فهرست مطالب

نشریه تخریب و احیاء اراضی طبیعی
پیاپی 1 (بهار و تابستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/05/11
  • تعداد عناوین: 12
|
  • منصور جهان تیغ*، معین جهان تیغ، مجتبی گنجعلی صفحات 1-10

    هدف از اجرای این پژوهش بررسی تاثیر سیلاب بر ذخیره کربن و نیتروژن خاک رویشگاه سه گونه گیاهی گز (.Tamarix sp)، مارینگ (Halostachys belangeriana) و سیودا (Suaeda fruticosa) در منطقه سیستان بود. ابتدا از طریق تصاویر ماهواره ای مناطق آبگیری با سیل ورودی از کشور افغانستان و عرصه های فاقد سیل گیری (منطقه شاهد) مشخص شد. در ادامه با انتخاب تیمارهای معرف، 48 نمونه با 5 تکرار از سه محل سیل گیر و شاهد به طور تصادفی از عمق30-0 سانتی متری خاک برداشت و با اندازه گیری کربن آلی و نیتروژن، میزان ترسیب کربن و نیتروژن آنها برآورد شد. به منظور مقایسه ذخیره کربن آلی و نیتروژن خاک، بین تیمارهای مورد مطالعه از تجزیه واریانس یک طرفه استفاده شد. تجزیه واریانس داده ها نشان داد که بین درصد کربن آلی و نیتروژن خاک در رویشگاه های مختلف پهنه های سیل گیر، در سطح 5% اختلاف معنی داری وجود دارد. به طوری که بیشترین مقدار ترسیب کربن و نیتروژن در خاک های مربوط به پهنه های سیل گیر با پوشش گیاهی از گونه گز درختچه ای (.Tamarix sp) و به ترتیب برابر با 21/89 و 2/43 تن در هکتار است. کم ترین مقدار ترسیب کربن و نیتروژن نیز در خاک پهنه های سیل گیر با پوشش گیاهی از گونه مارینگ (Halostachys belangeriana) است (به ترتیب برابر با 21/89 و 2/43 تن در هکتار). همچنین یافته ها نشان داد که میزان کربن و نیتروژن ترسیب شده در خاک پهنه های سیل گیر معادل با 226/03 و 19/86 تن گاز دی اکسیدکربن و دی اکسید نیتروژن هوا در خاک است که حدود 6/3 و 6/6 برابر بیشتر از میزان ترسیب این متغیرها در منطقه شاهد است (به ترتیب برابر با 9/76 و 0/97 تن در هکتار). ارزش اقتصادی زیست محیطی کربن و نیتروژون ترسیب شده در عرصه های سیل گیر به ترتیب  برابر با 300 و 85 میلیارد ریال در هکتار برآورد شد. توصیه می شود برای جلوگیری از اثرات بیشتر تغییر اقلیم بر بوم سامانه خشک و حساس سیستان، افزایش پوشش گیاهی از طریق هدایت سیلاب های ورودی از کشور افغانستان به نقاط فرسایش یافته و همچنین کشت نهال در این نقاط انجام شود.

    کلیدواژگان: ترسیب کربن، ترسیب نیتروژن، سیستان، عرصه های سیل گیر
  • هومن بهمن پور، حسن حذرخانی* صفحات 11-18

    پسماندهای الکترونیکی و الکتریکی انواعی از پسماندهای ویژه می باشند که دارای خاصیت سمیت، بیماری زایی و پایایی در محیط پیرامون و حتی در پیکره جانداران، خورندگی تاسیسات و تجهیزات و مشابه آن می باشند. هدف از این تحقیق بررسی و تعیین عوامل موثر در آزادسازی عنصر نیکل در محیط پیرامون است. جهت بررسی این موضوع تاثیر عوامل مختلف مانند دما،pH، ترکیبات هامیک (محصولات ثانویه گیاخاک) و زمان بر روی آزادسازی عنصر نیکل از این گونه پسماندها به محیط های آبی و خاکی مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور ابتدا قطعات انتخابی آسیاب شده و پس از آماده سازی، نمونه ها در محیط آبی و خاکی و تحت شرایط اسیدی، خنثی و بازی به طور جداگانه مورد آزمایش و آنالیزقرار گرفتند. نتایج بیانگر آن بوده است که در محیط آبی، میزان نفوذ عنصر نیکل با افزایش pH رابطه معکوس و با افزایش دما رابطه مستقیم دارد. اثر ترکیبات هامیک بر آزادسازی نیز در محدوده بازی بیشتر است. همچنین اثر پارامتر زمان تماس نیز متناسب با تغییرات pH متغیر است. در محیط خاکی، افزایش رطوبت، اسیدی شدن محیط و افزایش ترکیبات هامیک، سبب افزایش آزادسازی عنصر نیکل می شود.

    کلیدواژگان: اکوسیستم آبی، اکوسیستم خاکی، پسماند الکترونیکی، فلز سنگین، نیکل
  • محمدتقی آوند*، سعید جانی زاده، فائزه جعفری صفحات 19-32

    سیل یکی از مخرب ترین بلایای طبیعی است که هر ساله باعث تلفات مالی و جانی می شود. بنابراین تولید نقشه حساسیت برای مدیریت سیل و کاهش اثرات زیانبار آن ضروری است. پژوهش حاضر به منظور تهیه نقشه حساسیت به وقوع سیل با استفاده از مدل های داده‎کاوی شامل جنگل تصادفی (Random Forest) و ماشین گرادیان تقویتی (Gradient Boosting Machine) انجام گرفت. ابتدا 275 موقعیت مکانی سیل و 275 موقعیت مکانی غیرسیل در حوضه کمیجان استان مرکزی شناسایی شد. موقعیت های مکانی سیل گیر به صورت تصادفی به 70 درصد (190 موقعیت) و30 درصد (82 موقعیت) به ترتیب برای مدلسازی و اعتبارسنجی تقسیم گردید. سپس 12 فاکتور موثر بر وقوع سیل که شامل، شیب، جهت، ارتفاع، بارندگی، کاربری اراضی، فاصله از رودخانه، تراکم زهکشی، شکل شیب، انحنای شیب، سنگ شناسی، خاک و شاخص قدرت جریان می باشند، تعیین شدند. برای ارزیابی مدل های به کار رفته منحنی ROC مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که در مرحله اعتبارسنجی، سطح زیر منحنی برای مدل های RF و GBM به ترتیب 83/0 و 75/0 درصد بوده است که نشان دهنده صحت بیشتر مدل RF در تهیه نقشه حساسیت به وقوع سیل می باشد. مهم ترین فاکتورهای موثر در سیل در حوزه آبخیز کمیجان به ترتیب بارندگی، فاصله از رودخانه و ارتفاع می باشند.

