محمد خسروشاهی

ایران در قلمرو اقلیمی خشک و نیمه خشک واقع شده و در معرض سامانه های متعدد گرد و غبار محلی و فرامحلی است. تداوم خشکسالی ها، کاهش پوشش گیاهی و گسترش پلایای نمکی دریاچه ارومیه، ایجاد کانون های گرد و غبار محلی در حاشیه دریاچه ارومیه در استان آذربایجان شرقی را محتمل ساخته است. تحقیق حاضر با هدف بررسی توزیع مکانی-زمانی فرسایش بادی با کاربست شاخص غبارناکی(DSI) در سطح استان آذربایجان شرقی اجرا شده است. برای این منظور، ابتدا سری داده های غبارناکی که بصورت کدهای اختصاصی در ایستگاه های هواشناسی ثبت شده، در بازه زمانی30 سال اخیر تهیه و سپس، وجود روند در سری داده های یاد شده با استفاده از آزمون من- کندال بررسی گردید. در ادامه، فراوانی وقوع طوفان های گرد و غبار براساس شاخص DSI محاسبه شده و توزیع مکانی آنها در محیط GIS بصورت نقشه تهیه گردید. نتایج آزمون من-کندال برای متوسط سالانه پدیده گرد و غبار با منشاء محلی و فرامحلی نشان داد که شیب روند هر دو دسته از طوفان های گرد و غبار محلی و فرامحلی در سطح استان افزایشی است؛ ولی تنها روند موجود در طوفان های گرد و غبار فرامحلی در سطح 95% معنی دار می باشد. نتایج این تحقیق نشان داد که قسمت عمده طوفان های گرد و غبار مشاهداتی در سطح استان آذربایجان شرقی با منشاء فرامحلی هستند؛ با این وجود، فراوانی گرد و غبارهای محلی در سال های اخیر از افزایش نسبی برخوردار بوده و این مسله در ارتباط با تاثیر تداوم خشکسالی ها بر کاهش پوشش گیاهی و گسترش پلایای دریاچه ارومیه قابل توجیه است. در همین ارتباط، بیشترین مقدار شاخص طوفان های گرد و غبار(DSI) در حوزه دریاچه ارومیه در ایستگاه های هواشناسی تبریز، سهند و مراغه مشاهده شده است.

پدیده گردوغبار خطرهای فراوانی را برای جامعه بشری داشته و اهمیت ویژه ای برای ساکنان ایران دارد. پژوهش گران مختلف از زوایای متفاوت این پدیده را مورد مطالعه قرار داده اند و از نظر اهمیت موضوع و مخاطرات ناشی از آن، هم چنان در صدر موضوع های مورد علاقه پژوهش گران در سراسر جهان قرار دارد. هدف از پژوهش حاضر نیز استفاده از شاخص DSI در ارزیابی و پهنه بندی توفان های گردوغباردر استان سمنان است. در این تحقیق توزیع زمانی توفان های گردوغباراستان سمنان با درنظرگرفتن شرایط آب و هوایی و میانگین سرعت باد غالب منطقه مورد مطالعه در طی سال های 2003 تا 2017 در پنج ایستگاه سینوپتیک مورد بررسی قرار گرفت. همگن بودن پارامترهای اقلیمی و شاخص های توفان ریزگرد و روند این دو متغیر با استفاده از رگرسیون خطی در محیط نرم افزار SPSS محاسبه گردید و پس از بررسی روند تغییر شاخص یونپ، اطلاعات حاصل در محیط نرم افزار ArcGIS پهنه بندی شد. نتایج این مطالعه نشان داد که در طی دوره آماری مورد بررسی، شاخص DSI هم زمان با افزیش شدت خشکی افزایش یافته است درحالی که همبستگی آن با شاخص خشکی طی دوره 15 ساله در سطح اطمینان 95 درصد معنی دار نبوده است. نقشه پهنه بندی شاخص DSI نشان داد که شهرستان شاهرود و دامغان از شاخص توفان گردوغبار بالاتری نسبت به سایر مناطق برخوردار هستند. هم چنین هم خوانی به نسبت مناسبی بین شاخص DSI و خشکی در منطقه وجود دارد به طوری که هرگاه دوره تری بوده، مقدار DSI به دنبال آن کاسته شده و هرگاه دوره خشکی بوده، مقدار شاخص گردوغبار افزایش یافته است.

