مرتع و آبخیزداری
سال:1388 | دوره:62 | شماره:1 |تعداد مقالات:15

با توجه به گسترش شایان توجه A. sieberi Besser در ایران، بررسی های بیشماری به صورت محلی در مورد رویشگاه های آن صورت گرفته و ویژگی های اکولوژیکی مختلفی به عنوان عامل های موثر در استقرار این گونه بیان شده است. در این پژوهش تلاش شد بررسی جامعی در مورد دامنه اکولوژیکی این گونه و ارتباط آن با بعضی از ویژگی های رویشی گیاه صورت گیرد. به این منظور ویژگی های اقلیمی، ارتفاعی و خاکی 34 رویشگاه A. sieberi مورد بررسی قرار گرفتند و داده های پوشش گیاهی این جمعیت ها اندازه گیری شدند. برای تعیین دامنه اکولوژیکی این گونه منحنی نرمال با هیستوگرام فراوانی ویژگی های مورد بررسی ترسیم شد. جمعیت ها با بهره گیری از تجزیه خوشه ای به سه گروه تقسیم شدند و عامل های مورد بررسی بین گروه ها با بهره گیری از تجزیه واریانس مورد مقایسه قرار گرفتند. دمای میانگین سالانه، میانگین کمینه و بیشینه دما، کمینه و بیشینه مطلق دما، قطر بزرگ و کوچک تاج پوشش و ارتفاع گیاه اختلاف معنی داری در سطح احتمال 0.1 درصد، ارتفاع از سطح دریا و کربن آلی اختلاف معنی داری در سطح احتمال 1 درصد، و بارندگی سالانه، شمار روزهای بارندگی، نیتروژن، فسفر و سدیم اختلاف معنی داری در سطح احتمال 5 درصد دارند.

به کارگیری سامانه GIS، یکی از جدیدترین روش های انجام در ارزیابی اراضی و اجرای پروژه های آمایش سرزمین است. این بررسی با هدف تعیین کاربری های منطبق بر توان طبیعی سرزمین و بهبود مدیریت حوزه های آبخیز با بهره گیری از ابزار GIS در منطقه طالقان انجام پذیرفت. بر این پایه در آغاز، منابع اکولوژیک و اقتصادی - اجتماعی شناسایی و نقشه سازی شدند، داده های بدست آمده رقومی شده و به همراه دیگر داده های توصیفی برای ایجاد پایگاه داده ها به محیط GIS وارد شدند و با تجزیه و تحلیل بیش از 15 لایه اطلاعاتی واحدهای همگن زیست محیطی تعیین شد. سپس با بهره گیری از مدل تلفیقی برنامه ریری و مدیریت آبخیز (6) و در نظر گرفتن ویژگی های طبیعی و اقتصادی - اجتماعی آبخیز، تعیین اولویت بین کاربری های مجاز انجام و کاربری های بهینه پیشنهادی معرفی شدند. در پایان نیز دو نقشه آمایش سرزمین و کاربری فعلی اراضی بر همدیگر در محیط GIS همخوانی داده شدند و میزان همخوانی کاربری های مناسب و کاربری های فعلی و دقت و قابلیت سامانه GIS در تعیین کاربری های همخوانی بر توان سرزمین مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده از همخوانی دو نقشه آمایش سرزمین و کاربری فعلی اراضی بر همدیگر، نشان می دهد که 17 درصد حوزه مورد بررسی دارای کاربری بهینه و 83 درصد حوزه نیاز به تغییر کاربری دارد. همچنین نتایج بدست آمده نشان دهنده توان پایین حوزه آبخیز مورد بررسی برای توسعه روستایی (0.06 درصد از سطح حوزه) و توان بالای آن برای ایجاد و توسعه گردشگری بومی و طبیعی می باشد.