    کلیدواژگان: پهنه بندی سیلاب، جنگل تصادفی، مدل های داده کاوی، منطقه کمیجان، GBM
  • فائزه منجری، بهمن کیانی*، آفاق تابنده ساروی، ابوالقاسم فلاحتی صفحات 33-44

    ارزیابی موفقت جنگل‎کاری های انجام شده توسط سازمان های اجرایی می تواند رهنمود خوبی برای ترسیم مسیر آینده در احیای اراضی جنگلی باشد. در این پژوهش و به منظور بررسی موفقیت و تاثیر جنگل‎کاری های بنه و بادام در احیای اراضی جنگلی جنوب استان یزد یک قطعه 119 هکتاری انتخاب و براساس روش کاشت به قسمت هایی تقسیم شد. در هر قسمت دو ردیف به صورت تصادفی انتخاب و در هر چاله کاشت زنده مانی و ابعاد نهال ها اندازه گیری شد. نتایج روش های بذرکاری مستقیم و گلدان واگردان و همچنین روش های آبیاری مداوم و آبیاری سال اول با آزمون t مستقل و نتایج سه روش بذرکاری مستقیم، گدان واگردان و نهال کاری بادام نیز با آزمون تجزیه واریانس مقایسه شد. جهت بررسی غنای گیاهان علفی در محدوده جنگل‎کاری و محدوده تحت چرا از روش ترانسکت استفاده شد. نتایج نشان داد که در بخش آبیاری سال اول، درصد زنده مانی کل 77 درصد بوده و روش گلدان واگردان نسبت به بذرکاری مستقیم بادام موفق تر بوده است. در بخش آبیاری مداوم، درصد زنده مانی بنه به روش گلدان واگردان 8/38 درصد، بذرکاری مستقیم بادام 9/69 درصد، گلدان واگردان 5/84 درصد و نهال کاری آن 9/86 درصد بود. در مجموع 35 گونه گیاهی در بخش جنگل‎کاری و 14 گونه در قسمت تحت چرا وجود داشت. تراکم پوشش علفی در منطقه جنگل‎کاری 68/1 بوته در متر مربع و پوشش 32 درصد محاسبه شد. اما تراکم در منطقه تحت چرا 49/0 بوته در متر مربع و پوشش 91/3 درصد بود. بر اساس نتایج، بارش های منطقه به تنهایی برای حصول موفقیت در جنگل‎کاری بادام کوهی کافی هستند. البته نهال کاری بادام با آبیاری نیز زنده مانی قابل توجه داشته است. به طور کلی برای گونه بادام نهال کاری و بذرکاری به روش گلدان واگردان مناسب ارزیابی شده و بذرکاری مستقیم زنده مانی کمتری دارد. همچنین جنگل‎کاری بنه ترجیحا در فازهای بعدی و پس از استقرار گونه های پرستار توصیه می شود. احیای پوشش مرتعی و حضور زادآوری طبیعی گونه های پیشگام بین ردیف ها نشان دهنده روند مثبت احیای اراضی مورد مطالعه هستند.

    کلیدواژگان: بختیاری، بذر کاری، رشد، زنده مانی، گلدان واگردان
  • حمیدرضا قره چائی، علی اکبر نظری سامانی*، شهرام خلیقی سیگارودی، ابوالحسن فتح آبادی، خالد احمدآلی صفحات 45-60

    طی دهه گذشته روند افت سطح ایستابی و همچنین کاهش کیفیت آب های زیر زمینی در کنار کمیت مسیله اساسی در مدیریت منابع آب به حساب می آید. در پژوهش حاضر اقدام به پهنه بندی خطر شوری آب های زیرزمینی با استفاده از روش های نسبت فراوانی، شاخص آماری، وزن شاهد، الگوریتم طبقه بندی درخت تصمیم و جنگل تصادفی در بخش جنوبی حوزه آبخیز بختگان گردید. پس از در نظر گرفتن حد آستانه شوری برای آب های زیرزمینی (1000< EC میکروزیمنس بر سانتی متر) و تهیه نقشه آن، نقشه 21 عامل موثر در فرآیند شوری آب های زیرزمینی شامل ارتفاع، فاصله از تاقدیس ها، نادویس ها، کفه های نمکی، دریاچه های شور و فاصله سدها، شاخص شوری خاک، شاخص رطوبت توپوگرافی، انحنای کلی، انحنای دشت، انحنای پروفیل، جریان تجمعی، جهت جریان، شیب، جهت، کاربری اراضی، خاک، اقلیم، پوشش اراضی، افت آب های زیرزمینی، سطح آب های زیرزمینی تهیه گردید. داده های هدایت الکتریکی به دو دسته آموزش و اعتبارسنجی تقسیم و با مقایسه نقشه شوری آب های زیرزمینی با 21 فاکتور مستقل، وزن دهی روش های دو متغیره و پارامترهای روش های چند متغیره برآورد گردید. نتایج روش حذف ویژگی بازگشتی  (RFE) نشان داد که در دشت های جنوبی حوزه آبخیز بختگان عوامل ارتفاع، فاصله از کفه های نمکی، فاصله از ناودیس ها و تاقدیس ها و فاصله از دریاچه های آب شور از اهمیت بیشتری در رخداد شوری آب های زیرزمینی برخوردار هستند. نتایج اعتبارسنجی مدل های دو متغیره مقدار مساحت زیر منحنی (ROC) را برای روش های نسبت فراوانی (923/0)، شاخص آماری (905/0) و وزن شاهد (908/0) برآورد نمود که گویای عملکرد بهتر روش نسبت فراوانی در مقایسه با دو روش دیگر می باشد. همچنین نتایج روش های چند متغیره بیانگر عملکرد بهتر روش جنگل تصادفی با مقادیر ضریب تطابق (91/0) و ضریب همبستگی (85/0) نسبت به روش الگوریتم طبقه بندی درخت تصمیم با ضریب تطابق (89/0) و ضریب همبستگی (82/0) بود. به طور کلی در هر تحقیقی کارایی مدل ها بستگی به انتخاب مناسب فاکتوردهای موثر در وقوع پدیده مورد بررسی، کیفیت داده های جمع آوری شده و کیفیت نقشه های مورد استفاده دارد.

