پژوهش های آبخیزداری
سال:1389 | دوره:23 | شماره:2 (پیاپی 87) |تعداد مقالات:10

خاک زراعی منبعی ارزشمند بوده و حفظ و مدیریت حاصلخیزی آن در توسعه پایدار هر کشوری نقش مهمی را ایفا می نماید. از جمله ابزارهای مناسب که می تواند امکانات لازم را در زمینه مدیریت حاصلخیزی خاک ها فراهم آورد نقشه های پهنه بندی عناصر غذایی می باشند. هدف تحقیق حاضر بررسی ساختار فضایی و تهیه نقشه های پهنه بندی عناصر غذایی بر اساس استفاده از تکنیک های زمین آمار در محیط GIS می باشد. در این تحقیق با استفاده از390 GPS  نمونه مرکب خاک از اراضی زراعی شهرستان مراغه جمع آوری شد و پس از آنالیزهای آزمایشگاهی میزان عناصر فسفر، پتاسیم ،آهن، روی، منگنز، مس و بور و نیز درصد کربن آلی، شوری و pH استخراج گردیدند. از طریق بررسی های آماری با بسته نرم افزاری Spss نرمال بودن توزیع داده ها تست شد و سپس با بکارگیری نرم افزار Gs+9 بررسی های زمین آماری و تهیه نیم پراش نگار تمامی عناصر انجام شده و بعد مناسبترین مدل تئوری به داده های تجربی برازش داده شد. با تعیین شدن پارامترهای نیم پراش نگار مدل کریجینگ معمولی جهت تخمین مقادیر عناصر در نقاط مجهول بکار گرفته شده و نقشه پهنه بندی عناصردر محیط نرم افزار Gs+9 تولید شد. پهنه بندی نقشه هر کدام از این عوامل بر اساس استانداردهای موسسه تحقیقات خاک و آب کشور انجام شد. نتایج حاصله نشان داد که قسمت عمده اراضی نمونه برداری شده، فاقد محدودیت شوری بوده ولی دارای کمی قلیائیت هستند، در 74 درصد اراضی میزان کربن آلی بیشتر از  0.5درصد است و بر اساس نیاز گیاه گندم، فسفر قابل در 70.35 درصد اراضی در حد زیاد یا سمیت و پتاسیم قابل جذب نیز در قست اعظم این خاکها در حد زیاد و خیلی زیاد می باشد. از لحاظ عناصر کم مصرف به ترتیب کمبود روی، منگنز، آهن، بور و مس در این اراضی شایع بوده است.

کودهای شیمیایی یکی از منابع مهم تامین عناصر غذایی گیاه بوده و استفاده متعادل از آنها در حصول عملکردهای بهینه، حفظ نظام اکولوژیکی محیط و تضمین سلامت مصرف کنندگان تولیدات کشاورزی نقش اساسی دارند. برای اعمال مدیریت کودی صحیح، لازم است تا از میزان عناصر غذایی خاک که برای عملکرد بهتر می تواند در اختیار گیاه قرار دهد، اطلاع کاملی داشت. عدم آگاهی از تغییرات خاک در نقاط مختلف و کاربرد یکنواخت کودها، ناگزیر به برخی خاک ها کود بیشتر و به برخی دیگر کمتر از حد نیاز کود خواهد داد. لذا این تحقیق با هدف بررسی تغییرات مکانی عناصر حاصلخیزی خاک شامل ازت، فسفر و پتاسیم، مقایسه روش های مختلف زمین آماری در برآورد آنها و تهیه نقشه های پراکنش مکانی این مواد حاصلخیز کننده به منظور مدیریت کودی صحیح در دشت ارومیه واقع در استان آذربایجان غربی انجام شده است. برای برآورد مقادیر این عناصر در نقاط نمونه برداری نشده، از روش های کریگینک، کوکریگینک و میانگین متحرک وزندار در محیط GIS استفاده شده است. برای مقایسه این روش ها، از روش ارزیابی تقاطعی با کمک دو پارامتر آماری MAE و MBE استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان داد که روش کریگینگ با ضریب همبستگی 0.99 و نیم تغییرنمای مدل گوسی از دقت بالایی برای برآورد مقادیر عناصر حاصلخیزی در نقاط فاقد اطلاعات برخوردار است. خطای برآورد این روش برای عناصر مورد بررسی بین0.18  تا 0.75 و انحراف آن بین -0.12 -0.002 بدست آمده است.

