پژوهش های آبخیزداری
سال:1389 | دوره:23 | شماره:4 (پیاپی 89) |تعداد مقالات:10

در کشاورزی به طور معمول از درجه روز رشد تجمعی به منظور پیش بینی نمو محصولات، طبقه بندی گونه ها و هیبریدها از نظر تاریخ رسیدن محصول و ارزیابی اقلیم منطقه برای تعیین شایستگی محصول استفاده می شود، اما رابطه بین درجه روز رشد تجمعی و نمو فنولوژیکی گونه های مرتعی کمتر مورد توجه قرار گرفته است. این فرضیه که نمو فنولوژیکی گونه ها در ارتباط با درجه روز رشد تجمعی است و ارتباط مذکور در تمام محیط ها مقداری ثابت است، در این تحقیق مورد آزمایش قرار گرفته است. این پژوهش در دو ایستگاه شهید حمزوی و سد زاینده رود بر روی گونه  Bromus tomentellusانجام شده است. یکی از مهمترین گام ها در طراحی سیستم درجه - روز رشد، تعیین درجه حرارت پایه است. بدین منظور بذر گیاهان در محیطی کنترل شده در درجه حرارتی ثابت (10، 15، 20 و 25 درجه سانتی گراد) و فتوپریودی ثابت کشت شد و سرعت نمو به صورت تابعی از درجه حرارت تعیین گردید. بهترین خط حاکم بین درجه حرارت و سرعت نمو برازش شده و نقطه ای از خط مذکور که با محور درجه حرارت برخورد کرد را به عنوان درجه حرارت پایه در نظر می گیرند که برای گونه های مختلف متفاوت است. تجزیه رگرسیون، رابطه خطی بسیار معنی داری بین سرعت نمو و دما برای گونه مورد مطالعه نشان می دهد (P=0.01). درجه - روز رشد نیز از تفاضل میانگین درجه حرارت روزانه از دمای پایه محاسبه شد. با جمع درجه - روزهای حادث شده در طی یک دوره مشخص، مقدار درجه - روز رشد لازم برای رسیدن یک گیاه به هر مرحله ای از نمو فنولوژیکی مشخص گردید. نتایج نشان می دهد که مراحل فنولوژیکی گیاهان با استفاده از درجه - روز رشد قابل پیش بینی است. تعیین رابطه بین مراحل فنولوژیکی گیاهان و درجه - روز رشد در بکارگیری اصول مدیریت چرا، خصوصا در تعیین آمادگی مرتع و مدل سازی رشد و مدیریت بسیار سودمند خواهد بود.

پیش بینی بارش، به عنوان یکی از مهم ترین متغیرهای اقلیمی در حوزه مدیریت منابع آب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از طرفی، وجود رابطه های غیرخطی پیچیده در معادلات حاکم، مدل سازی بارش را امری مشکل نموده است از اینرو امروزه محققین با ابداع روش های مستقل از مدل های دینامیکی سیستم، در جستجوی راه هایی به منظور شناخت و پیش بینی بهتر متغیرهای مهم هواشناسی از جمله بارش می باشند. یکی از این روش ها، شبکه های عصبی مصنوعی است که از مولفه های هوش مصنوعی محسوب می شود. در این تحقیق، پیش بینی بارش روزانه به کمک شبکه های عصبی مصنوعی صورت گرفته است. برای این منظور از اطلاعات بارش روزانه 23 سال آماری (1383-1361) ماه مارس به عنوان ماه مرطوب و ماه های می و دسامبر به عنوان دو ماه متوسط از نظر رطوبتی، در ایستگاه سینوپتیک مشهد استفاده شده است. از مجموع 713 داده بارش، 580 داده برای آموزش و آزمون حین آموزش و بقیه داده ها برای صحت سنجی مدل ها استفاده شد. شبکه عصبی مورد استفاده، شیوه ای جدید از شبکه پرسپترون پیشخور سه لایه با پس انتشار خطا می باشد که از الگوریتم کاهش گرادیان به منظور آموزش آن استفاده شده است. در این رابطه، پس از بررسی و آزمون و خطای بسیار، دو توپولوژی GS 521 و GS 651 برای ماه مارس، GS 541 و GS 681 برای ماه می و GS 571 و GS 631 برای ماه دسامبر، بر اساس مناسب ترین پارامترها برای شبکه های عصبی انتخاب شد. بدین منظور، از امکانات و توابع موجود در محیط برنامه نویسی نرم افزار  MATLAB، بهره گرفته شد. ضریب همبستگی (R)، میانگین مجذور مربعات خطا (RMSE) و میانگین خطای مطلق (MAE)، در بهترین مدل ها به ترتیب برای ماه مارس، 0.89، 0.14 و 1.15 میلی متر، برای ماه می 0.85، 0.14 و 1.16 میلی متر و برای ماه دسامبر 0.86، 0.15 میلی متر و 1.17 میلی متر به دست آمده است که نشان از برآورد و شبیه سازی مناسب مدل ها دارد.

