مهندسی اکوسیستم بیابان
سال:1394 | دوره:4 | شماره:8 |تعداد مقالات:10

تعیین توزیع مکانی طوفان های گرد و غبار در مناطق رسوب گذاری، گامی ضروری برای مدیریت این بحران طبیعی انسانی است. هدف مطالعه حاضر ارزیابی کارایی شاخص گرد و غبار NDDI اعمال شده بر تصویر 14 تیر سال 1388 مودیس به منظور شناسایی طوفان های گرد و غبار در استان خوزستان است. نقشه خروجی شدت گرد و غبار بر اساس ارزش عددی پیکسل های شاخص NDDI در شش کلاس خیلی شدید، شدید، متوسط، ضعیف، خیلی ضعیف و بدون گرد و غبار کلاس بندی و میزان صحت آن با استفاده از داده های میزان قدرت دید ایستگاه های هواشناسی و داده های میزان PM10 در دو ایستگاه سنجش آلودگی هوا در شهر اهواز ارزیابی شد. نتایج نشان داد که 64814 پیکسل از 94579 پیکسل بین آستانه (0.8- تا -0.9) قرار دارد که این مقدار 68.59 درصد استان خوزستان را پوشش می دهد. علی رغم کارایی خوب شاخص NDDI در مطالعات قبلی، نتایج نقشه میزان شدت طوفان در این مطالعه نشان داد که در مقایسه با داده های ایستگاه های سنجش آلودگی و هواشناسی، میزان شدت طوفان در منطقه مطالعاتی کمتر از حد واقعی برآورد شده است. به نظر می رسد که این کارایی پایین به ویژگی های سطح زمین از قبیل کاربری، پوشش اراضی، تفاوت های توپوگرافی و همچنین خصوصیات شیمیایی کانی های گرد و غبار منطقه مربوط می شود.

انتخاب بهترین راهبردهای بیابان زدایی بر اساس معیارهای موثر، تاثیر بسزایی در تصمیم سازی مدیران مناطق بیابانی دارد. لذا مطالعه حاضر به دنبال مهم ترین راهبردهای بیابان زدایی بر مبنای روش های کمی و وزنی است. اغلب روش های مطرح در ارزیابی راهبردهای بیابان زدایی به وابستگی و ارتباط بین معیارها و راهبردها در سطوح تصمیم گیری نمی پردازد، بلکه فقط معیارها و راهبردها را با ساختار سلسله مراتبی و از بالا به پایین سطح بندی و اوزان آن ها را مشخص می کند، اما روابط داخلی پیچیده بین معیارها و راهبردها و تاثیر آن ها بر دستیابی به هدف نهایی الزاما تحلیل شبکه ای را می طلبد. در این مطالعه برای رفع این نیاز از مدل فرایند تحلیل شبکه ای (ANP) استفاده شد. در روش مذکور برای مدل سازی و تجزیه و تحلیل داده ها، ماتریس وابستگی های درونی و بیرونی راهبردها و معیارها محاسبه شد و با استفاده از مدل شبکه طراحی شده، راهبردها تعیین وزن و مهم ترین راهبردها ارزیابی شدند. درنتیجه ارزیابی های به عمل آمده مشخص شد که از میان 16 معیار و40 راهبرد نهایی نظرخواهی شده، راهبرد توسعه و احیاء پوشش گیاهی (A23)، با مطلوبیت کلی Di=0.2249، مهم ترین راهبرد در فرایند بیابان زدایی منطقه است و راهبردهای جلوگیری از تبدیل نامناسب کاربری اراضی (A18) با مطلوبیت کلی Di=0.2245 و تعدیل در برداشت از منابع آب زیرزمینی (A31)، با مطلوبیت کلی Di=0.1852، به ترتیب در اولویت های بعدی قرار می گیرند. بنابراین پیشنهاد شد که در طرح های کنترل و کاهش اثرات بیابان زایی و احیاء اراضی تخریب یافته، نتایج و رتبه بندی به دست آمده مورد توجه قرار گیرد.

