مناطق خشک و نیمه خشک

استفاده انسان از سرزمین از دو جنبة مدیریت سرزمین و نحوة بهره برداری از آن اهمیت پیدا میکند. ارزیابی توان زیست محیطی به عنوان راهکاری به منظور استفادة بهینه از امکانات آب و خاک و بررسی پیامدهای زیست محیطی، مورد استفاده قرار گیرد. در این مطالعه ارزیابی توان زیست محیطی حوضة آبریز بیرجند واقع در استان خراسان جنوبی با استفاده از روش رویهم گذاری نقشه ها بررسی شده است. شوری و قلیاییت، عدم تکامل پروفیل خاک، بافت نامناسب خاک، بارندگی کم و پراکنده و فقدان پوشش گیاهی مناسب از مهم ترین محدودیت های اساسی فعالیت های کشاورزی دشت بیرجند است. از تلفیق 5 نقشة جهات جغرافیایی، شیب، ارتفاع، اجزای واحد اراضی، پوشش گیاهی و در نظر گرفتن ویژگیهای اکولوژیک اقلیمی، جمعیتی و هیدرولوژیکی، نقشة نهایی واحد های زیست محیطی و در خاتمه نقشه توان زیست محیطی حوضة آبریز بیرجند به دست آمده است. بخش عمده ای از اراضی این حوضه، به استثنای بخش مرکزی به دلیل محدودیت های پیش گفته فاقد توان کاربری زراعیاند و فعالیت های کشاورزی به صورت فاریاب فقط در محدودة آبخوان دشت بیرجند قابل پیش بینی است. کاربری زراعی دیم نیز در محدودة آبخوان و در سطح کمی بیشتر از آبخوان بر روی تراس های فوقانی و دشت های دامنه ای و مناطقی با خاکهای عمیق قابل اجراست. کاربری باغی در محدودة آبخوان و در دره ها و مظهر قنات های واقع در بخش کوهستانی و کاربری مرتعی و حیات وحش نیز در مناطق با شیب بیش از 10 درصد قابل اجراست.

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 R 2 ) 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.

با توجه به سوءمدیریتهای واقع شده در حوزه استفاده، احیا و تخصیص منابع آب، بازگشت و استفاده از فن آوری ها و دانش های بومی و به روزآوری آنها و بومی کردن فناوری های مدرن امری اجتناب ناپذیر است. از آنجاکه یکی از رکن های مهم برنامه ریزی و مدیریت در حوزه منابع آب شناسایی مناسبترین معیارها یا عوامل موثر در آن می باشد در این پژوهش با مرور وسیع منابع داخلی و خارجی در حوزه دانش بومی و همچنین استفاده از نظر متخصصان و خبرگان استان یزد با روش دلفی متغیرها شناسایی و پرسشنامه تهیه شد، سپس متغیرهای تاثیرگذار با استفاده از روش های مناسب مانند تحلیل عامل اکتشافی و تجزیه به مولفه های اصلی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان می دهد که شش عامل اصلی محافظت و ﭘﺎیﺪﺍﺭی، مدیریت، کل نگری، مقرون به صرفه بودن، ﺳﺎﺯﮔﺎﺭی، پویایی از جمله عوامل و معیار های دانش بومی در مدیریت و برنامه ریزی منابع آب استان یزد بوده است، همچنین متغیرهایی چون حفظ تنوع زیستی، مدیریت صحیح و اصولی، مقرون به صرفه بودن و حفظ حیات وحش نیز از اهمیت بیشتری برخودار بوده اند