    کلیدواژگان: جنگل تصادفی، چند متغیره، شوری آب های زیرزمینی، ضریب تطابق، منحنی ROCC
  • پشمینه محمدنژاد، پرویز کرمی*، حامد جنیدی جعفری صفحات 61-71

    تغییر کاربری اراضی مرتعی یکی از مهم ترین تهدیدات اکوسیستم های مرتعی است که این تخریب و تغییر می تواند اجزای اکوسیستم ها را تحت تاثیر قرار دهد. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر تغییر کاربری و مقایسه ترکیب و تنوع گیاهی در مراتع و دیمزارهای رها شده سه منطقه کیلک، صلوات آباد و سراب قامیش، در شهرستان سنندج بود. بدین منظور در هر کاربری 3 ترانسکت به طول 100 متر بصورت تصادفی در منطقه مستقر و بر روی هر ترانسکت 10 پلات یک متر مربعی با فاصله 10 متر انتخاب شد، که در مجموع تعداد 180 پلات برداشت گردید. در هر پلات درصد پوشش مربوط به هر گونه اندازه گیری و ثبت شد. با استفاده از نرم افزارPAST شاخص های مربوط به غنا، تنوع و یکنواختی محاسبه گردید. به منظور مقایسه آماری هر یک از پارامترها از آنالیز واریانس یک طرفه و آزمون دانکن در نرم افزار SPSS استفاده شد. نتایج نشان داد که از مجموع 116 گونه شناسایی شده، تعداد 61 گونه در دو کاربری مشترک بودند و 37 گونه فقط در اراضی مرتعی و 18 گونه فقط در اراضی تبدیل شده یافت شدند. گونه های خوش خوراک و چندساله Festuca ovina و Stachys inflata شاخص اراضی مرتعی، و گونه های یکساله و مهاجم Heteranthelium piliferum و Taeniatherum crinitum شاخص دیمزارهای رها شده بودند. نتایج نشان داد که بین شاخص های غنا و تنوع در دو کاربری اختلاف معنی دار وجود داشت اما در شاخص یکنواختی این اختلاف معنی دار نبود. بطور کلی نتایج نشان داد که تغییر کاربری مراتع به اراضی کشاورزی باعث کاهش غنا و تنوع گونه ای در این اراضی شده است و فعالیت های کشاورزی بر روی اکوسیستم های مرتعی می تواند تغییر در ترکیب گونه ای، هجوم گراس های یکساله و کاهش گیاهان با ارزش مرتعی و علوفه ای را در پی داشته باشد.

    کلیدواژگان: ترکیب گیاهی، تغییر کاربری اراضی، تنوع گونه ای، شهرستان سنندج، مراتع تخریب شده
  • حمیدرضا عسگری*، الهام رشنو، چوقی بایرام کمکی، عبدالحسین بوعلی صفحات 72-81

    شوری خاک یکی از عوامل اصلی بیابان زایی است که خاک های نواحی مناطق خشک و نیمه خشک را بیشتر تحت تاثیر قرار داده است. روش های سنتی جمع آوری داده در مطالعات خاکشناسی دارای مشکلات زیادی است که به وسیله فن آوری سنجش از دور قابل رفع است. بنابراین، تحقیق حاضر با هدف بررسی امکان تهیه نقشه شوری خاک با استفاده از داده های رقومی لندست در منطقه داشلی برون انجام شد. در این پژوهش 47 نمونه سطحی خاک را به صورت تصادفی تهیه و پس از آماده سازی نمونه ها در آزمایشگاه، هدایت الکتریکی عصاره اشباع نمونه های خاک اندازه گیری شد. پس از تعیین باند های مناسب برای شرکت در مدل، نتایج اولیه نشان داد که بین مقادیر هدایت الکتریکی سطحی با باند اصلی  B5و باند های ترکیبی SI1، SI2 و SI3 ارتباط معنی داری در سطح 1 درصد وجود دارد. به منظور مدل سازی شوری خاک از مدل های رگرسیونی استفاده شد. داده ها به دو سری آموزشی (80%) و ارزیابی (20%) تقسیم شد. نتایج ارزیابی مدل ها بر اساس شاخص های ریشه ی مربعات خطا و میانگین خطا نشان داد که مدل رگرسیون چند متغیره دارای دقت بالاتری نسبت به مدل رگرسیونSI3 در پیش بینی شوری خاک هستند. نتایج ضریب کاپا و صحت کلی حاصل از دو مدل نشان داد که مدل رگرسیون چند متغیره با دارا بودن درصد ضریب کاپا (71) و صحت کلی (73) میزان توافق بیشتری با شوری خاک منطقه داشته است. نتایج نشان داد بیشترین میزان شوری خاک در مناطق شمالی و شرقی می باشد. نتایج نشان داد که در منطقه داشلی برون استفاده از داده های رقومی TM و مشتقات آن، می تواند به منظور پهنه بندی تغییرات شوری موثر باشد. با تکمیل، گسترش و بسط یافته های این تحقیق می توان به پهنه بندی اراضی با استفاده از تصاویر ماهواره ای و  به حداقل رساندن نیاز به نمونه برداری پرداخت.

