مهندسی اکوسیستم بیابان
سال:1399 | دوره:9 | شماره:28 |تعداد مقالات:8

در تحقیق حاضر، توانایی مخازن سفالی در روش آبیاری زیرسطحی به منظور استفاده از آب های نامتعارف مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، مخازن سفالی به ابعاد 7/4 لیتر ساخته و محلول هایی با غلظت های مختلف شوری، 4، 8 و 32 دسی زیمنس/متر و غلظت های مختلف نیترات و فسفات، به ترتیب 5، 50 و 100 و 5، 30 و 60 میلی گرم/لیتر تهیه شدند. سیستم آزمایشی به صورت کاملاً تصادفی با سه تکرار اجرا شد. مقدار نیترات و فسفات خروجی به روش اسپکتروفتومتری جذب فرابنفش و هدایت الکتریکی خروجی با استفاده از هدایت الکتریکی سنج اندازه گیری شد. درصد تخلیه ی آب متعارف، آب با غلظت های مختلف سدیم کلرید، نیترات و فسفات در طول زمان اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که اختلاف غلظت نیترات و فسفات آب خروجی قبل و بعد از آبیاری معادل 1/1، 8/0 و 2 میلی گرم/ لیتر و 1، 8/0 و 1/1 میلی گرم/ لیتر به ترتیب در غلظت های 5، 10 و 50 میلی گرم/ لیتر بود. همچنین، اختلاف غلظت سدیم کلرید آب خروجی قبل و بعد از آبیاری در غلظت های 4، 8 و 32 دسی زیمنس/متر به ترتیب برابر 7/0، 7/0 و 4/1 دسی زیمنس/متر بود که از نظر آماری این اختلاف معنی دار نبود (P>0. 05). درصد تخلیه ی مخزن شاهد نسبت به مخازن دارای آب شور و نیترات و فسفات بیشتر بود.

در این پژوهش به ارزیابی روند خشکسالی هواشناسی، تبخیر و تعرق پتانسیل استانداردشده، شاخص پوشش گیاهی (NDVI) و بررسی رابطه ی آن ها با یکدیگر با استفاده از ضریب همبستگی پیرسون در استان هرمزگان پرداخته شده است. بر اساس شاخص های خشکسالی SPI و SPEI بیشترین مقادیر شاخص های خشکسالی به ترتیب مربوط به سال های 1388، 1393، 1391 و 1390 می باشد. بررسی روند تغییرات شاخص NDVI و بارندگی سالیانه نشان داد که روند این شاخص ها در طول بازه ی زمانی (1395-1379) در سطح اطمینان 95% معنی دار بوده و افزایشی می باشد. روند تغییرات پارامتر دما و شاخص های خشکسالی SPEI و SPI طی این بازه ی زمانی کاهشی است. همچنین پیک شاخص پوشش گیاهی مطابق با بیشترین بارندگی رخ داده در این بازه ی زمانی در سال 1384 بوده است که بیانگر متأثر بودن پوشش گیاهی از نوسانات بارندگی می باشد. نتایج حاصل از ضریب همبستگی پیرسون در مقیاس زمانی 12 ماهه بین شاخص های خشکسالی هواشناسی، تبخیر و تعرق پتانسیل شده، شاخص پوشش گیاهی NDVI، پارامتر بارش و دما نشان داد که بیشترین میزان همبستگی بین شاخص SPI و بارش (99/0 ) و کمترین میزان همبستگی بین دو شاخص دما و خشکسالی تبخیر و تعرق پتانسیل (48/0-) وجود دارد.