از مهم ترین ویژگی های مناطق خشک تاثیر باد و فرسایش بادی می باشد که روند بیابانزایی را تشدید می کند. یکی از منابع اصلی فرسایش و برداشت ماسه در مناطق بیابانی، مزراع می باشند. از دیگرسو بادشکن تاثیر زیادی در کاهش سرعت باد و ایجاد میکروکلیما در پشت و جلو بادشکن دارد. دشت حسین آباد سربیشه جزو مناطق بیابانی به شمار می رود و در معرض وزش بادهای 120 روزه قرار دارد. در این تحقیق بادشکن زنده از نوع علوفه ای (Zea mays و Sorghum bicolor) با دو آرایش و سه تراکم مختلف در سه تکرار و عمود به جهت باد غالب منطقه ایجاد و سرعت باد در فواصل معین در جلو و پشت بادشکن پایش گردید. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل آماری داده ها باد نشان داد که آرایش مثلثی و تراکم ناشی از فاصله کاشت 60 سانتی متر بر روی ردیف مطلوب ترین آرایش و تراکم در کاهش سرعت باد می باشد و مسافت بیشتری از پشت بادشکن را محافظت نموده و به عنوان موثرترین بادشکن در منطقه مورد نظر پیشنهاد می گردد.

یکی از راهکارهای مناسب حفظ و احیای قنات، اصلاح و توسعه سیستم های تغذیه و بهره برداری هماهنگ با وضعیت طبیعی آن می باشد. یکی از مناسب ترین راهکارها، تغذیه مصنوعی سفره های آب قنوات با بکارگیری سیستم جمع آوری رواناب می باشد. در این مقاله، به منظور شناسایی عرصه های مناطق مناسب تغذیه قنوات، محل های مناسب جمع آوری رواناب به کمک سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) در حوزه آبخیز کلات شهرستان گناباد تعیین گردید. برای این منظور، توان تولید رواناب قسمت های مختلف حوزه با در نظر گرفتن تغییرات مکانی عواملی از قبیل خاک، کاربری زمین، بارندگی و شیب، مدلسازی و در سیستم اطلاعات جغرافیایی مورد ارزیابی قرار گرفت. با ترکیب لایه ها با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی، سطح مکان های تغذیه قنوات به صورت نسبی نسبت به سطح تمرکز رواناب و محل توزیع آب ذخیره شده تعیین گردید. نتایج این تحقیق نشان می دهد، 68.4 درصد از مساحت حوزه مورد مطالعه، دارای پتانسیل بالا و خیلی بالا برای تولید رواناب می باشد؛ در حالی که 2.8 درصد از سطح حوزه، دارای پتانسیل بالا و خیلی بالا برای تغذیه قنوات بوده که عامل محدودکننده تنها فاصله از مسیر قنات است. علاوه بر این سیستم اطلاعات جغرافیایی می تواند ابزاری مفید و کارآمدی در تعیین محل های مناسب تغذیه قنوات باشد.

