حدیث صادقی

پایش مستمر میزان کربن آلی خاک یکی از نیازهای نظارت بر فرایند های زیست محیطی منجمله تغییرات اقلیمی واثرات آن بر اکوسیستم است. هدف تحقیق حاضر شناخت رابطه تغییر اقلیم و تغییر کاربری اراضی و تاثیر آن بر ترسیب کربن خاک های زاگرس میانی است. پس از بررسی چشمی تصویر رنگی و مشاهدات میدانی، به روش تصادفی طبقه بندی شده 180 محدوده دارای پوشش درخت مشخص و از هر نقطه تا عمق 20 سانتی متری نمونه های خاک برداشت و به آزمایشگاه منتقل و برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک اندازه گیری شد. نتایج نشان دهنده افزایش سطوح فاقد پوشش گیاهی یا به عبارتی تغییر کاربری های جنگلی و مرتعی به سطوح بدون پوشش است، این نتایج با روند تغییرات کاربری اراضی در منطقه منطبق می باشد. بطوری که تغییرات سبزینگی و پوشش گیاهی در سطح استان متأثر از شرایط خشکسالی و ترسالی تضعیف یا تشدید می شود. بطور کلی تغییر کاربری اراضی از جنگل و مرتع به اراضی فاقد پوشش گیاهی، تغییرات شاخص دمایی منتج از محاسبات تصاویر ماهواره ای که نشان دهنده تنش در پوشش گیاهی به علت دما و خشکی بالا است و از طرف دیگر شاخص های گیاهی هم بیان کننده کاهش سطوح دارای پوشش گیاهی هستند که منجر به کاهش زیست توده گیاهی و کاهش تولید ماده آلی در کاربری های تغییر یافته می گردد. بطورکلی با توجه به روند کاهش ترسیب کربن از 89 تن در هکتار به 50 تن در هکتار در بازه زمانی 30 ساله می توان انتظار داشت با سناریوی اقلیمی موجود و مدیریت فعلی منابع طبیعی وضعیت پوشش گیاهی منطقه فقیر و کاهش مقادیر ترسیب کربن ناشی از پوشش گیاهی در آینده قابل پیش بینی 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.

بارش علیرغم تأمین آب دارای نقش های متعدد و متضادی در طول دوره زراعت برنج است و انتخاب مناسب توزیع احتمال رخداد آن گام مهمی در برنامه ریزی مدیریت منابع آب و تنظیم تقویم کشت و کاهش خسارت در شالی کاری است. در پژوهش حاضر، برای تعیین مناسب ترین توزیع های احتمال بارش در طول فصل رشد برنج، از داده های 8 ایستگاه سینوپتیک سواحل جنوبی دریای خزر شامل ایستگاه های آستارا، بندر انزلی، رشت، رامسر، بابلسر، قراخیل، نوشهر و گرگان با طول دوره آماری 30 ساله (1991-2020) استفاده شد. پس از کنترل کیفیت و همگن سازی داده ها، توزیع های برنولی-لوگ نرمال، برنولی-ویبول و برنولی-گاما بر داده های بارش در مقیاس های زمان روزانه (در پنجره هایی به طول سه روز بدون همپوشانی) و همچنین طول فصل رشد برنج برازش داده شدند. برای شناخت مناسب ترین توزیع از آزمون نیکویی برازش کلموگروف-اسمیرنوف (K-S) و شاخص آکائیک (AIC) استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد توزیع برنولی-گاما مناسب ترین توزیع احتمالاتی برای برآورد بارش فصل رشد برنج در سواحل جنوبی دریای خزر است. پس از توزیع برنولی-گاما، توزیع برنولی-ویبول به ویژه برای ایستگاه نوشهر واقع در بخش مرکزی استان مازندران برازش بهتری را نشان داد. یافته های این تحقیق می تواند در کمی سازی میزان انتظار و ریسک ناشی ازبارش در مقاطع زمانی مختلف فصل رشد برنج بکار گرفته شود.

