مهندسی اکوسیستم بیابان
سال:1396 | دوره:6 | شماره:15 |تعداد مقالات:10

درجه حرارت مهمترین عامل محیطی در پراکنش گیاهان می باشد و مهم ترین فاکتور تعیین کننده موفقیت در استقرار یا عدم موفقیت در استقرار گیاهچه می باشد. به منظور بررسی تاثیر محرک های شیمیایی بر جوانه زنی و رشد گیاهچه تحت تنش دما، آزمایشی بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 4 تکرار در هر تیمار انجام شد. تیمار های پرایمینگ عبارت بودند از: سه سطح جیبرلیک اسید (125، 250، 500 ppm)، سه سطح سالسیلیک اسید (100، 200، 300 میلی گرم بر لیتر)، سه سطح اسکوربیک اسید (100، 200، 300 میلی گرم برلیتر) و همزمان از آب مقطر بعنوان شاهد استفاده شد و تیمار های تنش دما شامل 6 سطح درجه حرارت (5، 10، 15، 20، 25، 30 درجه سانتیگراد) بودند. نتایج نشان دادکه با افزایش دما خصوصیات جوانه زنی قیچ (درصد جوانه زنی، سرعت جوانه زنی، طول ریشه چه، طول ساقه چه، طول گیاهچه، شخص بنیه بذر) افزایش یافت و در دمای 25 درجه سانتیگراد به بیشترین مقدار خود رسید و با افزایش دما از مقدار 25 درجه سانتیگراد کاهش پیدا نمود. کلیه محرک های شیمیایی باعث افزایش خصوصیات جوانه زنی نسبت به تیمار شاهد گردیدند و در بین محرک های شیمیایی مورد استفاده بیشترین تاثیر را جیبرلیک اسید 250 ppm داشت که این غلظت اسید جهت تعدیل اثرگذاری های منفی تنش دما بر گیاه قیچ پیشنهاد می گردد.

امروزه گرمایش زمین و تغییر اقلیم ناشی از افزایش گازهای گلخانه ای به عنوان یکی از مهم ترین چالش های عصر حاضر به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک به شمار می رود. جنگل کاری موثرترین راهکار برای جذب دی اکسیدکربن در بوم سازگان خشکی و کاهش گرمایش زمین است. هدف از انجام این تحقیق، بررسی اثرات جنگل کاری با گونه های اکالیپتوس و بادام کوهی روی ترسیب کربن و برخی از خصوصیات خاک در پارک جنگلی دشت مازه دهدشت در جنوب غربی ایران است. به همین منظور نمونه برداری از خاک منطقه، با استفاده از روش منظم تصادفی از اعماق 15-0 و 30-15 سانتی متری انجام و پس از اندازه گیری خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک شامل درصد رس، شن، سیلت، اسیدیته (pH)، هدایت الکتریکی، فسفر، پتاسیم و کربن آلی در آزمایشگاه، داده ها از روش آزمون مقایسات میانگین متعامد، با استفاده از نرم افزار SPSS نسخه 20 آنالیز شدند. نتایج نشان داد که مقدار ترسیب کربن خاک در منطقه جنگل کاری شده و شاهد به ترتیب برابر 20.8 و 8.7 تن در هکتار بوده است (p<0.01). همچنین، مقدار ترسیب کربن، کربن آلی و پتاسیم خاک در توده اکالیپتوس بیشتر از توده بادام کوهی بود (p<0.05). نتایج نشان داد عمق خاک تاثیری روی ترسیب کربن و سایر صفات خاک نداشت. نتایج تجزیه همبستگی نیز نشان داد که بین درصد کربن آلی خاک با صفات رس، سیلت و پتاسیم همبستگی مثبت معنی دار و با شن رابطه منفی معنی دار وجود داشت.