این تحقیق با هدف بررسی اثر کشت گیاه تاغ بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک با در نظر گرفتن فاصله از زمان کشت در منطقه اردستان با خصوصیات خاک بیابانی و اقلیم خشک صورت گرفته است. بدین منظور در سه منطقه معرف تاغ کاری شده با سن های 8، 15 و 23 ساله و یک منطقه شاهد مجاور، اقدام به نمونه برداری شد. نمونه برداری به صورت تصادفی - سیستماتیک صورت پذیرفت. در هر منطقه معرف در 2 ترانسکت 120 متری در فاصله هر 30 متر در دو عمق 30 - 0 و 30 - 60 cm اقدام به برداشت نمونه خاک گردید. نمونه ها در آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفت. داده های بدست آمده، توسط تجزیه واریانس یک طرفه و آزمون دانکن مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان داد که گیاه تاغ روی بافت خاک، درصد آهک، گچ، فسفر قابل جذب و پتاسیم تاثیر معنی داری نداشته است ولی تاثیر معنی داری در مقدار اسیدیته، هدایت الکتریکی، کلسیم، منیزیم و نیتروژن در تاغزارهای با سنین متفاوت داشته است. بنابراین از این تحقیق می توان نتیجه گیری کرد که، کشت گیاه تاغ بر روی خواص فیزیکی خاک بی تاثیر بوده، ولی باعث تغییر در پاره ای از خواص شیمیایی خاک در عمق های مختلف گردیده است.

امروزه فرسایش خاک یکی از معضلات بزرگ حوزه های آبخیز و عرصه های کشاورزی و منابع طبیعی می باشد که باعث تخریب اراضی و کاهش حاصلخیزی خاک ها می شود. در این تحقیق سعی شده تا با استفاده از روش شاخص فرسایش و در سیستم اطلاعات جغرافیایی، پتانسیل فرسایش خاک در حوزه آبخیز آسمان آباد تعیین گردد. در این روش بعد از گردآوری داده ها و اطلاعات مورد نیاز، نقشه های شیب، لیتولوژی و کاربری اراضی حوزه تهیه گردید و هر کدام از این نقشه ها بر اساس میزان و شدت تاثیری که در فرسایش دارند، به هفت طبقه تقسیم شدند و با تلفیق این نقشه ها و شاخص فرسایش، نقشه اولویت بندی استعداد فرسایش تهیه شد. در نهایت با استفاده از مدل شماره منحنی، نقشه پتانسیل رواناب حوزه تهیه و با تلفیق این نقشه با نقشه اولویت بندی استعداد فرسایش، نقشه پتانسیل فرسایش حوزه تهیه گردید. نتایج تحقیق نشان می دهد که بیش از 52 درصد حوزه به مساحت 6019 هکتار دارای پتانسیل فرسایش بالا بوده که این مناطق شامل نهشته های کواترنری، تراس ها و پادگانه های جوانی هستند که نسبت به فرسایش بسیار آسیب پذیرند و در نقطه خروجی حوزه واقع شده اند و در اولویت اول در اجرای طرح های حفاظتی جهت کنترل فرسایش قرار دارند.

جنس درمنه از خانواده کاسنی، در ایران پراکنش وسیعی دارد. پنج گونه از این جنس در نواحی مرکزی ایران وجود دارد. به منظور شناخت این جنس ساختار آناتومی گونه هایA. aucheri ، A. persica، A. biennis، A. scoparia و A. oliveriana مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های گیاهی شامل ساقه، برگ و ریشه در محلول FAA تثبیت شدند. برش عرضی به صورت دستی تهیه شد و مشاهده با میکروسکوپ نوری صورت گرفت. مزوفیل برگ ها از نوع ایزوبیلترال (Isobilateral) و سلول های روزنه از نوع آنموسیتیک (anemosyttic) بود. کرک ها، در سطح تحتانی و فوقانی اپیدرم برگ ها غده ای بدون پایه و بدون غده از انواع ساده با پایه چند سلولی، دو شاخه ای بلند، T شکل و فنجانی بودند. در برش ساقه بافت کلانشیم، دستجات فیبر، دستجات آوندی به صورت آبکش و چوب یک طرفی و لایه کامبیوم مشاهده شد. در ریشه گونه A. scoparia کانال ترشحی وجود داشت. گونه A. biennis، در بعضی صفات آناتومی از دیگر گونه ها متفاوت بود.