هدف این پژوهش کشف رابطه ی میان الگوهای گردشی پدیدآورنده ی گردوغبارهای شدید اهواز با رویکرد محیطی به گردشی است. بدین منظور، داده های شبکه ای روزانه ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال، فشار تراز دریا و مؤلفه های باد مداری و نصف النهاری به صورت متناظر با 229 روز گردوغباری شدید دوره ی گرم از پایگاه داده (NCEP/NCAR) دریافت شد. با انجام تحلیل خوشه ای پایگانی انباشتی بر روی نقشه های ارتفاع ژئوپتانسیل و فشار تراز دریا با آرایه ای به ابعاد 1617×229 و ادغام روزها به روش وارد 3 الگوی گردشی برای تراز 500 هکتوپاسکال و 3 الگوی گردشی برای فشار تراز دریا شناسایی و برای هر الگو، یک روز به عنوان نماینده بر اساس ضریب همبستگی با آستانه ی 95% تعیین و نقشه های ترکیبی فشار تراز دریا و الگوهای ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال، بردارهای سرعت و جریان های هوا در این روزها ترسیم و تحلیل شد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که بر اساس الگوهای 1 و 2 در ترازهای 500 هکتوپاسکال و فشار تراز دریا رخداد گردوغبارهای شدید اهواز متأثر از استقرار فرودی در شرق مدیترانه و کم فشارهای حرارتی سطح زمین به ویژه کم فشار خلیج فارس است. در الگوی 3 دو تراز مزبور نیز همگرایی مداری سامانه ی چرخندی خلیج فارس و پرفشار آزور و در نتیجه افزایش شیو فشار روی منطقه موجب انتشار و انتقال پدیده ی گردوغبار در خوزستان و شهر اهواز می شود. بر اساس این پژوهش، مهم ترین منابع گسترش گردوغبار به قلمرو مطالعاتی بیابان های عراق، عربستان و سوریه است.

پدیده ی فرسایش بادی و حرکت ماسه های روان از چالش های جدی سرزمین های خشک محسوب می شود. در پژوهش حاضر برای کنترل طوفان های ماسه و تثبیت گردوغبار، پوشش سنگ ریزه پیشنهاد شده است. برای این کار با انتقال ماسه از منطقه ی بیابانی بلاک ریلی منتظر قائم-تل حمید تأثیر پوشش سنگ ریزه با تراکم 30، 50 و 75% در میزان باد بردگی ذرات شن و ماسه به کمک تست تجربی تونل باد و در سرعت های متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که برای سرعت های باد تا 10 متر بر ثانیه نیازی به پوشش دهی سنگ ریزه نیست ولی در سرعت های بیشتر از 20 متر بر ثانیه با افزایش درصد پوشش سنگ ریزه میزان فرسایش بادی به صورت توانی کاهش می یابد در سرعت های باد حدود 16 متر بر ثانیه کارایی پوشش 50 و 75% به هم نزدیک بوده و تقریباً نتیجه ی یکسانی در بر داشت. ازاین رو در این گونه مناطق پوشش بیشتر از 50%، فقط هزینه ی کار را بیشتر کرده ولی در نتیجه کار تأثیر قابل توجهی نخواهد داشت؛ بنابراین در مناطقی که امکان استفاده از سایر روش ها به دلایل مختلف ادافیکی یا اقلیمی وجود نداشته باشد می توان از پوشش دهی مواد غیر فرساینده مانند ریگ یا پوشش های سنگ ریزه ای به عنوان یک راهکار عملی برای جلوگیری از فرسایش بادی و گردوغبار استفاده کرد.