آب، با توجه به شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک، در اکثر مناطق سرزمین ما، حیاتی ترین ماده است. رطوبت عاملی مهم در ایجاد بارش بوده، بنابراین شناسایی و آگاهی از چگونگی انتقال رطوبت، نوسان و تاثیرگذاری آن بر بارش در یک منطقه، ضروری می باشد. به همین منظور در این پژوهش، داده های دوباره واکاوی شده ی ERA interim بارش، ارتفاع ژئوپتانسیل، نم ویژه و مولفه های (مداری و نصف النهاری) باد در دوره آماری 1981-2011 با قدرت تفکیک مکانی 1 در 1 درجه قوسی از مرکز پیش بینی های میان مدت اروپا (ECMWF) اخذ گردید. با بهره گیری از شاخص استاندارد شده z (ZSI) سال های خشک و مرطوب استخراج، و شار رطوبت ورودی به منطقه در این سال ها محاسبه گردید. برای مقایسه، الگوهای گردشی و تغییرات شار رطوبت در سال های خشک و مرطوب نمونه بررسی شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد تفاوت معناداری به لحاظ الگوی جریان حاکم در این سال ها وجود دارد، به طوری که با تغییر در جهت جریان ها در سطوح زیرین جو (1000 تا 700 هکتوپاسکال)، مقادیر رطوبت ورودی به منطقه تغییر نموده است. در سال های مرطوب در مقایسه با سال های خشک، جابجایی مرکز پرارتفاع عربستان به سمت شرق و قرارگیری بیشتر برروی دریا، کشیدگی مداری و افزایش گستره بازوی شرقی آن باعث تقویت جریا ن های شرقی-شمال شرقی بر روی دریای عرب و ایجاد و گسترش جریان های جنوب غربی بر روی شبه جزیره عربستان و ایجاد ناوه عمیق تر با محوری شرق سو مابین آن با پرارتفاع شمال آفریقا شده است. این شرایط با افزایش رطوبت برداشتی از پهنه های آبی جنوبی و انتقال به منطقه مورد بررسی در ایجاد بارش و شکل گیری سال های مرطوب آن تاثیرگذار بوده است.

کشور ایران به دلیل واقع شدن بخش های عظیمی از آن (21% مساحت کل) بر روی کمربند خشک و نیمه خشک جهان، در زمره کشورهای مستعد طوفان های گرد و خاک قرار دارد. وزش بادهای موسمی موجب می گردد که توده ای از ذرات رس و سیلت بصورت ریزگرد و گاه دود در جو پخش شده و دید افقی را بین 1 تا 2 کیلومتر محدود کند. در این راستا موضوع تثبیت ذرات ریز خاک با استفاده از پلیمر به عنوان روشی برای کاهش تولید گرد و غبار از محل های مستعد، تعریف می شود که در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه های ساخته شده در این مطالعه عبارت بودند از ذرات خاک به اضافه ی درصد های مختلفی از پلیمر (0، 5/0، 1، 2، 5/2، 3 و 4 درصد نسبت به وزن خاک خشک) که بطور کامل با هم مخلوط شده بودند. این نمونه ها تحت شرایط محیط آزمایشگاهی به مدت 7 روز نگهداری می شدند تا پس از اطمینان از خشک شدگی کامل، پایداری آنها در مقابل وزش باد مورد بررسی قرار گیرد. با افزودن پلیمر به خاک، اگرچه وزن مخصوص خشک خاک، نسبت به حالت خاک بدون پلیمر کاهش یافت؛ اما افزودن پلیمر به خاک، افزایش چشم گیری در پایداری خاک در مقابل وزش باد با سرعت 72 کیلومتر بر ساعت از خود نشان داد. بهترین حالت برای افزایش 4 درصدی پلیمر به خاک بدست آمد که بر اساس آن پایداری تقریباً 15 برابر بیشتر از خاک فاقد پلیمر (نظیر خاک مناطق خشک و نیمه خشک) بود.