    کلیدواژگان: ارزش های رقومی، اعتبارسنجی، رگرسیون چند متفیره، شوری خاک
  • زهرا احمدی، آیدا عباسی*، محمود شهابی، عبدالحسین بوعلی صفحات 82-91

    شور شدن خاک یکی از مهمترین پدیده  های تخریب خاک در مناطق خشک و نیمه خشک است. در سال های اخیر از روش های غیرمستقیم برای برآورد شوری خاک استفاده می شود. بدین منظور 100 نمونه از عمق 30-0 سانتی متری اطراف دریاچه ارومیه برداشته و آزمایش شد و شوری خاک با استفاده از شاخص های تصویر ماهواره لندست 8 و مدل رقومی ارتفاع برآورد شد. به منظور مدل سازی شوری خاک از مدل های درخت تصمیم و شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد. براین اساس داده ها به دو سری آموزشی (80%) و ارزیابی (20%) تقسیم شد. نتایج ارزیابی مدل ها بر اساس شاخص های ریشه ی مربعات خطا، میانگین خطا و ضریب تبیین نشان داد که مدل درخت تصمیم دارای بالاترین دقت در پیش بینی ویژگی های خاک است. نتایج ضریب کاپا و صحت کلی حاصل از دو مدل نشان داد که مدل درخت تصمیم با دارا بودن درصد ضریب کاپا (56/56) و صحت کلی (46/73) میزان توافق بیشتری با شوری خاک منطقه داشته است. به طور کلی براساس نتایج بدست آمده نشان داده شد که برای پیش بینی کلاس شوری خاک شاخص های CRSI و NDSI مهمترین پارامترها هستند و بیشترین همبستگی را با داده های زمینی دارند. لذا پیشنهاد می شود در مطالعات آینده برای تهیه نقشه رقومی  شوری خاک از مدل های درختی و شاخص های CRSI و  NDSI  استفاده شود.

    کلیدواژگان: درخت تصمیم، شوری خاک، شبکه عصبی مصنوعی، مدل سازی
  • ثریا یعقوبی*، چوقی بایرام کمکی، حمیدرضا کریم زاده صفحات 92-104

    شوری خاک یکی از خصوصیات بسیار مهم خاک است. که تجمع آن در مناطق خشک حاکم است و آن را به یک مشکل جدی زیست محیطی تبدیل کرده است. شناسایی و پهنه بندی خاک های شور غالبا به دلیل تغییرپذیری زمانی و مکانی آن و نیاز به نمونه برداری و کارهای آزمایشگاهی مشکل است. در چند دهه گذشته استفاده از روش های زمین آمار و سنجش از دور برای تهیه نقشه شوری خاک و پایش تغییرات آن توسعه پیدا کرده است. هدف از این مطالعه پهنه بندی شوری و مقایسه قابلیت روش های زمین آمار و سنجش از دور برای تهیه نقشه شوری خاک سطحی در دشت سگزی استان اصفهان می باشد. بدین منظور ابتدا 29 نمونه خاک از منطقه موردمطالعه به روش تصادفی برداشت و میزان هدایت الکتریکی  آن اندازه گیری شد. جهت تهیه نقشه شوری خاک داده های ماهواره ای سنجنده  TMلندست 7 همزمان با تاریخ برداشت صحرایی در مرداد 1376 مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت. سپس پردازش هایی مانند بارزسازی تصاویر  و تجزیه وتحلیل مولفه های اصلی (PCA) بر روی این داده ها اعمال شد. نتایج نشان داد که مدل کریجینگ معمولی با نیم تغییر نمای نمایی بهترین روش در مدل سازی و درون یابی شوری خاک می باشد. با استفاده از آنالیز سطح معنی داری و میزان همبستگی بین خروجی مدل ها و داده های زمینی بهترین روش انتخاب و نقشه شوری خاک بر اساس بهترین روش استخراج شد. نتایج نشان داد روش PCA234 بالاترین همبستگی را با نقاط نمونه برداری دارد. با نتایج حاصل از دو مقطع زمانی 1997 و 2018 مشخص شد که میزان شوری کلاس های متوسط و زیاد به ترتیب در سال 1997 سپس در سال 2018 کاسته شده و به میزان شوری کلاس های بسیار زیاد و شدید در سال 2018 اضافه شده است.

    کلیدواژگان: پهنه بندی، دشت سگزی، شوری خاک، کریجینگ معمولی، PCA
  • سلمان زارع*، جلال محمدی، مریم ممبنی، رهام شکوهی، قاسم قوهستانی صفحات 105-119

    استفاده از انواع خاک پوش های سازگار با محیط زیست، یکی از روش هایی است که به منظور کاهش فرسایش بادی و تثبیت ماسه های روان به کار می رود. به منظور آماده سازی بستر تیمارها در محیط آزمایشگاهی از ماسه های بادی بیابان ریگ بلند کاشان استفاده شد. برای انجام آزمایش ها از سینی های فلزی با ابعاد 2×30×100 سانتی متر و برای پاشش تیمارهای بنتونیت، زیولیت، ملاس و لیگنوسلولز استفاده شد و تاثیر این خاک پوش ها بر برخی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی رسوبات بادرفتی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت بر اساس نتایج تجربی و پس از ایجاد مدل رگرسیون بین متغیرهای طراحی مخلوط و پاسخ، مقدار بهینه هر کدام از خاک پوش ها در نرم افزار Design of Expert به دست آمد. با توجه به نتایج به دست آمده وجود مواد زیولیت، لیگنوسلولز و ملاس به صورت ترکیب در هر خاک پوش اختلاف معنی داری از نظر ویژگی های مقاومت فشاری، برشی، ضرب ه ای، سایشی و تشکیل سله با سایر خاک پوش ها و نمونه شاهد ایجاد می کند. بررسی انجام شده در حالت حداکثر و میانه نشان داد که مقدار بنتونیت و ملاس با یکدیگر برابر (15 گرم) می باشند و در مقدار زیولیت و لیگنوسلولز با یکدیگر تفاوت دارند، به طوری که مقدار زیولیت و لیگنوسلولز در حالت حداکثر 5 و 15 گرم و در حالت میانه 15 و 0 گرم می باشند. هر کدام از مواد به تنهایی پاسخ های مختلفی را در برابر مقاوم ت های مختلف نشان می دهد اما آنچه نتایج این تحقیق نشان می دهد ترکیب این مواد با یکدیگر باعث بهبود شاخص های پایداری خاک شده است.  به طوری که مقدار مقاومت فشاری را 2/3 کیلوگرم بر سانتی مترمربع، مقاومت برشی را 9/7 نیوتن بر سانتی مترمربع، ضرب ه ای را 8/0، سایشی را 45 و ضخامت سله ایجاد شده را 20 میلی متر نسبت به نمونه شاهد افزایش دادند.

