Spatial and temporal distribution of reference crop evapotranspiration in Antalya conditions

Abstract

In this study, it was aimed to determine the temporal and spatial changes of reference crop evapotranspiration (ETo) values in Antalya which has high agricultural potential. For this purpose, climate parameters measured by 20 meteorological stations were selected. 15 out of meteorological stations in the provinces and districts of Antalya were selected and the other 5 meteorological stations in the surrounding province and district centers were selected to form the reference point. CROPWAT software developed by FAO was used to calculate ETo values using long-term data obtained from these meteorological stations. ArcGIS software was used to generate the necessary maps by evaluating ETo values obtained temporally and spatially. In the absence of these instantaneous climatic data, these tables and maps created with the help of long-term climatic data can be used safely to determine ETo for irrigation scheduling.

 

Keywords

• Geographical information systems,FAO Penman-Monteith Equation,Reference crop evapotranspiration,Spline

Antalya koşullarında kıyas bitki su tüketiminin alansal ve zamansal dağılımının belirlenmesi

Abstract

Bu araştırma, tarımsal potansiyeli yüksek olan Antalya ilindeki kıyas bitki su tüketimi (ETo) değerlerinin alansal ve zamansal değişimlerinin belirlenmesi amacıyla yürütülmüştür. Çalışmada, 15 adedi Antalya il ve ilçelerinde, 5 adedi de referans noktası oluşturmak amacıyla çevre il ve ilçe merkezlerinde yer alan toplam 20 adet meteoroloji istasyonunda ölçülen iklim parametrelerinden yararlanılmıştır. Söz konusu istasyonların uzun yıllık iklim verilerden ETo değerlerini hesaplamada FAO tarafından geliştirilen CROPWAT yazılımı kullanılmıştır. Elde edilen ETo değerlerinin alansal ve zamansal olarak değişimini gösteren haritaların oluşturulmasında ise ArcGIS yazılımı kullanılmış ve Antalya ili için ihtiyaç duyulan ETo değerlerinin alana ve zamana göre kolay bir şekilde belirlenebileceği haritalar oluşturulmuştur. Çalışma sonucunda, uzun yıllık iklimsel verilerin yardımı ile oluşturulan güncel tablo ve haritaların güncel verilerin olmaması durumunda kıyas bitki su tüketimine dayalı bitki su tüketimi ve sulama programlaması çalışmalarında kullanılabileceği belirlenmiştir.

Keywords

• Coğrafi bilgi sistemleri,FAO Penman-Monteith Eşitliği,Kıyas bitki su tüketimi,Spline

References

1. Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., & Smith, M. (1998). Crop Evapotranspiration Guidelines for Computing Crop Water Requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper 56: Rome.
2. Allen, R.G., Pruitt, W.O., Wright, J.L., Howell, T.A., Ventura, F., Snyder, R., Itenfisu, D., Steduto, P., Berengena, J., Beselga, J., Smith, M., Pereira, L.S., Raes, D., Perrier, A., Alves, I., Walter, I., & Elliot, T.R. (2006). A recommendation on standardized surface resistance for hourly calculation of reference ETo by the FAO56 Penman-Monteith Method. Agricultural Water Management, 81(1-2):1-22.
3. Amayreh, J., & Al-Abed, N. (2005). Developing crop coefficients for field-grown tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) under drip irrigation with black plastic mulch. Agricultural Water Management, 73(3):247-254.
4. Aydinşakir, K., Baştuğ R., & Büyüktaş D. (2003). Antalya yöresinde çim kiyas bitki su tüketimini veren bazi amprik eşitliklerin tarla ve lizimetre koşullarinda kalibrasyonu. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 16(1):107-119.
5. Banik, P., Tiwari, N.K., & Ranjan, S. (2014). Comparative crop water assessment using CROPWAT. International Journal of Sustainable Materials, 1(3):299-307.
6. Baştuğ, R., 1987. Çukurova koşullarında pamuk bitkisinin su-üretim fonksiyonunun belirlenmesi üzerinde bir çalışma. Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi, Adana.
7. Bouraima, A.K., Zhang, W., & Wei, C. (2015). Irrigation water requirements of rice using cropwat model in Northern Benin. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 8(2):58-64.
8. Doorenbos, J., & Pruitt, W.O. (1977). Crop Water Requirements. FAO Irrigation and Drainage: Paper no 24, Rome.

