آب و خاک

چکیده با توجه به اهمیت اقتصادی تولید جو در کشور، بررسی حجم آب آبیاری و بهره‌وری آب برای تولید این محصول استراتژیک ضرورت دارد. به این منظور، حجم آب آبیاری و عملکرد جو در 296 مزرعه منتخب 12 استان (75 درصد سطح زیرکشت آبی و تولید جو در کشور) شامل استان‌های خوزستان، آذربایجان‌شرقی، اردبیل، خراسان‌شمالی، فارس، خراسان‏رضوی، تهران، سمنان، مرکزی، اصفهان، همدان و قزوین به‌طور مستقیم اندازه‌گیری گردید. در انتهای فصل و پس از تعیین میانگین عملکرد محصول جو طی سال زراعی 1400-1399، مقادیر بهره‌وری آب آبیاری و بهره‌وری آب کل (آبیاری + بارندگی مؤثر) در مزارع منتخب جو در هر منطقه تعیین شد. نتایج نشان داد تفاوت عملکرد، حجم آب آبیاری و شاخص‌های بهره‌وری آب در استان‌های یادشده معنی‌دار بود. حجم آب آبیاری جو در مناطق موردمطالعه از 1900 تا 9300 متر مکعب در هکتار متغیر و میانگین وزنی آن 4875 متر مکعب در هکتار بود. میانگین عملکرد جو در مزارع منتخب از 1630 تا 7050 کیلوگرم در هکتار متغیر و میانگین وزنی آن 3985 کیلوگرم در هکتار بود. بهره‌وری آب آبیاری نیز در استان‌های منتخب از 22/0 تا 53/1 متغیر و میانگین وزنی آن 90/0 کیلوگرم تعیین شد. پیشنهاد می‌شود به‌منظور کاهش مصرف آب و بهبود بهره‌وری آب، تحویل آب به مزارع در طول فصل مدیریت شود و حقابه متناسب با نیاز آبی در نظر گرفته شود. استفاده از برنامه‌ریزی مناسب آبیاری به‌طور مسلم موجب تلفات آب و افزایش بهره‌وری در مزارع جو می‌گردد. برای بهبود بهره‌وری لازم است تمام نهاده‌های مؤثر در تولید بهینه و اقتصادی ازجمله آب، بذر، کود، سم، تجهیزات و ادوات، نیروی انسانی آموزش‌دیده توجه لازم مبذول گردد.

چکیده تغییرات اقلیمی و فعالیت­های انسانی از جمله عوامل مهمی هستند که بر جریان رودخانه تاثیر می­گذارند. هدف این مطالعه، تعیین سهم هر کدام از عوامل تغییرات اقلیمی و فعالیت­های انسانی بر تغییرات دبی رودخانه قره­سو یکی از مهم­ترین رودخانه­های استان اردبیل در دو ایستگاه سامیان و دوست بیگلو با استفاده از روش­های الاستیسیته محور (بودیکو محور و روش ناپارامتری) می­باشد. در این تحقیق، ابتدا به‌منظور تعیین نقطه تغییر مقدار رواناب رودخانه و تقسیم­بندی دوره پایه و تغییر از آزمون پتیت در طول دوره آماری 1361- 1398 استفاده شد. این آزمون در نرم‌افزار Xlstat انجام شد. با توجه به نتایج این آزمون در سال 1376 یک تغییر در سری زمانی جریان سالانه رخ داد که از سال 1361 تا 1376 به‌عنوان دوره پایه و از سال 1377 تا 1398 به‌عنوان دوره تغییرات در نظر گرفته شد. سپس با استفاده از روش­های الاستیسیته محور سهم هر کدام از این عوامل تعیین گردید. نتایج نشان داد که در ایستگاه هیدرومتری سامیان سهم تغییرات اقلیمی برابر 74/11-63/7 درصد و سهم فعالیت­های انسانی برابر 37/92-26/88 درصد می­باشد. در ایستگاه هیدرومتری دوست­بیگلو نیز سهم تغییرات اقلیمی برابر 87/3-29/2 درصد و سهم فعالیت­های انسانی برابر 71/97-13/96 درصد می­باشد. با توجه به نتایج حاصل در هر دو ایستگاه، تأثیر فعالیت­های انسانی (بیشتر از 88 درصد) بر روی رواناب حوضه به مراتب بیشتر از تغییرات اقلیمی (کمتر از 11 درصد) می­باشد. بنابراین، جلوگیری از انجام فعالیت­های انسانی مؤثر در کاهش دبی رودخانه، در حل و مدیریت مشکلات آبی حوضه ضروری بنظر می­رسد.

