rainfall
در نشریات گروه کشاورزی-
برآورد خروجی حوضه یک گام مهم در برنامه ریزی و مدیریت منابع آب سطحی است، به ویژه در حوضه هایی که فاقد داده های قابل اطمینان از متغیرهای اقلیمی هستند. در راستای ضرورت این مسئله در مطالعه حاضر به سبب توزیع نامناسب مکانی ایستگاه های هواشناسی در محدوده مطالعاتی تکاب، از تصاویر و اطلاعات ماهواره ای جهت ارزیابی اثرات احتمالی عوامل اقلیمی شامل بارش و دما بر رواناب استفاده گردید. بدین منظور برای بررسی تغییرات ماهانه بارش و دما از سال 1998 تا 2020 به ترتیب از اطلاعات ماهواره ای TRMM و FLDAS استفاده گردید. نتایج ارزیابی حاکی از دقت مناسب این اطلاعات ماهواره ای در مقایسه با مقادیر مشاهداتی می باشد. بررسی داده های بارش محدوده مطالعاتی تکاب نشان داد که بیشترین میزان بارندگی در 3 ماه میلادی April، March و November معادل ماه های فروردین، اسفند و آبان رخ می دهد که به ترتیب 1/53، 4/40 و 6/39 میلی متر و تقریبا معادل 45 درصد از کل بارندگی سالانه است. همچنین بیشترین و کمترین دمای متوسط محدوده به ترتیب در ماه های میلادی July و January معادل ماه های تیر و دی می باشد که به ترتیب 2/24 و 4/3- درجه سانتی گراد برآورد شده است. از مدل مفهومی IHACRES با استفاده از داده های دما و بارش اطلاعات ماهواره ای برای شبیه سازی رواناب حوضه مورد مطالعه استفاده گردید. به منظور پیش بینی رواناب تولیدی تحت تاثیر تغییر اقلیم و ارزیابی سناریوهای مختلف اقلیمی در آینده نیز از مدل IHACRES استفاده شد. بدین منظور از گزارشات برنامه پنجم توسعه تحت عنوان سناریوهای انتشار RCP (RCP2.6 و RCP8.5) برای سال های آتی تا سال 2100 استفاده گردید. نتایج شبیه سازی جریان تحت سناریو RCP2.6 حاکی از آن است که بیشترین افزایش دبی در دوره آتی برای محدوده مطالعاتی تکاب مربوط به ماه های December، November و January برآورد گردید. همچنین تحت سناریو RCP8.5 بیشترین افزایش دبی در دوره آتی به ترتیب در ماه های August، July و January محاسبه گردید. از طرفی بیشترین کاهش دبی تحت هردو سناریو به ترتیب در ماه های April و May شبیه سازی گردید. طبق نتایج به دست آمده متوسط دبی سالانه طبق سناریوهای اقلیمی RCP2.6 و RCP8.5 به ترتیب معادل 3/8 و 1/5 مترمکعب برثانیه پیش بینی گردید.
کلید واژگان: بارش، تغییر اقلیم، دبی رودخانه، اطلاعات ماهواره ای، مدل IHACRES، RCPIntroductionRunoff is an important hydrological component in the assessment of water resources. Most water resource applications rely on runoff as an essential hydrologic variable. The hydrology of basins is influenced by many factors, including climate change. Basin discharge estimation is an important step in planning and managing surface water resources, especially in basins that lack reliable flow data. In this study, due to the inappropriate spatial distribution of meteorological stations in the study area of Takab, satellite images and products were used to evaluate the possible effects of climatic factors including rainfall and temperature on runoff. For this purpose, in order to investigate the changes in rainfall and temperature from 1998 to 2020, TRMM and FLDAS satellite products, respectively, were evaluated using different statistical criteria with Takab synoptic station data. The evaluation results indicate the appropriate accuracy of these satellite products compared to the observed values. Choosing a suitable rainfall-runoff model for the catchment area is important for the efficiency of planning and management of water resources. Also, choosing a model requires recognizing the capabilities and limitations of hydrological models of the catchment area, which requires access to meteorological parameters such as rainfall and temperature. According to the studies, the IHACRES hydrological model has been used to estimate the amount of changes in discharge and runoff in many basins. Its purpose is to help water resources engineers describe the relationship between basin runoff and precipitation.
Materials and MethodsFinally, the trend of changes in rainfall and temperature was investigated with the non-parametric Mann-Kendall and Sense's slope tests. Examining the rainfall data of the study area of Takab indicates that the highest amount of rainfall occurs in the 3 months of April, March and November respectively. which is approximately equivalent to 45% of the total annual rainfall of the study area and its values are estimated as 53.1, 40.4 and 39.6 mm per month respectively. Also, the highest and lowest average temperatures of the range are in the months of July and January, respectively, which are estimated at 24.2 and -3.4 degrees Celsius, respectively. In the following, the IHACRES model was used to simulate the river discharge using temperature and rainfall data from satellite products. Also, in this study, the IHACRES model was used to predict production runoff under the influence of climate change and evaluate different climate scenarios. For this purpose this study focused on Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Representative Concentration Pathways (RCPs) scenarios (RCP4.5 and RCP8.5) for the coming years until the year 2100 were used.
Results and DiscussionThe flow simulation results from the RCP2.6 scenario indicate that the greatest increase in discharge in the coming period for the Takab study area was estimated for the months of December, November and January. Also, according to the RCP8.5 scenario, the largest flow increase in the future period was calculated in the months of August, July and January, respectively. In addition, the maximum decrease in discharge in both scenarios was simulated in the months of April and May, respectively. According to the obtained results, according to the RCP2.6 and RCP8.5 climate scenarios, the average annual discharge was predicted to be equal to 8.3 and 1.5 cubic meters per second, respectively. In order to evaluate the IHACRES model, the determination coefficient (R2), Nash-Sutcliffe efficiency coefficient (ENS), root mean square error (RMSE) and bias error (Bias) were used in the calibration and validation period. According to the obtained results, these values for the 14-year period of model calibration are 0.82 and 0.80 (-), 1.4 (cubic meters per second) and 0.42, respectively. Also, these values for the validation period were calculated as 0.71 and 0.68 (-), 4.7 (cubic meter per second) and 0.1, respectively.
ConclusionsIn this study, to investigate the trend of rainfall and temperature changes from 1998 to 2020, TRMM and FLDAS satellite products, respectively, were evaluated using different statistical criteria with Takab synoptic station data. According to the obtained results, the annual changes of rainfall in the entire study area of Takab are incrementally insignificant. Also, in general, the percentage of annual rainfall changes in the highlands is higher than the average annual rainfall in the plains. After examining the trend of temperature and rainfall data, the IHACRES rainfall-runoff model was used to simulate the discharge. After simulating discharge for the statistical period, different climate scenarios were used to predict production runoff. According to the obtained results, according to the RCP2.6 and RCP8.5 climate scenarios, the average annual discharge was predicted to be equal to 8.3 and 1.5 cubic meters per second, respectively. According to the RCP2.6 scenarios, the predicted discharge has an insignificant upward slope. Also, the percentage of annual changes in river flow according to this scenario was calculated as 19.4%. Also, in the examination of the output of the IHACRES model resulting from the RCP8.5 scenarios, it was observed that the future trend of the river is a significant downward trend. In other words, the percentage of annual changes in the simulated discharge according to this scenario was estimated as -68.1%.
Keywords: Rainfall, Climate Change, Discharge, Satellite Products, IHACRES Model, RCP -
روند جهانی گرمایش زمین سبب افزایش نگرانی ها پیرامون وضعیت منابع آب شده است. در این پژوهش، به منظور بررسی اثر تغییر اقلیم بر تغییر الگوی بارش استان ایلام، از برونداد 12 مدل CMIP6 بهره گرفته شد و با لحاظ سناریوهای تغییر اقلیم SSP1-2.6 و SSP5-8.5، وضعیت تغییرات بارندگی استان ایلام تا سال 2050 مورد بررسی قرار گرفت. بعد از خوشه بندی ایستگاه های بارانسنجی (خوشه یک، جنوب و شرق استان و خوشه دو، شمال و غرب استان) و ارزیابی عملکرد مدل های CMIP6، برای خوشه یک مدل IPSL-CM6A-LR و ACCESS-CM2 و برای خوشه دو، مدل IITM-ESM و BCC-CSM2-MR به عنوان برترین مدل ها برگزیده شدند. خروجی مدل ها نشان می دهد که در دوره آینده (1427-1397) برای خوشه یک، طبق سناریو SSP1-2.6، میانگین بارندگی سالانه 1/4 درصد کاهش یافته و به 52/303 میلیمتر در سال خواهد رسید و طبق سناریو SSP5-8.5 این کاهش 7/4 درصد بوده و میزان بارندگی سالانه طی این دوره 56/301 میلیمتر در سال خواهد بود. برای خوشه دو، طبق دو سناریو SSP1-2.6 و SSP5-8.5، میانگین بارندگی سالانه به ترتیب 3 و 8/2 درصد افزایش خواهد یافت و از میزان 10/431 میلیمتر در سال به 04/444 میلیمتر در سال (در سناریو SSP1-2.6) و 31/443 میلیمتر در سال (در سناریو SSP5-8.5) خواهد رسید. با انتخاب بهترین توزیع احتمالاتی برای هر یک از ایستگاه های بارانسجی مشخص شد در هر دو سناریوی تغییر اقلیمی و دوره بازگشت های مختلف، مقدار حداکثر بارش 24 ساعته در اغلب موارد در دوره آتی با کاهش مواجه می شود. لذا این موضوع اهمیت تدوین سناریوهای تامین پایدار آب استان را برجسته می کند.کلید واژگان: بارش، خوشه بندی، سناریوی اقلیمی، مدیریت منابع آبThe global warming trend has raised concerns about the state of water resources. In this study, to examine the impact of climate change on the precipitation pattern of Ilam Province, the outputs of 12 CMIP6 models were utilized. Considering the SSP1-2.6 and SSP5-8.5 climate change scenarios, precipitation variations in Ilam Province were analyzed up to the year 2050. After clustering the rain gauge stations (Cluster 1: South and East of the province, Cluster 2: North and West of the province) and evaluating the performance of CMIP6 models, the IPSL-CM6A-LR and ACCESS-CM2 models were selected as the best models for Cluster 1, while the IITM-ESM and BCC-CSM2-MR models were chosen for Cluster 2. The model outputs indicate that in the future period (2018-2027), for Cluster 1, under the SSP1-2.6 scenario, the average annual precipitation will decrease by 4.1% to 303.52 mm per year. Under the SSP5-8.5 scenario, this reduction will be 4.7%, bringing annual precipitation to 301.56 mm per year. For Cluster 2, under the SSP1-2.6 and SSP5-8.5 scenarios, the average annual precipitation will increase by 3% and 2.8%, respectively, rising from 431.10 mm per year to 444.04 mm per year (SSP1-2.6) and 443.31 mm per year (SSP5-8.5). By selecting the best probabilistic distribution for each rain gauge station, it was found that under both climate change scenarios and different return periods, the maximum 24-hour precipitation in most cases will decrease in the future period. Therefore, this highlights the importance of developing sustainable water supply strategies for the province.Keywords: Climatic Scenario, Clustering, Rainfall, Water Resources Management
-
مقدمه
تغییرات آب و هوایی با تغییر بارش و دما به چرخه هیدرولوژیک، منابع آب قابل دسترس و تقاضای آب و انرژی اثر می گذارد. در این راستا، پیش بینی تغییرات بارش و دما به وسیله مدل های گزارش ششم تغییر اقلیم به دلیل افزایش دقت در برونداد آنها می تواند کمک شایانی برای برنامه ریزی و مدیریت منابع آب در دوره آتی باشد. این مدل ها قادر به مدل سازی پارامترهای اقلیمی با استفاده از سناریوهای تایید شده هیات بین الدول تغییر اقلیم (IPCC) برای یک دوره بلندمدت هستند. هم اکنون در سطح جهانی مراکز و مدل های گوناگونی برای مدل سازی وضعیت اقلیم دهه های آینده کره زمین با استفاده از سناریوهای انتشار، ساختار فیزیکی و محاسباتی گوناگونی وجود دارد. شبیه سازی های حاصل از مدل های گردش عمومی جو که بخشی از CMIP6 هستند، مبنایی برای بسیاری از نتیجه گیری های هیئت بین الدول در ارتباط با تغییرات اقلیمی آینده است. از این داده ها به صورت مستقیم و یا پس از ریزمقیاس نمایی برای ارزیابی تغییرات اقلیمی آینده در مقیاس های محلی و منطقه ای استفاده می شود. این پژوهش، سعی در تحلیل و پیش بینی روند بارش و دمای کمینه و بیشینه استان آذربایجان شرقی تحت شرایط تغییر اقلیم در دوره 2021 تا 2100 دارد.
