مهندسی اکوسیستم بیابان
سال:1402 | دوره:12 | شماره:40 |تعداد مقالات:7

اکوسیستم بیابانی شرق کشور با دو پدیدۀ طبیعی و دائمی باد و گردوغبار مواجه است. شبیه سازی چرخه های حاکم بر این دو پدیده، برای مدیریت هرچه بهتر آن ضروری است. این منطقه به دلیل وجود بادهای 120 روزۀ سیستان و شرایط توپوگرافی در بیشتر مواقع با پدیدۀ باد و گردوغبار مواجه است. همنوایی شرایط مورفولوژی زمین و جریانات هوای ناشی از گرادیان فشار و وجود رسوبات ریزدانه منجر به ایجاد طوفان های گردوغبار در دورۀ وزش بادهای 120 روزۀ سیستان شده است. ازآنجاکه این بادها در رخداد گردوغبار در منطقۀ مورد مطالعه بسیار تأثیرگذار است، نوسانات سالانۀ حاکم بر سرعت باد و گردوغبار از اهمیت فراوانی برخوردار است. در همین راستا در این مطالعه، به بررسی و تحلیل چرخه های سالانۀ حاکم بر گردوغبار و سرعت باد حوضۀ آبخیز هیرمند پرداخته شده است. برای این منظور، داده های مربوط به گردوغبار و سرعت باد در هفت ایستگاه سینوپتیکی در محدودۀ حوضۀ آبخیز هیرمند طی دورۀ 2000 تا 2018 (دورۀ هجده ساله) از سازمان هواشناسی کشور استخراج شد. بعد از استخراج کدهای گردوغبار و محاسبۀ سرعت باد در مقیاس سالانه، برای استخراج چرخه های حاکم بر سرعت باد و گردوغبار از تحلیل همسازها استفاده شد. در این روش، تک تک موج ها، استخراج و سهم هریک از آن ها در واریانس کل تعیین و درنهایت، پس از استخراج واریانس، تک تک موج ها ازلحاظ معنی داری آماری بررسی شد. نتایج حاصل از تحلیل نوسانات گردوغبار و سرعت باد در حوضۀ آبخیز هیرمند نشان می دهد که نوسانات غالب بر این دو پارامتر متنوع است. با وجود این، بیشتر چرخه های غالب بر گردوغبار و سرعت باد از نوع کوتاه مدت دو تا چهارساله است. در بعضی از ایستگاه ها چرخه های معادل با طول دورۀ آماری مشاهده شده است که این نوع چرخه ها بیانگر وجود روند در سری داده هاست.

خشکسالی از مهم ترین پدیده های اقلیمی است که مخاطرات و پیامدهای زیادی برای انسان و محیط زیست دارد. در این پژوهش، از داده های دما و بارندگی 20 ایستگاه سینوپتیک شمال غرب ایران در دورۀ آماری 35 ساله (2021-1987) به منظور استخراج و تحلیل روند شاخص خشکسالی PDI و مقایسۀ آن با شاخص های SPI و SPEI استفاده شد. نتایج نشان داد براساس شاخص PDI، حدود 85% ایستگاه ها، روند صعودی و 15% ایستگاه ها، روند نزولی دارند. ازلحاظ تغییرات مکانی ایستگاه مراغه، تبریز، سراب، سقز، خوی، ماکو و خلخال دارای بیشترین خشکسالی، و ایستگاه های خرمدره، سنندج، زنجان، تکاب، بیجار و جلفا دارای کمترین خشکسالی سالانه بوده است. علاوه بر این، بیشترین دورۀ ترسالی در ایستگاه بیجار و طولانی ترین دورۀ خشکسالی در ایستگاه اردبیل مشاهده شد. در بازۀ زمانی 1991 تا 1994 تقریباً تمام ایستگاه‎های مورد مطالعه، شرایط ترسالی داشتند. پس از 1998 تقریباً تعداد ایستگاه های با شرایط خشکسالی، افزایش داشت و در بازۀ زمانی 2012 تا 2017 بیشتر ایستگاه ها، خشکسالی را تجربه کردند. نتایج نشان داد همبستگی بالایی بین شاخص PDI و شاخص های متداول خشکسالی SPI و SPEI وجود دارد. از شاخص PDI به دلیل محاسبۀ آسان و مستقل بودن آن از پارامترهای آماری، در تحلیل خشکسالی استفاده شد.