در این پژوهش رویشگاه گونه Camphorosma monspeliaca در استان چهارمحال و بختیاری مورد بررسی قرارگرفت. گونه C. monspeliaca یکی از گونه های غیر بومی در استان و انحصاری رویشگاه دوتو تنگ صیاد است که در محدوده ای به گستره 3500 هکتار پراکنش دارد. با توجه به احتمال تاثیر گونه های غیربومی بر محیط رویشی جدید، عناصر خاک در دو عمق 10-0 سانتیمتری و 30-10 سانتیمتری در سه مرحله عملیات صحرایی، آزمایشگاهی و تجزیه داده ها با نرم افزارSPSS ، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. این گونه در کل چشم انداز رویشگاه انتشار دارد و بهترین الگوی پراکنش آن در دامنه های شمالی، جنوبی و اراضی مسطح می باشد. گونه های همراه در برای های مختلف، متفاوت می باشند. نتایج نشان داد تفاوت در دو عمق معنی دار نبود ولی در توده های گیاهی مورد بررسی از لحاظ عناصر معدنی خاک تفاوت معنی داری دیده شد. اثر متقابل عمق و توده های گیاهی معنی داری نشد. از بین عناصر سدیم، پتاسیم، منیزیم، فسفر، کلسیم، نیتروژن و کربن آلی خاک؛ میانگین سدیم، منیزیم و کربن خاک در توده های همجوار در عمق سطحی (10-0 سانتیمتری) و سدیم و کربن آلی در خاک عمقی (30-10 سانتیمتری) در سه موقعیت کمترین میزان را دارد و بین توده های این گونه و توده های همجوار اختلاف معنی داری (p<0.5) وجود دارد. بنابراین می توان گفت این گونه بر سدیم خاک موقعیت رویش تاثیر می گذارد و جذب سطحی سدیم خاک درحضور این گیاه افزایش می یابد. تولید ماده آلی و افرایش لاشبرگ در پای بوته های این گونه باعث افزایش کربن می شوند. افزایش منیزیم خاک موقعیت رویش این گونه را می توان به توان رقابت یونی و جذب سطحی این عنصر درعمق سطحی (10-0 سانتیمتری) دانست. این گونه به رغم تاثیر منفی بر ویژگی های خاک با افزایش ماده آلی خاک تاثیر مثبت بر خاک می گذارد. از این گیاه به عنوان گونه ای با ارزشهای چند منظوره (دارویی، صنعتی، دامی، حفاظت خاک و فضای سبز ...) می توان در مدیریت مراتع بهره گیری نمود.

در این پژوهش با ارزیابی و تحلیل داده ها و اندازه گیری ردیاب های پرتوزا، منشا منابع آب تغذیه کننده سفره های زیرزمینی در مناطق مختلف، تعیین سهم تغذیه متمرکز و انتشاری، تفسیر نیمرخ پرتوزاهای پایدار آب در محیط غیراشباع به منظور تعیین دوره های تر و خشکسالی در دشت هشتگرد بررسی شد. نتایج بررسی نشان می دهد که به منظور بهره گیری مناسب از ردیاب های پرتوزای پایدار آب در منابع مختلف در آغاز بایستی ارتباط دو پرتوزا اکسیژن 18 و دوتریوم تحلیل شود. ارتباط بین این دو پرتوزا دارای همبستگی مناسب (2=R) و شیب خط 7.76 بود که به تقریب همانند شیب خط GMWL که معادل 8 است، می باشد. بر پایه نتایج این پژوهش، رودخانه های منطقه به دو دسته تقسیم شدند. در نمونه های دسته اول به دلیل هرزآب کم و نفوذ مناسب به طور عمده از منابع آب های زیرقشری تغذیه شده اند. در نمونه های دسته دوم به دلیل نبود امکان نفوذ، رودخانه از آب جاری شده بر روی دامنه تغذیه می شود. منابع آب های زیرزمینی در دشت هشتگرد را می توان با توجه به تحلیل عامل های آماری به سه گروه تقسیم کرد. گروه اول، نمونه هایی که دارای میزان اکسیژن 18 و دوتریم همانند بارش که به طور عمده در غرب دشت هشتگرد (در حوالی شهر نظرآباد و شهر جدید هشتگرد) و شمال شرق دشت (برغان و کردان) بودند که نشان دهنده تغذیه از راه ورودی آّب زیرزمینی و انتشاری می باشد. گروه دوم نمونه هایی، که دارای میزان مبای از پرتوزاهای پایدار را داشتند. تغذیه آنها با ترکیبی مبا از آب های سطحی و زیرزمینی است. این نمونه ها در بخش شمال مرکزی و مرکز دشت هشتگرد قرار داشتند. گروه سوم، نمونه هایی که در بخش جنوب شرقی، جنوب غربی دشت هشتگرد قرار دارد که به طور عمده از راه آب های سطحی تغذیه می شوند. با توجه به گروه بندی های بالا مشخص می شود که تغذیه دشت هشتگرد دارای دو شکل عمده تغذیه متمرکز از راه آب های ورودی زیرزمینی و سطحی (بخش شرق و غرب دشت) و تغذیه انتشاری از راه بارش (بخش مرکز و جنوب دشت) بر روی سطح دشت می باشد. بنا به بررسی های آماری مشخص شد که 77 درصد تغذیه ی سفره های زیرزمینی از راه آب های ورودی متمرکز سطحی و زیرزمینی و 23 درصد تغذیه به وسیله آب حاصل از بارش انجام می گیرد. در ارزیابی تغییر پرتوزاهای پایدار در نیمرخ های عمقی دشت هشتگرد دوره های خشک سالی در سنوات گذشته با افزایش پرتوزاها نمایان گشته است.