ذخایر نفت جهان به سرعت در حال مصرف شدن است و پیش بینی می شود که تا اواسط این قرن پایان پذیرد. همین امر سبب شده است تا منابع جدیدی برای تولید سوخت مکمل اتانول معرفی شود. بااین حال، تامین اتانول از منابعی که برای تولید غذا استفاده می شوند، می تواند باعث کمبود مواد غذایی و تهدید امنیت غذایی گردد؛ بنابراین بهره برداری از اراضی شور در مناطق خشک و بیابانی برای تولید بیوماس لیگنوسلولزی که ارزش غذایی ندارد و می تواند به اتانول تبدیل شود و در عین حال تاثیری بر تولید غذای انسان ندارد، ضروری است. هالوفیت ها که بیوماس زیادی را با استفاده از منابع شور مانند آب و خاک شور تولید می کنند، می توانند به عنوان یک جایگزین مهم در این مناطق محسوب شوند. در این تحقیق، دو گونه هالوفیت Atriplex leucoclada و Suaeda vermiculata از اراضی شور استان های فارس، هرمزگان، خوزستان و سمنان جمع آوری و ترکیبات لیگنوسلولزی آن ها بررسی شد. نتایج این تحقیق نشان داد که گونه Atriplex leucoclada پتانسیل یک محصول بیواتانولی را داراست. این گونه چندساله مقاوم به شوری است و با نرخ رشد بالایی که دارد، بیوماس لیگنوسلولزی قابل توجهی (29-25% سلولز، 25-22% همی سلولز و کمتر از 8% لیگنین) برای تولید اتانول در مقایسه با Suaeda vermiculata دارد.

از مهم ترین عوامل موثر بر رشد گیاهان، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک است و با توجه به اینکه در مناطق مختلف حتی با فاصله اندک از هم، نوع خاک بسیار متفاوت است، بررسی تاثیر عوامل فیزیکی و شیمیایی خاک امری لازم است. در این مطالعه سهم عوامل خاکی موثر بر حضور گونه های ناخواسته و مهاجم منطقه لشگردر در استان همدان بررسی و تعیین شد. نمونه برداری به صورت سیستماتیک- تصادفی در 4 سایت معرف شناسایی شده طی پیمایش صحرایی منطقه مورد مطالعه صورت پذیرفت. بدین منظور مجموعا 45 پلات 3 مترمربعی انداخته شد، در هریک از پلات ها فاکتورهای درصد تاج پوشش و حضور هریک از گونه های موجود ثبت شد. از هر پلات در دو عمق 10-0 و 30-10 سانتی متری نمونه خاک به میزان لازم و استاندارد برداشت شد. سپس فاکتورهای بافت خاک، هدایت الکتریکی، ماده آلی، کربن آلی، میزان اسیدیته، درصد ازت و سدیم و پتاسیم در آزمایشگاه اندازه گیری شد. اطلاعات و داده های صحرایی به دست آمده مرتب سازی و در نرم افزارExcel 2007 وارد و تنظیم شدند. تجزیه و تحلیل اطلاعات با استفاده از آنالیز رگرسیون چندگانه انجام شد. با استفاده از این رگرسیون، رابطه بین درصد پوشش نسبی گونه های ناخواسته به عنوان متغیر وابسته و عوامل خاکی به عنوان متغیر مستقل در نرم افزار Minitab 16 بررسی شدند. نتایج نشان داد که در هر سایت، فاکتورها و عوامل خاکی متفاوتی در حضور و پراکنش گونه های ناخواسته نقش داشته اند. به طور کلی سهم عوامل خاکی در بیان تغییرات پوشش گیاهان مهاجم منطقه، تنها 32 درصد است که از بین این عوامل سهم عامل بافت خاک نسبت به سایر فاکتورها بیشتر و تعیین کننده تر است.

