ارزیابی و کاربرد مدل پویایی سیستم در بررسی و تعیین آبشویی نیترات تحت سناریوهای اقلیمی مختلف در اراضی کشت و صنعت نیشکر امیر کبیر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه آبیاری و زهکشی دانشمده علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز

2 دانشیار آبیاری و زهکشی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز ، ایران

3 گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

4 گروه آبیاری و زهکشی دانشکده علوم اب دانشگاه شهیدچمران اهواز

چکیده

چرخه نیتروژن در خاک بخش مهم چرخه نیتروژن در جهان است که حد زیادی تحت تاثیر تغییر اقلیم می‌باشد. در این تحقیق، مدل توسعه‌یافته با روش پویایی سیستم برای شبیه‌سازی رفتار نیتروژن در خاک در کشت و صنعت نیشکر امیرکبیر واسنجی و ارزیابی گردید. داده‌های تیمار آبیاری و کوددهی کامل (120 میلی‌متر در هر دور آبیاری و کوددهی چهار تقسیطی برابر 400 کیلوگرم بر هکتار) برای واسنجی مدل استفاده شد. همچنین داده‌های تیمار 150، 250 و 350 کیلوگرم بر هکتار برای ارزیابی مدل به کار برده شد. به منظور بررسی اثر تغییر اقلیم بر چرخه نیتروژن در خاک، خروجی سه مدل BNU-ESM، CESM-CAM و EC-EARTH با دو سناریوی RCP2.6 و RCP8.5 به‌کار گرفته شد. نتایج نشان داد تغییر اقلیم سبب افزایش فرایندهای تلفات نیترات، معدنی‌شدن و تصعید آمونیوم می‌گردد. مقدار تلفات نیترات برای دوره آتی (2035-2016) در الگوی اقلیمی EC-EARTH2.6 نسبت به دوره پایه (2000-1971)، افزایشی معادل 5 درصد نشان داد. معدنی‌‌شدن در دوره پایه برابر با 75/93 کیلوگرم‌‌درهکتار بدست آمد که این مقدار از مقادیر بدست آمده با مدل‌‌های تغییراقلیم کمتر می‌‌باشد. همچنین این پدیده سبب کاهش فرایند نیترات‌زدایی از 65/29 در دوره پایه تا 1/20 کیلوگرم درهکتار برای دوره آتی می‌شود. تغییر از سناریوی RCP2.6 به RCP8.5 سبب افزایش تلفات نیترات، معدنی‌شدن و تصعید آمونیوم شد که نشان دهنده اثر افزایش غلظت گاز دی‌اکسیدکربن بر این فرایندها است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation and Application of System Dynamic Model for Determination nitrate leaching in the agricultural lands under sugarcane cultivation under climatic scenarios in Amirkabir Sugarcane Agro-Industry

نویسندگان [English]

  • Mahboobe Ghasemi 1
  • Amir Soltani mohamadi 2
  • Abdali Naseri 3
  • Hadi Moazed 4
1 IRRIGATION AND DRAINAGE, water department, Shahid chamran iniversity of Ahwaz
2 Department of irrigation and Drainage, faculty of Water Sciences Engineering, Shahid Chamran Univrsity of Ahvaz, Ahvaz, Iran
3 Irrigation and Drainage, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
4 Irrigation and Drainage, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

The nitrogen cycle in the soil is an important part of the nitrogen cycle in the world and is largely influenced by climate change. The developed model was calibrated and evaluated by system dynamics method in order to simulate nitrogen behavior in soil in Amirkabir sugarcane Agro-Industry. Data from complete irrigation and fertilization treatments (depth of irrigation was 120 mm and 4 split equal to 450 kg.ha-1) were used to calibrate the model. Also, treatments of 150, 250 and 350 kg.ha-1 were used to evaluate the model. In order to goals of this study, the output of three models of BNU-ESM, CESM-CAM and EC-EARTH was applied with two scenarios RCP2.6 and RCP8.5. The results showed that climate change would increase nitrate losses, mineralization and ammonium sublimation. The amount of nitrate losses in the EC-EARTH2.6 climatic pattern showed an increase of 5% for future period (2016-2035) compared to the base period (1971-2000). Mineralization in the base period was equal to 93.5 kg.ha-1, which is less than the values obtained with less variation models. This phenomenon also reduces the process of denitrification from 29.65 to 20.1 kg.ha-1. The change from the RCP2.6 to RCP8.5 scenario has led to an increase in nitrate losses, mineralization and ammonium volatilization, which indicates the effect of increasing the concentration of carbon dioxide gas on these processes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • nitrate losses
  • System dynamic
  • Nitrogen cycle
  • Climate change