چکیده آلاینده‌های آلی از جمله ترکیبات نفتی، یک مشکل جهانی برای سلامت محیط‌زیست و موجودات زنده محسوب می‌شوند که می­توانند ویژگی­های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک را تحت تأثیر قرار دهند. در این تحقیق، شاخص‌های زیستی از جمله جمعیت میکروبی و فعالیت آنزیم اوره­آز در خاک­های آلوده به نفت نفت‌-شهر کرمانشاه مورد توجه بود. به‌منظور بررسی اثرات آلودگی نفتی طولانی­مدت و طبیعی، 120 نمونه خاک آلوده با سطوح مختلف نفت؛ آلودگی شدید (H:High)، متوسط (M:Moderate) و کم (L: Low) از عمق 15-0 سانتی­متری از 4 منطقه مختلف تهیه­شد. پس از اندازه‌گیری ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی خاک‌ها، شمارش میکروبی و اندازه­گیری فعالیت اوره­آز انجام­شد. برای تعیین جمعیت میکروبی کل و باکتری­های درگیر در تجزیه نفت، به‌ترتیب اقدام به شمارش میکروبی در محیط کشت‌های NA (Nutrient Agar) و CFMM (Carbon Free Minimal Medium) شد که رابطه مستقیمی با افزایش میزان نفت داشت. میانگین درصد نفت اندازه‌گیری شده به روش سوکسله، به‌ترتیب 03/4، 95/9 و 50/22 درصد به‌ترتیب برای سطوح L، M و H به‌دست آمد. نتایج نشان داد که با افزایش شدت آلودگی، جمعیت میکروبی افزایش یافت. بالاترین جمعیت میکروبی شمارش­شده در محیط کشت NA، در خاک­های با آلودگی شدید CFU/g 10⁵×54/9 و پایین­ترین جمعیت در خاک­های با آلودگی کمCFU/g  10⁵×25/3 به‌دست آمد. در محیط کشت CFMM نیز بیشترین و کمترین جمعیت به‌ترتیب در خاک­های با آلودگی شدید و کم با مقادیر CFU/g 10⁵×11/3 و 10⁴×11/8 به‌دست آمد. میزان افزایش جمعیت میکروبی در دو محیط NA و CFMM با افزایش آلودگی به‌ترتیب 9/2 و 8/3 برابر بود. برای هردو محیط کشت، منطقه 1 دارای بیشترین جمعیت و بیشترین درصد آلودگی نفتی و منطقه 4 دارای کمترین جمعیت و کمترین درصد آلودگی نفتی بود. پایین­ترین فعالیت اوره­آز در منطقه 1 و بالاترین آن در منطقه 4 مشاهده شد. آلودگی نفتی نمونه­های خاک منجر به کاهش فعالیت اوره­آز شد به گونه­ای که بیشترین فعالیت آنزیمی در خاک­های با آلودگی کم ( µgNH₄/g.h90/594) و کمترین فعالیت در خاک­های با آلودگی شدید (µgNH₄/g.h 11/176) به‌دست آمد، میزان درصد کاهش فعالیت با افزایش سطح آلودگی 5/70 درصد بود. آنالیز مؤلفه­های اصلی نیز انجام شد و 71 درصد از واریانس تراکمی نمونه­ها توسط دو مؤلفه اول (مؤلفه بیوشیمیایی و مؤلفه فیزیکی) قابل توجیه بود. یافته‌های این تحقیق نشان داد که آلودگی نفتی طولانی­مدت و طبیعی باعث گزینش جامعه میکروبی مقاوم به نفت شده و بنابراین پاسخ مثبت آنها به حضور ترکیبات نفتی را شاهد بودیم اما فعالیت آنزیم اوره­آز تحت تأثیر آلودگی نفتی کاهش یافت. به‌نظر اثرات بازدارندگی ترکیبات نفتی بر فعالیت اوره‌از یا جامعه غالب میکروبی با فعالیت اوره‌از محدود، سبب شده است تا فعالیت اوره‌از واکنش منفی به حضور آلاینده نفتی نشان دهد.

