مخاطرات محیط طبیعی

یکی از رایج ترین انواع تخریب خاک که اثرات بسیار مخرب بر محیط زیست و زندگی بشر دارد، پدیده فرسایش خاک آبی  است. این پدیده کیفیت خاک را در محل کاهش می دهد و ممکن است باعث ایجاد مشکلات رسوب در پایین دست یا مخازن شود. شدت فرسایش خاک معمولا با استفاده از مدل های مختلف تخمین زده می شود. مدل معادله جهانی تلفات خاک (RUSLE ) به دلیل سادگی، نیاز کمتر به داده و سازگاری با شرایط مختلف محیطی رایج ترین مدل فرسایش خاک است. مطالعات در سراسر دنیا نشان می دهد که این مدل تجربی برای تخمین تلفات سالانه خاک در مقیاس حوضه  بسیار کارآمد است. برای تخمین نرخ تولید رسوب بر اساس نرخ فرسایش خاک حاصل از مدل RUSLE، از نسبت تحویل رسوب (SDR ) استفاده می شود. حوضه آبریز دیزگران واقع در مرز استان های کردستان و کرمانشاه در غرب ایران، یکی از حوضه های کوهستانی کشور و دارای توپوگرافی ناهموار و شرایط پوشش گیاهی و آب و هوایی است که آن را مستعد فرسایش خاک شدید می کند. هدف این تحقیق برآورد میانگین سالانه فرسایش خاک و تولید رسوب در حوضه آبریز دیزگران و بررسی همبستگی عوامل مختلف RUSLE با نرخ فرسایش برای درک بهتر تاثیر هریک از عوامل موثر بر این پدیده است. در این تحقیق فاکتور فرسایندگی باران از روش رگرسیون خطی WTLS براساس مدل ارتفاعی رقومی  ایجاد شد. با توجه به نتایج مدل RUSLE/SDR، نرخ متوسط فرسایش خاک در منطقه 45.09 تن در هکتار در سال و نرخ متوسط تولید رسوب 19.42 تن در هکتار در سال در حوضه محاسبه گردید. به ترتیب 3/1 % و 66/4 % از مساحت حوضه در کلاس های فرسایش خیلی کم و کم قرار گرفت. 18/16 %  از منطقه در کلاس فرسایش متوسط و به ترتیب 18/36 % و 68/41 % از سطح منطقه در کلاس های فرسایش شدید و بسیار شدید قرار گرفت. همچنین نتایج حاکی از این است که دو عامل توپوگرافی (با ضریب همبستگی 79 درصد) و پوشش گیاهی (با ضریب همبستگی 47 درصد) به ترتیب بیشترین همبستگی را با نرخ فرسایش خاک داشته و بنابراین به ترتیب مهم ترین  نقش را در تغییر نرخ فرسایش در منطقه دارند. نتایج این تحقیق نشان می دهد همانطور که از حضور اشکال مختلف فرسایش در بازدید میدانی از حوضه پیداست، این منطقه درگیر فرسایش شدید می باشد. از نتایج این تحقیق می توان برای انجام اقدامات مدیریتی در جهت کاهش نرخ فرسایش خاک در نقاط با نرخ بالای فرسایش و حفاظت و مدیریت حوضه آبریز دیزگران استفاده نمود.