محصولات عمق نوری ریزگرد اتمسفری (AOD) مبتنی بر ماهواره های در حال گردش مانند MODIS، VIIRS و NOAA می توانند توزیع روزانه AOD جهانی و منطقه ای را ارائه دهند. کاربرد آنها برای نظارت بر کیفیت هوا در مقیاس های محلی مانند محیط های شهری به دلیل قدرت تفکیک مکانی پایین آنها محدود است. اخیراً، علاقه فزاینده ای به بازیابی محصولات AOD بر اساس تصاویر نوری با قدرت تفکیک بالا شکل گرفته است. هدف اصلی این پژوهش، ارزیابی بازیابی AOD در مناطق شهری با استفاده از تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک مکانی بالا است. با فرض سطح لامبرتی، اصل بازیابی AOD توسعه یافته بر اساس تئوری انتقال تابشی با استفاده از معادله Tanré می باشد. برای حل معادله انتقال تابشی، مطالعه حاضر مدل انتقال تابشی شبیه سازی دوم سیگنال ماهواره ای در طیف خورشیدی (6S) را اتخاذ و یک جدول جستجو را با فرض یک مدل ریزگرد قاره ای ساخت. بازتاب سطح زمین در کل دوره مطالعه با استفاده از Landsat 8 OLI برای دوره 2016-2015 تنوع بسیار کمی به صورت ماهانه نشان داد. بازیابی AOD با مقایسه بازتاب TOA اندازه گیری شده و شبیه سازی شده انجام گرفت. اعتبارسنجی با استفاده از یک سایت زمینی مستقر در پشت بام مرکز منطقه ای هواشناسی با نام Tamanrasset_INM واقع در منطقه تامنراست، الجزایر انجام شد. اعتبارسنجی نشان می دهد که روش بازیابی AOD منجر به خطای استاندارد 0.1068 می شود و با  برابر با 70.9% همبستگی خوبی نشان می دهد.

هدف اصلی پژوهش حاضر، اقلیم شناسی مناطق خشک و نیمه خشک در ایران مرکزی با استفاده از روش های آماری تحلیل-عاملی و تحلیل خوشه ای است. بدین منظور، از داده های 13 متغیراقلیمی در 14 ایستگاه سینوپتیک در بازه زمانی 44 ساله از سال 1355 تا 1398شمسی استفاده شد و ماتریسی به ابعاد 14×13 که سطرها؛ عناصر اقلیمی و ستون ها؛ تعداد ایستگاه ها هستند، ایجاد گردید. جهت تعمیم داده های ایستگاهی به پهنه ای نیز، شبکه ای با یاخته های km 15×15 در ایران مرکزی تشکیل شد و ماتریسی با ابعاد 14×446 که سطرها؛ یاخته های رقومی و ستون ها؛ تعداد ایستگاه ها را نشان می دهد، به دست آمد که مبنای محاسبات در تحلیل عاملی با چرخش واریماکس و تحلیل خوشه ای با ادغام وارد، بوده است. نتایج حاصل از ارتباط سنجی ارتفاع با متغیرهای اقلیمی حاکی از این است که در ایران مرکزی، رابطه مستقیم و معنی داری بین این دو عامل برقرار است اما به علت تأثیر عوامل محلی و کلان مقیاس اقلیمی، این ارتباط در سرتاسر پهنه یکسان نیست و گاهاً لانه گزینی اقلیمی را به وجود می آورد. همچنین نتایج نشان داد که 4 عامل اصلی و اثرگذار که اقلیم ایران مرکزی را می سازند به ترتیب عبارتند از: بارش، دما، رطوبت و توفان گردوخاک. این عوامل، 2/86% از رفتاراقلیمی این پهنه را تبیین می کنند. بارش با 35%، مهمترین عنصراقلیمی اثرگذار در این پهنه است که غالباً در مناطق سردکوهستانی و ارتفاعات حاکمیت دارد. دما با 3/27% در بیابان های مرکزی و کناره های کویرلوت در کاشان، خوروبیابانک، بم و لار نقش آفرین است. رطوبت با 3/15% در بخش هایی از مناطق گرم ومرطوب جنوبی در بافت، آباده و داران اصفهان موثر است. توفان های گردوخاک با 8/8%، کم ترین عامل اثرگذار در اقلیم ایران مرکزی است که به صورت پراکنده در خوروبیابانک، بافق، یزد و کاشان رخنمون بیشتری دارد. همچنین با انجام تحلیل خوشه ای، 4 ناحیه اقلیمی متمایز در ایران مرکزی تحت عنوان ناحیه بارشی؛ ناحیه سردکوهستانی؛ ناحیه گرم وخشک؛ احیه بسیارگرم وخشک بادی شناسایی گردید.