پتانسیل ذخیرۀ کربن مراتع به سبب تعدیل غلظت دی اکسید کربن اتمسفری حائز اهمیت است. ذخیرۀ کربن آلی خاک در مراتع تحت پوشش گونۀ مرتعی کامفروزما دشت قهاوند در استان همدان بررسی شد. نمونه های خاک (سطحی 0-15 و زیرسطحی 15ـ50 سانتی متری) و زی تودۀ هوایی گیاه کامفروزما به روش سیستماتیک -تصادفی در اواسط فصل رشد انتخاب و برداشت شدند. سپس کربن آلی خاک و گیاه، بافت خاک، اسیدیته، هدایت الکتریکی، جرم مخصوص ظاهری، نیتروژن کل و نیتراتی و آمونیومی اندازه گیری و همبستگی خطی پارامترها بررسی شد. نتایج نشان داد به جز درصد رس و جرم مخصوص ظاهری (05/0p ≤) تغییرات معنی داری در سایر خصوصیات خاک سطحی و زیر سطحی شامل درصد کربن آلی خاک، میزان اسیدیته، درصد رس، درصد نیتروژن کل، درصد نیتروژن نیتراتی، غلظت نیتروژن نیتراتی و غلظت نیتروژن آمونیومی (05/0p >) مشاهده نشد. نتایج همبستگی خطی پیرسون بین پارامترهای خاک و گیاه بیانگر رابطۀ معنی دار و معکوس درصد سیلت و درصد کربن آلی خاک بود (05/0 p ≤). فقط در صورت افزایش سطح معنی داری ارتباط خطی معنی داری بین درصد کربن آلی خاک و گیاه با نیتروژن گیاه قابل مشاهده است (1/0p ≤). میزان ترسیب کربن در عمق 0-50 سانتی متری مراتع منطقه معادل 9/90 تن در هکتار تخمین زده می شود. با توجه به نتایج حاصل، مطالعۀ عوامل محیطی بررسی نشده در این تحقیق به همراه افزایش حجم نمونه، برای مطالعات آتی پیشنهاد می شود.

یکی از راه های مقابله با پدیدۀ زیان بار فرسایش بادی، اجرای پروژه های احیای بیولوژیک است که با توجه به کمبود آب در اکوسیستم های بیابانی، آبیاری گیاه را با مشکل مواجه کرده است. شیوۀ آبیاری سطحی با توجه به بالا بودن درجه حرارت در عرصه های بیابانی، هدررفت بالای آب ازطریق تبخیر را به همراه دارد. هدف از این پژوهش، صرفه جویی در مصرف آب و استفادۀ بهینه از آن است؛ به طوری که در رشد و استقرار گیاه خللی وارد نشود. برای این منظور، شاخصه های ساختاری و عملکردی 25 پایۀ یک سالۀ سیاه تاغ کاشته شده برای هر تیمار در پارک جنگلی ثامن الائمه در قم، در طول یک فصل رشد (از اردیبهشت تا آبان 1401) در دو تیمار (حجم آبیاری 30 و 15 لیتر) و دورهای آبیاری 2، 3 و 4 هفته بررسی شد. در این رابطه، ارتفاع، عمق ریشه دوانی، قطر یقه، شاخص رشد و قطر تاج پوشش به عنوان صفات ساختاری، و وزن اندام هوایی و زیرزمینی به عنوان صفات عملکردی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که مقادیر صفات مذکور، در تیمار 30 لیتری در هر سه دورۀ آبیاری، بهتر از تیمار 15 لیتری بود؛ اما در برخی از ویژگی ها، اختلافات، معنی دار نبود. به همین منظور، با هدف کاهش هزینه های آبیاری و صرفه جویی در حجم آب مصرفی، 15 لیتر آبدهی در هر دور آبیاری توصیه می شود.

وقوع گردوغبار یکی از پدیده های مخرب در مناطق خشک و بیابانی است که می تواند اثرات زیان باری بر روی زندگی انسان و محیط زیست داشته باشد. هدف اصلی این پژوهش، تحلیل مکانی-زمانی رخدادهای گردوغبار استان گلستان در طول دورۀ آماری 10 ساله (2013-2022) است. در این تحقیق، رخدادهای گردوغبار براساس فراوانی زمانی-مکانی وقوع آن برای ایستگاه های هواشناسی سینوپتیک (همدید) استان گلستان در طی بازۀ زمانی 10 ساله (2013-2022) مورد بررسی قرار گرفت. داده ها به صورت روزانه طی 8 دیده بانی در قالب کدهای سینوپتیک ارزیابی شدند. نتایج حاصل از بررسی سالیانۀ پدیدۀ گردوغبار نشان داد که منطقۀ اینچه برون و مراوه تپه بیشترین فراوانی با میانگین 8 روز گردوغباری در سال را در دورۀ مطالعاتی داشته است. نتایج نشان می دهد که بیشترین فراوانی وقوع گردوغبار در استان در ماه های می، ژوئن و ژوئیه و کمترین فراوانی گردوغبار در ماه نوامبر و دسامبر است. همچنین نتایج درصد فراوانی گردوغبار محلی و فرامحلی طی دورۀ آماری نشان می دهد که 21/26 درصد و 79/73 درصد روزهای گردوغبار به ترتیب دارای منشأ فرامحلی و منشأ محلی بوده اند. همچنین تفسیر کدهای سینوپتیک در دورۀ آماری مورد بررسی نشان می دهد که 8/79 درصد از وقایع گردوغبار فرامحلی استان از ساعت 9:30 تا 18:30 به وقت محلی رخ می دهد و 64/80 درصد از وقایع گردوغبار محلی و از ساعت 9:30 تا 18:30 به وقت محلی اتفاق می افتد. آنالیز دورۀ تداوم رخدادهای گردوغبار در منطقۀ مورد مطالعه نشان می دهد که درحال حاضر اکثریت طوفان های گردوغبار دارای تداوم 1 تا 2 روزه در استان گلستان هستند.

