مهندسی اکوسیستم بیابان
سال:1394 | دوره:4 | شماره:9 |تعداد مقالات:9

این مطالعه با هدف بررسی اثر تاج پوشش تک درختان بر ویژگی بانک بذر (تراکم، غنای گونه ای و تشابه بانک بذر با پوشش گیاهی روزمینی) در مراتع روستای مزایجان از توابع شهرستان زرین دشت، واقع در جنوب استان فارس، در شهریورماه 1391 انجام شد. برای انجام این مطالعه، 40 پلات 4 متر مربعی در زیر درخت کنار (درخت غالب) و فضای باز اطراف آن مستقر گردید و نمونه های خاک از دو عمق 5-0 و 10-5 سانتی متری توسط اوگر برداشت شد. پوشش گیاهی روزمینی نیز در فصل رشد گونه های گیاهی (اسفند 1391) شناسایی و ثبت شد. برای مقایسه هر یک از خصوصیات بانک بذر زیرتاج پوشش درخت کنار و فضای باز اطراف آن، از آزمون t جفت شده استفاده شد. همچنین از این آزمون برای مقایسه هریک از خصوصیات بانک بذر بین دو عمق هر منطقه نیز استفاده شد. نتایج نشان داد که تراکم، غنای گونه ای (richness) و تشابه بانک بذر خاک با پوشش روزمینی در زیر تاج پوشش درخت کنار به طور معنی داری بیشتر از فضای باز اطراف آن بود. همچنین تراکم و غنا گونه ای در عمق 0-5 به طور معنی داری بیشتر از عمق 5-10 سانتی متر بود. بنابراین تاج پوشش گونه های درختی می تواند عاملی برای حفظ و ذخیره بانک بذر خاک گونه های گیاهی به ویژه علفی ها (Asphodelus albus، Antigonon sp.، Stipa capensis,،Plantago stokesii و Geranium sp.) و همچنین حفظ آن ها در مراتع خشک باشد.

در حال حاضر پخش سیلاب بر آبخوان ها یکی از روش های مناسب برای مهار و استفاده بهینه از سیلاب و تغذیه مصنوعی آب های زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه خشک به شمار می رود. تعیین مکان مناسب با دقت و سرعت مورد نیاز برای پخش سیلاب از اهمیت بسیاری برخوردار است. در این پژوهش، چهار معیار اصلی، هشت زیرمعیار و 24 شاخص مشخص شد. معیارها، زیرمعیارها و شاخص های پخش سیلاب با استفاده از روش دلفی غربال و درجه و درصد اهمیت آن ها تعیین شد. برای این منظور پرسشنامه نظرسنجی متخصصان (پرسش نامه دلفی) حاوی معیارهای استخراج شده، تهیه و در اختیار متخصصان قرار گرفت. برای هر معیار، زیرمعیار و شاخص دو مؤلفه آماری شامل درصد اهمیت معیار و درجه اهمیت معیار محاسبه شد تا براساس نمودار اهمیت معیار امکان گزینش معیارهای منتخب فراهم شود. اولویت بندی معیارها، زیرمعیارها و شاخص ها از روی درجه اهمیت و درصد اهمیت هر معیار تعیین شد. در نهایت به کمک سیستم اطلاعات جغرافیایی نقشه های مکان یابی تهیه شد. نتایج نشان داد که با توجه به فرم پرسشنامه، نظریات کارشناسان و نمودارها، در مکان یابی پخش سیلاب برای حوزه آبخیز ایور به ترتیب شاخص های نفوذ خاک، کیفیت سیلاب، بافت خاک، شیب و حضور قنات و زیرمعیار آب، آبخوان و توپوگرافی و معیار نفوذ و سیلاب بااهمیت و مناسب شناخته شدند. مناطق مستعد پخش سیلاب در واحدهای کواترنری مسیل ها و مخروطه افکنه ها، پادگانه های آبرفتی تراس بالا و پایین قرار گرفته اند که از علل آن می توان به قرار گیری این واحدها در حواشی آبراهه های اصلی، تشکیل شدن از رس و سیلت خیلی کم، ماسه و گراول فراوان و قرار گرفتن در ارتفاعات پایین تر و شیب های کم اشاره کرد.

