مرتع و آبخیزداری
سال:1392 | دوره:66 | شماره:4 |تعداد مقالات:15

این مطالعه با هدف بررسی تاثیر تاج پوشش درخت کنار (Ziziphus spina-christi) در ویژگی های بانک بذر (تراکم و تشابه بانک بذر خاک با پوشش روزمینی) در دو منطقه با خاک متفاوت (شور و قلیا، قلیایی) انجام شد. در این مطالعه تعداد 20 پلات در زیر درخت کنار و 20 پلات در فضای باز اطراف هر منطقه مستقر گردید. نمونه برداری خاک از دو عمق 5-0 و 10-5 سانتی متری در هر پلات صورت گرفت. مقایسه تراکم بانک بذر و تشابه آن با پوشش گیاهی روزمینی هر یک از اعماق خاک زیر تاج پوشش درخت کنار با فضای باز اطراف آن در هر منطقه با استفاده از آزمون تی استیودنت با نمونه های وابسته انجام شد. برای مقایسه خصوصیات بانک بذر بین دو منطقه (شور و قلیا، قلیایی) از آزمون تی استیودنت با نمونه های مستقل استفاده شد. نتایج نشان داد که در هر دو منطقه تراکم بانک بذر عمق 5-0 سانتی متری به طور معنی داری بیشتر از عمق 10-5 سانتی متری بود. همچنین، تراکم بانک بذر خاک هر دو عمق منطقه شور و قلیا بیشتر از منطقه قلیایی بود. تشابه بانک بذر خاک با پوشش روزمینی فقط در عمق 5-0 سانتی متری زیر تاج پوشش بین دو منطقه اختلاف معنی داری داشت. همچنین، تراکم بذور زیر تاج پوشش در دو منطقه بیشتر از فضای باز اطراف آن بود. تاج پوشش گیاهان چوبی در هر دو منطقه نقش بارزی در حفظ بانک بذر خاک ایفا کرد. حفظ تک درختان در مناطق خشک، به عنوان عاملی موثر در حفظ بانک بذر، ضروری است.

خشک سالی پدیده ای است که برای پیش بینی آن نمی توان از مدل مشخصی استفاده کرد. بر این اساس، محققان تلاش می کنند با استفاده از مدل های پیشرفته دقت پیش بینی ها را افزایش دهند. در این زمینه، مدل های استوکاستیک خطی، شبکه عصبی مصنوعی، و مدل های هیبرید می توانند در دقت پیش بینی مفید باشند. تحقیق حاضر به بررسی کارایی مدل های اتورگرسیو میانگین متحرک تجمعی (ARIMA)، شبکه عصبی مصنوعی مستقیم (DMSNN)، شبکه عصبی مصنوعی چندگامی بازگشتی (RMSNN)، مدل هیبرید آریما- شبکه عصبی مصنوعی چندگامی مستقیم (HSNNDM)، و مدل هیبرید آریما- شبکه عصبی مصنوعی چندگامی بازگشتی (HSNNRA) در پیش بینی خشک سالی هیدرولوژی در دو مقیاس زمانی ماهانه و فصلی می پردازد. شاخص استاندارد شده جریان (SDI) به عنوان نمایه جریان و شاخص پیش بینی شونده در حوزه آبخیز کرخه انتخاب شد. نتایج این پژوهش نشان می دهد مدل هیبرید شبکه عصبی مستقیم- آریما (HSNNDA) نسبت به سایر مدل ها دارای عملکرد بهتری در پیش بینی SDI است و همچنین کارایی مدل در پیش بینی ماهانه بهتر از مقیاس فصلی است.