پژوهش حاضر با هدفِ  مطالعه جامع، مدیریت دبی های موثر بر وقوع سیلاب های شهری حوضه شیراز انجام شده است. حوضه آبریز شیراز با مساحت 10/1865کیلومترمربع و اقلیم خشک و نیمه خشک، همراه با پوشش گیاهی متوسط، به دلیل خشکسالی ها و تغییرات کاربری اراضی است. که نشان دهنده شرایط سیلابی حوضه در زمان رخداد رگبارهای ناگهانی است. روش تحقیق آماری- تحلیلی و نوع آن کاربردی است. بدین منظور در جمع آوری داده ها از آمار درازمدت بارش در ایستگاه بارانسنجی حوضه شیراز طی دوره 50 ساله و دبی حداکثر روزانه 44 ساله در منطقه استفاده شده است. سپس به منظور انتخاب توزیع مناسب، داده های هر ایستگاه در محیط  "Excel" وارد شده و اقدام به استخراج ماکزیمم دبی، و خروجی ها و ضوابط جبری در نرم افزار Graphers 16  محاسبه و تهیه شده است. در مرحله بعد بر اساس ضریب نکویی برازش پیرسون مقادیر مکعب تفاضل دبی هر سال از میانگین و تقسیم مجدد آن بر میانگین، طی تحلیل کای دوی پیرسون-اویلر در یک ساختار ارگودیک محاسبه شده است.در ادامه جهت احتمال سنجی کای دوی حول مقادیر میانگین دبی های رودخانه خشک، از تابع احتمال گامای با درجه آزادی 44 سال دبی پیک، و روش انتگرال جز به جز ریمان برای احتمال وقوع واریانس دبی های واقع شده در رودخانه خشک برای پیش یابی فاصله اطمینان و احتمال وقوع استفاده شده است. در نهایت این تحقیق نشان داد که، استفاده از ساختار گروه بندی گامای بدون بعد، که مبتنی بر یک هولومورفیسم مرکب از کیاس افزاینده و فراکتال کاهنده بوده، دارای روندی بسیار قابل اعتبار با کرولیشن 0.8 درصد و ضریب همبستگی89 درصد را برای مقادیر دبی 44 ساله رودخانه خشک با گرادیان شیب 30 درصد (16 درجه و 42 دقیقه ) بوده،  بسیار واقعی تر نسبت به دیگر گروه بندی ها بوده، و برای احتمال سنجی اثر وقوع دبی های پیک در سالیان آینده و مدیریت بهتر وقوع سیلاب های شهری، موثرتر است.

تالاب ها از اکوسیستم های مهم جهانی هستند که انتظار می رود در برابر رخداد آتش سوزی های ناشی از تغییرات اقلیمی بسیار آسیب-پذیر باشند. اثرات نامطلوب اقلیمی سال های اخیر خطر وقوع آتش سوزی در محدوده تالاب هامون را افزایش داده است. یکی از روش-های پیش بینی وقوع آتش سوزی استفاده از شاخص های وضع هوایی آتش سوزی مانند FWI است. این شاخص که به طور گسترده در سراسر جهان بکار می رود، با در نظر گرفتن دمای هوا، رطوبت نسبی، سرعت باد و بارش، اثر این عوامل بر خطر وقوع آتش سوزی را ارزیابی می نماید. در این مطالعه پس از تهیه لایه های رستری روزانه FWI در محدوده تالاب هامون، آستانه های جدید برای طبقات مختلف خطر آتش سوزی برآورد شد. در ادامه توانایی شاخص FWI در پیش بینی وقوع آتش سوزی بر اساس آستانه های جدید انجام شد. در بین پارامترهای هواشناسی، متوسط ماهانه سرعت باد بیشترین همبستگی را با تغییرات ماهانه شاخص FWI داراست. متوسط کل مقدار FWI در تمام منطقه بیش از 70 است. توزیع تجمعی مقادیر FWI در منطقه نشان داد که برای 75 درصد روزها (طی سال های 1998 تا 2021) مقدار FWI بزرگتر از 47 است. مقدار FWI برای نواحی شمالی تر به مراتب بالاتر از نواحی جنوبی تر است. نتایج آزمون روند من-کندال نشان دهنده روند افزایشی مقادیر FWI در سراسر منطقه است. نتایج نشان داد تفاوت قابل توجهی بین آستانه های جدید با مقادیر آستانه های استاندارد وجود دارد. به طوری که آستانه خطر بسیار بالا که در شرایط استاندارد برابر 38 است به 105 رسیده است. نتایج اعتبار سنجی نشان داد معیار AUC در پیش بینی خطر بسیار بالای وقوع آتش با در نظر گرفتن آستانه جدید، از 576/0 در شرایط استاندارد به 834/0 خواهد رسید. می توان گفت آستانه جدید FWI با دقت خوب و قابل قبولی توانسته خطر وقوع آتش سوزی در محدوده تالاب هامون را پیش بینی نماید.

