نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سکینه لطفی نسب اصل ¹
• فاطمه درگاهیان ²
• آزاده گوهردوست ³
• اسد حاتم بهاروند ⁴
• سمانه رضوی زاده ²

¹ استادیار پژوهش، بخش تحقیقات بیابان، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

² استادیار پژوهشی، بخش تحقیقات بیابان، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

³ کارشناس، بخش تحقیقات بیابان، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

⁴ کارشناس، اداره منابع طبیعی و آبخیزداری، ایلام، ایران

چکیده

سابقه و هدف
خشکسالی‌ها و تغییرات اقلیمی در چند دهه اخیر تأثیر مخربی بر جنگل‌های زاگرس و به‌ویژه درختان بلوط زاگرس داشته است. به‌طوری‌که خشکسالیهای ناشی از تغییرات اقلیمی با تضعیف درختان و مساعد کردن شرایط برای حمله آفات و بیماریهای گیاهی و از سویی ایجاد رخدادهای گردوغبار، یکی از عوامل اصلی شیوع زوال درختان بلوط محسوب می‌شود. در این مطالعه سعی شده تا به بررسی و تحلیل رخداد خشکسالی هواشناسی و ارتباط آن با رخداد تغییر اقلیم به عنوان یکی از عوامل تأثیرگذار، زوال بلوط در استان ایلام و در محدوده سایت‌های مطالعاتی زوال بلوط سرابله شمالی و جنوبی پرداخته شود.
 
مواد و روش‌ها
در این تحقیق، اطلاعات روزانه بارش، دمای حداقل و حداکثر از ایستگاه سینوپتیک ایلام از بدو تأسیس تا پایان سال 2019 گرفته شد. به منظور بررسی خشکسالی هواشناسی و تعیین سال‌های تر و خشک از شاخص‌های بارش استاندارد SPI (تفاوت بارش از میانگین و تقسیم آن بر انحراف معیار) و شاخص SPEI (از اختلاف بین میزان بارش با میزان تبخیر و تعرق) استفاده گردید. این شاخص‌ها در مقیاس‌های زمانی 3، 6 و 12 ماهه و سالانه محاسبه و بر اساس طبقه‌بندی وضعیت خشکسالی تجزیه‌وتحلیل شدند. به‌منظور بررسی نقش تغییر اقلیم و شناسایی بارش‌ها و دماهای مؤثر در وقوع پدیده خشکسالی، 4 شاخص بارشی و 8 شاخص دمایی معرفی شده توسط تیم متخصص در زمینه شناسایی شاخص‌های تغییر آب و هوا که هر یک تغییرات میانگین یا حدی آب و هوا را توصیف می‌کنند توسط نرم‌افزار ClimPACT محاسبه و به‌همراه پارامتر سرعت باد تجزیه‌وتحلیل گردیدند. همبستگی بین شاخص‌های خشکسالی و تغییراقلیم، توسط آزمون رگرسیون و ضریب همبستگی پیرسون انجام شد. همچنین برای تعیین نقطه جهش یا تغییر ناگهانی مجموعه زمانی و معنی‌دار بودن پارامترها و همگنی آنها به‌ترتیب از آزمون آماری من‌کندال و آزمون Pettitt Test در سطح خطای 5 درصد و سطح اطمینان 95 استفاده شد.
 
نتایج
نتایج مطالعه نشان داد که میزان بیشترین بارش 5 روز متوالی از سال 1995 و مجموع سالانه بارش روزهای مرطوب و بیشترین بارش‌های یک و دو روزه از سال 1998 به شکل غیرمعنادار کاهش یافته است. کاهش بارندگی‌ها با افزایش حداکثرهای دمای هوا از سال 1998 و معنادار شدن و شدت یافتن آنها از سال 2007 تا سال 2015 و افزایش غیرمعنادار حداقل‌های دما از سال 2002 و معنادار سرعت باد از سال 1996 موجب افزایش میزان تبخیر از سال 1998 شده و موجب گردیده از سال 1998 تحت تأثیر گرمایش جهانی شاهد وقوع خشکسالی‌هایی در مقیاس شش و دوازده ماهه و از سال 2003 در مقیاس سه ماهه باشیم. این خشکسالی‌های سه ماهه به‌علت وقوع معنادار پدیده تغییر اقلیم در مقادیر حداکثرهای دما از سال 2007 موجب وقوع خشکسالی‌های خفیف‌تر شش و دوازده ماهه و شدیدتر سه ماهه در محدوده سایت‌های زوال بلوط شده است. وقوع این خشکسالی‌ها با افزایش معنی‌دار درصد وقوع روزهای با دمای بالاتر از میانگین دما از سال 2007 موجب بروز خشکسالی‌های شدیدتری از سال 2007 تا سال 2015 شده است، به‌طوری‌که به بیشترین مقدار خود در سال 2008 رسیده است که مصادف با اوج زوال درختان بلوط طی سال‌های مورد مطالعه و تحت تأثیر وقوع پدیده تغییر اقلیم بوده است.
 
