به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

مقالات رزومه دکتر ابوالفضل رنجبر فردویی

  • فاطمه فرزانه پی، ابوالفضل رنجبر فردوئی*، حسن خسروی، سید حجت موسوی
    مقدمه

    یکی از اثرات بیابان زایی و تخریب زمین به ویژه در مناطق خشک و فراخشک جهان، طوفان های گردوغبار است. ذرات ریز گردوغبار آزادشده از سطح زمین می توانند چندین کیلومتر و گاهی اوقات حتی در سراسر قاره ها رها شوند و با تاثیر بر تعادل تشعشعی و هم چنین اکوسیستم های جنگلی و اقیانوسی، نقش کلیدی در سیستم زمین ایفا کنند. آب وهوا اغلب به عنوان عامل اصلی موثر بر وقوع این طوفان ها در نظر گرفته می شود. طوفان های گردوغبار در سال های اخیر عمدتا به دلیل افزایش خشک سالی و موج گرما در مقیاس جهانی افزایش یافته است. دما از نظر تاثیر مستقیم بر متغیرهای آب و هوایی مانند فشار، حرکت باد، تشکیل ابر و بارش، متغیر مهمی در اقلیم است. مطالعات نشان می دهد که افزایش دما به همراه کاهش بارندگی، افزایش سرعت باد و شرایط ایجاد طوفان های گردوغبار را فراهم می کند. به طورکلی بررسی مطالعات انجام شده در زمینه ارزیابی روند تغییرات گردوغبار و اثر پارامترهای دمایی بر آن نشان می دهد که از دیدگاه ها و روش های مختلفی امکان انجام این مطالعات وجود دارد. در نتیجه نیاز است که با بررسی و ارزیابی نتیجه آن ها دیدگاه جامعی از گردوغبار و عوامل موثر بر آن پیدا کرد تا بتوان به کنترل و مدیریت این پدیده کمک نمود. در استان خوزستان، به علت مجاورت با بیابان های بزرگ کشورهای همجوار تعداد روزهای غبارآلود قابل توجه و در سال های اخیر افزایش یافته است؛ بنابراین یکی از نواحی چالش برانگیز کشور در زمینه مدیریت و کنترل پدیده گردوغبار است. هدف از انجام این مطالعه ارزیابی روند تغییرات گردوغبار و اثر دما بر این پدیده است. نتایج این مطالعه به شناخت بهتر پدیده گردوغبار در استان خوزستان کمک می کند.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش از سه گروه داده شامل داده های میانگین دمای ماهانه 13 ایستگاه هواشناسی محدوده موردمطالعه،  میانگین ماهانه داده های دمای سطح زمین یا LST و  داده های  میانگین ماهانه داده های عمق نوری آئروسل (AOD) استفاده شد. در این مطالعه  ابتدا به  ارزیابی روند تغییرات گردوغبار  با استفاده از آزمون من کندال پرداخته شد و  در بخش دوم بررسی رابطه پارامترهای دمایی بر گردوغبار با استفاده از همبستگی بین میانگین عمق نوری آئروسل (AOD)  در حائل 5 کیلومتری در اطراف ایستگاه منتخب با پارامترهای دمایی شامل میانگین دمای ماهانه و میانگین LST ماهانه در حائل 5، 10 و 20 کیلومتری در اطراف ایستگاه منتخب انجام شد.

    نتایج و بحث: 

    نتایج ارزیابی روند تغییرات میانگین حائل 5 کیلومتری اطراف ایستگاه های منتخب نشان داد که در ماه های فوریه، جولای، دسامبر و آوریل در هیچ کدام از ایستگاه ها روند افزایشی مشاهده نشد و حتی در ماه آوریل در دو ایستگاه روند کاهشی نیز دارند. همچنین در ماه های آگوست، سپتامبر و نوامبر در هفت ایستگاه، مارس در پنج ایستگاه، اکتبر در چهار ایستگاه، ژانویه در سه ایستگاه، می در دو ایستگاه و ژوئن در یک ایستگاه روند تغییرات AOD با احتمال بیش از 90% افزایشی است. هم چنین نتایج همبستگی پارامترهای دمایی و مقادیر AOD نشان داد که  به طورکلی همبستگی بسیار قوی بین پارامترهای دمایی و مقادیر AOD تنها در سه ماه می، ژوئن و جولای با میانگین LST در بافرهای مختلف رخ داده است. بیشترین تعداد همبستگی قوی در ماه های می تا آگوست بین پارامترهای دمایی و مقادیر AOD وجود دارد. همچنین بیشترین تعداد همبستگی خیلی ضعیف در ماه های آوریل، مارس، نوامبر و دسامبر رخ داده است. بیشترین تعداد همبستگی خیلی ضعیف و ضعیف مربوط به دمای هوا (به ترتیب 85 و 47 عدد) است که این امر نشان دهنده اهمیت بیشتر LST نسبت به دما در ارزیابی تغییرات شدت گردوغبار در محدوده موردمطالعه دارد.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج این پژوهش می توان گفت که دمای هوا همبستگی ضعیفی با گرد غبار نشان داد و بیشتر همبستگی های قوی و خیلی قوی با میانگین LST در بافرهای مختلف رخ داده که این امر نشان دهنده اهمیت بیشتر LST نسبت به دما در ارزیابی تغییرات شدت گردوغبار در محدوده موردمطالعه دارد. به طورکلی ارزیابی و پایش تغییرات گردوغبار می تواند کمک بزرگی به شناسایی کانون های جدید و همچنین ارزیابی نتایج فعالیت های کنترل و مدیریت فرسایش بادی و گردوغبار کند. بنابراین می توان پیشنهاد داد یک سامانه مبتنی بر سنجش ازدور و هوش مصنوعی به صورت آنلاین و به روز جهت ارزیابی و پایش تغییرات گردوغبار طراحی و ارائه شود تا مدیریت پدیده گردوغبار در ایران هدفمندتر شده و شناسایی کانون ها سریع تر انجام شود. از طرف دیگر باید به عوامل موثر بر این تغییرات نیز توجه نمود و اثر آن ها را بر گردوغبار مورد ارزیابی قرار داد.

    کلید واژگان: روند تغییرات, همبستگی, عمق اپتیکی آئروسل, درجه حرارت سطح زمین, من کندال}
    Fateme Farzanehpey, Abolfazl Ranjbar-Fordoe *, Hassan Khosravi, Sayed Hojat Mosavi
    Introduction

    Dust storm is one of the desertification and land gegradation consequences especially in arid and hyper-arid regions of the world. Fine particles released from the Earth's surface can be released several kilometers and subsequently over long distances, sometimes even across continents. These particles play a key role in the Earth system by affecting the radiation balance as well as forest and ocean ecosystems. Weather is often considered as the main factor influencing the occurrence of dust storms. Dust storms have increased in recent years mainly due to continued droughts and global warming. Temperature is an important variable in climatilogy in terms of its direct effect on weather variables such as pressure, wind movement, cloud formation and precipitation. Based on previous studies, the increase in temperature along with the decrease in rainfall and the increase in wind speed provide the conditions for the creation of dust storms. In general, the review of the studies conducted in the field of evaluating dust changes and the effect of temperature parameters on it shows that it is possible to conduct these studies from different perspectives and methods. Therefore, it is necessary to find a comprehensive view on dust and factors affecting it by reviewing and evaluating the results of other studies so that the phenomenon can be controlled and managed. The number of dusty days in Khuzestan province is significant and has increased in recent years. The reason for that is its proximity to the great deserts of the neighboring countries. Therefore, this province is one of the challenging areas of the country in the field of dust management and control. The purpose of this study is to evaluate the trend of dust changes and the effect of temperature on this phenomenon. The results of this study help to better understand the phenomenon of dust in Khuzestan province.

    Materials and methods

    In this research, three data groups were used including the monthly average temperature of 13 meteorological stations in the study area, the monthly average land surface temperature (LST), and the monthly average aerosol optical depth (AOD). First, the trend of dust changes was evaluated using the Mann-Kendall test. Then, the relationship between temperature parameters and dust was investigated using the correlation between the AOD in a buffer of 5 km around the selected stationwith temperature parameters including monthly average temperature and average monthly LST in buffers of 5, 10 and 20 km around the selected station.

    Results and Discussion

    The evaluation of the average changes in the buffer of 5 km around the selected stations showed that in the months of February, July, December and April, no increasing trend was observed in any of the stations and even in the month of April, there was a decreasing trend in two stations. The trend of AOD changes was increasing with a probability of more than 90% in the months of August, September and November in seven, March in five, October in four, January in three, May in two and June in one station. The correlation results of temperature parameters and AOD showed that a very strong correlation between average LST and AOD has occurred only in the three months of May, June and July in different buffers. There are the highest number of strong correlations in the months of May to August between temperature parameters and AOD. Also, the highest number of very weak correlations occurred in April, March, November, and December. The highest number of very weak and weak correlations are related to air temperature (85 and 47 numbers, respectively). This shows that LST is more important than temperature in evaluating changes in dust intensity in the study area.

    Conclusion

    According to the results of this research, it can be said that air temperature has a weak correlation with dust, and most of the strong and very strong correlations occurred with the average LST in different buffers, which shows that LST is more important than temperature in evaluating dust intensity changes in the study area. In general, evaluation and monitoring of dust changes can be effective in identifying new dust sources as well as evaluating wind erosion, dust control, and management activities. Therefore, it can be suggested that an online and up-to-date system based on remote sensing and artificial intelligence be designed and presented to evaluate and monitor dust changes. In this case, the management of the dust phenomenon in Iran will be more targeted and the dust sources can be identified faster. On the other hand, one should pay attention to the factors affecting these changes and evaluate their effect on dust.

    Keywords: Change trend, Correlation, Aerosol Optical Depth, Earth surface temperature, Man Kendall}
  • شیما جوادی، ابوالفضل رنجبرفردویی، حسن خسروی*، هادی اسکندری دامنه

    در این مطالعه به بررسی اثرات خشکسالی بر کارایی مصرف آب (WUE) در اقلیم و کاربری های مختلف استان تهران پرداخته شد. برای محاسبه کارآیی مصرف آب از محصولات تولید ناخالص اولیه (GPP)، تبخیر و تعرق (ET) حاصل از سنجنده مودیس و شاخص خشکسالی پالمر (PDSI) استفاده شد. سپس روند تغییرات شاخص تولید ناخالص اولیه، تبخیر و تعرق، کارایی مصرف آب و خشکسالی در بازه زمانی 20212001 با استفاده از رگرسیون خطی و آزمون های من -کندال و شیب تخمین گر سن محاسبه و به دنبال آن از پاسخ کارایی مصرف آب به خشکسالی در اقلیم و کاربری های مختلف با استفاده از آنالیز همبستگی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی روند تغییرات شاخص های ET، GPP و PDSI با آزمون من -کندال نشان داد که به ترتیب 15/81، 28/86 ،83/99 درصد افزایش و WUE 24/76 درصد کاهش یافته است که این نتایج توسط آزمون شیب تخمین گر سن نیز تایید شد. بررسی رابطه کارایی مصرف آب و خشکسالی در اقلیم و کاربری های مختلف نشان داد که در اقلیم خشک اراضی کشاورزی و بوته زار به ترتیب 86/91 و 93/78 درصد رابطه منفی و کاربری مرتع 96/51 درصد رابطه مثبت داشته است. اراضی کشاورزی، مرتع و بوته زار مربوط به اقلیم نیمه خشک به ترتیب 38/85، 22/66، 27/64 درصد افزایشی و در کاربری جنگل 87/84 درصد کاهشی بوده است. در اقلیم نیمه مرطوب به ترتیب 47/53، 48/60، 41/73 درصد از مساحت مورد مطالعه در کاربری های کشاورزی، مرتع و بوته زار رابطه مثبت و 30/91 درصد از کاربری جنگل رابطه منفی داشته است. در اقلیم مرطوب اثرگذاری منفی خشکسالی در 04/66، 15/61 و 56/50 درصد از اراضی کشاورزی، مرتع و جنگل مشاهده شده است. به طور کلی با توجه به نتایج ذکر شده، خشکسالی اثر منفی بر کارآیی مصرف آب در استان تهران داشته است و می توان گفت که مقاومت اکوسیستم در برابر خشکسالی توسط همبستگی ما بین شاخص خشکسالی و کارایی مصرف آب مشخص می شود.

