب می­شوند و قسمت­های شرقی، شمالی و نیمه جنوبی به لحاظ کاشت چغندر متوسط یا ضعیف می‌باشند (به­دلیل ارتفاع زیاد). برای کاشت چغندر قند حدود 28 درصد مساحت استان خیلی مناسب، 26 درصد مناسب، 23 در صد متوسط و 23 درصد نامناسب تشخیص داده شد.

ارزیابی قابلیت­های محیطی کاشت چغندرقند توام با عناصر و عوامل اقلیمی

هر یک از داده­های عناصر وعوامل اقلیمی، به­صورت مستقل و یا گروهی در ارزیابی قابلیت  محیطی کاشت چغندرقند مورد استفاده واقع شدند. هم­چنین با تفسیر و مقایسه نتایج می­شود. اما یکی از اهداف مهم این تحقیق، بررسی نقش عناصر و عوامل اقلیمی در ارزیابی قابلیت محیطی کاشت چغندرقند بود که در

این حالت با تحلیل تمام داده­های مورد مطالعه که خصوصیات آن­ها بیان شده است، با روش هم­پوشانی،  نقشه نهایی قابلیت­های محیطی برای کاشت چغندرقند استان آذربایجان شرقی تهیه شد شکل(پ-2). بنابراین برای کشت چغندرقند 29 درصد از مساحت استان خیلی مناسب، 20 درصد مناسب، 29 درصد متوسط و 32 درصد ضعیف می باشد. نتایج حاصل از تحقیق، بیان­گر این واقعیت است که هر یک از داده­های مورد مطالعه نقش موثری در ارزیابی قابلیت محیطی ایفا می‌کند و چنان‌چه در شکل مشاهده می­گردد، شکل(پ-2)، قسمت‌هایی از شمال­غرب، غرب، شرق، و بخش­هایی از جنوب استان با توجه به محدودیت­های اقلیمی مکان­های متوسط یا ضعیف به شمار می­آیند.

نتایج حاصل از روش­های ارزش گذاری چند معیاره

روش­های رتبه­بندی

در جدول 1 برای تعیین اراضی مناسب کاشت چغندر قند در سطح استان آذربایجان شرقی 10 معیار ارزیابی با عناوین دما، بارش، رطوبت نسبی، تبخیر، روز بدون یخ­بندان، طول روز، ارتفاع، شیب، جهت و خاک وجود دارد. ابتدا معیارها رتبه­بندی می‌شود، به معیار دما به عنوان مهم­ترین معیار ارزش 10 داده شده است. در روش مجموع رتبه، هر رتبه به یک وزن تبدیل می­شود (یعنی وزن بیش­تر به مهم­ترین معیار) و سپس وزن­ها با هم جمع می­شود که مجموع آن­ها رقم 55 خواهد بود در نهایت هر وزن بوسیله تقسیم آن به ارزش کل نرمالیزه می‌شود. در روش رتبه­بندی معکوس ابتدا رتبه­های مستقیم به وزن­های معکوس تبدیل و سپس وزن­ها به­وسیله تقسیم ارزش هر وزن به کل نرمال می­شود (یعنی همه ارزش­ها به عدد 928/2 یا جمع وزن­ها تقسیم می­شود). برای محاسبه وزن‌ها با استفاده از روش نمایی با فرض 2p= از هر وزن جذر گرفته شده و سپس با تقسیم وزن بر کل یعنی ارزش 385 نرمالیز می­شود.

جدول 1- روش­های مختلف وزن­دهی رتبه­ای

Table 1- Different weighting methods

روش­های وزن­دهی درجه­بندی یا نسبتی

براساس توضیحات داده شده در این تحقیق امتیاز 100 بهترین سطح را بیان می­کند. این روش برای سایر معیارها تکرار می­شود. در مرحله بعد نسبت هر امتیاز داده شده به معیار بر کم اهمیت­ترین معیار محاسبه می­شود و به همین ترتیب این وزن­ها با تقسیم بر مجموع وزن­های اصلی نرمال شده و مجموع آن­ها برابر 1 خواهد شد جدول 2.