یکی از پیچیده ترین فرآیندهای هیدرولوژیکی فرآیند بارش-رواناب است،‏ که از پارامترسهای مختلف فیزیکی و هیدرولوژیکی تاثیر می پذیرد. در این پژوهش با بهره گیری از روش های آماری ARMAX، شبکه عصبی، عصبی-فازی (ANFIS با جداسازی خوشه ای و شبکه ای) و دو مدل بدست آمده از ترکیب آنها به منظور مدل سازی فرآیند بارش-رواناب و پیش بینی جریان رودخانه بهره گیری شد. به طوری که درآغاز ساختار بهینه هر یک از مدل ها تعیین شده و سپس با بهره گیری از مدل برگزیده اقدام به پیش بینی جریان رودخانه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که مدل های ترکیبی عملکرد بهتری نسبت به دیگر مدل های مورد آزمون به صورت جداگانه داشته و به علت غیر خطی بودن فرآیند بارش-رواناب عملکرد مدل های هوش مصنوعی بهتر از مدل های خطی ARMAX است. شایان بیان است که هر چند عملکرد همه نتایج بدست آمده از این پژوهش نشانگر قابل قبول بودن عملکرد همه مدل های مورد آزمون بود، اما به دلیل قابلیت مناسب روش ANFIS با جداسازی خوشه ای این روش برای پیش بینی جریان رودخانه و مدل سازی فرآیند بارش-رواناب قابل پیشنهاد است.

روش ماسکینگام-کونژ از روش های بسیار رایج روندیابی سیلاب است. در این روش نیازی به واسنجی مدل بر پایه سیلاب های گذشته نیست و مشخصه های روندیابی تنها بر مبنای ویژگی های فیزیکی و آبی جداگانه محاسبه می شوند. تعدیل های بیشماری به منظور افزایش دقت در چند سال اخیر برای این روش پیشنهاد شده است. در این پژوهش روش ماسکینگام-کونژ و تعدیل های مختلف آن بررسی شده و کارآیی و دقت روش ها و شماهای محاسباتی مبتنی بر این روش تعیین شده است. به منظور بررسی و ارایه قابلیت کاربرد روش های مختلف مشخصه های ثابت و متغیر ماسکینگام-کونژ در مسایل کاربردی، بیشماری از سیلاب های رودخانه کارون مورد بهره گیری قرار گرفت. به کمک روش های یاد شده هیدروگراف سیلاب ها روندیابی شده و نتایج به دست آمده با هیدروگراف های دیده شده خروجی مقایسه شده اند. همچنین نتایج روش های یادشده با نتایج بدست آمده از اجرای مدل هیدرولیکی HEC-RAS برای همان هیدروگراف ها مقایسه شده اند. نتایج این بررسی ها علاوه بر تایید کارایی روش های ساده شده روندیابی نشان داد که در شرایطی که داده های جامع مورد نیاز مدل های هیدرولیکی در دسترس نباشند کاربرد این روش ها می تواند به نتایج بسیار رضایت بخشی منجر شوند. در این پژوهش بر پایه مقایسه نتایج روش های مختلف با نتایج مدل هیدرولیکی، بهترین روش برای شرایط آزمون شده تعیین و معرفی شد.

