مرتع و آبخیزداری
سال:1390 | دوره:64 | شماره:3 |تعداد مقالات:18

بیابان زایی پس از دو چالش تغییر اقلیم و کمبود آب شیرین به عنوان سومین چالش مهم جهانی در قرن 21 محسوب می شود. شناخت و ارزیابی عوامل موثر در روند بیابان زایی، می تواند در مدیریت بهتر سرزمین بسیار مفید باشد. منطقه مورد بررسی که درجنوب شهرستان نیشابور واقع شده است، طی سال های گذشته به دلیل خشکسالی، تخریب پوشش گیاهی، تبدیل اراضی مرتعی به کشاورزی دیم، فرسایش آبی و بادی و همچنین نداشتن مدیریت مناسب زمین با مشکل بیابان زایی روبرو است. در این تحقیق، پس از عملیات میدانی، بررسی عکس های هوایی و تصاویر ماهواره ای اقدام به جمع آوری اطلاعات و تجزیه و تحلیل آنها در سیستم اطلاعات جغرافیایی شد. سپس طبق روش فائو- یونپ (1984 میلادی) معیارهای تاثیرگذار مانند وضعیت زوال پوشش گیاهی، وضعیت فرسایش آبی، فرسایش بادی وگسترش شوری امتیازبندی شدند. در پایان نقشه وضعیت بیابان زایی بر اساس چهار عامل اصلی بدست آمد. با توجه به نتایج بدست آمده مشخص شد که وضعیت بیابان زایی در شمال منطقه شدید بوده که مهم ترین دلیل آن، کاهش درصد تاج پوشش، زوال پوشش گیاهی و فرسایش آبی شدید می باشد. این در حالی است که 57 درصد منطقه دارای وضعیت بیابان زایی متوسط و 30 درصد دارای وضعیت ناچیز است. برای بررسی نتایج به دست آمده در ارزیابی روند بیابان زایی به روش فائو، از خوارزمیک شبکه های عصبی مصنوعی استفاده شد. پس از استخراج، تکمیل و تعریف حدود هر یک از طبقات ضعیف، متوسط، شدید و بسیار شدید برای متغیرهای ورودی، نقشه وضعیت بیابان زایی به عنوان معیار سنجش عملکرد شبکه های عصبی مصنوعی در بحث آموزش و پیش بینی وضعیت منطقه بکار گرفته شد. با بررسی نتایج و بر اساس معیارهای خطا، پس از بهینه سازی مدل، مقدار 0.07975 برای متغیر متوسط مربعات خطا به دست آمد. در نهایت مدل نهایی با ساختار پرسپترون با یک لایه ورودی و چهار نرون ورودی، برای متغیرهای اصلی، یعنی زوال پوشش گیاهی، فرسایش بادی، فرسایش آبی و وضعیت شوری و همچنین یک لایه پنهان با 39 نرون در لایه پنهان و همین طور یک لایه خروجی، با استفاده از خوارزمیک آموزش گشتاور در هر دو لایه پنهان و خروجی به عنوان مدل نهایی انتخاب شد. نتایج نشان داد که معیار میانگین مربعات خطا، عملکرد مناسب مدل را در وضعیت بیابان زایی منطقه با روش فائو- یونپ تائید می کند و می تواند در موارد مشابه نیز استفاده شود. همچنین مشاهده شد که انتخاب ساختار مدل، خوارزمیک آموزش، تعداد سیکل آموزش و همچنین تعداد نرون های لایه ورودی می تواند در عملکرد ساختارهای مختلف شبکه های عصبی تاثیرگذار باشد.