ماسه زارهای مناطق مرکزی ایران، رویشگاه یکی از گونه های درختچه ای ارزشمند بومی و سازگار از خانواده Fabaceae به نام دم گاوی ( Smirnovia iranica Sabeti) است که از نظر تولید علوفه و حفاظت خاک و ایجاد چشم انداز زیبا و ارزش دارویی، بسیار حائز اهمیت است. برای بررسی سیتوژنتیکی، در ماسه زارهای کاشان، چهار رویشگاه مطالعاتی به فاصله 30 کیلومتر از هم انتخاب شد. از هر رویشگاه، یک پایه گیاهی انتخاب گردید و بذور جمع آوری شدند. به منظور مشاهده کروموزوم های متافازی میتوز، مراحل کشت بذور و تهیه نمونه ریشه انجام و عکس های تهیه شده با وضوح بسیار، برای اندازه گیری پارامترهای کاریوتیپی با استفاده از نرم افزار Micromesure 3.3 انتخاب شدند. نتایج نشان داد این گیاه دیپلوئید (2n=2x=16) است. بزرگ ترین کروموزوم، کروموزم شماره 1 رویشگاه کمپ 1 (6.15 میکرون) و کوچک ترین آن ها کروموزوم شماره 12 متعلق به رویشگاه کمپ 2 (2.12 میکرون) بود.

نبکا ها گروهی از اشکال ناهمواری ترسیبی هستند که بر اثر تجمع رسوبات بادی در اطراف گیاهان شکل می گیرند و ایجاد و توسعه آن ها متاثر از عوامل گوناگونی است. توسعه چشم انداز نبکا می تواند به عنوان عاملی به منظور حفظ هماهنگی بین نیروهای عمل کننده زیست محیطی و کاهش آثار تخریبی ماسه های روان بر سیستم های انسانی عمل کند. در این راستا شناسایی سازگارترین گونه گیاهی نبکا از اهمیت بسیاری برخوردار است. هدف از این پژوهش، ارزیابی مقایسه ای نبکاهای منطقه صمدآباد شهرستان سرخس با استفاده از الگوریتم TOPSIS و معرفی مناسب ترین گونه گیاهی نبکا برای تثبیت ماسه های روان از طریق تحلیل مولفه های مورفومتری آن است. به این منظور، ابتدا مهم ترین مشخصه های مورفومتری 120 نبکا نظیر ارتفاع نبکا، طول نبکا، حجم نبکا، ارتفاع گیاه، محیط گیاه، طول گیاه و حجم گیاه، از گونه های سبد پاکوتاه، اسپند و خارشتر با روش استفاده از ترانسکت اندازه گیری شد. سپس با ارزیابی مقایسه ای آن ها ا TOPSIS ز طریق الگوریتم، مبادرت به اولویت بندی نبکاهای مطالعاتی شد. نتایج نشان می دهد که نبکای گونه اسپند با وزن 0.695 بیشترین ارجحیت و بهره وری را برای تثبیت ماسه های روان دارد. نبکای گونه خارشتر نیز با وزن 0.566 نسبت به نبکای گونه سبد پاکوتاه از ارجحیت بیشتری برخوردار است. در مقابل نبکای سبد پاکوتاه با وزن 0.073 کمترین ارجحیت و بهره وری را داشت که نتیجه حاصل شده به دلیل ویژگی های نامطلوب ریخت شناسی این گونه در مقایسه با دو گونه موردبررسی دیگر است و توسعه چشم انداز آن ها در منطقه موردمطالعه به هیچ عنوان پیشنهاد نمی شود. نتایج این پژوهش در مدیریت سیستمی مناطق بیابانی و طرح های تثبیت ماسه های متحرک شهرستان سرخس ارزنده خواهد بود.