چکیده پوشش­های گیاهی با گونه­ها و سنین متفاوت از طریق ایجاد شرایط محیطی متنوع و تولید مواد آلی مختلف اثرات قابل ملاحظه­ای بر ویژگی­های لایه سطحی خاک دارند. ‌از این­رو پژوهش حاضر به بررسی اثر توده­های جنگل‌کاری صنوبر 20 ساله، پلت 20 ساله، صنوبر 10 ساله، پلت 10 ساله و پوشش مرتعی در قطعه 3، سری دلاک­خیل از جنگل­های حوزه چوب و کاغذ مازندران بر ویژگی­های لایه آلی و سطحی خاک پرداخته است. بدین منظور در هر یک از رویشگاه­های مورد مطالعه سه قطعه یک هکتاری انتخاب شدند و در هر یک از قطعات یک هکتاری، تعداد 5 نمونه لاشبرگ و 5 نمونه خاک (15 نمونه لاشبرگ و 15 نمونه خاک از هر رویشگاه) جهت تجزیه و تحلیل به آزمایشگاه منتقل شد. نتایج حاکی از بهبود اکثر ویژگی­های لایه آلی و سطحی خاک در توده­های جنگل‌کاری شده به­ویژه جنگل­کاری­های 20 ساله در مقایسه با پوشش مرتعی بود. براساس نتایج مربوط به تجزیه مؤلفه­های اصلی، مقادیر بالاتر محتوای نیتروژن، فسفر، کلسیم، منیزیم و پتاسیم لایه آلی منجر به بهبود مشخصه­های حاصلخیزی خاک، فعالیت­های میکروبی، فعالیت آنزیمی، جمعیت کرم­های خاکی، تعداد نماتدهای خاکزی و زی‌توده ریزریشه، به‌ترتیب تحت جنگل‌کاری­های صنوبر و پلت 20 ساله شده است در حالی‌که جنگل‌کاری­های 10 ساله به‌ویژه با گونه پلت و پوشش مرتعی با تولید مواد آلی با محتوای بالای کربن و نسبت کربن به نیتروژن منجر به کاهش تجزیه مواد آلی (ضخامت بیشتر لایه آلی) و در نتیجه کاهش مشخصه­های مذکور لایه سطحی خاک شدند. با توجه به یافته­های این پژوهش می­توان نتیجه گرفت که جنگل‌کاری با گونه صنوبر به‌ویژه پس از گذشت 20 سال در مقایسه با پلت توانایی بالاتری در بهبود وضعیت خاک دارد که این موضوع می­تواند در جنگل‌کاری­های آینده مورد توجه مدیران قرار بگیرد. همچنین حضور پوشش­های درختی (صنوبر و پلت) با گذشت زمان نسبت به پوشش مرتعی در بهبود وضعیت حاصلخیزی و شرایط مناسب ادافولوژیک خاک از الویت بالاتری برخوردارند.

چکیده منحنی توزیع اندازه منافذ خاک و استفاده از حدود بهینه شاخص­های موقعیت و شکل این منحنی می­تواند به‌عنوان ابزاری برای بررسی و ارزیابی کیفیت فیزیکی خاک استفاده گردد. پژوهش حاضر در اراضی ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی طرق واقع در جنوب شرقی شهر مشهد با هدف تعیین حدود بهینه شاخص­های منحنی توزیع اندازه منافذ با استفاده از شاخص کیفیت فیزیکی خاک انجام شد. از 30 نقطه در قسمت­های مختلف ایستگاه با بافت و ساختمان متفاوت نمونه خاک تهیه و آزمایشات صحرایی و آزمایشگاهی لازم برای تعیین و محاسبه 35 ویژگی فیزیکی خاک انجام شد. شاخص عددی کیفیت فیزیکی خاک در قالب انتخاب مهم­ترین ویژگی­ها با استفاده از تجزیه مؤلفه­های اصلی، وزن­دهی و امتیازدهی آنها محاسبه و از آن به‌عنوان معیاری جهت دسته­بندی خاک­های مورد مطالعه در چهار کلاس کیفیت خاک استفاده شد. خاک­های کلاس یک با بیشترین کیفیت فیزیکی ملاک تعیین حدود بهینه شاخص­های موقعیت و شکل منحنی توزیع اندازه منافذ خاک قرار گرفت. نتایج نشان داد که خاک­های با بیشترین کیفیت فیزیکی نسبی، دارای منافذ با میانگین اندازه بزرگتر و تنوع اندازه کمتر از مقادیر بهینه ارائه شده در منابع می­باشند. در این مطالعه حدود بهینه شاخص­های موقعیت منحنی توزیع اندازه منافذ شامل میانگین، میانه و مد اندازه منافذ به‌ترتیب 7-2، 16-5 و 92-29 میکرومتر و شاخص­های شکل شامل انحراف معیار، کشیدگی و افراشتگی منحنی به‌ترتیب 81-22 میکرومتر، (33/0-)-(38/0-) و 15/1-14/1 تعیین گردید. استفاده از نتایج این مطالعه به‌منظور ارزیابی و مقایسه کیفیت فیزیکی خاک­های با بافت متوسط و سبک در مناطق با اقلیم نیمه­خشک ایران توصیه می­گردد.