در دهه های اخیر به دلیل تغییرات اقلیمی، از جمله خشک سالی و مداخلات انسانی، طوفان های گرد و غبار شدت یافته است. گرد و غبار، علاوه بر جابه جایی و از دست رفتن ذرات خاک، باعث آسیب های شدید اقتصادی و اجتماعی و سلامت می شود. استان خراسان رضوی به سبب موقعیت استراتژیک، از جمله قطب صنعتی و کشاورزی و پذیرایی سالیانه بیش از 29 میلیون زائر از داخل و خارج از کشور، به خصوص در فصول و ماه های همراه با مناسبت ها، دارای اولویت بررسی از نظر فراوانی گرد و غبار است. هدف پژوهش حاضر بررسی و روندیابی فراوانی رخداد های گرد و غبار و تحلیل تأثیرپذیری آن از تغییرات اقلیمی با در نظر گرفتن روند خشک سالی و تغییرات سطحی زمین با مطالعه روند تغییرات درصد تراکم پوشش در طول دوره آماری بود. نتایج شمارش کدهای گرد و غبار نشان داد رخداد های گرد و غبار با منشأ محلی از فراوانی بیشتری برخوردار است. بر اساس تحلیل ماهیانه پدیده گرد و غبار، ایستگاه های سرخس و مشهد مناطقِ با بالاترین تعداد روزهای غبارآلود در محدوده مطالعاتی، در تابستان و بهار و ماه های ژوئن و ژوئیه هستند. نتایج رگرسیون خطی شاخص خشک سالی و روزهای دارای گرد و غبار محلی ماهیانه حاکی از ارتباط معنادار در جهت افزایش گرد و غبار همراه افزایش شدت خشک سالی در ایستگاه های مشهد و سرخس، طی دوره آماری 27 ساله، در سطح 99 درصد اطمینان است. در نهایت، با توجه به نتایج به دست آمده از بررسی تغییرات سطحی زمین، لزوم پیگیری برنامه های آمایش سرزمین همراه استفاده از روش های کوتاه مدت تثبیت خاک، به منظور کاهش خسارات اقتصادی و حفظ سلامت ناشی از گرد و غبار در ماه ها و فصول پرتردد، تا دستیابی به نتایج روش های بلندمدت توصیه می شود.

تالاب شادگان در منتهی الیه حوضه آبخیز جراحی واقع شده است. این تالاب بعنوان یکی از تالاب های مهم بین المللی ثبت شده در کنوانسیون رامسر بوده که هم اکنون در معرض تغییرات اکولوژیکی بوده و همچنان در لیست قرمز فهرست مونترو رامسر قرار دارد. در این مطالعه براساس بالاترین خط پیشروی آب در طول یک دوره آماری 30 ساله(1988-2017)، با استفاده از تصاویر ماهواره لندست براساس پربارش ترین سال و ماه مرز تالاب تعیین گردید.تغییرات مساحت خشکیده تالاب از طریق داده های ماهواره ای لندست TM و ETM+ و OLI سال های 1998، تا 2017 در محدوده زمانی خردادماه استخراج شد. سه مرحله پیش پردازش، پردازش و پس پردازش بر روی تصاویر در نرم افزار ENVE انجام و از طبقه بندی نظارت شده به روش ماشین بردار پشتیبان ( SVM [1] ) استفاده و تصاویر در سه کلاس آب، پوشش گیاهی و بدون پوشش یا خاک طبقه بندی شد. از طرفی دقت طبقه بندی برای تصاویر با استفاده از دو شاخص، دقت کلی و کاپا محاسبه شد. برای محاسبه مساحت خشکیده تالاب تغییرات طبقه بدون پوشش محاسبه و روند تغییرات آن ترسیم و تحلیل شد. مهمترین شهرهای اطراف تالاب شادگان که در صورت خشکیدگی تالاب ممکن است به علت نزدیکی و همجواری بیشترین تاثیرپذیری را از گردوغبارهای تالابی داشته شناسایی شدند. به منظور مطالعه نقش خشکیدگی تالاب شادگان در گردوغبار مناطق اطراف از تهیه و ترسیم گلغبارهای فصلی و سالانه استفاده شد. برای تهیه گلغبارها از داده های مربوط به سمت و سرعت بادهای همرا با غبار استفاده شده است. سپس با استفاده از نرم افزار WR-PLOT علاوه بر گلغبار کلی بلندمدت سالانه، توزیع فصلی سمت و سرعت رخدادها استخراج و گلغبار مربوط به هر فصل ترسیم و تجزیه و تحلیل شد و مناطقی که درفصول مختلف سال تحت تاثیر خشکیدگی بخش های مختلف تالاب است و از گردوغبارهای تالابی اثرپذیری بیشتری دارند شناسایی شد. نتایح نشان داد مساحت سطح خشکیده تالاب روند افزایشی داشته و با توجه به مساحت 164 هزار هکتاری بخش آب شیرین تالاب در طول سری زمانی 30 ساله 22960 هکتار بر مساحت خشکیده تالاب بعنوان منشاء ریزگرد تالابی افزوده شده است. در صورت افزایش مساحت خشکیده تالاب به علت عدم رعایت حقابه طبیعی و یا رخداد خشکسالی های پی در پی نه تنها شهرهای اطراف تالاب بلکه تا مسافت زیادی سایر شهرهای استان خوزستان و استان های همجوار از گردوغبار تالاب شادگان متاثر خواهند شد.