مواد و روش هااین پژوهش برای بررسی و پیش بینی بارش و دمای کمینه و بیشینه و تعیین روند آنها با استفاده از مدل های اقلیمی گزارش ششم CMIP6 گردش عمومی جو و شبیه ساز صحیح اریبی در دوره آتی (2021 تا 2100) در ایستگاه های تبریز، اهر، جلفا، مراغه و میانه انجام شده است. برای ارزیابی روند بارش، دما بیشینه و کمینه استان تا پایان قرن 21، از داده های 12 مدل (ACCESS-CM2، BCC-CSM2-MR، CESM2، CNRM-CM6-1، CanESM5، MIROC6، MRI-EMS2-0، IPSL-CM6A-LR، GISS-E2-1-G، HadGEM3-GC31- LL، NESM3 و NOR-ESM2-MM) از مجموعه مدل های در دسترس CMIP6 با سه سناریوی (SSP1-2.6، SSP2-4.5 و SSP5-8.5) استفاده شد. برای شناسایی بهترین مدل برای شبیه سازی داده های بارش و دما دوره آتی (2021 تا 2100) از روش کلینگ-کوپتا استفاده شد و داده های تاریخی هر مدل را با داده های مشاهداتی (2018-1989) ایستگاه های منتخب مورد ارزیابی قرار گرفت. در ادامه، از برون داد تصحیح اریبی شده مدل های اقلیمی برای پیش نگری داده های تحت سناریوهای SSP در دوره آینده استفاده شد. در مرحله آخر، میانگین سری های زمانی بارش و دمای کمینه و بیشینه دوره آینده در هر سناریو با ترکیب نتایج مدل ها در دوره پایه (تاریخی) مقایسه شدند تا میزان تغییرات دما کمینه، دمای بیشینه و بارش 80 سال آینده (2021 تا 2100) استان آذربایجان شرقی تعیین شود.
نتایج و بحث:
در این پژوهش، عملکرد 12 مدل اقلیمی از مجموعه مدل های گزارش ششم تغییر اقلیم در بازه تولید داده های اقلیمی در زمان گذشته (1989 تا 2018) بررسی شد. بر اساس نتایج بررسی عدم قطعیت دو مدل BCC-CSM2-MR و MIROC6 که بهترین شبیه سازی را برای بارش و دما داشتند، برای پیش بینی پارامترهای بارش و دمای کمینه و بیشینه با استفاده از تصحیح اریبی برای دوره آینده (2021 تا 2100) تحت سه سناریوی خوش بینانه، متوسط و بدبینانه در استان آذربایجان شرقی مورد استفاده قرار گرفت و درنهایت متوسط تغییرات دما بیشینه و کمینه و بارش در افق 2021 تا 2100 به صورت نقشه و نمودار ارائه شد. نتایج نشان داد که در تمام سناریوهای انتشار، دمای سالانه افزایش و بارندگی سالانه کاهش پیدا خواهد کرد. دمای میانگین بیشینه سالانه سه سناریوی SSP در ایستگاه های منتخب (تبریز، مراغه، میانه، جلفا و اهر) به ترتیب 2.1، 1.2، 3.4، 5.2 و 1 درجه سلسیوس و دمای کمینه سالانه به ترتیب سه، 2.9، 3.3، شش و 1.4 درجه سلسیوس افزایش و بارش به طور میانگین در سه سناریوی (SSP1-2.6، SSP2-4.5 و SSP5-8.5) در ایستگاه منتخب به ترتیب 3.2، 2.9، 3.1، 3 و 2.4 درصد کاهش خواهد یافت.
نتیجه گیرینتایج این پژوهش بیانگر این امر است که از بین 12 مدل CMIP6 مورد ارزیابی در این پژوهش، دو مدل بهینه BCC-CSM2-MR و MIROC6 به خوبی توانسته اند، شبیه سازی پارامترهای بارش و دما را برای دوره های آینده شبیه سازی کنند و می توان با صحت بالا از این داده های شبیه سازی شده برای آینده نگری مناسب تر از شرایط آب و هوایی در دوره های آتی استفاده کرد و به کمک آن مدیریت کلان آینده را در زمینه های بهره وری مناسب تر از منابع و به خصوص منابع آبی ارتقاء بخشید.
کلید واژگان: باران، تغییر اقلیم، سناریو انتشار SSP، مدل MIROC6، مدل BCC-CSM2-MRIntroductionClimate is a complex system that is changing primarily due to the increase in greenhouse gases. To study the effects of climate change on agricultural, hydrological, and environmental systems, general circulation models (GCMs) are used to simulate climate variables. These models, based on approved Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) scenarios, enable the modeling of climate parameters over extended periods. Globally, various centers and models simulate future climatic conditions using different emission scenarios, physical structures, and computational approaches. The simulations from CMIP6 GCMs form the foundation for many IPCC conclusions regarding future climate changes. These data are utilized directly or after downscaling to evaluate local and regional climate changes (IPCC, 2021). This study analyzes and predicts trends in precipitation and minimum and maximum temperatures in East Azerbaijan Province under climate change conditions from 2021 to 2100.
Materials and methodsThis study aims to investigate precipitation and minimum and maximum temperatures and their trends from 2021 to 2100 across stations in Tabriz, Ahar, Jolfa, Maragheh, and Miyaneh. Data from 12 CMIP6 models (ACCESS-CM2, BCC-CSM2-MR, CESM2, CNRM-CM6-1, CanESM5, MIROC6, MRI-ESM2-0, IPSL-CM6A-LR, GISS-E2-1-G, HadGEM3-GC31-LL, NESM3, and NorESM2-MM) were used under three Shared Socioeconomic Pathways (SSP1-2.6, SSP2-4.5, and SSP5-8.5). The Kling-Gupta Efficiency (KGE) method was applied to identify the best models for simulating precipitation and temperature by comparing historical model data (1989–2018) with observed data from selected stations. Bias correction of model outputs was then used to forecast climate variables under the SSP scenarios. Finally, the mean time series of precipitation and minimum and maximum temperatures for the future period were compared with historical data to quantify changes over the 80-year horizon (2021–2100) for East Azerbaijan Province.
Results and discussionThe performance of 12 CMIP6 climate models was evaluated for generating past and present climate data (1989–2018). Based on uncertainty analysis, the BCC-CSM2-MR and MIROC6 models were identified as the best for simulating precipitation and temperature. These models were used, with bias correction, to predict precipitation and minimum and maximum temperatures for the future period (2021–2100) under optimistic, moderate, and pessimistic scenarios for East Azerbaijan Province. The results revealed that in all scenarios, annual temperatures are projected to increase while annual precipitation will decrease. Annual maximum temperatures across the selected stations are expected to increase by 0.57–6.41°C, while annual minimum temperatures will rise by 0.46–4.89°C. Precipitation is projected to decrease by 2.3% to 9.18%. The highest temperature increase and precipitation decrease are expected at Jolfa and Tabriz stations, respectively.
ConclusionsThis study demonstrates that CMIP6 models effectively simulate future climate parameters and align well with historical climate data for East Azerbaijan Province. The high accuracy of these simulations makes them suitable for forecasting future climatic conditions and facilitating macro-level management strategies. Such strategies can enhance resource productivity, particularly in water resource management, to address the challenges posed by climate change.
Keywords: BCC-CSM2-MR Model, Climate Change, MIROC6 Model, Rainfall, SSP Emission Scenario -
سیل، از جمله فراوانترین و پرهزینهترین حوادث طبیعی محسوب میشود و خسارات مالی و جانی ناشی از آن هر سال گستره ای از کشورها بهویژه کشور ایران را تحت تاثیر قرار می دهد. لذا یکی از زمینه های پژوهش برای کنترل خطرات سیل، شناسایی نقاط بحرانی منطقه است. به همین دلیل هدف از پژوهش حاضر، شناسایی مناطق مستعد سیل در حوزه آبخیز برزک کاشان با استفاده از مدل های DEMATEL-AHP و SVM است. برای این منظور طی بازدیدهای صحرایی صورت گرفته، 100 نقطه سیل گیر شناسایی و ثبت شدند. در ادامه، 12 عامل موثر بر وقوع سیل شامل بارش، زمین شناسی، کاربری اراضی، فاصله از آبراهه، شیب، تراکم زهکشی، شاخص موقعیت توپوگرافی، شاخص رطوبت توپوگرافی، شاخص زبری توپوگرافی، شاخص قدرت جریان، شماره منحنی و ضریب رواناب به منظور تهیه نقشه مناطق مستعد سیل خیزی انتخاب شدند و لایه های آن ها در محیط نرم افزارهای ArcGIS 10.7.1 و SAGA GIS تهیه شدند. نتایج نشان داد که مولفه بارش با بیشترین وزن معادل 211/0، موثرترین متغیر بر سیل خیزی است. همچنین ضریب رواناب، تاثیرپذیرترین عامل است و بیشترین ارتباط را با دیگر عوامل دارد. همچنین با توجه به سطح زیر منحنی ROC (859/0=AUC)، کارایی مدل AHP بسیار خوب ارزیابی شد. میزان دقت پیش بینی مدل SVM نیز در مرحله اعتبارسنجی، خوب (751/0) بوده است. نقشه مناطق مستعد سیل نیز نشان داد که مناطق شمال، شمال غرب و غرب حوزه آبخیز برزک دارای بیشترین پتانسیل در وقوع سیل و سیل خیزی هستند. درنتیجه، نتایج پژوهش حاضر می تواند به عنوان نقشه راهی برای مدیران و سیاست گذاران به منظور مدیریت سیلاب قرار گیرد.
کلید واژگان: بارش، برزک، تصمیم گیری چندمعیاره، داده کاوی، سیلابFlood is one of the most frequent and costly natural disasters, and the financial and human losses caused by it every year affect a wide range of countries, especially Iran. Therefore, one of the fields of research to control flood risks is to identify the flooding points of the region. For this reason, the aim of the current research is to identify flood-prone areas in Barzak-e-Kashan basin using DEMATEL-AHP and SVM models. For this purpose, 100 flooding points were identified and recorded during field visits. In the following, 12 factors affecting the occurrence of flood including precipitation, lithology, land use, distance from stream, slope, drainage density, topographic position index, topographic wetness index, topographic roughness index, stream power index, curve number and runoff coefficient were selected for preparing maps of flood-prone areas and their layers were prepared in ArcGIS 10.7.1 and SAGA GIS softwares’ environment. The results showed that the precipitation component with the highest weight equal to 0.211 is the most effective variable on flooding and the runoff coefficient is the most influential factor and has the most relationship with other factors. Also, according to AUC=0.859, the AHP efficiency was evaluated very well and the SVM accuracy was good (AUC= 0.751) in validation phase. The map of flood-prone area also showed that the north, northwest, and west lands of Barzak basin have the highest potential for flooding. The results of the present research can be used as a road map for managers and policy makers to manage flood.
Keywords: Rainfall, Barzak, Multi-Criteria Decision Making, Data Mining, Flood -
سابقه و هدف
در سطح جهانی، پائولونیا (.Paulownia fortunei (Seem.) Hemsl) یکی از مهم ترین گونه های مورد استفاده در زراعت چوب است. علی رغم اینکه پژوهش های فراوانی درمورد این گونه انجام شده است، تاکنون تاثیر عوامل آب وهوایی بر رشد و ویژگی های آناتومی چوب آن ارزیابی نشده است. ازاین رو، هدف این پژوهش، بررسی تاثیر عوامل اقلیمی (دما، بارندگی، رطوبت نسبی هوا و ساعت های آفتابی) بر رویش عرضی و برخی ویژگی های کمی آناتومی چوب در درختان دست کاشت پائولونیا در استان گلستان بود.