چکیده خاک‌ها با اشکال اراضی که بر روی آن‌ها تکامل می‌یابند، ارتباط تنگاتنگ دارند و ویژگی‌های آن‌ها به نوبه خود بر تکامل ژئوفرم‌ها تأثیر می‌گذارد. این پژوهش به بررسی تغییر و تحول خاک در امتداد گرادیان ارتفاعی یک مخروط‌افکنه نیمه‌خشک در جنوب رشته‌کوه بینالود در شمال شرق ایران پرداخته است. همچنین، تأثیر فرآیندهای خاک بر تنفس میکروبی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور در بخش بالایی، میانی و قاعده مخروط‌افکنه، هر کدام، یک خاکرخ شاهد تشریح و از افق‌های آنها نمونه‌برداری شد. آزمایش‌های معمول فیزیکی و شیمیایی، میکرومورفولوژی و تنفس میکروبی بر روی نمونه‌ها انجام شد. همچنین، طبقه‌بندی خاکرخ‌های مطالعاتی براساس دو سامانه آمریکایی و جهانی صورت گرفت. در هر سه خاکرخ، توالی‌های رسوبگذاری و خاک‌سازی مشاهده شد. افق‌های وزیکولار (V)، آرجیلیک (Bt)، آرجیلیک-کلسیک (Btk)، کلسیک (BCk) و کمبیک (Bw) شناسایی شدند. هر دو سامانه بخش بالایی را در طبقه‌بندی متمایزی از دو بخش دیگر قرار دادند. خاک‌های میانه و قاعده مخروط­افکنه براساس سامانه رده‌بندی آمریکایی در زیرگروه ‏Xeric Calciargids‏ قرار گرفتند، در حالی‌که خاکرخ ‏بالایی را در Xeric Haplocambids قرار داد. در هر سه خاکرخ افق وزیکولار نازک در زیر سنگفرش بیابانی، تشکیل شده بود. در زیر افق وزیکولار، شواهد پوسته‌های رسی، نودول‌های کربنات پدوژنیک و اگزالات‌های کلسیم در ریشه‌ها در مقاطع نازک مشاهده شد. این شواهد نشان‌دهنده نقش پوسته‌های زیستی در تشکیل این ویژگی‌ها است. در افق‌های زیرین خاکرخ‌ها، نودول‌های کربنات پدوژنیک، پندانت‌های آهکی و پوسته‌های رسی مشاهده شد. وجود توالی‌های رسوبگذاری و افق‌های کلسیک و آرجیلیک، نشان‌دهنده تشکیل آن‌ها در تناوب تغییرات اقلیمی است. به‌نظر می‌رسد که خاک رویین در هر سه خاکرخ، در دوره‌های مرطوب‌تر هولوسن تشکیل شده‌ است و پوسته‌های زیستی هم در فرآیندهای آهکی شدن و انتقال و تجمع رس نقش داشته‌اند. افق‌های آرجیلیک در لایه‌های زیرین، در دوره‌های پایدار پلئیستوسن انتهایی تشکیل شده‌‌اند. مطالعه تنفس میکروبی خاک در افق‌های مختلف نشان داد که در افق‌های آرجیلیک میزان تنفس میکروبی کاهش یافته است؛ در حالی که در افق‌های کلسیک افزایش داشته است. پیشنهاد می‌شود در مطالعات بعدی مقادیر اجزای کربن در ارتباط با زیست­توده میکروبی در افق‌ها و خاک‌های قدیمی ‏بررسی گردد.‏