مدیریت بهینه منابع طبیعی نیازمند اطلاعات به هنگام و صحیح است. در این راستا، نقشه های کاربری اراضی یکی از مهمترین منابع اطلاعاتی در مدیریت منابع طبیعی محسوب می شود. امروزه کاربران با استفاده از تکنیک های خاص تفسیر رقومی می توانند انواع مختلفی از نقشه های کاربری اراضی را از تصاویر ماهواره ای استخراج نمایند. برخی خصوصیات این تصاویر نظیر: رقومی بودن، ارائه اطلاعات به هنگام، فراهم آوردن دید همه جانبه، استفاده از قسمت های مختلف طیف الکترومغناطیس برای ثبت خصوصیات پدیده ها، دارابودن پوشش تکراری و سرعت انتقال و اطلاعات مصور باعث شده تا این تصاویر به عنوان یک منبع اطلاعاتی ارزشمند در مدیریت منابع طبیعی تلقی گردد. در تحقیق حاضر، نقشه کاربری اراضی استان آذربایجان غربی بر اساس پردازش رقومی با روش شی گرای تصاویر ماهواره ای سنجنده HDR ماهواره 5 SPOT تهیه شده است. برای این منظور، در ابتدا، اقدامات لازم در مرحله پیش پردازش شامل تصحیحات هندسی، ارتفاعی و اتمسفری در محیط نرم افزار Pci Geomatica 9.1 بر روی تصاویر ماهواره ای انجام شد. سپس تصاویر در محیط نرم افزار eCognation با متد پردازش شی گرای با طبقات مشخص شده طبقه بندی گردید. دقت نقشه طبقه بندی شده با استخراج پارامترهای معمول ارزیابی دقت نظیر ضریب کاپا، ماتریس خطا، پایداری طبقه بندی مورد ارزیابی قرارگرفت. که در نتیجه آن دقت کلی نقشه تهیه شده معادل 94.20 درصد محاسبه گردید که خود دلالت بر مقبولیت دقت نقشه تهیه شده داشت. مرحله تکمیلی تحقیق حاضر تشکیل پایگاه اطلاعات زمینی درمحیط نرم افزاری GIS برای نمایش نقشه کاربری تهیه شده در این تحقیق و مقایسه آن نقشه قبلی تهیه شده با روش پیکسل پایه بوده است. نتایج این تحقیق نشان داد در روش شی گرا ضمن امکان تشخیص تعداد طبقات بیشتر، دقت نقشه تولید شده نیز در مقایسه با روش پیکسل پایه از دقت بالائی برخوردار است.

به منظور خارج کردن رسوبات انباشته شده در مخازن سدها و افزایش عمر مفید آنها، شناخت جریان های گل آلود از اهمیت ویژه ای برخورداراست. در این تحقیق، فرآیند جریان گل آلود به صورت اثر عدد فرود چگالی جریان ورودی در محدوده حالت های زیر تا فوق بحرانی (عدد فرود چگالی حدود 0.6 تا 3.5) و از طریق تغییر میزان بازشدگی دریچه ورودی بر پروفیل های سرعت و غلظت جریان گل آلود در حالت دو بعدی و در یک مدل فیزیکی بررسی شده است. مدل فیزیکی شامل فلومی به عرض 20 سانتی متر و بطول 12 متر و ارتفاع 0.5 متر بوده است. سرعت جریان طولی در عمق با استفاده از سرعت سنج ADV اندازه گیری شده و پروفیل های غلظت رسوبات جریان گل آلود از روش ABS و بر اساس داده های پراکنش محاسبه شده اند. نتایج نشان می دهد که افزایش ارتفاع بازشدگی دریچه زیرگذر ورودی، منجر به افزایش سرعت جریان و کاهش ضخامت جریان گل آلود می گردد که این پدیده به نوبه خود افزایش میزان درون آمیختگی ذرات سیال محیطی و کاهش مقادیر غلظت جریان را در پی خواهد داشت. همچنین نتایج نشان می دهد که ارتفاع معادل سرعت متوسط جریان در ارتفاعی برابر با 0.8 ضخامت متوسط جریان و ارتفاع نظیر غلظت متوسط جریان در ارتفاعی معادل با 0.35 تا 0.5 برابر ضخامت متوسط جریان اتفاق می افتد.