مواد و روش هاپنج درخت دست کاشت 20 ساله پائولونیا در هاشم آباد در شهرستان گرگان انتخاب شدند. این درختان در اواخر سال 2012 میلادی قطع شدند و دیسکی به ضخامت پنج سانتی متر از یقه هر درخت تهیه شد. باریکه ای از پوست تا مغز از مقاطع عرضی هر دیسک بریده شد و سطح مقطع آن ها با تیغ میکروتوم صاف و سپس، اسکن شدند. پیش از اسکن نمونه ها، تمایز بین آوند ها و بافت زمینه با استفاده از تکنیک ماژیک سیاه و گچ سفید بهبود یافت. در تصاویر به دست آمده، با کمک نرم افزار پردازش تصویر، پهنای حلقه رویش، میانگین مساحت حفره های آوندی، مجموع مساحت آوندها (تخلخل)، تعداد آوند در واحد سطح، درصد آوند های بزرگ تر از 06/0 میلی متر مربع، قطر شعاعی و مماسی آوند و تعداد اشعه در واحد طول در هر حلقه رویشی اندازه گیری شدند. برای حذف اثر جوان چوبی که شامل حلقه های بسیار پهن در سال های نخست رویش می شود، پنج حلقه نزدیک به مغز از اندازه گیری ها و تحلیل ها کنار گذاشته شدند. بدین ترتیب، حلقه های رویشی از سال 1998 تا 2012 میلادی (15 سال) بررسی شدند. با استفاده از همبستگی پیرسون، ارتباط بین متغیرهای آب وهوایی (ماهانه، دوماهه، فصلی، دوفصلی و سه فصلی) و متغیرهای رشد (نرخ رشد و برخی ویژگی های کمی آناتومی چوب) از سه ماه پیش از رویش تا انتهای فصل رویش بررسی شدند. همچنین، ارتباط درونی ویژگی های اندازه گیری شده با یکدیگر نیز به همین شیوه ارزیابی شد.
نتایجرشد عرضی نمونه های چوب پائولونیا با افزایش سن، روندی کاهشی و در دو بازه زمانی هفت و 13 سالگی، افت شدیدی نشان داد. همچنین، با افزایش سن، ویژگی های آوندی (مساحت و قطر آوندها، درصد آوندهای درشت و مجموع مساحت آن ها) و تعداد اشعه چوبی، روندی افزایشی داشتند. به جز تعداد آوند که روند مشخصی با افزایش سن نشان نداد. با بررسی همبستگی ویژگی های مورد بررسی با یکدیگر مشخص شد که همه ویژگی های آناتومی چوب با نرخ رشد، رابطه ای معکوس دارند. به طوری که با افزایش پهنای دایره رویش، ویژگی های دیگر کاهش یافتند. ویژگی های آوندی و تعداد اشعه نیز اغلب باهم همبستگی مثبتی نشان دادند. بااین حال، همبستگی بین تعداد آوند و بقیه متغیرها کمتر بود. از بین عوامل اقلیمی، مجموع بارندگی ماهانه و میانگین تعداد ساعت های آفتابی در فصل بهار (به ویژه ماه های می و ژوئن) بیشترین تاثیر را بر رشد شعاعی و ویژگی های آناتومی چوب پائولونیا داشتند. عوامل اقلیمی سه ماهه پیش از رویش (زمستان سال قبل) با هیچ کدام از ویژگی های آناتومی، همبستگی معنی داری نشان ندادند. همبستگی بین ویژگی های آناتومی و عوامل اقلیمی در تابستان نیز بسیار ضعیف تر از بهار بود. بارش بهاره سبب افزایش رویش شعاعی و کاهش ویژگی های آناتومی مانند اندازه (مساحت) آوندها و تعداد اشعه ها شده بود. تعداد ساعت های آفتابی نیز با شدت کمتری، تاثیر مشابهی بر ویژگی های مورد نظر داشت. دما و رطوبت هوا، تاثیر معنی داری بر ویژگی های مورد بررسی نشان ندادند.نتیجه گیری کلی: به طورکلی می توان نتیجه گیری کرد که نیاز آبی و نوری پائولونیا زیاد است، اما در رویشگاه مورد مطالعه، حساسیت کمی به دما دارد. دو ماه می و ژوئن (اواسط و اواخر بهار) تاثیرگذارترین ماه ها برای رشد عرضی و معماری هیدرولیک درخت پائولونیا است. بارندگی و تعداد ساعت های آفتابی بیشتر، رشد عرضی آن را افزایش می دهند، اما سبب کاهش اندازه آوندها می شوند. همچنین، تعداد اشعه در واحد طول را می توان به عنوان یک ویژگی آناتومی چوب برای بررسی ارتباط اقلیم و رشد درختان در پژوهش های آینده در نظر گرفت.
کلید واژگان: آناتومی چوب، بارندگی، تعداد ساعت های آفتابی، درخت تندرشد، نرخ رشد، هدایت هیدرولیکیBackground and objectivesGlobally, paulownia (Paulownia fortunei (Seem.) Hemsl.) is one of the most important wood species used in forestry. Despite extensive research on this genus, the influence of climatic factors on the growth and anatomical wood properties of paulownia has not been thoroughly investigated. Therefore, this research aims to examine how climatic factors—such as temperature, precipitation, relative humidity, and sunshine hours—affect radial growth and specific wood anatomical traits of cultivated paulownia trees in Gorgan County, Golestan Province, Northwest Iran.
Materials and methodsFive 20-year-old Paulownia fortunei trees were selected from Hashemabad in Gorgan County. These trees were felled in late 2012, and a five-centimeter-thick disk was extracted from each stem base. Strips from the bark to the pith were cut radially from each disk, and the surfaces of the specimens were smoothed using a microtome blade before scanning. To enhance the contrast between the vessels and the background tissue, a charcoal blackening technique was employed prior to scanning. Using images obtained from image processing software, several features were measured: growth ring width, average vessel lumen area, porosity, vessel frequency, vessel area greater than 0.06 mm², radial and tangential diameter of vessels, and ray frequency in each growth ring. To eliminate the effect of juvenile wood—which consists of very wide rings in the early years of growth—five rings near the pith were excluded from measurements and analyses. Consequently, growth rings from 1998 to 2012 (15 years) were evaluated. Pearson correlation was used to investigate the relationships between climatic variables (monthly, bimonthly, seasonal, bi-seasonal, and tri-seasonal) and growth variables (growth rate and quantitative anatomical wood characteristics) from three months prior to growth until the end of the growing season. Additionally, internal relationships among the measured variables were assessed similarly.
ResultsThe radial growth of paulownia exhibited a decreasing trend with age, particularly notable at seven and thirteen years. Other anatomical features (vascular traits and ray frequency) showed an increasing trend; however, vessel frequency did not exhibit a clear age trend. Correlation analysis revealed that all anatomical characteristics had an inverse relationship with growth rate; thus, as growth ring width increased, other characteristics (e.g., vessel area and vessel diameter) decreased. Vascular traits and ray frequency primarily showed positive correlations with each other, while the correlation between vessel frequency and other variables was weaker. Among climatic factors, total monthly rainfall and average sunshine hours in spring (especially May and June) significantly impacted radial growth and anatomical features of paulownia wood. Climatic factors from three months prior to the growth period (the previous winter) did not show significant correlations with anatomical characteristics; furthermore, correlations between anatomical traits and summer climatic factors were much weaker than those observed in spring. Increased spring rainfall enhanced radial growth while reducing anatomical features such as vessel size and ray frequency; average sunshine hours had a similar but less intense effect on these traits. Temperature and air humidity did not significantly affect the studied characteristics.
ConclusionOverall, it can be concluded that paulownia has high water and light requirements but shows low sensitivity to temperature in the studied region. The months of May and June (mid to late spring) are particularly influential for radial growth and hydraulic architecture (water transport system) in paulownia trees. Increased precipitation and average sunshine hours promote radial growth but reduce vessel size. Additionally, ray frequency can be considered a valuable wood anatomical characteristic for studying the relationship between climate and tree physiology in future research.
Keywords: Fast-Growing Tree, Growth Rate, Hydraulic Conductivity Of Xylem, Number Of Sunny Hours, Rainfall, WOOD ANATOMY -
Sylhet division is the major tea-producing region of Bangladesh. This study was conducted to explore the potential of rainwater harvesting by a designed model to fulfill the water requirement of the Lackatoorah tea garden during the dry season. Data were collected from both primary and secondary sources, and remote sensing data were analyzed using ArcGIS 10.7 to assess soil texture and slope. Four potential sites of (1.5 m ×1m) area were identified to estimate the volume of runoff water in the study. Four tanks with a capacity of 4000 liters were placed to store water as a reservoir for four sites. This study reveals that the study area received maximum average rainfall during June (742.7 mm - 839.2 mm) and July (667.7 mm - 787.2 mm) and the months from October-March received minimum rainfall (<200 mm) over 30 years. In this research, the rainwater was harvested in 2022 and the yearly harvested water for site 1, site 2, site 3, and site 4 are found as 1.99 m3/m2, 1.69 m3/m2, 1.99 m3/m2, and 2.58 m3/m2 respectively. Harvesting the yearly rainfall (5118 mm) in the Sylhet region can meet the net irrigation requirement of 394.48 mm for tea gardens. The catchment area should be taken as (15% - 23%) of a targeted irrigated area with varying runoff coefficients and the total volume of the reservoirs needed for one-hectare tea garden should be made about 3844 m3 based on the average depth of the reservoirs.Keywords: Net Irrigation Requirement, Rainfall, Rainwater Harvesting, Runoff Co-Efficient, Tea Garden
-
مقدمه و هدف
تغییرات اقلیمی می توانند به طور قابل توجهی بر فعالیت های اجتماعی-اقتصادی و کیفیت زندگی بهویژه در کشورهایی که در حال حاضر نیز با تنش های آبی مواجه هستند، تاثیر بگذارند. مدل های اقلیمی، نقش کلیدی در ارزیابی تاثیر تغییرات آب و هوایی و توسعه راهبردهای سازگاری و تاب آوری دارند. با توجه به اهمیت امنیت غذایی و بهدنبال آن امنیت آبی در بحث تاب آوری در برابر تغییرات اقلیمی و همچنین سهم قابلتوجه استان مازندران در تولید محصولات کشاورزی و تامین غذای کشور، بررسی وضعیت خشکسالی این استان و روند تغییرات اقلیمی آن اهمیت بسیاری دارد. بنابراین در این مطالعه، شرایط خشک سالی و ترسالی دوره 20 ساله پایه استان مازندران، با استفاده از شاخص تک متغیره بارش استاندارد شده مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس با به کارگیری پنج مدل گردش جهانی (GCM) موجود در فاز 6 پروژه برونداد اقلیمی (CMIP6)، تحت سه سناریو SSP2.6، SSP4.5 و SSP8.5، پیش نمایی های دما و بارش در مقیاس محلی در دوره های آینده انجام شد.
مواد و روش هادر منطقه مورد مطالعه، شش ایستگاه هواشناسی رامسر، نوشهر، سیاه بیشه، بابلسر و قراخیل، بهدلیل پوشش بیشترین سال آماری و توزیع مکانی مناسب در سطح منطقه انتخاب شدند. سری های زمانی بارش، دمای حداکثر و حداقل روزانه برای شش ایستگاه انتخابی در منطقه با دوره آماری پایه 20 ساله (دوره ژانویه 1999 االی دسامبر 2018) جمع آوری شدند. پس از اطمینان از کیفیت داده ها، روند تغییرات آن ها با استفاده از آزمون های من کندال و شیب سن مورد بررسی قرار گرفتند. مقادیر شاخص بارش استاندارد در بازه های مختلف محاسبه شد و مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت، داده های در مقیاس بزرگ از پنج مدل گردش عمومی (ACCESS-CM2، CanESM2، CNRM-CM-6-1، MRI-ESM2-0 و NESM3)، توسط مولد آب و هوایی LARS-WG6 ریزمقیاس نمایی شدند. بدینترتیب، پیش یابی های تغییرات فصلی و سالانه برای Tmax، Tmin و بارش در دو دوره آینده (2060-2040) و(2100-2080) با استفاده از میانگین GCMهای منتخب انجام گرفت.