باد یکی از پدیده های طبیعی با اهمیت در اکوسیستم های مناطق خشک و نیمه خشک جهان است. گرچه پژوهش های زیادی در موردبررسی سرعت و جهت وزش باد هر منطقه با استفاده از ترسیم گلباد انجام شده است، تعداد کمی از آن ها به بررسی احتمال وقوع باد در دوره بازگشت های مختلف پرداخته اند. تحلیل وقوع سرعت باد بیشینه در دوره بازگشت های مختلف، در انواع پروژه های عمرانی مانند احداث ساختمان های بلندمرتبه، بادشکن، تابلوهای تبلیغاتی در کنار بزرگراه ها و تمامی سازه های در معرض وزش باد برای محاسبه ریسک محتمل قابل استفاده خواهد بود. در این تحقیق، ابتدا با استفاده از داده های سرعت بیشینه باد 22 ایستگاه سینوپتیک در کشور ایران به مرکزیت استان یزد و با استفاده از نرم افزار P10، بیشینه سرعت باد در دوره بازگشت های 2، 5، 10، 25، 50، 100 ساله برآورد شد. با بررسی توزیع های آماری نرمال، لوگ نرمال، پیرسون، لوگ پیرسون و گمبل مشخص شد که توزیع گمبل در 56% ایستگاه ها دارای کمترین خطای استاندارد و ازاین رو دارای کارآمدی بیشتری است. سپس با روش کریجینگ معمولی و درون یابی در محیط نرم افزاری Surfer 13.4 نقشه های هم سرعت باد در دوره بازگشت های مختلف تهیه شد. نتایج به دست آمده نشان داد که شدیدترین بادهای محتمل در دوره بازگشت 100 ساله متعلق به ایستگاه های اقلید (59.9 m/s)، سیرجان (47.3 m/s)، شهرضا (43.1 m/s)، کبوترآباد (42.8 m/s) و نطنز (41.6 m/s) است. از سوی دیگر، سرعت باد در دوره بازگشت های مختلف در نواحی غرب منطقه دارای شدت بیشتری است که دلیل اصلی را می توان شرایط سینوپتیکی و راه گذر های توپوگرافی محلی برشمرد. همچنین روابط حاکم بر توزیع زمانی سرعت باد، رابطه لگاریتمی را بین سرعت و دوره بازگشت های مختلف نشان داد.

امروزه تخریب منابع آب و خاک از فاکتورهای مهم بیابان زایی در مناطق خشک و نیمه خشک است که بر اثر عدم مدیریت و اقدامات ناشایست انسان صورت می گیرد. اقدامات اجرایی درخصوص کنترل بیابان زایی، باید متکی بر شناخت وضعیت فعلی خطر بیابانی شدن و شدت آن باشد. در پژوهش حاضر به منظور ارزیابی و پهنه بندی شدت خطر بیابان زایی دشت بسطاق در خراسان جنوبی، از دو معیار کلیدی آب و خاک در قالب مدل IMDPA بهره گرفته شد. بدین منظور، شاخص های این دو معیار امتیازدهی شد، معیارها از میانگین هندسی شاخص ها و نقشه بیابان زایی کل نیز از میانگین هندسی دو معیار در نرم افزار Arc GIS 10.2 به دست آمد. نتایج حاصل از این ارزیابی نشان داد که از نظر معیار آب، شاخص هدایت الکتریکی با متوسط هندسی 33.3 و از نظر معیار خاک، شاخص سنگریزه سطحی با میانگین هندسی 2.69 مهم ترین شاخص ها در افزایش بیابان زایی منطقه هستند. همچنین نتایج پهنه بندی بیابان زایی کل نیز نشان داد که 96.29 درصد از منطقه (22111.74 هکتار) در کلاس متوسط خطر بیابان زایی و 3.7 درصد از منطقه (849.63 هکتار) در کلاس خطر بیابان زایی شدید قرار دارد. به طور کلی، دشت بسطاق با میانگین ارزش هندسی بیابان زایی 2.13 در کلاس خطر متوسط بیابان زایی قرار دارد که برای جلوگیری از توسعه بیابان زایی در این منطقه و کاهش اثرات مخرب آن، باید اقدامات مدیریتی مناسبی در دشت بسطاق اجرا شود.

