نازیلا علایی

ارزیابی پایداری بوم شناختی مبنایی برای تعیین نوع تعامل و برخورد انس ان با طبیع ت و خدمات بوم شناختی دریافتی از آن اس ت که بایستی به صورت پیوسته مورد پایش قرار گیرد. در حالی که مطالعات محدودی در داخل کشور صورت گرفته و تاکنون در سیاست گذاری ها و برنامه ریزی های منطقه ای و ملی به صورت کاربردی مورد توجه قرار نگرفته است. در همین راستا، پژوهش حاضر با هدف ارزیابی پایداری بوم شناختی حوزه آبخیز توتلی واقع در شمال استان خراسان شمالی با استفاده از چارچوب مفهومی هیدرولوژی، محیط زیست، حیات و سیاست گذاری (HELP) و محاسبه شاخص پایداری آبخیز (WSI) صورت پذیرفت. در این فرآیند ارزیابی، 14 متغیر مورد استفاده قرار گرفت که بر اساس ماهیت هر کدام از آن ها در سه دسته شاخص فشار (P)، حالت (S) و پاسخ (R) و معیارهای چهارگانه HELP دسته بندی شدند. بر همین اساس میانگین امتیازات شاخص های P، S و R برای حوزه آبخیز توتلی به ترتیب ۶۵/۰، ۸۵/۰ و ۳۵/۰به دست آمد. هم چنین، میانگین امتیازات معیارهای هیدرولوژی (H) و محیط زیست (E) برابر با 58/0 و امتیازات معیارهای حیات (L) و سیاست گذاری (P) برابر با 66/0 محاسبه شد. نتایج حاصل از تلفیق کلیه معیارها و شاخص های مورد مطالعه نشان داد که امتیاز کلی WSI برابر ۶۲/۰ بوده و نشان دهنده سطح پایداری بوم شناختی متوسط است. نتایج پژوهش حاضر برای برنامه ریزی، حفاظت و شناسایی مناطق بحرانی و هدایت راهبردها و اقدامات مدیریتی کاربرد دارند. هم چنین توصیه می شود که با اتخاذ سیاست گذاری های مناسب و برنامه های حفاظتی مؤثر و با قابلیت اجرا در منطقه نسبت به ارتقاء وضعیت پایداری آبخیز از متوسط به خوب اقدام شود.

فرآیند فرسایش خاک به عنوان متغیر اصلی موردبررسی در مطالعات حفاظت آب وخاک در اکوسیستم های پایدار تحت تأثیر عوامل طبیعی و انسانی است. هم چنین، ساختار و ترکیب کاربری اراضی در یک اکوسیستم از تغییرات صورت گرفته در سیمای سرزمین تأثیر می پذیرد. به همین منظور، پژوهش حاضر با هدف بررسی ارتباط بین سنجه های سیمای سرزمین و الگوی فرسایش خاک در حوزه آبخیز کوزه تپراقی استان اردبیل برنامه ریزی شد. در این راستا، ابتدا با استفاده از نرم افزار Fragstats 4.2.1، 14 سنجه سیمای سرزمین شامل تراکم لکه (PD)، شاخص بزرگ ترین لکه (LPI)، حاشیه کل (TE)، تراکم حاشیه (ED)، شاخص شکل لکه (LSI)، میانگین اندازه لکه (AREA-MN)، میانگین فاصله نزدیک ترین همسایه اقلیدسی (ENN-MN)، شاخص گسستگی سیما (DIVISION)، میانگین شاخص شکل لکه (SHAPE-MN)، شاخص تکه شدگی (SPLIT)، شاخص پیوستگی سیما (COHESION)، اندازه شبکه تأثیرگذار (MESH)، شاخص تجمع (AI) و درصد پوشش سیمای سرزمین (PLAND) محاسبه شد. سپس شدت فرسایش خاک منطقه با استفاده از مدل پتانسیل فرسایش (EPM) با عملکرد قابل قبول بر اساس مطالعات پیشین برآورد شد. در ادامه، نتایج حاصل از محاسبه سنجه ها و شدت فرسایش خاک وارد نرم افزار SPSS شده و رابطه های رگرسیونی میان آن ها تعیین شد. نتایج بیانگر وجود یک رابطه عکس میان سنجه های DIVISION و ED و LPI با فرسایش ویژه خاک و حاکی از وجود یک رابطه مستقیم بین SHAPE-MN و AREA-MN با فرسایش ویژه خاک حوزه آبخیز کوزه تپراقی است. هم چنین، نتایج بیان کننده الگوی متفاوت ارتباط سنجه های سیمای سرزمین و فرسایش خاک است. این نتایج در برنامه ریزی مؤثر و هدفمند مدیریت کاربری اراضی در مقیاس آبخیز و سیمای سرزمین کاربرد دارند.