پوشش گیاهی نقش مهمی در حفاظت از منابع آب و خاک، تثبیت کربن و بهبود کیفیت هوا دارد. در زاگرس میانی، پوشش گیاهی جنگلی و مرتعی و تأثیر آن در حفاظت از منابع خاک و آب و پایداری فعالیت های اقتصادی، دارای اهمیت بسیار است. در این پژوهش، با استفاده از پلتفرم گوگل ارث انجین و تصاویر ماهواره لندست – 7، خشکسالی زاگرس میانی (استان لرستان) با شاخص های گیاهی NDVI، SAVI و VCI و همچنین شاخص خشکسالی هواشناسیSPI ، متعلق به دوره آماری 2020-2000 پایش شد. برای محاسبه شاخص SPI از داده های بارش نُه ایستگاه هواشناسی سینوپتیک، با پراکنش مکانی مناسب و طول دوره آماری (2020-2000) استفاده شد و پردازش ها در نرم افزار DPI انجام شد. به منظور محاسبه شاخص های گیاهی، ابتدا تمامی تصاویر ماهواره ای تصحیح هندسی شده سنجنده ETM+ ماهواره لندست برای استان لرستان، متعلق به هر سال، فراخوانی شد. در این مرحله، به طور متوسط درمورد هر سال 52 تصویر فراخوانی شد. سپس تصاویر با پوشش ابری کمتر از 5% انتخاب و پردازش شدند. نتایج شاخص VCI نشان داد منطقه مورد مطالعه، در طول دوره آماری 2020-2000، اغلب تحت تأثیر خشکسالی خفیف بوده و بین سال های مورد مطالعه، در سال 2008، بیشترین میزان مساحت خشکسالی مربوط به طبقه متوسط را با 6/5880 هکتار، دارا بوده است. نتایج شاخص SPI نشان داد در سال 2010 خشکسالی متوسط، در سال های 2008 و 2017 خشکسالی شدید، در 2006 ترسالی ملایم و سال 2019 ترسالی شدید رخ داده است. نتایج شاخص های NDVI و SAVI نیز گویای افزایش طبقات پوشش گیاهی تنک و مناطق فاقد پوشش گیاهی، به ترتیب، 1/331679 و 115164 هکتار و کاهش پوشش گیاهی نرمال و متراکم، به ترتیب، 7/446160 و 4/682 هکتار در سال 2008، در قیاس با سال های 2006 و 2007 بود. براساس نتایج، هر سه شاخص مورد بررسی شرایط مساعد پوشش گیاهی و ترسالی اکولوژیک در سال های 2016، 2019 و 2020 به دست آمد. بیشترین میزان این هماهنگی میان خشکسالی هواشناسی SPI و شاخص های گیاهی در سال های 2008 و 2010 و تاحدودی ترسالی سال 2019 مشاهده شد. به طور کلی، نتایج نشان می دهد که افزایش یا کاهش پوشش گیاهی می تواند ناشی از رخداد یا نبود خشکسالی باشد؛ ضمن آنکه دیگر عوامل، مانند تغییرات کاربری اراضی نیز، باید درنظر گرفته شود.

  شناسایی مناطق همگن آب وهوایی نقش مؤثری در موفقیت برنامه های توسعه منطقه ای دارد. سامانه آب وهوا از عناصر، عوامل و متغیرهای مختلفی تشکیل شده است که باهم سازگان اقلیمی یک منطقه را ایجاد می کنند. روش های چند متغیره قابلیت ترکیب و همپوشانی انواع عناصر و متغیرها را با وزن های متناسبی در ناحیه بندی اقلیمی دارند. در این پژوهش، پهنه بندی آب وهوایی ناحیه خزر با استفاده از تحلیل عاملی و تحلیل خوشه ای انجام شد. بدین منظور یک ماتریس 30 در 30 شامل 30 ایستگاه هواشناسی و 30 متغیر اقلیمی و محیطی تشکیل شد. نتایج تحلیل عاملی نشان داد که آب وهوای منطقه متأثر از 5 عامل بارشی- رطوبتی، دمایی، بادی، تابش آفتاب و عوامل محیطی است. این عامل ها درمجموع 5/92 درصد واریانس داده ها را تبیین کردند. سپس تحلیل خوشه ای به روش ادغام سلسله مراتبی وارد بر روی پنج عامل مذکور انجام شد. نتایج گویای چهار خوشه آب وهوایی در سطح منطقه موردمطالعه بود.