روش های زمین آماری، به دلیل در نظر گرفتن همبستگی مکانی داده ها، از اهمیت زیادی در بررسی های مربوط به پراکنش داده های زمینی برخوردارند. در این تحقیق ارزیابی کارایی روش های زمین آمار و ارائه قابلیت های آن در مطالعه برخی خصوصیات خاک (مقدار شن، مقدار سولفات، و هدایت الکتریکی) در جامعه مهم گیاهی قره داغ در منطقه کویر میقان اراک مطالعه شد. نخست بر روی نقشه منطقه در جامعه گیاهی قره داغ، با توجه به وسعت آن، 98 نقطه شبکه بندی شد، به طوری که نقاط برداشت پوشش گیاهی هم در قالب این شبکه گنجانده شود. پس از پیداکردن نقاط به وسیله GPS، در هر نقطه از خاک در عمق های 20-0 و 100-20 سانتی متری خاک نمونه برداری شد و خصوصیات مورد مطالعه آن ها بررسی شد. سپس، با استفاده از تحلیل نیم تغییرنما، مدل گوسن با ضریب تشخیص بالاتر از 0.95 بهترین مدل تجربی برای ویژگی های خاک انتخاب شد. از بین روش های کریجینگ معمولی، ساده، و IDW روش کریجینگ معمولی بهترین نتایج را در معیارهای ارزیابی متقاطع (خطای مربعات میانگین و خطای متوسط) نشان داد. روش کریجینگ از صحت پیش بینی بالاتری نسبت به سایر روش ها برخوردار است. در نهایت، تخمین مکانی ویژگی های خاک با کاربرد روش کریجینگ معمولی انجام شد.

شبیه سازی روابط بارش- رواناب کانون اصلی توجه تحقیقات هیدرولوژی در دهه های گذشته بوده و مدل های زیادی برای این منظور پیشنهاد شده است. انتخاب مدل به هدف از مدل سازی و اطلاعات در دسترس بستگی دارد. در این مطالعه، عملکرد نسبی دو مدل یکپارچه و مفهومی تانک و SIMHYD مقایسه شد. در هر دو مدل ذکرشده محدوده تغییرات پارامترها زیاد است؛ در نتیجه، استفاده از روش سعی و خطا برای بهینه سازی پارامترها مشکل و وقت گیر است. بنابراین، واسنجی این دو مدل به صورت خودکار و با استفاده از الگوریتم ژنتیک در حوزه آبخیز چهل چای، از زیرحوزه های حوزه آبخیز گرگان رود، انجام گرفت. برای واسنجی و اعتبارسنجی خودکار به ترتیب از داده های روزانه دبی در دوره زمانی 1992-1996 و دوره زمانی 2002-2005 استفاده شد. نتایج این مطالعه با استفاده از شاخص های آماری ضریب ناش- ساتکلیف و RMSE تجزیه و تحلیل شد. این ضرایب برای دوره واسنجی مدل تانک به ترتیب 0.599 و 0.821 و برای دوره اعتبارسنجی به ترتیب 0.566 و 0.522 است. همچنین، این ضرایب برای دوره واسنجی مدل SIMHYD به ترتیب 0.602 و 0.819 و برای دوره اعتبارسنجی آن به ترتیب 0.617 و 0.490 محاسبه شد. نتایج آماری و گرافیکی دو مدل نشان می دهد که کارایی مدل SIMHYD از مدل تانک بهتر است.

ارزیابی تنوع و غنای گونه ای به درک صحیح کارکرد اکوسیستم، حفظ و حراست ذخایر ژنی، بررسی و کنترل تغییرات محیطی، و موفقیت یا عدم موفقیت برنامه های مدیریت منابع طبیعی کمک می کند. چرای بی رویه و بدون برنامه دام یکی از شایع ترین و شاید مهم ترین عامل تخریب مراتع و کاهش تنوع و غنای گونه ای است. با توجه به نقش و اهمیت چرای دام در تغییرات کمی و کیفی پوشش گیاهی، تحقیق حاضر به مطالعه اثر شدت چرا در سه سایت مرجع (قرق)، کلید، و بحرانی بر روی تنوع و غنای گونه ای با فرم های رویشی مختلف در مراتع ییلاقی دامنه جنوبی قله دماوند پرداخته است. در هر واحد (سایت) نمونه برداری در طول 3 ترانسکت 150 متری انجام گرفت. در طول هر ترانسکت، 15 پلات با ابعاد یک متر مربع و در فاصله 10 متری از هم قرار گرفت و در هر پلات نوع و تعداد گونه های گیاهی موجود و درصد و تعداد پایه آن ها یادداشت شد. برای ارزیابی شاخص های عددی تنوع و غنای گونه ای از نرم افزار Past استفاده شد و شاخص های تنوع سیمپسون، شانون- واینر و غنای منهنیک و مارگالف محاسبه گردید. تجزیه و تحلیل داده ها در محیط نرم افزار SPSS18 انجام شد و مقایسه شاخص های مختلف تنوع و غنا بین مناطق با شدت های چرایی مختلف توسط آزمون چنددامنه ای دانکن صورت پذیرفت. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که با افزایش فشار چرا از تنوع و غنای گونه های فورب و گراس کاسته شد و بوته ای ها افزایش یافتند، به گونه ای که در منطقه مرجع، فورب ها و گراس ها دارای بیشترین و بوته ای ها دارای کمترین تنوع و غنا بودند، این در حالی است که به دلیل مدت استفاده و تکرار چرا در منطقه بحرانی گونه های بوته ای دارای بیشترین تنوع و غنا بوده و از تنوع گونه های فورب و گراس به شدت کاسته شده است. به طور کلی، در منطقه مورد بررسی، با افزایش فشار چرای دام شاهد کاهش تنوع و غنای گونه ای هستیم که، به دلیل تاثیرات منفی آن در پایداری اکوسیستم، بهره برداران، مدیران، و کارشناسان مرتع باید بدان توجه کنند.

