مهندسی اکوسیستم بیابان
سال:1395 | دوره:5 | شماره:13 |تعداد مقالات:10

در مدیریت اکوسیستم های مرتعی، تعیین عوامل موثر بر پراکنش گونه های گیاهی و تنوع گونه ای، به خصوص در مناطق بیابانی، بسیار حائز اهمیت است. این پژوهش به منظور تعیین تاثیر عوامل فیزیوگرافیک بر تنوع زیستی گونه های گیاهی اکوسیستم بیابانی کاخک گناباد، در بهار سال 1393 انجام شد. در این راستا، ابتدا با روی هم اندازی چهار نقشه شیب، جهت جغرافیایی، طبقات ارتفاعی و سازندهای زمین شناسی، نقشه واحدهای کاری تهیه شد. سپس بر اساس ساختار، نحوه توزیع و حضور گونه های غالب، 4 تیپ همگن مشخص شده و 35 پلات در هر تیپ گیاهی، به روش سیستماتیک-تصادفی مسقر گردید و پلات های با سطح نمونه 4 مترمربعی (بر اساس روش تعیین حداقل سطح) جهت برآورد پوشش گیاهی به کار گرفته شد. در هر پلات، گیاهان موجود فهرست و درصد تاج پوشش ثبت و ویژگی های فیزیوگرافیک (شیب، جهت جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا) و تغییرات تنوع در سازندهای مختلف زمین شناسی مشخص شد. مطالعه تنوع زیستی گونه های گیاهی با استفاده از شاخص های تنوع شانون وینر و سیپمپسون، شاخص غنای مارگالف و شاخص یکنواختی اسمیت و ویلسون با نرم افزار Ecological Methodology انجام شد. نتایج پژوهش نشان داد که ارتفاع از سطح دریا بر تنوع، غنا و یکنواختی گونه های گیاهی منطقه، تاثیر معنی داری داشته و در دامنه ارتفاعی 1700-1900 متر، شاخص های تنوع سیمپسون و شانون وینر بیشترین مقدار را داشته و یکنواختی گونه ها در ارتفاع میانی 1900-2100 متری، مقدار بالاتری داشتند. همچنین نتایج نشان داد که جهت دامنه شمالی و شیب دامنه تاثیر معنی داری روی تنوع و غنای گونه ای دارد و شیب های کم (20-0 درصد) بالاترین تنوع و غنای گونه ای را به خود اختصاص دادند.

شوری یکی از پارامتر های محیطی است که تاثیر آن بر تنوع گونه ای، نیاز به مطالعه بیشتری دارد. در تحقیق حاضر، تغییر تنوع گیاهی تحت تاثیر تغییر شوری ناشی از تغییر ارتفاع و نزدیکی به سطح ایستابی در دشت اینچه برون در شمال شهرستان آق قلا (استان گلستان) مورد بررسی قرار گرفته است. به دلیل تغییر شوری ناشی از تغییر توپوگرافی در طول دشت اینچه برون، نمونه برداری و ثبت اطلاعات پوشش گیاهی در منطقه مورد مطالعه، با استقرار ترانسکت نواری حدود 1000 متری در امتداد یکی از تپه های منطقه اینچه برون انجام شد. در طول ترانسکت در فواصل 100 متری، اقدام به استقرار واحدهای نمونه برداری (پلات) 3´3 متر شد. در داخل هر واحد نمونه برداری، لیست گونه ها و سطح تاج پوشش هر گونه، در جهت شیب غالب، برآورد شد. با استفاده از نرم افزار PAST شاخص های تنوع شانون-واینر و سیمپسون محاسبه شد. عدد تنوع بتا بین واحدهای نمونه برداری در طول گرادیان شوری با استفاده از شاخص ویتاکر محاسبه شد. رابطه بین تغییرات شوری بین واحدهای نمونه برداری در طول گرادیان ارتفاعی و تنوع آلفا، سیمپسون و بتا با استفاده از رگرسیون خطی ساده مطالعه شد. نتایج نشان داد بین ارتفاع، میزان شوری خاک و هر دو شاخص تنوع گیاهی، رابطه معنی دار وجود دارد. با کاهش ارتفاع، میزان شوری خاک افزایش می یابد و با افزایش شوری خاک، تنوع زیستی کاهش می یابد. این تغییرات درنتیجه افزایش شوری صورت می گیرد.

