پایان نامه بررسی اثر متقابل قارچ و عامل بیماری خال سیاه و باکتری و بیماری پزمردگی سیب زمین
پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته بیماریشناسی گیاهی
عنوان
بررسی اثر متقابل قارچ Colletotrichum coccodes عامل بیماری خال سیاه و باکتری Ralstonia solanacearum عامل بیماری پژمردگی باکتریایی
سیب زمینی
با فرمت قابل ویرایش word
تعداد صفحات: 156 صفحه
تکه های از متن به عنوان نمونه :
چکیده:
سیب زمینی با تولید حدود ۳٠٠ میلیون تن در سال، چهارمین محصول مهم غذایی در جهان است. تولید این محصول همواره با مشکلاتی همراه بوده است. این گیاه در معرض بیماریهای قارچی، باکتریایی، ویروسی و مایکوپلاسمایی زیادی است که به آن خسارت وارد می کنند. از آنجائیکه دو بیماری خال سیاه ناشی از قارچ
Colletotrichum coccodes و بیماری پژمردگی باکتریایی ناشی از باکتری Ralstonia solanacearum از اهمیت نسبی روی سیب زمینی در استان همدان برخوردار هستند و منجر به کاهش عملکرد این گیاه می شوند، مطالعه روی آنها ضروری به نظر رسید. بنابراین، اثر متقابل این دو بیمارگر و همچنین تنوع ژنتیکی قارچ C. coccodes و الگوی پروتئینی باکتری R. solanacearum مورد بررسی قرار گرفتند. در این تحقیق طی نمونهبرداریهای صورت گرفته در بهار، تابستان و پاییز سال 1386 تعداد70 جدایه قارچ C. coccodes و 30 استرین باکتریR. solanacearum از بوتههای آلوده جداسازی گردید که پس از شناسایی در نهایت 20 جدایه قارچ و 15 استرین باکتری برای بررسیهای بیشتر انتخاب شدند. اثر متقابل بیمارگرها با دو روش آغشتهسازی غده و خاک روی سه رقم سیبزمینی آگریا، بورن و دیامانت مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای طول، وزن تر و وزن خشک ساقه و ریشه و میزان کلونیزاسیون ریشه توسط میکرواسکلروت قارچ اندازهگیری شد. در هر سه رقم در حضور بیمارگرها نسبت به شاهد کاهش وزن و طول ریشه و ساقه مشاهده شد. حضور توأم R. solanacearum و C. coccodes در گیاه باعث افزایش حساسیت گیاه نسبت به آنها و کاهش بیشتر شاخصهای مورد اندازهگیری شد. با بررسی نتایج حاصل مشخص شد که رقم آگریا حساسترین رقم نسبت به قارچ و باکتری است و پس از آن رقم بورن و دیامانت قرار دارند. در رقم دیامانت نسبت به باکتری مقاومت نسبی وجود دارد. روشهای آغشتهسازی غده و خاک تفاوت زیادی در ایجاد بیماری در گیاه نداشتند اما در مجموع اینوکولوم غدهزاد مخربتر عمل کرد. در رقم آگریا حساسیت نسبت به قارچ بیش از باکتری میباشد. وجود باکتری به همراه قارچ توانست اثر منفی آن را روی گیاه افزایش دهد اما تفاوت بین تیمار Cc و Rs + Cc در حد معنیداری نیست. به عبارت بهتر وجود باکتری به میزان خیلی کمی در افزایش بیماریزایی قارچ مؤثر است. بالعکس وجود قارچ در گیاه به شدت بیماریزایی باکتری را افزایش میدهد. حضور توأم دو بیمارگر وزن تر ریشه را در روش آغشتهسازی خاک 39/61% و در روش آغشتهسازی غده 64/85% کاهش داد. با توجه به شاخص موجود، درصد کلونیزاسیون ریشه توسط میکرواسکلروت قارچ در رقم آگریا بین 50 تا 70 درصد گزارش گردید. در رقم بورن در مجموع تواناییC. coccodes و R. solanacearum در ایجاد بیماری در گیاه تقریباً به یک اندازه میباشد. در اصل میتوان گفت که حساسیت این رقم نسبت به دو بیمارگر مشابه است. میزان کاهش صفات مورد اندازهگیری در رقم بورن نسبت به رقم آگریا کمتر بوده و بنابراین شاید بتوان گفت که این رقم نسبت به دو بیمارگر مقاومتر میباشد. کلونیزاسیون کمتر ریشه توسط میکرواسکلروت قارچ (50%) نیز مؤید این مدعا است. در رقم دیامانت در همه موارد کاهش پارامترهای گیاه نسبت به دو رقم دیگر کمتر میباشد که نشاندهنده مقاومت بیشتر این رقم نسبت به هر دو بیمارگر میباشد. در اکثر موارد باکتری با تیمار شاهد از لحاظ آماری یکی شده که نشان دهنده توان بیماریزایی کم باکتری روی این رقم و وجود مقاومت نسبی در گیاه نسبت به باکتری عامل پژمردگی میباشد. درصد کلونیزاسیون ریشه نسبت به دو رقم دیگر کمتر بوده و حدود 30% میباشد. به منظور بررسی تنوع ژنتیکی C. coccodes از نشانگر RAPD استفاده گردید. با استفاده از 10 آغازگر تصادفی تنوع ژنتیکی قابل ملاحظهای بین این جدایهها مشاهده گردید. بر این اساس، جدایههای مختلف بر اساس ناحیه جغرافیایی از یکدیگر قابل جداسازی نبودند ولی از لحاظ ویژگیهای بیماریزایی به خوبی از یکدیگر تفکیک شدند. همچنین به منظور مقایسه الگوی پروتئینی استرینهای باکتری پروتئین آنها استخراج و در ژل اکریلآمید 12% الکتروفورز شد. پروتئینها بر اساس وزن مولکولی در یک میدان الکتریکی از یکدیگر جدا شده و پس از رنگآمیزی مورد مقایسه قرار گرفتند. در الگوی پروتئینی استرینهای باکتری تنوعی مشاهده نشد.