روش های مختلفی جهت تغذیه آبخوان وجود دارد که یکی از آن ها پخش سیلاب می باشد. اهداف این روش تغذیه سفره های آب زیر زمینی، اصلاح خاک و افزایش پوشش گیاهی می باشد. هدف این تحقیق بررسی تاثیر پخش سیلاب بر تغییرات کمی و کیفی پوشش گیاهی در پهنه پخش سیلاب تنگستان طی سال های 1378 تا 1382 بود. شبکه مورد بررسی متشکل از 5 نوار پخش سیلاب است، بنابراین 12 قطعه ثابت (2×2 متر) در هر نوار بصورت تصادفی ـ منظم انتخاب گردید. به منظور ارزیابی نتایج، عرصه ای به عنوان شاهد در کنار شبکه ذکر شده انتخاب و در آن نیز 8 قطعه ثابت با مشخصات قطعات عرصه پخش گزینش شد. برای بررسی تغییرات پوشش گیاهی در شبکه پخش و شاهد، معیارهای گیاهی از جمله درصد پوشش، تراکم، تنوع، میزان تولید، کیفیت و حضور و عدم حضور گونه گیاهی در شبکه پخش سیلاب و شاهد اندازه گیری و به کمک نرم افزار SPSS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که صرف نظر از رشد موفقیت آمیز گونه های درختی و درختچه های کاشته شده و موجود در شبکه های پخش سیلاب، مقدار تولید علوفه خشک به میزان 135 کیلوگرم در هکتار افزایش یافته است. همچنین تغییر جهت گرایش مرتع به سمت مثبت و تغییر ترکیب گونه های گیاهی نسبت به عرصه شاهد نیز مشاهده گردید. همچنین نتایج نشان داد که بین میانگین تولید و درصد پوشش گیاهی عرصه پخش سیلاب و شاهد اختلاف معنی دار وجود دارد.

امروزه وجود تخریب در اکوسیستم های مرتعی موجب شده تا اجرای عملیات احیا در اولویت قرار گیرد. درک فرآیندهای اکولوژیک ناشی از این عملیات و بررسی میزان موفقیت احیایی آنها بسیار اهمیت دارد. این مطالعه به بررسی اثر عملیات احیا بیولوژیک (قرق به همراه گردو و یونجه کاری) پس از گذشت هفت سال از اجرای آن بر پوشش گیاهی و خاک در مراتع منطقه ملرد سوادکوه در استان مازندران می پردازد. بدین منظور نمونه برداری از پوشش گیاهی و خاک در تیپ های مختلف در مناطق تحت عملیات احیا و شاهد (بدوه عملیات احیا و تحت چرای دام) انجام گردید. داده های خاک و پوشش گیاهی برای ارزیابی پاسخ گونه های گیاهی و گروه های کارکردی به اجرای عملیات احیا در مقیاس کل منطقه احیا شده و شاهد و همچنین در مقیاس سه تیپ داخل منطقه احیا (علفزار، مرتع مشجر و دیم زار) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. مقایسه ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک نشان داد که میانگین درصد رطوبت اشباع خاک در منطقه احیا شده به طور معنی داری بیشتر از شاهد و میانگین درصد شن در منطقه شاهد به طور معنی داری بیشتر از منطقه احیا شده بوده است. همچنین مقایسه این ویژگیها در سه تیپ موجود در منطقه احیا شده، اختلاف معنی داری را در میزان درصد شن، درصد سیلت، مقدار پتاسیم و هدایت الکتریکی نشان داد. مقایسه پوشش گیاهی در مناطق احیا شده و شاهد، حضور 34 گونه مشترک بین این مناطق، 31 گونه منحصر به منطقه احیا و 6 گونه منحصر به منطقه شاهد را نشان داد. 13 گونه گیاهی، 5 تیره و برخی از گروه های کارکردی پاسخ های معنی داری را به انجام عملیات احیا در منطقه نشان دادند. انجام عملیات احیا به طور معنی داری افزایش تولید پهن برگان علفی، گندمیان و تولید کل را در پی داشته است. کلیه شاخص های تنوع و غنای محاسبه شده در منطقه احیا به طور معنی داری بیشتر از منطقه شاهد بود. به طور کلی نتایج بدست آمده از این مطالعه نشان داد که عملیات احیا بیولوژیک در منطقه، بعد از گذشت 7 سال بر درصد تاج پوشش، ترکیب گیاهی، تنوع و تولید اثر مثبت داشته و بر ویژگی های خاک تاثیر چندانی نداشته است.