شوری خاک یکی از مهم ترین عوامل تخریب اراضی در مناطق بیابانی است. امروزه روش های مختلفی به منظور اصلاح خاک های شور مورد استفاده قرار می گیرند. در این پژوهش سعی شده است علاوه بر مواد شیمیایی و بیولوژیکی در اصلاح خاک های شور، تأثیر نانو کود دامی بر اصلاح خاک های شور نیز مورد بررسی و مقایسه قرارگیرد. این تحقیق در قالب طرح فاکتوریل کاملاً تصادفی و با به کارگیری 8 تیمار شامل تیمار شاهد، گچ، گچ و کود دامی، کود دامی، نانوکود 03/0 درصد از 250 گرم خاک سطحی هر گلدان، نانوکود 06/0 درصد، نانوکود 06/0 درصد و گچ، و نانوکود 03/0 درصد و گچ هرکدام با سه تکرار انجام شد. تجزیه و تحلیل آماری داده ها توسط آنالیز واریانس یک طرفه و آزمون چنددامنه ی دانکن توسط نرم افزار SPSS انجام گردید. نتایج نشان داد که تیمارهای نانوکود 06/0 درصد+گچ و نانوکود 03/0 درصد گچ در سطح 1 درصد بیشترین تأثیر را در کاهش سدیم قابل تبادل و تیمارهای کود دامی و نانوکود 03/0 درصد بیشترین تأثیر را در کاهش هدایت الکتریکی عصاره ی اشباع خاک داشتند. اسیدیته ی خاک نیز تحت تأثیر تیمارهای گچ و کود دامی+گچ بیشترین کاهش را داشته است. درمجموع، یافته های این تحقیق اهمیت نانومواد در بهبود عملیات اصلاح خاک های شور-سدیمی را نشان می دهد.

وسعت بالای بیابان های ایران و شرایط نامناسب اقلیمی حاکم بر آن ها، اندازه گیری میدانی شوری خاک را در برخی موارد غیرعملی کرده است. در تحقیق حاضر از قابلیت های شبکه ی عصبی و مدل های رگرسیونی برای تهیه ی نقشه ی شوری خاک در محدوده ی زهکش حائل شوره زار دشت قزوین استفاده شده است. به منظور تحلیل شوری خاک، شاخص شوری خاک و پوشش گیاهی با استفاده از قابلیت تصاویر ماهواره ای استخراج شد. نتایج تحلیل همبستگی میانگین داده های زمانی نشان داد شاخص GVI دارای همبستگی منفی بالایی با همه ی شاخص های شوری داشته و بر اساس یک رابطه ی رگرسیون مرتبه ی 3 و با ضریب تبیین 79/0 با شاخص شوری خاک (SI) همبستگی داشته و بر اساس نتایج آزمون من-کندال، تغییرات سری زمانی دو شاخص، در بازه ی زمانی 15 ساله معنی دار بوده است. به منظور پیش بینی شوری خاک دو مدل شبکه ی عصبی و رگرسیون با متغیرهای کمکی شامل شاخص های شوری خاک و پوشش گیاهی (مستخرج از تصاویر ماهواره ای)، داده های میدانی اندازه گیری شده ی شوری خاک و تراز آب زیرزمینی به کار گرفته شد. نتایج تحقیق نشان داد مدل شبکه ی عصبی مصنوعی با ضریب تبیین 69/0، دارای دقت بیشتری نسبت به مدل رگرسیون برای پیش بینی شوری خاک بوده همچنین در فرایند مدل سازی، دقت پیش بینی هدایت الکتریکی خاک (EC) بیشتر از شاخص SAR خاک بوده است.