مدیریت آب زیرزمینی برای پایداری خدمات آب از اهمیت بالایی برخوردار است. روش های بسیاری برای مدیریت آب های زیرزمینی استفاده شده است. تاکنون هیچ مطالعه ای در مورد ضد شکنندگی سیستم اجتماعی-اکولوژیکی (SES) آب های زیرزمینی انجام نشده است. ضد شکنندگی سیستم به فرآیندی اطلاق می شود که سیستم از پویایی ها و رویدادهای داخلی و خارجی خوشش می آید زیرا از اختلالات بهره می برد و خدمات خود را بهبود می بخشد. بنابراین هدف پژوهش حاضر ارائه یک چارچوب مفهومی برای مدیریت اجتماعی-اکولوژیکی آب های زیرزمینی است. روش تحقیق بدین شرح است: ابتدا سیستم اجتماعی اکولوژیکی حفاظت از آبهای زیرزمینی و شکنندگی بر اساس اصول موجود تعریف شد. سپس دو مدل ضد شکنندگی و بوم شناسی اجتماعی طالب با استفاده از مفهوم انتقال به هم ارتباط داده شدند. نتایج بحث در مورد رابطه بین دو مدل، نقاط ضعف مرتبط با عدم افشای دقیق افزونگی ضد شکنندگی آب های زیرزمینی را در برابر اختلالات برجسته کرد. در نهایت، یک مدل سازگار اجتماعی-اکولوژیکی ضدشکننده با یک هدف، سه گونه و سه مرحله در سیستم آب زیرزمینی ساخته شد. هدف شامل: حذف اثرات منفی اختلالات و خطرات در سیستم آب زیرزمینی، از جمله روش ها. مراحل انتقال انرژی، انتقال عملکرد و طراحی عنصر شامل: (1) تعیین اثرات اختلال به جای خود اختلال و خطرات، (2) تدوین خط مشی انتقال، و (3) اجرای خط مشی. این مقاله نه تنها ادبیات مدیریت آب های زیرزمینی را گسترش می دهد، بلکه چارچوب مناسبی را برای سیاست گذاران و مدیران آب فراهم می کند و می تواند در برنامه ریزی و مدیریت آب های زیرزمینی مفید باشد.

در این تحقیق به ارزیابی ارتباط گسل ها با چشمه های آب گرم و وضعیت دبی و دمای این چشمه ها پرداخته شد. بدین منظور در ابتدا، لایه های موقعیت 11 چشمه آب گرم در دامنه شمالی و جنوبی، گسل، شیب، جهت شیب، لایه طبقات ارتفاعی و توپوگرافی تهیه شده و نمودار گل سرخی گسل ها در نرم افزار Rockwork17 ترسیم شده و بوسیله روش شواهد وزنی مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی رابطه بین چشمه و گسل نشان داد که روابط نزدیکی بین گسل ها و فراوانی چشمه وجود دارد بطوریکه از 11 چشمه آب گرم، 5 چشمه در فاصله 100 متری، 5 چشمه در فاصله 200 متری و تنها چشمه قوتورسوئی در فاصله 300 متری گسل ها واقع شده اند. وضعیت قرارگیری گسل ها نشان داد که گسل ها تاثیر مهمی در پیدایش و استقرار چشمه ها داشته اند. نتایج نشان می دهد که بیشترین میزان دبی در بخش شمال شرقی و شمال غربی آتشفشان قرار گرفته اند. در نهایت، روابط گسل ها با چشمه های آبگرم فوق با استفاده از شاخص دمای سطح زمین مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور نقشه های تابش طیفی، دمای جسم سیاه، NDVI، نسبت پوشش گیاهی و گسیل مندی سطحی ترسیم شده و نقشه LST با بهره گیری از این نقشه ها ترسیم گردید. نتایج نشان داد که بیشترین دماهای سطح زمین در محدوده چشمه های آبگرم قرار گرفته اند به طوری که چشمه های مورد بررسی در محدوده دمایی بالای 26 تا 41 درجه سانتیگراد واقع شده اند.