آگاهی از خصوصیات کمی و کیفی بانک بذر خاک در اکوسیستم های مرتعی و تاثیر عوامل مدیریتی بر آن می تواند یکی از راهکارهای مناسب برای دستیابی به اهداف اصلاحی در محیط های طبیعی محسوب شود. در این پژوهش، اثر شدت های چرای دام بر ویژگی های بانک بذر خاک در بوته زار های مناطق خشک استان سمنان در سال 1389 مورد مطالعه قرار گرفت. منطقه نمونه برداری به وسعت 500 هکتار شامل مناطق چرا نشده (قرق 17 ساله)، منطقه با شدت چرای متوسط و منطقه چرای سنگین (با انجام برآورد مقایسه ای برداشت اندام هوایی نسبت به منطقه قرق) به فاصله نزدیکی از هم تعیین شدند. در هر تیمار نمونه برداری از خاک به روش تصادفی سیستماتیک در قالب 20 پلات 1×1 مترمربعی به فواصل 50 متر از هم و در طول 4 ترانسکت به طول 200 متر انجام شد. نمونه برداری از خاک در داخل هر پلات از دو عمق 0-5 و 5-10 سانتی متری و توسط آگر به شعاع 3 سانتی متر انجام شد. در هر تیمار در مجموع 20 نمونه و در مجموع 60 نمونه خاک جمع آوری و به محیط گلخانه منتقل شد. نمونه های خاک الک شده و داخل ظروفی به ابعاد 40*40 سانتی متری کشت شدند. پس از اتمام مرحله کشت گلخانه ای، تراکم بذور هر گونه در واحد سطح برحسب تعداد در مترمربع محاسبه شد. با احتساب تراکم بذر هر گونه در مترمربع، نسبت فراوانی هر گونه به نسبت کل گونه های موجود محاسبه شد. سپس با استفاده از شاخص تنوع شانون- وینر، تنوع گونه ای در واحد سطح محاسبه شد. مقایسه داد ه ها در قالب طرح کاملا تصادفی و با استفاده از آزمون تجزیه واریانس یک طرفه استفاده شد. مقایسه خصوصیات بانک بذر در دو عمق مورد مطالعه نیز با استفاده از آزمون تی استیودنت مستقل انجام شد. نتایج مبین تاثیر معنی دار شدت چرا و همچنین عمق خاک بر تراکم بذر است. هر دو تیمار چرای متوسط و سنگین تاثیر معنی داری بر تراکم بانک بذر خاک در واحد سطح نسبت به تیمار چرا نشده ایجاد کردند. بیشترین کاهش تراکم بذر بر اثر افزایش عمق در تیمار قرق و به میزان 43.5 درصد محاسبه شد. این مقدار کاهش برای تیمار چرای متوسط و سنگین به ترتیب 24.4 و 21.9 درصد برآورد شد. همچنین چرای دام با شدت متوسط تغییر معنی داری در تنوع بانک بذر خاک نسبت به منطقه قرق در لایه های مختلف ایجاد نکرد، اما در تیمار چرای شدید، تنوع بانک بذر خاک در عمق اول (39.5 درصد) و عمق دوم (51 درصد) به طور معنی داری کاهش یافت.