واژههای کلیدی: برهمکنش، رقم سیبزمینی، RAPD، الکتروفورز پروتئین
مقدمه….1
فصل اول: بررسی منابع
1-1- باکتری Ralstonia solanacearum.. 6
1-1-2- اسامی و موقعیت تاکسونومیکی.. 7
1-1-4- بیماریزایی R. solanacearum.. 9
الف- پلیساکاریدهای خارج سلولی (EPS). 10
1-1-5- تاکسونومی R. solanacearum.. 11
1-1-6- علائم بیماری پژمردگی باکتریایی ناشی از R. solanacearum.. 13
1-1-7- چرخه بیماری و اپیدمیولوژی.. 15
1-1-8- تشخیص و شناسایی باکتری R. solanacearum.. 16
1-1-9- راههای پراکنش باکتری R. solanacearum.. 17
1-1-10- اهمیت اقتصادی بیماری پژمردگی باکتریایی سیبزمینی.. 17
1-1-11- میزبانهای باکتری R. solanacearum.. 18
1-1-12- مدیریت بیماری پژمردگی باکتریایی سیبزمینی.. 20
1-2- قارچ Colletotrichum coccodes. 24
1-2-2- خصوصیات قارچ عامل بیماری خال سیاه سیبزمینی.. 25
1-2-3- تاریخچه بیماری خال سیاه سیبزمینی در ایران و جهان.. 26
1-2-4- موقعیت تاکسونومیکی.. 27
1-2-5- آلودگی و توسعه علائم.. 29
1-2-6- علائم بیماری خال سیاه. 31
1-2-7- جداسازی، تشخیص و شناسایی قارچ عامل بیماری خال سیاه سیبزمینی.. 32
1-2-8- اهمیت بیماری خال سیاه سیبزمینی.. 33
1-2-9- اپیدمیولوژی بیماری خال سیاه سیبزمینی.. 34
1-2-10- پراکنش ودامنه میزبانی بیماری خال سیاه سیبزمینی.. 35
1-2-11- تنوع قارچ C. coccodes. 36
1-2-12- کنترل بیماری خال سیاه سیبزمینی.. 38
1-3- اثر متقابل بین دو بیمارگر. 40
1-4- بررسیهای ژنتیکی عوامل بیماریزای گیاهی.. 44
1-4-2- مارکرهای بیوشیمیایی.. 45
فصل دوم: مواد و روشها
2-1- نمونه برداری از مزارع آلوده سیبزمینی.. 47
2-2- جداسازی عوامل بیماریزای قارچی و باکتریایی از قسمتهای آلوده. 47
2-2-1- جداسازی جدایههای C. coccodes. 47
2-2-2- جداسازی استرینهای باکتری R. solanacearum.. 49
2-3-1- خالصسازی و نگهداری جدایههای C. coccodes. 49
2-3-2- خالصسازی و نگهداری استرینهای باکتری R. solanacearum.. 50
2-4-1 – شناسایی Colletotrichum coccodes. 51
الف- بررسی ویژگیهای ماکروسکوپی.. 51
ب- بررسی ویژگیهای میکروسکوپی.. 51
2-4-2- شناسایی Ralstonia solanacearum.. 52
الف- بررسی خصوصیات فنوتیپی.. 52
2-5- تهیه محیط کشتها و محلولهای مورد استفاده در آزمونهای.. 53
2-5-1- محیط پایه گلوکز- پپتون- آگار. 53
2-6-1- آزمون بیماریزایی قارچ C. coccodes. 54
2-6-2- آزمون بیماریزایی باکتری R. solanacearum.. 55
2-7-1- تهیه اینوکولوم قارچ C. coccodes. 55
2-7-2- تهیه سوسپانسیون اسپور قارچ C. coccodes. 56
2-7-3- تهیه سوسپانسیون باکتری R. solanacearum.. 56
2-8-1- تهیه خاک و غده سیبزمینی.. 57
2-8-2- کاشت غدههای سیبزمینی و تلقیح عوامل بیماریزا 57
الف- اضافه کردن اینوکولوم قارچ C. coccodes و باکتری R. solanacearum به خاک…. 57
ب- آغشتهسازی غدههای سیبزمینی با قارچ C. coccodes و باکتری R. solanacearum.. 58
2-8-3- طرح آزمایش و آنالیز نتایج حاصل.. 58
2-9- استخراج DNA ژنومی قارچ C. coccodes. 59
2-9-2 استخراج DNA به روش لی و تیلر. 60
2-9-3- تعیین کمیت و کیفیت DNA.. 61
2-10- نشانگر RAPD برای بررسی تنوع قارچ C. coccodes. 62
الف- آغازگرهای واکنش RAPD.. 63
د- بافر PCR (با غلظت 10 برابر). 64
ه- آنزیم Taq DNA polymerase. 64
2-11- الکتروفورز فرآوردههای تکثیر شده. 65
2-12- تجزیه و تحلیل دادههای RAPD.. 65
2-13- استخراج پروتئین باکتری R. solanacearum.. 65
2-13-1- محلولهای مورد نیاز برای استخراج پروتئینهای محلول سلولی باکتری R. solanacearum.. 66
الف- بافر Tris-Hcl 5/1 مولار با pH: 6.8. 66
2-13-2- تهیه بافر استخراج.. 66
2-14- الکتروفورز پروتئینهای محلول سلولی باکتری R. solanacearum.. 67
2-14-1- تهیه ژل اکریلآمید.. 67
2-15- رنگآمیزی ژل اکریلآمید.. 69
2-15-1- تهیه محلول رنگآمیزی.. 69
2-16- رنگبری ژل اکریلآمید.. 69
فصل سوم: نتایج و بحث
3-1-1 – قارچ Colletotrichum coccodes. 70
3-1-2- باکتری Ralstonia solanacearum.. 73
ب- واکنش فوق حساسیت در توتون.. 74
3-2-1- آزمون بیماریزایی قارچ C. coccodes. 75
3-2-2- آزمون بیماریزایی باکتری R. solanacearum.. 78
3-3- بررسی اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum.. 79
3-3-1- بررسی اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum در رقم آگریا 83
الف- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی طول ساقه سیبزمینی رقم آگریا 83
ب- اثرمتقابل C. coccodes و R. solanacearum روی طول ریشه سیبزمینی رقم آگریا 85
ج- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن تر ساقه سیبزمینی رقم آگریا 86
د- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن تر ریشه سیبزمینی رقم آگریا 87
ه- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن خشک ساقه سیبزمینی رقم آگریا 87
و- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن خشک ریشه سیبزمینی رقم آگریا 88
ز- اثر تیمارهای مختلف روی کلونیزاسیون ریشه توسط میکرواسکلروت قارچ C. coccodes. 89
ح- بحث در مورد بررسی اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum در رقم آگریا 90
3-3-2- بررسی اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum در رقم بورن.. 91
الف- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی طول ساقه سیبزمینی رقم بورن.. 91
ب- اثرمتقابل C. coccodes و R. solanacearum روی طول ریشه سیبزمینی رقم بورن.. 92
ج- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن تر ساقه سیبزمینی رقم بورن.. 94
د- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن تر ریشه سیبزمینی رقم بورن.. 95
ه- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن خشک ساقه سیبزمینی رقم بورن.. 96
و- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن خشک ریشه سیبزمینی رقم بورن.. 97
ز- اثر تیمارهای مختلف روی کلونیزاسیون ریشه توسط میکرواسکلروت C. coccodes. 98
ح- بحث در مورد بررسی اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum در رقم بورن.. 99
3-3-3- بررسی اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum در رقم دیامانت… 100
الف- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی طول ساقه سیبزمینی رقم دیامانت… 100
ب- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی طول ریشه سیبزمینی رقم دیامانت… 102
ج- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن تر ساقه سیبزمینی رقم دیامانت… 102
د- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن تر ریشه سیبزمینی رقم دیامانت… 103
ه- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن خشک ساقه سیبزمینی رقم دیامانت… 104
و- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن خشک ریشه سیبزمینی رقم دیامانت… 105
ز- اثر تیمارهای مختلف روی کلونیزاسیون ریشه توسط میکرواسکلروت قارچ C. coccodes. 106
ح- بحث در مورد بررسی اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum در رقم دیامانت… 106
3-3-4- بحث کلی راجع به اثر متقابل R. solanacearum و C. coccodes در گیاه سیبزمینی.. 107
3-4-1- بررسیهای مولکولی.. 110
3-4-2- بررسیهای بیوشیمیایی باکتری R. solanacearum.. 115
پیوست………118
مقدمه
الف- تاریخچه گیاه سیب زمینی
سیبزمینی بومی امریکای جنوبی بوده و منشاء آن کشور پرو و بولیوی میباشد و برای اولین بار حدود 7000 سال پیش در پرو کاشته شده است. بنا به باور باستانشناسان، سیبزمینی از حدود 2000 سال پیش از میلاد مسیح توسط اینکاها در بخشهای کوهستانی این کشور کاشته شده است. این گیاه در سال 1573 وارد اسپانیا شد و به عنوان یک منبع غذایی مورد توجه قرار گرفت و به تدریج از اسپانیا به دیگر کشورهای اروپایی برده شد. تا حدود 150 سال سیبزمینی تنها در مناطق محدودی از اروپا در کاخهای سلطنتی و باغچه خانهها کاشته میشد. در سال 1719 از اروپا به امریکای شمالی و سپس به آسیا برده شد. تاریخچه کشت این گیاه در قاره افریقا به حدود 50 سال پیش برمیگردد. حدود 200 سال پیش (در زمان فتحعلیشاه قاجار) مقداری بذر سیبزمینی به ایران آورده شد. این بذرها ابتدا در یکی از روستاهای تهران کاشته شده و سپس به فریدن اصفهان و به تدریج به سایر نقاط کشور برده و کشت شد (شجاعی، 1383).
ب- مشخصات گیاهشناسی
سیبزمینی گیاهی دولپه، یکساله و از خانواده Solanaceae میباشد. برگها مرکب، گلها پنج قسمتی و دارای رنگهای متفاوتی هستند. میوهها گرد تا تخممرغی (قطر 3-1 سانتیمتر یا بیشتر)، سبز رنگ، سبز متمایل به قهوهای یا قهوهای بوده و به هنگام رسیدن قرمز تا بنفش رنگ
میشوند و حاوی بیش از 200 تا 300 بذر هستند. ساقه معمولاً سبز رنگ است اما گاهی قرمز یا بنفش، زاویهدار، علفی و در اواخر فصل در قسمتهای پایینی نسبتاً چوبی میشود. ریشهها منشعب و نیمه عمیق هستند که حداکثر عمق فعالیت آنها 60 سانتیمتر میباشد ( هوکر[1]، 1990). لقاح در این گیاه به صورت خودگشنی است و از لحاظ زمان رسیدن به ارقام زودرس، میانرس و دیررس تقسیم میشود.