یافته هانتایج بررسی آماری داده های تاریخی، روندهای افزایشی برای دمای حداقل و حداکثر و روند کاهشی برای بارش در دوره پایه را نشان می دهند، اما هیچیک از این روندها در سطح احتمالاتی 0/05 معنادار نبوده است. همچنین، تجزیه و تحلیل ها بیانگر وقوع حاد ترین خشک سالی ها در استان در سال های 2007 ، 2009 و اواخر 2011 و اوایل 2012 و نیز 2018 می باشد، به طوری که در تمامی ایستگاه ها مقدار SPI به کمتر از 1/0- رسید. مرطوب ترین سال های استان نیز سال های 2004 الی 2006 و نیز سال 2017 هستند. در تمامی ایستگاه های منطقه فراوانی نسبی دوره های مرطوب بیشتر از دوره های خشک می باشد. در بحث ریزمقیاس نمایی، نتایج تائید کننده ی قابلیت مدلLARS-WG6 در شبیه سازی دما با دقت بیشتری نسبت به بارش در سطح استان هستند که خطاهای شبیه سازی بارش در فصل های پرباران، بیشتر هستند. در این نتایج برای دمای حداکثر و حداقل ماهانه، کمترین مقادیر ضریب همبستگی، 0/941 و مقادیر ریشه میانگین مربعات خطا مابین 1/05 و 3/82 درجه سانتیگراد می باشد. بیشترین تفاوت های مقادیر بارش تولید شده و مشاهداتی در ماه های پرباران بود که GCMها حجم بارندگی ها را بسیار دست پایین تخمین می زنند. در تجزیه و تحلیل تغییرات اقلیمی در آینده، هر پنج GCM نشان دادند که افزایش مداوم دما در منطقه مورد مطالعه پیش بینی می شود. با اینحال، تفاوت در میزان تغییرات پیش یابی شده در GCM ها و SSP ها مختلف دیده شد. این تغییرات دمای پیش بینی شده قابل توجه و قابل اعتماد هستند زیرا تمامی مدل ها در مورد جهت تغییر دما در کل استان توافق دارند. به طور کلی، افزایش میانگین Tmax و Tmin تحت SSP8.5 در مقایسه با SSP4.5 به دلیل انتشار گازهای گلخانه ای کاهش نیافته، قابل ملاحظه است. به طوری که تحت سناریوی SSP8.5 در سال های 2050 و 2090 بیشترین تغییرات متوسط در سطح استان برای دمای حداکثر، به ترتیب 2/64 و 4/72 درجه سانتیگراد افزایش در فصل بهار و بیشترین تغییرات متوسط دمای حداقل، به ترتیب 2/97 و 4/83 درجه سانتیگراد افزایش در فصل پاییز محاسبه گردید. تغییر بارش آینده پیچیدگی و عدم قطعیت بیشتری را نسبت به دما نشان داد. بالاترین میزان تغییرات افزایشی حجم بارش در سطح استان در سال 2090 در سناریوهای SSP4.5 و SSP8.5 در ایستگاه رامسر به میزان 40/5 و 51/9 درصد اعلام می گردد. همچنین، در سطح استان به طور متوسط تحت سناریوهای SSP4.5 و SSP8.5 در افق (2060-2040) به ترتیب 38/86 و 43/95 درصد و در افق (2100-2080) به ترتیب 45/11 و 65/94 درصد افزایش حجم بارندگی پیش یابی می شود. به این ترتیب، با استناد به نتایج مطالعه حاضر، در سطح استان، تغییرات بهسمت دوره مرطوب تر در طول دوره های آینده پیش می رود که بخش غربی استان با افزایش بارندگی بیشتری مواجه می گردد.
نتیجه گیریبررسی وضعیت خشک سالی در دوره پایه بیانگر وقوع دوره های با بارندگی نزدیک به نرمال در بازه های طولانی تر می باشد و ایستگاه های ساری و قراخیل نسبت به ایستگاه های غرب استان خشکی بیشتری را گزارش می دهند. همه مدل های پیش یابی GCM، نتایج یکسانی را در روندهای افزایش گرمایش قابلتوجهی در این استان ارائه دادند ولی برای بارش بهدلیل حساسیت موضوع و عدم قطعیت های دخیل بر مساله، پیشنهاد می شود که مدل های دیگر در این رابطه مورد بررسی قرار گیرد. بنابراین، با توجه به تاثیر تغییرات پارامترهای دمایی و بارش بر منابع آبی و سیلاب های منطقه، ضروری است جهت سازگاری و تاب آوری در برابر تغییرات اقلیمی، راهکارهای مدیریتی مناسب برای آینده اتخاذ گردد.
کلید واژگان: استان مازندران، بارندگی، دما، شاخص بارش استاندارد، CMIP6BackgroundClimate changes can significantly affect socioeconomic activities and quality of life, especially in countries that are currently facing water tensions. Climate models play a key role in assessing the impact of climate change and developing adaptation and resilience strategies. Considering the importance of food security and then water security in resilience against climate change, as well as the significant contribution of Mazandaran province in the production of agricultural products and food supply of the country, it is very important to examine the drought situation of this province and its climate change process. In this study, therefore, the wet and dry durations in the 20-year base period of Mazandaran province were evaluated using the standardized standard precipitation index. Then, projections of temperature and precipitation at the local scale were made in future periods using the five global circulation models (GCM) available in phase 6 of the climate output project (CMIP6) under three scenarios SSP2.6, SSP4.5, and SSP8.5.
MethodsIn this research, six meteorological stations, viz. Ramsar, Noshahr, Siyabisheh, Babolsar, and Qarakhil, were selected due to the coverage of the most statistical years and suitable spatial distribution in the region. Time series of precipitation and daily maximum/minimum temperatures were collected for six selected stations in the region with a base statistical period of 20 years (January 1999 to December 2018). After ensuring the quality of the data, the trend of their changes was analyzed using Mann-Kendall and age slope tests. Standard precipitation index values were calculated and evaluated in different intervals. Finally, large-scale data from five general circulation models (ACCESS-CM2, CanESM2, CNRM-CM-6-1, MRI-ESM2-0, and NESM3) were downscaled by the LARS-WG6 climate generator. Thus, predictions of seasonal and annual changes for Tmax, Tmin, and precipitation in two future periods (2040-2060 and 2080-2100) were made using the average of selected GCMs.
ResultsAs a result of the statistical analysis of the above data, minimum and maximum temperatures increased and precipitation decreased during the standard period, but no significant trend was found at the 0.05 level. The analysis also shows that the state's worst droughts occurred in 2007, 2009, late 2011, early 2012, and 2018, with SPI values below-1.0 at stations. The wettest years in the region are 2004-2006 and 2017. The frequency of wet periods is higher than dry periods for all seasons in the region. In the microscale aspect, the results confirmed the ability of the LARS-WG6 model to simulate temperature more accurately than local precipitation, with more precipitation errors in wet seasons. Among these results, the lowest value of the correlation coefficient (0.941) was obtained for maximum and minimum monthly temperatures, which means that the squared error value is between 1.05 and 3.82°C. The largest differences between modeled precipitation and observations occurred during the rainy season when GCMs underestimated precipitation. The analysis of future climate changes revealed that all five GCMs indicated a continued increase in temperature in the study area. However, differences in the magnitude of signal changes were observed in different GCMs and SSPs. These predicted temperature changes are significant and reliable because all models agree on the direction of temperature change across the province. Overall, the increase in average Tmax and Tmin is significant in SSP8.5 compared to SSP4.5 because of no reduction in greenhouse gas emissions. Thus, the largest mean changes in the SSP8.5 scenario for 2050 and 2090 at the provincial level for maximum temperature are increases of 2.64 and 4.72 °C during spring, and the largest mean changes in minimum temperature were calculated to rise to 2.97 and 4.83 °C during autumn. Future changes in precipitation proved to be more complex and unpredictable than temperature. The largest incremental changes in local precipitation in 2090 under the SSP4.5 (40.5%) and SSP8.5 (51.9%)scenarios were shown by the Ramsar station. In the study area, it is projected 38.86% and 43.95% on average in the feature period (2040-2060) and 45.11% and 65.94% in the feature period (2080-2100) under SSP4.5 and SSP8.5. Thus, the results of this study show that the shift toward wetter seasons at the provincial level in the future will cause more precipitation in the western part of the province.
ConclusionExamining the drought situation in the base period shows the occurrence of periods with near-normal rainfall in longer intervals, and Sari and Qarakhail stations report more drought than stations in the west of the province. All GCM forecasting models presented the same results in significant warming trends in this province. For precipitation, however, it is suggested to investigate other models in this regard due to the sensitivity of the issue and the uncertainties involved in the issue. Considering the effect of changes in temperature parameters and precipitation on water resources and floods in the region, it is necessary to adopt suitable management strategies for the future to be resilient against climate change.
Keywords: Temperature, Rainfall, CMIP6, Standard Precipitation Index, Mazandaran Province -
آگاهی از تغییرات متقابل پوشش گیاهی و اقلیم برای برنامه ریزی صحیح مدیریت اکوسیستم ضروری است. در پژوهش حاضر، تغییرات زمانی و مکانی پوشش گیاهی و پارامترهای دمای سطح زمین و بارش در پوشش گیاهی طبیعی زیست اقلیم های مختلف استان اصفهان بین سال های 1986 - 2022 (1365-1401 شمسی) توسط داده های ماهواره ای لندست سامانه گوگل ارث انجین و تصاویر PERSIANN-CDR بررسی شد. روند زمانی و میزان تغییرات این پارامترها با آزمون های من-کندال و شیب سن به دست آمد. حداقل میزان پوشش گیاهی NDVI در سال 2022 به میزان 26/0 در اقلیم گرم و خشک و حداکثر آن در سال 2002 در اقلیم مرطوب و سرد به میزان 90/0 به دست آمد. سال 2003 کمترین دمای سطح زمین در اقلیم مرطوب و سرد به میزان 61/290 درجه کلوین و سال 2022 بیشترین دمای سطح زمین در اقلیم گرم و خشک به میزان 54/328 درجه کلوین برآورد شد. حداقل بارش سال 2001 در اقلیم گرم و فراخشک به میزان 72/88 میلی متر و حداکثر بارش سال 2004 در اقلیم مرطوب و سرد به میزان 17/598 میلی متر بود. در اکثر اقلیم ها آماره Z آزمون من-کندال و مقدار شیب سن برای پارامترهای پوشش گیاهی کاهشی و معنادار و برای دما نیز افزایشی و معنادار بود. روند کاهشی با معناداری آماری بالای بارش فقط در اقلیم مرطوب و سرد Z برابر 08/2- با شیب 34/3- مشاهده شد. بطور کلی نتایج بیانگر آن بود که پوشش گیاهی استان روند کاهشی اما دما روند افزایشی را طی می کند.کلید واژگان: بارندگی، پوشش گیاهی طبیعی، دمای سطح زمین، شیب سن، گوگل ارث انجین، من-کندالAwareness of vegetation and climate changes is necessary for the correct planning of ecosystem management. In the present study, the temporal and spatial changes of vegetation cover and also land surface temperature and precipitation parameters in the natural vegetation cover of different bioclimates of Isfahan province from 1986 to 2022 were investigated based on Google Earth Engine system, Landsat satellite and PERSIANN-CDR data. The trend and the amount of changes of these parameters were obtained with the Mann-Kendall and Sen's slope tests. The results showed that the minimum amount of NDVI vegetation was 0.26 in arid and warm climate in 2022 and its maximum was 0.90 in humid and cold climate in 2002. The lowest and highest of land surface temperature was obtained in humid and cold climate and warm and arid climate as 290.61 and 328.54 Kelvin in 2003 and 2022, respectively. The minimum and maximum precipitation were 88.72 mm and 598.17 mm in 2004 and 2001, respectively, in the semi-arid and warm climate and humid and cold climate. The Z statistics of Mann -Kendall test and the amount of Sen's slope for the parameters of vegetation and temperature in most climates were decreasing and increasing, respectively. A decreasing trend with high statistical significance of precipitation was observed only in humid and cold climate (Z equal to -2.08 with a slope of -3.34). In general, the results showed that the vegetation of the province is decreasing, but the temperature is increasing.Keywords: Rainfall, Natural Vegetation Cover, Land Surface Temperature, Sen's Slope, Google Earth Engine, Mann-Kendall
-
مقدمه
جنگلکاری از عوامل موثر بر چرخه آب است که می تواند کمیت و کیفیت باران را که از منابع ورود عناصر به بوم سازگان است، تغییر دهد. هدف پژوهش حاضر، مقایسه عناصر غذایی کلسیم، منیزیم، پتاسیم و سدیم و نیز اسیدیته (pH) و هدایت الکتریکی (EC) باران با تاج بارش توده های طبیعی ممرز (Carpinus betulus L.) و دست کاشت کاج تدا (Pinus taeda L.) در غرب ناحیه رویشی هیرکانی (آستارا) است.
مواد و روش هانمونه گیری باران با استفاده از 9 عدد و تاج بارش با 18 عدد جمع آوری کننده پلاستیکی که به ترتیب در فضای باز و زیر تاج پوشش هر یک از توده ها نصب شده بودند، انجام گرفت. pH و EC با استفاده از EC متر و pHمتر اندازه گیری شد. عناصر غذایی کلسیم و منیزیم با روش تیتراسیون و نیز عناصر پتاسیم و سدیم توسط دستگاه فلیم فتومتر در سه رخداد باران در طول فصل تابستان اندازه گیری شد. مقایسه میانگین ها با آزمون های ANOVA و LSD در سطح اطمینان 95 درصد انجام گرفت.
