آب و خاک

چکیده در سال‌های اخیر استفاده از روش‌های آبیاری قطره­ای- نواری (نظیر Tape در مزارع گندم) به‌عنوان یک راهکار مدیریت آب در مزرعه به کشاورزان توصیه شده است. این روش در مزارع گندم به دلیل هزینه‌ها و همچنین احتمال بروز مشکلات شوری خاک، دارای محدودیت‌هایی است که بخشی از این موارد می‌تواند از طریق افزایش فاصله لوله‌های آبده و کاهش مصرف نوارهای آبیاری در واحد سطح مرتفع شود. در این پژوهش که طی سال زراعی 1399-1400 و در استان یزد انجام شد، تأثیر فاصله لوله‌های آبده (لترال) بر توزیع سطحی و عمقی شوری خاک مورد بررسی قرار گرفت. برای این هدف، دو تیمار شوری آب آبیاری شامل 3 و 8 دسی­زیمنس بر متر و دو سیستم آبیاری غرقابی و قطره‌ای- نواری با فواصل لترال 60، 100 و 140 سانتی­متر مد نظر قرار گرفتند. نتایج نشان داد که اگرچه روش قطره‌ای - نواری در شرایط شور (8 دسی‌زیمنس بر متر) نسبت به شرایط غیر شور (3 دسی‌زیمنس بر متر) منجر به تجمع بیشتر املاح در خاک شده و احتمال بروز خسارت به گیاه را تشدید می­کند، اما نتایج نهایی این پژوهش حاکی از آن بود که با افزایش فواصل لترال­های آبیاری و به تناسب آن افزایش عمق آبیاری و دور نگه­داشتن املاح از بستر کاشت، می‌توان محیط مناسب‌تری را برای رشد گیاه آماده کرد و از مزایای اقتصادی این اقدام نیز بهره برد. همچنین، از نظر کنترل شوری اعماق خاک نیز شرایط به گونه‌ای بوده است که تیمار با فاصله لترال 140 سانتی­متر نسبت به تیمارهای 60 و100سانتی­متر منجر به مقادیر کمتر شوری خاک در لایه‌های زیرین گردیده و شرایط بهتری را برای گیاه فراهم کرده است. به‌طوری‌که با افزایش فواصل لترال­ها از 60 به 140 سانتی­متر و به تبع آن، افزایش عمق آبیاری‌ها، امکان انتقال املاح به اعماق پایین­تر خاک نیز فراهم شد.

چکیده استان مازندران یکی از مهم‌ترین مناطق در زمینه‌ی تولید برنج و مرکبات در ایران است که بخشی از باغ‌ها و مزارع کشاورزی آن با آب‌های زیرزمینی آبیاری می‌شوند. با توجه به این امر که pH آب آبیاری تأثیر مهمی در عملکرد محصولات کشاورزی دارد، در این تحقیق، pH آب‌های زیرزمینی 300 حلقه چاه مربوط به شرکت آب منطقه­ای استان مازندران، به صورت مکانی و زمانی در نوار ساحلی استان مازندران به مساحت 8252 کیلومترمربع از ابتدای سال 1391 تا پایان سال 1399، با استفاده از نرم­افزار ArcGIS 10.7.1 با روش کریجینگ معمولی (OK) براساس میانگین pH در دوره‌ها­ی شش­ماهه پهنه­بندی ­شد. برای شناسایی مناطق با خطرپذیری بیشتر از روش کریجینگ شاخص (IK) استفاده شد. نتایج نشان داد که بهترین نیم‌تغییرنما برای پارامتر pH مدل Stable و Exponential است. طبقه‌بندی کلاس‌ها در روش OK براساس حساسیت مرکبات و برنج تعریف شد. نتایج نشان داد که در روش OK، میانگین درصد مساحت تحت کلاس‌های طبقه‌بندی pHهای 8/5>، 2/6-8/5، 8-2/6 و 8< به‌ترتیب برابر با صفر، 6/0، 5/83 و 9/15 درصد و در روش IK، میانگین درصد مساحت تحت کلاس‌های طبقه‌بندی با احتمال خطر آسیب‌پذیری 20-0، 40-20، 60-40 و 100-60 درصد به‌ترتیب برابر با 9/94، 8/4، 3/0 و صفر درصد بود. نقشه‌های حاصل از روش OK نشان دادند که در هیچ منطقه‌ای pH آب زیرزمینی اسیدی نیست و در کناره‌های غربی و شرقی استان شرایط قلیایی مشاهده شد. نقشه­های حاصل از روش IK نشان دادند که در اکثر مناطق استان مازندران احتمال خطر آسیب‌پذیری براساس pH آب‌های زیرزمینی برای باغ‌های مرکبات و مزارع برنج منطقه مورد مطالعه، در محدوده‌ی 20-0 درصد قرار دارد و در بخشی‌های بسیار کمی در قسمت­های شرقی استان احتمال خطر به 40-20 درصد می‌رسد. با توجه به آسیب‌پذیری مرکبات و گیاه برنج درpHهای بالا در آب آبیاری، توصیه می‌شود که در دو محدوده‌ی غربی و شرقی استان برای رشد بهتر گیاه برنج و عدم آسیب‌پذیری محصول به دلیل کمبود نیتروژن و فسفر، با انجام تحقیقات مزرعه‌ای کودهای حاوی عناصر مذکور به مزارع افزوده شود.