جدول 2- روش نسبتی برای ارزش­گذاری عوامل مورد نظر

Table 2- Relative method for evaluating the desired factors

روش مقایسه زوجی

با توجه به  توضیحات داده شده از این روش در فصل سوم، در این تحقیق برای ارزیابی قابلیت  محیطی کاشت چغندر قند از سه معیار اقلیم، توپوگرافی و خاک استفاده گردیده است. اهمیت نسبی هر یک از معیار ها، زیر معیارها و گزینه‌ها تحلیل شده است جدول(3). به­طوری که مشاهده می­شود، در تحقیق حاضر شاخص سازگاری در همه موارد کم­تر از 1/0 بوده، بنابراین سازگاری در تمام قضاوت‌های مورد نظر رعایت شده است.

جدول 3- نتایج بررسی سازگاری معیارها، زیر معیارها

Table 3- Results of compatibility assessment of criteria, and sub criteria

شکل 2- پهنه­بندی، ارزیابی قابلیت­های محیطی کاشت چغندر قند بر اساس عوامل و عناصر اقلیمی

Figure 2-Zoning, evaluation of environmental capabilities of sugar beet planting based on climatic factors and elements

نتیجه­گیری

نتایج حاصل از این  تحقیق عبارتند از:

الف) با تحلیل عناصر  اقلیمی می­توان  اراضی مناسب و نامناسب را در کاشت چغندرقند  شناسایی کرد.

ب) عناصر  اقلیمی و عوامل اقلیمی نقش یک‌سانی در ارزیابی  کیفی تناسب اراضی ندارند.

پ) تلفیق  توام عناصر  و عوامل اقلیمی، نتایج قابل قبول‌تری را برای تعیین اراضی  مناسب جهت کاشت چغندرقند ارایه می‌دهد.

ت) در بین پارامترهای به­کار رفته، دما و بارش، بیش­ترین نقش را ایفا می­کنند.

ث) با استفاده از فناوری GIS می­توان حجم وسیعی از مشاهدات و اطلاعات را تحلیل و با تلفیق آن­ها اراضی  مناسب را شناسایی کرد.

ج) در انتخاب  مکان مناسب برای کاشت یک محصول، هر چقدر از متغیرهای اقلیمی  بیش­تری استفاده شود امکان  شناسایی مناطق  مناسب برای کاشت این محصول  بیش­تر خواهد شد.

ج) نتایج حاصل از روش­های رتبه­بندی (درجه­بندی، نسبتی، سلسله مراتبی) نشان­دهنده­ی آن است که کلیه پارامترهای به­کار گرفته شده     در این تحقیق در ارزیابی قابلیت  محیطی کاشت چغندر قند در استان آذربایجان شرقی نقش داشته و از بین عوامل و عناصر اقلیمی نام‌برده عامل بارش نقش مهمی ایفا می­کند. لازم به ذکر است که در روش هم­پوشانی عامل دما و بارش بیش­ترین نقش را  ایفا می­کنند به‌خصوص نقش بارش بیش­تر است که در هر دو مورد نتایج به دست آمده نشان­گر این واقعیت می­باشد.