نتیجه‌گیری
شاخص خشکسالی SPEI در دوره‌های مطالعه شده نشانگر فراوانی و تداوم بیشتر خشکسالی اما با شدت کمتر از میزان شاخص SPI می‌باشد. به‌عبارتی، بیانگر تأثیر افزایش دما در ماه‌های سرد سال علاوه بر ماه‌های خشک سال است که می‌توان چنین استنباط کرد که دمای ماه‌های سرد سال نیز در این فاصله زمانی رو به افزایش بوده است. نتایج نشان داد عامل خشکسالی و تغییر اقلیم، به عنوان عوامل اصلی تأثیرگذار بر خشکیدگی درختان بلوط در جنگلهای استان ایلام بوده است. با توجه به روند کاهشی بارش و افزایشی دما در منطقه مورد مطالعه، رخداد مخاطرات اقلیمی و محیطی ناشی از آن همانند امواج گرمایی، خشکسالی و سیل نیز می‌تواند در آینده افزایش یابد.

کلیدواژه‌ها

• شاخص تغییر اقلیم
• شاخص خشکسالی
• زوال بلوط
• زاگرس
• استان ایلام

20.1001.1.17350875.1402.30.2.10.0

عنوان مقاله [English]

Analysis of drought status and its relationship with climate change, Case study: Sarableh oak decline sites, Ilam province

نویسندگان [English]

• Sakineh Lotfinasabasl ¹
• Fatemeh Dargahian ²
• Azadeh Gohardoost ³
• Asad Hatam Baharvand ⁴
• Samaneh Razavizadeh ²

¹ Assistant Professor, Desert Research division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran.

² Assistant Professor, Desert Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

³ Researcher, Desert Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran.

⁴ Researcher, Natural Resources and Watershed Management, Ilam, Iran.

چکیده [English]

Background and Objective
Over the past decade, the Zagros region, specifically its Zagros oak trees, has experienced significant impacts from droughts and climate change. Climate change has resulted in heightened desertification and oak forest decline. This study examines and analyzes meteorological droughts and their correlation with climate change. This is a prominent contributing factor to oak tree decline in Ilam Province. The focus is on study sites in the northern and southern Serabaleh regions, where oak decline has been observed.
 
Methodology
For this study, comprehensive data on daily precipitation and minimum and maximum temperature were obtained from the synoptic station in Ilam, covering the period from its establishment until 2019. The Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPI) and the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) were developed to assess meteorological drought and identify wetter and drier years. The SPI measures the deviation of precipitation from the mean value and normalizes it by the standard deviation. In contrast, the SPEI considers the discrepancy between precipitation and evapotranspiration. These indices were calculated on various time scales, including 3, 6, 12-month, and annual periods, and drought status was analyzed based on their respective classifications. To examine the role of climate change and identify influential precipitation and temperature patterns in drought occurrence, a set of four precipitation indices and eight temperature indices were calculated using ClimPACT software. These indices, developed by climate change experts, capture changes in mean or extreme weather conditions. The analysis also included wind speed. The relationship between drought indices and climate change was assessed through regression analysis and the Pearson correlation coefficient. Moreover, the study employed the Mann-Kendall and Pettitt Test to identify change points or significant abrupt changes in the time series. These tests were conducted at 5% significance and 95% confidence levels.
 
Results
The study findings indicate a decreasing trend in the highest consecutive 5-day rainfall since 1995. In addition, there are insignificant reductions in the annual sum of wet days and the highest rainfall events of one or two days since 1998. This decrease in rainfall has been accompanied by increased maximum air temperatures since 1998, with a significant intensification observed from 2007 to 2015. Additionally, there has been a slight increase in minimum temperatures since 2002 and a significant wind speed since 1996. These factors have contributed to increased evaporation since 1998 and the occurrence of droughts on different time scales, ranging from six and twelve months since 1998 to three months since 2003. Global warming has influenced droughts. Three-month droughts have resulted in milder six- and twelve-month droughts, but more severe three-month droughts in oak decline, primarily due to significant changes in maximum temperatures since 2007. The occurrence of these droughts has been associated with an increase in the percentage of days with temperatures above the average since 2007, leading to more severe droughts from 2007 to 2015, with the peak in 2008 coinciding with the highest level of oak decline during the study period and under the influence of climate change phenomena.
 
 Conclusion
The SPEI drought index indicates a higher frequency and longer duration of droughts during the study periods, albeit with less severity than the SPI index. This suggests that the rising temperatures during cold months, in addition to dry months, have played a role in influencing the drought conditions. The results demonstrate that drought and climate change are the primary influential factors contributing to oak tree dryness in the forests of Ilam Province. Considering the decreasing precipitation trend and increasing temperature trend observed in the studied region, the occurrence of climate and environmental hazards, such as heatwaves, droughts, and floods, may further increase.

کلیدواژه‌ها [English]

• Climate Change Index
• Drought Index
• oak decline
• Zagros
• Ilam Province