یافته هامقدار pH تاج بارش توده های ممرز در دو رخداد باران 7 و 8/6 و کاج تدا 4/6 و 6/6، با pH باران (6/6 و 1/7) اختلاف معنی دار نشان داد. ECتاج بارش توده های ممرز و کاج تدا در مقایسه با ECباران به ترتیب 4/126 درصد و 2/113 درصد افزایش یافت. مقدار کلسیم تاج بارش توده ممرز در سه رخداد باران به ترتیب 24، 6/19 و 5/12 قسمت در میلیون (میانگین: 7/18 قسمت در میلیون) و مقدار کلسیم باران، 6/11، 7/6 و 2/6 (میانگین: 2/8 قسمت در میلیون) اندازه گیری شد و این اختلاف در هر سه رخداد معنی دار بود. منیزیم کمترین تغییر معنی دار را در مقایسه با دیگر عناصر بررسی شده نشان داد. پتاسیم تاج بارش توده ممرز در باران تیرماه (2/21 قسمت در میلیون) در مقایسه با باران (3/9 قسمت در میلیون)، 9/11 واحد افزایش داشت. مقدار سدیم تاج بارش (6/15 قسمت در میلیون) توده دست کاشت کاج تدا در رخداد اول با مقدار سدیم باران (3/9 قسمت در میلیون) اختلاف معنی داری نشان داد.
نتیجه گیریپس از برخورد باران با توده طبیعی ممرز، در 85 تا 90 درصد نمونه های تاج بارش، عناصر غذایی و نیز اسیدیته و هدایت الکتریکی، تغییر معنی دار (در مقایسه با باران) مشاهده شد. در حالی که این درصد برای توده دست کاشت کاج تدا 70 تا 75 درصد بود. جایگزینی کاج تدا با ممرز، به تغییر در 55 درصد نمونه های تاج بارش از حیث عناصر غذایی، اسیدیته و هدایت الکتریکی منجر شد. آگاهی از تغییر مقدار ورودی عناصر غذایی از طریق تاج بارش در انتخاب گونه مناسب برای جنگلکاری ها ضروری است، زیرا کاشت گونه های جدید در یک منطقه، افزون بر تغییر در کمیت باران رسیده به کف جنگل، کیفیت آب باران را نیز تغییر می دهد.
کلید واژگان: آستارا، باران، جنگلکاری، گونه بومیIntroductionA key effect of reforestation is its impact on the hydrological cycle which can change the quantity and quality of rainfall. The aim of this research was to compare the nutrient elements, pH and EC of rainfall compared to TF of a natural stand of Carpinus betulus L. and a man-made Pinus taeda L. plantation located in the western Hyrcanian region, Astara, north of Iran.
Materials and MethodsRainfall and throughfall samplings were done using nine and 18 man-made plastic collectors installed randomly under the canopy and open space of each stands, respectively,. The amounts of EC and pH were measured using EC meter and pH meter. The nutrient amounts of calcium (Ca++) and magnesium (Mg++) were measured by the Titration method and potassium (K+) and sodium (Na+) elements were measured by Flame photometer for three rainfall events during the summer season, 2022. Comparison of means was done by one-way ANOVA and LSD at 95% confidence level.
ResultspH in TF of C. betulus stand was 7 and 6.8 and P. taeda 6.4 and 6.6 in two events which were significantly different from those measured for rainfall (6.6 and 7.1). EC of TF of C. betulus and P. taeda increased by 126.4 percent and 113.2 percent, respectively. The amounts of Ca++ in the TF of the C. betulus stand for three events were 24, 19.6 and 12.5 ppm (mean: 18.7 ppm), respectively, while for corresponding rainfall were measured 11.6, 6.7 and 6.2 (mean: 28.8 ppm), respectively, statically different for all events. Mg++ showed the least change compared to other nutrients elements. The K+ in TF of C. betulus in July rainfall (21.2 ppm) had increased by 11.9 ppm compared to rain (9.3 ppm). The amount of Na+ in TF of man-made P. taeda plantation in the first event (15.6) showed a significant difference with that of Na+ in rainfall (9.3 ppm).
ConclusionWhen rainfall hits the canopy of the C. betulus natural stand, in 85 to 90% of the samples of TF, nutrients as well as the pH and EC were significantly changed compared to rainfall. However, this percentage of significant change was 70 to 75% for P. taeda man-mad plantation. In this way, replacement of C. betulus with P. taeda altered the nutrients elements of TF as well as pH and EC by 55%. Understanding the change in the amount of nutrients inputs to the forest ecosystems via TF is essential for choosing the appropriate species for the reforestation of degraded forests since planting new species in an area, in addition to changing the amount of rain that reaches the forest floor, it changes the quality of rainfall.
Keywords: Astara, Native Species, Rainfall, Reforestation -
مقدمه و هدف
همه ساله با نفوذ سامانه های بارشی و همچنین شرایط محلی که بیشتر تحت تاثیر فعالیت های غیراصولی بشر است، سیل خسارات زیادی به منابع طبیعی، سکونت گاه ها و پروژه ها وارد می کند. گاهی در اثر سیلاب ایستگاه های هیدرومتری تخریب شده و یا اینکه حوزه آبخیز کوچک فاقد ایستگاه هیدرومتری می باشند، درنتیجه برآورد رواناب و دبی های حداکثر سیلاب نیازمند روش مناسبی است تا در این حوضه ها، مقادیر رواناب و سیلاب محاسبه شده و از خسارات آن ها پیشگیری شود. پیشگیری از این خسارات زمانی اهمیت دوچندانی دارد که حوضه موردمطالعه مشرف به مکان هایی با تراکم بالای سکونتگاه و تاسیسات شهری باشد که می تواند جان بسیاری از ساکنین را تهدید نماید. در این تحقیق حوزه آبخیز مشرف به شهر ملایر به منظور برآورد میزان رواناب در هریک از زیر حوضه های آن موردبررسی قرار گرفت.
مواد و روش هاحوزه آبخیز مشرف به شهر ملایر با وسعت 14700 هکتار از شمال تا شمال شرقی شهر کشیده شده است. پردازش مدل رقومی ارتفاعی و بازدید های میدانی منجر به شناسایی 5 زیر حوضه در منطقه مشرف به شهر شد. برای برآورد ارتفاع رواناب و حجم سیلاب در هر زیر حوضه از روش شماره منحنی استفاده شد. شدیدترین واقعه بارش به مقدار 88 میلی متر در روز با در دوره بازگشت 30 سال به عنوان بارش طراحی و مقدار بارش پیشین در 5 روز قبل از این واقعه با مقدار تجمعی 45/2 میلی متر لحاظ شد. برای محاسبه پارامترهای فیزیکی حوضه در این مطالعه با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی نقشه های توپوگرافی، زمین شناسی، پوشش گیاهی، خاک و همچنین نقشه کاربری اراضی رقومی یا تولید شد. با به کارگیری تصاویر سنتینل-2 که دارای 13 باند طیفی و توان تفکیک مکانی 10 متری است هم زمانی نقشه های وضعیت کاربری اراضی و بارش طراحی تامین شد. سپس با استفاده از تلفیق لایه های گروه های هیدرولوژیکی خاک، کاربری اراضی و پوشش گیاهی و با به کارگیری روش سرویس حفاظت خاک ایالات متحده، نقشه شماره منحنی تولید شد. با توجه به مقدار بارندگی 5 روز قبل و قرار گیری حوضه در شرایط رطوبت پیشین مرطوب، مقدار شماره منحنی برای حالت مرطوب تصحیح شد. مقادیر شماره منحنی با سه رویکرد شماره منحنی وزنی برای هر زیر حوضه، میانگین حسابی شماره منحنی هر زیر حوضه و رویکرد ارتفاع رواناب وزنی برای هر شماره منحنی در واحدهای کاری، مورد مقایسه قرار گرفت. از روش کرپیچ برای محاسبه زمان تمرکز هریک از زیر حوضه ها استفاده شد. در مرحله بعد با استفاده از داده های بارش حداکثر روزانه ایستگاه ملایر در دوره آماری 1991 تا 2021 با استفاده از رابطه سرویس حفاظت خاک ایالات متحده مقادیر ارتفاع بارش به ارتفاع رواناب تبدیل شد سپس میزان دبی اوج سیل برای هر زیر حوضه محاسبه گردید.
یافته هافقر پوشش گیاهی دائمی و وجود علفی های یک ساله از دلایل پتانسیل بالای زیر حوضه ها در تولید رواناب است. درنتیجه متوسط شماره منحنی در روش های میانگین حسابی و وزنی به ترتیب 79/09 و 81/46 است که نشان از توانایی بالای حوضه در تولید رواناب است. تبدیل مقادیر شماره منحنی به ارتفاع و دبی اوج سیل با استفاده از روش شماره منحنی وزنی و میانگین حسابی و در نهایت مقایسه نتایج آن با رویکرد محاسبه ارتفاع رواناب وزنی برای هر شماره منحنی در واحدهای کاری منطقه موردمطالعه اختلاف معنی داری را نشان نداد و درنهایت نقشه های ارتفاع رواناب و دبی اوج سیل مربوط به هر زیر حوضه ترسیم شد. زیر حوضه شمالی حوضه با میانگین ارتفاع رواناب 44/32 میلی متر و دبی اوج 168 مترمکعب در ثانیه بیشترین مشارکت را در گسیل سیل به سمت شهر ملایر داراست و زیر حوضه شماره 4 در بخش جنوب شرقی حوضه کمترین مشارکت را در تولید سیل دارد. همچنین در ارتباط بین مساحت و ارتفاع رواناب، نتایج نشان داد در هر سه روش محاسبه شماره منحنی و ارتفاع رواناب لزوما حوضه هایی که مساحت بیشتری دارد بیشترین مشارکت در وقوع سیل را نداشته و عوامل دیگری نیز در این نتایج نقش دارد که می توان گستردگی بیرون زدگی های سنگی و کاهش زمان تمرکز به دلیل شیب زیاد را از دلایل این مساله دانست. شکل گیری طولانی ترین آبراهه حوضه با 16314 متر طول در زیر حوضه شماره سه که پس از زیر حوضه شماره دو بیشترین دبی اوج سیل را داراست از نکات فنی موردبحثی است که می تواند تخلیه سریع دبی اوجی حدود 100 مترمکعب در ثانیه را به عهده داشته باشد؛ اما بررسی شیب طولی حدود دو درصدی آن حاکی از خطر بالای سیل گرفتگی ناشی از عدم تخلیه در بارش های با دوره بازگشت بالا است که به نوبه خود خطری جدی برای تهدیدات ناشی از سیل در بخش جنوب شرقی شهر است. تلاقی بخش انتهایی آبراهه اصلی با خروجی سایر زیر حوضه ها و تجمیع رواناب زیر حوضه های بالادست از مشکلات دیگری است که خطر آب گرفتگی مناطق پایین دست را افزایش می دهد.
نتیجه گیریاستفاده از روش شماره منحنی برای برآورد میزان رواناب تولیدشده در حوضه های مشرف به سکونتگاه ها که عمدتا فاقد ایستگاه هیدرومتری روش مناسبی است. حوزه آبخیز مشرف به شهر ملایر به دلیل وجود مراتع کم تراکم و کشاورزی دیم پتانسیل بالایی در تولید رواناب دارد به همین دلیل باید اقدامات اساسی آبخیزداری برای جلوگیری از ایجاد رواناب و سیل در مواقع بارندگی صورت گیرد.
کلید واژگان: بارش، رواناب، روش شماره منحنی، سیلاب شهری، شهر ملایرBackgroundDepending on rainfall systems and conditions influenced by unprincipled human activities, floods cause a lot of damage to natural resources, settlements, and projects every year. Hydrometric stations are often destroyed during floods or small watersheds lack hydrometric stations, which means that the estimation of runoff and maximum flood discharges requires a suitable method to calculate runoff and flood values in these basins. Prevention of this damage is doubly important when the study area overlooks places with a high density of settlements and urban facilities that can threaten the lives of many residents. The amount of runoff in each sub-basin of the watershed overlooking Malayer City was estimated in this study.
MethodsThe watershed overlooking the city of Malayer with an area of 14,700 hectares is stretched from the north to the northeast of the city. The processing of digital elevation models identified five sub-basins overlooking the city and field visits. The curve number method was used to estimate runoff height and flood volume in each sub-basin. The most intense rainfall event (88 mm per day) with a return period of 30 years was designed as rainfall, considering the amount of previous rainfall 5 days before this event with a cumulative value of 45.2 mm. To calculate the physical parameters of the watershed in this study, topography, geology, vegetation, soil, and land use maps were digitized using a geographic information system. Simultaneous maps of land use and rainfall were provided using Sentinel-2 images, containing 13 spectral bands and a spatial resolution of 10 meters. Utilizing the SCS method, the layers of land use, vegetation, and soil hydrological groups were combined to produce a curve number map. The value of the curve number was corrected for the wet condition based on the rainfall 5 days before and the location of the basin in the previous wet conditions. A weighted curve number approach for each sub-basin was compared with another approach based on the arithmetic mean of the curve number for each sub-basin, as well as a weighted runoff height approach for each curve number. Kirpich's method was used to calculate the concentration time of each sub-basin. In the next step, using the maximum daily rainfall data from the Malayer synoptic station in the statistical period from 1991 to 2021, the rainfall height values were converted to runoff height using the SCS relationship, and then the peak flood discharge was calculated for each sub-basin.