برای مدیریت اکوسیستم های مرتعی اولین قدم، تعیین عوامل موثر بر پراکنش گونه ها و تنوع گونه ای است. در این تحقیق رابطه بین تنوع گونه ای مراتع طالقان میانی با عوامل محیطی بررسی شده است. در هر واحد، نمونه برداری در طول 4 ترانسکت 150 متری انجام شد. در طول هر ترانسکت 10 پلات با ابعادی که به روش سطح حداقل تعیین شد، به فاصله 15 متر قرار داده شد، در هر پلات نوع گونه های موجود و درصد پوشش گیاهی تعیین شد. همچنین در ابتدا و انتهای هر ترانسکت پروفیل حفر و از عمق 20-0 سانتی متر نمونه خاک برداشت شد. از خصوصیات خاک درصد سنگریزه، رس، سیلت، شن، ماده آلی، اسیدیته، آهک، هدایت الکتریکی، ازت، پتاسیم و فسفر اندازه گیری شدند. بعد از جمع آوری اطلاعات، شاخص های تنوع گونه ای تعیین گردیدند. برای تعیین مهمترین عوامل تاثیرگذار بر تغییرات تنوع گونه ای از تجزیه مولفه های اصلی استفاده شد، نتایج نشان داد که از بین عوامل مورد بررسی شیب، عمق، بافت و فسفر خاک بیشترین تاثیر را بر تنوع گونه ای دارند و متغیرهای ارتفاع از سطح دریا، آهک و ازت خاک در رده بعدی اهمیت قرار می گیرند.

خندق ها، اشکال پیشرفته فرسایش تشدید شونده می باشند که دراثر عوامل مختلف ایجاد می شوند. از طرف دیگر فرسایش خندقی یک پدیده ژئومرفیک آستانه ای است و توسط دامنه وسیعی از عوامل محیطی کنترل می شود. بیشتر محققین در زمینه هیدرولیک جریان اقدام به استفاده از معیارهای مختلف اعم از: عدد فرود بحرانی، سرعت برشی و تنش برشی بحرانی نموده اند. در تحقیق جاری با استفاده از شبیه سازی فیزیکی جریان در یک پلات فرسایش (به ابعاد  0.4×15 و ارتفاع 0.5 متر) و در سه کاربری دیمزار، مرتع و دیمزار رهاشده (با شرایط خاک مشابه)، تاثیر وضعیت سطح زمین و نوع پوشش بر آستانه فرسایش و شروع فرسایش خندقی از طریق اندازه تنش برشی بحرانی بررسی شد. نتایج این آزمایش نشان می‏دهد که تنش برشی بحرانی برای شروع فرسایش در اراضی مرتعی، دیمزار و متروکه برابر 83، 11 و 74 دین بر سانتی ‏متر مربع است. در دبی های متوسط و بالا در فلوم مقدار تلاطم در اراضی مرتعی کمتر از اراضی دیمزار و متروک بود. متوسط تنش برشی لازم برای برای ایجاد بالاکند در اراضی مرتعی، متروکه و دیمزار به ترتیب 192، 43 و 174 دین بر سانتی متر مربع محاسبه گردید. تفاوت قابل ملاحظه (4-3 برابر) بین کاربری دیمزار با کاربری های مرتع و اراضی رها شده وجود داشته و علت اصلی آن به وضعیت پوشش حفاظتی سطح خاک مرتبط می باشد. تغییرات ناگهانی در پارامترهای هیدرولیک محاسبه شده اراضی دیمزار نسبت به سایر اراضی نشان دهنده اثر عملیات خاک ورزی در کاهش مقاومت خاک دانه ها و ساختمان خاک است. با توجه به اینکه در بیشتر مدل های فیزیکی- پایه فرسایش و رسوب مقدار تنش برشی بحرانی برابر 35 دین بر سانتی متر مربع در نظر گرفته می شود برای فرسایش و کنش سطحی خاک این مقدار در بیشتر مواقع تناسب داشته اما برای مطالعات فرسایش خندقی و آبراهه ای برآورد غیر واقعی خواهد داشت.