    کلید واژگان: شاخص خشکسالی, سنجنده مودیس, تولید ناخالص اولیه, تبخیر و تعرق}
    Shima Javadi, Abolfazl Ranjbar Fordoie, Hasan Khosravi *, Hadi Eskandari Damaneh

    In this study, drought was investigated on water use efficiency (WUE) in different climates and uses of Tehran province. To calculate the efficiency of water consumption, the products of Gross primary production (GPP), Evapotranspiration (ET) and Palmer drought severity index (PDSI) obtained from the MODIS meter are used. Then the trend of changes in the index of primary gross production, evaporation and transpiration, water consumption efficiency and drought in the period of 2001-2021 using linearity and Mann-Kendall and slope tests, and then the response of water consumption efficiency to drought in different climates and consumptions with Use. It was evaluated from correlation analysis. By dividing annual rainfall into potential evapotranspiration (PET), the Aridity index (AI) was calculated and climate classification was done with the help of this index. The results showed that the indices of evapotranspiration, primary gross production and drought increased by 81.15, 86.86, and 99.99% respectively, and the water consumption efficiency index decreased by 76.24% in this 20-year period. Is. These results were confirmed by the slope test. Examining the relationship between the efficiency of water consumption and drought in different climates and applications showed that in dry climates, agricultural land and bushland had a negative ratio of 91.86 and 78.93, respectively, and pasture consumption had a positive ratio of 51.96. Agricultural lands, pastures and bushland related to semi-arid climate have increased by 85.38, 66.22, and 64.27 percent, respectively, and forest use has decreased by 84.87 percent. In semi-humid climate, respectively, 47.53, 60.48, 73.41% of the study area has a positive relationship in the use of agriculture, pasture and shrub land, and 91.30% of the use of forests has a negative relationship. In the climate, the negative impact of drought has been in 66.04, 61.15 and 50.56 percent of agricultural, pasture and forestry lands. In general, according to the mentioned results, drought has had a negative effect on water consumption in Tehran province, and it can be said that the resistance of the ecosystem against drought is determined by our correlation between drought index and water consumption efficiency.

    Keywords: Drought Index, MODIS, Gross Primary Production, Evapotranspiration}
  • زهرا فیضی، ابوالفضل رنجبر فردوئی*، علیرضا شاکری

    حفظ ساختار خاک و ثبات آن، به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک که خاک دارای ثبات ساختاری ضعیف بوده، ضروری است. تخریب خاک و سله های آن می تواند باعث فرسایش بادی و بیابان زایی شود. هدف از این مطالعه، بررسی اثر استفاده از مالچ نانوکامپوزیتی هیدروژلی در تثبیت سطوح ماسه ای است. به منظور بررسی میزان فرسایش پذیری نمونه های تیمار شده با مقادیر مختلف نانوکامپوزیت هیدروژلی از آزمایش تونل بادی استفاده شد. مقاومت فشاری نمونه ها از طریق نفوذسنج دستی اندازه گیری شد. نانوکامپوزیت های تهیه شده با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM)، طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) و پراش پرتو ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از تونل بادی نشان داد که اضافه کردن نانوکامپوزیت هیدروژلی به نمونه ها باعث بهبود 100 درصدی نرخ فرسایش پذیری خاک در برابر باد با سرعت 15m/s در مقایسه با نمونه شاهد شد. ایجاد اتصال در بین ذرات ماسه از طریق پاشش نانوکامپوزیت هیدروژلی عامل بهبود خاصیت فرسایش پذیری ماسه است. اندازه گیری مقاومت مکانیکی نمونه های تیمار شده بعد از 30 روز نشان داد که میزان مقاومت سله های تشکیل شده با افزایش مقدار نانوذره سلولزی در کامپوزیت افزایش پیدا کرد که می توان آن را به دلیل افزایش سطح بالای نانوذره و امکان اتصالات بیشتر بستر پلیمری نانوکامپوزیت با ذرات ماسه بیان کرد. درحالی که قطر سله تشکیل شده با افزایش غلظت تغییر چندانی از خود نشان نداده و نمونه تیمار شده با نانوکامپوزیت های حاوی 3 درصد نانوذره در قیاس با نمونه های دیگر ضخامت و مقاومت بیشتری داشت.

    کلید واژگان: نانوسلولز, سله, فرسایش پذیری, مقاومت فشاری, XRD, FE-SEM, FTIR}
    Z. Feizi, A. Ranjbar Fordoee*, A.R. Shakeri

    Maintaining soil structure and stability is essential, especially in arid and semi-arid regions with poor soil structural stability. Destruction of soil and its crust can cause wind erosion and desertification. The objective of this study was to investigate the effect of using hydrogel nanocomposite mulch on the stabilization of sand surfaces. A wind tunnel test was used to evaluate the erodibility of samples treated with different amounts of hydrogel nanocomposite. The compressive strength of the samples was measured by a manual penetrometer. The prepared nanocomposites were examined using scanning electron microscopy (FE-SEM), infrared spectroscopy (FTIR), and X-ray diffraction (XRD) images. The results of the wind tunnel showed that the addition of hydrogel nanocomposite to the samples improved the soil erosion rate by 100% at a speed of 15 m/s compared to the control sample. Bonding between sand particles by spraying hydrogel nanocomposites improves the erodibility of sand. Measurement of mechanical strength of treated samples after 30 days showed that the resistance of the crust increased with increasing the amount of nanocellulose in the composite, which can be expressed due to the increased surface area of the nanoparticle and the possibility of further bonding of the nanocomposite polymer bed with sand particles. While the crust diameter showed no significant difference with increasing concentration and the sample treated with nanocomposites containing 3% nanoparticles was thicker compared to other samples.

    Keywords: Nanocellulose, Crust, Erodibility, Compressive strength, XRD, FE-SEM, FTIR}
  • فریده تاری پناه*، ابوالفضل رنجبرفردوئی، عباسعلی ولی، مرضیه مکرم

    یکی از بخش های نوین و کم سابقه، به ویژه در مطالعات داخلی، بررسی کمی ناهمواری هاست. شناخت علمی و کمی گرایانه موقعیت توپوگرافی همواره از مباحثی بوده که در تحقیقات داخلی، چندان به آن توجه نشده است. این مبحث تاثیر بسزایی در تحلیل های ژیومورفولوژیک، هیدرولوژی و محیط شناسی دارد. وجود انواع لندفرم ها و تنوع آنها معمولا با تغییر شکل و موقعیت زمین کنترل می شود؛ بنابراین طبقه بندی و شناسایی مناطق گوناگون، با توجه به ویژگی های مورفومتری آنها، ضروری است و ازاین رو پژوهش حاضر سعی در طبقه بندی لندفرم ها در منطقه خارستان، واقع در شمال غرب استان فارس و عوامل موثر در آن دارد. در همین زمینه، در مرحله اول، از روش شاخص موقعیت توپوگرافی (TPI) به منظور طبقه بندی لندفرم ها و روش کورین برای تعیین کلاس های ریسک واقعی فرسایش استفاده شد. همچنین به منظور تعیین شاخص تفاضلی نرمال شده پوشش گیاهی (NDVI) از تصاویر ماهواره لندست 8، مربوط به خرداد 1396، بهره گرفته شد. در مرحله بعد، رابطه انواع گوناگون لندفرم با فاکتورهای زمینی ارتفاع، شیب، جهت شیب، شاخص خیسی توپوگرافی (TWI)، شاخص ناهمواری زمین (TRI) و NDVI مشخص شد. در مرحله آخر، وضعیت لندفرم های گوناگون در کلاس های متفاوت ریسک فرسایش، تعیین شد. نتایج نشان دهنده ده گونه لندفرم در منطقه مورد مطالعه بود. بیشترین نوع لندفرم ها در منطقه مورد مطالعه، آبراهه و قله های مرتفع، به ترتیب با مساحت 71/27 و 48/27% بود؛ درصورتی که دشت های کوچک کمترین مساحت (18/1%) منطقه مورد مطالعه را شامل می شد. کلاس های لندفرم با شاخص خیسی توپوگرافی در سطح 95% همبستگی معنی داری را نشان داد. از نظر توزیع مکانی، بیشترین سطح (71/91%) منطقه را NDVI کلاس 1/0 تا 3/0 دربر می گرفت. NDVI بزرگ تر از 4/0 در لندفرم های آبراهه و دره های Uشکل مشاهده شد. ریسک واقعی فرسایش در سه کلاس کم، متوسط و زیاد با مساحت های 14/31%، 11/31% و 78/37% طبقه بندی شد. در کلاس فرسایش کم، متوسط و زیاد، لندفرم های آبراهه و یال های مرتفع و قله به ترتیب با 44%، 57% و 59% بیشترین سطح را به خود اختصاص دادند.

    کلید واژگان: طبقه بندی لندفرم, فاکتورهای زمینی, NDVI, ریسک فرسایش, منطقه خارستان}
    Farideh Taripanah *, Abolfazl Ranjbar, Abbasali Vali, Marzieh Mokarram

    One of the new and unique sections, especially in internal studies, is the quantitative examination of unevenness. The scientific and quantitative study of topographic position has always been one of the topics that have received little attention in domestic research. So, classification and identification of different morphometrically distinct regions are necessary. Thus, the present study aims to classify landforms in the northwest of Fars province, Kharestan region and investigate its factors affecting. In this regard, the Topographic Position Index (TPI) method was used in the first stage to classify landforms, followed by the CORINE method to determine erosion risk classes. Additionally, Landsat 8 satellite images from June 2017 were used to determine the normalized differential vegetation index (NDVI). The next step was to determine the relationship between different types of landforms and terrestrial factors such as height, slope, slope direction, topographic wetness index (TWI), Terrain Ruggedness Index (TRI) and NDVI. Finally, the status of different landforms was determined based on erosion risk classes. Results showed ten different types of landforms existed within the study area. Small plains (1.18%) were the lowest in the study area, while waterways (27.71%) and high peaks (27.48%) were the highest. The TWI was significantly correlated with landform classes at 95% level. Most of the region (91.71%) had NDVI classes of 0.1 to 0.3. Stream and u-shaped valleys were found to have higher NDVI values. Real erosion risk was classified into three classes: low, medium, and high with areas of 31.14, 31.11, and 37.78%. There were 44, 57, and 59% erosion levels in the low, medium, and high erosion classes, respectively.

    Keywords: Landform classification, Terrain factors, NDVI, Actual erosion risk, Kharestan region}
  • زهرا فیضی، ابوالفضل رنجبر فردوئی*، علیرضا شاکری

    فرسایش بادی و هجوم ماسه های روان از شاخصه های وقوع پدیده بیابان زایی و تهدید جدی برای ساکنان مناطق خشک محسوب می شود. امروزه استفاده از مالچ به عنوان ماده تثبیت کننده ماسه های روان و کنترل کننده فرسایش بادی مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه بررسی اثر محلول پلیمری اکریلیک اسید کو اکریل آمید به عنوان تثبیت کننده ماسه بادی است. برای انجام آزمایش از ماسه بادی کویر سیازگه ابوزیدآباد و به منظور آماده سازی بستر تیمارها در محیط آزمایشگاه از سینی های فلزی با ابعاد 100×30×2 سانتی متر استفاده شد. محلول پلیمری تهیه شده در سه سطح 5/0، 1 و 2% و به مقدار 1 لیتر بر مترمربع با استفاده از پیستوله 5/2 لیتری بر روی نمونه ها اسپری گردید. این مطالعه به صورت طرح کاملا تصادفی و با سه تکرار انجام شد. سرعت آستانه فرسایش بادی با استفاده از دستگاه تونل بادی تعیین شد. به منظور بررسی تاثیر غلظت محلول پلیمری، پارامترهای مقاومت فشاری، سایشی، ضربه ای، برشی و ضخامت سله های تشکیل شده مورد اندازه گیری قرار گرفت. سرعت آستانه فرسایش بادی تیمار شاهد برابر m/s 5 تعیین شد. نتایج نشان داد که سرعت آستانه فرسایش بادی نمونه ها در هر سه سطح افزایش یافته و نسبت به باد با سرعت m/s 15 مقاوم اند. همچنین بر اساس پارامترهای اندازه گیری شده، تیمار 3 (T3=2%) بعد از گذشت 30 روز به عنوان مقاوم ترین تیمار تعیین شد. پلیمر به کاررفته در شرایط مختلف موجب بروز پاسخ های متنوع می شود، لذا به منظور بهینه نمودن شرایط اجرایی، نیازمند آزمایش در مقیاس صحرایی است.