ResultsThe lack of permanent vegetation and the presence of annual grasses are among the reasons for the high potential of the sub-basins in runoff production. As a result, the average curve numbers of arithmetic and weighted average methods are 79.09 and 81.46, respectively, which shows the high capacity of the basin in producing runoff. Converting curve number values to peak flood height and flow using two commonly used methods of curve number calculation and comparing it with the results of the weighted runoff height calculation approach for each curve number in the working units of the study area showed no significant difference. Finally, the runoff height maps and the peak discharge of each sub-basin were drawn. The northern sub-basin of the basin with an average runoff height of 44.32 mm and a peak discharge of 168 m3/s has the highest participation in flood discharge toward the city of Malayer, and sub-basin 4 in the south-eastern part of the basin has the least participation in flood generation. The results of the relationship between the area and runoff height showed that the basins with a larger area did not necessarily contribute the most to the occurrence of floods in all three calculation methods of the curve number and runoff height. Other factors also play a role in these results, such as the extent of rocky outcrops and reduction time of concentration due to the high slope as one of the reasons for this problem. The formation of the longest watercourse in the basin with a length of 16314 meters under Sub-basin 3, which has the highest peak flood flow after Sub-basin 2, is one of the discussed technical points that can handle the rapid discharge of the peak flow of about 100 m3/s. However, the study of its longitudinal slope of about 2% indicates the high risk of flooding caused by the lack of evacuation in rains with a high return period, which in turn is a serious risk for the threats caused by floods in the southeastern part of the city. The intersection of the end part of the main waterway with the exit of other sub-basins and the collection of runoff under the upstream basins are other problems that increase the risk of flooding in the downstream areas.
ConclusionIt is suitable to use the curve number method to estimate the amount of runoff produced in the basins overlooking the settlements that do not usually have hydrometric stations. Because of its low-density pastures and rain-fed agriculture, the watershed overlooking Malayer has a high potential for runoff production.
Keywords: Curve Number Method, Malayer City, Rainfall, Runoff, Urban Floods -
تخمین میزان رواناب سطحی و مطالعه رابطه بارش-رواناب مهم ترین موضوع در مطالعات هیدرولوژی آب های سطحی است. به کارگیری روش های ساده برای برآورد رواناب در کاربردهای هیدرولوژیکی به خصوص در حوضه های آبریز فاقد ایستگاه و آمار اندازه گیری از اهمیت ویژه ای برخوردار است. احتمالا ساده ترین روش مفهومی برای پیش بینی رواناب استفاده از مدل بارش-رواناب شماره منحنی است که در اصل جهت مدل سازی میزان عمق رواناب ناشی از رگبارهای بارندگی در حوضه های آبریز کوچک کشاورزی و مراتع ایجاد شده است، اما تاکنون در انواع کاربردهایی غیر از آنچه در ابتدا در نظر گرفته شده بود استفاده شده است. مطالعه منابع مختلف نشان می دهد تحقیق در زمینه نحوه استفاده از این مدل همچنان در حال رشد و اصلاح بوده و نیاز به پیشرفت دارد. در پژوهش حاضر اولا مروری بر مطالعاتی که به بررسی فاکتورهای دخیل در روش شماره منحنی برای برآورد میزان رواناب پرداخته اند، انجام شده که از نتایج اصلی این مطالعات میتوان به ارائه پیشنهاد تغییر مقدار نسبت تلفات اولیه استاندارد (یعنی تغییر عدد λ از عدد 2/0 به عدد 05/0) بر اساس اندازه گیری های گسترده میدانی و نیز لحاظ کردن کلاس های پاسخ بارندگی-رواناب در هنگام استفاده از روش شماره منحنی اشاره کرد ثانیا به بعضی از چالش های باقی مانده و چشم انداز آینده در خصوص این روش اشاره شده است.
کلید واژگان: مدل شماره منحنی، رواناب مستقیم، CN، رابطه بارش-روانابEstimating the amount of surface runoff and studying the relationship between rainfall and runoff is the most important issue in surface water hydrology studies. Using simple methods to estimate runoff in hydrological applications, especially in ungauged watersheds, is of particular importance. Probably the simplest conceptual method for predicting runoff depth is the use of the curve number rainfall-runoff model, which was originally developed to model the depth of runoff caused by rainstorms in small agricultural and rangeland catchments, but so far it has been applied in applications other than those originally intended. Various studies show that this method is still growing and improving and it needs to improve. In the present study, firstly, a review of the studies that investigated the factors involved in the curve number method to estimate the runoff value was done, and one of the main results of these studies is to suggest changing the value of the standard initial loss ratio (that is, changing the value of λ from 0.2 to 0.05) based on extensive field measurements and also considering rainfall-runoff response classes when using the curve number method. Secondly, some remaining challenges and future perspectives regarding this method are mentioned.
Keywords: Curve number Model, Direct runoff, CN, Rainfall, runoff relation -
The most important natural hazard affecting agriculture in Lorestan province is the occurrence of drought and its consequences. Therefore, the main goal of this research is to investigate and determine the effects of drought on agriculture (irrigated and rainfed) in Lorestan province. To achieve this goal, a combination of field and statistical methods was used. The studied data include characteristics of rainfed and irrigated agriculture, characteristics of water resources, land use map, and drought indicators (meteorological and satellite) of Lorestan province. In order to investigate the relationship between the SPI index and each of the VCI, TCI, and VHI vegetation indices, the correlation coefficient between the indices was calculated and investigated, and a relationship was established between them through single and multiple linear regression. The correlation coefficient between the SPI drought index and TCI and VCI vegetation indices was estimated to be 0.77 and 0.70, respectively. Also, the correspondence between meteorological drought classes and vegetation cover was investigated using a mixed matrix. About the evaluation of the impact of agricultural drought on rainfed and irrigated agriculture, the results indicate that there is a positive and direct relationship between the values of the correlation index between the yield of rainfed and irrigated plants (especially wheat and barley) and the values of various drought indicators during the period of 1991-2017. In terms of time, the highest value of the correlation index between yield and drought index values is observed in the time scale of one to six months, and the correlation value decreases in longer time scales. One of the main reasons for these conditions is the physiological characteristics of different products. Based on the obtained results, in general, it can be said that the increase in drought and heat stress in Lorestan province has caused a decrease in yield and an increase in the water requirement of various aquatic crops.Keywords: Correlation coefficient, Drought, Irrigated Agriculture, Lorestan Province, Rainfall, rainfed agriculture
-
احداث سطوح آبگیر باران به عنوان یک راه حل کمبود آب شرب دام در مراتع شمال استان گلستان کم تر مورد بررسی قرار گرفته است. در تحقیق حاضر به منظور شناسایی مناطق مناسب جمع آوری آب باران در مراتع کلاله از سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده شده است. از بین عوامل موثر در انتخاب مکان مناسب احداث سطوح آبگیر باران معیارهای کاربری اراضی، عمق خاک، فاصله از گسل، شیب، فاصله از آبراهه و فاصله از دامداری انتخاب شدند. سپس به کمک منطق بولین نسبت به وزن دهی معیارهای انتخابی اقدام شد. در این روش مناطق نامناسب و محدودکننده وزن صفر و مناطق مناسب ارزش عددی یک را به خود اختصاص دادند. با تلفیق لایه های اطلاعاتی مناطق مستعد و غیر مستعد برای جمع آوری آب باران مشخص شدند. نتایج نشان داد که از بین معیارهای انتخابی بیش ترین محدودیت در منطقه مطالعاتی ناشی از شیب بود که باعث شد 7/94 درصد منطقه نامناسب برای احداث سامانه آبگیر باران شناخته شود و 3/5 درصد از سطح مراتع پتانسیل لازم برای اجرای سامانه را داشته باشد. این نتیجه یک امر قطعی نیست و رسیدن به یک نتیجه مطلوب نیازمند به وجود اطلاعات و داده های کافی و انتخاب روش ها، تکنیک ها و معیارهای مناسب است که نحوه به کارگیری آن ها در مطالعات شناسایی مکان مستعد برای احداث سامانه های آبگیر ضروری به نظر می رسد
کلید واژگان: استحصال آب، بارندگی، کمبود آب، منطق بولینThe construction of rainwater catchment surfaces as a solution to the lack of livestock drinking water in the northern pastures of Golestan province has been less investigated. In the current study, a Geographic Information System (GIS) has been used to identify suitable areas for collecting rainwater in Kalaleh pastures. Among the effective factors in choosing the appropriate site for the construction of rainwater catchment surfaces the criteria of land use, soil depth, distance from fault, slope, distance from waterways, and distance from cattle breeding were selected. Then, with the help of Boolean logic, the weighting of the selection criteria was carried out. In this method, the unsuitable and restrictive areas were assigned a weight of zero, and suitable areas were assigned a numerical value of one. Prone and non-prone areas for rainwater collection were identified by combining information layers. The results indicated that among the selection criteria, the most restricting factor in the study area was due to the slope which made 94.7% of the unsuitable areas for the construction of a rainwater catchment system to be recognized and 3.5% of the pastures have the necessary potential to implement the system. This result is not certain and achieving a desired result requires the existence of acceptable information and data and the selection of proper methods, techniques, and criteria, the way of utilizing them in the studies of identification of prone sites for the construction of catchment systems seems necessary.
Keywords: Water harvesting, rainfall, water shortage, geographic information system -
Regional study of any geographic or geomorphic phenomena is essential in different aspects such as understanding the region, resource management, and application of the knowledge for the regional development. Understanding the physical set up of these regions is the basis of such regional assessment. In the same context, identification of morphogenetic region(s) is of interest to the geoscientists, geotechnical experts, and planners. This study was performed based on Lewis Peltier models in the Paveh Rood watershed basin using two variables of average temperature and annual rainfall. In order to study and zoning the weathering and geomorphological areas of the studied region, climatic data including average annual rainfall and temperature, which had appropriate statistical period were received from five synoptic stations of the General Meteorological Department of Kermanshah then, the data were recorded in GIS software. The regimes for each station were determined from Peltier models and the weight value was also determined; then, they were recorded in the database and, finally, the relevant maps were generated using Arc map software. The results showed that out of 9 morphogenetic conditions in the Peltier model, five conditions occur in the region's climatic conditions. In weathering processes, it has been shown that the oceanic, temperate, and Selva regions are affected by strong chemical weathering. These areas are also characterized by a strong washing environment. While the savannah and semi-arid regions, ie the northwestern region and the center of the basin, have moderate and weak weathering.Keywords: Morphogenetic region, Paveh Rood, Weathering, Rainfall, GIS
-
بیش از 80 درصد از مساحت ایران را مناطق خشک و نیمه خشک تشکیل می دهند. خاک های خشک و نیمه خشک دارای مشکلات و محدودیت های متعددی هستند. یکی از مهم ترین عوامل محدودکننده حاصلخیزی خاک و تولید محصول در این مناطق، کمبود مواد آلی خاک است. در بیش از 60 درصد از اراضی کشاورزی ایران، میزان کربن آلی خاک کمتر از یک درصد است؛ در حالی که حد مطلوب آن در خاک 3-2 درصد می باشد. مواد آلی خاک به عنوان یکی از مهم ترین شاخص های سلامت خاک، نقش محوری در حاصلخیزی خاک و تولید محصول دارند؛ به طوری که با افزایش میزان مواد آلی خاک می توان ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک را بهبود بخشید و عملکرد گیاه را افزایش داد. با این حال، پایداری و اثر باقی مانده کودها و مواد زاید آلی در خاک کم است. امروزه تبدیل انواع بقایای آلی به بیوچار و افزودن آن به خاک، از روش های نوین افزایش کربن آلی خاک به شمار می رود. این روش، علاوه بر افزودن کربن آلی و بهبود حاصلخیزی خاک و افزایش عملکرد محصول، به دلیل پایداری بسیار زیاد، دارای اثرهای باقی مانده زیادی در خاک می باشد. با این حال، به دلیل ویژگی های خاص خاک های مناطق خشک و نیمه خشک، به کار بردن بیوچار در این مناطق با چالش هایی همراه بوده و کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله، ضمن مرور اثرات مثبت بیوچار بر شاخص های کیفی خاک و تولید محصول، چالش های کاربرد بیوچار در خاک های مناطق خشک و نیمه خشک به ویژه دیم زارها و راهکارهای برطرف نمودن این چالش ها مورد بررسی قرار گرفته است.