برداشت بخش قابل توجهی از آب شرب و کشاورزی از منابع آب زیرزمینی، باعث کاهش شدید ذخایر آب زیرزمینی در کشور شده است. با توجه به وقوع خشکسالی در مناطق مختلف کشور، پیش بینی می شود که این پدیده روی تغذیه ی آب های زیرزمینی تأثیر چشمگیری داشته باشد. از طرف دیگر، تغییرات کاربری اراضی و توسعه ی شهری و کشاورزی نیز به شدت منابع آب زیرزمینی را تهدید می کند. هدف از این تحقیق، بررسی تأثیر خشکسالی هواشناسی و تغییرات کاربری اراضی بر کمیت و کیفیت آب های زیرزمینی دشت داراب در دوره ی آماری 13721396 است. در این تحقیق با استفاده از داده های بارش، سطح ایستابی و شوری آب های زیرزمینی، شاخص های SECI، GRIو SPIمحاسبه شد. نقشه ی کاربری اراضی حوزه برای سال های 1380، 1388 و 1396 با استفاده از تصاویر ماهواره ای تهیه شد. طبقه بندی کاربری اراضی به صورت نظارت شده (Supervised Classification) و با روش حداکثر احتمال (Maximum likelihood) انجام شد. هرکدام از تصاویر به 5 نوع کاربری شامل مناطق مسکونی، اراضی زراعی، باغات، مرتع و اراضی بایر طبقه بندی شد. مقایسه ی کاربری اراضی در طی سه سال مذکور نشان داد که تغییرات کاربری زراعی و باغی در سال 1388 نسبت به 1380 حدود 53/0% افزایش داشته، ولی در سال 1396 نسبت به سال 1388، 82/1% کاهش یافته است. در مرحله ی بعد، رابطه ی بین شاخص SPI و تغییرات کاربری اراضی با شاخص های GRI و SECI بررسی شد. نتایج نشان داد که خشکسالی های اقلیمی و تغییرات کاربری اراضی اخیر بر روی کمیت و کیفیت آب زیرزمینی دشت داراب اثر مستقیم داشته است؛ به طوری که در طی دوره ی آماری مذکور به طور متوسط حدود 36 متر افت سطح آب در کل دشت اتفاق افتاده است. همچنین شوری آب زیرزمینی در حدود 293 میکروموس بر سانتی متر افزایش یافته است. برای مقایسه ی بهتر نتایج، داده های آماری به سه دوره ی هشت ساله (13721380، 13811388، 13891396) تقسیم شد و میانگین شاخص های SPI، GRI، SECI و کاربری اراضی برای هر سه دوره به دست آمد. نتایج نشان داد افزایش شدت خشکسالی و افزایش کاربری اراضی زراعی و باغی در دوره ی دوم نسبت به اول باعث افت کمی و کیفی آب در این دوره نسبت به دوره ی قبل شده است (میانگین شاخص GRI از 03/1 در دوره ی اول به 08/0-در دوره ی دوم رسیده است که بیانگر کاهشی برابر 11/1-می باشد)، اما کاهش شدت خشکسالی و کاهش کاربری زراعی و باغی در دوره ی سوم نسبت به دوم باعث کاهش شدت افت آب زیرزمینی در این دوره نسبت به دوره ی قبل شده است (میانگین شاخص GRI در دوره ی سوم به 93/0-رسیده است که نسبت به دوره ی دوم، کاهشی برابر 85/0-را نشان می دهد).

توسعه ی پایدار در صورتی تحقق می یابد که همپوشانی بین لایه های اکولوژیکی، اقتصادی و اجتماعی ایجاد گردد. هدف از این پژوهش، مقایسه ی دو روش HLEP و سازمان جنگل ها، مراتع و آبخیزداری در ارزیابی پایداری حوزه ی آبخیز بختگان است. روش اول، حوزه ی آبخیز به 5 بوم سازگان تقسیم شد و برای هر بوم سازگان معیارها و شاخص های مختلفی، تعریف و تعیین و اندازه گیری شد که امتیاز نهایی برای بوم سازگان مرتع و بیابان 45 شد که آن را در طبقه ی متوسط قرار می دهد و امتیاز نهایی برای بخش مسائل اقتصادی و اجتماعی 32 شد که آن را در طبقه ی متوسط قرار می دهد و با استفاده از ماتریس برآورد امتیازات و جدول ارزشیابی حوزه ی آبخیز، وضعیت پایداری مشخص شد. با توجه به جمع کل امتیازات، حوزه ی آبخیز بختگان به لحاظ پایداری وضعیت ضعیفی دارد. روش دوم مدل HELP بود که بر اساس چهار مقوله ی هیدرولوژی، محیط زیست، حیات آبخیزنشینان، سیاست گذاری و سه پارامتر فشار، وضعیت و واکنش و تحت عنوان شاخص پایداری حوزه (WSI) به بررسی پایداری حوضه در سه سطح پایین، متوسط و بالا می پردازد. نتایج نهایی نشان داد سطح پایداری حوضه با امتیاز 61/0 متوسط رو به پایین در دوره ی مورد مطالعه ارزیابی شد که توجه بیشتری را برای ارتقای سطح پایداری منطقه طلب می کند.