چکیده در حال حاضر خطرات زیادی سلامت بوم­سازگان را تهدید می‌کند‌. تنش‌های ایجادشده ناشی از دخالت‌ﻫﺎی ﮔﺴﺘﺮده اﻧﺴﺎن و بهره‌برداری غیراصولی از منابع طبیعی، منجر به تخریب منابع طبیعی و ساختار و عملکرد بوم‌سازگان شده است. از این‌رو، ارزیابی پیامد‌های ناشی از دخالت انسان در طبیعت و تأمین نیاز روزافزون انسان به دریافت خدمات متنوع، بیش‌ازپیش ارزیابی عملکرد آبخیزها را ضروری ساخته است. حوزه‌های آبخیز سالم نقش مهمی در ارائه انواع گسترده‌ای از خدمات بوم‌سازگان دارند. بنابراین پایش و ارزیابی سلامت حوزه آبخیز برای حفاظت بوم‌سازگان‌ها و دستیابی به سطح بهینه از خدمات است. به‌نحوی‌که به‌عنوان یک رویکرد ترکیبی و اجرایی مناسب بین پژوهش و مدیریت حوزه آبخیز محسوب می‌شود. در همین ارتباط تحلیل سلامت حوزه آبخیز می‌تواند کمک شایانی در راستای رسیدن به اهداف مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز و همچنین تعادل بین نیازمندی‌های جوامع انسانی و شرایط بوم‌شناختی ارائه نماید. حال آن‌که ارزیابی سلامت و پایداری حوزه آبخیز و متأثر از فعالیت‌های انسانی به حد کفایت موردتوجه قرار نگرفته است. ازاین‌رو پژوهش الگویی حاضر به ارزیابی سلامت حوزه آبخیز دروازه قرآن شیراز و اثر سازه‌های آبخیزداری موجود در منطقه، بر سلامت آبخیز با محوریت سیلاب پرداخته است. برای این منظور بر اساس شرایط منطقه و تحلیل فرآیند وقوع سیل در منطقه، 36 معیار کلیدی از مجموعه عوامل اقلیمی، انسانی و هیدرولوژی در قالب شاخص‌های فشار (P)، حالت (S) و پاسخ (R) شناسایی شد. پس از غربال معیار‌های منتخب در کنکاش رویکرد مفهومی فشار، حالت و پاسخ (PSR)، در دو حالت با و بدون وجود سازه­های آبخیزداری سلامت ارزیابی شد. نتایج نشان داد که شاخص سلامت حوزه آبخیز موردمطالعه بدون در نظر گرفتن سازه­های آبخیزداری برابر 55/0 و شرایط متوسط بوده است. همچنین نتایج ارزیابی سلامت آبخیز با لحاظ سازه‌های اصلاحی سنگی‌سیمانی نیز مؤید عدم تأثیر معنی‎دار بر سلامت کل آبخیز بوده به‌نحوی‌که شاخص سلامت با مقدار 53/0 همچنان در وضعیت متوسط قرار داشته است. بنابراین می‌توان اذعان داشت که سازه‌های آبخیزداری موجود به سبب محدودیت تعداد و پوشش مکانی محدود علی‌رغم تأثیر بر عوامل مؤثر بر سلامت زیرآبخیزهای موردنظر، نتوانسته‌ است بر بهبود شرایط کلی آبخیز تأثیر محسوسی داشته باشد. تغییرات مکانی متغیرهای محاسبه‌شده نشان داد که اراضی رهاشده، زمان تمرکز، گستره تحت فعالیت‌های نظامی، سطح سازند‌های حساس به فرسایش، تراکم بالای شبکه زه‌کشی، تراکم جاده، پتانسیل تولید رواناب و رسوب بالا و وسعت مناطق مسکونی از مهم‎‌ترین عوامل تأثیرگذار بر وضعیت سلامت آبخیز دروازه قرآن محسوب می‌شوند. نتایج حاصل از این پژوهش می‌تواند در تبیین ارزیابی سلامت حوزه آبخیز دروازه قرآن و تصمیم‌گیری در خصوص اتخاذ بهترین اقدامات مدیریتی و پیش‌بینی برنامه‌های اجرایی آینده منطقه مورداستفاده قرار گیرد.