اغلب گونههایی که به طور معمول مورد کشت قرار میگیرند تتراپلوئید
(2n=4x=48 کروموزوم) هستند. همچنین چهار گونه دیپلوئید (24 کروموزوم)، دو گونه تریپلوئید (36 کروموزوم) و یک گونه پنتاپلوئید (60 کروموزوم) نیز گاهی مورد کشت قرار
میگیرند. مهمترین گونهای که در سراسر جهان کشت میشود Solanum tuberosum میباشد که یک گونه تتراپلوئید است و دارای دو زیر گونه andigena و tuberosum میباشد. زیر گونه andigena با طول روز کوتاه سازگاری پیدا کرده و زیر گونه tuberosum با طول روز بلند سازگار است. بررسیهای ژنتیکی نشان دادهاند که 32 رقم مورد کشت در هند از زیر گونه tuberosum به دست آمدهاند.
ج- شرایط محیطی
سیبزمینی به طور مشخص متعلق به مناطق معتدل سرد با ارتفاع تقریبی 2000 متر یا ارتفاعات بالاتر در مناطق گرمسیری است. این گیاه به شبهای خنک و خاک دارای زهکشی مناسب و رطوبت کافی نیاز دارد و در عرضهای جغرافیایی پایین در مناطق گرم تولید خوبی ندارد (هوکر، 1990). خاک لومی- شنی حاصلخیز برای این گیاه مناسب است. دمای مناسب برای رشد 20-15 درجه سانتیگراد است و دمای بالای 29 درجه تولید غده را کاهش میدهد. این محصول تا انتهای دوره رشد به 9-7 بار آبیاری نیاز دارد.
د- اهمیت اقتصادی و سطح زیر کشت
سیبزمینی مهمترین گیاه دولپهای است که به عنوان منبع غذایی انسانها مورد استفاده قرار میگیرد. این گیاه بعد از گندم، برنج و ذرت چهارمین محصول مهم غذایی در جهان است. میزان تولید ماده خشک سیبزمینی در واحد سطح به ترتیب 04/3، 68/2 و 12/1 برابر از گندم، جو و ذرت بیشتر است. مقدار پروتئین آن نیز بیشتر از گندم، جو و ذرت میباشد.
طبق آمار سازمان خوار و بار جهانی کشاورزی (FAO)[2] در سال 2007، میزان تولید کل
سیبزمینی در جهان 321736483 تن گزارش شده که بیشترین سهم مربوط به چین[3] با 72040000 تن و کمترین میزان مربوط به بنین[4] با تولید 30 تن میباشد. سهم ایران 5240000 تن میباشد. در قاره آسیا تولید کل 135607646 تن بوده و چین و بحرین به ترتیب بیشترین و کمترین تولید را دارا هستند.
طبق گزارش آمارنامه کشاورزی ایران سطح زیر کشت، تولید و عملکرد سیبزمینی در سال زراعی 84-83 به قرار زیر میباشد:
| عملکرد (کیلوگرم) | تولید (تن) | سطح زیر کشت (هکتار) | |||
| دیم | آبی | دیم | آبی | دیم | ﺁبی |
| 75/5712 | 63/25762 | 59/15848 | 25/4814275 | 3/2774 | 5/186870 |
| جمع 38/31475 | 14/4830124 | 8/189644 | |||
در استان همدان سطح زیر کشت سیبزمینی 3/26517 هکتار است که تماماً به صورت آبی کاشته میشود. میزان تولید 77/966016 تن و عملکرد 68/36429 کیلوگرم میباشد.
ه- بیماریهای سیب زمینی
هر گیاهی در طول دوره رشد خود دستخوش آسیبهای مختلف ناشی از شرایط محیطی نامناسب (آب و هوا، نور، رطوبت و خاک)، حمله آفات و عوامل بیماریزا (قارچ، باکتری، ویروس، نماتد و مایکوپلاسما) میباشد. در واقع بیماری به برهمکنش بین میزبان و بیمارگر گفته میشود که تولید و قابلیت استفاده محصول را دچار مشکل میکند. شرایط محیطی نامساعد حتی در غیاب عامل بیماریزا به تنهایی برای صدمه به گیاه کفایت میکند.
گیاه سیبزمینی نیز از این آسیبها در امان نیست. تحت تأثیر عوامل محیطی و ژنتیکی و نوع رقم، ممکن است میزان محصول، اندازه غدهها و بازارپسندی آنها کاهش یابد. عوامل قارچی، باکتریایی، ویروسی، مایکوپلاسمایی و نماتدهای زیادی به سیبزمینی حمله میکنند. برای مثال در سال 1845 بیماری لیت بلایت[5] ناشی از قارچ Phytophthora infestans به سرعت در غرب ایرلند گسترش یافت و باعث از بین رفتن قسمت اعظم محصول سیبزمینی شده و قحطی شدیدی را در پی داشت.
از جمله بیماریهای قارچی مهم میتوان به شانکر رایزوکتونیایی ناشی از
Rhizoctonia solani، پژمردگیهای فوزاریومی و پوسیدگی ریشه فوزاریومی ناشی از گونههای Fusarium، پژمردگی ورتیسیلیومی ناشی از Verticillium albo-atrum، پوسیدگی ساقه ناشی از Sclerotium rolfsii، کپک سفید ناشی ازSclerotinia sclerotiorum، پوسیدگی صورتی با عامل Phytophthora erythroseptica، لکه موجی ناشی از Alternaria solani و خال سیاه ناشی از Colletotrichum coccodes اشاره کرد.
باکتریهای Pectobacterium carotovorum pv.carotovorum عامل ساق سیاه،
Erwinia spp. عامل ایجاد پوسیدگی نرم، Streptomyces scabies عامل جرب پودری و
Ralstonia solanacearum عامل پژمردگی باکتریایی از جمله عوامل باکتریایی زیانآور
سیبزمینی هستند.
نماتد طلایی سیبزمینی (Globodera rostochinensis)، نماتد مولد زخم غده (Pratylenchus penetrans) و ویروس X سیبزمینی از جمله دیگر عوامل بیماریزا به شمار میآیند.
و- اهمیت موضوع تحقیق
ازآنجاکه استان همدان یکی از مراکز مهم سیبزمینیکاری کشور محسوب میشود و قارچ
C. coccodes و باکتری R. solanacearum از عوامل بیماریزای مهم این گیاه در این منطقه هستند، انجام تحقیقی پیرامون آنها ضروری به نظر رسید. این عوامل در مزارع سیبزمینی استان وجود داشته و خسارات قابل توجهی را به این محصول وارد میسازند. به دلیل اینکه تکثیر
سیبزمینی با استفاده از غده صورت میگیرد و همچنین این دو بیمارگر توسط غده نیز منتقل
میشوند و احتمال آلودگی خاک نیز حتماً وجود دارد، بسته به شرایط، بیماریهای مذکور تقریباً هر ساله خسارت زیادی به محصول سیبزمینی وارد میسازند. همانطورکه میدانیم گیاه در یک زمان میتواند تحت تأثیر عوامل بیماریزای مختلف قرار گیرد. حضور یک بیمارگر به همراه سایر عوامل بیماریزا در گیاه ممکن است اثراتی روی یکدیگر داشته باشند. پیرامون این موضوع تحقیقات متعددی در دنیا انجام شده که به مواردی از آنها اشاره میشود. برهمکنش بین چهار عامل R. solani، V. dahliae، C. coccodes و Pratylenchus penetrans میزان کلونیزاسیون بافتهای ریشه و ساقه را تحت تأثیر قرار میدهد (کاتکان[6] و همکاران، 1985). بر اساس مطالعات صورت گرفته توسط تسرور[7] و هازانوفسکی[8] (2001)، تلقیح همزمان C. coccodes و
V. dahliae روی ایجاد علائم در ارقام مختلف سیبزمینی اثرات متفاوتی داشته است.
در ادامه این بررسیها و به منظور آگاهی از وجود یا عدم وجود چنین روابطی بین قارچ و باکتری مورد نظر تصمیم بر انجام این تحقیق گرفته شد. دانستن این موضوع میتواند تا حدی در مدیریت بیماری و به تبع آن کاهش خسارت و هزینهها موثر باشد و لزوم استفاده از غدههای عاری از آلودگی، کشت در خاک بدون آلودگی و استفاده از آب سالم را گوشزد نماید.