کلید واژگان: ترسیب کربن، دیم، کربن آلی، حاصلخیزی، مواد آلی خاکMore than 80% of Iran's area is arid and semi-arid. Arid and semi-arid soils have various problems and limitations. One of the most important factors limiting soil fertility and crop production in these areas is the lack of soil organic matter (SOM). In more than 60% of Iran's agricultural lands, the amount of SOM is less than 1%; While its optimal level in soils should be 2-3%. SOM, as one of the most important indicators of soil health, plays a vital role in soil fertility and crop production; So, by increasing the amount of SOM, the physical, chemical, and biological characteristics of the soil and crop yield can be improved. However, the stability and residual effects of the fertilizers and organic wastes in the soil are low. Nowadays, converting organic wastes and residues into biochar and adding them to the soil is one of the new methods of increasing soil organic carbon, which enhance soil fertility and crop yield and has high residual effects due to its high stability. However, due to the specific characteristics of the soils of arid and semi-arid regions, using biochar in these regions is associated with challenges and has received less attention. In this review article, while reviewing the positive effects of biochar on soil quality indicators and crop production, the challenges of using biochar in the soils of arid and semi-arid areas, especially in drylands, and the solutions to overcome these challenges have been reviewed.
Keywords: Carbon sequestration, Fertility, Organic carbon, Rainfall, Soil organic matter -
سابقه و هدف
در کشور ایران شرایط اقلیمی به گونه ای است که حتی در پربارانترین مناطق کشور، به منابع آب زیرزمینی نیاز است و همه ساله این نیاز بیشتر میشود. از آنجا که آبهای زیرزمینی یکی از ارزشمندترین منابع آب در کشور ایران بهشمار میروند، پیش بینی تغییرات آن به منظور بهره برداری بهینه با هدف توسعه پایدار بسیار ضرورت است. یکی از پیچیده ترین فرآیندهای هیدرولوژیکی در طبیعت، فرآیند بارش-تراز آب زیرزمینی است که متاثر از پارامترهای مختلف فیزیکی و هیدرولوژیکی است. اگرچه مدل های مختلفی برای پیش بینی تغییرات تراز آب زیرزمینی با استفاده از الگوی بارش ارایه شده است اما به مدل تابع انتقال کمتر توجه شده است. از این رو هدف اصلی این پژوهش معرفی و استفاده از مدل تابع انتقال جهت پیش بینی تراز آب زیرزمینی ماهانه با استفاده از آمار بارش و مقایسه نتایج آن با مدل های شبکه عصبی-فازی و شبکه عصبی مصنوعی می باشد.
مواد و روش هادر پژوهش حاضر از آمار 30 ساله (1400-1371) ایستگاه های هواشناسی و چاه های مشاهده ای در 3 حوضه آبخیز گالیکش، رامیان و محمدآباد جهت مدل سازی بارش-تراز آب زیرزمینی استفاده شد.سپس، با توجه به اینکه سال های نزدیک تر به زمان حال اطلاعات دقیق تری از وضعیت این زمان دارند، سال ها به صورت فرآیند پیش رو در شبکه های عصبی مصنوعی در نظر گرفته شد. برازش مدل و پیش بینی مقادیر تراز آب زیرزمینی با استفاده از داده های بارش برای 12 ماه آینده به کمک سه مدل شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، شبکه عصبی-فازی (ANFIS) و تابع انتقال (TF) انجام شد. برای این منظور از نرم افزارهای MINITAB SAS, SPSS, و R استفاده شد. در مرحله بعد اعتبارسنجی مقادیر پیش بینی شده توسط مدل ها با استفاده از 3 شاخص میانگین قدرمطلق فاصله (MAD)، ریشه مربع میانگین خطا (RMSE) و میانگین قدرمطلق درصد خطا (MAPE) مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته هانتایج حاصل از نمودارهای خودهمبستگی نگار تراز آب زیرزمینی چاه ها نشان داد، تمامی سری های زمانی دارای روند فصلی با دوره 12 ماهه هستند. بر اساس نمودارهای خودهمبستگی متقابل نیز مشخص شد که اثر مستقیم بارش بر تراز آب زیرزمینی در دو حوضه آبخیز گالیکش و محمدآباد با تاخیر 3 ماهه و در حوضه آبخیز رامیان با تاخیر یک ماهه انجام شده است. نتایج اعتبارسنجی مدل ها با کمک 3 شاخص MAD، RMSE و MAPE نشان داد که مدل شبکه عصبی مصنوعی جهت پیش بینی تراز آب زیرزمینی با استفاده از داده های بارش ماهانه در هر 3 حوضه آبخیز مورد بررسی دارای مناسب ترین عملکرد می باشد (RMSE=0.0778, 0.0243, 0.0532m) و مدل شبکه عصبی-فازی (RMSE=0.1841, 0.0832, 0.1012m) در رتبه دوم قرار دارد. اگرچه مدل تابع انتقال نسبت به دو روش دیگر دقت کمتری داشت (RMSE=0.5711, 0.5023, 0.3234m)، اما این مدل در برازش مقادیر تراز آب زیرزمینی ماهانه عملکرد مناسبی داشته است. این مدل در شناسایی تاخیر در تاثیرگذاری بین متغیرهای ورودی و خروجی و همچنین بیان مدلی که می توان بر اساس آن نحوه اثرگذاری بارش را به صورت یک مدل بیان کرد، بسیار موثر است.
نتیجه گیرینتایج این پژوهش نشان داد که برای پیش بینی تراز آب زیرزمینی با کمک مقادیر بارش ماهانه، می توان از هر 3 مدل شبکه عصبی مصنوعی، شبکه عصبی-فازی و تابع انتقال استفاده کرد. برای 3 مدل مورد استفاده بیش برآوردی و کم برآوردی پیوسته که باعث افزایش خطا و کاهش عملکرد مدل ها می شود، مشاهده نشد. همچنین هر 3 مدل در تشخیص روندها و تغییرات داده ها عملکرد مناسبی دارند. با این وجود عملکرد مدل شبکه عصبی مصنوعی نسبت به دو مدل دیگر از دقت بالاتری برخوردار است. علاوه بر این هنگامی که از عملکرد پیش رو در مدل سازی شبکه عصبی مصنوعی استفاده می شود نسبت به حالتی که از سری کامل داده ها استفاده می شود، کارایی مدل به نحو چشمگیری بهبود می یابد.
کلید واژگان: تراز آب زیرزمینی، بارش، شبکه عصبی مصنوعی، شبکه عصبی-فازی، تابع انتقالIn Iran, the climatic conditions are such that even in the rainiest areas of the country, there is a need for groundwater resources, and this demand is increasing every year. Since, groundwater is one of the most valuable water resources in Iran, it is very necessary to predict its changes in order to use it optimally with the aim of sustainable development. One of the most complex hydrological processes in nature is the rainfall-groundwater level process, which is affected by various physical and hydrological parameters. Although, various models have been presented to predict the changes in the groundwater level using the rainfall patterns, but less attention has been paid to the transfer function model. Hence, the main objective of this research is to introduce and use the transfer function (TF) model to predict the monthly groundwater level using rainfall data and to compare its results with ANFIS and Artificial Neural Network (ANN) models.In the present study, 30-year data (1992-2021) of meteorological stations and observation wells in 3 watersheds of Galikesh, Ramian and Mohamadabad were used to model the rainfall and groundwater level. of the Gorganroud river basin.Then, considering that the years closer to the present time have more accurate information about the situation of this time, the years were considered as a forward process in artificial neural networks. The model fitting and prediction of the groundwater level values using rainfall data for the next 12 months was performed with applying three models: Artificial Neural Network (ANN), Adaptive neuro fuzzy inference system (ANFIS), and transfer function (TF). For this purpose, MINITAB SAS, SPSS, and R software were used. Next step, the validation of the values predicted by the models was evaluated using three indices Mean Absolute Distance (MAD), Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Absolute Percentage Error (MAPE).The results of the autocorrelation plots of the groundwater level of the wells revealed that all time series have a seasonal trend with a period of 12 months. Based on the cross-correlation plots, it was also found that rainfall has direct effect on the groundwater level in the two watersheds of Galikesh and Mohamadabad with lag time of three months and in the Ramian watershed with a delay of one month. The validation results of the models using three indexes MAD, RMSE and MAPE revealed that the artificial neural network model for predicting the groundwater level using monthly rainfall data in all three investigated watersheds had the most appropriate performance (RMSE=0.0778, 0.0243, 0.0532m) and the ANFIS model is ranked second (RMSE=0.1841, 0.0832, 0.1012m). Although the transfer function model was less accurate than the other two methods (RMSE=0.5711, 0.5023, 0.3234m), but this model has performed well in fitting the monthly groundwater level values. This model is very effective in identifying the delay in the impact between the input and output variables, as well as expressing the model based on which the impact of rainfall can be expressed as a model.The results of this research show that all three models of artificial neural network, ANFIS and transfer function can be used to predict the groundwater level using monthly rainfall values. Consecutive overestimation and underestimation, which increases the error and decreases the performance of the models, was not observed for the three used models. Also, all three models perform well in detecting trends and data changes. However, the artificial neural network model is more accurate than the other models. In addition, when forward process is used in artificial neural network modeling, compared to the case where the complete series of data is used, the efficiency of the model is significantly improved.