چکیده بخش وسیعی از اکوسیتم­های جنگلی کشور، در محدوده خشک و نیمه­خشک قرار دارند که یکی از مشکلات اصلی آن، پایین بودن مقدار کربن آلی خاک است. هدف از این تحقیق، بررسی و مقایسه ذخیره کربن خاک و برخی خصوصیات شیمیایی مهم خاک در آرامگاه­های جنگلی و گلاجارهای بخشی از جنگل­های زاگرس شمالی است تا بتوان، اطلاعات دقیق­تری در مورد این خصوصیات پس از گلازنی و استفاده از شاخ و برگ درختان، به ­دست آورد. برای انجام این پژوهش، سه منطقه­ی جنگلی در شهرستان بانه، در دو شرایط دست­نخورده (آرامگاه) و بهره­برداری شده (گلاجار)، در سه جهت شمالی، شرقی و جنوبی انتخاب شد و سپس در هر یک، شش قطعه نمونه 10 آری به صورت تصادفی انتخاب و در مرکز هر قطعه نمونه از دو عمق 15-0 و 30-15 سانتی­متری خاک، نمونه­برداری شد. درصد تاج پوشش و لاشبرگ نیز در هر قطعه نمونه تعیین گردید. سپس وزن مخصوص ظاهری و خصوصیات شیمیایی خاک از جمله: کربن آلی خاک، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، هدایت الکتریکی و pH، در آزمایشگاه اندازه­گیری شدند. برای تجزیه و تحلیل داده­ها، از آزمون فاکتوریل در قالب بلوک­های کاملا تصادفی استفاده شد. نتایج نشان داد عمق خاک، اثر معنی­داری بر روی تمام مشخصه­ها به­جز نیتروژن و پتاسیم دارد. جهت دامنه، به­جز هدایت الکتریکی و نیتروژن، اثر معنی­داری بر روی سایر متغیرها گذاشت، اما مدیریت، اثر معنی­داری بر روی تمام مشخصه­ها گذاشت. در تمامی مناطق، به استثنای وزن مخصوص ظاهری و pH، سایر موارد بررسی شده از جمله ذخیره کربن آلی خاک، نیتروژن، فسفر، پتاسیم و هدایت الکتریکی در آرامگاه­ها بیشتر از گلاجار و میزان تمام مشخصه­ها به­جز پتاسیم و pH، در عمق 15-0 سانتی­متری بیشتر از عمق 30-15 سانتی­متری خاک بود. ذخیره کربن در دامنه شمالی، شرقی و جنوبی به ترتیب 6/72، 2/48 و 45 تن در هکتار بود. در نهایت می­توان گفت عواملی از جمله: قطع شاخ و برگ درختان و حذف پوشش درختی و شاخ و برگ آن­ها، می­تواند باعث تغییر خصوصیات شیمیایی خاک و کاهش معنی­دار میزان ذخیره کربن آلی خاک در هر دو عمق مورد بررسی، در توده­های جنگلی گردد.