گونه Frankenia hirsuta گونه چندساله هالوفیت است که در تولید علوفه مراتع اینچه برون نقش ایفا می کند. با بررسی آشیان بوم شناختی این گونه در بوم نظام مرتعی اینچه برون، می توان در پیش بینی پاسخ آن ها نسبت به عوامل محیطی و مدیریتی کمک موثری نمود. هدف از تحقیق، بررسی عکس العمل گونه Frankenia hirsuta به برخی گرادیان های محیطی در مراتع شوره زار اینچه برون با استفاده از تابع HOF می باشد. در این مطالعه، 400 پلات 4 مترمربعی در امتداد فاصله از آبشخور برداشت شد. نمونه برداری با روش سیستماتیک تصادفی صورت گرفت. در هر پلات، حضور گونه Frankenia hirsuta ثبت و همچنین در مرکز هر پلات، اقدام به نمونه گیری خاک از عمق صفر تا بیست سانتی متر شد. آزمایش های لازم برای اندازه گیری وزن مخصوص ظاهری خاک، رطوبت خاک، pH، EC، بافت خاک، کربن آلی، نیتروژن و فسفر انجام شد. به منظور برازش منحنی پاسخ گونه نسبت به گرادیان های محیطی از توزیع دوجمله ای از تابع HOF استفاده شد. آنالیز داده ها با استفاده از نرم افزار 3.02 R انجام شد. تجزیه و تحلیل داده ها نشان داد که دامنه اکولوژیک و مقدار بهینه اکولوژیکی نسبت به فاصله از آبشخور دام، به ترتیب برابر 200-1000 متر و 825 متر بوده است، نتایج نشان داد که حضور گونه Frankenia hirsuta با فاصله از آبشخور دام، به صورت همنوای افزایشی بود. منحنی عکس العمل گونه Frankenia hirsute با میزان رطوبت خاک، درصد شن، کربن آلی و ازت خاک به صورت همنوای افزایشی بوده است. به طور کلی، این گونه بیشتر در مناطق شور استان، به صورت لکه ای و در مکان های پست و نقاطی که از رطوبت مناسب و شوری به نسبت کمتری برخوردار است، انتشار دارد. برای حفظ و بهره برداری پایدار از این گونه پیشنهاد می شود که از چرای سنگین دام در این محدوده جلوگیری شود.

این مطالعه به بررسی اثرگذاری قرق بر خصوصیات خاک مرتع، در دو اقلیم متفاوت شامل اقلیم نیمه بیابانی (منطقه اینچه برون) و اقلیم سرد نیمه مرطوب (چهارباغ) در استان گلستان می پردازد. به منظور انجام نمونه برداری خاک در هر سایت، پنج نمونه از هر عمق برداشت و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک اندازه گیری شدند. برای مقایسه ویژگی های خاک عمق های متناظر سایت قرق با سایت شاهد آن در هر منطقه، از آزمون تی مستقل استفاده شد. به منظور شناخت نقش اقلیم در تغییرات خصوصیات خاکی و تعیین مهم ترین خصوصیاتی که تحت تاثیر قرق و اقلیم قرار گرفته اند، از آزمون تجزیه مولفه های اصلی (PCA) و محاسبه درصد تغییرات نسبی شاخص ها استفاده شد. لذا نتایج روش تحلیل مولفه های اصلی نشان داد که مهم ترین خصوصیاتی که تحت تاثیر اقلیم و قرق قرار گرفته و سبب تفکیک سایت ها شده اند، کربن آلی، نیتروژن، هدایت الکتریکی، آهک و رس می باشند. نتایج نشان داد که افزایش دما سبب شده است تا قرق بیشترین تاثیر افزایشی را بر روی کربن آلی و نیتروژن به ترتیب با مقادیر بردار ویژه -0.994 و -0.910 در منطقه اینچه برون داشته باشد و اقلیم سرد سبب شده است تا قرق بیشترین تاثیر افزایشی را بر روی هدایت الکتریکی، آهک و رس با مقادیر ویژه، 0.898، 0.982 و 0.987 در منطقه چهارباغ داشته باشد. با توجه به نسبتا یکسان بودن طول دوره قرق به نظر می رسد کوهستانی بودن منطقه، سرما و یخبندان نسبت به بارندگی تاثیر بیشتری بر روی تغییر خصوصیات خاک گذاشته و درنتیجه، سبب کاهش تغییرات خاکی در این منطقه شده است، بنابراین منطقه چهارباغ به مدت زمان قرق بیشتری نیاز دارد.