درک جامع و درست رفتار چرایی دام ها در به حداکثر رساندن محصولات دامی کمک می کند. علاوه بر این، شناخت خوب رفتار چرایی دام ها این امکان را می دهد تا آثار دام ها را در مراتع پیش بینی و در نهایت، بتوانیم چرای دام ها را به بهترین شکل مدیریت کنیم. همچنین، با شناخت رفتار چرایی دام های مختلف می توان در جهت استفاده بهینه از علوفه مراتع به راه حل هایی دست یافت و از کاهش تولیدات دامی و کاهش درآمد دامداران جلوگیری کرد. بدین منظور، طرح رفتار چرایی گاو دورگه در مرتع تزخراب ارومیه اجرا شد. شاخص های لازم برای تفسیر رفتار چرایی دام عبارت بود از طول مسافت طی شده در روز، مسیر حرکت دام در مرتع، سرعت حرکت دام (میانگین حداکثر و حداقل)، زمان صرف شده برای استراحت، زمان صرف شده برای حرکت، و سیستم چرای اعمال شده. برای تعیین رفتار یا سیکل چرای دام از دستگاه موقعیت یاب جغرافیایی (GPS) استفاده شد. نتایج نشان داد در بین سال ها، شاخص های مسافت طی شده در طول روز، زمان صرف شده برای چرا، و زمان صرف شده برای استراحت در سطح 1 درصد و شاخص میانگین سرعت در سطح 5 درصد اختلاف معنی دار دارند. علاوه بر این، در ماه های تحت بررسی (اردیبهشت، خرداد، تیر، مرداد، شهریور، و مهر) همه شاخص های بررسی شده در ماه های مختلف در سطح 1 درصد دارای اختلاف معنی دار بودند. این مطالعه نشان داد عوامل محیطی، از قبیل تغییرات فصلی و، در نتیجه، تغییرات دمایی ناشی از آن، یکی از عوامل مهم موثر در رفتار چرایی دام هاست.

