مهندسی اکوسیستم بیابان
سال:1393 | دوره:3 | شماره:5 |تعداد مقالات:7

مخروط افکنه ها اهمیت خاصی از لحاظ ژئومورفولوژی، هیدرولوژی، حفاظت خاک و سایر مطالعات منابع طبیعی در مناطق بیابانی دارند. تاکنون روش ها و شاخص های مختلفی برای شناخت و تفکیک مخروط افکنه ها از سایر واحدهای ژئومورفولوژی ارائه شده است که اغلب این روش ها و شاخص ها بر پایه ویژگی های توصیفی استوار است. در این مطالعه، امکان استفاده از شاخص های جدید ژئومورفومتری و تعیین دامنه کمی برای آن ها در جهت تفکیک مخروط افکنه ها بررسی شده است. شاخص های ژئومورفومتری مورد بررسی در این مطالعه، شامل درصد شیب، انحنای سطح، انحنای مقطع، انحنای متقاطع، انحنای طولی، انحنای عمومی و انحنای کلی هستند. بدین ترتیب که نخست با استفاده از نقشه های توپوگرافی، تصاویر ماهواره ای و مطالعات میدانی، محدوده مخروط افکنه ها از سایر تیپ های ژئومورفولوژی تفکیک شد. سپس با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی حاصل از نقشه های توپوگرافی رقومی، پارامترهای ژئومورفومتری محاسبه و نقشه هر یک از این پارامترها تهیه شد. پس از آن، مقایسه مقادیر پارامترهای ژئومورفومتری در محدوده مخروط افکنه ها با سایر تیپ های ژئومورفولوژی صورت گرفت. نتایج این تحقیق نشان می دهد که مخروط های افکنه ای را می توان بر اساس پارامترهای ژئومرفومتری از واحد کوهستان تفکیک کرد، ولی پارامترهای ژئومرفومتری امکان تفکیک مخروط های افکنه ای را از مناطق دشتی فراهم نمی آورد. دلیل این امر را می توان تداخل ویژگی های فیزیکی مخروط افکنه ها با مناطق دشتی، به ویژه دشت سرهای فرسایشی مجاور کوهستان در نظر گرفت.

با بررسی ویژگی های ژئومورفولوژی یک ناحیه شامل تیپ ها، واحدها و رخساره ها می توان مناطق بیابانی و چگونگی پیدایش آن ها را شناسایی کرد. در این تحقیق، با استفاده از داده های ژئومورفولوژی، دشت شراء در استان همدان مورد بررسی قرار گرفت و قلمرو مناطق بیابانی در آن مشخص شد. شدت خشکی اقلیمی و نقش خشکسالی ها در تقویت شرایط بیابانی این دشت مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور، با استفاده از نقشه های توپوگرافی 25000 :1 موقعیت و مرزهای دشت مورد نظر تعیین شد، سپس با استفاده از عکس های هوایی 20000 :1 و تصاویر ماهواره ای TM و T SPO سال 1390 و با استفاده از نرم افزار ENVI ویژگی های توپوگرافی، زمین شناسی، کاربری اراضی، فرسایش و هیدرولوژی بررسی و نقشه های مربوط با استفاده از نرم افزار ArcGIS9 تهیه شد. به منظور تعیین شدت خشکی در منطقه از روش مدالوس استفاده شد. با استفاده از شاخص SPI فراوانی و تداوم خشکسالی ها و با استفاده از آزمون من کندال روند تغییرات دما، بارش و خشکسالی ها بررسی شد. با توجه به ویژگی های هیدروژئومورفولوژی، کلیماتولوژی و مورفودینامیکی، این منطقه به صورت کشیده، تکوین یافته و اشکال، واحدها، تیپ ها و رخساره های ژئومورفولوژیکی شبیه آنچه در مناطق مرکزی ایران به چشم می خورد، قابل تفکیک و تشخیص است. واحدهای ژئومورفولوژیکی دشت شراء به دو واحد دشت و پلایا تقسیم شده است. از تیپ های قابل تشخیص واحد دشت می توان به مخروط افکنه و دشت سر و از واحد شبه پلایا می توان به کویر و بیابان اشاره کرد. رخساره مخروط افکنه های دانه ریز، دشت سر انتهایی، تراس های آبرفتی، تپه شاهدها، پهنه های رسی و نمکی، از ویژگی های ژئومورفولوژیکی دشت بیابانی است که به خوبی در منطقه تفکیک پذیرند. با توجه به چنین ویژگی هایی، دشت شراء مبتنی بر شاخص های ژئومورفولوژی جزء یکی از مناطق شبه بیابانی کشور است که در شرایط شکننده از جهت خشکی قرار گرفته و فراوانی و تداوم خشکسالی ها، کاهش معنی دار بارش و افزایش معنی دار دما در دهه های اخیر، بر شدت خشکی منطقه افزوده است.