در حوزه های آبخیز کوهستانی، ذوب برف و رواناب بدست آمده از آن سهم عمده ای در تولید جریان و تامین منابع آب دارد. مدل SRM از جمله مدل های هیدرولوژیکی است که به منظور همانند سازی و پیش بینی جریان روزانه در حوزه های کوهستانی متاثر از ذوب برف طراحی شده است. مبنای بکار گرفته شده در مدل SRM روش تجربی درجه-روز می باشد که به رغم گستردگی کاربرد آن به دلیل دارا نبودن عامل های فیزیکی همواره مورد نکوهش پژوهشگران قرار گرفته است. در این بررسی با اضافه نمودن مشخصه تابش به مدل درجه-روز آنرا به یک معادله ساده بیلان انرژی تبدیل نموده و مدل از حالت تجربی به فیزیکی تبدیل شد. برای این منظور حوزه آبخیز کرج گزینش و با آماده سازی مشخصه های لازم مدل کلاسیک SRM و مدل تابشی SRM مورد مقایسه واقع شدند. میزان تابش میانگین روزانه با بهره گیری از آلبدو، امواج با طول موج کوتاه و بلند، دمای بیشینه و کمینه روزانه و رطوبت نسبی محاسبه شد. سطوح پوشیده از برف حوضه از تصاویر سنجنده MODIS و به صورت روزانه استخراج شد. نتایج این بررسی نشان داد که ضریب تعیین داده های دیداری و برآورد شده (R2) در مدل SRM تابشی معادل 0.667 و اختلاف حجم دبی ها برابر -5.58 درصد می باشد. بدین ترتیب مدل SRM تابشی همبستگی دبی های دیداری و همانند سازی شده را نسبت به مدل SRM کلاسیک به میزان 9.3 درصد بهبود بخشید.

تغییرهای اقلیمی جهان و چرخه عمومی جو تحت تاثیر پدیده های بزرگ مقیاسی است که درسطح آب های آزاد جهان رخ می دهد. بسیاری از این پدیده ها که به سیگنال های بزرگ مقیاس اقلیمی معروف اند، از بیش از یک قرن پیش شناخته شده بودند. سیگنال های نام برده به طورمعمول با بهره گیری از شاخص هایی مانند فشار و دمای سطح آب اقیانوس ها محاسبه می شوند. به منظور بررسی امکان بهره گیری از مدل های آماری برای پیش بینی بارش سالیانه بر پایه الگوهای سینوپتیکی پیوند از دور، منطقه خراسان بزرگ شامل سه استان خراسان شمالی، خراسان جنوبی و خراسان رضوی گزینش شد. پس از بررسی های لازم و تکمیل خلاهای آماری، شمار 37 ایستگاه همدیدی، اقلیم شناسی و باران سنجی زیر پوشش سازمان هواشناسی کشور، گزینش و آزمون همگنی ران تست بر روی داده های بارش این ایستگاه ها انجام شد. در مرحله پس، در محیط نرم افزار Arc GIS، دوره زمانی بارش میانگین منطقه ای به روش مدل رقومی ارتفاعی محاسبه شد. با بهره گیری از روابط همبستگی به دست آمده بین بارش میانگین منطقه ای و سیگنال های هواشناسی شاخص در بازه های زمانی مختلف، مدل های آماری برای پیش بینی بارش سالیانه (دسامبر تا می) بهره گیری شده است. نتایج نشان می دهد مدل های آماری می توانند برای پیش بینی بارش به طور موفقیت آمیزی بهره گیری شوند. در این میان، ریشه میانگین مربعات خطا برای مدل گام به گام ورود متغیرها 49 میلی متر به دست آمد.

با مطالعه روابط بین خاک و گیاه می توان به ویژگی هر یک دست یافت و از آنها برای مدیریت بهینه و منطبق بر اصول اکولوژیک استفاده نمود. هدف از این مطالعه بررسی تاثیر خصوصیات خاک بر رشد گیاه زرد تاغ (Haloxylon persicum) و شناسایی عوامل خاکی محدود کننده رشد این گیاه می باشد. مطالعه به شیوه نمونه برداری تصادفی طبقه بندی شده انجام شد و 3 ایستگاه مطالعاتی در منطقه چوپانان نایین شامل؛ تاغزار دست کاشت انبوه، دست کاشت تنک و منطقه شاهد (فاقد تاغ) انتخاب گردید. سپس تعداد 6 پایه زرد تاغ در هر ایستگاه مطالعاتی انتخاب و شاخص های گیاهی ارتفاع، سطح تاج پوشش، محیط تاج پوشش، بزرگترین و کوچکترین قطر تاج، قطر متوسط تاج ، قطر یقه و محیط یقه اندازه گیری شد. همچنین 9 پروفیل خاک (در هر ایستگاه 3 پروفیل) حفر گردید و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک شامل؛ pH، EC، SP، مجموع کلسیم و منیزیم محلول، کلرور، کربنات و بی کربنات، سولفات، درصد سنگریزه، درصد آهک، درصد گچ، درصد ماده آلی، درصد سیلت، درصد رس، درصد شن، فسفر قابل جذب، سدیم و پتاسیم محلول، CEC، SAR، ESP، PSS، PSW و TDS اندازه گیری و داده ها به روش اردیناسیون آنالیز شد. نتایج نشان داد که نمونه های هم سن تاغ دارای اختلاف بسیار زیادی در شاخص های گیاهی هستند و خصوصیت فیزیکی بافت خاک و خصوصیات شیمیایی خاک نظیر ماده آلی، فسفر قابل جذب، ظرفیت تبادل کاتیونی، شوری و درصد آهک و درصد گچ بیشترین اثر را بر شاخص های گیاهی زرد تاغ دارند.