چکیده نگهداری و حفظ جنگل‌های دست کاشت در سرزمین‌های خشک و نیمه‌خشک وابسته به بررسی ویژگی‌های خاک است، زیرا این جنگل‌ها به‌مرور زمان ویژگی‌های خاک را تغییر داده و مطالعه این تغییرات موجب افزایش آگاهی و حفظ جنگل‌ها می‌شود. پژوهش کنونی با هدف بررسی پیامدهای خوب و بد این توده‌های گیاهی جنگلی بر کیفیت زیستی خاک انجام شد. دو نوع جنگل (سوزنی‌برگ و پهن‌برگ) که بر روی یک چشم‌انداز با درجه و جهت شیب یکسان بود انتخاب شدند. 5 تیمار (زمین کشاورزی، زمین بکر، گونه اقاقیا، سرو نقره‌ای و درخت کاج) انتخاب شده و در 3 تکرار از لایه صفر تا 5 سانتی‌متر در دو بخش سایه‌انداز و دور از سایه‌انداز درخت به گونه تصادفی نمونه‌گیری مرکب از خاک انجام شد. نتایج تجزیه‌وتحلیل ویژگی­های زیستی خاک نشان داد که بالاترین مقادیر ویژگی‌های تنفس خاک و مقدار ماده آلی مصرف‌شده (89/12 میلی‌گرم بر کیلوگرم)، تنفس برانگیخته (97/753 میلی‌گرم بر کیلوگرم)، کربن زیست‌توده میکروبی (04/1 میکروگرم کربن بر گرم کربن زیست‌توده میکروبی در روز)، فعالیت‌های آنزیمی و تنفس قارچی در سوزنی‌برگان اندازه‌گیری شد. اگرچه مقدار این ویژگی‌ها در پهن برگان نیز قابل‌توجه بود اما دارای تفاوت معنی‌داری بودند. همچنین بالاترین مقادیر کسر متابولیکی (04/1 و 99/0 میکروگرم کربن بر گرم کربن زیست‌توده میکروبی در روز) و تنفس باکتریایی (به ترتیب 6/0 و 78/0 میلی‌گرم دی اکسید کربن بر گرم خاک) در پوشش‌های کشاورزی و چراگاه مشاهده شد. نتایج نشان داد که در منطقه بیستون جنگل‌کاری با گونه‌های پهن‌برگ و به‌خصوص سوزنی‌برگ باعث بهبود کیفیت خاک نسبت به پوشش‌های کشاورزی و چراگاه شده است که می‌تواند وابسته به انباشتگی لاش برگ فراوان و خاستگاه کربن آلی برای ریزجانداران در این پوشش‌ها باشد.

چکیده خاک با از دست دادن کربن به شکل کربن دی‌اکسید، پتانسیل زیادی برای تشدید گرمایش زیست‌کره دارد. از سوی دیگر امکان ترسیب کربن در خاک، راهکار مناسبی جهت کاهش انتشار کربن دی‌اکسید شناخته می‌شود. خاک‌های مناطق خشک و نیمه‌خشک جهان اگرچه حاوی مقادیر کمی کربن آلی هستند؛ اما به‌واسطه وسعت زیاد، امکان ترسیب مقادیر قابل‌توجهی کربن آلی را دارند. از این‌رو جهت بررسی تغییرات ذخایر کربن آلی خاک اراضی زراعی اقلیم نیمه‌خشک جلگه‌‌رخ واقع در استان خراسان رضوی، مدل رتامستد با استفاده از داده‌های مطالعات پیشین و مقادیر اندازه‌گیری شده در سال 2020 اعتبارسنجی شد. مقایسه بین مقادیر کربن آلی اندازه‌گیری شده و شبیه‌سازی‌شده توسط مدل، نشانگر قابلیت مدل در ارائه پیش‌بینی‌هایی با دقت مناسب بود. به‌طوری‌که مقادیر ضریب تبیین، ریشه میانگین مربعات خطا، میانگین مطلق خطا، تفاوت میانگین و شاخص کارایی مدل به ترتیب معادل 97/0، 78/2، 11/2، 33/2 و 70/0 به‌دست آمدند. سپس تأثیر تغییرات اقلیمی بر انتشار کربن دی‌اکسید و ذخایر کربن آلی خاک منطقه مدل‌سازی شد. بررسی تغییرات اقلیمی منطقه در (دوره آماری 1981 تا 2020) نشانگر کاهش بارندگی و افزایش معنی‌دار دما