افزایش استفاده از تکنیکهای بیولوژی مولکولی در بیماریشناسی گیاهی در چند سال گذشته باعث افزایش تعداد مقالات در نشریات قارچشناسی و بیماریشناسی گیاهی شده که حاوی اطلاعات زیادی راجع به تغییرات ژنتیکی بیمارگرهای گیاهی هستند. تقریباً همه بیمارگرهای گیاهی دارای تنوع درونگونهای و بینگونهای هستند. این تنوع با تکنیکهای مختلف قابل بررسی است. این تکنیکها به سه دسته تقسیم میشوند: روشهای مبتنی بر ویژگیهای ظاهری،
روشهای مبتنی بر DNA و روشهای مبتنی بر پروتئین.
SDS-PAGE[9] یکی از روشهای مورد استفاده در بررسیهای مولکولی است و برای تفکیک زیرواحدهای پروتئینی و فرآوردههای حاصل از پیسیآر[10] استفاده میشود. به منظور بررسی الگوی پروتئینی موجودات مختلف، پروتئین آنها استخراج و در ژل پلیاکریل آمید در میدان الکتریکی قرار داده میشود. پروتئینها بر اساس وزن مولکولی در داخل ژل از هم جدا میشوند. پس از طی مراحل مختلف اعم از رنگآمیزی و رنگبری، باندهای پروتئینی در ژل قابل روئیت بوده و میتوان آنها را مورد بررسی قرار داد.
به منظور بررسی تنوع درونگونهای قارچ C. coccodes از نشانگر مولکولی RAPD استفاده شد. RAPD کاربرد زیادی در مطالعات مولکولی دارد و از لحاظ اقتصادی به صرفه میباشد.
بررسی اثر تغییر اقلیم بر تغییرات مکانی تغذیه سفره های آب زیرزمینی
پایان نامه دکتری
موضوع:
بررسی اثر تغییر اقلیم بر تغییرات مکانی تغذیه سفرههای آب زیرزمینی
با فرمت قابل ویرایش word
تعداد صفحات: 240 صفحه
تکه های از متن به عنوان نمونه :
چکیده
در مناطق خشک و نیمهخشک میزان زیادی از آب مورد نیاز بخشهای مختلف از طریق منابع آب زیرزمینی تامین میشود. در چند دهه اخیر بهرهبرداری بیرویه باعث کاهش کمیت وکیفیت این منابع شده است. با گرم شدن تدریجی کره زمین و وقوع پدیده تغییر اقلیم بر شدت این معضل افزوده خواهدشد. بنا براین پیشبینی اثر تغییر اقلیم بر میزان تغذیه آبهای زیرزمینی نقش بسیار مهمی درمدیریت این منابع در آینده خواهد داشت. در این تحقیق از دو مدل جهانی گردش عمومی جو، CGCM1 و HadCM3 تحت سناریوی A2 و B2 به منظور بررسی اثر تغییر اقلیم بر میزان تغذیه آبهای زیرزمینی آبخوان کرمان در دهههای 2020، 2050 و2080 نسبت به دهه پایه 1970 استفاده شد. به منظور ریز مقیاس نمایی از مدل SDSM استفاده شد. نتایج حاصل از ریز مقیاس نمایی در دوره پایه نشان داد، دادههای حاصل از سناریوی A2 مطابقت بیشتری با دادههای مشاهدهای دارند. تحت این سناریو در منطقه مورد مطالعه متوسط درجه حرارت سالانه در دهههای آتی نسبت به دوره پایه به ترتیب 5/1، 8/2 و 5/4 درجه سانتیگراد افزایش و بارش سالانه 1/8-، 1/15- و 18- درصد کاهش مییابد. به منظور شبیه سازی میزان تغذیه در دوره پایه و دورههای آتی از مدل HELP استفاده شد. همچنین جهت بررسی تغییرات مکانی تغذیه از سیستم اطلاعات جغرافیایی و روش زمین آماری کریجینگ بهره گرفته شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد، میزان تغذیه در دوره پایه و دهههای آتی به ترتیب برابربا 86/1، 68/1، 58/1 و56/1 میلیمتر در سال است. درصد تغییرات تغذیه در دورههای آتی مذکور نسبت به دوره پایه به ترتیب 6/9-، 1/15- و 6/15- درصد میباشد. تغییرات مکانی تغذیه در آبخوان مذکور در دوره پایه و دورههای آتی بهترتیب از ( 12-0) و (5/8-0) میلیمتر در سال، معادل( 5/8 - 0) و (4/7-0) درصد کل بارش سالانه متغیراست. میزان تغذیه در این آبخوان از سمت جنوب و جنوب غربی به سمت شمال و شمال شرقی کاهش مییابد.
واژههای کلیدی:
دشت کرمان، تغذیه آبهای زیرزمینی، تغییراقلیم، ریزمقیاسنمایی، مدلهای گردش عمومی، مدل HELP، مدل .SDSM
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول – کلیات و مقدمات
1-1- مقدمه.................................................................................................................................................. 1
1-2- تغییر اقلیم.......................................................................................................................................... 3
1-2-1- تعریف تغییر اقلیم.......................................................................................................................... 3
1-2-2- عوامل موٌثر در تغییر اقلیم.............................................................................................................. 3
1-2-3- سناریوهای تغییر اقلیم................................................................................................................... 4
1-3- هئیت بین دول تغییر اقلیم .............................................................................................................. 5
1-4- روشهای پیش بینی متغیرهای اقلیمی.............................................................................................. 7
1-4-1- پیش بینی مصنوعی متغیرها......................................................................................................... 7
1-4-2- بررسی روند تغییرات متغیرها در زمان گذشته و توسعه آن برای آینده ...................................... 8
1-4-3- مدلهای سه بعدی گردش عمومی جو AOGCM ................................................................... 9
1-5- محدودیت استفاده از خروجی مدلهای گردش عمومی جو............................................................... 10
1-6- روشهای کوچک مقیاس نمودن ....................................................................................................... 12
1-6-1- مدلهای دینامیکی ...................................................................................................................... 13
1-6-2- مدلهای هواشناسی ..................................................................................................................... 14
1-6-3- مدلهای آماری ............................................................................................................................ 14
1-6-4- مدلهاِی تابع انتقالی...................................................................................................................... 14
1-7- مزیتها و معایب مدلهای ریز مقیاسنمایی، دینامیکی و آماری ..................................................... 15
1-8- بزرگ مقیاسنمایی............................................................................................................................. 15
1-9- تغذیه و عوامل موثر در آن.................................................................................................................. 17
1-9-1- تغذیه.............................................................................................................................................. 18
1-9-2- انواع تغذیه.................................................................................................................................... 18
1-9-3- فرآیند تغذیه.................................................................................................................................. 19
1-9-3-1- نفوذ............................................................................................................................................ 19
1-9-3-2- سطح صفر جریان...................................................................................................................... 19
1-9-3-3- عمق ناحیه ریشه....................................................................................................................... 20
1-9-3-4- نفوذ خالص، زهکشی یا نفوذ عمقی..................................................................................... 20
1-9-3-5- ناحیه غیر اشباع....................................................................................................................... 20
1-9-4- عوامل موثر بر میزان تغذیه ....................................................................................................... 21
فهرست مطالب
عنوان صفحه
1-9-4-1- عوامل اقلیمی .......................................................................................................................... 21
1-9-4-2 - زمین شناسی و خاک............................................................................................................ 22
1-9-4-3- توپو گرافی ............................................................................................................................... 22
1-9-4-4- هیدرولوژی................................................................................................................................ 22
1-9-4-5- پوشش گیاهی و کاربری اراضی.............................................................................................. 23
1-9-5- روشهای تخمین میزان تغذیه .................................................................................................. 24
1-9-5-1- مدلهای بیلان آب در ناحیه غیر اشباع................................................................................ 25
1-9-5-1- 1- مدلهای حل معادله بیلان در ناحیه ریشه..................................................................... 25
1-9-5-1- 2- مدلهای حل معادله بیلان بر اساس معادله ریچارد...................................................... 26
1-9-5-2- مدلهای حوزه آبخیز............................................................................................................... 27
1-9-5-3- مدلهای آبهای زیرزمینی...................................................................................................... 27
1-9-5-4- اندازه گیری مستقیم................................................................................................................ 28
1-9-5-5- استفاده از ردیاب های شیمیایی............................................................................................ 28
1-9-5-6- استفاده از ردیاب گرمایی ..................................................................................................... 28
فصل دوم - سابقه تحقیق
2- سابقه تحقیق بطور مختصر................................................................................................................... 30