فعالیت های طبیعی و مخرب بر رودخانه ها باعث تخریب پوشش گیاهی و فرسایش کناره های آن شده و ممکن است پیامدی جبران ناپذیری داشته باشد. این پژوهش با هدف بررسی تغییرات مکانی پوشش گیاهی جوامع حاشیه رودخانه قره سو استان اردبیل براساس سنجه های سیمای سرزمین و با در نظر گرفتن معیارهای مربوط به الگو و ویژگی های سیمای سرزمین در سطح سیما و لکه انجام شد. در ابتدا مقایسه میانگین بین سنجه های مختلف سیمای سرزمین در چهار کاربری اراضی مختلف با استفاده از آنالیز واریانس انجام گردید، سپس برای تعیین تفاوت معنی داری بین مقادیر سنجه ها، از تحلیل واریانس یک طرفه به روش دانت استفاده شد. براساس نتایج، مقادیر میانگین تغییرات سنجه CONTAG در بازه های مختلف مطالعاتی و کاربری های اراضی مختلف بین 00/0 تا 80/69 به دست آمد. حداقل و حداکثر مقادیر میانگین مربوط به بازه با کاربری مسکونی و مرتع (00/0) و باغ با مقدار (80/69) است. میانگین تغییرات شاخص (SPLIT) در بازه با کاربری اراضی مختلف بین 93/9 تا 97/27 به دست آمد، که اگرچه لکه های حاشیه رودخانه در بازه با کاربری اراضی باغ دارای بیشترین پیوستگی است اما به حالت تکه درآمده و گسستگی بین لکه های حاشیه رودخانه افزایش یافته است؛ همچنین نتایج شاخص تجمع (AI) نشان داد که لکه ها در بازه های مختلف مطالعاتی و کاربری های اراضی مختلف پیوستگی بالایی دارند. در سطح لکه میانگین مقدار سنجه AREA_CPS برای رودخانه قره سو استان اردبیل بین 75/25 تا 96/36 به دست آمد. مقادیر سنجه ENN از 75/25 (بازه با کاربری کشاورزی) تا 96/39 (بازه با کاربری باغ) متغیر است. در مجموع بین کاربری باغ با سایر کاربری ها تفاوت معنی داری در سطح لکه و سیما وجود دارد. وجود و پیوستگی جوامع حاشیه رودخانه از عوامل ایجاد پیچیدگی و تنوع بخشیدن به اکوسیستم رودخانه است، لذا حفظ و احیای پوشش گیاه ی ح اشی ه رودخانه می تواند علاوه بر حفظ و تقویت ارزش های محیط زیستی، از شدت خسارت های ناشی از تغییر مسیر رودخانه و نیز وقوع سیلاب بکاهد. پیشنهاد می شود برای جلوگیری از تخریب بیشتر از طریق لکه های انسان ساخت و کشاورزی، حریم جوامع حاشیه رودانه رعایت شود.

هدف از این پژوهش، ارزیابی تغییرات زمانی پوشش گیاهی جوامع حاشیه رودخانه قره سو استان اردبیل با استفاده از سنجه های سیمای سرزمین در یک بازه زمانی 8 ساله است که برای برنامه ریزی های حفظ اکوسیستم رودخانه و مطالعه مورفولوژی آن اهمیت است. تهیه نقشه پوشش حاشیه رودخانه قرسو از تصاویر GoogleEarth برای سال های 2011، 2016، 2019 به دلیل وضوح تصاویر استفاده شد. به منظور ارزیابی ارتباط بین سنجه های سیمای سرزمین در دوره های زمانی مورد بررسی از تحلیل همبستگی در محیط برنامه نویسی R استفاده شد. نمقدار سنجه پیوستگی سیمای سرزمین 52/91 درصد به 49/95 درصد در این منطقه طی دوره مورد مطالعه که نشان دهنده افزایش یکپارچگی و بهبود پیوستگی در سیمای سرزمین می باشد. ارزیابی تعداد لکه در تحقیق حاضر روند افزایشی را نشان داد که بیش ترین مقدار برای بازه زمانی 2019 بوده است. هم چنین نتایج تغییرات عرض رودخانه قره سو نشان داد که عرض رودخانه در سال 2019 به ترتیب با حداکتر و حداقل 43/27 و 97/3 است. مقایسه مقادیر عرض رودخانه در سه دوره مطالعاتی نشان دهنده روند افزایشی در عرض رودخانه می تواند ناشی از محدود شدن عرض رودخانه توسط فعالیت های انسانی و یا حفاظت کناره ها برای حفاظت از اراضی کشاورزی در برابر تعریض کناره ها باشد. هم چنین همبستگی عرض رودخانه نشان داد که بین دوره زمانی 2019 و 2016 همبستگی 63/0 و در سطح 001/0 معنی دار می باشد. کم ترین همبستگی بین دوره زمانی 2019 و 2011 با مقدار عددی 30/0 در سطح 5 درصد محاسبه شد. در حالت کلی نتایج تغییرات در جوامع حاشیه رودخانه را می توان با پیشروی عملیات کشاورزی تا نزدیک حریم رودخانه مرتبط دانست.