به منظور بررسی تاثیر گونه غیربومی Atriplex canescens بر خصوصیات خاک و فعالیت موجودات در شرایط چرا و قرق، این مطالعه در دو مرتع همسال (قرق شده و چراشده از زمان کاشت آتریپلکس) در منطقه شهریار به اجرا درآمد. در هریک از حالت های مدیریتی، تعداد 40 پلات در اندازه نه مترمربعی در چهار ترانسکت سیصد متری در نظر گرفته شد. فواصل ترانسکت ها از هم صد متر در نظر گرفته شد و تعداد 10 پلات در طول هر ترانسکت با فواصل 30 متر انداخته شد. در داخل پلات ها داده هایی از قبیل میزان بذر هر بوته، میزان لاشبرگ و تعداد لانه پای بوته ها ثبت گردید. تعداد 5پلات نیز به طور تصادفی، در طول هر ترانسکت مشخص شد و در پای بوته ها نسبت به حفر پروفیل خاک اقدام و از دو عمق سطحی و تحتانی خاک نمونه برداری گردید. تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از آزمون t مستقل در نرم افزار SPSS انجام شد. نتایج نشان داد که میزان بذر تولیدی، مقدار لاشبرگ پای بوته و تعداد لانه پای بوته ها به طور معنی داری در منطقه قرق، بیشتر از منطقه چراشده است. ازاین رو می توان گفت که قرق با ایجاد شرایط مناسب گیاهی در ازدیاد فعالیت موجودات در منطقه، موثر بوده است.همچنین آتریپلکس در شرایط قرق، هرچند باعث افزایش ازت و پتاسیم خاک سطحی می شود، با افزایش سدیم و هدایت الکتریکی تاثیرات منفی بیشتری بر خاک دارد. لذا با توجه به افزایش موجودات جونده و شور کردن خاک سطحی و برآیند منفی کاشت آتریپلکس بر خاک و اکوسیستم، استفاده از این گیاه باید محدود به مناطقی باشد که توان بازسازی گیاهان بومی منطقه، غیرممکن یا در حداقل ممکن باشد.