2- 1- تحقیقات انجام شده در خصوص ریز مقیاسنمایی مدلهای جهانی به
منظور شبیه سازی متغیرهای اقلیمی در خارج از کشور......................................................................... 30
2- 2- تحقیقات انجام شده در خصوص ریز مقیاسنمایی مدلهای جهانی به
منظور شبیه سازی متغیرهای اقلیمی در داخل کشور............................................................................ 33
2-3- تحقیقات انجام شده در خصوص اثر سناریوهای تغییر اقلیم روی منابع
آب خصوصا آبهای زیرزمینی در خارج از کشور...................................................................................... 35
2-4- تحقیقات انجام شده در خصوص اثر سناریوهای تغییر اقلیم روی منابع
آب خصوصا آبهای زیرزمینی در داخل کشور......................................................................................... 39
2-2- جمع بندی ....................................................................................................................................... 40
فصل سوم – مواد و روشها
فهرست مطالب
عنوان صفحه
3-1- موقعیت جغرافیایی و سیاسی منطقه.............................................................................................. 42
3-2- ویژگیهای طبیعی دشت کرمان........................................................................................................ 42
3-3- موقعیت آبخوان کرمان ..................................................................................................................... 43
3-4- کاربری اراضی در آبخوان کرمان ..................................................................................................... 44
3--5- بررسی متغیرهای اقلیمی دشت کرمان ....................................................................................... 44
3-6- وضعِیت منابع آبِی محدوده مطالعاتِی............................................................................................. 47
3-2- روش تحقیق ..................................................................................................................................... 47
3-2-1- داده مورد استفاده در این تحقیق ............................................................................................. 47
3-2-1-1- دادههای هوا شناسی و هیدرولوژی ...................................................................................... 47
3-2-1-2- داده های خاکشناسی ............................................................................................................ 47
3-2-2- مدلهای مورد استفاده در این رساله......................................................................................... 48
3-2-2-1- مدل گردش عمومی جو - اقیانوس CGCM1.......................................................................................................... 48
3-2-2-2- مدل گردش عمومی جو – اقیانوس HadCM3................................................................... 49
3-2-2-3- مدل SDSM............................................................................................................................ 49
3-2-3- مدل HHELP.............................................................................................................................. 51
3-2-3- انتخاب دوره پایه و دورههای آتی............................................................................................... 52
3-2-4- دادههای هواشناسی در دوره پایه (1990- 1961) ................................................................. 53
3-2-5- دادههای متغیرها پیشبینیکننده ( مدلهای جهانی و NCEP)............................................ 53
3- 2-6- ریزمقیاسنمایی خروجی مدلهای جهانی با استفاده ازمدل ریزمقیاسنمایی..................... 54
3-2-7- ریز مقیاسنمایی دما، بارش و تشعشعات خورشیدی ............................................................ 57
3-2-7-1- منوی تنظیمات........................................................................................................................ 58
3-2-7-2-کنترل کیفیت دادهها................................................................................................................ 59
3-2-7-3- تبدیل داده .............................................................................................................................. 60
-2-3-7-4- انتخاب متغیرها...................................................................................................................... 60
3-2-7-5- مرحلهی کالیبراسیون وارزیابی مدل...................................................................................... 61
3-2-8- بهینه سازی تعداد دفعات شبیه سازی ...................................................................................... 62
3-2-9- شبیه سازی- متغیرهای اقلیمی در دورههای آینده................................................................... 63
3-2-10- مقایسه گرافیکی داده ها........................................................................................................... 63
فهرست مطالب
عنوان صفحه
3-2-11- آنالیز مقادیر حداکثر.................................................................................................................. 63
3-2-11-1- توزیع تجربی.......................................................................................................................... 64
3-2-11-2- مقادیر حداکثر تعمیم یافته.................................................................................................. 64
3-2-11-3- توزیع گمبل........................................................................................................................... 65
3-2-11-4- تابع نمایی توسعه یافته(Streched Exponential)....................................................... 66
3-2-12- بزرگمقیاسنمایی..................................................................................................................... 66
3-2-13- روش ارزیابی مدل...................................................................................................................... 67
3-2-14- معیار ارزیابی روش ................................................................................................................... 67
3-2-15- معادلات کریجنگ و عکس فاصله ........................................................................................... 67
3-2-16- تخمِین مِیزان تغذِیه با استفاده از مدل HELP.................................................................... 71
3-2-17- دادههای موردنیاز مدل HELP ............................................................................................... 69
3-2-18- بررسی پارامترهای نگهداشت رطوبت خاک در مدل HElP.................................................. 71
3-2-19- ضریب هدایت هیدرولیکی خاک غیراشباع ............................................................................ 72
3-2-20- ضریب هیدرولیکی در منطقه دارای پوشش گیاهی .............................................................. 74
3-2-21- محاسبه ضریب تبخیر................................................................................................................ 74
33-2-22- ویژگی رطوبتی و هدایت هیدرولیکی برخی خاکها مورد استفاده در مدل HELP....... 75
3-2-23- تعیین شاخص سطح برگ و حداکثر عمق تبخیروتعرق........................................................ 75
3-2-24- نحوه اندازه گیری داده های خاک شناسی مورد نیاز مدل در این تحقیق ........................ 76
3-2-24-1- تعیین بافت خاک.................................................................................................................. 77
3-2-24-2- اندازه گیری رطوبت ظرفیت مزرعه و نقطه پژمردگی......................................................... 80
3-2-24-3- اندازه گیری جرم مخصوص ظاهری..................................................................................... 81
3-2-24-4- تخلخل خاک......................................................................................................................... 83
3-2-24-5- اندازه گیری ضریب نفوذ پذیری خاک(k).......................................................................... 83
3-2-25- حل معادلات در مدل HELP.................................................................................................. 85
3-2-25-1- پیشبینی یخزدگی خاک..................................................................................................... 87
3-2-25-2- ذوب و انباشت برف.............................................................................................................. 88
3-2-25-3- گیرش گیاهی......................................................................................................................... 90
3-2-25-4- محاسبه تبخیروتعرق پتانسیل.............................................................................................. 91
فهرست مطالب
عنوان صفحه
3-2-25-5- تبخیر از سطح....................................................................................................................... 93
3-2-25-6- نفوذ ....................................................................................................................................... 96
3-2-25-7- تبخیر از آب درون خاک....................................................................................................... 97
3-2-25-8- تعرق از طریق گیاه ............................................................................................................... 99
3-2-25-9- تبخیر و تعرق ....................................................................................................................... 99
