تولید آب

تبدیل پوشش طبیعی فضاهای شهری به سکونتگاه های انسانی باعث تغییرات ساختاری و عملکردی این فضاها شده است. لذا خدمات زیست محیطی ارائه شده توسط این زیرساخت های بوم شناختی روز به روز ضعیف تر می شود، که این امر منجر به کاهش امنیت بوم شناختی شهرها شده و تهدیدی برای توسعه پایدار می باشد. از آنجایی که در بین خدمات اکوسیستمی، تولید آب در برابر تغییرات شدید ناشی از تغییرات کاربری اراضی آسیب پذیرتر بوده، مورد هدف این تحقیق قرار گرفته است. هدف از این تحقیق، از یک سو پایش تغییرات کاربری اراضی در یک دوره زمانی 20 ساله (2000 - 2020) با استفاده از تصاویر ماهواره لندست و از سوی دیگر ارزیابی امنیت بوم شناختی خدمات اکوسیستمی (تولید آب) در دوره های زمانی مطرح شده است. این پژوهش در حوضه آبخیر لواسانات که واقع در استان تهران است، انجام شد. داده های مورد نیاز این مدل شامل نقشه های مرز حوضه، بارش، پتانسیل تبخیر و تعرق، عمق خاک، آب قابل دسترس گیاه و کاربری های اراضی و پوشش گیاهی و همچنین یک جدول خصوصیت بیوفیزیکی می باشد که در نرم افزار InVEST 3.7.0 وارد شده و به وسیله آن، مدل نقشه سازی میزان تولید آب در دهه های مختلف بدست آمد. پس از وارد کردن داده های مورد نیاز مدل، نتایج نشان داد که میزان تولید آب در سال های 2000، 2010 و 2020 به ترتیب برابر با2641734.816 ، 3318950.915 و 7737201.215 متر مکعب بوده است. محاسبات مدل نشان می دهد که میزان تولید آب در حوضه لواسانات در حال افزایش می باشد. این افزایش به این دلیل است که کاربری های ساخته شده در حال افزایش بوده لذا مقدار آب در دسترس به صورت رواناب افزایش و امنیت بوم شناختی محدوده مورد مطالعه کاهش یافته است.

آب یکی از نیازهای اساسی حیات انسان ها و موجودات زنده به شمار می رود و برنامه ریزی مناسب برای استفاده از آن در سراسر جهان، بخصوص ایران، حائز اهمیت است. این مطالعه با هدف ارزیابی اثرات کاربری اراضی بر خدمات اکوسیستمی تولید آب در حوضه آبخیز تراز، استان خوزستان در بازه زمانی 1990 تا 2050 انجام شد. در این راستا، ارزیابی تولید آب با استفاده از InVEST و نقشه سازی کاربری اراضی با استفاده از روش طبقه بندی حداکثر احتمال در محیط ENVI 5.3 و اتوماتای سلولی زنجیره مارکف در محیط TerrSet صورت پذیرفت. همچنین رابطه تولید آب با سنجه های سیمای سرزمین شامل تعداد، تراکم، شکل و مساحت لکه بر مبنای روش رگرسیون وزنی مکانی (GWR) در محیط Arc GIS 10.5 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد در 30 سال گذشته مساحت جنگل ها و مراتع در منطقه مطالعاتی به ترتیب حدود 3199 و 1611 هکتار کاهش و مساحت اراضی کشاورزی و ساخته شده ها به ترتیب 4388 و 387 هکتار افزایش یافته اند. پیش بینی می شود که در 30 سال آینده نیز 2442 هکتار از مساحت جنگل های منطقه کاسته شود و مساحت کاربری های کشاورزی، مراتع و ساخته شده ها به ترتیب 1651، 687 و 102 هکتار افزایش یابد. کل حجم آب تولیدی قابل دسترس در منطقه در سال 2020 معادل 5/26 میلیون مترمکعب (به طور متوسط 857 مترمکعب در هکتار) و میزان تولید آب در ساخته شده ها، مراتع، جنگل ها و اراضی کشاورزی به ترتیب 3123، 1074، 1071 و 374 مترمکعب در هکتار برآورد گردید. نتایج GWR تأیید کرد که تولید آب با سنجه های تعداد لکه، تراکم لکه و شاخص شکل سیمای سرزمین رابطه مکانی معنادار و معکوس دارد (0.83, p-value>0.05≤R2)؛ درحالی که رابطه آن با شاخص بزرگ ترین لکه یک رابطه معنادار و مستقیم است (0.84, p-value>0.05=R2). بر این اساس می توان گفت که ویژگی های ساختاری سیمای سرزمین و الگوی کاربری اراضی حاکم بر منطقه می تواند تعیین کننده تولید آب باشد.