    کلید واژگان: فرسایش بادی, مقاومت, مالچ, پلیمر, اکریلیک اسید, اکریل آمید}
    Zahra Feizi, Abolfazl Ranjbar Fordoee*, Alireza Shakeri
    Introduction

    More than 40% of the global lands are covered by arid and semi-arid areas, a quarter of which is covered with dunes, On the hand, wind erosion contributes by approximately 60% to desertification. therefore, additives or stabilizers are used to control wind erosion and decrease its adverse consequences.Soil stabilization refers to process whereby a product is added to the soil to improve its properties. stabilizing agents are typically classified into traditional and non-traditional types. Hydrogel as a non- traditional stabilizer is a hydrophilic polymer with a three-dimensional network. In recent years, researchers have developed a series of polymers to be used for various purposes, including the enhancement of soil properties. In this regard, this study sought to investigate the applicability and effectiveness of co-acrylamide acrylic acid hydrogel and determine its optimal concentration as a stabilizer of sand surfaces. To achieve the optimal concentration, a completely random experiment design was performed in the SPSS environment with three repetitions for all three concentrations of 0.5, 1, and 2%.

    Material and methods

    Collected from the Siyazgeh desert in northern Isfahan province, Iran, the samples of sand dunes used in this study. To investigate the efficiency of the chemical additives used in this study on the sandy soil’s properties, the polymer was used at three levels (0.5, 1, and 2%) with 3 replications. Accordingly, metal trays with 100 × 30 × 2 cm dimensions were used to administer the wind erosion test and determine the threshold of friction velocity. Then, the control tray and the treatments were tested under different wind velocities (the comparison of the samples’ weight before and after the wind tunnel test showed a weight loss). Finally, the effect of polymers on anti-wind erosion ability was studied in terms of compressive strength, abrasion resistance, impact resistance, and crust diameter.

    Results

    Determination of wind friction velocityThe effect of three different concentration solutions on the shear strength suggested that all three treatments were resistant to maximum wind velocity (15 m/s, duration time was 20 min) and they didn’t lose weight. On the other hand, the control treatment showed 5 m/s for the threshold of friction velocity.Treatments ResistanceThe results of variance analysis showed that there was a significant difference between the treatments (sig <0.05) and compressive strength in different concentrations, and that increased compared to the control sample. While treatment 3 had the highest resistance (1.61±0.18), no significant difference was found between treatments 1 and 2 (Figure 1).As shown in Figure 2, treatments 3 and 1 had the highest and lower resistance against the sanding (46.67±5.19 and 8.67±0.96), respectively.The samples treated with 2% polymer revealed the highest sheer resistance (5±0.56) (Figure 3). As shown in Figure 4, only treatment 3 was impact resistant.   As shown in Figure 5 most crust diameter revealed in the sample treated with 2% polymer (15.63±1.74).

    Conclusion and Discussion

    Considering the results of this study, it could be argued that composite concentration plays a key role in the influence of polymer adsorption on the soil’s particles. on the other hand, it was found that the sand’s strength and stiffness increased with an increase in the concentration of the polymer solutions, which could be justified by an increase occurred in the interaction between sand particles and additive.

    Keywords: Wind Erosion, Resistance, Mulch, Polymer, Acrylic Acid, Acrylamide}
  • Neda Najafi Kalyani, Abolfazl Ranjbar-Fordoei*, Panahi Fatemeh, Hojat Musavi
    Aims

    This study aims to evaluate the Soil Hydrological Response (SHR) under LU/LC using a field-oriented and remote sensing database in the Jiroft watershed, Iran.

    Materials & Methods

    Land use maps were extracted from Landsat images using the supervised classification method for 1987-2017. The results were validated against field data from 100 points, where we found the Kapp index to be greater than 80%, indicating an acceptable land-use classification. The LU/LC map was then projected for 2047 using the CA-Markov model. The Curve Number (CN) for each land use was determined from superimposing LU/LC and the soil hydrological group map. The Soil Conservation Services-Curve Number method (SCS-CN) was employed to estimate runoff.  

    Findings

    Good (densely vegetated) and moderate rangelands had a decreasing trend (i.e., -2.94% and -3.64% in 1987- 2017), while croplands, orchards, residential, and saline areas expanded (by 1.46%, 0.88%, 0.33%, and 7.21%). We found that agricultural lands, saline lands, and residential areas would increase by 0.75, 5.5, and 0.13%, by 2047, respectively.

    Conclusion

    We found a considerable increase (up to 6 mm increase) in runoff depth in some land-uses and more than 3.4% increase in the area of the high runoff producing class (IV).  We believe that higher runoff production potential and more intense and short rain showers should be considered seriously in terms of possible flash floods in the future.

    Keywords: curve number, land-use change, Markov model, remote sensing, soil conservation services}
  • فریده تاری پناه*، ابوافضل رنجبر، عباسعلی ولی، مرضیه مکرم

    فرسایش خاک تاثیرات جدی زیست محیطی بر منابع آب و خاک، نظیر رسوب زدایی بیش از حد به ویژه در اراضی شیب دار و خاک های فرسایش پذیر در مناطق خشک و نیمه خشک می گذارد. مدل های ارزیابی خطر فرسایش خاک مبتنی بر سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) نقش مهمی در برنامه ریزی برای حفاظت از خاک دارند. در همین راستا در مطالعه حاضر ریسک پتانسیل و واقعی فرسایش در منطقه خارستان با استفاده از مدل کورین در تلفیق با GIS و RS بررسی شد. از مدل رقومی ارتفاع (DEM) برای استخراج نقشه شیب و از تصاویر لندست 7 مربوط به سال 2017 برای تهیه نقشه پوشش زمین در محیط نرم افزار ENVI5.3 استفاده شد. در این مطالعه، نقشه کاربری اراضی با استفاده از روش طبقه بندی نظارت شده استخراج شد. از اطلاعات 12 پروفیل برای بررسی بافت، عمق و درصد سنگ و سنگریزه خاک استفاده و نقشه آن ها در نرم افزار ArcGIS10.3 تهیه شد. در ابتدا برای تهیه نقشه فرسایش پذیری از خصوصیات فیزیکی خاک (بافت، عمق و سنگ و سنگریزه) و فرسایندگی از شاخص های رطوبتی فورنیه و خشکی بگنولز-گوسن استفاده شد. سپس از ترکیب نقشه های فوق با شیب و پوشش زمین نقشه ریسک پتانسیل و واقعی فرسایش تهیه شد. نتایج مطالعه حاضر نشان داد از نظر ریسک پتانسیل منطقه به ترتیب دارای 125/29%، 8/29% و 07/41% ریسک کم، متوسط و زیاد بود، درحالی که از نظر ریسک واقعی به ترتیب 14/31%، 11/31% و 78/37% از منطقه در کلاس های کم، متوسط و زیاد واقع شده است. در کل، منطقه مورد مطالعه از نظر خطر فرسایش بیشتر در کلاس متوسط تا زیاد قرار گرفته است. مناطق با خطر واقعی فرسایش کم و متوسط در بخش جنوبی، مرکزی و شرقی منطقه و مناطق با خطر واقعی زیاد جنوب شرق، غرب و شمال غربی منطقه واقع شده است.

    کلید واژگان: مدل کورین, ریسک فرسایش خاک, ریسک پتانسیل فرسایش, اقلیم, خارستان}
    Farideh Taripanah*, Abolfazl Ranjbar Fordoei, Abbasali Vali, Marzieh Mokarram
    Introduction

    Soil erosion is the most important factor in damaging and decreasing the productivity of agricultural soils. Moreover, as the transfer of sediments rich in nutrients through the soil leads to soil erosion and in turn to the decrease in the dams’ reservoirs’ storage capacity, bringing about adverse economic and eco-environmental consequences such as damage to land resources and decrease in land productivity, soil erosion is regarded as a serious problem in the world. Therefore, estimation of the soil erosion risk is necessary for preserving agricultural lands and achieving sustainable management of watersheds.

    Materials and Methods

    This study investigated the potential and actual erosion risk in Kharestan region, using CIRINE model together with GIS and RS. The parameters are presented as four separate indices. The model consists of the following steps. First, soil texture, depth, and the percentage of stones and pebbles determine the soil’s erodibility map. Second, Fournier and Bagnouls-Gaussen aridity indices which are calculated based on meteorological data would be used to form the erosivity layer. Third, slope classes would be identified according to the DEM of the study area, and then the potential soil erosion risk (PSER) layer is produced through the overlaying of soil erodibility, erosivity, and slope layers. Fourth, the LULC layer is formed based on the Landsat ETM7 images. Finally, the LULC and the PSER layers are combined to identify the actual soil erosion risk (ASER).

    Results

    The study’s findings indicated that there existed 5 types of soil textures in Kharestan region, including Silty clay, clay lomy, silty clay lomy, sandy lomy, and lomy. It was also found that 75.28% of the study area included clay silty (14.36%), clay loamy and silty loamy clay (60%), and 24.71% of the region comprised of sandy loam and loamy texture. Moreover, three classes were observed for the soil depth of the area, including over 75 cm (60.54%), 25-75 cm (5.92), and below 25 cm (33.53). The findings also indicated that 88.42% of the area was covered with over 10% pebbles, while the rest of the area comprised of below 10% pebbles (plains and hills). In terms of erodibility as a function of soil texture, depth, and percentage of pebbles, 39.24% of the study area was covered by highly erodible soils, while 32.26% of the area was covered by low and 28.48% of it was covered by moderately erodible soil, respectively. In total, about 68% of the study area was erodible. The Modified Fournier Index (MFI) was classified in two classes, the highest value of which was observed in the study area’s class 3, indicating a moderate rainfall. In addition, the Bagnouls-Gaussen Aridity index (BGI) was classified into two classes, with its highest value found in Class 3, suggesting the dryness of the area. Comprised of MFI and BGI, soil erosivity index showed that 60.47% of the region had been located in medium erosivity class and 39.55% of the area had been located in low erosivity class. In terms of potential soil erosion risk, 29.125% of the study area was located in low class, 29.8% in moderate class, and 41.7% in high class. The slope map extracted from the study areas’ DEM showed that 68.38 % of the area was located at slope class of below 15% and 31.62 % of the area was located at slope class of over 15%. The actual soil erosion risk was extracted from the overlap of the potential soil erosion risk and vegetation. Surface vegetation was classified into fully protected (8.71%) and unprotected areas (91.69%). The outcome was a map depicting non-erosion, and, low, moderate, and high actual soil erosion risk in the study area. In terms of actual soil erosion risk, 31.14% of the study area were found to be in low class, 31.11% in medium class, and 37.78% in high class areas. The areas high erosion risk areas within the potential erosion risk map were reduced from 41.07% to 37.78% in actual soil erosion risk map after overlapping the vegetation layer.

    Discussion and Conclusion

    Soil erodibility depends primarily on the structural stability of the soil (and hence its resistance to particle detachment by rain-splash or runoff) and its ability to absorb rainfall. As soils with medium to fine texture have low infiltration rates, the are less transferred when exposed to high velocity of runoff water. Moreover, in shallow soils, the rate of erosion increases due to lower potentials for water holding water and higher overland flow. The study’s findings also indicated that the areas with moderate–high erosion risk are located in northern, southeastern, western, and northwestern parts of the region, where the soil and water preservation practices should be focused. Thus, protection and restoration of vegetation in the Kharestan is highly important for the preservation of water and water resources. In the southern, central, and eastern parts of the region, the slope is generally slight and the soil is shallow. However, due to the mountainous nature of the region and the low involvement of human activities, the erosion risks lie in low-class areas. Considering the application erodibility, erosivity, slope and surface coverage, the use of CORINE model for determining the potential and actual erosion risk maps could well show different erosion classes in Kharestan region. Moreover, the study’s findings confirm the application of the CORINE model in natural resource lands. The study suggested that together with GIS and RS techniques, the CORINE model possesses great potential for producing useful and inexpensive erosion risk information in Iran with low data and in relatively short time.