3-2-25-10- رشد گیاه :........................................................................................................................... 100
3-2-25-11- حرکت آب در لایههای زیرین خاک ................................................................................ 104
3-2-25-12- حرکت عمودی آب ............................................................................................................ 106
3-2-325-13- میزان زهکشی از لایه های خطی خاک( با نفوذ پذیری کم)..................................... 108
3-2-25-14- جریانهای زیر سطحی ....................................................................................................... 109
3-2-25-15- دلایل انتخاب مدلHELP دراین تحقیق...................................................................... 109
فصل چهارم – نتایج
4-1- شبیه سازی متغیرهای اقلیمی......................................................................................................... 111
4-1-1- شاخصهای دمایی....................................................................................................................... 111
4-1-1-1- انتخاب متغیرهای مستقل جهت پیشبینی شاخصهای دمایی ....................................... 111
4-1-1-2- کالیبره کردن مدل SDSM ................................................................................................... 112
4-1-1-3- بهینه سازی تعداد دفعات شبیه سازی.................................................................................. 113
4-1-1-4- ارزیابی مدل برای شاخص های دمایی.................................................................................. 113
4-1-1-5- بررسی مقایر حدی شاخص های درجه حرات .................................................................... 124
4-1-1-6- شبیه سازی شاخص های دمایی در دوره ارزیابی ................................................................ 128
4-1-1-7- شبیه سازی شاخصهای دمایی در دوره پایه با استفاده از دادههای بازسازی شده.......... 129
4-1-1-8- شبیه سازی شاخص های دمایی در دورة پایة...................................................................... 129
4-1-1-9- شبیه سازی شاخص های دمایی در دورههای آتی ............................................................. 135
4-1-1-10- انتخاب مناسبترین مدل و سناریو به منظور شبیه سازی درجه حرارت ....................... 139
4-1-2- شبیه سازی بارش ........................................................................................................................ 141
4-1-2-1- انتخاب متغیر های پیشبینیکننده مناسب ......................................................................... 143
4-1-2-2- کالیبره کردن مدل SDSM ................................................................................................... 144
فهرست مطالب
عنوان صفحه
4-1-2-3- بررسی معیارهای توانایی مدل در شبیهسازی در دوره ارزیابی .......................................... 147
4-1-2-3- 1- معیارهای گرافیکی............................................................................................................. 147
4-1-2-3- 2- ویژگیهای آماری دادهها دوره ارزیابی............................................................................ 148
4-1-2-4- شبیه سازی بارش در دوره پایه (1990-1961)................................................................... 150
4-1-2-5- شبیه سازی بارش در دوره های آتی .................................................................................... 151
4-1-2-6- انتخاب مدل و سناریو مناسب ............................................................................................... 153
4-1-3- شبیه سازی تشعشات خورشیدی .............................................................................................. 153
4-1-3-1- انتخاب متغیرهای پیشبینی کننده مناسب.......................................................................... 156
4-1-3-2- کالیبره کردن مدل SDSM ................................................................................................... 158
4-1-3-3- بررسی معیارهای ارزیابی مدل در دوره ارزیابی ................................................................... 159
4-1-3-3- 1- معیارهای گرافیکی............................................................................................................. 159
4-1-3-3-2- ویژگیهای آماری دوره ارزیابی.......................................................................................... 161
4-1-3-4- شبیه سازی تشعشات در دوره پایه و دورههای آتی............................................................. 162
4-1-3-5- انتخاب سناریوی مناسب برای شبیه سازی تشعشات خورشیدی ...................................... 164
4-2 - بررسی ویژگیهای هیدرولوژیکی دشت و آبخوان کرمان ............................................................ 166
4-2-1- بررسی روند تغییرات سطح آب زیرزمینی دشت کرمان .......................................................... 167
4-2-1-2- بررسی تغییرات مکانی عمق سطح ایستابی آبخوان کرمان ................................................ 171
4-2-2 - بررسی وضعیت عمق سنگ بستر در دشت کرمان ................................................................. 175
4-3- بررسی میزان تغذیه در دشت کرمان.............................................................................................. 177
4-3- 1- بررسی ویژگی پروفیلها و لایههای خاک................................................................................. 179
4-3-2- بررسی رابطه بین ضریب هیدرولیکی و بافت خاک ................................................................. 180
4-3-3- محاسبه میزان تغذیه در هریک از پروفیلها ............................................................................. 180
4-3-4- بررسی میزان تغذیه تحت سناریوهای مختلف عمق تبخیر وتعرق و شاخص سطح برگ..... 185
4-3-5- بررسی تغییرات مکانی تغذیه ..................................................................................................... 188
4-3-6- محاسبه میانگین وزنی تغذیه ..................................................................................................... 194
فصل پنجم – بحث، نتیجه گیری و پیشنهادات
فهرست مطالب
عنوان صفحه
5- بحث و نتیجه گیری............................................................................................................................... 199
5-1- ریزمقیاسنمایی و شبیه سازی شاخصهای دمایی ...................................................................... 200
5-2- ریزمقیاسنمایی و شبیه سازی بارش ............................................................................................. 2002
5-3- ریزمقیاسنمایی و شبیه سازی تشعشات خورشیدی..................................................................... 204
5-4- بررسی روند تغییرات سطح آب زیر زمینی .................................................................................... 204
5-5- بررسی میزان تغذیه در دشت کرمان در شرایط فعلی و آتی ...................................................... 205
5-6- نتیخه گیری نهایی............................................................................................................................. 210
5-6- پیشنهادات ........................................................................................................................................ 210
فهرست منابع مورد استفاده ...................................................................................................................... 212
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل (1-1) غلظت گاز دیکسیدکربن تحت سه سناریوی عمومی (A2, A1B و B1)
همراه با تغییرات متوسط درجه حرارت کره زمین نسبت به دوره (1999-1980) ........................... 6
شکل(1-2) وضعیت چهار خانواده سناریو SRES و ارتباط آنها با منابع مختلف بصورت شماتیک... 7
شکل(1-3) نمای شماتیک ازیک مدل سه بعدی گردش عمومی جو................................................... 10
شکل (1-4) نحوه ریز و بزرگ مقیاس نمایی از مدلهای جهانی به مقیاس
حوزه آبخیز و بالعکس.................................................................................................................................. 13
شکل (1-5) مقطع عمودی نفوذ از سطح زمین، زهکشی در منطقه غیر اشباع و تغذیه................... 21
شکل (3-1) موقعیت منطقه مورد مطالعه در ایران،کرمان،حوزه آبخیز کرمان – باغین....................... 45
شکل (3-2) موقعیت دشت کرمان در حوزه آبخیز کرمان همرا با زیر حوزهها و مساحت آنها........................46
شکل (3-3) نقشه کاربری اراضی آبخوان کرمان...................................................................................... .46
شکل (3-4)مراحل مختلف گردش کار در این تحقیق........................................................................... 50
شکل (3-5) تغییرات درجه حرارت کره زمین تحت مدل CGCM1 از سال 1990 تا2100 ........ 51
شکل (3-6) موقِعِیت ایستگاهای سیستم مشاهدهای اقلِیم جهانی در ایران........................................ 54
شکل (3-7) مراحل ریز و بزرگ مقیاس نمایی یک مدل جهانی بصورت شماتیک............................ 56
شکل (3-8) فرآیند ریز مقیاس نمایی در مدل SDSM......................................................................... 58
شکل (3-9) منوی اصلی مدل SDSM..................................................................................................... 59
شکل (3-10) گزارش کیفیت دادههای بارش ایستگاه کرمان................................................................. 59
شکل (3-11) بخش مربوط به تبدیل دادهها در مدل SDSM............................................................. 60
شکل (3-12) پنجره مربوط به کالیبره نمودن مدل SDSM................................................................... 63
شکل (3-13) پنجره مربوط به شبیه سازی متغیرهای اقلیمی در شرایط فعلی و آتی....................... 64