تغییرات و نوسانات آب و هوایی در اثر تغییر درجه حرارت کره زمین اتفاق می افتد. تغییر الگوهای بارشی، دما، خشکسالی، ترسالی، وقوع پدیده گرد و غبار از اثرات تغییر اقلیم است که در کشورهای حوضه خلیج فارس به وجود آمده است. هدف از این پژوهش، بررسی روند این تغییرات و مکانیزم زمانی و مکانی وقوع این گرد و غبارهاست. بدین منظور، داده های سرعت باد، دما، بارش و تعداد روزهای گرد و غباری 5 ایستگاه منطقه برای دو دوره پنج ساله تهیه و با استفاده از روش های آماری لازم، بازه های زمانی فعالیت آن ها و روند تغییراتشان مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد در سال های اخیر، میزان متوسط بارش سالانه کاهش و میزان دما، سرعت باد و تعداد روزهای گرد و غباری افزایش یافته است. دلایل مهمی همچون استقرار سیستم های فشار جنب حاره در بازه ای خاص از سال، تشکیل سیکلون های سطحی در سطح بیابان های غرب ایران، بیابان زایی، کاهش پوشش گیاهی، نوع رسوبات بیابان ها و خشکاندن تالاب ها در کشور عراق باعث افزایش این گرد و غبارها شده است.سپس یک سامانه گرد و غباری به عنوان نمونه انتخاب و نقشه های فشار، امگا و دما در سطوح مختلف و تصاویر ماهواره ای آن در منطقه مورد مطالعه استخراج شد. نتایج نشان داد که هرگاه یک ناوه عمیق در سطوح فوقانی جو منطقه مستقر و در سطح زمین هم، سیکلون های سطحی ایجاد شود، باعث پدیده گرد و غبار در منطقه می شود و چون جهت وزش باد بر اثر سیستم های فشار، عرض جغرافیایی و اختلاف دمایی ارتفاعات شرق ترکیه با منطقه پست خلیج فارس، از شمال غرب به جنوب شرق است، گرد و غبار را به داخل کشورمان هدایت می کند.

تغییر اقلیم یکی از مهم ترین چالش ها در توسعه پایدار بوده که تاثیر منفی بر اکوسیستم های خشکی و آبی می گذارد. عامل اصلی این پدیده، افزایش غلظت گاز دی اکسیدکربن در اتمسفر است. یک روش پیشنهاد شده برای کاهش گازکربنیک هوا، افزایش ذخیره جهانی کربن در خاک هاست؛ زیرا خاک تقریبا 75 درصد ذخایر کربن در خشکی را داراست. بنابراین، خاک ها در حفظ توازن چرخه جهانی کربن، نقش عمده ای را ایفا می کنند. این تحقیق با هدف تاثیر نوع گونه، عمق های مختلف و فاصله از تاج پوشش گیاه در میزان ترسیب کربن خاک در منطقه کویر مرنجاب انجام گرفت. پس از حفر پروفیل در منطقه زیر تاج پوشش گیاه و بیرون تاج پوشش در دو عمق تعریف شده اول و دوم و برداشت نمونه های لازم و انتقال به آزمایشگاه، اندازه گیری کربن در افق های تعیین شده خاک، با روش والکی و بلک انجام شد. نتایج تجزیه و تحلیل آماری به دست آمده نشان داد که میزان ترسیب کربن خاک بین دو گونه تاغ و سوف، عمق های اول و دوم و همچنین زیر تاج پوشش گیاه و بیرون تاج پوشش اختلاف معنی داری وجود دارد. با توجه به مقایسه میانگین ها زیر تاج پوشش گونه تاغ در عمق اول (صفر تا 30 سانتی متر) بیشترین میزان ترسیب کربن در منطقه مورد مطالعه را دارا بود و در یک گروه جداگانه قرار گرفت و بقیه فاکتورهای در نظر گرفته شده، همگی در یک گروه قرار گرفتند.