نبکاهایی که توسط پوشش گیاهی ایجاد می شوند، پدیده ای معمول در چشم اندازهای خشک و نیمه خشک محسوب می شوند و نقش مهمی در جلوگیری از فرسایش و تثبیت ماسه های روان ایفا می کنند. یکی از گیاهان بومی مهم کویر میقان اراک که می تواند خود را در برابر فرسایش بادی حفظ کند و نبکا را تشکیل دهد، گونه بره تاغ (Halocnemum strobilaceum) است. این تحقیق با هدف بررسی نقش گیاه بره تاغ در تشکیل نبکا و رابطه مورفومتری آن با ماسه تجمع یافته در ارضی ماسه ای حاشیه کویر میقان اراک، 26 نبکا در سطح 1000 متر مربع مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور بررسی ویژگی های مورفومتری نبکاها و مقدار ماسه تجمع یافته در این تیپ گیاهی، پارامترهایی همچون طول، عرض و ارتفاع نبکاها و تاج پوشش گیاهی هر کدام به صورت مجزا مورد اندازه گیری قرار گرفت و نتایج نشان داد که گونه بره تاغ به طور میانگین قادر به تثبیت مقدار 74.1 مترمکعب خاک معادل 118.56 تن در هکتار است که با توجه به ابعاد نبکاهای تشکیل شده رقم قابل توجهی بوده و باعث جلوگیری از فرسایش خاک می شود. همچنین حجم نبکا با قطر تاج پوشش و مساحت تاج پوشش گیاه همبستگی معنی دار در سطح احتمال 5 درصد (r=0.68*) داشت و با ارتفاع گیاه رابطه معنی داری وجود نداشت.

در حال حاضر بیش از 80 درصد از سرزمین ایران در قلمرو اقلیمی خشک و نیمه خشک تا خشک نیمه مرطوب گسترده شده است که با توجه به ویژگی های طبیعی حاکم بر آن و شیوه های بهره برداری نامناسب، دارای شرایطی حساس و شکننده بوده و به صورت بالقوه و بالفعل در معرض پدیده بیابان زایی قرار دارد. لذا در این پژوهش با استفاده از مدل IMDPA که یکی از روش های ارزیابی بیابان زایی در مناطق خشک و نیمه خشک است، حساسیت اراضی حوضه مسجدسلیمان به بیابان زایی مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور پس از بررسی های اولیه، معیار اقلیم با شاخص های بارش، خشکی ترانسو و خشکسالی، معیار خاک با شاخص های بافت، عمق مؤثر، درصد سنگریزه و هدایت الکتریکی، و معیار آب با شاخص افت سالانه آب زیرزمینی، به عنوان عوامل مؤثر در بیابان زایی ملاک عمل قرار گرفت. سپس از طریق مدل IMDPA امتیازات هر شاخص در معیار مربوط، مشخص و ارزش هر معیار با روش میانگین هندسی امتیازات شاخص های آن محاسبه شد. در نهایت هریک از معیارها به صورت لایه های اطلاعاتی وارد محیط ArcGIS شدند و با تلفیق لایه های رستری معیارهای مذکور و محاسبه میانگین هندسی آن ها نقشه شدت بیابان زایی حوضه مسجدسلیمان تهیه شد. نتایج نشان می دهد که از نظر درجه بیابان زایی حدود 2774 کیلومتر مربع از مساحت حوضه در کلاس متوسط و حدود 23 کیلومتر مربع باقی مانده نیز در دو کلاس کم و شدید قرار دارد. معیار اقلیم با ارزش عددی 2.46 بیشترین تاثیر و معیار آب با ارزش عددی 1.25 کمترین تاثیر را در بیابان زایی منطقه دارد. همچنین معیار خاک با ارزش عددی 2.13 حاکی از شدت بیابان زایی متوسط است.