چکیده اطلاعات اندکی در مورد تأثیر شکل نیتروژن بر رشد گیاهان علوفه­ای از جمله ذرت در کشت بدون خاک موجود است. در پژوهش حاضر تأثیر شکل نیتروژن بر ترکیب شیمیایی، غلظت رنگیزه­های فتوسنتزی برگ و عملکرد دو رقم ذرت علوفه­ای در کشت بدون خاک مورد بررسی قرار گرفت. این آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با دو عامل نسبت آمونیوم به نیترات محلول غذایی و نوع رقم در چهار تکرار در گلخانه دانشگاه شهرکرد انجام شد. عامل اول نسبت­های مختلف آمونیوم به نیترات محلـول غـذایی شامل پنج نسبت صفر به 100، 5/12 به 5/87، 25 به 75، 5/37 به 5/62 و 50 به 50 و عامل دوم نیز شامل دو رقم ذرت هیبرید سینگل­کراس 704 و سینگل­کراس 410 بود. نتایج نشان داد کاربرد آمونیوم به میزان 5/37 و 50 درصد کل نیتروژن محلول غذایی به‌ترتیب در رقم سینگل­کراس 704 و سینگل­کراس 410 سبب بیشترین افزایش معنادار در غلظت نیتروژن شاخساره شد. کاربرد آمونیوم در محلول غذایی سبب افزایش غلظت فسفر شاخساره و ریشه در هر دو رقم ذرت نسبت به محلول غذایی فاقد آمونیوم گردید. همچنین در نسبت 50 به 50 آمونیوم به نیترات محلول غذایی کمترین غلظت پتاسیم ریشه در هر دو رقم مشاهده شد. در رقم سینگل­کراس 704، تغذیه گیاهان با محلول دارای نسبت 50 به 50 آمونیوم به نیترات منجر به 31 درصد کاهش در غلظت کلروفیل a برگ نسبت به گیاهان تغذیه شده با محلول غذایی حاوی 25 درصد آمونیوم شد. غلظت کلروفیل a برگ در رقم سینگل­کراس 410 با افزایش آمونیوم در محلول غذایی تا 25 درصد روند صعودی و با افزایش بیشتر سهم آمونیوم روند نزولی نشان داد. با افزایش نسبت آمونیوم به نیترات محلول غذایی غلظت کلروفیل b برگ به‌طور معناداری در مقایسه با گیاهان تغذیه شده با محلول غذایی فاقد آمونیوم افزایش یافت به‌طوری که بیشترین غلظت کلروفیل b برگ در گیاهان تغذیه شده با نسبت 25 به 75 آمونیوم به نیترات مشاهده شد. نتایج نشان داد که بیشترین وزن تازه شاخساره و ریشه در گیاهان تغذیه شده با نسبت 25 به 75 آمونیوم به نیترات و در رقم سینگل­کراس 704 مشاهده شد. بر اساس نتایج این پژوهش جایگزینی 50 درصد آمونیوم به جای نیترات سبب بروز سمیت آمونیوم و کاهش عملکرد علوفه در دو رقم ذرت شد. بنابراین، کاربرد نسبت 25 به 75 آمونیوم به نیترات در محلول غذایی برای دستیابی به بیشترین وزن تازه علوفه و انتخاب رقم سینگل­کراس 704 (به‌دلیل وزن تازه بیشتر نسبت به رقم سینگل­کراس 410) در کشت بدون خاک در شرایط مشابه این پژوهش قابل توصیه است.