فرسایش خاک توسط نیروی توامان فرایندهای آب و باد سبب تخریب اراضی در سطحی گسترده می شود. بنابراین مدل سازی منطقه ای فرسایش پذیری یکی از مناسب ترین راهکارهای تخمین هدررفت خاک محسوب می گردد. لذا هدف از این پژوهش، تدوین یک مدل منطقه ای فرسایش پذیری توسط روش های آماری، از طریق رابطه سنجی بین پارامترهای فیزیکی خاک و شاخص های دورسنجی در خور و بیابانک است. روش نمونه برداری میدانی، از نوع ترانسکت خطی بوده و در امتداد آنها، 33 نمونه خاک از عمق 0 تا 50 سانتی متر برداشت شد. با انتقال نمونه ها به آزمایشگاه، میزان عناصر ماسه، رس، سیلت، کربن و ماده آلی اندازه گیری و سپس مقادیر فرسایش پذیری در قالب فاکتور K و شاخص SEI محاسبه شد. در مرحله بعد، تصویر سنجنده OLI منطبق با زمان نمونه برداری میدانی از پایگاه اینترنتی USGS اخذ و با اعمال توابع Clay، NDVI، GOSAVI، SAVI، TSAVI، NDSI، SCI و GSAVI، مقادیر شاخص های مزبور استخراج گردید. درنهایت، با استفاده از آزمون پیرسون، همبستگی بین عناصر فیزیکی و فرسایش پذیری خاک با شاخص های دورسنجی محاسبه و در پایان جهت مدل سازی SEI و K، از طریق رگرسیون ساده و چندگانه، مبادرت به رابطه سنجی بین پارامترهای مذکور گردید و از بین آن ها مناسب ترین مدل ها باارزش رجحانی بالاتر انتخاب شد. نتایج مدل سازی نمایانگر حداکثر ارتباط خطی SEI با شاخص های SAVI، NDVI و TSAVI به ترتیب با ضریب تعیین 0.69، 0.66 و 0.63 ، و رابطه خطی فاکتور K با شاخص های NDSI، SAVI و SCI، به ترتیب با ضریب تعیین 0.63، 0.61 و 0.58 در سطح 99 درصد است. نتایج رگرسیون چندگانه نیز بیانگر بالاترین ارتباط SEI و K با اجماع گروهی شاخص های دورسنجی به ترتیب با ضریب تعیین 0.517 و 0.564 و خطای برآورد 0.0031144 و 0.0092369 در سطح 99 درصد است. بنابراین از طریق شاخص های دورسنجی و مدل های آماری تک متغیره و چندمتغیره، می توان میزان فرسایش پذیری خاک را برآورد نمود که امکان تخمین سریع و نسبتا دقیق مقادیر SEI و K را در منطقه خور و بیابانک فراهم می آورد.

گسترش شهرنشینی همواره مسائل متنوع و گسترده ای را به دنبال داشته است که تغییرات وسیع در الگوی کاربری زمین مهم ترین اثر آن است. کاهش توان اکولوژیکی و بیولوژیکی زمین یکی از آثار منفی تغییرات کاربری اراضی است که از آن، با عنوان عامل بیابان زایی نیز یاد می شود. در این پژوهش، برای تعیین شدت بیابان زایی ناشی از توسعه شهری در محدوده شهر مشهد، از روش ایرانی IMDPA استفاده شد. در گام اول، نقشه کاربری اراضی این محدوده در پنج دهه 40، 60، 70، 80، 90 تهیه شد که منابع مورد استفاده برای تهیه نقشه کاربری اراضی به ترتیب دهه های ذکرشده، عکس های هوایی با مقیاس 1:20000، نقشه های توپوگرافی با مقیاس 1:50000، لایه های توپوگرافی با مقیاس 1:20000، تصاویر ماهواره ای Landsat -7 ETM + و جدیدترین تصاویر ماهواره ای Google Earth بوده است. سپس با استفاده از معیار تکنوژنیک مدل IMDPA، وزن دهی به شاخص های این معیار (نسبت اراضی مسکونی و صنعتی به باغی زراعی، نسبت اراضی مسکونی و صنعتی به مرتعی و جنگلی، نسبت تراکم جاده به سطوح شهری، میزان فضای سبز به ازای هر نفر) انجام شد و در انتها از میانگین هندسی شاخص ها، شدت بیابان زدایی در پنج دهه از دهه 40 تا 90 مشخص و موثرترین عامل بیابان زایی شناسایی گردید.نتایج نشان می دهد که در دهه 40، پایین بودن سرانه فضای سبز و کاهش اراضی مرتعی به ترتیب مهم ترین عوامل بیابان زایی در شهر مشهد است. در دهه های 60، 70 و 80 اصلی ترین عوامل بیابان زایی، کاهش اراضی مرتعی، کاهش سرانه فضای سبز شهری و کاهش اراضی زراعی است. در دهه 90، اصلی ترین عامل، کاهش اراضی مرتعی و سپس کاهش اراضی زراعی و سرانه فضای سبز است. در هر پنج دهه، عامل تراکم جاده ای در دامنه امتیاز کم در مدل قرار گرفت که از تاثیر این عامل در بیابان زایی شهر مشهد می توان چشم پوشی کرد.