فرایند بیابان زایی همواره با تخریب پوشش گیاهی و منابع آب و خاک همراه بوده که میتواند در شرایط اقلیمی متفاوت به وقوع بپیوندد و شدت آن بستگی به ویژگی های طبیعی منطقه دارد. به دلیل افزایش تخریب پوشش گیاهی به عنوان یکی از مهم ترین پیامدهای بیابان زایی، پایش تغییرات و ارزیابی روند آن جهت برنامه ریزی و مدیریت منابع ضروری است. بنابراین هدف از این پژوهش، تهیه نقشه پوشش گیاهی منطقه جنگلی نیمه خشک نواه کوه در سرپل ذهاب و بررسی نوع و روند تغییرات آن از طریق تصاویر چندزمانه MMS، TM،ETM+ و OLI، طی بازه زمانی 40 ساله (1975-2015) است. در این راستا از شاخص NDVI و روش طبقه بندی برای بارزسازی تصاویر و از تفاضل تصاویر و محاسبه سطح طبقات تغییر جهت بررسی نوع و روند تغییرات استفاده شد. نتایج حاکی از وجود بیشترین تغییرات افزایشی در کلاس تنک به معمولی (با مساحت 13.881 کیلومترمربع) در دوره 1987-1984 و همچنین کلاس بدون پوشش به تنک (با مساحت 10.789 کیلومترمربع) در دوره 1984-1975 است. درحالی که حداکثر تغییرات کاهشی در کلاس معمولی به بدون پوشش (با مساحت 6.944 کیلومترمربع) در دوره 1998-1992 و کلاس معمولی به تنک (با مساحت 5.592 کیلومترمربع) در دوره 1990-1987 نیز مشاهده شد. در مجموع نتایج پایش تغییرات بیانگر روند نزولی در پوشش گیاهی منطقه بوده که علت اصلی این تخریب را می توان به خشکیدگی درختان بلوط در اثر آفت، تداوم خشکسالی و جاده سازی نسبت داد.

تنش شوری یکی از عوامل مهم قابل بررسی است که در مناطق بسیاری از جهان رشد گیاهان را کاهش می دهد. گونه های Agropyron trichophorum و Agropyron pectiniforme گراس های چند ساله هستند که منبع تولید علوفه قابل دسترس چرا در مراتع و چراگاه های ایران می باشند. هدف این مطالعه تعیین آثار تنش شوری با NaCl روی صفات جوانه زنی A. trichophorum و A. pectiniforme بود. طرح آزمایشی فاکتوریل (دو فاکتور تیمارهای گونه و سطوح شوری صفر، 50، 150 و 250 میلی مول کلرید سدیم) در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار و 50 عدد بذر در هر تکرار بود. داده ها به وسیله نرم افزار MSTAT-C آنالیز آماری شدند. اختلاف بین میانگین ها با آزمون دانکن (P<0.05) مقایسه شدند. نتایج نشان داد که افزایش شوری سبب کاهش معنی داری در شاخص بنیه بذر، درصد جوانه زنی، طول ریشه چه و طول ساقه چه گونه های A. trichophorum و A. pectiniforme شد. نتایج مقایسه میانگین ها نشان داد که گونهA. trichophorum بالاترین درصد جوانه زنی، سرعت جوانه زنی و شاخص بنیه بذر، طول ریشه چه و طول ساقه چه در ترازهای مختلف شوری داشتند. در کل تیمارهای شوری بالاتر از 50 میلی مول NaCl اثر منفی روی صفات جوانه زنی بذر گونه های A. trichophorum و A. pectiniforme داشتند.