    Keywords: CORINE model, Soil erosion risk (SER), Potential erosion risk, Climate, Kharestan region}
  • رضا باقری، بوالفضل رنجبر فردویی*، سید حجت موسوی، پژمان طهماسبی

    روند پوشش گیاهی اکوسیستمهای مناطق خشک در مقیاس تیپ گیاهی برای محققان علم اکولوژی 2 مسایل مجهول زیادی دربر دارد. لذا این تحقیق با هدف تعیین روند شاخصهای پوشش گیاهی و NDVI 3 EVI به کمک روش های من-کندال و تخمینگر تیل-سن انجام شد. به این طریق که ابتدا نقشه تیپولوژی گیاهی حوزه آبخیز دشت سیرجان بر اساس پیمایش صحرایی و سپس شاخصهای یاد شده بر اساس تصاویر ماهانه ماهواره مودیس با دقت مکانی 252× 252 متر طی دو دهه اخیر (1398-1379)برای مطالعه روند پوشش گیاهی تهیه شدند. نتایج نشان داد بعضی از تیپهای گیاهی روند مشخصی نداشتند و مستقل از زمان بودند ولی در مقابل تیپ گیاهی خارشتر دارای روند افزایشی ساالنه مثبت به میزان 2223/2 و 2288/2 برای شاخصهای EVI و NDVI داشت. سایر تیپهای گیاهی که ترکیب تغییرات تصادفی و وابسته به زمان را به خود اختصاص داده بودند، شیبهای مختلفی افزایشی را به خود اختصاص دادند. در این راستا بیشترین نرخ افزایشی سالانه روند برای شاخص NDVI به تیپ درمنه دشتی-بادام کوهی-گلگ معادل 2285/2 و برای شاخصEVI به تیپهای درمنه کوهی-گون زرد، قیچ درمنه دشتی-گون، سیاه گینه، خارگونی، درمنه دشتی-قیچ و طاروم-علفشور معادل 2221/2 تعلق داشت. در این رهگذر تغییرات ناگهانی (مستقل از زمان) شاخصهای EVI و NDVI(خارج از حد اطمینان تخمینگر تیل- سن) برای اکثر تیپهای گیاهی در سالهای 8313 و 8331رخ داده است. لذا تحقیقات بیشتر روی داده های محیطی و فعالیتهای انسانی در این سالها بعنوان عامل آشفتگی اکثر تیپهای گیاهی پیشنهاد میشود.

    کلید واژگان: ماهواره مودیس, شاخص های پوشش گیاهی, روند, اکوسیستم خشک}
    Reza Bagheri, Abolfazl Ranjbar-Fordoei *, Seyed Hojat Mousavi, Pejman Tahmasebi

    Trend of vegetation in typology scale has remained uncertain especially in arid ecosystems. Therefore, we aimed to asses two vegetation indices including as the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and Enhanced Vegetation Index (EVI). Trends and their rates of indices in vegetation types were analyzed by the Mann–Kendall test and Theil–Sen trend estimator. To this end, first we determined the typologies maps of Sirjan Plain catchment based on field operations then, Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) monthly data with the spatial resolution as 250 m × 250 m from 2000 to 2019 were organized into the NDVI and EVI time series to investigate the trend. The results showed that some vegetation types which had not a distinct trend, were random and time-independent however, the Alhagi camelorum type demonstrated the EVI and NDVI annual increase by 0.0009 and 0.0011 year-1 respectively. The other types that changed dimensionally associated with stochastically, had different slopes of increase according to Theil–Sen estimate. The most increased rate of the NDVI was attributed to Artemisia sieberi- Amygdalus lycioides- Ebenus stellata type (0.0015 year-1) whereas, for the EVI Artemisia aucheri-Astragalus parrowianus, Zygophyllum eurypterum- Artemisia sieberi- Astragalus arbusculinus, Dendrostellera lessertii-Noaea minuta, Artemisia sieberi- Zygophyllum eurypterum and Cornulaca monacantha-Salsola orientalis types were increased by 0.0008 year-1. Of note, sudden NDVI and EVI changes (out of confidence level of Theil–Sen estimate) were observed for majority of types especially in 2008 and 2017. More investigations on environmental data and human activity in the mentioned years affecting as turbulator of majority of types, are recommend.

    Keywords: MODIS, Vegetation indices, Trend, Arid ecosystem}
  • S. Heydarnejad, A. Ranjbar Fordoei *, S.H. Mousavi, R. Mirzaei

    Identifying suitable models for estimating soil erosion is one of the most importantissues facing decision makers and managers in comprehensive planning and management ofsoil and water. In this research, with the purpose of estimating soil erosion in LorestanProvince, the conventional SLEMSA method was jointly used with OWA (orderedweighted averaging) multi-criteria evaluation method. The results showed that in theSLEMSA model, erosion classes with very low and very high erosion rates with an area of16334 and 167 km2, covered the largest (58.7%) and the smallest areas of the region (0.6%),respectively. In the OWA method, on average, 63.67% of the area covering 18007 km2 waslocated in a very low erosion class, while the very high erosion class with an area of 956.5km2, comprised 5.85% of the study area. The results of this research showed that besidesusing the SLEMSA model, the OWA method introducing a decision environment with riskand uncertainties can be used to estimate erosion, and its output can lead to a relativelyprecise assessment of the soil erosion in a short time and at a low cost for a vast area likeLorestan Province.

    Keywords: Soil erosion, Erodibility, Topography, Vegetation, Ordered weight}
  • ابوالفضل رنجبرفردوئی*، عباسعلی ولی، مرضیه مکرم، فریده تاری پناه

    پوشش گیاهی یکی از عوامل ضروری در ساختار و عملکرد اکوسیستم های خشکی و یکی از حلقه های اساسی زنجیر حیاتی آب-خاک-گیاه و اتمسفر است. مطالعات متعدد ثابت کرده که پوشش گیاهی به تغییرات عوامل اقلیمی و ادافیکی حساس است. بر این اساس، تغییر در پوشش گیاهی و رابطه اش با عوامل ذکر شده از اهمیت بسیار برخوردار است. تحقیق حاضر به منظور بررسی تغییرات پوشش گیاهی و عوامل موثر بر آن در حوزه خارستان استان فارس انجام شد. در این رابطه، تصاویر برگرفته از سنجنده ETM لندست 7 طی دوره 2000-2017و داده های اقلیمی حاصل از ایستکاه های هواشناسی استان استفاده شد. با استفاده از این تصاویر تغیرات زمانی و مکانی NDVI و آنومالی آن بررسی شد. در نهایت رابطه بین این شاخص با عوامل اقلیمی و توپوگرافی بر مبنای روش های رگرسیون وزن دار فضایی و حداقل مربعات معمولی به دست آمد. در مجموع، تغییرات زمانی مبین روند افزایش آهسته NDVI بود. آنومالیNDVI  در سال های قبل از 2008 روند مثبت و برای سال های بعد روند منفی را نشان داد. توزیع مکانی NDVI مبین یک روند افزایشی از شمال به سمت مرکز و جنوب غرب منطقه مورد مطالعه بود. نتایج حاکی از تاثیر دو دسته عوامل طبیعی و انسانی بر تغییرات پوشش گیاهی بود. علاوه بر این تغییرات پوشش گیاهی بر حسب ارتفاع، جهت و شیب هم متفاوت بود. به طوری که از ارتفاع بیشتر از 2500 متر مقدار NDVI کاهش، در شیب های کمتر از 5، مقدار این شاخص افزایش و در جهت های شمال و شرق بیشتر از دامنه های جنوبی بود. روند کلی نشان دهنده افزایش دما و کاهش بارندگی در طول دوره مورد مطالعه بود. بیشترین مقدار ضریب تبیین مکانی (Local R2) بین NDVI با بارندگی و دما به ترتیب 87/0 و 75/0 بود. با توجه به نتایج می توان اظهار داشت که عوامل محیطی نظیر ارتفاع، جهت، شیب، دما و بارش فاکتورهای اصلی کنترل کننده پوشش گیاهی در این منطقه هستند.

    کلید واژگان: عامل توپوگرافی, کاربری اراضی, عوامل اقلیمی, رگرسیون وزن دار فضایی, مناطق خشک و نیمه خشک}
    Abolfazl Ranjbar*, Abbasali Valia, Marzieh Mokarramb, Farideh Taripanahc

    Vegetation is one of the essential factors in structure and function of terrestrial ecosystem and it is one of the principal loops in water-soil-plant-atmosphere continuum. Several studies have demonstrated that vegetation covers are sensitive to alteration of climatic, edaphic, topographic and human activities. Thus, alteration in vegetation and its relation with the mentioned factors are important of high importance. In order to investigation of vegetation changes and its effective factors, the current study was conducted in Kharestan region placed in Fars province, Iran. In this regard, the images obtained from ETM Landsat 7 (2000-2017) and meteorological data gained from local and 17 regional meteorological stations were used. Using these images, temporal and spatial changes NDVI and NDVI anomaly were studied. A supervised classification method was used to extract land use map. Finally, the relationship of NDVI with climatic, topographic and anthropogenic factors was investigated. Relationship between NDVI and climatic and topographic factors was estimated using GWR and OLS methods, respectively. Generally, temporal variations showed a slow increasing trend in NDVI value. NDVI anomaly was mostly negative before 2008 but it turned to positive after 2009. NDVI spatial distribution showed an increasing tendency from north toward center and continued to south-west of the study area. The study shows that the vegetation cover change was caused by both natural factors and human activities. NDVI increased in agricultural and pasture lands. Also, natural vegetation has been affected by climatic factors more than irrigated vegetation (agricultural and gardens). Furthermore, vegetation variation influenced by topographic factors likes height, slope and aspect. Also, with an altitude over than 2500 m, NDVI showed a decreasing trend, on slopes lower than 5° it increased. NDVI values in north and east directions were higher than in southern aspects. The overall trend indicates an increase in temperature and a decrease in precipitation during the study period. The maximum positive and negative correlation between mean annual precipitation and NDVI using ordinary least squares method were 0.93 and 0.83, respectively. Also the maximum negative and positive correlation between NDVI and temperature were 0.65 and 0.5, respectively. The highest local R2 values between NDVI with precipitation and temperature were 0.45 and 0.44, respectively, which was observed in the central parts of the region. According to the obtained results through the present study, it can be stated that environmental factors like precipitation, altitude, slope and aspect are the Influential factors controlling vegetation in Kharestan (Fars province, Iran).