تعیین عوامل موثر بر زنده مانی گونه Atriplex canescens James در توسعه پایدار عرصه های بوته کاری شده واجد اهمیت ویژه ای است. به همین منظور در پاییز سال 1372 عرصه ای به وسعت 4.5 هکتار در اراضی بیابانی حاشیه کویر سیاهکوه استان یزد انتخاب و در آن عملیات بوته کاری انجام شد. این پژوهش در قالب طرح آماری کرت های دوبار خردشده اجرا گردید که در آن تیمار های اصلی شامل فواصل کاشت 2، 4 و 6 متری، تیمارهای فرعی 1، دوره های هرس هرساله، دو ساله و سه ساله و تیمارهای فرعی 2، سطوح برش هرس کامل (کف بر)، هرس از ارتفاع 20، 40 و 60 سانتیمتری با تیمار بدون هرس (شاهد) بودند. آماربرداری از درصد تلفات گیاهان در پاییز سال 1374 (قبل از اعمال تیمارهای برش) آغاز و تا 9 سال پس از آن در زمان مشابه ادامه یافت. نتایج نشان داد که تراکم بوته های زنده در تیمار فاصله کاشت 2 متری، بیشترین مقدار را داشت و در فواصل کاشت 4 و 6 متری به ترتیب در گروه های بعدی قرار گرفت. درصد تلفات گیاهان در دوره های هرس اعمال شده تا 6 سالگی دارای اختلاف معنی دار بود، هرچند که با گذشت زمان و رسیدن گیاه به سن 9 سالگی، تفاوت معنی داری در بین آن ها مشاهده نگردید. بنابراین برداشت هرساله علوفه این گیاه موجب افزایش درصد تلفات نمی گردد. درصد تلفات گیاهان در محدوده تیمارهای ارتفاع برش برای تمام سطوح اختلاف معنی دار نشان داد. حداقل درصد تلفات بر روی بوته های هرس نشده مشاهده گردید که باتیمارهای آزمایشی ارتفاع برش 40 و 60 سانتیمتری در یک گروه قرار گرفتند. به استناد نتایج حاصله، برداشت هرساله از ارتفاع 40 سانتیمتری یا بالاتر در قالب چرای آزاد دام یا دروی علوفه بر رشد، شادابی و استمرار حیات این گونه در منطقه می افزاید.

شبکه جاده در جنگل به عنوان ابزار اصلی مدیریت و از عمده سرمایه گذاری های طرح های جنگلداری محسوب می شود. لذا استفاده از ابزارهای مختلف در جهت کاهش هزینه ها امری ضروری است. برآورد حجم عملیات خاکبرداری و خاکریزی شبکه جاده یکی از بخش های وقت گیر در مراحل مختلف تهیه پروژه جاده های جنگلی است که می تواند به عنوان مشخصه ای مهم در هزینه ساخت جاده مطرح باشد و به عنوان معیاری برای ارزیابی گزینه های شبکه جاده بکار گرفته شود. هدف از این پژوهش استفاده از سامانه های اطلاعات جغرافیایی در برآورد حجم عملیات خاکبرداری و خاکریزی شبکه جاده و بررسی میزان تطابق آن با واقعیت زمینی است. این مطالعه در سری چلیر جنگل خیرود صورت گرفت. ابتدا مدل ارتفاعی رقومی تهیه و به منظور فراهم کردن اطلاعات مورد نیاز به کار رفت. سپس شبکه جاده با استفاده از ضمیمه PEGGER در نرم افزار ArcView، بر اساس اصول فنی و نیازهای جنگلداری طراحی شد. پس از آن حجم عملیات خاکی شبکه جاده طراحی شده، در محیط GIS محاسبه شد. برای ارزیابی صحت حجم عملیات خاکی محاسبه شده در محیط GIS، شبکه جاده در جنگل پیاده و در فواصل 100 متری، شیب عرضی دامنه برداشت شد. پس از ترسیم 115 پروفیل عرضی برداشت شده در 11.4 کیلومتر مسیر جاده، حجم عملیات خاکی به روش های دستی و رقومی محاسبه و مورد مقایسه آماری قرار گرفت. نتایج حاصل از اعمال آزمون t جفتی اختلاف معنی داری را بین حجم عملیات خاکی محاسبه شده در دو روش نشان داد.