شکل (3-14) پنجره مربوط به مقایسه نتایج............................................................................................ 64
شکل (3-15) وضعیت لایه ها در مدل HELP..................................................................................... 71
شکل (3-16) ارتباط بین پارامترهای نگهداشت و بافت خاک............................................................... 72
شکل(3-17) پراکنش جغرافیایی حداکثر شاخص سطح برگ................................................................ 78
شکل (3-18) پراکنش جغرافیایی حداکثر وحداقل عمق تبخیر وتعرق................................................. 79
شکل (3-19) موقعیت پروفیلهای خاک احداثی در آبخوان کرمان...................................................... 79
شکل (3-20) دستگاه هیدرومتری و مثلث بافت خاک........................................................................... 80
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل (3-21) دستگاه صفحات فشاری اندازهگیری FC وPWP............................................................. 82
شکل (3-22) اجزاء مختلف دستگاه اندازه گیری ضریب نفوذپذیری خاک........................................... 86
شکل (3-23) صفحه اصلی مدل HELP.................................................................................................. 110
شکل (4-1) ضریب همبستگی بین متغیر های مستقل( داده های بازسازی شده)
مدل HadCM3 و (الف)متوسط دمای روزانه، (ب) متوسط حد اکثر دما و (ج)متوسط
حداقل دما در ایستگاه کرمان.................................................................................................................... 114
شکل (4-2) ماتریس همبستگی و ضریب همبستگی جزیی بین متغیر های مستقل
دادههای بازسازی شده مدل HadCM3 و (الف) متوسط دمای روزانه، (ب) متوسط
حد اکثر دما و (ج)متوسط حداقل دما در ایستگاه کرمان....................................................................... 115
شکل (4-3) نمودار پراکندگی دمای مشاهدهای در ارتفاع 2متری سطح زمین مدل HadCM3
و (الف) متوسط دمای روزانه، (ب) متوسط حد اکثر دما و (ج) متوسط حداقل دما در
ایستگاه کرمان.............................................................................................................................................. 116
شکل (4-4) ساختار مدل (الف) حداکثر دما، (ب) حداقل دما در مدل HadM3 و (ج) متوسط
دما روزانه در مدل CGCM..................................................................................................................... 118
شکل (4-5) مقادیر متوسط دمای روزانه شبیه سازی شده در مقابل مقادیرمشاهدهای
دردوره ارزیابی (1990-1976) ، (الف ) مدلHadCM3 و (ب) مدل CGCM................................. 119
شکل (4-6) نمودار فراوانی دمای متوسط روزانه داده های مشاهدهای و شبیه سازی
در دوره ارزیابی، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM................................. 120
شکل (4-7) سری زمانی دادههای مشاهدهای و شبیه سازی شده دوره (1990-1980)
دمای متوسط روزانه ، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM.................................................... 121
شکل (4-8) نمودار پراکنش باقی ماندهها در مقابل دادههای مشاهدهای دمای متوسط
روزانه دوره ارزیابی، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM........................... 122
شکل(4-9) هیستوگرام فراوانی باقی ماندهها، متوسط درجه حرارت روزانه در دوره
ارزیابی، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و(ب) مدل CGCM................................................. 123
شکل (4-10) (الف) نمودار پراکش باقی ماندهها، (ب) فراونی دادهها مشاهدهای و
شبیه سازی (ج) نمودارپراکنش دادهها مشاهدهای در مقابل دادههای شبیهسازی شده،
حداکثر درجه حرارت، در دوره ارزیابی(1990-1976).......................................................................... 124
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل (4-11) نتایج حاصل از برازش متوسط درجه حرارت روزانهی داده های مشاهدهای و
شبیه سازی به روش حداکثر تعمیم یافته در دوره ارزیابی، (1990-1976)،
(الف) مدل HadCM3 و(ب) مدل CGCM............................................................................................ 125
شکل (4-12) نتایج حاصل از برازش متوسط درجه حرارت روزانهی داده های مشاهدهای
وشبیه سازی روش تابع نمایی توسعه یافته ، در دوره ارزیابی، (1990-1976)،
(الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM........................................................................................... 126
شکل (4-13) نتایج حاصل از برازش متوسط درجه حرارت روزانهی دادههای مشاهدهای
و شبیهسازی توزیع گمبل در دوره ارزیابی، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3
و (ب) مدل CGCM................................................................................................................................... 127
شکل (4-14) نتایج حاصل از برازش متوسط درجه حرارت روزانه ، دادههای مشاهدهای و
شبیه سازی توزیع تجربی ، در دوره ارزیابی، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3
و (ب) مدل CGCM................................................................................................................................... 128
شکل (4-15) دادههای شبیهسازی و مشاهدهای متوسط درجه حرارت ماهانه در
دوره ارزیابی(1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM...................................... 130
شکل (4-16) دادههای شبیه سازی و مشاهدهای حداکثر درجه حرارت ماهانه در دوره
ارزیابی (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM............................................. 131
شکل (4-17) دادههای شبیه سازی و مشاهدهای حداقل درجه حرارت ماهانه در دوره
ارزیابی(1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM............................................... 132
شکل (4-18) متوسط درجه حرارت مشاهدهای و شبیه سازی شده با استفاده از دادههای
مشاهدهای و مدلها در دوره پایه (1990-1961) در ایستگاه کرمان.................................................. 135
شکل(4-19) متوسط درجه حرارت مشاهدهای در دوره پایه و شبیهسازی
( الف) دهه2020، (ب) دهه2050، (د) دهه2080، (ر) حداکثرمطلق درجه حرارت در دوره
پایه و دهه 2080 و (ز) حداقل مطلق درجه حرارت در دوه پایه و دهه 2080 به تفکیک مدل....... 140
شکل (4-20) متوسط درجه حرارت ماهانه سناریو A2 مدل HadCM3 و دادههای
مشاهدهای در دوره پایه............................................................................................................................. 141
شکل (4-21) واریانس متوسط درجه حرارت سناریو A2 مدل HadCM3 و دادههای
مشاهدهای در دوره پایه.............................................................................................................................. 142
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل (4-22) متوسط حداقل درجه حرارت ماهانه سناریو A2 مدل HadCM3
و دادههای مشاهدهای در دوره پایه.......................................................................................................... 143
شکل (4-23) اختلاف مطلق متوسط درجه حرارت دورههای آتی با دادههای مشاهدهای
تحت سناریو A2 مدل HadCM3 در ایستگاه کرمان............................................................................. 143
شکل (4-24) ضریب تعیین بین متغیرهای اتمسفری و بارش روزانه در
ایستگاه کرمان (مدل HadCM3 )............................................................................................................ 145
شکل (4-25) ماتریس همبستگی بین متغیرهای اتمسفری و بارش در ایستگاه کرمان ................... 145
شکل (4-26) نمودار پراکنش متغیر وابسته در مقابل متغیر مستقل (بارش) در ایستگاه کرمان........ 146
شکل (4-27) ضریب تعیین بین متغیر های اتمسفر و بارش روزانه در ایستگاه
کرمان مدل CGCM................................................................................................................................... 146
شکل (4-28) نمودار پراکنش متغیر وابسته(بارش) در مقابل باقی ماندهها در ایستگاه کرمان........... 147
شکل (4-29) پراکنش دادههای مشاهدهای(بارش) درمقابل دادههای شبیه سازی در
دوره ارزیابی در ایستگاه کرمان................................................................................................................... 147
شکل (4-30) فراوانی دادههای مشاهدهای و شبیهسازی (بارش) در دوره ارزیابی ............................. 148
شکل (4-31) سری زمانی دادههای مشاهدهای وشبیه سازی شده بارش........................................... 148
شکل (4-32) ( الف ) میانگین، (ب) واریانس و (ج) حداکثرمقدار بارش 5 روز
متوالی دادههای مشاهدهای و شبیه سازی در دوره ارزیابی در ایستگاه کرمان..................................... 149
شکل (4-33) متوسط بارش روزانه مشاهدهای و شبیه سازی به تفکیک ماه
در دوره پایه، (الف)NCEP، (ب)سناریو A2 و (ج) سناریوی B2 در ایستگاه کرمان........................... 154
شکل (4-34) واریانس بارش روزانه مشاهدهای و شبیه سازی به تفکیک ماه در
دوره پایه، (الف) NCEP (ب)سناریو A2 (ج) سناریوی B2 در ایستگاه کرمان................................... 155
شکل (4-35) بارش ماهانه مشاهدهای در دوره پایه، و شبیه سازی شده تحت سناریو
A2(الف) دهه 2020، (ب) دهه 2050 و (ج) دهه 2080............................................................... 157
شکل (4-36) درصد تغییرات بارش در دهههای 2020، 2050 و2080 نسبت به
دادههای مشاهدهای دوره پایه (تحت سناریوی A2 مدل HadCM3) در ایستگا کرمان.................... 158
شکل (4-37) ضریب تعیین، خطای استاندارد و ضریب واتسون، هفت متغیر مستقل
مورد استفاده ساختار مدل SDSM به منظور شبیه سازی تشعشات خورشیدی ............................... 158
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل (4-38) نمودار پراکنش متغیر وابسته (تشعشات خورشید) در مقابل باقی ماندهها .................. 159
شکل (4-39) توزیع فراوانی باقی ماندههای تشعشات خورشید.......................................................... 159
شکل (4-40) پراکنش دادههای مشاهدهای درمقابل دادههای شبیه سازی