خشکسالی پدیده ای طبیعی و اقلیمی است که موجب اختلال در اکوسیستم می شود. اکوسیستم های مرتعی مناطق خشک که بخش چشمگیری از سرزمین ما نیز در قلمرو آن قرار دارد، در مجموع نظام های شکننده ای هستند که در برابر تغییرات اقلیمی به سادگی در معرض انهدام قرار می گیرند. بنابراین شناخت و پایش خشکسالی با شاخص های معتبر، اولین قدم در جهت مدیریت این پدیده محسوب می شود. پایش خشکسالی با استفاده از سیستم های سنتی مرسوم دشوار است. فناوری سنجش از دور علی رغم عمر کوتاه خود، به همراه سیستم های اطلاعات جغرافیایی، توانایی خود را در ارائه اطلاعات سودمند و بموقع درباره پدیده خشکسالی نشان داده است. تحقیق حاضر در مراتع استان یزد و به منظور پایش خشکسالی انجام شده است. نظر به مقایسه رابطه بین شاخص های ماهواره ای و شاخص خشکسالی اقلیمی و تعیین کارایی شاخص های ماهواره ای، به منظور برآورد شاخص اقلیمی SPI آمار بارندگی ماهانه، نزدیک ترین ایستگاه های هواشناسی به تیپ های مرتعی مورد مطالعه در دوره زمانی 2000-2008 به کار گرفته شد. برای استخراج شاخص های ماهواره ای (NDVI، EVI،NMDI ، LST و TCI) تصاویر سنجنده مودیس با قدرت تفکیک 500 متر، فاصله زمانی برداشت هشت روز برای بازه زمانی 2000 تا 2007 و در ماه های فوریه تا سپتامبر یعنی ماه های رشد، قبل و بعد از آن تهیه شد. نتایج شاخص خشکسالی SPI در سایت های مرتعی استان یزد نشان داد که طی سال 2000 خشکسالی شدید و در 2007 ترسالی رخ داده است. بررسی شاخص در بازه های زمانی 3، 6, 9، 12، 18 و 24 ماهه نشان داد که نوسانات خشکسالی در بازه های زمانی کوتاه مدت در مقایسه با بازه های زمانی بلندمدت بیشتر است، اما تداوم کمی دارند. با توجه به ارتباط خشکسالی و بارندگی، بررسی نتایج شاخص خشکسالی هواشناسی و مقادیر بارندگی نشان داد که شاخص خشکسالی در بازه زمانی سه و نه ماهه با مقادیر بارندگی در سطح یک درصد همبستگی معنی دار دارند. به عبارت دیگر، تغییرات مقادیر بارش ماهانه بر روند تغییرات شاخص SPI در بازه زمانی کوتاه مدت مؤثر است. مقایسه آماری بین نتایج به دست آمده از محاسبه شاخص های ماهواره ای با شاخص خشکسالی هواشناسی نشان داد که شاخص SPI در بازه کوتاه مدت با شاخص های حرارتی و شاخص NMDI در سطح یک درصد، بیشترین همبستگی را نشان می دهد.

براساس رابطه جهانی فرسایش خاک (USLE) یکی از عوامل شش گانه مؤثر بر فرسایش آبی، فرسایش پذیری خاک (K) است. محاسبه فاکتور K با استفاده از اندازه گیری های مستقیم روی کرت های طبیعی دقیق تر انجام می شود که این امر در مساحت های بزرگ غیرممکن است. برای مقابله با این مسئله مقادیر اندازه گیری شده فاکتور K را به خصوصیات خاک ارتباط داده و از نقشه های طبقه بندی خاک استفاده می کنند. در مطالعه حاضر، قابلیت نقشه خاک شناسی به منظور استفاده به عنوان نقشه فرسایش پذیری خاک در مقیاس حوزه آبخیز مورد ارزیابی قرار گرفت. این موضوع با استفاده از بررسی تغییرات فاکتورهای برآورد کننده فرسایش پذیری خاک در تیپ های مختلف موجود در نقشه خاک شناسی دنبال شد. همچنین به منظور نشان دادن پراکنش مکانی فاکتور K از تکنیک زمین آمار و روش کریجینگ استفاده شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که از بین پارامترهای برآوردکننده فرسایش پذیری خاک درصد سیلت، ساختمان خاک و نفوذپذیری دارای اختلاف معنی داری در برخی از تیپ های خاک بوده و درباره سایر پارامترها و همچنین فاکتور K اختلاف معنی داری مشاهده نشد. بنابراین در یک نتیجه گیری کلی از این پژوهش می توان گفت که نقشه های معمولی تیپ های خاک در منطقه مورد مطالعه، قابلیت استفاده برای محاسبه فاکتور فرسایش پذیری را ندارند.