این تحقیق به منظور اعتبارسنجی مدل مفهومی ارائه شده برای پهنه بندی حساسیت اراضی به فرسایش خندقی تحت شرایط اقلیمی خشک استان بوشهر انجام پذیرفته است. پس از بررسی پراکنش فرسایش خندقی در سطح استان، حوزه آبخیز دره کره انتخاب و برای انجام تحقیق در نظر گرفته شد. در این حوضه با تهیه و روی هم اندازی نقشه های مختلف کاربری اراضی، واحدهای اراضی، سنگ شناسی و شیب، نقشه واحد کاری ایجاد شد. در هر واحدکاری، یک منطقه شاهد با سه خندق معرف شناسایی شده و با حفر پروفیل و نمونه برداری و آزمایش خاک، ویژگی های خاک هر واحد به همراه وضعیت نفوذپذیری و درصد حفاظ روی خاک تعیین شد. سپس با نقشه برداری از خندق ها ویژگی های ظاهری و مرفومتری آنها استخراج شد. پس از تعیین ارزش کمی عوامل شش گانه مدل با استفاده از روش های شاخص همپوشانی و عملگرهای جمع جبری فازی، ضرب جبری فازی وگامای فازی در محیط GIS نقشه پهنه بندی فرسایش خندقی تهیه شد. نتایج بدست آمده نشان دهنده دقت مدل به کار رفته است. در واقع مدل با در نظر گرفتن عوامل متعدد مانند سنگ شناسی، درصد شیب زمین، نوع خاک، متوسط بارندگی سالانه، نوع استفاده از زمین و درصد حفاظ روی خاک می تواند اراضی حساس به خطر فرسایش خندقی را پهنه بندی کند. با در نظر گرفتن مساحت پهنه های مختلف و تعداد خندق های مشاهداتی در هر یک از آنها، مدل گامای فازی 0.8 مناسبترین روش پهنه بندی فرسایش خندقی در حوضه مورد مطالعه می باشد. در این روش طبقه های شیب 0-5 درصد و اراضی تپه ماهور با درصد سنگ و سنگریزه سطحی زیر 10% به عنوان مهمترین عوامل در تعیین مناطق حساس به فرسایش خندقی به شمار می روند. در واقع حساسیت اراضی به فرسایش خندقی در مناطق خشک تحت اثر ژئومرفولوژی، حفاظ خاک سطحی و شیب می باشد.

امروزه راهکارهای کاهش خطر بهمن، هم بر تجربه عملی استوارند، و هم بر روش های علمی که قادرند مسیر حرکت بهمن، فاصله آرامش و فشار موثر بهمن را پیش بینی کنند، تکیه می کنند. افزایش دقت و قابلیت اعتماد روش های پهنه بندی خطر بهمن از اهمیت ویژه ای در مناطق پر جمعیت کوهستانی برخوردار است. مناطق خطر بهمن (یا درجات مختلف خطر) با فراوانی وقوع و فشار موثر یک بهمن بالقوه تعریف می شوند. بهمن بالقوه بزرگترین بهمنی است که یک مسیر بهمن قادر به آزاد کردن آن باشد و بزرگی آن به حجم برف آزاد شده و هندسه مسیر حرکت بستگی دارد. حجم برف آزاد شده نیز به سطح شروع حرکت بهمن و ارتفاع برفی که در آنجا پایداری خود را از دست داده و آزاد می شود، بستگی دارد. بنابراین برآورد دقیق فراوانی وقوع بهمن و حدود منطقه شروع برای هر گذرگاه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. فراوانی وقوع بهمن را می توان از تجزیه و تحلیل بهمن هایی که در گذشته ثبت شده اند محاسبه کردد، اما برای منطقه ای که آمار ثبت شده از وقوع بهمن ها وجود نداشته باشد با تکیه بر داده های اقلیمی می توان آن را برآورد کرد. غیر از فراوانی وقوع، فشار موثر بهمن و حدود گسترش آن در توقفگاه برای رسم حدود منطقه در معرض خطر بهمن مورد نیاز است. این دو عامل نیز باید از خلال اطلاعات ثبت شده از بهمن های پیشین محاسبه شود و در صورت نبود اطلاعات از مدلهای آماری و دینامیکی برای برآورد آنها استفاده می شود. روشی که در این بررسی استفاده شده مدل دینامیک وولمی- سالم است که برای محاسبه فاصله آرامش و سرعت بهمن های حد به کار می رود. اطلاعات ژئومورفولوژی مثل ارتفاع، جهت، شیب و غیره را می توان از یک مدل رقومی ارتفاع و بررسی عکسهای هوایی و بازدید از منطقه، استخراج کرد. سپس سطوح مستعد شروع بهمن را تعیین و با برآورد حجم بهمنی که می تواند به عنوان بهمن بالقوه آزاد شود، سرعت و فشار موثر آن را از مدل دینامیک محاسبه کرد. حدود توقف بهمن نیز با تعیین نقاطی که سرعت بهمن به صفر خواهد رسید مشخص خواهد شد. نقشه خطر بهمن با فراوانی بهمن و فشار موثر ان تعیین می شود. در این بررسی بخشی از حوضه کرج (حد فاصل نسا تا گچسر) بررسی و نقشه خطر بهمن رسم شده است. بررسی عوامل توپوگرافی حاکی از این است که منطقه به شدت مستعد تشکیل و آزاد کردن بهمن است. شیب های تند بدون پوشش جنگلی مهم ترین عامل بهمن خیز بودن این دامنه هاست. اقلیم منطقه و ارتفاع زیاد کوهستان نیز با مهیا کردن پوشش برف ناپایدار به تشکیل بهمن کمک می کند. نتایج بررسی نشان می دهد که مسیر جاده از خلال مناطق قرمز و آبی ( خطر زیاد و متوسط) می گذرد.