بند ریگ کاشان، یکی از مجموعه های پیچیده تپه های ماسه ای مهم ایران به شمار می رود. به دلیل وزش بادهای فرساینده، همواره مناطق حاشیه ای آن با مشکلات ناشی از انتقال ماسه های روان مواجه است؛ لذا در این تحقیق، میزان فعالیت تپه های ماسه ای بر اساس شاخص لن کستر مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور با استفاده از عکس های هوایی، تصاویر ماهواره ای Google earth و نیز بازدیدهای میدانی، نقشه مرفولوژی بند ریگ کاشان تعیین شد. سپس با استفاده از آنالیز داده های بادسنجی ایستگاه های مجاور آن و تلفیق آن ها در محیطArc GIS ، نقشه های هم بارش، هم تبخیر و تعرق پتانسیل و درصد سرعت های بیشتر از سرعت آستانه فرسایش بادی در ارتفاع 10 متری از سطح زمین، در منطقه تهیه شد و در نهایت، نقشه میزان فعالیت تپه های ماسه ای ترسیم گردید. بر اساس شاخص لن کستر، سرعت آستانه فرسایش بادی برابر 12 نات در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که در بیشتر مناطق بند ریگ کاشان، تپه های ماسه ای از نوع «فعال» بوده و تنها بخش کوچکی در شمال و بخشی در جنوب آن، دارای تپه های ماسه ای «بسیار فعال» است. همچنین در حاشیه غربی آن، فقط نوک تپه ها فعال اند. تلفیق نقشه های مرفولوژی و فعالیت تپه های ماسه ای در منطقه مورد مطالعه نشان داد که به دلیل مدیریت مناسب تمام تپه های ماسه ای «کاملا فعال» به جز قسمت کوچکی از تپه های عرضی در شمال بند ریگ، تثبیت و غیرفعال شده اند. بخش های حاشیه آن هم که دارای تپه های ماسه ای فعال اند، تثبیت شده اند.

پدیده بیابان زایی مختص اقلیم خاصی نیست، اگرچه نقش این پدیده در مناطق خشک و نیمه خشک برجسته تر از سایر مناطق است. در این تحقیق، برای بررسی پتانسیل بیابان زایی و ارائه نقشه شدت بیابان زایی از چهار معیار فرسایش بادی، خاک، اقلیم و پوشش گیاهی در منطقه زهک سیستان از مدل IMDPA استفاده شد. در مدل IMDPA با توجه به ارزیابی معیارهای موثر در بیابان زایی منطقه، شاخص های متفاوت هر معیار امتیازدهی شد و لایه های اطلاعاتی مربوط به این شاخص ها و معیارها تهیه شد. نتایج نشان می دهد که لایه اطلاعاتی معیار فرسایش بادی، در دو کلاس شدید (62205 هکتار) و کلاس خیلی شدید (21309 هکتار)، لایه اطلاعاتی معیار خاک، در دو کلاس کم (39121 هکتار) و کلاس متوسط (44393 هکتار)، لایه اطلاعاتی معیار اقلیم، در کلاس خیلی شدید (83514 هکتار) و لایه اطلاعاتی پوشش گیاهی، در چهار کلاس کم (24756 هکتار)، کلاس متوسط (5649 هکتار)، کلاس شدید (14011 هکتار) و کلاس خیلی شدید (39098 هکتار) شدت بیابان زایی طبقه بندی شد. نقشه نهایی شدت بیابان زایی منطقه از ترکیب لایه های اطلاعاتی به کمک میانگین هندسی تهیه شد. نتایج حاصل از ارزیابی پتانسیل بیابان زایی منطقه، مبین 36.4 درصد، معادل 30405 هکتار در طبقه متوسط و 63.6 درصد، معادل 53109 هکتار در طبقه شدید بیابان زایی قرار می گیرد. ارزش عددی معیارهای مورد بررسی نشان می دهد معیار اقلیم با ارزش عددی 3.88 موثرترین عامل در شدت بیابان زایی منطقه است. متوسط وزنی پتانسیل بیابان زایی در کل منطقه مورد بررسی 2.74 در کلاس شدید شدت بیابان زایی است.

تخریب زمین در مناطق خشک به عنوان پدیده ای فیزیکی - زیستی و اقتصادی - اجتماعی شناخته شده است و در نهایت، منجر به کاهش حاصلخیزی خاک می شود. فرایندهای متعددی باعث ایجاد این پدیده می شود که یکی از آن ها بیابان زایی است. در این تحقیق، نخست روند بیابان زایی با استفاده از مدل IMDPA در یک دوره ده ساله در بیابان های ساحلی جنوب شرق ایران مورد مطالعه قرار گرفت و سپس با تعیین حدود آستانه ای برای هر یک از شاخص های مورد مطالعه، سیستم هشدار اولیه بیابان زایی (D-EWSs) ارائه شد. از نتایج به دست آمده از نقشه های محدوده هشدار در معیار اقلیم، می توان چنین بیان کرد که منطقه مورد مطالعه در یک روند غیرخطی برای عبور از آستانه ها قرار داشته است، به طوری که بازه زمانی 1381-1384 منطقه از حدود آستانه ای عبور کرده و در محدوده هشدار قرار گرفته و بعد از آن روندی صعودی را طی کرده است. باید اشاره کرد که نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل معیار آب نیز نشان دهنده این موضوع بود که در بازه زمانی 1381-1383 از نظر شاخص سطح نوسانات سفره روندی صعودی را در ابتدا داشته و در طول سال های 1384-1385 روند سطح سفره به طور شگفت انگیزی افزایش یافته، اما در نهایت با توجه به بهبودی بارش در سال 1386، این موضوع از شدت خود کاسته است.