انتقال عناصر غذایی محلول و رسوب ها به آبهای پذیرنده به علت تغییر کاربری و چرای بیرویه در مراتع به یک چالش زیست محیطی بزرگ تبدیل شده است. در این پژوهش اثر تخریب پوشش گیاهی مرتعی بر هدررفت فسفر کل و محلول در رواناب، میزان هدررفت فسفر مرتبط با هر یک از اجزای رسوب و همچنین تاثیر مدت بارندگی بر غلظت فسفر محلول در رواناب در زیر حوضه سولگان با بهره گیری از باران ساز بررسی شد. میزان تولید رواناب و رسوب و هدررفت فسفر محلول و همراه رسوب ها در کاربری های دیمزار و مرتع با پوشش ضعیف نسبت به مرتع با پوشش به نسبت خوب بسیار بیشتر بود. با کاهش پوشش گیاهی، سهم فسفر همراه رسوب خارج شده از قطعه کوچک آزمایشی بیشتر شد. بیشترین میزان هدررفت فسفر محلول و همراه رسوب ها به ترتیب در دو کاربری مرتع با پوشش گیاهی ضعیف (16.4 میلی گرم در متر مربع) و دیمزار (301.3 میلی گرم در متر مربع) دیده شد. غلظت فسفر محلول در رواناب با گذشت زمان و افزایش شدت رواناب در همه کاربری ها به طور معنی داری کاهش یافت. میزان هدررفت فسفر کل مرتبط با ذرات رس در دیمزار و مرتع تخریب شده به ترتیب 10.9 و 3.3 برابر نسبت به مرتع با پوشش به نسبت خوب بیشتر بود. نتایج این پژوهش نشان داد که تخریب پوشش طبیعی مراتع باعث افزایش قابل توجهی در انتقال فسفر محلول و ذرات غنی از فسفر از سطح حوضه های آبخیز می شود. ته نشینی این ذرات در مخزن آبهای سطحی و در بستر رودخانه ها منجر به آزادسازی فسفر این ذرات به درون آبها و ایجاد شرایط مساعد برای یوتروفیکاسیون می شود.

در این مقاله کاربرد GIS برای تعیین مشخصه ها و ترکیب های آنها درمدل فیزیکی هیدرولوژیکی بارندگی-رواناب تشریح شده است. در یک حوزه آبخیز ناهمگنی خاک و پوشش گیاهی را می توان با توزیع نفوذپذیری و ظرفیت ذخیره رطوبتی خاک که با هم پوشانی نقشه های خاک و ویژگی های کاربری زمین بدست آید مشخص نمود. این توزیع به منظور ملاحظه توزیع غیر خطی اشباع حقیقی سطح خاک با توجه به اثرگذاری آن در تولید بارش مازاد (رواناب موثر) و تراوش در طول یک رگبار بارندگی درحوزه آبخیز کاربرد دارد. تعیین مشخصه های ترکیب های مدل نفوذپذیری توسط GIS به طور موفقی در حوزه آبخیز کچیک انجام شده است. به منظور دستیابی به داده های مورد نیاز نقشه ساده دیجیتالی خاک حوزه به سلول های 1×1 کیلومتری تقسیم بندی شده و با نقشه کاربری اراضی به منظور برآوردتوزیع مکانی مشخصه های مدل نفوذپذیری که شامل بیشینه و کمینه نفوذپذیری و ظرفیت رطوبت پذیری خاک در حد اشباع (fo،fc  و Sm)،ضریب های مدل (K1،  K2،K3 و K4) و بارش مازاد می باشد ترکیب شده است. نتایج کاربرد مدل نشان می دهد که ارتباط بین بارندگی - رواناب در طول یک رگبار بارندگی با کاربرد روش GIS و با توجه به ویژگی های حوزه آبخیز و ناهمگنی مکانی آن تولید جدیدی از مدل هیدرولوژیکی در مقیاس کوچک و بزرگ و قابل گسترش در حوزه آبخیز می باشد.