    کلیدواژگان: خاک پوش معدنی، ضخامت سله، مقاومت برشی، مقاومت سایشی، مقاومت ضربه ای، مقاومت فشاری
  • علیرضا دانشی، علی نجفی نژاد*، مصطفی پناهی، اردوان زرندیان صفحات 120-131

    تغییرات گسترده در کاربری اراضی طی چند دهه گذشته، توان اکوسیستم ها در عرضه خدمات را با چالش اساسی مواجه ساخته است. بنابراین درک بهتر تاثیر این تغییرات بر خدمات عرضه شده توسط اکوسیستم ‏ها امری ضروری است. به همین منظور، در تحقیق حاضر ضمن استخراج نقشه‎کاربری اراضی برای گذشته و حال، نقشه کاربری اراضی برای آینده با استفاده از ابزار Scenario Generator نرم افزار InVEST پیش‎بینی و استخراج شد. سپس اثرات تغییر کاربری اراضی بر ویژگی مرتبط با کیفیت زیستگاهی در حوزه سد نرماب استان گلستان با استفاده از ابزار Habitat Quality نرم‎افزار InVEST مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج پژوهش نشان داد که در اثر تغییرات شدید کاربری اراضی و تبدیل اراضی طبیعی به ویژه جنگلی به اراضی کشاورزی و مسکونی، کیفیت زیستگاه‎ها از سال 2000 تا 2018 کاهش پیدا کرده و تخریب سرزمین نیز به همان میزان افزایش پیدا کرده است. همچنین پیش‎‎بینی شرایط برای سال 2036 موید این بود که در صورت ادامه روند فعلی، کاهش کیفیت زیستگاه با شدت بیشتری همراه خواهد شد و تخریب سرزمین نیز افزایش پیدا خواهد کرد. بر اساس نتایج به دست آمده، متوسط کیفیت زیستگاه برای سال‏های 2000، 2018 و 2036 به ترتیب 8/0، 71/0 و 59/0 می‎باشد که بیانگر روند کاهشی شدید در کیفیت زیستگاه است. همچنین متوسط تخریب سرزمین برای سال‎های 2000، 2018 و 2036 نیز به ترتیب برابر با 016/0، 020/0 و 025/0 برآورد شد که نشان از افزایش تخریب‏ها با گذشت زمان دارد.

    کلیدواژگان: تخریب سرزمین، تصاویر ماهواره‎ای، سناریوی کاربری اراضی، InVEST
  • حسین خیرفام*، فرخ اسدزاده صفحات 132-138

    تخریب زمین ناشی از دخالت های انسانی منجر به توسعه بیابان و پیدایش بوم سازگان های ناپایدار از قبیل بسترهای خشک شده تالاب ها و دریاچه ها می شود. از این رو، تسریع در فرآیند خوداحیایی بوم سازگان های نوپدید ناپایدار شرایط دست یابی به اهداف توسعه پایدار را فراهم خواهد کرد. لذا پژوهش حاضر با هدف امکان سنجی ایجاد پوسته های زیستی در بوم سازگان نوپدید و حساس به فرسایش بادی بسترهای خشک شده دریاچه ارومیه از طریق فن آوری زیستی تلقیح سیانوباکترها برنامه ریزی شد. برای انجام این پژوهش، نمونه های حجمی خاک ماسه ای از بسترهای خشک شده دریاچه ارومیه برداشت شده و در داخل سینی های کوچک فرسایشی (با ابعاد طول، عرض و عمق 50 در 30 در 10 سانتی متر) ریخته و آماده سازی شدند. سپس سیانوباکترهای بومی استخراج و تکثیرشده از منطقه با غلظت 52/1 گرم بر لیتر روی نمونه های آزمایش تلقیح شدند. پس از 120 روز، به منظور ارزیابی میزان زیست پوسته سازی، اقدام به اندازه گیری شاخص های مهم توسعه پوسته های زیستی خاک شامل غلظت کلروفیل، ضخامت پوسته و میزان اتصال پذیری شد. تحلیل یافته ها نشان داد که تلقیح سیانوباکترها منجر به بهبود معنی دار (01/0>p) و به ترتیب 60 و 89/2 برابری میزان غلظت کلروفیل و ضخامت پوسته نسبت به تیمار شاهد شد. بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح خاک نیز قابلیت سیانوباکترها در ایجاد اتصال قوی بین ذرات خاک را تایید کرد. بر اساس نتایج پژوهش فعلی می توان فن آوری تلقیح سیانوباکترها را به عنوان راهکاری نوین و سریع و هم راستا با اهداف حفاظت از خاک و کنترل تخریب زمین در زیست پوسته سازی بوم سازگان های نوپدید و ناپایدار پیشنهاد نمود.