9. Emekli, Y., & Baştuğ, R. (2007). Antalya'da tarla koşullarinda bermuda çiminin su tüketimi ve bazi kiyas bitki su tüketimi eşitliklerinin geçerliliğinin belirlenmesi. Akdeniz Üniversitezi Ziraat Fakültesi Dergisi, 20(1):45-57.
10. Er-Raki, S., Chehbouni, A., Guemouria, N., Ezzahar, J., Khabba, S., Boulet, G., & Hanich, L. (2009). Citrus orchard evapotranspiration comparison between eddy covariance measurements and the FAO-56 approach estimates. Plant Biosystems, 143(1):201-208.
11. Er-Raki, S., Chehbouni, A., Hoedjes, J., Ezzahar, J., Duchemin, B., & Jacob, F. (2008). Improvement of FAO-56 Method for olive orchards through sequential assimilation of thermal infrared-based estimates of ET. Agricultural Water Management, 95(3):309-321.
12. FAO (2011). The State of The World’s Land and Water Resources for Food and Agriculture: Managing Systems at Risk. Earthscan, New York.
13. Güler, M., & Kara, T. (2007). Alansal dağilim özelliği gösteren iklim parametrelerinin coğrafi bilgi sistemleri ile belirlenmesi ve kullanim alanlari genel bir bakış. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 22(3):323-328.
14. Hashem, A., Engel, B., Bralts, V., Radwan, S., & Rashad, M. (2016). Performance evaluation and development of daily reference evapotranspiration model. Irrigation and Drainage System Engineering, 5(1): 1-6.
15. Hong, Y., Nix, H.A., Hutchinson, M.F., & Booth, T.H. (2005). Spatial interpolation of monthly mean climate data for China. International Journal of Climatology, 25(10):1369-1379.
16. Hutchinson, M.F. (2007). ANUSPLIN. http://fennerschool.anu.edu.au/files/anusplin44.pdf. Erişim tarihi: 25 Aralık 2016.
17. Kanber, R. (2006). Sulama. Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ders Kitapları: Yayın No: A-52, Adana.
18. Katerji, N., & Rana, G. (2014). FAO-56 methodology for determining water requirements of irrigated crops critical examination of the concepts alternative proposals and validation in Mediterranean Region. Theoretical and Applied Climatology, 116(3):515-536.
19. Ko, J., Piccinni, G., & Steglich, E. (2009). Using EPIC model to manage irrigated cotton and maize. Agricultural Water Management, 96(9):1323-1331.
20. Lashkari, H., Keykhosravi, G.H., & Rezaei, A. (2009). Analysis of the performance of CROPWAT model to estimate crop water demand in West Kermanshah Cities of West Eslamabad. Professor of Humanities Journal, 13(1):247-270.
21. Nazeer, M. (2009). Simulation of maize crop under irrigated and rainfed conditions with cropwat model. ARPN Journal of Agricultural and Biological Science, 4(2):68-73.
22. Pimentel, D. (2006). Soil erosion a food and environmental threat. Environment, Development and Sustainability, 8(1):119-137.
23. Rana, G., Katerji, N., Mastrodli, M., El-Moujabber, M., & Brisson, N. (1996). Validation of A model of actual evapotranspiration for water stressed soybeans. Agricultural and Forest Meteorology, 86(1996):215-224.
24. Rana, G., & Katerji, N. (2000). Measurement and estimation of actual evapotranspiration in the field under Mediterranean climate (A review). European Journal of Agronomy, 13(2-3):125-153.
25. Sahin, U., Kuslu, Y., Tunc, T., & Kiziloglu, F.M. (2009). Determining crop and pan coefficients for cauliflower and red cabbage crops under cool season semiarid climatic conditions. Agricultural Science in China, 8(2):167-171.
26. Sepaskhah, A.R., & Andam, M. (2001). Crop coefficient of sesame in a semi-arid region of Iran. Agricultural Water Management, 49(1):51-63.
27. Smith, M. (1992). CROPWAT A Computer Program for Irrigation Planning and Management. Irrigation Drainage Paper: 46, Rome.
28. Stancalie, G., Marica, A., & Toulios, L. (2010). Using earth observation data and CROPWAT model to estimate the actual crop evapotranspiration. Physics and Chemistry of the Earth, 35(1-2): 25-30.
29. Surendran, U., Sushanth, C.M., Mammen, G., & Joseph, E.J. (2015). Modelling the crop water requirement using Fao-Cropwat and assessment of water resources for sustainable water resource management a case study in Palakkad district of humid tropical Kerala India. Aquatic Procedia, 4(1):1211-1219.
30. Şensoy, S., Tastekin, T., Balta, İ., Ulupınar, Y., Alan, İ., & Demircan, M. (2007). Klimatolojik Uygulamalarda Arcgis Kullanimi. http://www.mgm.gov.tr/FILES/iklim/ArcGIS.pdf. Erişim tarihi: 01 Şubat 2017.
31. Tabari, H., Aeini, A., Talaee, H., & Somee, S. (2012). Spatial distribution and temporal variation of reference evapotranspiration in arid and semi-arid regions of Iran. Hydrological Processes, 26(4):500-512.
32. Todorovic, M. (1999). Single-layer evapotranspiration model with variable canopy resistance. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 125:235-245.
33. Tural, S. (2011). Gerçek Zamanli Meteoroloji Verilerinin Toplanmasi Analizi ve Haritalanması. Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi, Ankara.
34. TUİK (2016a). Senaryolara Göre Türkiye Toplam Nüfusu. http://www.tuik.gov.tr/PreIstatistikTablo. do?istab_id=1637. Erişim tarihi: 25 Aralık 2016.
35. TUİK (2016b). Bitkisel Üretim İstatistikleri. https://biruni.tuik.gov.tr/medas/?kn=92&locale=tr. Erişim tarihi: 25 Aralık 2016.
36. UN (2013). World Population Prospects. The 2012 Revision, Highlights and Advance Tables: Working Paper No: ESA/P/WP.228, New York.
37. Yahaya, O., Nathanie, E., Okafor, M.C., & Ayilaran, C.I. (2015). Estimation of reference melon crop-evapotranspiration using Eto (Pan-Fao/Penman) and Cropwat models. Analele Universităţii "Eftimie Murgu" Reşiţa: Fascicola I, Inginerie. 22(1):333-344.
38. Zhang, X., Kang, S., Zhang, L., & Liu, J. (2010). Spatial variation of climatology monthly crop reference evapotranspiration and sensitivity coefficients in shiyang river basin of northwest China. Agricultural Water Management, 97(10):1506-1516.
39. Zhang, H., Pu, R., & Liu, X. (2016). A New Image Processing Procedure Integrating PCI-RPC and ArcGIS-Spline Tools to Improve the Orthorectification Accuracy of High-Resolution Satellite Imagery. Remote Sensing, 8(10):1-16.