هدف از انجام این پژوهش، تعیین احتمال وقوع حالات بارش به شرط حالات دمایی و پهنه بندی آن است. برای این منظور، از داده های دما و بارش روزانه 13 ایستگاه سینوپتیک استان فارس که دارای حداقل 20 سال دوره آماری بودند، استفاده شد.در ابتدا حالات مختلف دمایی و حالات بارش تعیین شد. در گام بعد، فراوانی توام رویدادهای دمایی و رویدادهای بارشی هر روز در ماتریسی ارائه شد. سپس ماتریس احتمال توام حالات بارش دما محاسبه و احتمال شرطی هریک از رخدادهای بارش به شرط حالات دمایی برای هریک از ایستگاه های منطقه مورد مطالعه محاسبه شد. در ادامه، با استفاده از تحلیل خوشه ای و بر اساس روش فاصله اقلیدوسی و روش ادغام وارد (Ward)، اقدام به طبقه بندی منطقه مورد مطالعه شد و نمودار درختی آن ترسیم گردید. در گام آخر، نقشه پهنه بندی و حالات احتمال شرطی با استفاده از نرم افزار GIS تهیه شد. نتایج نشان داد که بر اساس ویژگی های احتمال شرطی، منطقه مورد مطالعه به سه پهنه تقسیم می شود. همچنین، نتایج متوسط احتمال شرطی حالات بارش به شرط حالات دمایی، حاکی از بالا بودن احتمال وقوع روزهای بدون بارش و گرم نسبت به دیگر حالت های ممکن است. در هر سه پهنه مورد مطالعه، روزهای توام با بارش زیاد به شرط دماهای کم در درجه دوم احتمال قرار دارند. کمترین احتمال وقوع در بین حالت های شرطی ممکن مربوط به روزهای پربارش با هوای گرم است.

در این پژوهش، به منظور واکاوی تغییرات مکانی و زمانی بارش ایران، از داده های پایگاه داده GPCC که دارای تفکیک مکانی 0.5 * 0.5 درجه است، در یک دوره 40 ساله (1974-2013) استفاده شده است. نخست برای تحلیل مکانی بارش، از داده های استخراج شده از این فراورده بارشی میانگین سالانه، فصلی و ماهانه تهیه و سپس با روش IDW در نرم افزار GIS، 17 نقشه میانگین برای بارش تولید شد. برای بررسی زمانی بارش با استفاده از میانگین وزنی داده های بارش، 17 نمودار سری زمانی تهیه و معناداری روند سری های زمانی نیز از طریق آزمون ناپارامتری من کندال در سطح 95 درصد آزمون شد. نتایج پژوهش نشان داد که میانگین بارش یاخته ای کشور 255.22 میلی متر است. بیشینه بارش در سواحل و کرانه های غربی دریای خزر و ارتفاعات زاگرس و کمینه بارش عمدتا در بخش های مرکزی و شرقی و جنوب شرقی کشور مشاهده می شود. در عین حال، هرچه از سمت شمال، شمال غرب و غرب کشور به سمت بخش های مرکزی، شرقی و جنوبی پیش رویم، از میزان بارش سالانه نیز کاسته می شود.