    کلیدواژگان: بیابان زدایی، پایداری خاک، پوسته زیستی خاک، تخریب زمین
|
  • Mansour Jahantigh*, Moien Jahantigh, Mojtaba Gangali Pages 1-10

    Aim of this research was study effect of flood on soil carbon and nitrogen sequestration the soil of the habitat of three plant species Tamarix sp., Halostachys belangeriana and Suaeda  fruticosa Sistan region. To do this research first by survey satellite images, the areas were found that watering and no watering (control treatments) from Afghanistan floods. Then select the introductory treatments, 48 soil samples with five repetitions were collected randomly at 0-30 centimeter soil depth and analyzed Organic carbon, nitrogen, sequestered soil carbon and sequestered soil nitrogen from the three flood and control sites. In order to the compare carbon sequestration and nitrogen between treatments and control treatment using the one-way analysis of variance. Data shows that there were significant difference between soil organic carbon percentage and nitrogen in 0.05 levels. The Pearson correlation coefficient between data shows that the maximum amount of correlation of organic carbon and nitrogen was with organic matter (96%) which was significant at the 99% probability level. The result also shows that the above parameter has 99% negative correlation with soil apparent specific weight. Average comparison mean of carbon sequestration and nitrogen of soil shows that the maximum carbon sequestration and nitrogen were in Tamarix forest with 21.89 and 2.43 ton/ha, respectively. This is equivalent to 80.33 and 8.01 ton of carbon dioxide and air nitrogen dioxide in soil which 2.2 and 2.5 times of carbon sequestration and nitrogen of control treatment (9.76 and 0.97 ton/ha). Environmental economic value of carbon sequestration and nitrogen in floodplain is equivalent $ 300 and 85 billion per hectare, respectively. It is recommended to prevent further effects of climate change on the dry and sensitive ecosystem of Sistan region, increase vegetation through the flow of incoming floods from Afghanistan to eroded areas and seedlings should also be planted in these areas.

    Keywords: Carbon sequestration, Floods plain, Flooding, Nitrogen sequestration, Sistan
  • Hooman Bahmanpour, Hassan Hazarkhani* Pages 11-18

    Electronic and electrical wastes are special types of wastes that have toxicity, pathogenicity and reliability in the surrounding environment and even in the body of living beings, corrosion of facilities and equipment and the like. The purpose of this study is to investigate and determine the factors influencing the release of nickel element in the environment. To investigate this effect, the effect of various factors such as temperature, pH, humic compounds (secondary herbal products) and time on the release of nickel element from such wastes to water and soil environments were studied. For this purpose, the selected parts were first milled and after preparation, the samples were tested and analyzed separately in water and soil environment and under acidic, neutral and game conditions. The results showed that in the aquatic environment, the rate of penetration of the nickel element is inversely related to the increase in pH and directly to the increase in temperature. The effect of hamic compounds on release is also greater in the play area. Also, the effect of the contact time parameter varies according to the pH changes. In the soil environment, increasing the humidity, acidifying the environment and increasing the humic compounds increase the release of Nickel.

    Keywords: Aqueous environment, Electronic waste, Heavy metals, Nickel
  • Mohammadtaghi Avand*, Saeid Janizadeh, Faeze Jafari Pages 19-32

    Flood is one of the most devastating natural disasters that annually causes financial and life losses. Therefore, developing a susceptibility map for flood management and reducing its harmful effects is essential. The present study was conducted to prepare a flood susceptibility map using data mining models including Random Forest (RF) and Gradient Boosting Machine (GBM). At first, 275 flooding locations flood and 275 non-flood locations were identified in the Komijan watershed of Markazi province. Spatial locations were randomly divided to 70% (190 location) and 30% (82 location) for modeling and validation, respectively. Then, 12 factors affecting the occurrence of flood including slope, aspect, altitude, rainfall, land use, distance from river, drainage density, plan curvature, profile curvature, lithology, soil and stream power index were determined. The ROC curve was used to evaluate the models used. The results showed that in the validation stage, the under curve for RF and GBM models was 0.83 and 0.75%, respectively, which indicates that the RF model is more accurate in producing a flood susceptibility map. The most important factors affecting the flood are rainfall, distance from river and altitude.

    Keywords: Data mining models, Flood zoning, GBM, Komijan watershed, Random forest
  • Faezeh Monjeri, Bahman Kiani*, Afagh Tabandeh Saravi, Abolghasem Falahati Pages 33-44

    Assessing the success of tree plantations created by executive agencies can be a valuable guide to draw a future path for restoration of forest lands. In order to evaluate the success and impact of pistachio and almond reforestation in the rehabilitation of forest lands in the south of Yazd province, a 157 -hectare area was selected and divided into sections based on planting method. In each section, survival and seedling dimensions were measured. The results of direct sowing and inverted potting methods as well as continuous irrigation and first year irrigation methods were compared by independent t-test. Direct sowing, inverted potting and seedling planting methods were also compared by analysis of variance. Transect method was used to study the richness of herbaceous plants. The results showed that in the first year irrigation section, the total survival rate was 77% and the inverted potting method was more successful than direct sowing. In the continuous irrigation section, the survival rate of pistachio by inverted potting method was 38.8%, direct sowing of almonds was 69.9%, inverse potting was 84.5% and seedling planting was 86.9%. There were a total of 35 plant species in the planting sector and 14 species in the grazing sector. Grass cover density in the planting area was 1.68 seedling.m-2 and cover was 32% vs 0.49 seedling.m-2 and the coverage was 3.91% in the area under grazing. According to the results, the rainfall of the region alone is sufficient for success in almond reforestation. Of course, almond seedling planting with irrigation has also had a significant survival. In general, for almond, seedling planting and inverted potting method are considered suitable but direct sowing has less viability. Also, pistachio reforestation without pioneer species is not recommended and preferably must be done after rehabilitation of nurse trees. Restoration of rangeland cover and the presence of natural regeneration of pioneer species between rows show a positive trend of land reclamation in the area.