ورود حجم زیادی از سیلاب محتوی املاح و بار معلق با منشاهای متفاوت، از یک سو با بر جای گذارشتن رسوب فراوان و نفوذ مواد محلول و ریزدانه آن در آبرفت ها از سوی دیگر، به مرور زمان موجب تغیراتی در ویژگی های خاک به ویژه نفوذپذیری آن می شود. این بررسی به منظور بررسی اثر پخش سیلاب بر روند تغییرات نفوذپذیری خاک سطحی با انجام آزمایش های نفوذپذیری با بهره گیری از روش استوانه های زوجی (Double Rings) در دو عرصه دشت سیلابی و منطقه شاهد و همچنین نمونه برداری از لایه های 10 سانتیمتری پروفیل های احداث شده تا عمق یک متر و تعیین بافت خاک، درحوزه آبخیز چنداب ورامین انجام گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که رسوبات ریز دانه (سیلت و رس) در بخش سطحی خاک تمرکز می یابند. مشخص شد عملیات پخش سیلاب موجب تغییراتی در ویژگی های فیزیکی خاک از جمله بافت خاک می شود. همچنین روند کاهش سرعت نفوذپذیری از ابتدای عرض باند پخش سیلاب به انتهای عرض باند و روند افزایش سرعت نفوذپذیری از ابتدای عرصه پخش سیلاب به انتهای عرصه نیز اختلافات شدیدی را نشان می دهد. بنابراین شدت نفوذپذیری در ردیف اول نسبت به عرصه شاهد در حدود 50 درصد و در باند سوم در حدود 35 درصد و در کل عرصه در حدود 42 درصد کاهش داشته است. سرعت نفوذ در باند اول نسبت به عرصه شاهد در حدود 73 درصد و در باند سوم 31 درصد و در کل عرصه حدود 52 درصد کاهش داشته است. باتوجه به مقایسه مقدار رس در نقطه شاهد و عرصه پخش سیلاب باید این نکته را یادآوری شودکه رسوبات موجود در سیلاب های دشت ورامین در سطح خاک باقی می مانند و باعث تشکیل سله سطحی و حتی نفوذ این ذرات به سطوح پایین تر شده و در نفوذپذیری خاک عرصه تاثیر منفی دارد.

ناپایداری شیب در اراضی کوهستانی پرشیب، مشکل اصلی مدیران اراضی در سرتاسر جهان است. اگرچه در سالهای اخیر مدل های فرایند پایه زیادی از نوع پایه برای بررسی پایداری دامنه ها ارائه شده است ولی هیچ یک تاثیر نیمرخنیمرخ طولی دامنه و شکل پلان را با هم در نظر نمی گیرند. هدف این تحقیق ارائه یک مدل فیزیکی (فرایند پایه) هیدرولوژی برای بررسی زمین لغزش های سطحی (1-2 متر) در دامنه های طبیعی حوزه آبخیز سد ایلام است. در این بررسی در آغاز، 10 دامنه تعیین شد. سپس، تمامی متغییرهای مدل تحلیل پایداری شیب با مطالعات میدانی، آزمایشگاهی و تجزیه و تحلیل توپوگرافی دامنه ها استخراج شد و ضریب پایداری برای هر دامنه با دوره بازگشت های مختلف مشخص شد. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل تحلیل پایداری شیب در تعیین عدم پایداری در دامنه هایی که تحت تاثیر شرایط طبیعی دچار لغزش می شوند کارآیی خوبی دارد، چراکه در دامنه های لغزشی میزان ضریب پایداری با بهره گیری از مدل،کمتر از یک به دست آمده است. بنابراین، می توان نتیجه گرفت که ترکیبی از مدل های توپوگرافی و هیدرولوژی با مدل پایداری دامنه و در نظر گرفتن اثر مقاومت مکانیکی ریشه درختان می تواند به عنوان یک مدل فیزیکی برایبررسی پایداری دامنه در مناطق طبیعی مورد استفاده قرار گیرد.