شاخص RDI از برازش توزیع لوگ نرمال بر مقادیر نسبت بارندگی (P) به تبخیر و تعرق پتانسیل (ETo) در هر بازه زمانی دلخواه به دست می آید. در این شاخص مقدار ETo از روش ترنت وایت (Th) و بر اساس دمای میانگین محاسبه می شود. روش Th مقدار ETo را در مناطق خشک و نیمه خشک کمتر از مقدار واقعی تخمین می زند. همچنین، در برخی از مناطق ممکن است توزیع لوگ نرمال نتواند مناسب ترین توزیع بر مقادیر نسبت بارندگی به ETo برازش یابد. در این تحقیق، به منظور ارزیابی تاثیر دو محدودیت فوق بر شاخص RDI، از آمار پارامترهای هواشناسی هشت ایستگاه سینوپتیک کشور طی سال های 1958 تا 2007 میلادی استفاده شد. نخست، مقادیر شاخص RDI بر اساس توزیع لوگ نرمال و روش Th محاسبه شد (RDI(Th)). سپس، مقادیر ETo از روش منتخب (بر اساس بهترین معادله تجربی در شرایط مختلف کمبود پارامترهای هواشناسی) برآورد شد و شاخص RDI با عنوان  RDI(Select)محاسبه گردید. همچنین، با برازش توابع توزیع مختلف بر مقادیر نسبت بارندگی به ETo سالانه مناسب ترین تابع توزیع بر اساس آماره کولموگروف- اسمیرنوف (KS) انتخاب شد و با استفاده از اصل انتقال هم احتمال مقادیر شاخص RDI با عنوانRDI(Th) * استخراج گردید. بررسی وضعیت خشک سالی بر اساس شاخص های RDI(Select) وRDI(Th) * در مقایسه با RDI(Th) نشان داد که رفع هر یک از محدودیت های ذکرشده می تواند به تغییر در تعداد فراوانی و شدت هر یک از وضعیت های مختلف رطوبتی در شاخص RDI منجر شود. بنابراین، با برآور ETo از روش منتخب و استفاده از مناسب ترین تابع توزیع برازش یافته بر مقادیر نسبت بارندگی به ETo، به کمک اصل انتقال هم احتمال، شاخص RDI(Th) به شاخص *RDI(Select) اصلاح شد.

این مطالعه با هدف بررسی اثر چرای دام در خصوصیات بانک بذر خاک (تراکم، تنوع، و غنای گونه ای) در علفزارهای البرز شمالی (حوزه واز) انجام شد. به منظور برداشت نمونه های خاک، 4 ترانسکت عمود بر اضلاع قرق در داخل و خارج مستقر گردید و نمونه های خاک از دو عمق 5-0 و 10-5 سانتی متری به وسیله اوگر برداشت و به گلخانه منتقل گردید و در بستر مناسب کشت داده شد. گونه هایی که از بانک بذر جوانه می زدند هر 12 روز یک بار شناسایی و حذف می شدند. برای بررسی تاثیر چرا و عمق و همچنین اثر متقابل آن ها در خصوصیات بانک بذر خاک از  GLM(طرح فاکتوریل) استفاده شد. در مواردی که اثر متقابل چرا و عمق معنی دار می شد، از آزمون t غیرجفتی برای مقایسه هر یک از خصوصیات بانک بذر در هر یک از عمق های خاک بین منطقه چراشده و نشده استفاده شد. همچنین، برای مقایسه هر یک از خصوصیات بذر خاک بین دو عمق از آزمون  tجفتی استفاده گردید. نتایج نشان داد قرق طی یک دهه تاثیر معنی داری در خصوصیات بانک بذر خاک گذاشته است و تراکم، تنوع، و غنای گونه ای بانک بذر خاک در منطقه قرق به طور معنی داری بیشتر از منطقه چراشده بود. همچنین، تمامی خصوصیات بانک بذر عمق سطحی خاک به طور معنی داری بیشتر از عمق پایینی بود. نتایج این تحقیق نشان داد که برای اصلاح و احیای نقاط تخریب یافته در این مرتع، که به سبب چرا اتفاق افتاده، می توان بر بذور مدفون شده در خاک تکیه نمود.