این تحقیق به منظور بررسی مغناطیسی کردن آب شور، آب معمولی و بذر بر خصوصیات جوانه زنی گونه ی آتریپلکس در آزمایشگاه دانشگاه یاسوج سال1390 در قالب فاکتوریل بر پایه طرح کاملأ تصادفی اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل فاکتور آب مغناطیسی در پنج سطح (صفر، 2.5، 5، 7.5 و 10 کیلوگوس)، شوری در چهارسطح (صفر، 100، 200 و 400 میلی مولار کلرید سدیم و کلرید کلسیم به نسبت یک به یک) و دو نوع بذر (مغناطیس شده و بدون مغناطیس) با چهار تکرار انجام شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد در اکثر صفت اختلاف معنی دار در سطح یک درصد وجود دارد، و برای وزن گیاهچه درسطح 5 درصد اختلاف معنی دار است. به طوری که شدت میدان مغناطیسی 7.5 کیلوگوس بیشترین اثر را بر آب شور داشت و افزایش اندازه پارامترهای اندازه گیری شده را نشان داد. تاثیر متقابل شوری و بذر مغناطیسی بر خصوصیات سرعت جوانه زنی و وزن گیاهچه و بنیه بذر اثر معنی داری مشاهده شد. در بین تیمارهای مغناطیس شده بر بذور، سطح شدت 7.5 کیلوگوس نسبت به دیگر تیمارها عملکرد بهتری را از خود نشان داد. تاثیر متقابل آب و بذر مغناطیسی در گونه آترپیلکس در اکثر صفات مورد مطالعه، در سطح یک درصد معنی دار بود. در کل می توان بهترین تیمار را از نظر تاثیر بهتر بر پارامترهای اندازه گیری شده، تیمار مغناطیس با سطح شدت 7.5 کیلوگوس دانست.

تخریب زمین در مناطق خشک و نیمه خشک به وسیله تغییر اقلیم و فعالیت های انسانی، اوضاع را برای بیابان زایی فراهم می کند. به عبارت دیگر بیابان زایی روندی است که سرزمین و منابعش را به سوی انهدام سوق می دهد. هدف از این تحقیق، ارزیابی شدت بیابان زایی دشت روداب شهرستان سبزوار با استفاده از مدل بیابان زایی IMDPA می باشد. برای انجام این مطالعه، دو معیار اقلیم و آب به عنوان معیارهای اصلی موثر بر فرایند بیابان زایی بر اساس بازدید های میدانی و شرایط منطقه در نظر گرفته شد و امتیازدهی شاخص های این دو معیار بر اساس تاثیر آن در شدت بیابان زایی طبق جداول مدل مذکور صورت گرفت. سپس با تلفیق نقشه های شاخص های مربوط به هر معیار از طریق روش میانگین هندسی، نقشه شدت بیابان زایی معیارهای اقلیم و آب جداگانه به دست آمد و در مرحله آخر با تلفیق این دو نقشه، نقشه وضعیت شدت بیابان زایی بر اساس دو معیار آب واقلیم به دست آمد. ترسیم و تلفیق نقشه ها توسط نرم افزارArcGIS 9.3  انجام گرفت. نتایج نشان می دهد که معیار اقلیم با امتیاز 1.71 و معیار آب با امتیاز 2.06 هر دو در کلاس متوسط بیابان زایی قرار دارد. نقشه نهایی شدت بیابان زایی دو معیاره اقلیم و آب نشان می دهد که 10.85 درصد (42.50 هکتار) از کل مساحت منطقه در کلاس بیابان زایی کم، 48.27 درصد (189.10 هکتار) در کلاس متوسط، 34.63 درصد (135.63 هکتار) در کلاس بیابان زایی شدید و 6.25 درصد (24.45 هکتار در کلاس بیابان زایی خیلی شدید قرار دارد. برای جلوگیری از روند بیابان زایی استفاده از روش های بهره برداری اصولی از منابع آب به منظور جلوگیری از کاهش کمی و کیفی آب های زیرزمینی پیشنهاد می شود.