فصل زمستان با میانگین یاخته ای بارش 79.6 میلی متر و فصل تابستان با میانگین 11.5 میلی متر، به ترتیب پربارش ترین و کم بارش ترین فصل های ایران هستند. بیشینه بارش فصل زمستان در کشور منطبق بر کرانه های غربی خزر و قلل ارتفاعات زاگرس در غرب کشور است. این در حالی است که کمینه بارش در این فصل بخش های مرکزی، شرقی و جنوبی کشور را دربرمی گیرد. واکاوی نقشه های ماهانه بارش ایران نیز حاکی از دو گروه زمانی بارش است: ماه های نوامبر (آبان)، دسامبر (آذر)، ژانویه (دی)، فوریه (بهمن)، مارس (اسفند) و آوریل (فرودین) با میانگین بارش بیش از 23.3 میلی متر، پربارش ترین ماه های سال و ماه های می (اردیبهشت)، ژوئن (خرداد)، جولای (تیر)، آگوست (مرداد)، سپتامبر (شهریور) و اکتبر (مهر) کم بارش ترین ماه های سال هستند. در سری زمانی بارش سالانه ایران در سطح اطمینان 95 درصد، بارش روندی معنادار و کاهشی از خود نشان می دهد. در این سری زمانی، روند سالانه بارش در ایران از سال 1992 تا 2013 کاهشی است. در سری های زمانی فصلی، فصل زمستان روندی معنادار و کاهشی دارد، ولی در فصول بهار و تابستان و پاییز، فرض وجود روند تایید نشد. بررسی و تحلیل روند بارش ایران در سری های زمانی ماهانه نیز حکایت از فقدان معناداری در سطح اطمینان 95 درصد دارد.

ارزش آفرینی یک مفهوم جدید، ارزشمند و بسیار گسترده است. نظریه پردازان، آن را ایجاد یک چیز ارزشمند از هیچ می دانند. بدون شک، تلفیق مناسب و دقیق طبیعت گردی و ارزش آفرینی می تواند فرصت های بدیع اقتصادی به همراه داشته باشد که یکی از پیامدهای آن توسعه فرصت های اشتغال است تا توریسم در رویکردی اکوسیستمی، از لحاظ بوم شناسی در طولانی مدت قابل قبول و از لحاظ مالی، خودکفا و از نظر دیدگاه های اجتماعی و اخلاقی برای جوامع محلی مفید و نوی بخش باشد. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی عوامل اثرگذار بر فضای ارزش آفرینی طبیعت گردی در اکوسیستم کویری با استفاده از روش دلفی انجام شد. ابزار پژوهش پرسش نامه ای با 6 شاخص، 21 معیار و 125 زیرمعیار بود که توسط 25 کارشناس خبره در قالب پرسش نامه دو مرحله ای دلفی و طیف پنج گزینه ای لیکرت پاسخ داده شد. یافته ها نشان داد که معیار فرهنگی آموزشی با میانگین وزنی 1.096 دارای بیشترین ضریب تاثیر گذاری بر کارآفرینی اکوتوریستی در کویر مرنجاب بوده است. معیار اجتماعی با میانگین امتیاز وزنی 0.946 در رتبه دوم قرار داشت و معیارهای طبیعت گردی، زیرساخت های اولیه، حمل ونقل، اقامتی و رفاهی تفریحی به ترتیب با میانگین امتیاز وزنی 0.665، 0.588، 0.560، 0.559 و 0.524 در جایگاه های سوم تا هفتم قرار گرفتند. معیار بازار محلی با میانگین امتیاز 0.508 نیز هشتمین معیار موثر بر کارآفرینی اکوتوریستی تشخیص داده شد. معیارهای ویژگی های خاک، سیمای فیزیکی، اقتصادی، پوشش گیاهی، اقلیم منطقه، حیات وحش، نهادی، تبلیغات و اطلاع رسانی، بهداشتی درمانی، غذا و نوشیدنی، منابع آب، ارتباطی الکترونیکی و حساسیت محیطی به ترتیب در جایگاه های بعدی اثرگذاری بر فرصت های کارآفرینی اکوتوریستی قرار داشتند.