بررسی کمبود فشار بخار بر عملکرد و پیش بینی محصول زعفران با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی

Abstract

بخش کشاورزی یکی از اولین بخش‌هایی است که تحت تأثیر تغییرات اقلیم قرار می‌گیرد. خشکسالی و تغییرات وسیع در وضعیت آب و هوا منجر به کاهش محصولات کشاورزی و در نهایت کاهش بهره‌وری اقتصادی می‌شود. یکی از مهمترین پارامترهای مدیریت دقیق آب کشاورزی، کمبود فشار بخار نام دارد. در این تحقیق ابتدا به برآورد کمبود فشار بخار از داده‌های باز تحلیل بانک اطلاعاتی JRA-55 بین سال‌های 1958 تا 2023 پرداخته شد. در گام بعدی بررسی دراز مدت تغییرات کمبود فشار بخار و تأثیر آن بر عملکرد زعفران در چهار محدوده استان خراسان جنوبی شامل بیرجند، قاین، سرایان و طبس انجام شد. نتایج در مناطق مذکور طی 60 سال گذشته افزایش تدریجی میانگین سالانه کمبود فشار بخار با نرخ متوسط هر دهه حدود 60 پاسکال و کاهش سالانه عملکرد زعفران در حدود 16/0 کیلوگرم در هکتار نشان داد و همچنین با افزایش کمبود فشار بخار کاهش عملکرد محصول مشاهده شد. در نهایت به پیش‌بینی عملکرد زعفران برپایه کمبود فشار بخار با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی پرداخته شد. جهت ارزیابی عملکرد مدل‌ها در هر دو مرحله آموزش و تست از چهار شاخص آماری CC ، MAE ، RMSE و RRMSE استفاده شد. عملکرد مدل جنگل تصادفی در مرحله آموزش و تست بهتر از سایر مدل‌ها بود [99/0=CC؛ 06/0=MAE؛ 09/0=RMSEو 01/0 =RRMSE]، [94/0=CC؛ 23/0=MAE؛ 28/0= RMSEو 01/0=RRMSE]، این تحقیق استفاده از مدل جنگل تصادفی را برای مطالعات آتی پیش‌بینی عملکرد محصول زعفران برپایه کمبود فشار بخار در مدیریت نیاز آبی توصیه می‌کند.