در حال حاضر، یکی از نگرانی های محققان، دفن پسماند های اتمی است. ازآنجاکه نمکزارها و ازجمله گنبدهای نمکی، محیط تاحدی نامتخلخل، ناتراوا و ضخامت نسبتا مناسب تشکیلات نمکی بوده و هچنین جوامع گیاهی، جانوری و انسانی کمتری را در اطراف آن می توان یافت، بنابراین می تواند به عنوان محل مناسب برای ذخیره پسماندهای اتمی مطرح باشد. در این پژوهش، 24 معیار محیطی با تاکید بر سه معیار اصلی، هیدرولوژی، آبخیزداری، زمین شناسی و اقتصادی اجتماعی شامل شیب، تراکم آبراهه ای، دبی حداکثر لحظه ای، کلاس آبراهه و معیارهای دیگر در نظر گرفته شد. سپس با استفاده از پرسشنامه و نظرسنجی از متخصصان و کارشناسان مجرب، معیارهای مورد اشاره وزن دهی شد. کمترین و بیشترین وزن معیارها به ترتیب مربوط به دبی حداکثر لحظه ای با عدد 0.031 و فاصله از مناطق مسکونی با عدد 0.052 به دست آمد. در روش ELECTRE همه گزینه ها با استفاده از مقایسات غیررتبه ای موردارزیابی قرار گرفته و بدین طریق گزینه ها غیر موثر حذف شد. ابتدا با محاسبه مقادیر رقومی، همه معیارها در غالب ماتریس تصمیم گیری آورده شد. سپس داده ها ماتریس تصمیم گیری، بی مقیاس و اوزان معیارهای موردنظر، در ماتریس مذکور وارد شد. سپس ماتریس توافق و مخالف تشکیل گردید و درنهایت منجر به ماتریس تسلط نهایی شد. نتایج عددی به دست آمده از مدل ELECTRE نشان داد که می توان سه گنبد نمکی جنوب غرب استان هرمزگان را از لحاظ داشتن شرایط مناسب برای دفن پسماند های اتمی، الویت بندی کرد. گنبد نمکی گچین با بیشترین مقدار عددی شاخص (1)، به عنوان مناسب ترین گزینه انتخاب و گنبد نمکی انگوران، با شاخص عددی (0) و گنبد نمکی پل، با شاخص عددی (1-)، به ترتیب در رتبه های دوم و سوم قرار گرفتند.

پایش خشک سالی یکی از عوامل مهم و کلیدی در مدیریت ریسک خشک سالی است و کاربرد نمایه های خشک سالی ازجمله شاخص بارش استاندارد (SPI) ابزار مفیدی در این راستا می باشند. هدف این تحقیق، ارزیابی و پهنه بندی ریسک خشک سالی ها در سال ها و دوره بازگشت های مختلف در حوضه کرخه است. به این منظور شاخص بارش استاندارد (SPI) به عنوان شاخص منتخب برای بررسی خشک سالی ها در 33 ایستگاه داخل و خارج حوضه در پنج مقیاس زمانی مورداستفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که کمترین مقدار SPI مربوط به ایستگاه گوار کرمانشاه، شدید ترین تداوم از نظر بزرگی خشک سالی ها متعلق به ایستگاه بیدرود خوزستان و طولانی ترین تداوم مربوط به ایستگاه جوکار همدان بوده است. نقشه های گستره ریسک خشک سالی برای دوره بازگشت های متفاوت نشان داد که در دوره بازگشت پنج ساله، نواحی شمال (ایستگاه بوانه استان کردستان)، شمال شرقی (استان همدان) و شمال غربی (استان کرمانشاه) حوضه از نظر خطر ریسک خشک سالی مستعدترند. این وضعیت برای دوره بازگشت ده ساله بیشتر شامل نواحی شمالی (ایستگاه بوانه استان کردستان)، شمال غربی (استان کرمانشاه) و مرکزی (شمال استان خوزستان) حوضه می شود. استعداد خطر خشک سالی برای دوره بازگشت بیست ساله، بیشتر نواحی شمالی (ایستگاه بوانه استان کردستان) و شمال غربی (استان کرمانشاه) را تحت تاثیر قرار داده است، درحالی که برای دوره بازگشت پنجاه ساله، علاوه بر نواحی شمالی (ایستگاه بوانه استان کردستان) و شمال غربی (استان کرمانشاه)، نواحی شمال شرقی (استان همدان) نیز در معرض خطر خشک سالی قرار گرفته است. نتیجه کلی نشان می دهد که نواحی پیرامونی حوضه، مخصوصا نواحی شمال غربی، شمالی، شمال شرقی و بخش های کمی از نواحی شرقی و جنوب شرقی، مستعدترین مناطق تحت تاثیر خشک سالی هستند و با افزایش دوره های بازگشت، از میزان شدت ریسک خشک سالی کاسته می شود.