    Keywords: NDVI, Topographic factors, Land use, Climatic factors, Geographical Weighted Regression, arid, semi-arid regions}
  • مینا ارست، ابوالفضل رنجبر*، خدایار عبداللهی، سید حجت موسوی

    تبخیر و تعرق به عنوان عامل مهم در اتلاف آب در مناطق خشک و نیمه خشک، پدیده پیچیده ای است کهبه عوامل و داده های زیادی بستگی دارد. بنابراین برآورد دقیق میزان آن، بسیار مشکل وپرهزینه است.هدف از این مطالعه، بررسی اثرات ریزمقیاس  نمایی کوکریجنگ دمای سطح زمین (LST)،برای برآورد تبخیر و تعرق واقعی (AET)، در ژوین 2017 در حوضه زاینده  رود است. در این راستا،در روش اول،ریزمقیاس  نمایی کوکریجینگ به محصول LST حاصل از ماهواره MODIS اعمال شد. سپس با استفاده از سیستم  بیلان انرژی سطح (SEBS)،AET روزانه با وضوح متوسط ​​(250 متری) به دست آمد. در روش دوم، نقشه AET به وضوح متوسط ​​(250 متری) ریزمقیاس  نمایی شد. اعتبار سنجی با استفاده از محصولات حاصل از Landsat 8  صورت پذیرفت. نتایج نشان داد مقادیر میانگین AET-SEBS ریزمقیاس  نمایی (12/56mm/day) وAET مرجع (13/11mm/day) دارایاختلاف ناچیزهستند. RMSE میان  AET مرجع و   AET ریزمقیاس  نمایی شده برابر با 1/66 میلیمتر/روز (r = 0/73) و میانLST مرجع و ریزمقیاس  نمایی شده معادل 4/36K و (r=0/78)  بود. این مطالعه نشان داد که مقادیر AET حاصله از دو روش ریزمقیاس  نمایی، مشابه یکدیگر هستند، اما AET بدست آمده از LST ریزمقیاس  نمایی شده، یک تغییرپذیری فضایی بالاتری را از خود نشان می دهد. مقایسه AET-SEBS با AET حاصل از روش پنمن- مانتیث- فایو نشان دهنده RMSE برابر با 26/2است. بنابراینLST اثر زیادی در تولید نقشه های AET از روی تصاویر سنجش از دور دارد و ریزمقیاس  نمایی  کوکریجینگ برای ارایه  نقشه های AET روزانه  با  وضوح فضایی متوسط ​​مفید بوده است. در مجموع یافته های پژوهش نشان داد با به کارگیری روش ریزمقیاس نمایی و SEBS، می توان تبخیر و تعرق واقعی را در حوضه زاینده  رود و برای مناطق خشک و نیمه خشک با دقت مطلوب محاسبه نمود.

    کلید واژگان: الگوریتم SEBS, پوشش گیاهی, تبخیر و تعرق واقعی, ریزمقیاس نمایی, سنجش از دور}
    Mina Arast, Abolfazl Ranjbar *, Khodayar Abdolahi, Sayed Hojjat Mousavi
    Introduction

    Evapotranspiration is one of the most important parts of the water cycle (Boegh and Soegaard 2004). Precise prediction of actual evapotranspiration () is essential for various fields, such as agriculture, water resource management, irrigation planning and plant growth modeling. Therefore, accurate determination of actual evapotranspiration has always been a major concern of experts in these fields. Due to the limited number of weather stations and the fact that collecting ground information is both time consuming and expensive, remote sensing and satellite imagerycan be a suitable tool in determination of actual evapotranspiration (Brisco et al., 2014). Satellite productions are usually divided into images with low, medium and high spatial resolution (Rao et al., 2017). Surface energy balance is a method usually used in combination withremotely sensed spatial data for estimation. Information collected from various sources, such as remotely sensedimageries and meteorological data, are used in this method. The present studyinvestigatesspatial distribution on different scales (from field- to regional-) using remotely sensed imagerieswithdifferent spatial and temporal resolution. TheSurface Energy Balance System (SEBS) is one of the most important methods used for the estimation of in remotely sensed images (Ochege et al., 2019). This model needs thermal maps produced using satellite images. Daily maps produced with RS are usually very large, and their pixelsize is usually so large that it can provide the spatial diversity found in the basins with respect to the errors (Mahour et al., 2017).

    Material and Methods

    In order to estimate the actual evapotranspirationin satellite images collected from Zayanderud basin,the effects of Co-Kriging downscaling of surface temperature (LST) were investigated in June 2017 using two different methods.To reach this aim, we first applied a co-kriging downscaling method to a low-power LST product collected from MODIS at 1000 meters. Then based on the results and using the SEBS system, the daily  was obtained from images with average spatial resolution (250 m).In the second method, map produced usinghigh resoultion satellite imageswas downscaled to medium resolution (250 m). For both methods, 250 m resolutionMODIS NDVI products were used as co-variables.Then, validation was performed using Landsat-8 imagery, and land surface temperature was extracted from its thermal bands. SEBS algorithm was used to determine in Landsat 8 30-meter resolutionimagery. Accuracy of measurements wasexamined based on a comparison between down scaledLST and maps (250 meterresolution).

    Results and Discussion

    In the present study, mean LST equals 3/312 K (SD = 1.74) and average daily equals 12.5 mm / day (SD = 0.86). In the downscaling phase, the relationship between LST parameters and and vegetation index(as a co-variable)was investigated.Moreover, to investigate the relation betweenhigh resolution variables and NDVI, we re-sampled LST and   variables from a 1000 mresolution to 250 mresolution.In250 mresolution, there is a negative linear relation (r=-0.85) between LST and NDVI, but the relation betweenand NDVI is positive (r = 0.80). Thus, lower LST (> 305k) indicates more vegetation (NDVI >0.3) inthe region, while higher LST results in lower NDVI or lack of vegetation. As a result, more vegetation can be observed in regions with higher(12 mm/day). Results indicated that the difference between average  downscaled-SEBS (12.56 mm/day) and reference  (13.11 mm/day) is negligible. The RMSE between the reference and the downscaled  equaled 1.66 mm/day (r = 0.73), and RMSE between the reference LST and the downscaled LST equaled4.36 K (r = 0.78). Thus,values obtained from two downscaling methods were similar, but the  obtained from downscaled LST showed a higher spatial variation. Therefore, LST has greatly influenced the production of maps using remotely sensing images, and Co-Kriging downscaling has been useful for providing daily  maps with intermediate spatial resolution.

    Conclusion

    Evapotranspiration downscaling using the co-kriging method is not significantly different from the SEBS product and the results are similar. The results of -SEBS method isalso acceptable, but the  derived from the SEBS algorithm is more variable due to the LST downscaling.

    Keywords: Actual evapotranspiration, Downscaling method, Remote Sensing, the SEBS product, The vegetation}
  • طیبه سادات سهرابی، ابوالفضل رنجبر فردویی*، عباسعلی ولی، سیدحجت موسوی

    کشور ایران به علت واقع شدن در کمربند بیابانی کره زمین،از پدیده گرد و غبار در امان نیست.به دلیل موقعیت جغرافیایی ایران، این کشور مکررا در معرض سیستم های گرد وغباری محلی و هم دیدی قرار می گیرد. در سالهای اخیر، فراوانی طوفان های گردوغبار و شدت آنها بطور معنی داری در ایران از جمله استان اصفهان افزایش یافته است .این پدیده بویژه در فصل بهار و تابستان تشدید می گردد.پارامترهای اقلیمی در وقوع این طوفان ها نقش مهمی دارند.در این تحقیق، تغییرات زمانی و مکانی پارامترهای اقلیمی و ارتباط آنها با پدید آمدن گرد و غبار بررسی شد.بدین منظور،داده های اقلیمی دما،بارندگی،سرعت باد، رطوبت نسبی و فراوانی وقوع گرد و غبار از سال 1992تا 2016 ارزیابی شد.به منظور مدلسازی آماری تغییرات زمانی و مکانی گرد وغبار و پارامترهای اقلیمی از مدل رگرسیون پوآسن آماسیده صفراستفاده شد. براساس مدل های بدست آمده، بین مقادیر بدست آمده و پیش بینی شده در تمام ماه ها انطباق وجود دارد.همچنین نتایج نشان داد که از بین پارامترهای اقلیمی، سرعت باد بیشترین نقش را در ایجاد طوفان های گرد و غبار داشته است و بیشترین ضریب متعلق به سرعت بادکه به ترتیب 06/1، 9/0، 3/0، 137/0 و135/0 و مربوط به ایستگاه های کاشان،اصفهان،اردستان،خور و میمه می باشد.هچنین نتایج نشان داد که بیشترین روزهای همراه گرد وغبار مربوط به فصل بهارو سپس تابستان و مربوط به شرق استان است که مربوط به کانونهای محلی شرق استان و بادهای تابستانه است.

    کلید واژگان: طوفان گرد و غبار, تغییرات مکانی وزمانی, مدل رگرسیون پواسن آماسیده صفر, سرعت باد}
    Tayebeh Sadat Sohrabi, Abolfazl Ranjbar Fordoie*, Abbasali Vali, Seyed Hojat Mousavi

    Iran is frequently exposed to local and synoptically dust storm due to the geographical location of Iran. In recent years, dust storm frequencies and intensities have been increased significantly in Iran and especially in Isfahan Province, seriously disrupting human life and affecting the quality of life. This phenomenon is particularly increased in the spring and summer. Climate factors play an important role in dust storms. In this research, spatiotemporal changes of climate factors and dust storms were studied. Therefore, we analyzed climate factors (precipitation, temperature, wind speed and humidity) and dust storms frequency during 1992 to 2016. Poisson regression model was used for statistical modeling of temporal and spatial variations of dust and climatic parameters. According to the models, there was conformity between the results and the predicted values throughout the months. In addition, the results showed that wind speed played a major role in the occurrence of dust storms and had the highest coefficient. The results also showed that most of the dusty days are in the spring and then in the eastern part of the province, which is related to the local centers in the eastern part of the province and summer winds.

    Keywords: Dust Storm, Spatiotemporal Changes, the Poisson model with zero-inflated, Velocity of Wind}
  • Abolfazl Ranjbar
    Water deficiency is one of the most important environmental stresses that limit plant growth and crop production. Measurement of chlorophyll fluorescence parameters is considered as an important indicator to evaluate the photosynthetic apparatus. In the present study, the effects of regulated water deficit, investigated in four water-regimes in pistachio orchard with 12-year-old trees of Akbari cultivar (Pistacia vera cv. Akbari). The water regime treatments included 20, 15.6, 10.4, and 6 % of field capacity (FC) equivalent and irrigation intervals of 4, 12, 18 and 24 days. Chlorophyll fluorescence indices of photosystem 2 (PSII), photosynthetic pigments, and leaf water status parameters were studied. Drought stress inhibited PSII activity and induced alterations in thylakoid proteins. The results showed significant effects on effective quantum yield of PSII (ΦPII), maximum quantum efficiency of PSII (Fv/Fm), electron transport rate (ETR), quantum yield baseline (F0/Fm), non-photochemical quenching (NPQ), and photoinhibition (PIHN) rate. Such changes may be due to either degradation of photosynthesis apparatus function or photoinhibition process. From the results of the present study, it can be concluded that exposure of pistachio trees (P. vera cv. Akbari) to an interval of 18-days (T18) may not significantly affected the parameters measured. This means that with an increase in irrigation intervals to 16-days, compared to the traditional interval (varies from 8 to 10-days), soil may be able to provide enough moisture for the pistachio trees to complete metabolic activities.
    Keywords: Chlorophyll, Drought, Photosynthesis, Photoinhibition, Photosystem}
  • Abolfaz Ranjbar, Fordoei *
    Reduction of species diversity which is a significant threat to the earth has been found more important and has attracted attention among ecologists over recent years. This research was carried out to determine the relationships between plant species diversity indices and soil properties by multivariate regression methods in Jamilabad region, Baft, Kerman province, Iran in 2016. Different sites of natural ecosystem (including non-grazed, moderate grazed and over-grazed rangeland) and disturbed ecosystem [including rangelands plowed to Glycyrrhiza glabra root harvesting and abandoned dry land for ten years (Fallow) sites] were selected by fieldwork with the same climate, topography and geological factors. Abundance and canopy of species and soil samples (0-20 cm) were taken from each site contemporary for multivariate regression model and its validation. Determination of species diversity indices was done by PAST and BIO-DAP packages. Results revealed that regression models had higher accuracy in the disturbed ecosystem. In this regard, soil erodibility factor as well as soil total nitrogen explained 80% and 77% total variation in both Shannon-Wiener and Margarof indices, respectively. Results showed that even though the soil erodibility was excluded from the model, its components such as organic matter (in Berger-Parker index) had an important role in plant diversity. Therefore, soil erodibility or its components were strongly affected by plowing in the disturbed ecosystem and led to the formation of strong regression models between soil properties and species diversity indices.
    Keywords: Soil, Regression, Shannon, Evenness, Erodibility}
  • ابوالفضل رنجبرفردویی*
    گرد و غبار به عنوان یکی از شایع ترین آلوده کنندگان هوا محسوب می شود. هدف از انجام مطالعه حاضر بررسی اثر گرد و غبار روی ویژگی های بیوشیمیایی برگ درخت پسته باغی (Pistacia vera L.) در منطقه کاشان بود. در این بررسی تعدادی از ویژگی های برگ شامل: سطح مخصوص، محتوی نسبی آب، محتوی کلروفیل کل، محتوی نیتروژن و فسفر، اسید آسکوربیک، قندهای محلول و شاخص تحمل آلودگی هوا مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصله، اثر معنی دار انباشتگی گرد و غبار بر این ویژگی ها را نشان داد. در بیشتر پارامترهای مورد مطالعه، روند تغییرات با افزایش بار گرد و غبار ناهمسو بود، در حالی که پاسخ شاخص های تحمل آلودگی هوا و اسید آسکوربیک در جهت روند مذکور بود. در مقایسه با شاهد، پارامترهای محتوی نسبی آب، نیتروژن، کلروفیل کل و سطح مخصوص برگ کمتر و صفات اسید آسکوربیک، تحمل آلودگی هوا، قندهای محلول و محتوی فسفر برگ، بیشتر تحت تاثیر کمیت های مختلف گرد و غبار قرار گرفتند. بر مبنای نتایج گزارش شده در این مطالعه می توان نتیجه گرفت که باقی ماندن طولانی مدت ذرات گرد و غبار روی سطوح تبادل گازی (فتوسنتز و تنفس) گیاه سبب تغییرات مهم در رفتار بیوشیمیایی و بیوفیزیکی آن می شود که می تواند منجر به کاهش محصول پسته شود.
    کلید واژگان: گرد و غبار, کلروفیل کل, اسید آسکوربیک, قندهای محلول, سطح ویژه برگ, محتوی نیتروژن}
    A. RanjbarFordoei *
    Dust is considered as one of the most widespread air pollutants. The objective of the study was to analyze the effect of dust load on the leaf attributes of the nut pistachio tree (Pistacia vera L.) planted in Badrood region (Kashan, central Iran) with a relatively high aeolian dust pollution. Some leaf characteristics including specific leaf area (SLA), relative water content (RWC), leaf nitrogen content (LNC), leaf phosphorus content (LPC), total chlorophyll content (TCC), total soluble sugars (TSS), ascorbic acid (AC) and air pollution tolerance (IPTI) indices were evaluated. Increasing of dust load led to aggravation of state of stress in most of the parameters studied. However, IPTI and AC indices were increased with increasing the dust load. Even though all studied traits were affected by the dust load but RWC, LNC, TCC were amongst those that were less affected and SLA, AC, IPTI, TSS and LPC were more influenced by different quantities of dust load. It may be concluded that the long-term exposer of the plant photosynthetic surfaces to dust particles leads to significant changes in biochemical and biophysical attributes, which can lead to a decrease in pistachio productivity.
    Keywords: Dust, Total Chlorophyll, Ascorbic acid, Total soluble sugars, Specific leaf area, Nitrogen content}
  • سید حجت موسوی، ابوالفضل رنجبر*، سید مجتبی شریفیان