آب و هوا از عوامل اصلی و تعیین کننده در کمیت و کیفیت تولید محصولات کشاورزی است. در این پژوهش ارتباط میان میانگین ماهانه کمینه و بیشینه دما و بارش 223 ایستگاه هواشناسی همدید ایران به عنوان متغیّرهای مستقل با عملکرد گندم223 شهرستان به عنوان متغیّر وابسته در دوره آماری 2000-2017 در دو مقیاس زمانی ماهانه فصل رشد و کل دوره رشد واکاوی شد. روابط فضایی با استفاده از روش های تحلیل آمار فضایی در نرم افزار Arc/GIS 10.4.1 استفاده و با به کارگیری آزمون خودهمبستگی موران و رگرسیون وزن دار جغرافیایی آزمون شد. نتایج شاخص موران نشان داد که توزیع فضایی عملکرد گندم از الگوی خوشه ای پیروی می کند. تحلیل رگرسیون وزن دار جغرافیایی حاکی از تأثیر قابل توجه بارش بر عملکرد گندم با تأثیرگذاری 78 درصدی بود. همچنین نتایج نشان دهنده اثر مثبت بارش بر عملکرد گندم به ویژه در مناطق گرم و خشک مرکزی، شرقی، جنوب شرقی و جنوبی بود. نتایج نشان دهنده اثر مثبت افزایش دما بر عملکرد گندم در تمام سطح منطقه مورد مطالعه بود که به تدریج به سمت بخش های جنوبی به تناسب کاهش ارتفاع و افزایش میزان دما، از شدت اثر آن کاسته شد؛ به طوری که اثر افزایش دماهای روزانه (بیشینه) در مناطق سرد کوهستانی مثبت است؛ در حالی که با توجه به دمای بالای مناطق مرکزی به شرق و جنوب ایران به دلیل ایجاد تنش گرمایی در محصول گندم اثر منفی دارد. درمجموع نتایج تحلیل رگرسیون وزن دار جغرافیایی نشان داد که در مناطق مرطوب و پربارش، افزایش در مقدار دما به مطلوب تر از افزایش مقدار بارش است، به طوری که با افزایش دما میزان عملکرد افزایش می یابد؛ بنابراین می توان گفت در مناطق گرم و نیمه گرم کشور افزایش دما همراه با افزایش بارش می تواند بر عملکرد گندم اثر مثبت داشته باشد. در این مناطق بهتر است کشت گندم در ارتفاعات یا در مواقع سرد سال صورت گیرد و با استفاده از سیستم های آبیاری تنش خشکی را در مراحل حساس رشد گندم کاهش داد.