    Keywords: Bakhtiari, Growth, Inverted potting, Sowing, Survival
  • Hamidreza Gharechaee, Aliakbar Nazari Samani*, Shahram Khalighi, Abolhasan Fathabadi, Ahmad Khaledali Pages 45-60

    Over the past decade, the trend of declining water levels as well as declining groundwater quality along with quantity is a major issue in water resources management. In this study frequency ratio, statistical index, weight of evidence, classification and regression tree (CART) algorithms and random forest methods were used for groundwater salinity hazard mapping in the southern part of Bakhtegan watershed. After considering the salinity threshold for groundwater (EC<1000 µSiemens/cm), As groundwater salinity map, thematic layers of 21 groundwater salinity conditioning factors including altitude, distance to anticlines, distance to synclines, distance to salt plans, distance to saltwater lakes, distance to dams. Soil salinity index, topographic wetness index, curvature, plan curvature, plan curvature, flow accumulation, flow direction, slope, aspect, land use, soil type, climate, land cover, groundwater drop, groundwater level were prepared. EC data were divided into two categories of training and validation and by comparing the salinity map of groundwater with 21 independent factors; the weighting of two-variable methods and the parameters of multivariate methods were estimated. According to the selected factors in the southern plains of Bakhtegan watershed, the results of this study stated that altitude factors, distance to salt plans, distance to synclines and anticlines and distance to saltwater lakes are more important in the occurrence of groundwater salinity in this region. The results of validation of bivariate models estimated the amount of area under the curve (ROC) for frequency ratio methods (0.923), statistical index (0.905) and weight of evidence (0.908), which indicates better performance of frequency ratio method compared to two other methods. Also, the results of multivariate methods showed better performance of random forest method with matching coefficient values (0.91) and correlation coefficient (0.85) than CART with matching coefficient (0.89) and correlation coefficient (0.82). Finaly, in any research, the efficiency of the models depends on the appropriate selection of the effective factor in the occurrence of the phenomenon under study, the quality of the collected data and the quality of the maps used.

    Keywords: Conformity Coefficient, Curve ROC, Groundwater salinity, Multivariate methods, Random forest
  • Pashmine Mohammad Nejad, Parviz Karami*, Hamed Joneidi Jafari Pages 61-71

    Change of rangeland land use is one of the most important threats to rangeland ecosystems that this degradation and change can affect the components of ecosystems. The purpose of this study was to investigate the effect of land use change and compare plant composition and diversity in abandoned rangelands and drylands of three areas of Kilk, Salavat Abad and Sarab Qamish, Sanandaj. For this purpose, in each use, 3 transects with a length of 100 meters were randomly placed in the area and 10 plots of one square meter with a distance of 10 meters were selected on each transect, which a total of 180 plots were harvested. In each plot, the percentage of coverage related to any measurement was recorded and recorded. Indices related to richness, diversity and uniformity were calculated using PAST software. In order to statistically compare each of the parameters, one-way analysis of variance and Duncan's test were used in SPSS software. The results showed that out of 116 identified species, 61 species were common in the two uses and 37 species were found only in rangelands and 18 species were found only in converted lands. The palatable and perennial species Festuca ovina and Stachys inflata were the index of rangeland lands, and the annual and invasive species Heteranthelium piliferum and Taeniatherum crinitum were the index of abandoned drylands. The results showed that there was a significant difference between the indices of richness and diversity in the two uses, but this difference was not significant in the uniformity index. In general, the results showed that changing the use of pastures to agricultural lands has reduced the richness and diversity of species in these lands and agricultural activities on rangeland ecosystems can change the composition of species, the invasion of annual grasses and reduce valuable rangeland plants and forage in the wake of have.

    Keywords: Degraded rangelands, Land use change, Species diversity, Vegetation composition, Sanandaj city
  • HamidReza Asgari*, Alham Rashno, Choghi Bairramkomaki, Abdolhossein Boali Pages 72-81

    Soil salinity is one of the main desertification factors that have mostly affected the soils in arid and semi-arid regions. Traditional methods of data collection in soil studies have many problems that can be solved by remote sensing techniques. Therefore, this study was conducted to investigate the possibility of preparing soil salinity map using Landsat digital data in Dashli-borun area. In this study, 47 soil surface samples were randomly collected and after preparing the samples in the laboratory, the electrical conductivity of the saturated extract of soil samples was measured. After determining the appropriate bands to participate in the model, the preliminary results showed that there is a significant relationship between the values of surface electrical conductivity with the main band B5 and the combined bands SI1, SI2 and SI3 at the level of 1%. Regression models were used to model soil salinity.Accordingly, the data were divided into educational (80%) and evaluation (20%). The results of evaluating the models based on indices the square root of error and mean error showed that multivariate regression models have higher accuracy than SI3 regression model in predicting soil salinity. The results showed kappa coefficient and overall accuracy obtained from the two models that the multivariate regression model with the percentage of kappa coefficient (71) and overall accuracy (73) had a higher agreement with the salinity of the region. The results showed that the highest soil salinity is in the northern and eastern regions. This study showed that in the Dashli-Borun area, the use of TM digital data and its derivatives can be effective in zoning salinity changes. By completing, expanding and expanding the findings of this study, it is possible to zoning the lands using satellite images and minimizing the need for sampling.

    Keywords: Digital values, Multivariate regression, Validation, Soil salinity
  • Zahra Ahmadi, Ayda Abbasi*, Mahmuod Shahabi, Abdolhossein Boali Pages 82-91

    Soil salinization is one of the most important soil degradation phenomena in arid and semi-arid regions. In recent years, indirect methods have been used to estimate soil salinity. For this purpose, 100 samples were taken from a depth of 0-30 cm around Lake Urmia and tested, and soil salinity was estimated using Landsat 8 satellite image indicators and digital elevation model. In order to model soil salinity, decision tree models and artificial neural network were used. Accordingly, the data were divided into educational duality (80%) and evaluation (20%). The results of evaluating the models based on the square root indices of error, mean error and coefficient of explanation showed that the decision tree model has the highest accuracy in predicting soil properties. The results of kappa coefficient and overall accuracy obtained from the two models showed that the decision tree model with having kappa coefficient percentage (56.56) and overall accuracy (73.46) had a greater agreement with the soil salinity of the region. In general, based on the obtained results, it was shown that CRSI and NDSI indices are the most important parameters for predicting soil salinity class and have the highest correlation with terrestrial data. Therefore, in the future studies, it is suggested to use tree models and CRSI and NDSI indices to prepare a digital soil salinity map.