فرسایندگی باران معمولا در قالب شاخص های فرسایندگی که مبتنی بر خصوصیات بارندگی هستند بیان می شود. تاکنون شاخص های مختلفی ارائه شده اند که از میان آنها شاخص (EI30) R در مدل (RUSLE) از مقبولیت بیشتری در دنیا برخوردار است. با محاسبه شاخص یادشده می توان نقشه های فرسایندگی (نقشه های همفرسا) را به صورت استانی، منطقه ای یا کشوری تهیه کرد. در این تحقیق برای استان لرستان با استفاده از شاخص فرسایندگی EI30 نقشه فرسایندگی باران تهیه گردید. به منظور برآورد شاخص یادشده برای مناطق فاقد داده های باران نگار از تحلیل رگرسیونی استفاده شد. بدین منظور شاخص EI30 و تعدادی از شاخص های زودیافت برای 13 ایستگاه مجهز به باران نگار محاسبه شده و سپس بین EI30 و شاخص های زودیافت تحلیل رگرسیونی انجام شد. مناسب ترین رابطه رگرسیونی بر مبنای متغیر شاخص فورنیه اصلاح شده بدست آمد. ضریب تعیین و اشتباه استاندارد برآورد رابطه یادشده به ترتیب برابر با 0.955 و 112 می باشند. در ادامه با بررسی تمام ایستگاه های هواشناسی موجود در استان و مناطق مرزی (دارای آمار شدت بارندگی و آمار روزانه بارندگی)، 61 ایستگاه با بیش از 15 سال آمار برای تهیه نقشه فرسایندگی باران انتخاب شدند. میانگین، حداکثر، حداقل EI30 برای ایستگاه های انتخابی به ترتیب برابر با 594.94، 2257.3، 98.54 مگاژول - میلی متر بر هکتار در ساعت در سال و ضریب تغییرات آن برابر با 66.38 درصد بدست آمد. به منظور تبدیل داده های نقطه ای (ایستگاه ها) شاخص مورد نظر به نقشه از روش های میان یابی و برای انتخاب روش مناسب میان یابی، از روش ارزیابی متقابل استفاده گردید. از بین روش های میان یابی مورد استفاده، روش کوکریجینگ مناسب برای برآورد شاخص فرسایندگی EI30 در سطح استان بوده و نقشه فرسایندگی به روش یادشده تهیه شد.