در تعیین شایستگی مرتع برای هر نوع کاربری باید به قابلیت ها و ظرفیت های موجود اکوسیستم مرتع، با هدف حفاظت پایدار، توجه شود. هدف از این تحقیق شناخت قابلیت ها و استعدادهای مراتع حوضه آبخیز سرداب- سیبک و ارزیابی و تعیین طبقات شایستگی مراتع منطقه برای کاربری چرای گوسفند است. بدین منظور، مدل شایستگی استفاده چرایی دام (گوسفند) با استفاده از روش پیشنهادی فائو تعیین و برای تلفیق لایه های اطلاعاتی در کلیه مراحل این تحقیق از محیط GIS استفاده شد. در این تحقیق، سه معیار حساسیت خاک به فرسایش، منابع آب، و تولید علوفه برای تعیین شایستگی نهایی مرتع در نظر گرفته شد. برای تعیین شایستگی از نظر حساسیت خاک به فرسایش از مدل MPSIAC استفاده شد. به منظور بررسی منابع آب پارامترهای کمیت، کیفیت، و دسترسی به منابع آب استفاده شد. از نظر مدل تولید علوفه نیز شاخص نسبت علوفه قابل دسترس دام از کل علوفه تولیدی در هر تیپ گیاهی بررسی شد. نتایج حاصل از مدل نهایی نشان داد که 95.99 درصد (17610.48 هکتار) در کلاس شایستگی کم (S3) و 4.01 درصد (736.45 هکتار) در کلاس شایستگی متوسط (S2) قرار گرفت،و هیچ سطحی از مراتع منطقه در کلاس شایستگی خوب (S1) و غیر شایسته (N) قرار نگرفت. بر اساس این بررسی، مهم ترین عامل موثر در کاهش شایستگی مراتع منطقه کمبود میزان علوفه در دسترس دام، به دلایلی از قبیل تولید ناچیز گیاهان کلاس های I و II، پایین بودن درصد خوش خوراکی، و حد بهره برداری مجاز، است. با توجه به جمعیت فعلی دام موجود در مراتع منطقه (22170 واحد دامی در طول فصل چرا) و ظرفیت چرای محاسبه شده (15989 واحد دامی) و همچنین با توجه به روند تخریب شدید در اثر چرای مفرط، به کارگیری روش مرتع داری، که محدودیت بیشتری برای مصرف علوفه توسط دام ایجاد می کند، می تواند در صورت عملیاتی شدن به بهبود وضعیت مراتع منطقه کمک کند.

شوری خاک یکی از عوامل مهم محدودکننده رشد گیاهان و تخریب اراضی است، لیکن مشاهدات زمینی برای تعیین شوری خاک بسیار زمان بر و پر هزینه است. کاربرد مدل های پیش بینی و برآورد شوری خاک به کمک مدل های آمار مکانی در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) در مقایسه با آمار کلاسیک، با توجه به فرایند پیچیده آن، مناسب و نسبتا ارزان است. در این پژوهش با استفاده از داده های هدایت الکتریکی خاک به دست آمده از 236 نقطه در دشت گرمسار به بررسی رابطه همبستگی بین مقادیر هدایت الکتریکی با 27 متغیر به دست آمده از تصاویر ماهواره ای لندست (شامل شاخص های پوشش گیاهی، شاخص شوری، باندهای 1 تا 7 ماهواره، شاخص مولفه های اصلی، و شاخص انتقال طیفی) اقدام گردید. به کمک روش تحلیل عاملی و شاخص شباهت در برنامه SPSS متغیر ها به سه دسته تقسیم شد و بر اساس بالاترین ضریب همبستگی (0.58 و 0.60)، دو مدل به منظور پیش بینی شوری و تهیه نقشه هدایت الکتریکی خاک اشتقاق گردید. به موازات این کار، مدل های تخمینگر به منظور تهیه نقشه شوری از اطلاعات نقاط نمونه برداری شده در محیط ArcGIS با استفاده از مدل آمار مکانی رگرسیون حداقل مربعات معمولی (OLSR) اشتقاق و نقشه خطای تخمین با استفاده از شاخص Morans تهیه شد. نتایج نشان داد میزان دقت مدل های به دست آمده از روش OLSR با مدل های حاصل از روش های آمار کلاسیک یکسان است. مزیت استفاده از روش های آمار مکانی ارائه نقشه مقادیر تخمینی شوری و توزیع مکانی خطای تخمین است. بر این اساس، مدل های آمار مکانی، افزون بر داشتن دقت مناسب، به دلیل ارائه نقشه پراکنش نقاط، نقشه خطا، و عدم نیاز به تبادل اطلاعات بین نرم افزارهای مختلف نسبت به آمار کلاسیک برتری دارند.