انجام عملیات بیولوژیک مقابله با فرسایش بادی بدلیل وجود بادهای با سرعت بالا در اراضی لخت بیابانی و ماسه زارها همواره با مشکلاتی مواجه است، پیش شرط لازم برای متوقف کردن آنها ایجاد موانع بر سر راه حرکت خاک و ماسه های روان است. در این مقاله بر اساس نقشه کانون بحران فرسایش بادی استان اصفهان منطقه برداشت مشخص و ضمن تعیین آستانه فرسایش بادی در عرصه های کاری، تعیین پارامتر از جمله جهت باد غالب، خصوصیات فیزیکی شیمیایی خاک وضعیت پوشش منطقه، عملیات پاشش مالچ انجام گرفت. دو آزمایش جداگانه با استفاده از سنگریزه های طبیعی بادامی با تراکم 75 درصد در دشت فساران و سرباره های شرکت فولاد مبارکه با سایز بادامی با تراکم 25 و 50 درصد در مقایسه با شاهد به عنوان مالچ استفاده شدند. طرح آزمایشی مورد استفاده فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار بود. فاکتور A تراکم مالچ و سطوح فاکتور B تله های رسوب گیر (سینی و چند وجهی) بودند. میزان تثبیت کنندگی و قدرت مقاومت مالچ های فوق در مقابل بادهای منطقه، از روی شاخص های چوبی یک متری و نصب تله های رسوبگیر بررسی شد. مقایسه میانگین داده ها در دشت سگزی نشان داد که سطح پوشش 50 درصد نسبت به سطح پوشش 25 درصد از لحاظ آماری برتری معنی داری داشت. در دشت فساران نیز اختلاف معنی داری بین سطح پوشش 75 درصد با شاهد مشاهده شد. لذا انتخاب پوشش 50 درصد سرباره علاوه بر کارایی مناسب و تامین هدف مورد نظر، از نظر امکان رشد گونه های گیاهی مناسب تر می باشد.