اقلیم از عوامل تعیین کننده در کمیت و کیفیت تولید محصولات کشاورزی است، این پژوهش ارتباط میان عناصر اقلیمی بارش و دما به عنوان متغیرهای مستقل با عملکرد برنج 40 شهرستان و گندم30 شهرستان به عنوان متغیرهای وابسته در سواحل جنوبی دریای خزر در طول دوره آماری 1379-1395 واکاوی شد. با استفاده از آزمون خودهمبستگی موران و رگرسیون وزن دار جغرافیایی تحلیل های آمار فضایی انجام شد. براساس نتایج حاصل از شاخص موران به ترتیب به میزان 434821/0z= برای برنج و719571/0z= برای گندم نشان داد که الگوی توزیع فضایی عملکرد برنج و گندم دارای الگوی خوشه ای است. تأثیر مثبت بارش در عملکرد برنج در شرق دریای خزر با دامنه ضرایب رگرسیون020/0 تا 540/0 قابل توجه است؛ همچنین نتایج حاکی از رابطه منفی میان متغیر دما با عملکرد برنج در جنوب شرق و شرق و اثر مثبت آن بر عملکرد برنج در دیگر نواحی بود. تأثیر بارش بر عملکرد گندم در غرب و مرکز منطقه با دامنه ضرایب رگرسیون 481/0- تا 871/0- منفی بدست آمد. همچنین نتایج حاکی از رابطه منفی دما با عملکرد گندم در شرق و جنوب شرقی نوار ساحلی و رابطه مثبت دما با عملکرد گندم در دیگر مناطق بود. در نهایت نتایج حاکی از آن بود که در بخش های غربی و مرکزی به علت بارش فراوان و تعداد ساعات آفتابی کم افزایش در مقدار دما مطلوب تر از افزایش مقدار بارش است و در نواحی شرقی و جنوب شرق منطقه که میزان بارش آن پایین تر از آستانه مورد نیاز برنج و گندم است افزایش در میزان بارش مطلوب تر است.

مطالعه ی دمای اعماق خاک از نظر هواشناسی، اقلیم شناسی، کشاورزی، صنعت و دیگر فعّالیّت های زیستی اهمّیّت فراوانی دارد. در این پژوهش، روابط دمای سطح زمین با دماهای اعماق 10، 50 و 100 سانتی متری خاک بررسی شد. این بررسی در پنج ایستگاه سینوپتیک استان کرمانشاه با بهره گیری از آمار ساعات30/6 صبح و 30/6 بعدازظهر در یک دوره ی 14 ساله (2006- 1993) و با استفاده از روش های آماری انجام گرفت. نتایج پژوهش نشان داد که با افزایش ژرفای خاک، دامنه ی نوسان سالانه ی دما و به ویژه دامنه ی شبانه روزی دما کاهش می یابد تا اینکه در عمق 5/0 متری، کمابیش اختلاف شبانه روزی دما از بین می رود. همچنین نوسان های شبانه روزی دمای هر عمق، در تابستان بیشتر از فصول دیگر است. اختلاف سالانه ی دما بین سطح زمین و اعماق، تا عمق 50 سانتی متری افزایش پیدا می کند؛ ولی از آن به بعد کمابیش به حالت ثبات می رسد. آزمون t با نمونه های وابسته نشان داد که میانگین ارقام سالانه ی دما در دو عمق 50 و 100 سانتی متری و نیز، اختلاف شبانه روزی دما بین این دو عمق، اختلاف معنا داری را نشان نمی دهد. تشابه رفتار منحنی های دمایی در اعماق خاک حاکی از آن است که جنس خاک، صرف نظر از اختلاف هایی که در اثر تفاوت های آب وهوایی پدید می آید، تأثیر چندانی در ترتیب توزیع ارتفاعی (عمقی) دما ندارد. در فصل زمستان، پایین ترین دماهای حداقل در اعماق 10، 50 و 100 سانتی متری خاک، نسبت به پایین ترین دماهای سطح زمین، به طور میانگین به ترتیب 3، 13 و 33 روز تأخیر نشان می دهد. این تأخیر برای بالاترین دماهای حداقل در فصل تابستان چند روز بیشتر است. بنابراین می توان نتیجه گرفت که درکل پایین ترین دماها، زودتر از بالاترین دماها به عمق معیّنی می رسند. دماهای اعماق خاک در ایستگاه ها با استفاده از یک مدل وایازی چندگانه و برمبنای سه متغیّر دمای سطح خاک، شماره ی روز سال و عمق موردنظر با دقّت خوب برآورد شد.