هدف از تحقیق حاضر، تحلیل ارتباط بین تغییرات کاربری اراضی در دوره های زمانی مختلف با استفاده از سنجه های سیمای سرزمین در حوزه آبخیز کوزه تپراقی واقع در استان اردبیل بوده است. بدین منظور، سه تصویر ماهواره ای لندست مربوط به سال های 1379، 1389 و 1400 از پایگاه اطلاعاتی سازمان زمین شناسی آمریکا (USGS) دریافت شد. پس از تهیه نقشه های کاربری اراضی منطقه به روش طبقه بندی نظارت شده و تبدیل آن به فرمت رستری، سنجه های سیمای سرزمین از نرم افزار Fragstats 8.2 در دو سطح سیما (22 سنجه) و کلاس (13 سنجه) محاسبه و کمی سازی شدند. مقدار ضریب کاپا برای نقشه های کاربری اراضی سه سال مورد بررسی (1379، 1389 و 1400) به ترتیب برابر با 2/58، 0/75 و 2/59 درصد به دست آمد. نتایج نشان داد که در سطح کلاس زراعت دیم حداکثر مقدار را در سنجه تراکم حاشیه (ED) و زراعت آبی حداکثر مقادیر را در سنجه های میانگین فاصله نزدیک ترین همسایه اقلیدسی (ENN-MN)، تعداد لکه (NP) و حاشیه کل (TE) در هر سه سال داشته اند. هم چنین در سطح سیما نیز شاخص تکه شدگی (SPLIT) در سال 1389 نسبت به سال 1379 کاهش جزئی داشته و سپس در سال 1400 افزایش پیدا کرده است. شاخص بزرگ ترین لکه (LPI) هم کاهش قابل توجهی در سال 1400 نشان داد، به طوری که از مقدار 34/43 در سال 1379 به 81/34 در سال 1400 رسیده است.

امنیت اکولوژیکی حوزه آبخیز به ظرفیت زمین و سطح تقاضای مورد انتظار برای تضمین حیات جمعیت ساکن در آن وابسته بوده و ارزیابی منطقه ای آن برای پیشبرد برنامه ریزی ها و سیاست گذاری های راهبردی ضروری است. به همین منظور، پژوهش حاضر با هدف تحلیل وضعیت ناهمگونی امنیت اکولوژیکی حوزه آبخیز سامیان واقع در بخش مرکزی استان اردبیل انجام شد. بر همین اساس، یک روش ارزیابی جامع مبتنی بر تحلیل ابعاد مختلف تأمین و تقاضای امنیت مادی و معنوی در سطح 27 زیرحوضه مفهوم سازی و پیاده سازی شد. نتایج نشان داد که مقدار متوسط هر دو مؤلفه تأمین و تقاضای امنیت اکولوژیکی در کل حوزه آبخیز برابر با 53/0 بوده است. هم چنین، از لحاظ شاخص امنیت اکولوژیکی (ESI)، کل حوزه آبخیز دارای وضعیت امن جزئی است. با وجود این، از لحاظ ناهمگونی فضایی، حداکثر مقدار شاخص امنیت اکولوژیکی (49/0) به زیرحوضه 22 واقع در قسمت مرکزی اختصاص داده شد. از ویژگی های کلی این زیرحوضه می توان به کاربری زراعت آبی اشاره کرد که موجب شده است منطقه از لحاظ امنیت اکولوژیکی در سطح بالایی قرار گیرد. هم چنین، حداقل مقدار این شاخص (43/0-) مربوط به زیرحوضه 27 واقع در بخش مرکزی استان است. شهر اردبیل مرکز استان اردبیل در این زیرحوضه قرار دارد و شهری بودن و نبود کاربری زراعت، جنگل و باغ از جمله ویژگی های این زیرحوضه است که منجر به قرار گرفتن این زیرحوضه در وضعیت ناامن شده است. توزیع مکانی شاخص امنیت اکولوژیکی نشان داد که وضعیت های امن، امن جزئی، ناامن جزئی و ناامن به ترتیب 12، 51، 33 و چهار درصد حوزه آبخیز سامیان را شامل شده اند.