تعیین مقاومت کششی ریشه گونه های مختلف گیاهی شاخص موثری به منظور گزینش گونه مناسب برای مسلح کردن خاک و تعیین تاثیر گونه های مختلف در بهبود پایداری آن می باشد. بنابراین هدف این پژوهش تعیین و مقایسه مقاومت کششی سه گونه مهم درختی جنگل های شمال ایران (راش، ممرز و انجیلی) و بررسی روابط قطر- نیروی گسیختگی و قطر- مقاومت کششی در مورد آنها می باشد. به این منظور نمونه های ریشه گونه های راش، ممرز و انجیلی از سمت بالا و پایین شیب جمع آوری و مقاومت کششی آنها با استفاده از یک دستگاه اینسترون استاندارد اندازه گیری شد. برای بررسی تفاوت مقاومت کششی بین تیمارها از آنالیز کوواریانس استفاده شد. نتایج بررسی ها نشان داد که با افزایش قطر ریشه، نیروی لازم برای گسیختن ریشه به صورت معادله توانی مثبت افزایش می یابد. نتایج بررسی قطر و مقاومت کششی نشان داد که رابطه این دو متغیر به صورت تابع توانی منفی بوده و با کاهش قطر مقاومت کششی افزایش می یابد. با توجه به نتایج بدست آمده، بزرگی a و b مربوط به معادله قطر- نیروی گسیختگی به ترتیب از راش به ممرز و انجیلی کاهش می یابد. همچنین a و b نمونه های پایین شیب از بالای شیب بزرگ تر بوده اند. در مورد معادله قطر- مقاومت کششی، بزرگترین ضریب به ترتیب مربوط به راش، ممرز و انجیلی و کوچکترین ضریب b به ترتیب مربوط به راش، انجیلی و ممرز می باشد. نتایج آنالیز کوواریانس حاکی از وجود تفاوت معنی دار بین گونه ها و پروفیل ها بوده و بیشترین و کمترین مقاومت کششی در بین گونه ها به ترتیب مربوط به راش و انجیلی بوده و همچنین ریشه های پایین قوی تر از بالای شیب هستند.

این پژوهش به منظور بررسی تاثیر گونهArtemisia sieberi  بر گونه Stipa barbata در مراتع انجدان استان مرکزی انجام شد. پس از گزینش منطقه مناسب،A. sieberi  با بیشترین درصد پوشش به عنوان گونه غالب و S. barbata به عنوان گونه همراه شناخته شد. سپس به صورت تصادفی در 30 نقطه گونه غالب A. sieberi گزینش و شمار گونه غالب و همراه آن تا فاصله 50 سانتی متری شمارش شد. پس از آن به روش تصادفی- سیستماتیک در طول 4 ترانسکت 50 متری حضور و حضور نداشتن گونه های غالب و همراه بررسی شد. همچنین با حفر پروفیل خاک در پای گونه های غالب و منطقه شاهد مجاور (بدون گونه غالب) اقدام به نمونه برداری شد. در بررسی های آزمایشگاهی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک تعیین شد. پس از تهیه داده ها تجزیه آماری با بهره گیری از نرم افزار SPSS انجام شد. نتایج نشان می دهد که تغییرات تراکم درمنه دشتی با گونه همراهS. barbata در یک جهت و همسو بوده، همبستگی بین گونه غالب و همراه آن با بهره گیری از جدول کای اسکور معنی دار و همبستگی مثبت وجود دارد. در بین ویژگی های مورد بررسی خاک رویشگاه، فقط مقدار آهک در مناطق دارای درمنه و بدون آن دارای تفاوت معنی دار بود. به طور کلی تاثیر گونه غالب درمنه دشتی بر گونه همراه S. barbata مثبت ارزیابی شد و این گونه، شرایط را برای حضور بیشتر گونهS. barbata  با توجه به پتانسیل منطقه فراهم کرده است.