گردوغبار شهری یکی از شاخص های آلودگی به فلزات سنگین در محیط زندگی است. حضور فلزات سنگین در خاک های آلوده چالشی برای محیط زیست محسوب می شود و با ورود به بدن موجودات زنده، می تواند عوارض جبران ناپذیری ایجاد کند؛ بنابراین شناخت مواد آلاینده و چگونگی انتقال، عملکرد و دسترس پذیری آن ها از اهمیت بالایی برخوردار بوده و تأثیرات آن ها بر سلامت انسان و دیگر جانداران به وضوح قابل توجه است. لذا مطالعه حاضر به منظور بررسی تأثیر فلزات سنگین (شامل سرب (Pb)، روی (Zn)، کروم (Cr) و آرسنیک (As)) در گردوغبار شهر بیرجند بر سلامت شهروندان انجام شده است. برای دستیابی به این هدف، 50 نمونه گردوغبار از مرکز شهر بیرجند جمع آوری شدند و با استفاده از روش طیف سنجی جفت شده پلاسمای القایی (ICP-OES) تحلیل شدند. با توجه به نتایج تحقیق میانگین غلظت فلزات مورد مطالعه به ترتیب Pb (93/16)، Zn (55/5)، Cr (04/1) و As (11/6) µg/m³ برآورد گردید. بر اساس میانگین مقادیر RI، فلزات کروم و روی دارای پتانسیل ریسک اکولوژیکی کم هستند و سرب ریسک متوسط و آرسنیک دارای پتانسیل ریسک اکولوژیکی زیاد است. خطر غیر سرطان زایی فلزات سنگین در شهر بیرجند بدون ریسک است؛ اما خطر غیر سرطان زایی برای دو عنصر کروم و آرسنیک برای کودکان بیشتر از بزرگ سالان است. مقادیر CR در کودکان بیشتر از بزرگ سالان است. این مقدار در کودکان برای کروم (4-10×58 /5)، آرسنیک (5-10×98 /5) و سرب (6-10×09 /9) و در بزرگ سالان کروم (4-10×18 /1) و آرسنیک (5-10×27 /1) می باشد که بیشتر از 6-10×1 می باشد. خطرپذیری سرطان برای کودکان تحت شرایط کنترل و نظارت وجود دارد؛ اما ریسک سرطان ناشی از این فلز در گردوغبار برای بزرگ سالان می تواند نادیده گرفته شود.