    گسترش گردشگری در اکوسیستم های بیابانی یکی از مهم ترین راهبردهای توسعه ی پایدار مناطق خشک و نیمه خشک است که با برنامه ریزی صحیح می تواند سبب شکوفایی اقتصادی آن ها گردد. منطقه ی مرنجاب با جاذبه های گردشگری متعدد، پتانسیل بالایی در جذب طبیعت گردان با محوریت کویرنوردی، ماسه نوردی و سافاری دارد که ورود بی برنامه ی آن ها به این منطقه اثرات جبران ناپذیری بر اکوسیستم آن وارد کرده است؛ لذا پژوهش حاضر سعی دارد تا با طرح سناریوهای توسعه ی گردشگری بیابان در قالب مکان یابی پارک سافاری و هتل نمکی راهکارهایی منطبق با حفظ اکوسیستم و توسعه ی پایدار منطقه ارائه نماید. مکان یابی سناریوهای مزبور بر اساس معیارهای دسترسی، سیمای سرزمین، محدودیت و حفاظت از محیط زیست صورت گرفت که امتیازدهی آن ها از طریق مدل تحلیل سلسله مراتبی انجام شد. پس از تهیه ی لایه های رقومی شاخص ها و اعمال امتیاز حاصل از مدل به آن ها لایه های وزن دار معیارها به دست آمد که تلفیق آن ها منجر به تهیه ی لایه ی تناسب ارضی پارک سافاری و هتل نمکی شد. سپس به منظور تعیین مکانی پهنه های تناسبی، دامنه ی امتیاز لایه های تناسبی به پنج اولویت طبقه بندی گردید. نتایج نشان داد که در سناریوی هتل نمکی معیارهای دسترسی و مواد اولیه با وزن 0/495 و 0/044 و در سناریوی پارک سافاری معیارهای دسترسی و محدودیت با وزن 0/418 و 0/093 به ترتیب بالاترین و پایین ترین امتیاز را کسب کردند. طبق نقشه های تناسب ارضی به ترتیب 959 و 45403 هکتار (0/3745 و 6828/17درصد) از سطح منطقه تحت عنوان اولویت های نخست تخصیص به هتل نمکی که منطبق بر محدوده ی جزیره ی سرگردان است و پارک سافاری که عموما بر تپه های ماسه ای شمال ریگ بلند منطبق است، دارای قابلیت بسیار مناسب هستند.

    کلید واژگان: اکوسیستم های خشک, گردشگری بیابان, پارک سافاری, هتل نمکی, منطقه ی مرنجاب}
    Sayyed Hojjat Mousavi, Abolfazl Ranjbar, Fordoei*, Sayyed Mojtaba Sharifian
    Introduction

    Development of tourism activities in desert ecosystems is one of the important strategies for sustainable development in arid and semiarid regions that if proper planning can lead to the development of the economy and infrastructure. Improper management policies are effective directly and indirectly on the destruction of the natural environment and more severely on drylands and deserts. Therefore, eco-friendly policies can be preventing from land degradation. Ecotourism development in arid regions can act as a management strategy in line with the environment and also an alternative policy to combat land degradation, ecosystem survival and optimum utilization of nature. Maranjab area in addition to attractions such as the historic castle, with geomorphological and geological phenomena such as sand dunes, Salt Lake and various forms of wind process, including sites geotourism which is capable of absorbing tourism based nature at the national and regional levels, but has yet to find its place in the country in terms of natural tourism. In this regard, the present study with plan of scenarios of desert tourism development in the form of site selection of salt hotel and safari park can provide the solutions to comply with the conditions of arid ecosystems. Therefore, the principles of this study are basis on recognizing the potential and capacities of Maranjab area and planning and management of desert tourism in the form of developmental scenarios based on the location of safari park and salt hotel.

    Materials and methods

    Maranjab area with the geographical position 51 degrees and 15 minutes to 52 degrees and 8 minutes of east longitude and 34 degrees and 35 minutes to 34 degrees and 5 minutes of north latitude, is located in the city's political boundaries of Aran and Bidgol in Isfahan province. The region covers an area of ​​256 763 hectares, with average elevation about 850 meters. Long-term average annual precipitation in the region is 111.4 mm, and July and January, respectively, with average temperatures of 33.25 and 3.51 degrees Celsius are the warmest and coldest months of the year.
    The research is applied and its methodology is based on analysis of spatial and field data in ArcGIS software and analysis of questionnaire data in Expert Choice software. The research process includes the definition of proposed scenarios in the form of salt hotel and safari park, identify of criteria and indicators of each scenario individually and collecting their data, determination of criteria and indicators weight using questionnaires and prioritize them using Analytical Hierarchy Process model, preparation of weighted maps and integrate them according to their weight, and finally zoning of land suitability of study area and priority zones to land allocation for each scenario. Site selection of mentioned scenarios were conducted according to criteria of available, landscape, environmental protection and limitation (risks). By applying the obtained weights of AHP model on layers of criteria and indicators, their weighted maps were prepared. Combination of weighted layers was resulted to layers of land suitability of safari park and salt hotel that in order to determine the location of the suitable zones, the layers were classified into five priorities by natural breaks methods.

    Results and discussion

    In the salt hotel scenario, criteria of available, landscape, environmental protection, limitation and raw materials (salt) were assessed that according to results of AHP model have the weights of 0.495, 0.234, 0.132, 0.094 and 0.044, respectively. Also, the weighted maps of salt hotel scenario showed that digital ranges of distance to roads from 0 to 0.2415, distance to tourism attractions from 0.0158 to 0.1305, distance from residential centers from 0 to 0.1002, landuse from 0 to 0.234, vegetation covers from 0 to 0.0529, geological formations from 0.001 to 0.0137, wind erosion condition from 0.0016 to 0.0135, possibility of surface moisture from 0 to 0.0948 and distance to salt mine from 0 to 0.044 are fluctuate.
    In the safari park scenario, criteria of available, landscape, environmental protection, and limitation were evaluated that according to results of AHP model have the weights of 0.418, 0.326, 0.161, and 0.093, respectively. Also, the weighted maps of salt hotel scenario showed that digital ranges of distance to residential centers from 0 to 0.22005, distance to roads from 0 to 0.1299, distance to health centers from 0 to 0.0214, landuse from 0 to 0.2353, vegetation covers from 0 to 0.123, wind erosion condition from 0.002 to 0.0153, distance from marsh areas from 0 to 0.0626, distance from aqueducts from 0 to 0.0223 and distance from mines from 0 to 0.0084 are fluctuate.

    Conclusion

    final map of land suitability of desert tourism in the region Maranjab represented that the salt hotel scenario layer has weight range between 0.3208 and 0.8351 and the safari park scenario layer has weight range between 0.2294 and 0.8351. Also, according to land suitability maps, 959 and 45403 hectares (0.3745 and 17/6828 %) of Maranjab area have very suitable capability as the first priority for allocation to salt hotel and safari park, respectively. The first priority of salt hotel has an area over 345 hectares, which along with the second priority with area of 614 hectares are generally compliance with Erratic Island in Salt Lake. This compatibility is due to the access to roads, landscape, lack of surface moisture and numerous tourism attractions. The first priority of safari park has an area over 16910 hectares, which is generally matches on sandy areas and sand dunes of north of Aran Erg. This conformity is due to the relative proximity of these lands to road and high weight of sand dunes landuse.