(تشعشات خورشیدی)................................................................................................................................. 160
شکل (4-41) فراوانی دادههای مشاهدهای و شبیه سازی تشعشات خورشیدی در دوره ارزیابی .... 160
شکل (4-42) سری زمانی دادههای مشاهدهای و شبیه سازی شده تشعشات..................................... 160
شکل (4-43) متوسط تشعشات خورشیدی دادههای مشاهدهای و شبیه سازی................................ 161
شکل (4-44) واریانس تشعشات خورشیدی دادههای مشاهدهای و شبیه سازی.............................. 161
شکل (4-45) مجموع ماهانه تشعشات خورشیدی دادههای مشاهدهای و شبیه سازی ................ 162
شکل (4-46) مقدارحداکثر روزانه تشعشات خورشیدی دادههای مشاهدهای و شبیه سازی.............. 162
شکل (4-47) متوسط تشعشات روزانه در دوره پایه (1990-1961) و دورههای آتی........................ 166
شکل (4-48) درصد تغییرات تشعشات خورشیدی در دورههای30 ساله آتی نسبت به دوره پایه.... 166
شکل (4-49) شاخصهای آماری چاههای مشاهدهای در محدوده مطالعاتی کرمان- باغین.............. 169
شکل (4-50) پراکنش چاههای مشاهدهای در محدوده مطالعاتی کرمان- باغین................................ 170
شکل (4-51) ویژگیهای توزیع آماری چاههای مشاهدهای در محدوده مطالعاتی کرمان- باغین..... 170
شکل (4-52) نمودار واریوگرام برازش داده شده به دادهها چاههاه مشاهدهای کرمان- باغین.......... 171
شکل (4-53) نمودار واریوگرام سه بعدی برازش شده چاههاه مشاهدهای کرمان- باغین.................. 171
شکل (4-54) نمودار تغییرات عمق سطح ایستابی دشت کرمان......................................................... 172
شکل (4-55) نمودار تغییرات عمق سطح ایستابی آبخوان کرمان....................................................... 173
شکل (4-56) نقشه عمق سطح ایستابی دشت کرمان- باغین............................................................... 174
شکل (4-57) نقشه عمق سطح ایستابی آبخوان کرمان در مهرماه 1381......................................... 174
شکل (4-58) نقشه عمق سطح ایستابی آبخوان کرمان درشهریور 1389........................................... 175
شکل (4-59) (الف) پراکنش سونداژهای ژئوالکتریک و (ب) نقشه خطوط هم عمق، سنگ کف دشت کرمان 176
شکل (4-60) موقعیت مقاطع زمین شناسی بر روی نقشه زمین شناسی دشت کرمان...................... 176
شکل (4-61 ) ( الف) راستای مقاطع طولی و عرضی( ب) مقطع شرقی- غربی (SC.3)رقوم
ارتفاعی سنگ بستر، (ج) مقطع شمالی- جنوبی (Sc- C)، رقوم ارتفاعی سنگ بستر......................... 178
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل (4-62) موقعیت پروفیلها در مثلث بافت....................................................................................... 181
شکل (4-63) موقعیت پروفیل ها در مثلث بافت خاک سمت راست (لایه 150-100 سانتیمتر )
سمت چپ میانگین کل لایه ها................................................................................................................ 181
شکل (4-64) میزان تغدیه در هریک از پروفیل ها به تفکیک دوره در آبخوان کرمان ........................ 186
شکل (4-65) نمونهای از خروجی نتایج حاصل از مدل HELP........................................................... 188
شکل (4-66) پراکنش نقاط میزان تغذیه درمحدوده آبخوان کرمان، (الف) دوره پایه،
(ب) دهه، 2020، ( ج) دهه،2050 و ( د ) دهه 2080......................................................................... 190
شکل (4-67) مدل واریوگرام برازش شده بر میزان تغذیه درمحدوده آبخوان کرمان،
(الف) دوره پایه، (ب) دهه، 2020، ( ج) دهه،2050 و ( د ) دهه 2080............................................. 191
شکل (4-68) نقشه سه بعدی میزان تغذیه در درمحدوده آبخوان کرمان، (الف) دوره پایه،
(ب) دهه، 2020......................................................................................................................................... 192
شکل (4-69) نقشه سه بعدی میزان تغذیه درمحدوده آبخوان کرمان (الف) دهه 2050،
(ب) دهه، 2080......................................................................................................................................... 193
شکل (4-70) نقشه سه بعدی میزان انحراف معیار تغذیه درمحدوده آبخوان کرمان
(الف) دهه 2050، (ب) دهه، 2080......................................................................................................... 194
شکل (4-71) فراوانی هریک از کلاسهای درصد تغییرات تغذیه ........................................................ 196
شکل (4-72) توزیع مکانی تغذیه در آبخوان کرمان، (الف) دوره پایه، (ب) دهه،
2020، (ج) دهه 2050 و (د) دهه 2080................................................................................................ 197
شکل (4-73) توزیع مکانی درصد تغییرات تغدیه در دورههای آتی نسبت به دوره پایه،.................... 198
فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول(1-1) برخی از ویژگیهای سناریوها رایج موجود درمرکز توزیع دادههای DDC و
مقایسه آنها با سناریوهای IS92 (IPPC,TGC-IA,.2007)................................................................ 8
جدول(1-2) مشخصات مدل های AOGCM موجود در DDC مربوط به پایگاه
اطلاع رسانیIPCC.................................................................................................................................... 11
جدول(1-3) مراکز توسعه دهنده مدلهای جهانی مورد استفاده در شبیه سازی متغیرهای
اقلیمی در آینده (IPCC- DDC., 2005).............................................................................................. 12
جدول (1-4) مزیتها و معایب دو گروه عمده روشهای ریزمقیاسنمایی........................................... 16
جدول (3-1) مساحت هر یک از واحدهای ژئومرفولوژی حوزه آبخیز دشت کرمان.............................. 43
جدول (3-2) متغیر شبیه سازی شده توسط مدلهای جهانی و مرکز NCEP.................................... 54
جدول (3-3) ویژگیهای رطوبتی خاکها با تراکم کم........................................................................... 76
جدول (3-4) ویژگیهای رطوبتی خاکها با تراکم متوسط و بالا.......................................................... 77
جدول (3-5) تشریح علائم بکار گرفته شده در جداول ویژگیهای خاک به تفکیک سازمان............. 78
جدول (4-1) متغیرهای مستقل مورد استفاده جهت کالیبره نمودن مدل........................................... 113
جدول(4-4) دادههای مشاهدهای، شبیه سازی شده و میانگین خطای مطلق در
دوره ارزیابی مدل (1990-1976) به تفکیک مدلهای جهانی.............................................................. 133
جدول (4-5) خطای مطلق (متوسط حداکثر، حداقل و روزانه درجه حرارت) در
دوره پایه در ایستگاه کرمان....................................................................................................................... 134
جدول(4-6) شاخصهای دمایی مشاهدهای و شیبه سازی با استفاده ازمدلهای
CGCM و Hadcm3 تحت سناریوهای و در دورة پایه (1990-1961) ............................. 137
جدول(4-7) مقدار شاخصهای دمایی سالانة دورة پایه و آتی به تفکیک سناریو............................... 139
جدول (4-8) خطای مطلق و انحراف معیار متوسط درجه حرارت دو سناریو A2 و B2
مدل HadCM3 دردوره پایه(1990-1961).......................................................................................... 142
جدول (4-9) مقدار بارش(مشاهدهای وشبیه ساز) و خطای مطلق به تفکیک پایگاه دادهها
در دوره پایه در ایستگاه کرمان................................................................................................................. 151
جدول (4-10) واریانس و درصد تغییرات واریانس شبیه سازی به مشاهدهای، بارش دردوره پایه.....152
فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول (4-11) میزان بارش مشاهدهای و شبیه سازی شده در دوره های آتی در ایستگاه کرمان .... 156
جدول (4-12) میانگین، واریانس و درصد تغییرات واریانس تشعشات دادههای
مشاهدهای و شبیه سازی در دوره ارزیابی................................................................................................. 163
جدول (4-13) متوسط تشعشات خورشیدی، دوره پایه و دورههای آتی در ایستگاه کرمان............... 164
جدول (4-14) میانگین خطای مطلق و تغییرات واریانس تشعشات دو سناریوی A2 و B2
نسبت به داده هایNCEP......................................................................................................................... 165
جدول (4-15) میانگین خطای مطلق سالانه مربوط به سطح ایستابی آبخوان کرمان ....................... 168
جدول (4-6) متوسط بارش و عمق سطح ایستابی سالانه آبخوان کرمان........................................... 169
جدول (4-17) مقدارپارامترهای مدل HELP....................................................................................... 179
جدول (4-18) ویژگیهای هیدرو لیکی پروفیل های خاک عمق (50-0).......................................... 182
جدول (4-19) ویژگیهای هیدرو لیکی پروفیل های خاک عمق (100-50) .................................. 184
جدول (4-20) ویژگیهای هیدرو لیکی پروفیل های خاک عمق (150-100) ................................. 213
جدول (4-21) میزان تغدیه در هریک از پروفیل ها به تفکیک دوره .................................................. 185
جدول (4-22) میزان تغذیه تحت سناریوهای مختلف عمق تبخیر وتعرق با استفاده از
مدل HELP در دوره پایه........................................................................................................................... 186
جدول (4-23) میزان تغذیه تحت سناریوهای مختلف عمق تبخیر وتعرق با استفاده از
مدل HELP در دوره پایه........................................................................................................................... 187
جدول (4-24) ویژگیهای آماری مدل واریوگرام برازش شده بر دادههای تغذیه به تفکیک دوره..... 189
جدول (4-25) میزان، درصد و درصد تغییرات تغدیه و مقدار بارش سالانه، فصل زمستان
و نسبت بارش فصل زمستان به کل بارش سالانه دوره پایه و دورههای آتی......................................... 196
جدول (4-26) متوسط دمای و تشعشات خورشیدی سالانه و فصل زمستان.................................... 226
و.