به منظور ارزیابی و شناخت ویژگی های خشکسالی حوضه آبخیز هندیجان – جراحی از بارش دوره آماری 30 ساله استفاده شده است. با توجه به ماهیت داده ها از بین شاخص های مربوط به ارزیابی خشکسالی، شاخص های خشکسالی هواشناسی استفاده شد. برای تعیین بهترین شاخص خشکسالی هواشناسی در یک ماتریس همبستگی به روش ضریب همبستگی پیرسون مقادیرشاخص های PN،DI ،SPI ،SZI ،CZI ،MCZI  با سطح اطمینان99% و 95% بررسی و مقایسه گردید. شاخص هایSPI ،SZI ، CZI همبستگی قوی بیش از 9/0 با هم داشتند که از بین آنها شاخص خشکسالی SPI که توانایی بهتری برای شناسایی شروع و پایان به موقع خشکسالی را دارد، انتخاب و بر اساس آن خشکسالی ها به 4 گروه خشکسالی خفیف، متوسط، شدید و فوق العاده شدید تقسیم شد. بر اساس این شاخص 5 ویژگی خشکسالی؛ فراوانی تعداد سال های همراه با خشکسالی، طولانی ترین تداوم، تعداد رخدادها، سال های مواجه و فراوانی رخدادهای شدید و فوق العاده شدید، استخراج شد. برای نرمال سازی داده ها ی خشکسالی از روش کاکس باکس استفاده شد. بین روش های درون یابی قطعی و زمین آماری از روش زمین آمار کریجینگ معمولی استفاده شد. سپس به منظور بررسی ارزیابی روش های برآورد و مدل سازی، از ترسیم  و آنالیز سمی واریوگرام استفاده شد. برای تعیین اندازه گام، از تابع تحلیل گر مکانی GIS استفاده و اندازه آن بر اساس حداکثر فاصله بین ایستگاه ها 24015/0 با 12 گام برآورد گردید. بر اساس متد های  مختلف؛ اسفریکال، نمایی و گوسی، ویژگی های واریو گرام بر اساس معیار های اثر قطعه ای، مقدار آستانه، نسبت واریانس ساختار دار به غیرساختاردار ، میانگین، ریشه مربع خطا، متوسط خطای استاندارد و ریشه مربع خطای استاندارد، متد مناسب برای پهنه بندی انتخاب گردید. نتایج نشان داد؛ بر اساس پنج ویژگی مورد مطالعه با توجه به اختلاف زیاد توپوگرافی و تنوع عوارض طبیعی و غیر طبیعی و تنوع اقلیمی، ویژگی های خشکسالی در حوضه از نظم خاصی تبعیت نمی کند؛ اما در مجموع فراوان ترین تعداد سال های همرا با خشکسالی و بیشترین رخداد های خشکسالی شدید و فوق العاده شدید، در غرب حوضه آبخیز بیشتر از نیمه شرقی آن می باشد، که بیشتر در دهه اخیر رخ داده اند.  

تپه های ماسه ای از مهم ترین و حساس ترین لندفرم های حساس به فرسایش بادی می باشند که میزان فعالیت آن ها بسته به شدت تأثیر عوامل متعدد اقلیمی و زمینی، متفاوت است. پایش بلندمدت این عوامل به همراه وضعیت تحرک پذیری ماسه های روان در مناطق مختلف می تواند اثر قابل توجهی بر کاهش اثرات نامطلوب آن ها داشته باشد. یکی از مناطق حساس به پدیده ی فرسایش بادی در شمال غرب ایران، تپه های ماسه ای اطراف شهرستان منجیل است که به عنوان منطقه ی مطالعاتی در پژوهش حاضر موردتوجه قرار گرفته است. اهداف اصلی این مطالعه، بررسی تأثیر شرایط اقلیمی بر میزان تحرک پذیری ماسه های روان این منطقه و نیز پیش بینی اثرات تغییر احتمالی عوامل اقلیمی بر تحرک پذیری ماسه های روان شهرستان منجیل است. بدین منظور از داده های ساعتی مربوط به عناصر اقلیمی و رویدادهای گردوغبار استفاده گردید. نتایج نشان داد که در بازه ی زمانی 2016-1994 سیر تغییرات روزهای غبارآلود و شاخص تحرک پذیری ماسه های روان در این منطقه ، نزولی و ارتباط بین آن ها مثبت و معنی دار بوده است. در سال های 1995 تا 1999 و 2006 و 2008 نیز شهرستان منجیل در خطر بیابان زایی بسیار شدید قرار داشته و با گذشت زمان از شدت آن کاسته شده است. همچنین نتایج نشان داد که در مقیاس سالانه، بیش از 90 درصد بادهای محلی با سرعتی بیش از 11 متر بر ثانیه و با جهت غالب شمالی در منطقه ی مطالعاتی جریان داشته اند. بر اساس نتایج تحلیل حساسیت مشخص شد که اگر در آینده، فراوانی بادهای فرسایش زا و یا میزان تبخیر و تعرق پتانسیل به اندازه ی حداقل 10 درصد کاهش یابد، مقدار شاخص لنکستر از 9/241 به 6/194 کاهش خواهد یافت و وضعیت کاملاً فعال آن ها به وضعیت پایدارتری خواهد رسید. همچنین پیش بینی می شود اگر این دو پارامتر اقلیمی به طور هم زمان به میزان 30 درصد کاهش یابند، تپه ها همچنان فعال خواهند بود؛ مگر آنکه این عوامل به طور هم زمان به 40 درصد تقلیل یابند.