Keywords: groundwater level, Rainfall, Artificial neural network, ANFIS, Transfer Function -
زعفران (Crocus sativus) با قدمتی دیرینه از دوره باستان تا دوره معاصر برای ایرانیان، کاربرد خوراکی و دارویی داشته است و عوامل متعددی بر میزان تولید آن در استان های مختلف تاثیر گذار بوده است. به منظور بررسی روند سطح زیر کشت، تولید و عملکرد کلاله زعفران و همچنین اثر پارامترهای اقلیمی نظیر ارتفاع از سطح دریا، میانگین دما و میانگین بارش بر کشت و تولید این گیاه در شهرهای مختلف استان خراسان رضوی، مطالعه ای در بازه زمانی سال های 1363 تا 1399 با استفاده از داده های جهاد کشاورزی صورت گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار تولید، و سطح زیر کشت در بازه مورد بررسی به ترتیب مربوط به زاوه، تربت حیدریه و رشتخوار بود. همچنین زاوه و تربت حیدریه به ترتیب با 3/13 و 4/9 درصد از کل، بیشترین سهم را از تولید کل استان داشتند. مقایسه عملکرد هر شهر نسبت به میانگین استان نشان داد که گناباد و تربت حیدریه به ترتیب دارای رتبه های اول و دوم از این نظر بودند. همچنین کلات دارای کمترین درصد سطح زیر کشت، تولید آبی و نسبت عملکرد به میانگین استان بود. مطالعه تاثیر عوامل اقلیمی بر زعفران نشان داد که با افزایش ارتفاع از سطح دریا، سطح زیر کشت و تولید زعفران، روند افزایشی داشت. با افزایش بارندگی سالانه نیز، سطح زیر کشت و تولید کل روند کاهشی غیرخطی نشان داد ولی عملکرد زعفران افزایش یافت. همچنین با افزایش میانگین دما، سطح زیر کشت و تولید زعفران افزایش یافت ولی عملکرد زعفران روند کاهشی داشت. بررسی درصد تشابه شهرهای مختلف استان خراسان رضوی از نظر خصوصیات مورد بررسی در سطح 75 درصد نشان داد که در کل، مناطق مختلف استان به 5 خوشه قابل تفکیک است. شهرهای باخرز، گناباد، کاشمر، مه ولات و رشتخوار در خوشه اول و شهرهای بجستان، خواف، تربت جام، نیشابور، بردسکن و تایباد در خوشه دوم قرار گرفتند و هر کدام از شهرهای تربت حیدریه و زاوه نیز دو شاخه مجزا را تشکیل دادند و بقیه شهرها در یک خوشه قرار گرفتند. به طور کلی روند افزایشی سطح زیر کشت و تولید زعفران در استان خراسان رضوی حاکی از تمایل بیشتر به کشت این گیاه توسط کشاورزان با توجه به شرایط اقلیمی و خاکی این استان است.کلید واژگان: ارتفاع از سطح دریا، بارندگی، درجه حرارت، سطح زیر کشت، عملکردSaffron (Crocus sativus L.) has been used as food and medicine for Iranians for a long time, from the ancient to the modern period, and several factors have influenced its production and consumption in different provinces, especially Razavi Khorasan. In order to investigate the trend of cultivated area, stigma production and yield of saffron and also the effect of climatic parameters such as altitude above sea level, average temperature, and precipitation on the cultivation and production of this plant in different cities of Khorasan Razavi Province, a study was conducted by using data of Agricultural Jihad Organization during 1984 to 2020. Results indicated that the highest production and cultivated area in the province of Razavi Khorasan in the studied period were related to Zaveh, Torbat Heydarieh, and Roshtkhar, respectively. Zaveh and Torbat Heydarieh also had the largest portion of irrigated production in the province, with 13.3 and 9.4 %, respectively. Upon comparing the yield of saffron across different cities to the provincial average, it became evident that Gonabad and Torbat Heydarieh secured the first and second positions, respectively, in this comparison. Conversely, Kalat exhibited the lowest percentage in terms of cultivated area, irrigated production, and yield ratio compared to the provincial average. Further analysis revealed that elevation above sea level is positively correlated with both cultivated area and saffron production. Interestingly, there exists a non-linear inverse relationship between annual rainfall and cultivated area, production, and yield of saffron. Moreover, the study found that higher average temperatures are associated with increased saffron production, although the average yield of saffron tends to decrease. Regarding similarities across different cities in Khorasan-Razavi province, an investigation at a 75% similarity threshold indicated the possibility of classifying the province's various regions into five distinct clusters. The cities of Bakharz, Gonabad, Kashmer, Mahvalat, and Roshtkhar were in the first cluster, and the cities of Bajastan, Khaf, Torbat Jam, Neishabur, Bardaskan, and Taibad were in the second cluster, and each of the cities of Torbat Heydarieh and Zaveh also formed two separate branches. The rest of the cities were placed in a cluster. In general, the increasing trend of saffron cultivation and production in Khorasan-Razavi province indicates a greater desire to cultivate this plant by the farmers, considering the climatic and soil conditions of this province.Keywords: altitude above sea level, Cultivated area, Rainfall, Temperature, Yield
-
کمبود شدید منابع آب سطحی و زیرزمینی مهم ترین محدودیت توسعه پایدار کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. در مطالعه حاضر به بررسی شناخت تاثیرات توسعه سیستم های آبیاری و تغییر الگوی کشت روی نیاز آبیاری در شرایط تغییر اقلیم پرداخته شده است. برای شبیه سازی پارامترهای اقلیمی در آینده و میزان تاثیر آن ها روی نیاز آبیاری از سناریوهای انتشار RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 گزارش پنجم تغییر اقلیم استفاده گردید. هم چنین برای بررسی هم زمان اثر بهبود راندمان آبیاری، تغییر اقلیم و تغییر الگوی کشت روی نیاز ناخالص آبیاری؛ ابتدا تغییرات الگوی کشت و سیستم های آبیاری دشت کوار در طی یک دهه مورد ارزیابی قرار گرفت، سپس سناریوهای مدیریتی مختلفی برای کاهش برداشت از آبخوان تعریف گردید. نتایج پیش بینی پارامترهای اقلیمی بیانگر آن است که در هر سه سناریوی انتشار، دما افزایش و بارندگی کاهش می یابد. بر همین اساس میزان افزایش نیاز ناخالص آبیاری برای گیاهان مختلف تحت سناریو RCP2.6 بین چهار تا هشت درصد؛ تحت سناریو RCP4.5 بین شش تا 13و تحت سناریو RCP8.5 بین هشت تا 18 درصد پیش بینی گردید. هم چنین بررسی سطوح الگوی کشت دشت کوار در دهه اخیر نشان داد که افزایش راندمان آبیاری در منطقه موجب افزایش 10 درصدی سطح زیرکشت شده و عدم کاهش برداشت آب از آبخوان را به دنبال داشته است. نتایج اعمال سناریوهای آبیاری مختلف نشان داد با طراحی و تنظیم الگوی کشت و بهبود راندمان های آبیاری سطحی و تحت فشار می توان در شرایط خشک و نرمال بین 21 تا 40 درصد، برداشت از منابع آب زیر زمینی دشت را کاهش داد.
کلید واژگان: نیاز آبیاری، پیش بینی، دما، بارندگی، سناریوهای آبیاریThe Severe shortage of surface and groundwater resources is the most important constraint on sustainable agricultural development in arid and semi-arid regions. Frequent droughts in recent decades have also led to a significant drop in groundwater levels due to uncontrolled abstraction. In the present study, different irrigation scenarios are provided to reduce the withdrawal of water from the aquifer of Kavar plain in Fars province. The results of various studies show that due to climate change, water resources are reduced and irrigation requirements of plants will be increased during the growing season (Goodarzi et al., 2015; Zeinoddini et al., 2019). In this study, to simulate future climate parameters, the outputs of AOGCMs models and emission scenarios RCP2.6, RCP4.5, and RCP8.5 of the Fifth Climate Change Report were used (IPCC,2014). Then irrigation requirements of the study area were calculated by Cropwat software considering the cultivation pattern for the future period. Finally, by defining irrigation scenarios, the simultaneous effects of climate change and cultivation pattern change in the development of irrigation systems (surface and pressurized) on groundwater resources were evaluated.
Keywords: Irrigation Requirement, Prediction, Temperature, rainfall, Irrigation scenarios -
پدیده تغییر اقلیم را می توان به عنوان یکی از مهم ترین چالش های جهانی بشر در تامین امنیت غذایی حال حاضر، آینده نزدیک و دور برشمرد. این موضوع بیشتر به صورت افزایش دما، تغییر الگوهای بارش و افزایش فراوانی و شدت رخدادهای حدی جوی اتفاق می افتد. شواهد موجود بیانگر این است که تغییر اقلیم بخش کشاورزی را به ویژه در بوم نظام های مناطق خشک و نیمه خشک با شدت بیشتری تحت تاثیر قرار می دهد. این اثرات می تواند مستقیما بر رشد و تولید گیاهان زراعی و یا به صورت غیرمستقیم بر محیط تولید آن ها نظیر خاک اثر بگذارد. پتانسیل خاک برای تولید محصول به ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن وابسته بوده و این ویژگی ها به طور مستقیم و غیرمستقیم تحت تاثیر عوامل اقلیمی ازجمله دما و بارندگی قرار می گیرد. اغلب پیش بینی ها نشان می دهد که در مناطق خشک و نیمه خشک ازجمله در بسیاری از مناطق ایران، تغییر اقلیم منجر به افزایش دما و کاهش بارندگی خواهد شد. بنابراین، با توجه به اهمیت و نقش دما و رطوبت در شاخص های کیفیت فیزیکی و شیمیایی خاک و پایداری تولید، به نظر می رسد پدیده تغییر اقلیم اثرات نامطلوبی بر خاک و به دنبال آن بر تولید محصول خواهد گذاشت. لذا بکارگیری راهکارهای لازم در خصوص تخفیف این اثرات نامطلوب و سازگاری با شرایط پیش رو از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. در این مقاله، با بررسی و جمع بندی پژوهش های انجام شده در مورد اثرات تغییر اقلیم بر ویژگی خاک های مناطق خشک و نیمه خشک، تلاش شده است تا نوعی پیش آگاهی از تغییرات احتمالی ایجاد شده در ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک ناشی از بروز تغییرات اقلیمی ارایه شود. با توجه به این که پدیده تغییر اقلیم امری اجتناب ناپذیر بوده و آثار و نتایج آن در زندگی بشر روزبه روز بیشتر و شدیدتر احساس می شود، لازم است در مدیریت منابع خاک، پیش آگاهی های لازم درخصوص نتایج این پدیده بر ویژگی های خاک و پتانسیل تولید محصولات کشاورزی به ویژه در دیم زارها در نظر گرفته شود.
کلید واژگان: بارندگی، کیفیت خاک، گازهای گلخانه ای، گرمایش جهانیClimate change is one of the most significant global challenges threatening food security now, in the near and far future. This mainly occurs in the form of increasing temperature, change in rainfall pattern, and increase in extreme weather events. There are strong evidences demonstrating the vulnerability of agriculture sector in arid and semi-arid regions to climate change. This may directly impact on crops growth and production or indirectly impact on their environments. The ability of soil to produce a crop depends on its physical and chemical properties and these properties are directly and indirectly affected by climatic factors such as temperature and rainfall. Most predictions show that in arid and semi-arid regions, including many regions of Iran, climate change will lead to an increase in temperature and a decrease in rainfall. Therefore, considering the importance and role of temperature and humidity in physical and chemical quality indicators of soil and production stability, it seems that the phenomenon of climate change will have adverse effects on soil and then on crop production. Therefore, it is very important to use the necessary solutions to mitigate these adverse effects and adapt to the upcoming conditions. In this article, by reviewing and summarizing the research on the effects of climate change on the characteristics of arid and semi-arid soils, an attempt has been made to provide some kind of foresight of possible changes in the physical, chemical, and biological properties of soil due to climate change.
Keywords: greenhouse gases, global warming, Rainfall, Soil quality -
خدمات زیست بوم پایه و اساس رفاه انسان و معیشت جوامع روستایی به ویژه جوامع فقیر تلقی می شوند. استحصال آب باران می تواند فراهم کننده فرصتی جهت بهبود تولید زیست بوم، معیشت، اقتصاد و رفاه جامعه باشد. هم چنین می تواند موجب هم افزایی بین مدیریت سرزمین و رفاه جامعه شود، به ویژه در مواردی که استحصال آب باران به کمک کشاورزی دیم آمده، یا به مدیریت حوزه آبخیز کمک می کند و یا در تامین آب مورد نیاز مناطق شهری و روستایی مورد استفاده قرار می گیرد. سامانه های استحصال آب باران به ویژه در کشور ما اغلب در طرح های مدیریت منابع آب مورد غفلت قرار گرفته و آب مورد نیاز فقط از منابع آب سطحی یا زیرزمینی تامین می شود. بنابراین باید به این فن آوری به عنوان فرصتی برای مدیریت بهتر منابع آب نگریست. استفاده از این سامانه ها با اندک میزان سرمایه گذاری برای یک مدت کوتاه 5 تا 10 سال، می تواند منجر به بهبود و افزایش قابلیت اعتماد سیستم در تامین آب، افزایش تولیدات کشاورزی و پایداری خدمات زیست بوم شود. هم چنین به عنوان یک راهکار سازگار در مناطقی که توزیع بارش دارای تغییرپذیری و نوسان بالایی است مورد استفاده است. با توجه به سناریوهای آینده تغییر اقلیم، افزایش نوسانات بارشی، تبخیر بیش تر، رشد جمعیت و به تبع آن، افزایش تقاضا برای خدمات زیست بوم، به ویژه آب، ناگزیر خواهد بود. بنابراین استحصال آب یک اقدام کلیدی در جهت سازگاری با تغییر اقلیم و کاهش آسیب پذیری جامعه از نوسانات اقلیمی تلقی می شود. ضمن این که علاوه بر افزایش دانش عمومی نسبت به عملکرد اکوسیستمی این سامانه ها نسبت به ممیزی، ارزیابی و کاربست دانش بومی استحصال آب باران در کشور باید قدم های اساسی را برداشت.
کلید واژگان: باران، تغییر اقلیم، خدمات زیست بوم، سازگاری، مدیریت حوزه آبخیزEcosystem services are fundamental for human well-being and are the basis of rural livelihoods, particularly for poor people. Rainwater harvesting can serve as an opportunity to enhance ecosystem productivity, thereby improving livelihoods, human well-being, and economies. Rainwater harvesting has been shown to create synergies between landscape management and human well-being. These synergies are particularly obvious when rainwater harvesting improves rainfed agriculture, is applied in watershed management, and when rainwater harvesting interventions address household water supplies in urban and rural areas. Rainwater harvesting has often been a neglected opportunity in water resource management: only water from surface and ground water sources is conventionally considered. Managing rainfall will also present new management opportunities, including rainwater harvesting. Improved water supply, enhanced agricultural production, and sustainable ecosystem services can be attained through adoption of rainwater harvesting with relatively low investments over fairly short time spans (5-10 years). Rainwater harvesting is a coping strategy in variable rainfall areas. In the future climate change will increase rainfall variability and evaporation, and population growth will increase demand on ecosystem services, in particular for water. Rainwater harvesting will become a key intervention in adaptation and reducing vulnerabilities. Moreover, in addition to increasing public knowledge about the ecosystem function of these systems, basic steps should be taken in the audit, evaluation and application of local knowledge of rainwater harvesting in the country.
Keywords: Rainfall, ecosystem services, adaptation, climate change, watershed management
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.