تولید آب یکی از مهم ترین خدمات اکوسیستمی تولیدی است که تحت تأثیر ویژگی های کاربری اراضی تغییر می کند. این پژوهش با هدف ارزیابی تولید آب در منطقه سیستان و ارزیابی همبستگی مکانی آن با ویژگی های کاربری اراضی بر مبنای سنجه های تراکم و تعداد لکه، بزرگ ترین لکه، شکل سیمای سرزمین و تراکم لبه انجام شد. مدل اینوست برای ارزیابی تولید آب و رگرسیون وزنی مکانی (GWR) برای بررسی همبستگی مکانی بین تولید آب و سنجه های سیمای سرزمین استفاده شد. مجموع تولید سالیانه آب در منطقه حدود 71 میلیون مترمکعب (به طور میانگین 43 مترمکعب در هکتار) برآورد گردید که بیشترین میزان آن در مناطق غربی و کمترین میزان آن در بخش های شرقی مشاهده شد. اراضی بایر و ساخته شده ها به ترتیب با 65 و 4 مترمکعب در هکتار دارای بیشترین و کمترین میزان تولید آب بودند. نتایج GWR مشخص کرد بین تولید آب با سنجه های موردنظر همبستگی مکانی معناداری وجود دارد (0.95<R2<0.98, p-value<0.01) که بیانگر اثر ویژگی های کاربری اراضی بر فراهم سازی خدمات اکوسیستمی تولید آب است. این مطالعه اطلاعات مفیدی در رابطه با میزان تولید آب و ارتباط آن با ویژگی های مختلف کاربری های اراضی در منطقه مطالعاتی ارائه داده است که می تواند در راستای اتخاذ راهبردهای مناسب برای حفظ منابع آبی مورداستفاده قرار گیرند.

محدودیت منابع آب همواره بر برنامه ریزی های محیط زیستی تاثیرگذار بوده است. این مسئله به ویژه در مورد منابع آب فرامرزی، که برنامه ریزی و مدیریت آنها مربوط به دو یا چند کشور همسایه بوده و هر گونه تغییر و کنترل منابع آبی، بر شرایط محیط زیستی و رفاه و معیشت انسانی در کشور پائین دست تاثیر گذار است، بسیار حائز اهمیت می باشد. در پژوهش حاضر، مدل سازی تولید آب به عنوان یکی از خدمات حیاتی اکوسیستمی در حوضه آبریز فرامرزی هیرمند صورت گرفته است. بدین منظور ابتدا، اطلاعات مربوط به رودخانه هیرمند با استفاده از مرور منابع و پژوهش های صورت گرفته گردآوری و سپس مرز محدوده حوضه مطالعاتی مشخص گردید. اطلاعات مورد استفاده برای مدلسازی، تغییرات فاکتورهای اقلیمی سه دوره زمانی با فاصله 10 ساله شامل سال های 2002، 2012 و 2022 شامل دمای کمینه و بیشینه، بارندگی، تبخیر و تعرق بالقوه، ساعت آفتابی (تابش) و فاکتور های مرتبط با خاک و زمین شامل عمق محدود کننده ریشه و آب قابل دسترس گیاه در خاک و نقشه های کاربری اراضی و پوشش زمین می باشند. جهت برآورد میزان تولید آب در حوضه آبریز مورد بررسی، از مدل مربوط به تولید آب نرم افزارInVEST 3.3.2 بهره گرفته شده است. نتایج حاصل از تفسیر تصاویر ماهواره ای مربوط به کاربری اراضی در سه بازه زمانی مختلف بیانگر وسعت کاهش پهنه های آبی است. علاوه بر آن تحلیل های مرتبط با تولید آب، نشان می دهند که حجم کل آب تولید شده در حوضه، در سال 2002، 5.14 میلیون مترمکعب بوده، این مقدار در سال های 2012 و 2022 به ترتیب به 4.23 میلیون مترمکعب و 3.87 میلیون مترمکعب رسیده است. این روند کاهشی تولید آب در حوضه آبریز هیرمند که به میزان تقریبی 2۵ درصد بوده است، تاثیرات منفی بر شرایط اقتصادی-اجتماعی مردم منطقه و همچنین شرایط محیط زیستی، به ویژه تالاب هامون، به جای می گذارد. از جمله پیشنهادات این تحقیق، لزوم تلاش جهت تامین حقابه رودخانه هیرمند و تالاب هامون از طریق همکاری و رایزنی با کشور افغانستان می باشد.