اقلیم از شاخص های مؤثر بر گردشگری گسترده است. تغییراقلیم به دلیل افزایش دما یک تهدید مؤثر برای صنعت گردشگری محسوب می شود. تغییر تقویم و جابه جایی قلمروهای مناسب گردشگری بر مبنای شاخص آسایش اقلیمی از پیامدهای آن هستند. استان خوزستان به دلیل شرایط جغرافیایی مناسب، جاذبه های طبیعی، تاریخی و فرهنگی توانمندی بالایی درزمینۀ گردشگری دارد. در این پژوهش ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر شاخص آسایش اقلیمی و قلمروهای آن بررسی شده است. بدین منظور از داده های اقلیمی ایستگاه های هواشناسی استان خوزستان در دورۀ تاریخی (1985-2020) و داده های برآوردی آینده (2021-2050) مبتنی بر سناریوهای تغییر اقلیم گزارش ششم با مبدلگر LARSWG6 استفاده شده است. دقت داده های برآوردی با بهره گیری شاخص RMSE تعیین و سپس نقشه های ماهانۀ شاخص TCI با روش زمین آمار کریجینگ ترسیم شدند. نتایج نشان داد شرایط عالی شاخص آسایش اقلیمی از ژانویه، فوریه و مارس در دورۀ تاریخی به نوامبر و دسامبر در دورۀ آینده منتقل خواهد شد. ماه های ژانویه و فوریه با محدودیت بیشتری روبه رو خواهند شد. بهترین ماه برای گردشگری از ماه مارس به نوامبر تغییر پیدا خواهد کرد. همچنین در آینده طبقات مناسب آسایش اقلیمی آبادان، خرمشهر، بندر ماهشهر و هندیجان (مناطق جنوبی) مبتنی بر داده های تاریخی به شهرستان های شمالی واقع در شمال استان مانند ایذه، مسجدسلیمان، لالی و دزفول جابه جا می شود. این تغییرات، میزان ریسک درزمینۀ سرمایه گذاری، برگزاری تورهای گردشگری و خدمات زیربنایی را افزایش می دهد. بنابراین در برنامه ریزی های آینده شرایط عدم قطعیت بیشتری باید مورد توجه قرار گیرد.

سنگ فرش بیابان نقش محافظ خاک در مقابل فرسایش بادی را ایفا می کند. وجود سنگ ریزه های سطحی، ازطرفی باعث افزایش زیری و کاهش سرعت باد در سطح مجاور خود شده و ازطرف دیگر موجب بالا رفتن سرعت آستانۀ فرسایش بادی می شود. بدین ترتیب اندازه گیری کمی فرسایش بادی اهمیت خود را نشان می دهد. اندازه گیری پوشش سنگ فرش به دو روش پلات و ترانسکت امکان پذیر است. هدف از این مطالعه مقایسۀ روش های مختلف اندازه گیری سنگ فرش بیابان و ارائۀ روش بهینۀ آن است. بدین منظور، ابتدا تیپ های مختلف دشت سر، تفکیک و نمونه برداری از سنگ ریزه های سطحی در پلات های 16/0 مترمربعی و در ترانسکت های 06/0 مترمربعی انجام شد. سپس 30 نقطۀ تصادفی در هر تیپ، انتخاب و با پلات و ترانسکت نمونه برداری شد. وزن و درصد فراوانی وزن ذرات براساس قطرهای مختلف محاسبه و اندازه گیری های به دست آمده برای پلات و ترانسکت با آزمون های LSD و DUNCAN آزمایش شد. نتایج نشان داد هر دو روش دانه بندی یکسانی را نشان می دهد. سپس دو روش فوق ازنظر زمان نمونه با آزمون t مقایسه شد. نتایج نشان داد نمونه های برداشت شده با استفاده از ترانسکت در مدت زمان کمتری نسبت به پلات جمع آوری شده و این اختلاف در سطح 5 درصد معنی دار است. همچنین ترانسکت سطح کمتری (06/0 مترمربع) را نسبت به پلات (16/0 مترمربع) برای نمونه برداری مورد استفاده قرار می دهد. درنتیجه ترانسکت ازنظر سطح و زمان برای نمونه برداری از سنگ فرش بیابان مناسب تر است.