یکی از روش های بیولوژیکی تثبیت شن های روان و احیای اراضی بیابانی، نهال کاری در عرصه های لخت و بدون پوشش با گونه های مناسب و مقاوم به شرایط خشک است. ازجمله گیاهانی که بدین منظور مورد استفاده قرار می گیرد، گیاه آتریپلکس کانسنس (Atriplex canescens) است. با توجه به اینکه در مناطق خشک استقرار موفق گیاه شرط اول موفقیت احیای منطقه است و ازآنجاکه بستر کشت اولین محلی است که نهال جوان در عرصه طبیعی با آن مواجه می شود، در این پژوهش تاثیر فاکتورهای خاکی بر استقرار نهال آتریپلکس کانسنس در دو منطقه عمرانی از شهرستان گناباد و چاه گوجی در شهرستان مه ولات مورد بررسی قرار گرفت. داده های اندازه گیری شده از شاخص های گیاهی (قطر یقه، حجم تاش پوشش، تولید...) و خاکی (EC، Ph، نیتروژن، کربن، بافت و...) در هر منطقه به وسیله نرم افزار Minitab از طریق آزمون t دو نمونه ای مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج این پژوهش نشان داد پارامترهای خاک شامل افزایش درصد اشباع خاک، کاهش pH خاک و افزایش میزان کربن و نیتروژن بستر کشت کنتورفارو و EC پایین در بستر کشت حاصل از چاله پرشده از ماسه و نیز بافت ریزدانه در دو نوع کشت، باعث بهبود رشد آتریپلکس می شود.

آگاهی از حد مجاز بهره برداری از گونه های اصلی مراتع کشور در مدیریت بهینه مراتع کشور بسیار حائز اهمیت است. علی رغم اهمیت این موضوع اطلاعات چندانی در این زمینه در دسترس نیست. هدف از اجرای این تحقیق، مطالعه واکنش گونه های مهم مراتع استپی استان یزد به شدت های مختلف برداشت و درنهایت، تعیین حد بهره برداری مجاز آن هاست. در این پژوهش، حد بهره برداری مجاز گونه های Artemisia sieberi و Eurotia ceratoides که از گونه های کلیدی و مهم مراتع استپی هستند، مورد مطالعه قرار گرفته است. تحقیق در منطقه ندوشن استان یزد که معرف قطب دامداری استان شناخته می شود و درون قرق موجود در عرصه، پایه ریزی شد. شدت های برداشت 0 (شاهد)، 25، 50، 75 درصد به عنوان تیمارهای تحقیق بر روی هریک از گونه های مورد بررسی، در مدت چهار سال اعمال شد. نتایج نشان داد که در سال های تحقیق، تولید گونه های تحت بررسی تغییرات محسوسی داشته است. تیمار برداشت بر گونه Eurotia ceratoides، تاثیر معنی داری گذاشته است، به طوری که تفاوت تولید بین دو تیمار شاهد و 25درصد برداشت با تیمارهای 50 و 75 درصد برداشت، آشکار شده و برداشت های متوالی و شدید بر تولید گونه، اثر منفی گذاشته است. بر این اساس حد بهره برداری مجاز این گونه 25 درصد تعیین می شود. برداشت بر گونه Artemisia sieberi تاثیر محسوسی نگذاشته است. این مطلب بیانگر آن است که گونه درمنه حداقل در کوتاه مدت به فشار چرا و برداشت شدید مقاوم است. این ویژگی شاید یکی از مهم ترین دلایل حضور بی رقیب این گونه در پهنه وسیعی از مناطق بیابانی، خشک، نیمه خشک و حتی نیمه مرطوب کشور باشد.