الگوهای پیوند از دور با اثر بر ایجاد و عدم ایجاد باد سبب می شوند ذرات گرد و غبار از سطح زمین به هوا بلند شده و طوفان های گرد و غباری ایجاد کنند. هدف این پژوهش، ارزیابی اثرات هم زمان دورپیوندهای ال نینو-نوسان جنوبی (ENSO)، دوقطبی اقیانوس هند (IOD) و نوسان شبه دو سالانه (QBO) بر نوسان طوفان های گرد و غبار نیمه غربی ایران است. برای این منظور، از کدهای طوفان گرد و غبار و دید افقی کمتر از ۱ کیلومتر در ۳۸ ایستگاه همدید نیمه غربی ایران طی دوره آماری ۱۹۸۷-۲۰۲۲ استفاده شد. با اعمال روش آماری، خروجی ها به محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) انتقال یافت و پهنه بندی نسبت میانگین ها با روش درون یابی کریجینگ انجام گرفت. یافته ها نشان داد که ارتباط معکوسی بین دورپیوندها با فراوانی گرد و غبار در اغلب ایستگاه های مورد بررسی وجود دارد که به ترتیب ۹۵ درصد، ۵۸ درصد و ۸۷ درصد از مساحت منطقه مورد بررسی را در شاخص های ENSO، IOD و QBO به خود اختصاص می دهد. بیشترین ضرایب همبستگی بین ۹۴/۰- تا ۱- در ایستگاه های پیرانشهر و خلخال مشاهده شد که در شاخص IOD در سطح اطمینان ۹۹ درصد معنی دار است. نتایج درون یابی نسبت میانگین گرد و غبار به میانگین بلندمدت سالانه نیمه غربی ایران نشان داد که هم زمانی فاز سرد ENSO با فاز منفی QBO بیشترین تأثیر را بر افزایش گرد و غبار سالانه نیمه غربی ایران در بلندمدت داشته است در حالی که هم زمانی فاز مثبت IOD با فاز مثبت QBO با اثر کمتری در افزایش فراوانی گرد و غبار همراه است.

آتش سوزی پوشش گیاهی یکی از مسائل حیاتی محیط زیست است که باعث خسارت مالی و جانی می شود. این پدیده زیانبار حیات موجودات زنده را به خطر انداخته و خود از عوامل موثر بر گرمایش جهانی است. تشخیص سریع جهت کنترل چنین پدیده ای لازم است. هدف این پژوهش بررسی روند نقاط فعال آتش سوزی ِ و ارتباط آن با متغیرهای اقلیمی توسط داده های دورسنجی در استان مازندران است. تا ضمن بررسی کارایی داده های سنجش از دور بتوان در کنترل و پایش دقیق مکانی و زمانی این پدیده مخرب اقدامات عملی انجام داد. از داده های هواشناسی با مقیاس روزانه، نمایه درجه حرارت روشنایی (BRIGHT_T31) و توان تابشی آتش (FRP) سنجنده MODIS در بازه سال های 2001 تا 2022 استفاده شد. نتایج نشان داد، بیشترین رخدادهای آتش سوزی پوشش گیاهی، در شرق مازندران و در طبقات ارتفاعی 500-0 متر و کمترین فراوانی مربوط به طبقات ارتفاعی 5600-2500 متر بوده است. بیشینه رخدادهای آتش سوزی پوشش گیاهی در ماه های گرم و خشکِ سال شامل ژوئن، ژوئیه، اوت و سپتامبر در نوار شرقی مازندران رخ داده است. برای بررسی نقطه تغییر روند نقاط آتش سوزی پوشش گیاهی از آزمون همگنی پتیت استفاده شد که نتایج این آزمون، نقطه تغییر روند را به صورت صعودی در ماه ژوئیه سال 2011 برای نمایه BRIGHT_T31 در سطح اطمینان 95 درصد نشان داد. از ضریب همبستگی ناپارامتری اسپیرمن به منظور بررسی همبستگی بین پارامترهای اقلیمی و تعداد آتش سوزی ها استفاده شد. نتایج همبستگی نشان داد که میان پارامترهای اقلیمی در مقیاس روزانه (دما، بارش، رطوبت نسبی، ساعات آفتابی) با نمایه های FRP و BRIGHT_T31 رابطه معنی داری در سطح اعتماد 90 درصد وجود دارد، به طوری که دما با ضریب همبستگی ۷۲/۰ مؤثرترین مؤلفه هواشناسی بر آتش سوزی جنگل بوده است. در نتیجه رخدادهای آتش سوزی به شدت با شرایط آب و هوایی مرتبط هستند که به طور مستقیم و غیرمستقیم بر اشتعال و انتشار آتش تأثیر می گذارد.