Reference

1. Garica, j.D., 2000. Predicting cornand soybean productivity for illinoise soils, Agricultural system, (64), 151-171.
2. Malek, a., 1993. Identifying and measuring atmospheric structures in agriculture. Shiraz University Press, Third Edition. (In Persian)
3. Sobhani, B., 2007. Agro-clamacy zoning scheme of Ardabil province with emphasis on sugar beet cultivation. P. 140. (In Persian)
4. Khajepour, M., 1996. Production of industrial plants. Publishing house Jihad, Isfahan University of Technology, Third edition. P. 383. (In Persian)
5. Rudeam., 1997. Heat stress on physiology of wheat growth. Ferdowsi University Press, Mashhad. (In Persian)
6. Jafarimensh, K., 1998. Determination of sugar beet cultivation calendar in Nahavand plain. Master thesis, Tarbiat Moallem University. (In Persian)
7. Sobhani, B., 2005. Agroclammatic zonation of Ardabil province using satellite imagery in GIS environment. Doctoral dissertation, University of Tabriz. P. 160. (In Persian)
8. Frecklaton, R.P., 1999. Yield of sugar beet in relation to weather and nutrients. Agricultural and Frest meteorology, (93), 39-52.
9. Rudeam, j., 1997. Heat stress on physiology of wheat growth. Ferdowsi University Press, Mashhad.
10. Jafarimensh, K., 1998. Determination of sugar beet cultivation calendar in Nahavand plain. Master thesis, Tarbiat Moallem University. (In Persian)
11. Farajnia, A., 2007. Land suitability assessment and determination of sugar beet production potential in Marand district. (In Persian)
12. kodabnde, B., 1987. Agriculture, Vol. II, Industrial Plants. Tehran, first edition. P. 450. (In Persian)
13. Goodman, P.G., 1968. Physical analysis of the efects of different soils on sugar beet crops in different years. APPL, 335-339.
14. Kazemi, H., 1999. Principles of Drymaking. Tabriz University Press. (In Persian)
15. Colivand, M., 2005. Sugar Beet Farming. Sugar Beet Institute Research Institute. P. 243. (In Persian)
16. Shahabifar, M., Small Zadeh, M., Mohammadzadeh, M., Mirlatifi, S.M., 2004. The Use of Geostatistical Methods for Determining the Need for Sugar Beet in Tehran Province. (In Persian)
17. Baladpoos, A., Mokhtari, D., Dali Oghli, AS., 2006. Geography of East Azarbaijan Province. Publication of Iran Textbooks Publishing Co., Seventh Edition. P. 70. (In Persian)
18. Farajzadehasl, M., 2005. Geographic Information System and its Application in Tourism Planning. Tehran, Publication. P. 147. (In Persian)
19. Management and Planning Organization., 2007 provincial statistical journal. Bureau of Statistics and Information Technology, Tabriz. (In Persian)
20. Salt, D.E., Blaylock, M., NandaKumar, P.B.A., Dushenkov, V., Ensley, B.D., and Raskin, I., 1995. Phytoremediation: A novel strategy for the removal of toxic metals from the environment using plants. Biotechnology, (13), 468-474.
21. Biglow, M., Mubarak, Z., 2008. Land suitability assessment of Qazvin province for cultivating saffron based on multi criteria criteria, (66), pp. 119-101. (In Persian)
22. Khajepour, M., 2003. Fundamentals of Agriculture. Publishing house Jihad university of Isfahan, third edition p. 386. (In Persian)
23. Alijani, B., Kaviani, M., 1994. Meteorological Foundations. Tehran, Publication. P. 532. (In Persian)
24. Pidgeo, J.P., 2001. Climatic impact on the productivity of sugar beet in Europen, 1995-1961, Agricultural and forest meteorology, (109), 27-37.
25. Mattina, M.J., Lannucci-Berger, W., Musante, C., White, J.C., 2003.Concurrent plant uptake of heavy metals and persistent organic pollutants from soil. Environmental Pollution, (124), 375-78.
26. Baladpoos, A., Mokhtari, D., Dali Oghli, AS., 2006. Geography of East Azarbaijan Province". Publication of Iran Textbooks Publishing Co., Seventh Edition. P. 70. (In Persian)
27. Farajzadehasl, M., 2005. Geographic Information System and its Application in Tourism Planning". Tehran, Publication. P. 147. (In Persian)
28. Mousavinejad, M., 2001. Study of climatic conditions for sugar beet cultivation in Chenaran region. Master's thesis, Shahid Beheshti University of Tehran. (In Persian)
29. Kafi, M., Gan'ali Ali, A., Military, A., Sharia, Or., 2000. Climate and Crop Performance. Compiled by gp, jhad publishing house, university of mashhad. P. 311. (In Persian)
30. Malczewsski, Jack., 1999. Gis and Multicriteria Decision Analysis, John Wiley & sons Publications, London