طی 40 سال گذشته بوده است. مدل‌سازی تغییرات اقلیمی تا پایان قرن جاری با اعمال افزایش دما و کاهش بارندگی انجام شد که نتایج بیانگر کاهش همه ذخایر کربن فعال مدل بود، چنان‌که مخازن مواد گیاهی تجزیه‌پذیر، مواد گیاهی مقاوم، زیست‌توده میکروبی، مواد آلی هوموسی‌شده و کل کربن آلی خاک به‌ترتیب معادل 41/2، 72/2، 51/2، 04/1 و 32/1 درصد نسبت به شرایط عدم وقوع تغییرات اقلیمی کاهش و میزان انتشار تجمعی کربن دی‌اکسید از خاک، 26/1 درصد افزایش نشان داد. افزایش دما باعث افزایش ضریب تصحیح دما (a) به میزان 20/2 درصد شد که منجر به افزایش سرعت تجزیه کربن آلی و تلفات کربن به شکل کربن دی‌اکسید شده است؛ اگرچه باعث افزایش تولید خالص اولیه بوم‌نظام نیز گردید. کاهش بارندگی و افزایش تبخیر و تعرق پتانسیل نیز باعث کاهش ضریب تصحیح رطوبت (b) به میزان 23/0 درصد شد؛ این فرایند از یک سو با کاهش فعالیت ریزجانداران موجب کاهش تجزیه زیستی کربن و انتشار کربن دی‌اکسید از خاک شده است؛ اما از سوی دیگر موجب کاهش درصد پوشش گیاهی و پیرو آن به دام انداختن کربن دی‌اکسید طی فرایند فتوسنتز و انتقال آن به خاک می‌گردد.

چکیده در سال­های اخیر، آشکار شدن اثرات تغییراقلیم بر بخش­های مختلف از جمله منابع آب سبب شده مشکلات ناشی از آن به یکی از بحران­های اساسی مدیریت منابع آب کشور تبدیل شود. بنابراین کسب دانش کافی در خصوص اثرات تغییراقلیم بر فرآیندهای هیدرولوژیکی ضرورت دارد. این تحقیق، به مطالعه اثرات تغییراقلیم بر مؤلفه­های منابع آب حوضه نیشابور- رخ می­پردازد. در این راستا، شبیه­سازی هیدرولوژیکی حوضه در بازه زمانی 2017-1991 با استفاده از مدل WetSpass-M انجام شد. در گام بعد، پارامترهای اقلیمی شش مدل گردش کلی تحت سناریو RCP4.5 در دوره پایه توسط روش اصلاح اریبی چارک­ها ریزمقیاس و با روش اعتبارسنجی متقابل leave one out واسنجی و اعتبارسنجی گردید. با انجام رتبه­بندی و وزن‌دهی شش مدل اقلیمی انتخاب شده و جهت ارزیابی پاسخ هیدرولوژیکی حوضه به تغییراقلیم بازه زمانی 2052-2026، خروجی­های شش مدل گزارش پنجم گردش کلی تحت سناریو انتشار RCP4.5 و ریزمقیاس شده توسط روش اصلاح اریبی چارک­ها به صورت گروهی به مدل WetSpass-M وارد و پیش­نگری در آینده نزدیک انجام گرفت. نتایج نشان داد بارش و متوسط دمای سالانه حوضه در آینده نزدیک به ترتیب 66/4 درصد و 21/1 درجه سانتیگراد افزایش می­یابد. تحلیل مؤلفه­های منابع آب در آینده نزدیک نشان می­دهد رواناب کل، تغذیه آب زیرزمینی، تبخیرتعرق واقعی سالانه به ترتیب 9/5، 85/14، 42/1 درصد نسبت به دوره پایه افزایش و رواناب مستقیم و برگاب سالانه به ترتیب 15/15 و 54/3 درصد نسبت به دوره پایه کاهش خواهند داشت. با توجه به اهمیت و نقش عمده حوضه نیشابور در اقتصاد محصولات کشاورزی استان خراسان رضوی، نتایج پژوهش حاضر کمک شایان توجهی به مدیران و سیاست­گذاران مدیریت منابع آب کشور در جهت اتخاذ تصمیمات مناسب با هدف تقلیل اثرات تغییراقلیم بر منابع آب حوضه نیشابور-رخ خواهد نمود.