بارش یکی از مهم ترین عوامل تاثیرگذار در تغییرات پوشش گیاهی، به خصوص در اکوسیستم های خشک و نیمه خشک، است. با توجه به اینکه چگونگی شرایط رطوبتی خاک در تغییرات گیاهان بسیار تاثیرگذار است، پایش خشک سالی و تغییرات پوشش گیاهی از مهم ترین ابزارهای مدیریتی در این اکوسیستم هاست. امروزه، از تصاویر ماهواره ای به عنوان روشی نسبتا کم هزینه و سریع برای مطالعه پوشش گیاهی در مقیاس های متفاوت استفاده می شود که با بررسی خصوصیات طیفی گیاهان تغییرات آن ها ارزیابی می گردد. این مطالعه با هدف بررسی و پایش تغییرات پوشش گیاهی در 4 تیپ مرتعی و یک تیپ جنگلی بین سال های 1376-1388 در بخشی از جنوب اصفهان و جنوب شرقی استان چهارمحال و بختیاری انجام شد. با استفاده از روش نمونه برداری زمینی درصد تاج پوشش گیاهی در تیپ های گیاهی مختلف با استفاده از روش قدم نقطه در 10 سایت نمونه برداری در هر تیپ گیاهی (6000 نقطه در هر تیپ گیاهی) انجام شد. سپس، با استفاده از آنالیز همبستگی امکان استفاده از داده های ماهواره ای اخذشده از یک تصویر سال 1388 ماهواره لندست برای مطالعه پوشش گیاهی مناطق مورد مطالعه بررسی شد. برای پایش تغییرات پوشش گیاهی، تعداد 12 سری تصاویر لندست مربوط به دوره نیمه اول خرداد سال های 1376-1388 برای محاسبه شاخص NDVI تهیه شد. بر اساس نتایج، شاخص NDVI در سال 1388 همبستگی معنا داری با تاج پوشش گیاهی در کلیه تیپ های مورد مطالعه داشت. بررسی تغییرات تاج پوشش گیاهی نشان داد که میزان تاثیرات بارش در تیپ های مورد مطالعه، بسته به فرم رویشی و شرایط اکولوژیکی مناطق مورد مطالعه، با یکدیگر متفاوت است، به طوری که پوشش گیاهی در مناطق مرتعی بیشترین همبستگی را با بارش فصل بهار و در منطقه جنگلی با بارش سالیانه داشت. همچنین، در مناطق مرتعی نیز تاثیرات بارش، بر حسب نوع گونه گیاهی غالب، متفاوت بود. در این منطقه بیشترین همبستگی میان بارش و تغییرات شاخص گیاهی در تیپ علفزار دیده شد که نشان دهنده کارایی شاخص NDVI در ارزیابی آثار و مدیریت خشک سالی است.

به دلیل وجود مشکلات زیاد در کاربرد روش های سنتی، روش انگشت نگاری یا منشایابی، که بر استفاده از خصوصیات فیزیکی، ژئوشیمیایی، و آلی رسوب و منابع رسوب متکی است، به عنوان روشی جایگزین و مناسب برای تعیین منابع اصلی رسوب و اهمیت نسبی آن ها، مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این تحقیق، با استفاده از این روش، نخست ترکیبی از ویژگی های متمایزکننده، که منابع رسوب را دقیق و واضح جدا کنند، انتخاب شد. این ترکیب در زیرحوضه های مختلف حوضه خور و سفیدارک واقع در شهرستان ساوجبلاغ استان البرز تعیین شد و سهم هر واحد سنگی در تولید بار معلق محاسبه گردید. با تهیه نقشه سنگ شناسی، واحدهای سنگ شناسی حوضه به عنوان منابع رسوب در نظر گرفته شد و رسوبات پشت سازه های آبخیزداری به عنوان مناطق رسوب گذاری. غلظت 9 عنصر ژئوشیمیایی برای مواد با قطر کمتر از 62.5 میکرون اندازه گیری شد. سپس، بعد از اطمینان از نبود داده های پرت و بررسی آزمون های تجزیه واریانس یک طرفه و کولموگروف - اسمیرنوف، از روش تحلیل تشخیص برای انتخاب ترکیب مناسب نهایی استفاده شد. از میان عناصر انتخابی، عنصر Ca مهم ترین عنصر در جداسازی واحد های سنگ شناسی بود. در نهایت، اهمیت نسبی هر واحد سنگ شناسی نسبت به تولید رسوب معلق محاسبه شد که نشان داد سازند های شمشک و زاگون بیشترین سهم را در تولید بار معلق منطقه دارند.