چکیده سطح آب و وسعت دریاچه ارومیه در طی سال­های اخیر نسبت به میانگین بلند مدت، کاهش چشمگیری داشته و ادامه حیات آن را با تهدید جدی مواجه کرده است. لذا بررسی دقیق وضعیت بارش حوضه و پیش­نگری آن در آینده به‌عنوان یکی از مهم‌ترین متغیرهای اقلیمی اثرگذار در برنامه­ریزی­های آینده ضروری است. این پژوهش با هدف بررسی وضعیت بارش­های فرین حوضه دریاچه ارومیه در آینده نزدیک انجام شده است. برای این منظور از داده­های بارش پنج مدل از پروژه مقایسه مدل‌های جفت‌شده فاز ششم (CMIP6) تحت سه سناریو SSP1-2.6، SSP3-7.0 و SSP5-8.5 طی دوره تاریخی (2014-1990) و آینده نزدیک (2050-2026) با تفکیک افقی 5/0 درجه قوسی استفاده شده است. برای کاهش خطای مدل­های منفرد، یک مدل همادی (CMIP6-MME) بر اساس روش میانگین­گیری بیزین (BMA) از مدل‌های منفرد تولید شد. درستی مدل­های منفرد CMIP6 و مدل CMIP6-MME با دو سنجه میانگین اریبی خطا (MBE) و مجذور میانگین مربعات خطای بهنجار شده (NRMSE) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد مدل­های منفرد در برآورد بارش در حوضه دریاچه ارومیه کم­برآوردی دارند. مدل همادی تولید شده مقدار دو سنجه MBE و NRMSE را در سطح حوضه به مقدار قابل توجهی کاهش داد که بر این اساس نسبت به مدل­های منفرد از کارایی بالاتری برخوردار است. یافته­ها بیانگر آن است که، حوضه دریاچه ارومیه روزهای همراه با بارش سنگین و خیلی سنگین بیش­تری را در آینده نزدیک تجربه خواهد نمود. شدت بارش روزانه در بخش­های بزرگی از حوضه، بخصوص در مناطق غربی و شمالی، روند افزایشی خواهد داشت. بطور کلی ریسک ناشی از بارش­های سیل‌آسا در حوضه دریاچه ارومیه در دوره آینده نزدیک بسیار محتمل است که لازم است برنامه­های اقدام اقلیمی و پیش­گیرانه همانند مدیریت ریسک اقلیمی در اولویت برنامه‌ریزی­های مرتبط با این منطقه باشد.

چکیده باتوجه به بحران خشکیدگی دریاچه ارومیه، مطالعه وضعیت پوشش‌گیاهی و خشکسالی کشاورزی محدوده حوضه آبریز دریاچه ارومیه که یکی از شش حوضه اصلی ایران محسوب می‌شود، از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. در این مطالعه ابتدا یک شاخص ترکیبی خشکسالی CDI (Combined Drought Index) مبتنی بر شاخص‌های وضعیت پوشش گیاهی (VCI)، وضعیت دمایی گیاهی (TCI) و شاخص تنش آبی محصول (CWSI) با‌استفاده از داده‌های سنجنده MODIS قرار‌گرفته در ماهواره TERRA معرفی و محاسبه گردید. سپس با روش‌های درخت تصمیم-طبقه‌بندی و درخت رگرسیون (DT-CART)، ماشین‌بردار پشتیان (SVM) و حافظه کوتاه مدت، بلند مدت (LSTM) و حافظه کوتاه مدت دو جهته (BiLSTM)، شاخص ترکیبی خشکسالی (CDI) معرفی و تخمین زده شد. در فرآیند مدل‌سازی شاخص ترکیبی خشکسالی، محصولات شاخص‌های پوشش گیاهی، تبخیر-‌‌تعرق، تبخیر-تعرق پتانسیل، دمای سطح زمین در روز و دمای سطح زمین در شب برگرفته از سنجنده MODIS به‌عنوان ورودی مدل‌ها استفاده شد. درنهایت بررسی عملکرد مدل‌ها براساس ترکیب‌های متفاوتی از ورودی مدل‌ها بااستفاده از معیارهای ارزیابی شامل ضریب همبستگی، جذر میانگین مربعات خطا و ضریب ناش ساتکلیف و همچنین به کمک نمودارهای کلوروگرام، تیلور و ویلونی بصورت بصری انجام‌شد. نتایج نشان‌داد که متغیر‌های دمای سطح زمین در روز، دمای سطح زمین در شب و تبخیر-تعرق موثرترین متغیرها برای مدل‌سازی شاخص ترکیبی خشکسالی (CDI) و مطالعه خشکسالی کشاورزی می‌باشند. همچنین مدل CART با ضریب همبستگی 96/0، میانگین جذر مربعات خطا برابر با 029/0 و ضریب ناش ساتکلیف 92/0 به‌عنوان بهترین مدل انتخاب گردید. نتایج بدست آمده نشان‌داد که روش‌های یادگیری ماشین و یادگیری عمیق ابزاری توانمند در مدل‌سازی و پیش‌بینی شاخص ترکیبی خشکسالی (CDI) بوده و در بررسی و ارزیابی خشکسالی کشاورزی به‌خصوص در حوضه‌های فاقد آمار با اطمینان کافی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد.

