Modélisation de l’impact du changement climatique sur le blé en zone semi-aride

Loading...
Thumbnail Image

Date

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Université Sétif 1 - Ferhat ABBAS , Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie

Abstract

This study was conducted in a semi-arid region of Setif province over three consecutive cropping seasons (2021-2024) to investigate adaptation strategies for the production of durum and soft wheat under the challenges of climate change. Climate forecasts for the short-term (2030) and medium-term (2050), across all SSP scenarios, predict an increase in average temperature (reaching 17.89°C and 18.63°C in 2030 and 2050 respectively) and a decrease in annual rainfall amounts (down to 288.824 mm, 270.758 mm, and 260.244 mm for the corresponding periods). The Aquacrop model was employed to simulate yield, biomass, soil moisture, and vegetation cover for two wheat species durum wheat (Oued el Bared) and soft wheat (El Wifaq) under three SSP scenarios for the future horizons (2020-2039) and (2040-2059). Model accuracy was evaluated using statistical indicators (NRMSE, RMSE, D ,r), with values for durum wheat yield as follows: d=0.92, rmse=0.34, nrmse=22.1;r=0.99, and for soft wheat: d=0.83, rmse=0.61, nrmse=34.7,r=0.94 confirming strong reliability of the simulations. Compared to the reference period (1995-2014) where average yields were 6 q/ha for durum wheat and 7.4 q/ha for soft wheat, future projections show marked increases: durum wheat yields range from 14.20 to 16.60 q/ha (2020-2039) and 15.20 to 28.75 q/ha (2040-2059); soft wheat yields range from 9.5 to 14 q/ha (2020-2039) and 10.5 to 15.5 q/ha (2040-2059), depending on the scenario. Durum wheat dry biomass increases from 13.17 q/ha (reference) to 31.52–36.83 q/ha (2020-2039) and 33.73–39.38 q/ha (2040-2059); soft wheat dry biomass rises from 14 q/ha to 18–28 q/ha and 20–28.86 q/ha for the same periods. Water productivity also improves from 0.15 kg/m³ (reference) to 0.39–0.46 kg/m³ for durum wheat and 0.16–0.18 kg/m³ for soft wheat over 2020-2039; and for 2040-2059, it reaches 0.41–0.84 kg/m³ (durum) and 0.22–0.53 kg/m³ (soft). These findings indicate that increased atmospheric CO₂ enhances photosynthesis, reduced evaporation and early sowing supported by decreased precipitation favor yield and water use efficiency, although growing periods are shortened by rising temperatures. Thus, these strategies offer promising avenues for sustaining agricultural production in semi-arid regions under climate change.

Description

أجريت هذه الدراسة في المنطقة شبه الجافة لولاية " سطيف "خلال المواسم الزراعية الثلاثة 2021-2022، 2022-2023 و 2023-2024 من أجل الحفاظ و البحث عن طرق تأقلم إنتاج القمح الصلب واللين في ظل التحديات التي يطرحها تغير المناخ. أظهرت التوقعات المناخية للفترتين المستقبلية القريبة (2030) والمتوسطة (2050) تحت تأثير سيناريوهات SSPs، ارتفاع متوسط درجة الحرارة ليصل إلى 17.89° سنة 2030 و18.63° سنة 2050، بينما سينخفض معدل تساقط الأمطار السنوي من 288.824 ملم و270.758 ملم حتى 260.244 ملم للفترتين على التوالي. تمت محاكاة مختلف المؤشرات الإنتاجية باستخدام نموذج Aquacrop في أصناف القمح الصلب "الواد البارد" والقمح اللين "الوفاق"، وأظهرت دقة النموذج من خلال مؤشرات إحصائية بالنسبة لمردود القمح الصلب d=0.92، rmse = 0.34،r = 0.99، nrmse=22.1، والقمح اللين d=0.83، rmse=0.61، nrmse=34.7،. r = 0.94وعند مقارنة نتائج متوسط إنتاج القمح للفترة المرجعية (1995-2014)، المقدرة بـ 6ق/هـ للقمح الصلب 7.4 ق/هـ للقمح اللين، وجد أن المحاكاة المستقبلية تشير إلى زيادات مهمة في جميع السيناريوهات. حيث بلغت مردودية القمح الصلب للفترة (2020-2039) ما بين 14.20 إلى 16.60 ق/هـ، وللفترة (2040-2059) ما بين 15.20 إلى 28.75 ق/هـ بحسب مستوى السيناريو المناخي، أما القمح اللين فقد تراوحت المردودية ما بين 9.5 إلى 14 ق/هـ للفترة الأولى، ومن 10.5 إلى 15.5 ق/هـ للفترة الثانية. من حيث الكتلة الحيوية، بالنسبة للقمح الصلب، بلغت القيم المرجعية 13.17 ق/هـ بينما ارتفعت قيم المحاكاة بين 31.52 إلى 36.83 ق/هـ للفترة الأولى، وبين 33.73 إلى 39.38للفترة الثانية. وفي القمح اللين ارتفع المردود المرجعي من14 ق/هـ إلى 18–28ق/هـ و20–29.86 ق/هـ في الفترتين على التوالي.وبخصوص إنتاجية المياه، ارتفعت القيم المرجعية من 0.15 كغ/م^3 لتصل إلى ما بين 0.39 و0.46 كغ/م^3 في القمح الصلب 0.16و 0.18كغ/م^3 في القمح اللين للفترة (2020-2039)، أما للفترة (2040-2059) بلغت الإنتاجية 0.41–0.84 كغ/م^3 للقمح الصلب و0.22–0.53 كغ/م^3 للقمح اللين.في التحليل النهائي، فسرت الدراسة هذه النتائج بتحسن محصول القمح الصلب واللين وارتفاع إنتاجية المياه والكتلة الحيوية، وذلك لزيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الجو الذي يحفّز عملية التركيب الضوئي، مع توقع مجموعة آثار أخرى مثل تقليص مدة النمو بفعل ارتفاع درجات الحرارة ودعم الزرع المبكر إثر انخفاض الأمطار، ما يجعل هذه الإجراءات استراتيجية فعالة لاستدامة الإنتاج الزراعي أمام تغير المناخ.

Citation

Endorsement

Review

Supplemented By

Referenced By