احیای پوشش گیاهی و بهره برداری از منابع گیاهی گونه های شاخص مناطق بیابانی، مستلزم شناخت دقیق ویژگی های خاک و ارتباط آن با گیاهان این مناطق است. گونه Stipagrostis pennata از گونه های شاخصی است که در بخش ماسه زاری منطقه خشک دشت سبزوار گسترش یافته است. در این تحقیق، تاثیر عناصر مهم غذایی خاک بر تراکم، تولید گیاهی و تاج پوشش این گیاه در این منقطه بیابانی بررسی شده است. ابتدا چهار سایت مطالعاتی (به مساحت 600 هکتار) در منطقه تعیین و با استفاده از روش نمونه برداری سیستماتیک- تصادفی و با قرار دادن ترانسکت در سایت ها، نمونه برداری از خاک در دو عمق 0 تا 30 و 30 تا 60 انجام گرفت و در آزمایشگاه خاک، مقادیرN ، P،K ، C، Na،Ca و Mg اندازه گیری شد؛ سپس داده های به دست آمده همراه با اطلاعات و یادداشت های فاکتورهای مهم رویشی گیاه (تراکم، تولید گیاهی و تاج پوشش)، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج این تحقیق بیانگر رابطه مستقیم بین میزان تولید و عنصر نیتروژن خاک در سطح معنی دار 0.05 است و این بدان معناست که در گیاه مورد مطالعه، با افزایش مقدار نیتروژن خاک، میزان تولید گیاهی افزایش پیدا می کند. همچنین نتایج رگرسیون بین تاج پوشش و مقدار عنصر کلسیم خاک، نشان دهنده وجود رابطه مستقیم در سطح معنی دار 0.05 بین عامل رویشی تاج پوشش گیاه و فاکتور خاکی عنصر کلسیم بود. در سایر عناصر خاک، رابطه معنی داری با خصوصیات رویشی این گیاه مشاهده نشد.

کشت خالص و مخلوط در مناطق خشک و نیمه خشک جهان از سالیان درازی متداول است. به منظور مقایسه عملکرد کمی و کیفی کشت مخلوط و خالص چند گونه مرتعی در منطقه نیمه خشک گنبد کاووس، آزمایشی در سال 1391-1392 انجام شد. الگوی کاشت (تیمارها) در 5 سطح و شامل کشت خالص Festuca ovina L.، Festuca arundinacea Schreb، Medicago scutellata L،Agropyron elongatum Jose و کشت مخلوط چهار گونه به نسبت 25 درصد از هریک بود. نتایج نشان داد که بیشترین عملکرد علوفه با 2018.01 کیلوگرم در هکتار مربوط به تیمار کشت مخلوط و کمترین عملکرد با 416.96 کیلوگرم در هکتار مربوط به تیمار F. ovina بود. بیشترین عملکرد بذر با 969.34 کیلوگرم در هکتار مربوط به تیمار M. scutellata بود. مقایسه میانگین تیمارهای الگوی کاشت نشان داد که حداکثر ماده خشک قابل هضم در تیمار کشت خالص M. scutellata با 64.45 درصد و حداقل این صفت نیز مربوط به تیمار کشت خالص A. elongatum با 49.54 درصد مشاهده شد. حداکثر پروتئین خام مربوط به تیمار کشت خالص M. scutellata با 20.55 درصد و حداقل این صفت مربوط به تیمار کشت خالص F. ovina با 11.83 درصد بود. حداکثر فیبر خام مربوط به تیمار A. elongatum با 46.39 درصد و حداقل آن مربوط به تیمار کشت مخلوط با 37.32 درصد بود. نسبت برابری زمین (بر اساس وزن خشک علوفه) برای گونه های مورد بررسی برابر با 1.18 یعنی LER>1 بود، این نتیجه نشان می دهد کشت مخلوط بهتر از کشت خالص بوده است.