چکیده با توجه به گرمایش جهانی و تغییر اقلیم و افزایش خشکسالی و رخدادهای بارشی فرین، آشنایی با ویژگی­های بارش منطقه به منظور مدیریت منابع آب، به­ویژه در زمان وقوع بارش­های سیل­آسا و تبدیل خطرآفرینی این رخدادها به افزایش ذخایر آبی با مدیریت صحیح از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. در پژوهش حاضر ویژگی­های بارش در استان مرکزی در دوره آماری 30 ساله (از سال زراعی 1371-1370 تا 1400-1399) با روش­های آماری، مورد تحلیل و سپس با نرم افزارArcGIS  توزیع مکانی آنها ترسیم و بررسی شد. همچنین روند تغییرات بارش در مقیاس زمانی ماهانه، فصلی و سالانه با استفاده از آزمون من-کندال مورد مطالعه قرار گرفت. علاوه بر این بارش فرین بااستفاده از چهار شاخص بارش فرین شامل مجموع بارش فرین (R95p)، تعداد روزهایی که در سال مورد بررسی، مقدار بارش در آنها از آستانه بارش فرین آن ایستگاه بیشتر باشد (R95d)، شدت مطلق بارش فرین (AEPI) و کسری از کل بارندگی ناشی از رخدادهای فراتر از آستانه بارش فرین (R95pT) که بیانگر نسبت بارش فرین به بارش سالانه در روزهای بارانی (بارش روزانه بیش از یک میلی­متر) است، مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان می­دهد به‌طور متوسط بیشینه شاخص R95pT، 53 درصد از بارش سال را شامل می­شود که در صورت آگاهی از زمان وقوع این فرین­ها مدیریت سیلاب­ها و استفاده بهینه از منابع آبی از نتایج آن است که بیش از 20 درصد این بارش­های فرین در فروردین ماه رخ داده است. در این راستا طبق بررسی توزیع مکانی بارش در استان مرکزی، بیشینه وقوع مقدار میانگین بارش سالانه و فصلی به استثنای فصل تابستان در جنوب­غرب و کمینه آن در مناطق شرقی استان مرکزی قرار دارد و به­طور متوسط بیشترین بارش در فصل زمستان و سپس در بهار و پاییز رخ داده است. همچنین فروردین­ماه با ضریب تغییرات 8/0 و میانگین بارش ماهانه در طول دوره آماری مورد مطالعه برابر با 6/55 میلی­متر پربارش­ترین ماه است و به دلیل وقوع اکثر بارش­های فرین در این ماه بیشترین ارزش ذخیره­سازی و مدیریت آب را در بین ماه­های سال را دارد. همچنین از دیدگاه مقدار بارش میانگین ماهانه، بعد از فروردین ماه، به­ترتیب ماه­های آذر، اسفند و آبان با میانگین بارش ماهانه 3/39، 2/38 و 3/36 میلی­متر در اولویت مدیریت ذخیره­سازی آب قرار دارند. نتیجه بررسی روند تغییرات بارش ماهانه، فصلی و سالانه با استفاده از آزمون ناپارامتریک من-کندال روند یکپارچه­ای را نشان نمی­دهد اما می­توان در حالت کلی گفت تقریبا در اکثر ایستگاه­های هواشناسی استان مرکزی که مورد مطالعه قرار گرفته­اند حداقل در سطح اطمینان 90% در بارش بهمن ماه روند کاهشی معنی­دار وجود دارد. نتایج بررسی شاخص­های بارش فرین بیانگر وقوع بیشترین مقدار آستانه بارش فرین در ایستگاه شازند (28 میلی­متر) و کمترین آن در ایستگاه ساوه (15 میلی­متر) است.