    Keywords: Artificial neural network, Decision tree, Modeling, Soil Salinity g
  • Soraya Yaghobi*, Choghi Bairam Komaki, Hamidreza Karimzadeh Pages 92-104

    Soil salinity is one of the most important characteristics of the soil. Salinity accumulation is strong in arid areas and it has become a serious environmental problem. Identification and mapping of saline soils often due to temporal and spatial variability and the need for sampling and laboratory work is difficult. In recent decades using geostatistic and remote sensing have been developed for mapping salinity and sodicy of surface soil and monitoring it heir changes. The objective of this research was soil salinity zonation and comparing the capability of geostatistic and remote sensing for mapping soil salinity- in Segzi plain, Esfehan province. For this purpose, 29 soil samples from the study area were randomly sampled and measured the electrical conductivity. TM LandSat 7 images from August 1997 at the same time field sampling were applies to prepare for mapping soil salinity. Then Image processing like image enhancement and PCA were applied on the data. The results indicated that the ordinary kriging (OK) with exponential semivariogram the best method for modeling and interpolating soil salinity. With a significance level analysis and measure study between ground data and output of models, best salinity method selected and extraction soil salinity map. The results showed that the PCA234 method has the highest correlation with the sampling point.  With the results of two periods of 1997 and 2018, it was found that the salinity levels of medium and high classes were reduced in 1997, then in 2018, respectively. Added to the Very high and extreme salinity classes in 2018.

    Keywords: Ordinary Kriging, PCA, Segzi Plain, Soil salinity, Salinity indices, Zonation
  • Salman Zare*, Jalal Mohammadi, Maryam Mombeni, Roham Shokohi, Ghasem Ghoohestani Pages 105-119

    The use of environmentally friendly mulch is one of the methods used to reduce wind erosion and stabilize the sand. To prepare the bed for the treatments in the laboratory, windy sand of the Kashan desert was used. For experiments, metal trays with dimensions of 2 × 30 × 100 cm and for spraying bentonite clay, zeolite, molasses, and lignocellulose treatments were used. Complete randomized examinations were performed. Finally, based on the experimental results and after creating a regression model between the mixed design variables and the response, the optimal value of each mulch in the Design of Expert software was obtained. According to the obtained results, the presence of zeolite, lignocellulose, and molasses as a combination in each mulch creates a significant difference in terms of compressive, shear, impact, abrasion and ridge formation characteristics with other mulches and control samples. The study performed in the maximum and medium state showed that the amount of bentonite and molasses are equal to each other (15 g) and differ in the amount of zeolite and lignocellulose, so that the amount of zeolite and lignocellulose in the maximum state is 5 and 15 g. And in the middle state are 15 and 0 grams. Each material alone shows different responses to different resistances, but what the results of this study show us that the combination of these materials together has improved soil stability indices. So that the amount of compressive strength is 3.2 kg/cm2, the shear strength is 7.9 N/cm2, the impact is 0.8, the wear is 45 and the thickness is 20 mm. Increased compared to the control sample.

    Keywords: Abrasion resistance, Impact resistance, Mineral mulch, Penetration resistance, Shear strength, Thickness
  • Alireza Daneshi, Ali Najafinejad*, Mostafa Panahi, Ardavan Zarandian Pages 120-131

    Extensive changes in land use over the past few decades have posed a major challenge to the ability of ecosystems to provide services. Therefore, a better understanding of the impact of these changes on the ecosystem services is essential. For this purpose, in the present study, while extracting the land use map for the past and present, the land use map for the future was predicted and extracted using the Scenario Generator tool of InVEST software. Then, the effects of land use change on ecosystem services related to habitat quality in Normab Dam Basin of Golestan province were evaluated using the Habitat Quality tool of InVEST software. The results showed that due to severe changes in land use and conversion of natural lands, especially forest lands into agricultural and residential lands, the quality of habitats has decreased from 2000 to 2018 and land degradation has increased by the same amount. The forecast for 2036 also confirmed that if the current trend continues, the decline in habitat quality will be more severe and land degradation will increase. Based on the results, the average habitat quality for the years 2000, 2018, and 2036 is 0.8, 0.71, and 0.59, respectively, which indicates a sharp decline in habitat quality. Also, the average land degradation for the years 2000, 2018, and 2036 is 0.016, 0.020, and 0.025, respectively, which indicates an increase in degradation over time.

    Keywords: Land Degradation, Land Use Scenario, InVEST, Satellite Images
  • Hossein Kheirfam*, Farrokh Asadzadeh Pages 132-138

    Human-induced land degradation often lead to desertification and then emerging new-born unstable ecosystems, such as dried-up lake and, or wetland beds. Therefore, accelerating the self-restoring time of new-born unstable ecosystems will lead to the achievement of sustainable development goals. Accordingly, this study planned to evaluate the possibility of using cyanobacterial inoculation technology to create biocrusts in the Lake Urmia dried beds, as a new-born and wind erosion-prone ecosystem. To this end, the bulk samples were taken from the Lake Urmia dried beds, and the samples poured into the erosion small-scale trays (with 50, 30, and 10 cm length, width, height). The existing cyanobacteria were selected, purified and proliferated from the soil origin soil, and then they inoculated (1.52 g l-1) on the trays. After 120 days, we measured the important indicators of the biocrust development including chlorophyll concentration, thickness and aggregate stability to assess the extent of biocrust creation. We found that the cyanobacteria inoculation improved the chlorophyll concentration and thickness of the soils by 57 -and 2.89-fold, respectively, as compared to the control. Assessing the scanning electron microscopy images from the soil surface also confirmed the ability of cyanobacteria in increasing the strong bindings between soil particles. By and large, in line with the objectives of soil conservation, our inoculation technique was an effective and rapid way to control land degradation and create biocrusts in the new-born unstable ecosystems.

    Keywords: Biological soil crust, Combat desertification, Land degradation, Soil stability