گرد و غبار از جمله فرآیندهای مهم تخریب سرزمین بوده که مناطق وسیعی از غرب استان خراسان رضوی را پوشش میدهد. رویش و ثبات پوشش گیاهی در کنترل گرد و غبار موثر بوده که به عناصر اقلیمی و به طور عمده دو عامل قدرت باد و میزان بارش بستگی دارد. تغییرات این دو عنصر نیز بر روی سایر عناصر آب و هوایی از جمله دما، تبخیر، رطوبت نسبی تاثیرگذار بوده که منجر به خشکسالی شده و عواقب جدی برای انسان و محیط زیست دارد. در مطالعه حاضر اثر عناصر اقلیمی بر گرد و غبار در غرب استان خراسان رضوی بررسی شد. بر این اساس، پس از تهیه داده های ایستگاه های هواشناسی، ارتباط و روند سالیانه و فصلی بین تعداد روزهای همراه با گرد و غبار و پارامترهای هواشناسی از قبیل دما، بارش، رطوبت نسبی، تبخیر و تعرق، سرعت باد و شاخص خشکسالی (SPI) بررسی شدند. همچنین، جهت مطالعه فرکانس و شدت پدیده گرد و غبار شاخص DSI  محاسبه و ضرایب رگرسیونی شاخص ها با یکدیگر آنالیز شدند. بررسی روند تغییرات نزدیک به 3 دهه شاخص های اقلیمی در شهرستان های غرب استان خراسان رضوی نشان دهنده ی مساعد شدن شرایط برای افزایش گرد و غبار بود. بررسی روند تغییرات سالانه شاخص های گرد و غبار نشان داد با مساعد شدن شرایط اقلیمی برای افزایش گرد و غبار روند تغییرات DSI و روزهای با دید افقی کمتر از 200 متر در طول دوره ی مطالعاتی افزایشی بوده است.

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 در مواجهه با آشفتگی های محیطی است. این پژوهش در شمال شرق استان خراسان جنوبی با هدف کمّی سازی قابلیت بازگشت پذیری پوشش گیاهی به نمایندگی از سلامت اکوسیستم در پاسخ به تغییرات بلند مدت بارش انجام شد. ابتدا استاندارد سازی بارش سالانه در طول بازه زمانی سی ساله با روش SPI انجام شد. سپس تغییرات میانگین شاخص TNDVI حاصل از تصاویر ماهواره ای لندست بررسی و بازگشت پذیری با محاسبه چهار عامل موثر (دامنه تغییرات، انعطاف پذیری، استهلاک و ترمیم) آزمون گردید. طبق نتایج، دامنه این تغییرات در دوره بررسی، 04/6 درصد بوده و پوشش گیاهی مقادیر متفاوتی از استهلاک را در سال های مختلف داشته است. مشخص ترین نمونه بازگشت پذیری پوشش گیاهی، بین سال های 1986 تا 1996 اتفاق افتاده که میزان انعطاف پذیری 7/0 و استهلاک صفر بوده است. پوشش گیاهی در این دوره پس از رفع آثار خشکسالی (1986)، نه تنها به میزان پوشش گیاهی سال مرجع با ترسالی شدید (1986) بازگشته بلکه به میزان 25/0 درصد نیز افزایش داشته است. این افزایش تحت عنوان شاخص ترمیم (Hysteresis) برای اولین بار در مبحث سلامت اکوسیستم به صورت کمّی در مطالعه حاضر ارائه گردیده است. مجموعه محاسبات کمّی نشان می دهد علیرغم حاکمّیت 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.