پایش خشکسالی هواشناسی و آب زیرزمینی و تعیین میزان تاخیر بین این دو نوع خشکسالی در بخش های مختلف مکانی یک منطقه می تواند کمک شایانی به مدیریت مصرف و صرفه جویی منابع آب زیرزمینی نماید. در این پژوهش، تغییرات زمانی و مکانی خشکسالی ها با استفاده از دو شاخص بارش استاندارد و آب زیرزمینی در منطقه مهیار شمالی استان اصفهان، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که خشکسالی آب زیرزمینی در بیشتر بخش های آبخوان به علت افزایش عمق آب زیرزمینی و احتمالا به دلیل کاهش سرعت نفوذپذیری و بسته شدن منافذ آبرفت ناشی از تعدد چاه های بهره برداری و برداشت زیاد منابع آب زیرزمینی با تاخیر زمانی بالا (48 ماه) صورت می گیرد. در بخش غربی آبخوان، به ویژه در حوالی چاه پیزومتری آجرکاخ، بیشترین همبستگی بین خشکسالی های هواشناسی و آب زیرزمینی در تاخیر زمانی 24 ماه، به ترتیب با R2 برابر با 0.62 صورت می گیرد. ضریب نفوذپذیری بالا، جریان ورودی از آبخوان مجاور، تغذیه جانبی ناشی از سازند های نفوذ پذیر آهکی نزدیک به دشت، حفظ تخلخل موثر آبخوان و کنترل پدیده نشست به علت تجمع آب انتقال یافته از کانال مهیار در حوالی این چاه ها، از دلایل پاسخ نسبتا سریع سطح آب زیرزمینی نسبت به نوسانات بارش در این مناطق است. همچنین نتایج پهنه بندی مکانی خشکسالی های هواشناسی و آب زیرزمینی، مبین افزایش میزان زمان تاخیر بین خشکسالی هواشناسی و آب زیرزمینی و گسترش شدت خشکسالی در بیشتر بخش های آبخوان با گذشت زمان است.

فرایند تبخیر و تعرق یک عنصر کلیدی در شبیه سازی هیدرولوژیکی تامین آب، مدل های بارش رواناب، محاسبات نفوذ و مدل های پیش بینی خشکسالی است. اخیرا معادلات بسیاری برای برآورد تبخیر و تعرق سالانه، ماهانه و روزانه در جهان به کار برده می شود. در این مطالعه، تبخیر وتعرق پتانسیل حوضه آبخیز طالقان توسط سه روش پریستلی تیلور، پنمن مانتیث و هارگریوز موجود در مدل SWAT تخمین زده شد. سپس تاثیر به کارگیری هریک از این روش ها بر شبیه سازی هیدرولوژیکی جریان خروجی حوزه آبخیز طالقان در دو دوره واسنجی (1998-2003) و اعتبارسنجی (2005-2003) با استفاده از آماره های ضریب تبیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب کارایی نش ساتکلایف (NS) و شاخص اریبی (PBIAS) موردارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که حداکثر و حداقل مقادیر شبیه سازی شده تبخیر و تعرق و درنتیجه، حداکثر و حداقل مقادیر دبی شبیه سازی شده به ترتیب مربوط به روش هارگریوز و روش پریستلی تیلور بوده است. همچنین بررسی ضرایب ارزیابی نشان داد تفاوت چندانی بین سه روش وجود ندارد. نتیجه آنالیز واریانس یک طرفه نیز موید عدم اختلاف معنی دار در سطح اعتماد 99 درصد در میانگین دبی ماهانه بین سه روش مذکور است. سایر نتایج نشان داد در دوره اعتبارسنجی روش پنمن مانتیث نتایج بهتری را نسبت به دو روش دیگر ارائه کرده است.