شاخص های بوم شناختی به ابزارهای مهمی برای ارزیابی و پایش منابع طبیعی تبدیل شده اند که درک رابطه بین فعالیت های زیست شناسی و واکنش بوم شناختی برای ساختار آن ها ضروری است. از طرفی، فعالیت های انسانی از طریق تغییرات در تولید رسوب، انتقال و ذخیره سازی تأثیرات قابل توجهی بر تکامل چشم انداز دارند. لذا این امر در مدیریت جامع نگر حوضه ها و اکوسیستم های مختلف بایستی مورد توجه قرار گیرد. بر همین اساس، پژوهش حاضر با هدف ارزیابی ناهمگونی فضایی شاخص آشفتگی هیدرورسوب شناسی (HSDI) در زیرحوضه های سامیان واقع در بخش مرکزی استان اردبیل انجام شد. بدین منظور، ابتدا عوامل انتقال رسوب (ST)، تنش هیدرولوژیکی (HS)، تغذیه آب زیرزمینی (Rec) و پتانسیل فرسایش خاک (SEP) برای 27 زیرحوضه مختلف مورد مطالعه محاسبه شد. در ادامه، وزن دهی این عوامل با استفاده از روش آنتروپی شانون صورت گرفت. سپس با استفاده از میانگین وزنی شاخص آشفتگی هیدرورسوب شناسی (HSDI) محاسبه و پهنه بندی شد. نتایج نشان داد که مقادیر متوسط، حداکثر و حداقل مقدار شاخص HSDI در حوضه سامیان به ترتیب برابر 17/10، 67/45 و 20/0 بوده است. هم چنین، طبق نتایج به ترتیب 67/87، 33/5، 32/5 و 68/1 درصد از مساحت حوضه در طبقات خیلی کم، کم، متوسط و زیاد از سطح آشفتگی دسته بندی شد. زیرحوضه 19 واقع در بخش شمالی، و زیرحوضه های 20 و 21 واقع در بخش مرکزی حوضه سامیان دارای بیش ترین آشفتگی هستند، لذا برای انجام اقدامات مدیریتی در اولویت قرار می گیرند. چارچوب پژوهش حاضر به عنوان ابزاری بالقوه برای حمایت از تصمیماتی که باید بر بهبود مدیریت منابع طبیعی متمرکز باشد، قابلیت کاربرد دارند.

کمبود منابع آب در برخی از استان ها به یک بحران تبدیل شده است. بر همین اساس، به تازگی توجه ویژه ای به اتصال ساختاری و عملکردی شبکه های رودخانه و منبع اصلی تأمین آب (به عنوان یکی از راه حل های مدیریتی در مقیاس حوزه آبخیز) شده است. با وجود این، به اتصال هیدرولوژیکی در ایران هنوز به طور کافی توجه نشده است؛ بنابراین پژوهش حاضر با هدف ارزیابی و بهینه سازی اتصال هیدرولوژیکی در شبکه رودخانه حوزه آبخیز سامیان برای حفاظت و مدیریت بهتر منابع آب و بهبود عملکرد هیدرولوژیکی انجام شد. نتایج نشان داد که شبکه هیدرولوژیکی رودخانه با طول کلی 73/1254 کیلومتر 173 یال و 176 گره دارد. همچنین، نسبت یال به گره (β)، اتصال گره به یال (γ)، شاخص یکپارچگی اتصال (IIC) و سنجه احتمال پیوستگی (PC) به ترتیب برابر با 983/0، 331/0، 66/5 و 151/1 به دست آمد. علاوه بر این، ساختار هیدرولوژیکی در مناطق دشتی به صورت ضعیف ارزیابی شد. در این میان، مهاجرت مرکز ثقل گردش آب پس از بهینه سازی برای سطح های مختلف اتصال هیدرولوژیکی به جنوب حوزه آبخیز انتقال پیدا کرده است. نتایج حاصل از محاسبه نسبت  یال به گره (β) و اتصال گره لبه (γ) نشان داد که پیچیدگی داخلی شبکه مسیر با افزایش سطح بهینه سازی افزایش می یابد. همچنین، افزایش سطح بهینه سازی از 1 تا 4 باعث افزایش تعداد مسیرهای اتصال آب در حوزه آبخیز، پیچیدگی شبکه رودخانه و شاخص پیوستگی هیدرولوژیکی (IIC) شده است بنابراین پیشنهاد می شود اتصال هیدرولوژیکی در حوزه آبخیز سامیان تا سطح 4 بهینه سازی شود.