در قوس های رودخانه ای بخاطر وجود جریان های ثانویه، حرکت مواد رسوبی از قوس خارجی به قوس داخلی باعث تجمع رسوب و کاهش عرض و ایجاد همگرایی می شود. مطالعات پیشین نشان داده است که در خم 90 درجه و در موقعیت 60 درجه، مناسب ترین زاویه آبگیر زاویه 60 درجه می باشد. برای بررسی اثر همگرایی قوس بر زاویه آبگیر مطالعه حاضر انجام شده است. برای رسیدن به اهداف این مطالعه مدلی از یک قوس 90 درجه همگرا احداث و شرایط آبگیری و میزان رسوبات ورودی به آبگیر تحت پنج زاویه مختلف آبگیر 30، 45، 60، 75 و 90 درجه در موقعیت 60 درجه مورد مطالعه قرار گرفت. رسوبات بطور یکنواخت با قطر متوسط d50=1mm در کف کانال پخش و پس از برقراری جریان حجم رسوب انتقال یافته و میزان رسوب ورودی به آبگیر اندازه گیری و توزین گردید. تمام آزمایشات در شرایط زیر بحرانی انجام شد و نتیجه گیری شد که برای تامین شرایط هیدرولیکی مناسب یعنی درصد دبی آبگیری کافی و حداقل رسوب ورودی به آبگیر زاویه 45 درجه در موقعیت 60 درجه از قوس 90 درجه همگرا مناسب می باشد.

در ارزیابی مراتع و برنامه ریزی برای تهیه مواد مغذی مورد نیاز دام بسته به فصل چرا و محاسبه ظرفیت چرایی آگاهی از کیفیت علوفه گیاهان غالب منطقه ضروری است. این تحقیق در حوزه آبخیز طالقان انجام شد وکیفیت علوفه 9 گونه در این تحقیق بررسی شد که شامل: Bromus tomentellus، Agropyron intermedium، Dactylis glomerata از خانواده Poaceae و گونه های Artemisia aucheri ، Achillea millefolium، Centaurea virgata، Scariola orientalis از خانواده Asteraceae و Thymus kotschyanus از خانواده Lamiatae و Coronilla varia از خانواده Fabaceae بودند. نمونه برداری از گونه ها در سه مرحله رشد (رشد رویشی، گلدهی و بذردهی) انجام شد. از هر گونه 3 تکرار و برای هر تکرار 5 پایه از سطح خاک قطع شد. نمونه ها به وسیله آون خشک شدند و سپس تجزیه شیمیایی به منظور تعیین شاخص های کیفیت علوفه انجام شد که این شاخص ها شامل پروتئین خام (CP)، دیواره سلولی منهای همی سلولز (ADF)، ماده خشک قابل هضم (DMD) و انرژی متابولیسمی (ME) بودند. به منظور انجام تجزیه و تحلیل داده ها از روش تجزیه واریانس استفاده شد. نتایج نشان داد که در هر 9 گونه با پیشرفت مراحل رشد میزان پروتئین خام کاهش پیدا می کند و بر میزان ADF اضافه می شود. بیشترین کیفیت علوفه مربوط به مرحله رشد رویشی و مربوط به گونه Coronilla varia و کمترین کیفیت علوفه مربوط به مرحله رشد کامل و مربوط به گونه Centaurea virgata بود. همچنین نتایج نشان داد که تفاوت بین فرم های رویشی، بین گونه ها و بین مراحل فنولوژیکی در سطح احتمال 1 درصد معنی دار بود. همچنین اثرات اصلی و اثر متقابل گونه در مراحل فنولوژیکی برای تمامی صفات مورد مطالعه در سطح احتمال 1 درصد معنی دار بود. با توجه به نتایج بدست آمده در مورد اثر فرم رویشی و مراحل فنولوژیک در کیفیت علوفه گونه ها می بایست این تفاوتها در ارزیابی و برنامه ریزی برای مراتع مد نظر قرار گیرد.