    Keywords: Arid Ecosystems, Desert Tourism, Safari Park, Salt Hotel, Maranjab}
  • مرضیه تابع، ابوالفضل رنجبر فردویی *، سید حجت موسوی، محمد خسروشاهی
    مدیریت صحیح اکوسیستم های طبیعی بدون آگاهی از وضعیت سلامت اجزاء آن امکانپذیر نیست. پوشش گیاهی به عنوان اصلی ترین جزء اکوسیستم نقش مهمی در سلامت آن ایفا می کند. یکی از ویژگی های تعیین کننده سلامت پوشش گیاهی، قابلیت بازگشت پذیری آن است. اصطلاح بازگشت پذیری نخستین بار در مطالعه سیستم های اکولوژیک مطرح شد و نشان دهنده توانایی اکوسیستم برای حفظ عملکرد در مواجهه با آشفتگی های محیطی است. یک سیستم با قابلیت بازگشت پذیری نه تنها به مکانیزم سازگاری با اختلال مجهز است بلکه پتانسیل بهره مندی مفید از تغییر به عنوان فرصتی برای توسعه، نوآوری و به روز شدن را نیز داراست. بنا بر این وقتی تغییری اتفاق می افتد بازگشت پذیری شرایط مورد نیاز برای شروع دوباره و سازماندهی مجدد را فراهم می کند. اگر این قابلیت فراتر از نیروهای مختل کننده وارده باشد، سیستم توان برگشت به وضعیت حداکثر تراکم پوشش گیاهی با کمترین آثار فرسایشی را خواهد داشت در غیر این صورت سیستم نسبت به تغییری که ایجاد شده و قبلا می توانست آن را کنترل کند آسیب پذیر می شود. این پژوهش در شمال شرق استان خراسان جنوبی (اقلیم خشک) با هدف کمی سازی بازگشت پذیری پوشش گیاهی به عنوان شاخص سلامت اکوسیستم در پاسخ به رخداد های خشکسالی و تغییرات بلند مدت بارش به عنوان اختلالات محیطی انجام شد. بنا بر این، ابتدا استاندارد سازی بارش سالانه با استفاده از داده های بارندگی پانزده ایستگاه هواشناسی اطراف منطقه مطالعه در بازه زمانی سی ساله (2015 – 1986) با روش SPIانجام شد سپس با استفاده از این اطلاعات، وضعیت شاخصSPI محدوده مطالعه در هر سال (ترسالی، خشکسالی و نرمال) از طریق میانیابی به روش وزن دهی بر اساس عکس فاصله (IDW) و با استفاده از نرم افزار ArcGIS تعیین گردید. از طرفی تصاویر ماهواره ای موجود در مخزن ماهواره لندست 5 و 7 دوره بررسی، بین 15 خرداد تا 15 تیر ماه هر سال که پوشش گیاهی دائمی در بهترین شرایط رشد قرار داشت تهیه شد و با استفاده از نرم افزار ENVI، تصحیحات لازم بر روی تصاویر ماهواره ای انجام شد و سپس میانگین شاخص تفاضل نرمال تغییر یافته (TNDVI) هر تصویر تعیین گردید. در نهایت، تاثیر تغییرات بارندگی بر میانگین شاخص پوشش گیاهی TNDVI بررسی شد و بازگشت پذیری پوشش گیاهی محدوده مطالعه پس ازرفع اختلال، با انتخاب چند مقطع زمانی به عنوان نمونه و محاسبه چهار عامل موثر در بازگشتپذیری (دامنه تغییرات، انعطاف پذیری، استهلاک و ترمیم) اثبات گردید. مقایسه تغییرات بارندگی سالانه در سری زمانی سی ساله (2015 - 1986)، دو دوره تقریبی خشک و مرطوب را در محدوده مطالعه نشان داد. دوره مرطوب مربوط به چهارده سال ابتدایی سری زمانی (1999- 1986) و دوره خشک مربوط به شانزده سال بعدی (2015- 2000) است. در این مدت چندین ترسالی با شدت های متفاوت رخ داده است شامل یک ترسالی خیلی شدید در سال ابتدایی دوره (1986)، یک ترسالی شدید (1991) و دو ترسالی متوسط (1992 و 1996). همچنین، چهار خشکسالی شامل یک خشکسالی شدید (2001) و سه خشکسالی متوسط (1987، 2006 و 2008) رخ داده است. همه ترسالی ها در نیمه اول و بیشتر خشکسالی ها در نیمه دوم دوره بررسی اتفاق افتاده اند. برای اثبات بازگشت پذیری پوشش گیاهی و محاسبه عوامل آن، علاوه بر بررسی بازگشت پذیری کل دوره سی ساله، چند مقطع زمانی به عنوان نمونه بررسی انتخاب شد. درکل دوره مطالعه (2015 - 1986)، بیشترین میانگین شاخص TNDVI مربوط به سال 1986 به عنوان سال مرجع (37/49 %) ، کمترین مقدار آن مربوط به سال 2010 به عنوان سال تاثیر کاهش بارندگی و خشکسالی (58/43 %) و مقدار این شاخص درسال انتهایی دوره، 28/44 % بوده است. مقدار چهار عامل دامنه تغییرات، انعطاف پذیری، استهلاک و ترمیم به ترتیب 79/5، 7/0، 09/5 و صفر (%) بود که نشان داد پوشش گیاهی پس از افزایش نسبی بارندگی، از مقدار سال 2010 به سمت مقدار مرجع (1986) افزایش یافته (بازگشت پذیری) اما به میزان پوشش در سال مرجع نرسیده است. مشخص ترین نمونه های بازگشت پذیری پوشش گیاهی، بین سال های 1986 تا 1996 (دوره تر) و 2009 - 2003 (دوره خشک) اتفاق افتاد. در مقطع زمانی اول، میزان دامنه تغییرات و انعطاف پذیری 64/0 و استهلاک صفر بوده است. پوشش گیاهی در این دوره پس از رفع آثار خشکسالی (1996)، نه تنها به میزان پوشش گیاهی سال مرجع با ترسالی شدید (1986) بازگشته بلکه به میزان 25/0 درصد نیز افزایش داشته است (عبور از مرجع). همچنین علیرغم کاهش بارندگی و وقوع چندین رخداد خشکسالی در دوره خشک، در مقطع زمانی2003 تا 2009 ، عامل ترمیم به مقدار 05/0 درصد مشاهده شد که به وضوح سلامت پوشش گیاهی محدوده مطالعه را تایید کرد. این افزایش تحت عنوان شاخص ترمیم (Hysteresis) برای اولین بار در مبحث سلامت اکوسیستم به صورت کمی در مطالعه حاضر ارائه گردید. مجموعه محاسبات کمی نشان می دهد علیرغم حاکمیت کاهش میزان بارش سالانه و رخدادهای خشکسالی، پوشش گیاهی توانسته است قابلیت بازگشت پذیری خود را حفظ نماید که بیانگر وجود سلامت پوشش گیاهی در اکوسیستم مورد بررسی در اقلیم خشک است. آگاهی از وضعیت سلامت پوشش گیاهی و عکس العمل آن نسبت به تغییرات بارندگی بلند مدت و آشفتگی های محیطی چون رخداد های خشکسالی، موفقیت برنامه ریزی های مدیریتی منابع طبیعی تجدید شونده را تضمین می کند. این مطالعه دومین مورد در کمی سازی بازگشت پذیری پوشش گیاهی و اولین مطالعه با شرایط اقلیم خشک در شرایط آسیا (میانگین بارندگی سالانه 160 میلیمتر) است که در ایران با محاسبه چهار عامل مرتبط با بازگشت پذیری انجام گرفته و اولین موردی است که عامل ترمیم (Hysteresis) را ارائه داده است. مجموعه محاسبات کمی نشان می دهد علیرغم حاکمیت کاهش میزان بارش سالانه و رخدادهای خشکسالی، پوشش گیاهی توانسته است قابلیت بازگشت پذیری خود را حفظ نماید که بیانگر وجود سلامت پوشش گیاهی در اکوسیستم مورد بررسی است. با وجود تداوم شرایط سخت، پوشش گیاهی بومی محدوده مطالعه به خوبی توانسته است نه تنها با رفع نسبی آشفتگی به وضعیت مرجع بازگردد، بلکه مرحله ترمیم را نیز تجربه کرده است. وجود چنین مکانیسم های دفاعی و سازگار شگفت انگیز در پوشش گیاهی مناطق خشک است که حفظ و احیاء این مناطق را با برنامه ریزی های مدیریتی مناسب امکان پذیر می سازد.
    کلید واژگان: سلامت اکوسیستم, بازگشت پذیری, بررسی کمی, ترمیم, سنجش از دور, خراسان جنوبی}
    Marzieh Taabe, Abolfazl Ranjbarfordoei *, Hojat Mousavi Sayed, Mohammad Khosroshahi
    The correct management in natural ecosystems is not possible without knowledge of the health in its sectors. Vegetation is the most significant sector in ecosystem that has important role in its health. Resilience is one of the defining features of health vegetation The term resilience was first introduced in the study of ecological systems and demonstrates the ability of the ecosystem to maintain its performance in the face of environmental disorders. A resilience-based system is not only equipped with a disorder adjustment mechanism but also has the potential to benefit from changes in a way that lead to creating an opportunity for development, innovation, and updating. Therefore, when a change occurs, the resilience provides the needed conditions for restarting and reorganization. If this goes beyond disturbing forces, the system will have the power to return to the maximum vegetation density with the least erosion effects, otherwise the system will be vulnerable to the change that was created and could already be controlled. This research was done in part of North east of South Khorasan province (arid climate) with the aim of quantifying vegetative resilience on behalf of ecosystem health in response to drought occurrences and long-term precipitation changes, as environmental disturbances. Therefore first, using daily precipitation data from 15 meteorological stations around the study area, their annual precipitation was extracted and was standardized by Standard Precipitation Index (SPI) over the course of thirty years (1986 - 2015). Then, the SPI index data in 15 stations were interpolated by ArcGIS software based on Inverse Distance Weighted (IDW) method and dry, wet and normal years was estimated in the study region for each year. On the other hand, from archive of satellite images of Landsat 5 and Landsat 7, an image was created for each year in study period, between 15 June and 15 July, with permanent coverage at the best of growth. Following the necessary corrections for satellite images, the average Transformed Normalized Difference Vegetation Index (TNDVI) was obtained of each image by ENVI software. Finally, effected of precipitation changes on mean TNDVI was assessed and vegetation resilience was stabilized whit selected of sever time period samples based on four effective parameters (Amplitude, Malleability, Damping and Hysteresis). Comparison of annual precipitation variations in the thirty-year time series (1986 -2015) indicated two approximate wet and dry periods in study area. The wet period is related to the first fourteen years of the time series (1986-1999) and the dry period is related to the last sixteen years (2000-2015). In this term, severe precipitation incidents with different intensities were occurred in the study area including one case of very intense precipitation (1986), one case of intense precipitation (1991) and two cases of moderate precipitation (1996 and 1992). Also, four drought incidents were occurred including one case of intense drought (2001) and three cases of moderate drought (1987, 2006 and 2008). All precipitations (wet years) are related to the first half and most droughts are related to the second half of the studied period. In this study for fixing of vegetation resilience in study area and for calculating of its parameters, In addition to the thirty-year time series selected sever time sections. in the whole study series (1986 - 2015), maximum of mean TNDVI (49.37 %) was in 1986 (reference), the lowest mean TNDVI (43.58%) was in 2010, The year effect of the decrease precipitation and drought, and mean TNDVI in 2015 was 44.28 %. Amount of parameters amplitude, malleability and damping are respectively 5.79, 0.7 and 5.09, and hysteresis was zero (%). The result of this case showed that the vegetation has moved towards the reference state (Resilience) but has not reached to amount of reference vegetation. The most specific cases for vegetation resilience happened from 1986 to 1996 (wet period) and 2003- 2009 time sector (dry period). In the first time section amount of amplitude and malleability were 0.64 %, damping was zero and hysteresis was 0.25%. The result of this case showed that not only the vegetation was returned to the reference state but also was increased to the reference (Cross reference).So despite the reduced rainfall and occurrence of sever occurrences of drought in dry period, hysteresis parameter (0.05 %) observed in 2003- 2009 time sector too that confirmed clearly vegetation health in study area whit dry climate. Awareness of the health status of the vegetation and its response to long-term precipitation changes and environmental disorders, such as drought occurrence, ensure the success of the managerial plans for renewable natural resources. The present study is the second study on quantifying the vegetation resilience and the first study under dry climatic conditions in Asia (an average annual precipitation of 160 mm) conducted in Iran by calculating four factors related to resilience, and is the first study that has presented the factor hysteresis in the calculations. Despite continuous of difficult condition, the native vegetation of the study area has been able to return the reference state not only by resolving the disorder relatively, but also it has experienced hysteresis stage. A set of quantitative calculations showed despite reduced annual precipitation and drought events, vegetation has been able to maintain its resilience, which indicates the health of the vegetation in the studied ecosystem. With the presence of such amazing protective and consistent mechanisms in the vegetation of arid regions, it is possible to maintain and restore these regions by proper managerial plans.