فرسایش، به علت اثرات فراوان اقتصادی و زیست محیطی همواره دغدغه بزرگی برای کشاورزان، مهندسان و سیاست گذاران منابع طبیعی در سال های اخیر به شمار میاید. بنابراین برای مبارزه و به تبع آن موفقیت در مهار فرسایش خاک ضرورت دارد اقدام به شناخت و آگاهی از عوامل موثر بر فرسایش، دامنه و شدت تاثیر آنها و بالاخره الویت بندی مناطق از نظر شدت فرسایش و تولید رسوب شود اما این کار به دلیل پیچیدگی فرسایش، تعدد شاخص ها و معیارهای دخیل در آن و همچنین عدم کارایی مدل های وارداتی که اکنون در کشور استفاده می گردد، کار بسیار دشوار، پیچیده، وقت گیر و هزینه بری است. بدین ترتیب ارائه نشانگری که بتواند با سرعت و دقت بالا مناطق مختلف را از نظر خطر فرسایش زون بندی کند بسیار بااهمیت می باشد. شیب یکی از شاخص های مهم در فرسایش است که می توان از آن برای طبقه بندی خطر فرسایش با دقت و سرعت بالایی استفاده کرد. در تحقیق اخیر سعی شده است رابطه شدت فرسایش و رخساره های فرسایشی با درصد شیب در حوزه آبخیز سد لتیان بدست آید. به عبارت دیگر طبقات مختلف شیب از نظر خطر فرسایش مورد بررسی قرار گرفتند تا پرخطرترین شیب ها از نظر فرسایش مشخص گردد. برای تسهیل کار از GIS و آزمون آماری مربع کای برای نتیجه گیری های نهایی استفاده شد. نتیجه حاصل شد مبین این است که شیب های بین 20 تا 40 درصد با احتمال 99 درصد دارای حداکثر شدت فرسایش در منطقه می باشند. این شیب ها بیشترین تاثیر را در امر فرسایش دارا می باشند. در شیب های کمتر کم بودن شیب باعث کم شدن فرسایش و در شیب های بالاتر وجود توده های سنگی و عدم وجود خاک از عوامل اصلی کم شدن فرسایش به شمار می روند. به این ترتیب مشخص گردید با بالارفتن شیب ابتدا میزان فرسایش افزایش و سپس کاهش می یابد. همچنین رابطه بین شیب، اوزان نسبت داده شده به طبقات مختلف آن با شدت فرسایش به روش کمی ژئومرفولوژی، دبی رسوب ویژه، رخساره های فرسایش در سطح 0.01 دارای رابطه معنی دار می باشد. بنابراین از آن می توان در طبقه بندی اجمالی و انتزاعی خطر فرسایش در مناطق بدون آمار البرز جنوبی استفاده کرد.

هدف از انجام این تحقیق تهیه نقشه پهنه بندی خطر ریزش سنگ با استفاده از روش شاخص هم پوشانی می باشد. ابتدا با استفاده از بررسی های میدانی، مصاحبه محلی و مرور مطالعات انجام شده در داخل و خارج از کشور، هشت عامل موثر در 34 دامنه حساس و مستعد به ریزش سنگ در گردنه صلوات آباد واقع در شرق شهرستان سنندج، شناسایی شدند. این عوامل شامل؛ درجه شیب، جهت شیب، انحنای شیب، ارتفاع از سطح دریا، فاصله از جاده، فاصله از گسل، زمین شناسی و کاربری ارضی می باشند. در این روش ارزش مربوط به هر کلاس مختلف با استفاده از تراکم ریزش سنگ ها در آن کلاس و بین 0 تا 10 در نظر گرفته شد. با انتقال این مقادیر به هر کلاس و اختصاص وزن های کارشناسی به عوامل، نقشه پهنه بندی حساسیت خطر ریزش سنگ منطقه مورد مطالعه با پنج کلاس تهیه گردید. ارزیابی صحت نقشه پهنه بندی از روی هم اندازی نقشه پراکنش ریزش سنگ بر روی نقشه پهنه بندی به دست آمده انجام گرفت. برای اطمینان بیشتر از ارزیابی صحت نقشه به دست آمده با حذف هر کدام از متغیرهای موثر بر ریزش سنگ و تهیه نقشه پهنه بندی مربوط به حضور سایر متغیرها، درصد صحت نقشه مورد آزمون قرار گرفت. نتایج ارزیابی نشان داد که درصد صحت نقشه بدون حضور درجه شیب 75.81 درصد، بدون حضور جهت شیب 78.50 درصد، بدون حضور ارتفاع از سطح دریا 72.16 درصد، بدون حضور سنگ شناسی 74.64 درصد، بدون حضور فاصله از جاده 76.26 درصد، بدون حضور فاصله از گسل 73.56 درصد، بدون حضور شکل شیب 64.00 درصد و بدون حضور کاربری ارضی 74.23 درصد و با حضور تمامی متغیرها درصد صحت نقشه پهنه بندی خطر ریزش سنگ گردنه صلوات آباد 81.44 درصد به دست آمد که درصد صحت بالا و قابل قبولی می باشد.