    Keywords: Ecosystem health, Resilience, Hysteresis, quantitative Study, Remote sensing, South Khorasan}
  • Abolfazl Ranjbar *, Ehsan Zandi Esfahan
    Smirnovia iranica, a native valuable woody species from Fabaceae, is an adaptable plant from the central sandy areas of Iran. Changes in chlorophyll fluorescence and photosynthetic pigment characteristics were analysed in the course of dust accumulation during April (Ap); April and May (AM); and April, May and June (AMJ) periods, respectively. The results obtained from the analysis of variance indicated that there was a significant difference among different dust-loading periods of S. iranica in terms of the characteristics mentioned. Extending dust accumulation resulted in a significant reduction in the Fv /Fm ratio in AM and AMJ. A significant effect of dust deposition on thermal dissipation of the light energy (D) value was observed in AM and reached the highest value in AMJ. In all evaluated plants, during the course of dust accumulation, there was a decrease in the photochemical efficiency of photosystem II (ΦPSII), and from AM. A similar influence of the extending dust accumulation periods on ΦPSII was observed for the electron transport rate (ETR). Our results proved that dust deposition decreased overall plant performance through its severe effect on pigment content and resulted in a significant inhibition of PSII efficiency throughout this study period.
    Keywords: Dust, Electron transport rate, Photosynthetic apparatus, Thermal dissipation, Pigment}
  • ابوالفضل رنجبرفردویی *
    از ویژگی اکوسیستم های خشک، دمای بالا، تشعشعات خورشیدی زیاد، فشار بخار آب پایین و فقدان بارندگی در بیشتر ماه های سال است. در این شرایط، درختانی مانند پسته تحت تنش شوری همراه با خشکی قرار می گیرند. به منظور مطالعه اثر تنش همزمان خشکی و شوری بر عملکرد دستگاه فتوسنتز کننده، نهال های پسته خنجک تحت تاثیر تیمار شاهد (Ctrl)، و سه تیمار تنش اسمزی (حاصل از ترکیب نمک و پلی اتیلن گلیکول): کم (LOS)، متوسط (MOS) و زیاد (HOS) قرار گرفتند. بازده فلورسنس پارامترهای F0، Fm، Fv، Fʹm ، Fʹ0 ، Fʹm ، Fʹv ، Fs ، F0 /Fm ، Fv/ Fm ، Fv/F0، Fʹv /Fʹm ، &PhiPSII، ETR و Photoinhib-PSII% اندازگیری و محاسبه شدند. داده های بدست آمده از این مطالعه نشان داد که تمام پارامترهای مذکور با شدت های متفاوت به تیمارهای تنش اسمزی «بدون بروز علائم مرئی» پاسخ داده اند. بیشترین کاهش یا تغییر عملکرد در قالب مکانیزم دفاعی (بازدارندگی) یا غیر فعال شدن فتوسیستم های 1و2 در تنش اسمزی بالا (HOS) مشاهده شد.
    کلید واژگان: بازدارندگی نوری, پراکنش انرژی, فتوسیستم, فلورسنس, کارائی فتوشیمیایی}
    Abolfazl Ranjbar Fordoei *
    High temperature, high irradiance, low water vapour pressure, and lack of precipitation in most months characterize arid ecosystems. Under these conditions, trees such as pistachio suffer drought combined with salinity stress. In order to study the simultaneous effects of salinity and drought stresses on photosynthetic apparatus function in P. khinjuk, seedlings of the species were exposed to osmotic stress induced by a combination of salt and poly ethylene glycol (Ctrl (without any treatment), low osmotic stress (LOS), moderate osmotic stress (MOS) and high osmotic stress (HOS). Chlorophyll fluorescence yields were measured / calculated for the following parameters: F0, Fm, Fv, Fʹm, Fʹ0, Fʹm, Fʹv, Fs, F0 /Fm, Fv/ Fm, Fv/F0, Fʹv /Fʹm, &PhiPSII, ETR and Photoinhib-PSII%. A one way ANOWA showed that all the mentioned parameters were differently reacted to osmotic stress treatments without any visible symptoms of foliar phytotoxicity. The highest decrements or functional alterations in fluorescence parameters (in frame of defense mechanism or inactivation of photosynthetic apparatus) were observed at HOS.
    Keywords: photoinhibition, energy dissipation, photosystem, fluorescence, photochemical efficiency}
  • سمیه حیدرنژاد، ابوالفضل رنجبرفردویی، عباسعلی ولی
    شوری یکی از تنش های اصلی محیطی است که اثر بازدارنده بر رشد و متابولیسم گیاهان دارد. تنش شوری فیزیولوژی گیاه را در سطوح کلی و سلولی، از طریق ایجاد تنش خشکی و بر هم زدن تعادل یونی، تحت تاثیر قرار می دهد. به منظور بررسی تاثیر سطوح مختلف شوری بر محتوای رنگدانه های فتوسنتزی و عناصر غذایی گیاه اشنان (Seidlitzia rosmarinus L.)، آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی در پنج تکرار و با پنج سطح شوری شامل صفر، 25/0، 5/0، 75/0 و 1 درصد (براساس وزن خاک خشک گلدان ها) اجرا گردید. نتایج داد که یک رابطه مستقیم و منفی بین افزایش سطوح شوری و کلیه پارامترهای مربوط به رنگدانه های اصلی و همچنین یک فرآیند رقابتی بین یون های سدیم و کلر با یون های پتاسیم و کلسیم برقرار است. همچنین مشخص گردید بیشتر پارامترهای فلورسنس کلروفیلی در سطوح شوری بالا (70/0% ≤) تغییر معنی دار نشان داده اند. با توجه به نتایج این پژوهش این گیاه با جذب عناصر سدیم و کلر در اندام هایش می تواند متحمل شوری شده و برای اصلاح و احیای خاک های شور مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: اشنان, تنش شوری, سدیم, فتوسیستم, کلر, کلروفیل فلورسنس}
    Somayeh Heydarnezhad, Abolfazl Ranjbarfordoei, Abbasali Vali
    Salinity is one of the major environmental stresses that adversely affect plant growth and metabolism. Salt stress affects plant physiology at both whole-plant and cellular levels through osmotic and ionic stress effects. In order to investigate the effect of different levels of salinity on photosynthetic pigment content and nutrient in Saltwort Plants (Seidlitzia rosmarinus L.)، Experiment was carried out in completely random design (CRD) with 5 replicates. Treatments were composed of: control، 0. 25، 0. 5، 0. 75 and 1% (of dry soil bed’s weight). Indicated results، revealed a strong and negative relationship between increasing salinity intensity and all of measured parameters related to photosynthetic pigments. Chlorophyll fluorescence parameters such as F0، Fm، Fv/Fm، qP and NPQ showed significant changes at high levels of salinity stress (≥0. 70% salt per weight of dried soil). Our results showed a competitive process among the measured nutrients ions. In conclusion، the saltwort (S. rosmarinus) plants tolerate salt stress through accumulating Na+ and Cl- ions different organs and the species is proposed for rehabilitation of saline soils.
    Keywords: Seidlitzia rosmarinus, Salt Stress, Sodium, Photosystem, Chloride, Chlorophyll fluorescence}
  • ابوالفضل رنجبرفردویی*، رضا دهقانی بیدگلی
    شوری یکی از تنش های اصلی محیطی است که اثر بازدارنده بر متابولیزم و رشد گیاهان دارد. تنش شوری فیزیولوژی گیاه را در سطوح کلی و سلولی، از طریق ایجاد تنش ناشی از افزایش فشار اسمزی و بر هم زدن تعادل یونی، تحت تاثیر قرار می دهد. در ایران مناطق پرورش بادام به نواحی خشک و عمدتا به کشت های آبی محدود می شوند. در این مناطق، خشکی های مزمن با گرمای زیاد و بارش کم همراه است که این وضعیت سبب اتلاف آب از گیاه (افزایش تنفس) و تجمع املاح در خاک می گردد. بدین منظور و جهت ارزیابی پاسخ فیزیو- بیوشیمیایی گیاه بادام ((Prunus dulcis. Webb به شوری این آزمایش اجرا گردید. نهال های یک ساله ی بادام، رقم مامایی، تحت تیمارهای مختلف شوری آب آبیاری (با هدایت الکتریکی 3، 5، 7 و 10 دسی زیمنس بر متر) قرار گرفت. در این آزمایش، رنگدانه های فتوسنتزی شامل کلروفیل های a و b، مجموع (a+b)، نسبت (a/b) و شاخص پایداری آنها (CSI) مورد ارزیابی قرار گرفت. محتوای عناصر غذایی شامل یون های سدیم، پتاسیم، منیزیم و کلسیم و همچنین پارامترهای بیوشیمیایی شاخص از جمله قندهای محلول (کل)، پرولین، اسیدهای آمینه آزاد و محتوی پروتئین کل اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد علاوه بر وجود رابطه ی مستقیم و منفی بین افزایش میزان شوری و بیشتر پارامترهای مربوط به رنگدانه های فتوسنتزی، یک فرایند رقابتی بین یون های سدیم و کلر با یون های پتاسیم و کلسیم برقرار است. افزایش شوری آب آبیاری سبب تجمع معنی دار قند های محلول، پرولین و اسید های آمینه آزاد و کاهش تراکم پروتئین گردید. در این آزمایش نهال های بادام (رقم مامایی) شوری آب آبیاری را تا 3 دسی زیمنس بر متر، بدون نشان دادن تغییرات اساسی در پارامترهای فیزیوبیوشیمیایی، تحمل کردند.
    کلید واژگان: کلروفیل, محتوای یونی, پرولین, اسیدهای آمینه}
    A. Ranjbar Fordoei*, R. Dehghani Bidgoli
    Salinity is one of the major environmental stresses that adversely affects plant growth and metabolism. Salt stress affects plant physiology at both whole-plant and cellular levels through osmotic and ionic stress effects. In Iran، orchard crops such as almond are mainly confined to irrigated fields. Irrigated agricultural lands in arid regions، characterized by chronic drought، extreme temperatures، and scarce precipitation، induce accumulation of salt in soils following a combination of sustained evaporative and transpirational water losses. In order to evaluate of physio-biochemical response in almond trees to salinity stress، the present investigation was carried out. One-year old almond seedlings (Mamaei cultivar) were subjected to different salinity treatments: 3، 5، 7، and 10 dS. m-1). Characteristics of photosynthetic pigments (involving، Chl. a، Chl. b، Chl. (a + b) and CIS)، concentration of nutrient elements and some biochemical parameters were measured. Our study revealed a strong and negative relationship between increasing salinity intensity and most of the measured parameters related to photosynthetic pigments. Our results showed a competitive process among the measured nutrients ions (amongst Na+، Cl-، and K+، Ca2+) and soil salt content. In conclusion، the photosynthetic pigment traits، nutrient element contents، and biochemical parameters measured under NaCl treatments indicate that almond seedlings studied can be regarded as salt sensitive.
    Keywords: chlorophyll, Ion content, Proline, Amino acids}
فهرست مطالب این نویسنده: 21 عنوان
  • دکتر ابوالفضل رنجبر فردویی
    رنجبر فردویی، ابوالفضل
    استاد تمام دینامیک بیابان، مدیریت و کنترل بیابان، منابع طبیعی، دانشگاه کاشان
  • نویسندگان همکار
  • دکتر سیدحجت موسوی
    : 7
    موسوی، سیدحجت
    استادیار جغرافیا و اکوتوریسم، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان
  • دکتر فریده تاری پناه
    : 3
    تاری پناه، فریده
    دانش آموخته دکتری دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان
  • حسن خسروی
    : 2
    خسروی، حسن
    دانشیار گروه احیای مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران
  • زهرا فیضی
    : 2
    فیضی، زهرا
    دانشجوی دکتری مدیریت و کنترل بیابان، دانشگاه کاشان
  • دکتر ندا نجفی کلیانی
    : 1
    نجفی کلیانی، ندا
    دانش آموخته دکتری محیط زیست، دانشگاه کاشان
  • دکتر خدایار عبداللهی
    : 1
    عبداللهی، خدایار
    استادیار مهندسی طبیعت، دانشگاه شهرکرد
بدانید!
  • این فهرست شامل مطالبی از ایشان است که در سایت مگیران نمایه شده و توسط نویسنده تایید شده‌است.
  • مگیران تنها مقالات مجلات ایرانی عضو خود را نمایه می‌کند. بدیهی است مقالات منتشر شده نگارنده/پژوهشگر در مجلات خارجی، همایش‌ها و مجلاتی که با مگیران همکاری ندارند در این فهرست نیامده‌است.
  • اسامی نویسندگان همکار در صورت عضویت در مگیران و تایید مقالات نمایش داده می شود.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال