فهرست مطالب

علوم محیطی - سال هفدهم شماره 4 (پیاپی 66، زمستان 1398)
  • سال هفدهم شماره 4 (پیاپی 66، زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/10/28
  • تعداد عناوین: 15
|
  • اشکان محمدی، ناصر شفیعی ثابت*، علیرضا شکیبا صفحات 1-26
    سابقه و هدف

    از جمله پیامدهای عمده شهرنشینی شتابان ، گسترش مکانی - فضایی شهر ها و خورندگی روستاها و زمین های پیرامونی آن هاست که در کلانشهرها نمود بسیاری داشته است.خزش و گسترش ناموزون کلانشهر تهران به نواحی پیرامونی، منجر به بروز نابسامانی و عدم تعادل در عرصه های اجتماعی، اقتصادی و سازمان فضایی روستاهای پیرامونی شده است.در دهه های اخیر آنالیز رشد شهری از منظر های گوناگونی آغاز شد .این پدیده درایران در نیم قرن اخیر با برجستگی زیادی همراه بوده است. و در آغاز در مادر شهر ها و شهرهای بزرگ اتفاق افتاد ولی به تدریج بر اثر سیاست های تمرکز گرایانه سکونتگاهی به شهرهای متوسط و میانی نیز انتقال یافته است. در ناحیه مورد مطالعه در سه دهه اخیر رشد شتابانی در گسترش سطح داشته است و سبب بروز مسایل بسیار محیط زیستی و تغییر های سریع در عملکرد اقتصادی روستاها و تغییر منبع های طبیعی ارزشمند شده است. از این رو این تحقیق در نظر دارد با واکاوی و تحلیل دقیق پدیده خزش نحوه و میزان تغییر های کاربری زمین ها و پوشش زمین در ناحیه مورد مطالعه را بررسی و با بیان راه حل های علمی اثر های زیان بار آن را کاهش دهد.

    مواد و روش ها

    برای آنالیز دقیق اثر های پدیده خزش از روش توصیفی و تحلیلی استفاده شد. در این روش بعد از گردآوری داده ها شامل تصاویر ماهواره ای لندست با سنجنده های TM و ETM و OLI و پس از تفسیر بصری تصاویر ماهواره ای به لحاظ عاری بودن از خطاهای راه راه شدگی، لکه های ابر با استفاده از تکنیک های سنجش از دور و سیستم های اطلاعات مکانی روند تغییر های کاربری زمین ها و پوشش زمین در سال‌های 1986 ، 2002، 2018 میلادی به تفکیک و در چهار کاربری، زمین شهری و انسان ساخت زمین های جنگلی مرتع ها  و راهآغاز گردید.پس از آن عملیات طبقه بندی نظارت شده با الگوریتم SVM ، آشکار سازی و تعیین الگوی خزش در ناحیه مورد مطالعه انجام شد.

    نتایج و بحث

    محاسبات انجام شده گویای آن ست که در محور تهران – پردیس - دماوند بر اثر رشد خزنده به شکل گسسته و در برخی نقاط پیوسته بیش ترین تغییرات  به لحاظ افزایش ، مربوط به کاربری زمین های شهری و انسان ساخت 06/9 درصد و  نیز راه 1 درصد می‌باشد که این روند رو به افزایش سبب کاهش دو پوشش مراتع و زمین های جنگلی بترتیب به میزان07/9 و1/0 درصد شده است. پس از عملیات میدانی و برداشت عوارض نمونه با گیرنده‌های GPS دو فرکانسه و معرفی آن به نرم افزار ، طبقه بندی عوارض با روش ماشین‌های بردار پشتیبانبا  میانگین دقت کلی 62/96% و میانگین ضریب کاپای  33/85% انجام شد. بیشترین تغییر ها مربوط به کاربری‌های زمین شهری و انسان ساخت و راه بوده که در ناحیه مورد مطالعه بیشتر زمین های جنگلی تبدیل به شهرک‌های صنعتی و ویلاهای تفریحی شده است.این موضوع منجر به افزایش مهاجرت از روستا ها به پیرامون کلانشهر تهران شده و بدنبال آن نیاز به زمین های شهری و در نهایت شکنندگی و ناپایداری منابع محیط زیست صورت گرفته است. در محور تهران – پردیس - دماوند تغییر های یاد شده توسط عامل ها و نیروهای مختلف و در جریان گسترش فضایی ناموزون آن صورت گرفته است.

    نتیجه گیری

    در بررسی مربوط به تحولات فضایی و تغییر های کاربری زمین ها و پوشش زمین توجه به این مطلب که کدام کاربری به آرامی و کدام کاربری با سرعت بیشتری تغییر می کند از اهمیت بالایی برخوردار است.در این تحقیق نمایان شد که در مورد بررسی زمین های جنگلی نسبت به دیگر زمین ها بیشترین میزان تغییر را داشته اند. بنابراین اگر برنامه ریزی دقیق و سیاست گذاری های لازم و نظارت مستمر برای جلوگیری از این روند صورت نگیرد آثار زیان بار و جبران ناپذیر محیط زیستی در پی خواهد داشت.

    کلیدواژگان: خزش شهری، تغییرهای کاربری زمین و پوشش زمین، محیط زیست، سکونت گاه های روستایی، کلانشهر تهران
  • مریم اکبرپور، هادی ویسی*، عبدالمجید مهدوی دامغانی، محمدرضا نظری صفحات 27-42
    سابقه و هدف

    بومی سازی سیستم غذایی به دلیل هایی هم چون فواید اکولوژیک، مزیت های اقتصادی و ملاحظات اجتماعی در مسیر کشاورزی پایدار قرار گرفته است. ولی پرسش این است که غذا تا چه اندازه و محدوده ای می تواند به صورت بومی تولید شود. به منظور پاسخ به این پرسش، مفهوم حوزه غذایی راهگشا است. این مفهوم چارچوبی را برای تحلیل میزان تولید غذای بومی در هر مقیاس مشخص فراهم می کند. حوزه غذایی، زمینی است که می تواند همه یا بخشی از نیاز های غذایی یک جمعیت را در یک محدوده جغرافیایی تامین کند. در کشور ما تا کنون مطالعه ای در مورد بررسی حوزه های غذایی انجام نشده است، از این روی، این پژوهش پیشنهاد دهنده الگویی برای بررسی حوزه های غذایی است. این پژوهش با رویکرد حرکت در راستای سیستم غذایی پایدار، ضمن شناساندن مفهوم حوزه غذایی، وضعیت تولید و مصرف غذا در حوزه غذایی استان تهران و ظرفیت این استان در تامین نیاز های غذایی خویش را بررسی کرده است.

    مواد و روش ها

    این تحقیق در استان تهران انجام شد. برای محاسبه میزان غذای تولیدی زمین های منطقه مورد مطالعه و میزان نیاز غذایی جمعیت مربوطه و مقایسه آن ها با یکدیگر از واحدی یکسان به نام «معادل گیاهی» استفاده گردید. تولید هر معادل گیاهی در هر منطقه از طریق ضرب سطح زیر کشت محصول در عملکرد محصول محاسبه شد.میزان نیاز به هر معادل گیاهی در هر منطقه نیز از ضرب جمعیت آن منطقه در وزن معادل گیاهی مورد نیاز یک فرد در یک سال برآورد شد. سپس با فرمول های مربوط به خودکفایی، محاسبه گردید که تولید موجود، چند درصد از نیاز های جمعیت مربوطه را تامین می کند. برای محاسبه خودکفایی از مفهومی به نام تولید آستانه استفاده شد، محاسبه تولید آستانه به کمک برنامه نویسی و کد نویسی شرطی با نرم افزار متلب انجام گردید. برای انجام پژوهش، نرم افزار های اکسل، متلب و جی آی اس مورد استفاده قرار گرفتند.

    نتایج و بحث

     تبیین الگویی به منظور بررسی حوزه غذایی با توجه به چالش افزایش جمعیت استان تهران و تامین امنیت غذایی این استان از مهم ترین دستاور های تحقیق حاضر بوده است. در پژوهش حاضر که در مقیاس استانی صورت گرفته است، میزان خودکفایی در تامین سبد غذایی مطلوب برای جمعیت استان تهران 22 درصد و بیشترین و کمترین میزان خودکفایی در تامین سبد غذایی مطلوب برای جمعیت هر شهرستان به ترتیب در شهرستان پیشوا و شهرستان تهران برآورد شده است. میزان نیاز تامین شده یا خودکفایی در تامین سبد غذایی مطلوب در استان تهران در محصول های معادل سبد غذایی مطلوب به ترتیب از بیشترین در ذرت علوفه ای با 100 درصد خودکفایی، سبزی و صیفی 79، میوه 56، کاه جو 53، کاه گندم 45، دانه جو 16، سبوس گندم 8، دانه گندم 5، نباتات علوفه ای به جز ذرت 4، کنجاله کلزا 1/0، دانه کلزا 06/0 و در حبوبات، شلتوک، ریشه و تفاله خشک و ملاس چغندرقند، دانه ذرت و کنجاله سویا عدم خودکفایی و وابستگی کامل یعنی صفر درصد برآورد شده است.

    نتیجه گیری

    نتایج این پژوهش بیان داشت که پتانسیل واقعی استان تهران در تامین سبد غذایی مطلوب برای جمعیت استان تهران 22 درصد است. هرچند بومی سازی مزیت هایی دارد، به نظر می رسد با توجه به مساحت کم و جمعیت بیش از ظرفیت استان تهران و مسئله های محیط زیستی پیش رو (کمبود آب و فرسایش خاک)، باید مرز های حوزه غذایی استان تهران گسترده تر و شعاع حوزه غذایی افزایش یابد.

    کلیدواژگان: اقتصاد، امنیت غذایی، تولید، سبد غذایی، کشاورزی پایدار، مصرف
  • احمد سلطانی ذوقی*، غلامرضا سلطانی محمدی صفحات 43-60
    سابقه و هدف

    از دید بسیاری از کارشناسان و تصمیم سازان پیشرفت فناوری آبیاری، عامل اصلی کاهش سطح مصرف آب است. با وجود این دیدگاه، بسیاری از کارشناسان به این نتیجه گیری با دیده ی تردید نگاه می کنند. با وجود بهبود فناوری‌های آبیاری و زهکشی و گونه های مقاوم، کاهش مورد انتظار در مصرف آب هرگز رخ نداده است. آیا پدیده ی جهش می تواند عامل این اختلاف تلقی شود؟ در ایران وضعیت اثر جهش به چه شکلی است؟ این مطالعه به دنبال یافتن پاسخی مناسب برای این سوال ها می باشد.

    مواد و روش ها

    ابتدا نیاز است تا با استفاده از داده های پانل، تاثیر فناوری در بخش کشاورزی استان های کشور مشخص گردد، برای این هدف داده های سال های 1370 تا 1396 مورد استفاده قرار گرفت. در گام بعد با استفاده از اطلاعات مربوط به مصرف آب و تولید بخش کشاورزی در سال های مورد بررسی در کنار مدل تخمین زده شده، فاکتورهای نرخ رشد کشاورزی، نرخ رشد آب مصرفی، میزان صرفه‌جویی مورد انتظار و به وقوع پیوسته محاسبه گردید. نتایج حاصل از این محاسبه ها، میزان پدیده ی جهش را در کشاورزی کشور برای 31 استان مشخص نموده و این امکان را فراهم می کند که با یک مقایسه ساده نسبت به بررسی شدت اثر جهش در منطقه های مختلف اظهار نظر گردد. در این بخش برای کمک به سیاست گذاران از تقسیم بندی 5 گانه وزارت کشور بهره برده شده است.

    نتایج و بحث

     نرخ مشارکت پیشرفت فناوری در سطح بالای معنی داری برابر 043/0 حاصل شد. مقدار  کشاورزی در ایران 315/109 % به دست‌آمده است. این مطالعه وجود اثر جهش را در کشاورزی کشور تائید می نماید. اثر جهش در همه منطقه های کشور نیز به روشنی مشاهده می گردد و حتی برخی استان های صنعتی کشور نظیر آذربایجان شرقی و خوزستان نیز با این پدیده با شدت بسیار بیشتری مواجه هستند. بالاترین شدت پدیده ی جهش در منطقه 3 کشور شامل استان های آذربایجان شرقی، آذربایجان غربی، اردبیل، زنجان، گیلان و کردستان و کمترین مقدار آن در منطقه 5 شامل خراسان رضوی، جنوبی و شمالی، کرمان و یزد و سیستان و بلوچستان مشاهده گردیده است. شدت پدیده ی جهش در منطقه های جنوبی و شرقی کشور  کمتر از منطقه های شمالی و غربی مشاهده شده است، دلیل شدت به نسبت کمتر این پدیده در نواحی جنوبی و شرقی محدودیت در دسترسی به منبع های آب، سرمایه لازم برای تغییر تکنولوژی آبیاری، زمین با کیفیت و نیروی کار متخصص است. با وجود شدت کمتر ولی به روشنی می توان مشاهده کرد در سراسر کشور بیش از 80 درصد از آب صرفه جویی شده ی ناشی از بهبود فناوری که به صورت قابل ملاحظه ای در حیطه فناوری های آبیاری است، توسط همان بخش کشاورزی مصرف می گردد که نشان از شدت پدیده جهش در کشاورزی کشور است.

    نتیجه گیری

    روند افزایش مصرف آب در کشاورزی کشور بعد از اعمال سیاست های حمایتی دولت و گسترش فناوری های آبیاری در کنار مقدار محاسبه شده ی  نشان می‌دهد، بهبود فناوری های آبیاری بدلیل افزایش بهره وری در ابتدا موجب کاهش مصرف آب می گردد از سوی دیگر بدلیل کاهش هزینه های مصرف آب امکان دستیابی به سود بالاتر فراهم می شود. افزایش سود خود انگیزه ای برای گسترش سطح زیرکشت است و همین امر موجب افزایش مصرف آب، در برخی موارد بیش از مقدار مصرف اولیه خواهد شد. در حال حاضر نیاز است تا دیدگاه مسئولین افزون بر مفهوم کاهش مصرف آب در بخش کشاورزی به کنترل پدیده ی جهش نیز معطوف گردد.

    کلیدواژگان: اثر جهش، بهره وری آب، فناوری، کشاورزی ایران
  • محبت نداف*، رضا امیدی پور صفحات 61-74
    سابقه و هدف

    تنوع زیستی تنها شامل تعداد و وفور گونه‏ ها نیست، بلکه گوناگونی در کارکردهای هر گونه را شامل می ‏شود که بوسیله سنجه‎های تنوع کارکرد اندازه‏ گیری می ‏شود. از سویی دیگر، تغییرکاربری زمین‎ها و چرای دام دو مورد از مهمترین عامل‎ها تاثیرگذار بر تنوع زیستی و خدمات اکوسیستم هستند. بنابراین تحقیق حاضر با هدف بررسی تاثیر جنگل‎کاری و چرای دام بر سنجه‎های تنوع کارکرد در منطقه چشمه دلاو در غرب استان خراسان شمالی انجام شد.

    مواد و روش ها

    برای اندازه‏ گیری تنوع کارکرد از سنجه‏ های مبتنی بر یک ویژگی (میانگین وزنی جامعه) و مبتنی بر چند ویژگی (غنای کارکرد ، یکنواختی کارکرد ، واگرایی کارکرد ، پراکنش کارکرد و سنجه تنوع کارکرد رائو) در بسته آماری "FD" در نرم افزار "3.3.1.R" استفاده گردید. برای مقایسه تنوع در تیمارهای مورد مطالعه از تجزیه واریانس یکطرفه و آزمون تکمیلی دانکن استفاده شد.

    نتایج و بحث

     نتایج نشان داد که چرای دام به همراه جنگل‎کاری دارای اثرهای مختلفی بر روی سنجه‎های تنوع کارکردی است. بر اساس نتایج، غنای کارکردی و سنجه تنوع کارکرد رائو و همچنین سنجه ‏های میانگین وزنی ارتفاع و فرم زیستی تروفیت در منطقه ‏های مورد مطالعه دارای اختلاف معنی‏ داری بودند. بیشترین مقادیر سنجه غنای کارکردی، تنوع کارکردی رائو و میانگین وزنی ارتفاع مربوط به منطقه‎های تحت چرای دام بود. این نتیجه نشان می‎دهد برای کاهش رقابت بین گیاهان و به حداکثر رسیدن کارکرد در یک اکوسیستم، وجود حداقلی از تنش (چرا) لازم است. همچنین بیشتر بودن سنجه میانگین وزنی ارتفاع در کاربری تحت چرا تایید کننده وجود ارتباط مثبت بین غنای کارکرد و سنجه میانگین وزنی است. از طرفی دیگر، بیشترین مقدار سنجه میانگین وزنی فرم رویشی تروفیت در کاربری عدم چرا-جنگل‎کاری مشاهده شد که در ارتباط با شرایط نامساعد محیطی از قبیل رقابت بالا (بدلیل نبود چرای دام) و مداخلات انسانی (جنگل‏ کاری) بود.

    نتیجه گیری

    استفاده از سنجه‎های تنوع کارکرد به عنوان سنجه ای از تنوع زیستی که افزون بر اینکه فروانی گونه‏ ها، ویژگی ‏های کارکردی آن ها را نیز مد نظر قرار می ‏دهد، ابزارهای مفیدی در بررسی تاثیر عامل‎های مختلف بر تنوع زیستی و کارکرد اکوسیستم ‏های نیز می‏ باشند

    کلیدواژگان: تغییرکاربری، تنوع زیستی، غنای کارکردی، تنوع کارکردی رائو
  • نادر بارانی، آیت الله کرمی* صفحات 75-90
    سابقه و هدف

    تغییر های اقلیمی با عامل های طبیعی مانند خشکی و خشکسالی یا فعالیت های انسانی تشدید می شود. شناسایی و آشکارسازی تغییر های هر یک از عوامل و یافتن علت های آن از قدم های اولیه ی مطالعات بشمار می رود که در قالب روند عنصرهای اقلیمی مطالعه می شود. وجود روند ممکن است به دلیل تغییر های طبیعی، مانند خشکسالی یا فعالیت های انسانی مانند افزایش گازهای گلخانه ای باشد. ایجاد روند در عامل های اقلیمی هر ناحیه ای امری عادی بوده ولی تداوم آن در سال های بعد می‌تواند اثر های بارزتری بر مولفه های اقتصادی و اجتماعی داشته باشند. با بررسی روند تغییر های میانگین بارش و دمای هوا می‌توان تغییر های اقلیمی در منطقه را ردیابی نمود. این تحقیق به منظور شناسایی تغییر های زمانی پارامترهای اقلیمی (دما و بارش) در ده ناحیه ی زراعی – اکولوژیکی کشور ایران انجام گرفت.

    مواد و روش‌ها

     برای انجام این مطالعه، داده های مربوط به متغیرهای درجه حرارت و میزان بارش بصورت سالانه از همه مراکز استان‌های کشور در دوره ی زمانی 1394-1364 از سازمان هواشناسی کشور استخراج شد. برای تجزیه و تحلیل داده ها، با توجه توزیع غیرنرمال سری‌های اقلیمی دما و بارش از روش ناپارامتریک من- کندال بهره گرفته شد. از آنجایی که توزیع تعدادی از سری‌های اقلیمی از جمله بارش، نرمال نیست، در چنین حالت‌هایی روش من- کندال مناسب‌تر است. برای به دست آوردن معنی‌داری یا عدم معنی داری متغیرها و تعیین روند تغییر های سالانه توسط آزمون من - کندال  از نرم افزار الحاقی XLSTAT استفاده شد.

    نتایج و بحث

    نتایج نشان داد متغیر دما در نواحی مرکزی، شمال غرب، ساحلی خزر، خوزستان، زاگرس مرکزی، جنوبی خشک، خراسان، ساحلی جنوب و مرکزی خشک دارای روند صعودی و در ناحیه زاگرس جنوبی بدون روند بوده است. متغیر بارش در نواحی خوزستان و خراسان دارای روند کاهشی و در نواحی مرکزی، شمال غرب، ساحلی خزر، زاگرس مرکزی، جنوبی خشک، ساحلی جنوب، مرکزی خشک و زاگرس مرکزی بدون روند بود. افزایش در درجه حرارت به افزایش قابل توجه در میزان تبخیر و تعرق سالانه (هم‌اکنون نیز در بیشتر منطقه های ایران از نظر میزان بارندگی سالانه بیشتر است) منجر خواهد شد. هیئت بین‌دولتی تغییر های اقلیمی از این مسئله بعنوان یک چالش جدی برای منطقه های خشک و کم‌باران از جمله ایران یاد می کند و بعنوان یک پیامد، پیش بینی می کند که تولید محصول استراتژیک در ایران در مقایسه با سطح تولید کنونی کاهش یابد. وسعت زیاد کشور ایران بهمراه موقعیت جغرافیایی آن از یک سو و نحوه ی گسترش و استقرار ارتفاعات از سوی دیگر مانع برخورداری کامل منطقه از ریزش های جوی ورودی کشور می شود. وجود چنین شرایطی سبب ناهمگنی درونی در مقدار و رژیم بارش گردیده که در رفتار زمانی - مکانی عامل های اقلیمی تبلور یافته است. این مورد برای کشوری همچون ایران که به شدت به آب های حاصل از بارش های جوی نیازمند است می‌تواند هشدار دهنده باشد و کشور را با بحران کمبود آب مواجه سازد.

    نتیجه‌گیری

    نتایج تحقیق برای کلیه ایستگاه‌های مورد بررسی، افزایش معنی‌دار میانگین متوسط دمای سالانه را نشان می‌دهد. با این حال روند خاصی برای وضعیت بارندگی مشاهده نشده است. افزایش در درجه حرارت به افزایش قابل توجه در میزان تبخیر و تعرق سالانه (هم‌اکنون نیز در بیشتر منطقه های ایران از نظر میزان بارندگی سالانه بیشتر است) منجر خواهد شد.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، تحلیل روند، آزمون من - کندال، نواحی ده گانه زراعی - اکولوژیکی ایران
  • علی پرتوی نیا*، مریم اوتادی، امیرحسین علاالدینی صفحات 91-106
    سابقه و هدف

    امروزه پساب صنعت‌های مختلف شامل مواد معدنی و آلی خطرناک از جمله ترکیب‌های آروماتیک نظیر فنول‌ها، فلز‌های سنگین و رنگزا‌ها می‌باشند که بیشتر در غلظت‌های خیلی کم نیز سبب سرطان و مسمومیت می‌شوند. با توجه به روند افزایشی این آلاینده‌ها و بویژه ترکیب‌های رنگزا در محیط‌زیست، مطالعه و توسعه روش‌های جلوگیری از ورود و یا حذف این آلاینده‌ها دارای اهمیت می‌باشد. تولوئیدین قرمز یک رنگزا دارای گروه آزو است که بطور گسترده در صنایع نساجی برای رنگ آمیزی الیاف سلولزی استفاده می‌شود. ب‌طور کلی روش‌های مختلف شیمیایی، فیزیکی، زیستی، نوری و یا تلفیقی برای حذف انواع آلاینده‌ها و رنگزا‌ها از محیط‌زیست وجود دارد. در سال‌های اخیر روش‌‌های زیست‌پالایی نظیر تجزیه‌زیستی بعنوان یک روش کارآمد برای حذف این آلاینده‌ها مورد توجه قرار گرفته است. از این‌رو، هدف‌های مطالعه حاضر، شامل بررسی میزان حذف رنگزا تولوئیدین قرمز از یک پساب رنگزای سنتزی، بررسی متغیرهای اثرگذار بر میزان حذف‌زیستی و بهینه‌سازی با استفاده از تکنیک سطح پاسخ می‌باشد که برای این بررسی باکتری نمک‌دوست هالوموناس سویه D2 مورد استفاده قرار گرفته است.

    مواد و روش ها

    در این تحقیق، بررسی وضعیت تاثیرگذاری متغیرها و بهینه‌سازی شرایط عملکردی با استفاده از روش آماری و نرم‌افزار Design Expert  نسخه 7 انجام شده و میزان تجزیه‌زیستی رنگزا با در نظر گرفتن 30 آزمایش با استفاده از روش رویه پاسخ (RSM) و طرح ترکیب مرکزی (CCD) بررسی شده است. با توجه به منبع‌های مطالعاتی و تحقیق‌های انجام شده قبلی در این راستا که بصورت یک عامل در یک زمان (OFAT) انجام شده‌اند، اثر 4 متغیر غلظت رنگزا (ppm 30-10)، غلظت نمک (10%-2)، pH (5/9-5/5) و دما (40-20) در حذف‌زیستی رنگزا مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش‌های حذف‌زیستی در فاز آبی برای یک پساب سنتزی مدل، در مقیاس ارلن و کشت ایستا در انکوباتور برای مدت زمان 10 روز انجام شده است. در ادامه تجزیه و تحلیل نتایج با روش آنالیز واریانس انجام شده است.

    نتایج و بحث

    بر طبق نتایج به‌دست آمده و آنالیز واریانس، از بین 4 فاکتور انتخابی دو متغیر غلظت نمک و دما بیشترین تاثیر در میزان حذف‌زیستی رنگزا توسط باکتری در محدوده انتخابی داشته‌اند و همین‌طور با توجه به نتایج آنالیز آماری می‌توان گفت که غلظت رنگزا و pH احتمالا اثرگذار بوده‌اند. همچنین اثر های متقابلی مربوط به غلظت رنگزا و pH، غلظت نمک و pH،  غلظت نمک و دما (در سطح 5%) بر میزان تجزیه‌زیستی پساب رنگی تاثیرگذار می‌باشد. از طرفی بیشترین میزان حذف‌زیستی رنگزا در پایان روز دهم معادل %4/62 محاسبه شد و شرایط بهینه برای بیشترین حذف‌زیستی رنگزا در این روز درpH  معادل 5/8 و دمای 35 درجه سانتی‌گراد، غلظت نمک و رنگزا به ترتیب معادل %4 و ppm 8/16 به‌دست آمده است. در ادامه با استفاده از روش سطح پاسخ، تابع چند جمله‌ی درجه دوم برای میزان درصد حذف رنگزا از پساب در مدت زمان 10 روز با ضریب تعیین R2 معادل 95/0 بیان شد. همچنین متوسط خطا در بررسی میزان تجزیه‌زیستی پساب رنگزا با استفاده از مدل مطرح شده و داده‌های آزمایشگاهی بطور متوسط 9/9 درصد محاسبه شد.

    نتیجه‌گیری

    بر اساس نتایج، تابع درجه دوم پیشنهادی در این تحقیق برای باکتری نمک‌دوست هالوموناس سویه D2 در حذف‌زیستی رنگزای تولوئیدین قرمز، می‌تواند بعنوان یک مدل با دقت بالا و قابلیت پیش‌بینی موثر شرایط مختلف، مورد استفاده قرار گیرد. همچنین باکتری هالوموناس سویه D2 در این تحقیق، مشابه نتایج به‌دست آمده از تحقیق قبلی ما با استفاده از سویه Gb توانایی بالایی در تجزیه‌زیستی رنگزا در محیط‌های نامساعد و شور نشان داد، با این تفاوت که شرایط بهینه متفاوت بوده و سویه D2 برای استفاده در محیط‌های بازی پیشنهاد می‌شود.

    کلیدواژگان: باکتری هالوموناس D2، بهینه سازی، پساب صنعتی، تجزیه زیستی، رنگزا تولوئیدین قرمز
  • امیر قاضی لو*، کمال الدین کر، حمید ارشادی فر، عماد کوچک نژاد، مهشید اولادی کلاریجانی صفحات 107-120
    سابقه و هدف

    آب‌های فوق شور دارای خصوصیات ویژه‌ای هستند که آن‌ها را به مدل مناسبی برای مطالعات اکولوژیک مبدل کرده است. تالاب لیپار یک پهنه آبی فوق شور واقع در جنوب شرقی ایران (شمال دریای عمان) است که مطالعات اندکی روی آن صورت گرفته و بنابراین اطلاعات مربوط به ویژگی های زیستی و غیر زیستی آن بسیار محدود است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تغییر های زمانی ساختار اجتماعات پلانکتونی تالاب فوق شور لیپار و تاثیر عامل های محیطی بر این تغییر ها به انجام رسیده است.

    مواد و روش‌ها

     نمونه‌برداری‌های آب در سال 1396 و در سه فصل مانسون جنوب غربی، پس مانسون و پیش مانسون صورت پذیرفت. نمونه برداری آب بصورت سطحی و با استفاده از بطری های پلی اتیلنی جمع آوری شدند. به منظور تراکم سنجی پلانکتونی 5 نمونه آب جمع آوری شد و نمونه‌های پلانکتونی موجود پس از تثبیت توسط محلول لوگول و با استفاده از میکروسکوپ نوری شمارش شدند. به منظور تعیین غلظت مواد مغذی نیز نمونه‌های 250 میلی‌لیتری آب صاف شده و غلظت فسفات، سیلیکات و نیترات آن‌ها با استفاده از روش اسپکتروفوتومتری اندازه‌گیری شدند. اندازه‌گیری ویژگی های فیزیکوشیمیایی آب نیز در محل و با استفاده از سنجنده های قابل‌حمل صورت پذیرفت.

    نتایج و بحث

     اجتماعات پلانکتونی مشاهده ‌شده در دوره مطالعه شامل Fabrea salina Henneguy, 1890 از رده Heterotrichea، Dunaliella salina (Dunal) Teodoresco, 1905  از رده Chlorophyceae، Pseudo-nitzschia sp. از رده Bacillariophyceae و .Spirulina sp از رده Cyanophyceae بود. الگوی تغییر های تراکم کل پلانکتون‌ها با حضور دو نقطه اوج تراکم در شهریورماه و آبان ماه مشخص شد و تفاوت در تراکم D. salina و  .Spirulina sp بعنوان عامل های اصلی تغییر های زمانی ساختار اجتماعات پلانکتونی شناخته شد. اثر 5 عامل شوری، غلظت اکسیژن، نیتریت، سیلیکات و فسفات محلول در آب بر تعیین ساختار اجتماعات پلانکتونی منطقه معنی‌دار بود.

    نتیجه‌گیری

     نتایج مطالعه حاضر بیانگر سطح به نسبت پایین مواد غذایی، تنوع زیستی کم و همچنین نوسانات شرایط محیطی است. نرخ بالای تبخیر آب، محدودیت در ورودی آب شیرین و همچنین ورودی آب توسط جزرومد آب دریا و در نتیجه محدودیت مواد غذایی در دسترس می‌تواند از عامل های اصلی نقصان تولید های اولیه و تنوع زیستی پایین در این منطقه باشد. با توجه به افزایش فشار انسانی در اثر استحصال نمک از این تالاب، پایش هیدروبیولوژیک برای حفاظت بلندمدت از این تالاب ضروری بنظر می‌رسد.

    کلیدواژگان: تالاب لیپار (صورتی)، Fabrea salina، دریای عمان، Dunaliella salina، Pseudo-nitzschia، Spirulina
  • محمدرضا اصغری پور*، فاطمه کمری، محمود رمرودی، یاسر علی زاده صفحات 121-132
    سابقه و هدف

    تنوع در نظام کشاورزی بدلیل فرصت هایی که برای مدیریت ریسک بیان می کند، برای مواجهه با شرایط تولید ناهمگن و افزایش تولید درآمد از طریق ورود به بازارهای جدید یک استراتژی مهم برای غلبه بر چالش هایی که بسیاری از کشورهای در حال توسعه با آن مواجه هستند در نظر گرفته می‌شود. یکی از مفاهیمی که در زمینه توسعه پایدار در کشاورزی مطرح است حفظ تنوع زیستی می باشد. توجه بیش از اندازه به جنبه های تولیدی و استفاده بیش از حد از نهاد ه های برون مزرعه ای بدون در نظر گرفتن دیگر کارکردهای بوم شناختی این بوم نظام ها، سبب شده تنوع زیستی کشاورزی با روند روبه کاهش در همه سطح ها مواجه شود. در این شرایط وجود یک برنامه جامع در راستای پایش تنوع زیستی کشاورزی و همچنین ارزیابی عامل های موثر بر آن ضروری می‌باشد. بر این اساس، این مطالعه با هدف ارزیابی تغییر های زمانی و مکانی تنوع نظام‌های زراعی استان ایلام و شناخت عامل های موثر بر آن در بازه زمانی 1383 تا 1395 اجرا شد.

    مواد و روش‌ها

     داده ها از سالنامه‌های آماری، گزارش های سازمان برنامه و بودجه و سازمان جهاد کشاورزی جمع‌آوری گردید. از روش تجزیه رگرسیونی گام به گام پس رونده برای ارزیابی عامل های موثر بر تغییر های تنوع زیستی محصول های آبی استفاده گردید. برای ارزیابی تغییر های مکانی تنوع زیستی کشاورزی موجود در بوم نظام های آبی و عامل های موثر بر آن سنجه تنوع زیستی شانون-وینر محاسبه شد. بر اساس فرض ها، عامل های موثر بر تغییرهای مکانی تنوع به گروه عامل های جغرافیایی، عامل های اقلیمی و اکولوژیکی، عامل های فرهنگی - اجتماعی، عامل های اقتصادی و عامل های مدیریتی تقسیم شدند و اثر هر کدام از این عامل ها بر روی تنوع سنجیده شد. سپس عامل هایی که اثر آن ها بر روی تنوع زیستی معنی دار برآورد نشد از مدل حذف شدند، و در نهایت مهم ترین عامل های موثر بر تغییر های تنوع بین شهرستان های مختلف استان در مدل باقی ماندند.

    نتایج و بحث

    نتایج نشان داد که در طول دوره دوازده ساله روند کلی تغییر های تنوع نظام‌های تولید کاهشی بود و تنوع در تمام شهرستان‌ها به استثنای ایلام و دهلران کاهش یافت. از این بین بیشترین میزان سنجه تنوع شانون واینر در بازه زمانی مورد مطالعه مربوط به شهرستان ایلام با میزان عددی 1.90 در سال زراعی 95-1394 بود. عامل اصلی این افزایش تنوع، افزایش تعداد گونه های سبزیجات و گیاهان جالیزی و کاهش سطح زیر کشت و محصول های غالب (گندم و جو) بود. مهم‌ترین عامل های تعیین کننده تنوع در نظام‌های کشاورزی استان ایلام بترتیب تعداد آبادی دارای سکنه، متوسط درآمد خالص سالانه یک خانوار روستایی، تعداد شرکت‌های تعاونی، روزهای همراه با گردوغبار، وسعت زمین های کشاورزی، تعداد واحدهای تولیدی، سن بهره‌بردار، درصد خرده مالکی، میزان کود اوره، تعداد افراد خانواده و نرخ باسوادی بود. بررسی نقطه های بحرانی نظام‌های زراعی استان ایلام نشان داد برای بهبود پایداری و افزایش تنوع آن‌ها، آموزش کشاورزان، کمک به ثبات اقتصادی آن‌ها، اصلاح مدیریت تولید محصول و مدیریت منبع های  آب از اولویت برخوردار هستند.

    نتیجه گیری

    بررسی نقطه های بحرانی نظام‌های زراعی استان ایلام نشان داد برای بهبود پایداری و افزایش تنوع آن‌ها، آموزش کشاورزان، کمک به ثبات اقتصادی آن‌ها، اصلاح مدیریت تولید محصول و مدیریت منبع های آب از اولویت برخوردار هستند

    کلیدواژگان: نوع زیستی کشاورزی، پایداری، سنجه غنای گونه ای، کشت بوم، عامل های اجتماعی - اقتصادی
  • محمود احمدی*، زهرا علی بخشی، منوچهر فرج زاده اصل صفحات 133-150
    سابقه و هدف

    آشکارسازی تغییر، فرایندی برای یافتن منطقه های متناقض در تصویر های زمانی متفاوت از ناحیه‌ای مشابه می‌باشد. پوشش گیاهی در جذب دوده‌ها و سرب هوا ، جلوگیری از پخش مواد آلاینده در محیط‌های شهری و کمک به پاک‌سازی هوا و کاهش جزایر حرارتی،بسیار موثر است. بررسی کاهش یا افزایش پوشش گیاهی در تهران بعنوان کلان‌شهر و نیز شهرستان‌های حومه آن، با توجه به رشد بی‌رویه جمعیت و ساخت‌وساز به شدت ضرورت دارد. هدف از این پژوهش بررسی روند تغییر های زمانی-مکانی پوشش گیاهی در تهران و اقمار و رابطه آن با دما در دوره‌های زمانی مختلف می‌باشد. نتایج این تحقیق می‌تواند در مطالعات مربوط به زیست پذیری شهری، کاهش اثر های سوء جزایر حرارتی شهری و علوم محیطی موثر واقع شود.
     

    مواد و روش‌ها

     ابتدا استخراج و آماده سازی داده‌های تصاویر از طریق سنجنده+ ETM ماهواره لندست 7 در سال‌های 2001 تا 2015 انجام و ماه ژوئن بعنوان گرم‌ترین ماه منطقه مورد مطالعه انتخاب شد. سپس گزینش روزهای مورد بررسی و انجام تصحیحات تصاویر و تهیه نقشه‌های LULC و ترسیم نمودار درصد مساحت منطقه ها مورد توجه قرار گرفت. محاسبه شاخص‌های پوشش گیاهی و منطقه های ساخته‌شده و محاسبه دمای سطح زمین همراه با ارزیابی صحت داده‌های دمای سطح زمین از مرحله های دیگر روش تحقیق بود. در نهایت ترسیم نمودار درصد مساحت هر شاخص و نیز ترسیم نمودار پراکنش و تابع گوسی با بررسی دگرگونی مکانی پوشش گیاهی انجام پذیرفت.

    نتایج و بحث

    با توجه به نقشه کاربری زمین ها و پوشش زمین(LULC)،  برای سال‌های 2001، 2005، 2010 و 2015 افزایش پوشش گیاهی در سال 2015 نسبت به دوره‌های قبل در منطقه مورد مطالعه مشهود است. رشد منطقه های ساخته‌شده در غرب منطقه به خوبی دیده می‌شود. در نمودار درصد مساحت هر کلاس کاربری زمین ها و تغییر آن در 4 سال منتخب، از سال 2001 درصد پوشش گیاهی روبه کاهش رفته که تا سال 2005 و 2010 ادامه داشته، و در سال 2015 افزایش چشمگیر یافته است. از سوی دیگر روابط بین دمای سطحی و شاخص‌های NDVI و SAVI خطی نبوده و بر اساس برازش معادلات آماری در هر وضعیت، عامل های دیگری در کاهش یا افزایش LST نقش دارند. در نمودار تابع چگالی نرمال، تغییر های شاخص NDVI در دوره دوم و سوم مشابه یکدیگر بوده و در این دو دوره نسبت به دوره اول، میانگین افزایش‌ و همچنین با توجه به کاهش واریانس، ارتفاع منحنی افزایش‌یافته است. در تحقیق حاضر و با بررسی تهران و اقمار، کاهش میزان LST در دوره دوم و سوم یعنی از 2006 تا 2015 مشاهده می‌شود. از سوی دیگر مساحت پوشش گیاهی بطور کلی در منطقه روبه افزایش است. از جنبه مکانی و مطابق بررسی‌های انجام‌شده، تهران بیشترین درصد کلاس یک NDVI یعنی سطح های بدون پوشش گیاهی را به خود اختصاص داده است.

    نتیجه‌گیری

    با توجه به بررسی شاخص‌های NDVI، SAVI و NDBI، روند کلی مساحت پوشش گیاهی در منطقه مورد مطالعه در حال افزایش است. با درنظرگرفتن مقادیر 16R2"> ، پوشش گیاهی در شهرستان ری در حال نابودی می‌باشد. در شهرستان‌های رباط‌کریم و تهران سطح های پوشش گیاهی در حال افزایش است. رشد افسارگسیخته شهرک‌های اقماری در حومه تهران موجب تخصیص زمین‌های بایر و مزرعه ها و پوشش گیاهی به ناحیه های ساختمانی و مسکونی شده است که این امر جزایر حرارتی و شرایط نامساعد زندگی را تشدید می‌کند.

    کلیدواژگان: پوشش گیاهی، دگرگونی زمانی- مکانی، تهران، دمای سطحی زمین
  • روانبخش شیردم*، امیر شیرکا، سینا حسن اوغلی، نعمت الله بخشی صفحات 151-162
    سابقه و هدف

    ساخت بتن های سبز از منظر سازگاری مناسب آن با محیط زیست و از منظر کاهش اثرات زیست محیطی ناشی از تولید مصالح مورد استفاده در ساخت بتن از اهمیت ویژه برخوردار است.

    مواد و روش ها

    در پژوهش حاضر، از گل قرمز و سرباره ذوب آهن به عنوان جایگزین سیمان استفاده شده تا عملکرد آنها را بر مقاومت فشاری بتن های پر مقاومت معمولی و زودرس تحت w/b های مختلف مورد بررسی قرار دهد. با هدف بهینه سازی سه متغیر درصد گل قرمز، درصد سرباره و w/b، آزمایش های مورد نیاز با استفاده از نرم افزار DX7 طراحی شدند و 18 اختلاط متناظر با این طراحی آزمایش ساخته شد و طی 7، 28 و 56 روز عمل آوری و آزمایش شد.

    نتایج و بحث

     با توجه نتایج حاصل از بارگذاری نمونه های بتنی ساخته شده، مقدار بهینه گل قرمز و سرباره درw/b  معادل با 3/. و 375/0 به ترتیب برابر (15% و 10%) و (7.5% و 20%) تعیین شده است که از نظر مقاومت فشاری، همزمان استاندارد بتن های پرمقاومت معمولی و زودرس را تامین می نماید.

    نتیجه گیری

    طرح های اختلاط بهینه بدست آمده در این تحقیق، توانسته به مقاومتی حدود 90 مگاپاسکال دست یابد. که این مهم، خود نشان از عملکرد خوب گل قرمز و سرباره ذوب آهن به عنوان جایگزین سیمان می باشد.

    کلیدواژگان: گل قرمز، سرباره کوره ذوب آهن اصفهان، بتن مقاومت زیاد، مقاومت فشاری
  • مرضیه نیلیه بروجنی، مژگان احمدی ندوشن* صفحات 163-178
    سابقه و هدف

    دردهه‌های اخیر، افزایش جمعیت، رشد سریع صنعتی شدن، افزایش آلودگی هوا در ترازهای پایین جو و آثار جزیره گرمایی، سبب تغییر های قابل ملاحظه   ای در وضع هوا و اقلیم محلی شهرهای بزرگ شده است. آثار محیط‌های شهری روی جو بیشتر بصورت جزیره‌های گرمایی ظاهر می‌شوند. فضای سبز با کاهش دما و افزایش رطوبت و در نهایت کاهش پدیده‌ی جزیره‌ی حرارتی و همچنین کاهش رواناب، در ارتقای سطح آسایش شهروندان و در نهایت پایداری محیط شهری موثر خواهد بود. هدف این مطالعه تهیه نقشه‌های کاربری زمین و سنجه پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده NDVI و نیز سنجه حرارتی  Land surface temperature (LST) و بررسی نحوه توزیع الگوهای حرارتی سطح زمین و تغییر های زمانی و مکانی ‌پوشش گیاهی و ارتباط آن‌ها در شهر اصفهان از سال 1985 تا 2016 است.

    مواد و روش ها

    بدین منظور، تصویر های ماهواره‌ای سنجنده‌های TM  و OLI ماهواره لندست از سایت سازمان زمین شناسی ایالت متحده دانلود گردید. با بکارگیری سه تصویر مربوط به سال‌های 1985، 2010 و 2016، مقدار سنجه پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده با استفاده از نرم افزار Terrset کمی گردید و نقشه‌های آن تهیه شد. سپس با تهیه نقشه کاربری زمین ها به روش طبقه‌بندی نظارت شده حداکثر احتمال به آنالیز روند تغییر های کاربری هایی از قبیل (شهر، جاده، مزارع کشاورزی، زمین های بایر، رودخانه، کوه و فضای سبز) پرداخته شد. در نهایت برای ارزیابی دمای سطح زمین (LST) و رابطه آن با نقشه پوشش گیاهی، از الگوریتم استخراج دمای سطح زمین (LST) استفاده گردید و نقشه‌های حرارتی سطح زمین برای شهر اصفهان برای سال‌های 1985، 2010 و 2016 تهیه شد.

    نتایج و بحث

     روند تغییر های کاربری زمین های مختلف در منطقه مورد مطالعه نشان داد که در دوره موردمطالعه، تخریب شدید در پوشش سبز منطقه رخ داده و بخش عمده این تغییر ها در جهت تبدیل شدن به منطقه های شهری بوده است. همچنین، نتایج حاصل نشان دهنده وجود یک رابطه معکوس بین دمای سطح زمین و سنجه NDVI است. نتایج بیانگر پیشرفت جزایر حرارتی شهری به سمت منطقه هایی است که با فقر پوشش گیاهی و توسعه کاربری‌های ساخت و ساز شده (مسکونی، صنعتی و...) مواجه بوده اند. همچنین نتایج گویای تسریع افزایش دما در سال های اخیر نسبت به سال‌های گذشته است زیرا افزایش متوسط دمای سالانه در بازه زمانی 2010 تا 2016، 61/0 درجه سانتی گراد بود، در حالی که افزایش متوسط دما به میزان 05/0 درجه سانتیگراد از سال 1985 تا 2010 مشاهده گردید.

    نتیجه گیری

    تحلیل تغییر های زمانی جزایر حرارتی شهر اصفهان گویای افزایش جزایر گرمایی و کاهش فضایی منطقه های خنک شهری می باشد. می‌توان نتیجه گرفت که تغییرهایی که در این بازه زمانی 30 ساله (1985-2016) در زمینه‌های مختلفی از جمله افزایش جمعیت، افزایش مساحت شهری و تغییر کاربری رخ داده در نهایت سبب افزایش مساحت منطقه های داغ و ایجاد جزیره حرارتی در این شهر گشته است. بدلیل وجود همبستگی بین دمای سطح زمین وسنجه پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده NDVI  ، لزوم و اهمیت حفاظت و نگهداری کاربری پوشش گیاهی و فضای سبز به ویژه در محیط‌های شهر  بعنوان یک متغیر بسیار مهم برای تعدیل شرایط آب و هوایی برای نهادهای مسئول در مدیریت شهری ضروری به نظر می‌رسد. نتایج حاصل از این مطالعه می‌تواند دیدگاهی برای مدیریت دقیق و موثر پوشش گیاهی شهری با هدف اصلاح و تغییر روند ایجاد جزایر حرارتی شهری در اختیار برنامه‌ریزان شهری قرار دهد.

    کلیدواژگان: اصفهان، دمای سطح زمین، سنجه NDVI، جزیره حرارت شهری
  • فاطمه رحیمی، ابوالقاسم صادقی نیارکی*، مصطفی قدوسی صفحات 179-192
    سابقه و هدف

    آلودگی صوتی یکی از آلودگی‌های مهم و رو به رشد شهرهای بزرگ است. به‌منظور کنترل و مدیریت اثرات آلودگی صوتی، سنجش آن امری ضروری است. لذا در این تحقیق پهنه‌بندی و مدلسازی آلودگی صوتی با روش درونیابی کریجینگ در یکی از مناطق پرجمعیت تهران یعنی منطقه 16 انجام گردید.

    مواد و روش‌ها

     در این تحقیق در ابتدا 8 ایستگاه برای پیش مطالعه انتخاب شد. در مرحله بعد 46 ایستگاه در منطقه مورد مطالعه انتخاب و تراز معادل صوت در سه بازه‌ی زمانی صبح، ظهر و شب برای هر ایستگاه، جهت تعیین تراز آلودگی صوتی اندازه‌گیری شد. همچنین یکی از انواع کاربری شبکه معابر منطقه 16 یعنی بزرگراه شهید رجایی انتخاب و تراز شدت صوت در فواصل مختلف جهت پهنه‌بندی و مدلسازی آلودگی صوتی آن بزرگراه اندازه‌گیری شد. سپس مدلی جهت پیش‌بینی تراز شدت صوت در فواصل مختلف از بزرگراه ارائه شد. جهت بررسی درستی مدل ارائه شده، یک بزرگراه دیگر مورد بررسی قرار گرفت و آزمون تست مقایسه‌ای بین مقادیر اندازه‌گیری شده و پیش‌بینی شده انجام گرفت.

    نتایج و بحث

    درصد خطای بین مقادیر پیش‌بینی‌شده و اندازه‌گیری‌شده بسیار ناچیز بوده و درنتیجه مدل ارائه شده را می‌توان برای ارزیابی آلودگی سایر بزرگراه‌ها مورد استفاده قرار داد. نتایج به‌دست‌آمده از مرحله اصلی این تحقیق نشان داد که حداکثر میانگین تراز معادل صوت 5714/83 دسی‌بل مربوط به بزرگراه‌هاست همچنین تا فاصله‌ی 30 متری از بزرگراه برای کاربری مسکونی مناسب نیست. حداقل میانگین تراز صوت 58 دسی‌بل مربوط به مناطق مسکونی هست.

    نتیجه‌گیری

     دیگر نتایج این تحقیق حاکی از آن بوده است که درکل ایستگاه‌های سنجش صدا به‌خصوص در شبکه معابر میزان میانگین تراز معادل صدای اندازه‌گیری شده بیش ‌از حد استاندارد روز ایران هست. با توجه به آلودگی صوتی بالای منطقه، راهکارهای ارائه‌شده جهت کنترل آلودگی صوتی استفاده از دیواره‌های صوتی در بزرگراه‌ها و ایجاد فضای سبز بیشتر در مناطق مستعد آلودگی هست.

    کلیدواژگان: آلودگی صوتی، تراز معادل صوت، شدت صوت، پهنه بندی، مدلسازی
  • ناهید محمدحسینی، مریم رباطی*، مجید عمیدپور صفحات 193-212
    سابقه و هدف

    بهره‌گیری از انرژی‌های تجدیدپذیر یکی از را‌ه‌های موثر برای مقابله با آلودگی‌های محیط زیستی ناشی از فعالیت نیروگاه با سوخت فسیلی است. اگرچه نیروگاه‌های تجدید پذیر جزء منبع های انرژی پاک محسوب می‌شوند، ولی بیشتر این نیروگاه‌ها سبب تغییر در اکوسیستم منطقه و بهم خوردن تعادل اکولوژیکی می‌گردند. هدف از انجام این تحقیق ارزیابی اثر های محیط زیستی بکارگیری انرژی‌های تجدیدپذیر شامل بادی و خورشیدی در منطقه ویژه اقتصادی سلفچگان - زواریان می‌باشد. در این پژوهش با استفاده از دو روش کاربردی ارزیابی اثرهای محیط زیستی (ماتریس ایرانی و روش ماتریس ارزیابی اثرات سریع) انجام پذیرفت.

    مواد و روش‌ها

    در این تحقیق در ابتدا به معرفی گزینه ها، جمع آوری اطلاعات پایه منطقه، بررسی عامل های موثر برتوسعه نیروگاه‌های انرژی خورشیدی و بادی از طریق جستجوی اینترنتی و بازدید میدانی پرداخته شد. بر اساس مطالعات انجام شده در بخش‌های شناخت پروژه و ویژگی‌های محیط زیست منطقه مورد مطالعه، پتانسیل انواع اثر های  محیط زیستی ناشی از اجرای پروژه نیروگاه تجدیدپذیر به تفکیک فازساخت و ساز و بهره برداری بر محیط‌های فیزیکی، بیولوژیکی و اجتماعی ، اقتصادی و فرهنگی با استفاده از روش‌ ماتریس ایرانی و روش  RIAM مورد پیش بینی قرار گرفتند. روش ماتریس ایرانی و ماتریس ارزیابی اثر های سریع به دلیل در نظر گرفتن اثر های انجام پروژه در هر دو مرحله ساخت و بهره‌برداری بر روی اجزای محیط زیست از روش‌های متداول و کاربردی برای ارزیابی اثر های محیط زیستی در کشور  ایران بشمار می‌رود.

    نتایج و بحث

    نتایج حاصل از ماتریس لئوپولد ایرانی و روش پاستاکیا نشان می‌دهد در فاز ساختمانی و بهره برداری نیروگاه تجدید پذیر بیشترین پیامدهای مثبت در محیط فیزیکی مربوط به کمیت آب سطحی در محیط اقتصادی – اجتماعی و فرهنگی مربوط به اشتغال و درآمد زایی می‌باشد. مهم‌ترین پیامد منفی در محیط فیزیکی مربوط به کیفیت هوا و اقلیم و کیفیت صدا همچنین درمحیط بیولوژیکی مربوط به پوشش حیات وحش و در محیط اقتصادی – اجتماعی و فرهنگی مربوط به مناظر و چشم اندازهای طبیعی و توسعه فضای سبز و میراث فرهنگی و آثار باستانی می‌باشد. همچنین بیشترین اثر های منفی مربوط به فعالیت‌های تولید پساب و پسماند، دفع پسماند، تجهیز کارگاه، خطر ها و سوانح ، زهکشی و کنترل سیلاب و بیشترین اثر های مثبت مربوط به تامین نیروی انسانی، تامین انتقال برق و توسعه فضای سبز و تملک زمین ها می‌باشد. لازم به بیان می‌باشد که مرحله ساختمانی این گونه طرح‌ها کوتاه مدت بوده و به نوعی هزینه‌ای برای سرمایه‌گذاری بلند مدت و استفاده‌های آتی محسوب می گردد.

    نتیجه گیری

    براساس نتایج هر دو ماتریس، احداث نیروگاه‌های تجدیدپذیر خورشیدی – بادی با توجه به بروز کمترین پیامدهای منفی بر اجزای گوناگون محیط زیست، بعنوان مطلوب ترین گزینه مدیریتی انتخاب شد و بدون بیان راهکار، عملکرد پروژه مورد تایید است.

    کلیدواژگان: انرژی های تجدید پذیر، ارزیابی اثرهای محیط زیستی، ماتریس لئوپولد ایرانی، ماتریس پاستاکیا، انرژی بادی، انرژی خورشیدی
  • پویا عاقل پور، وحید ورشاویان*، مهرانه خدامرادپور صفحات 213-230
    سابقه و هدف

    تبخیر – تعرق، یک فرایند کلیدی تعادل آب و همچنین یک عنصر مهم از تعادل انرژی است. بنابراین پیش بینی و تخمین تبخیر-تعرق در مدیریت آب زراعی، پیش بینی و نظارت بر خشکسالی و توسعه و بهره برداری از منبع های آبی موثر، می تواند بسیار با ارزش و کاربردی باشد. هدف از این مطالعه مدل سازی سری زمانی تبخیر-تعرق مرجع در ایستگاه سینوپتیک رشت توسط دو مدل SARIMA و GRNN در دوره 1956-2017، و پیش بینی آن برای سال های 2018-2027 می باشد.

    مواد و روش ها

    شهر رشت در منطقه معتدل و مرطوب شمال ایران و در نوار جنوبی دریای خزر واقع است. در این مطالعه از روش تورنت‌وایت اصلاح شده برای برآورد ET0 استفاده شده است که پیشتر به نقل از محققان، در برآورد نرخ تبخیر-تعرق مرجع منطقه‌ی رشت عملکرد مطلوبی بیان کرده ست. میزان تبخیر-تعرق در سال های 1956-2017 برآورد شد. دو مدل برای مدل سازی و اعتبارسنجی سری‌‌زمانی ET0 انتخاب گردید. مدل SARIMA از مدل های استوکستیک فصلی و مدل GRNN بر پایه‌ی هوش مصنوعی استوار است. ورودی‌های مدل‌ها تا 3 گام زمانی قبل ماهانه و سالانه‌ انتخاب شدند. ماتریس های ورودی-هدف، به دو بخش واسنجی (75%) و اعنبارسنجی (25%) تقسیم شدند. تابع ACF نشان دهنده وجود روند فصلی در سری ماهانه ET0، با دوره‌بازگشت 12 بود. با چهار مرتبه تفاضل گیری مشخص شد که بهترین درجه تفاضل گیری مدل SARIMA در مرتبه اول می باشد. سایر عملگرهای SARIMA نیز، اعم از اتورگرسیو و میانگین متحرک فصلی و غیر فصلی، توسط سعی و خطا انتخاب شدند. بهینه‌سازی مدل GRNN نیز توسط سعی و خطای پارامتر گستره انجام شد.
    در این مطالعه معیارهایی همچون RMSE، NS و R برای بررسی خطا و همبستگی خروجی های مدل استفاده شد.

    نتایج و بحث

    بهترین مدل از الگوی SARIMA، مدل SARIMA(0,0,1)(0,1,1)12 معرفی شد. میزان RMSE و NS برای این مدل به‌ترتیب برابر با 89/8 میلی متر و 97/0 بود. مدل GRNN با اعمال کل ورودی ها بهترین نتیجه را نشان داد. مقادیر RMSE و NS  در بهترین خروجی GRNN برابر با 22/9 میلی متر و 96/0 محاسبه شد. تفاوت دو مدل در برآورد کمینه‌ها (ماه‌های ژانویه و فوریه) گزارش شد که بنا برآن SARIMA عملکرد بهتری داشت. برای مقایسه‌ این دو مدل از دیاگرام تیلور نیز استفاده شد. دیاگرام تیلور نشان داد دقت SARIMA نه‌تنها در میزان خطا، بلکه در همبستگی و برآورد انحراف معیار مقادیر واقعی، کمی دقیق تر از GRNN عمل نموده است. پس از صحت سنجی مدل ها و ارزیابی عملکرد مطلوب آن ها، بهترین مدل‌های مستخرج از SARIMA و GRNN، بجهت پیش‌بینی نرخ تبخیر-تعرق مرجع 10سال آتی برای (سال های 2018-2027) استفاده شدند.

    نتیجه‌گیری

     نتایج پیش‌بینی‌های بیان شده برای سال های آینده‌ی رشت، وجود روند صعودی شدید ET0 در سال های 2018- 2027 را)نسبت به دوره‌ی 1956-2017(نشان داده‌است. این موضوع افزایش سریع‌تر نرخ تبخیر-تعرق مرجع را در سال‌های آتی، برای منطقه مرطوب رشت هشدار می‌دهد. به جهت برنامه‌ریزی منابع آب سطحی و زیرزمینی برای استفاده های کشاورزی و زراعی، این مساله بسیار دارای اهمیت بوده و هشداری بسیار جدی برای کشاورزان و مدیران آب در این منطقه خواهد بود.

    کلیدواژگان: پیش بینی درازمدت، تورنت وایت اصلاح شده، دیاگرام تیلور، SARIMA، GRNN
  • زینب فیض الهی، محمدرضا شهبازبگیان*، سید عبدالکریم هاشمی نخل ابراهیمی، سیاوش شایان صفحات 231-248
    سابقه و هدف

    کمبود منابع آب شیرین و مدیریت آن، به عنوان یکی از چالش های اصلی بسیاری از کشورهای گرم و خشک که با کمبود منابع آب مواجه هستند می باشد. لذا سیاست گداری و رائه راهکارهایی با رویکرد آمایشی جهت مدیریت و استفاده صحیح از منابع آب یکی از الزامات مدیریت صحیح منابع آب می باشد؛ در این راستا مدیریت تقاضای منابع آب با رویکرد برنامه ریزی آمایش سرزمین یکی از مسائل بسیار مهم در بخش مدیریت آب در سطح جهان به حساب می آید. هدف از این مقاله تحلیل و مطالعه سازمان فضایی حاکم بر دشت میناب با استفاده از دانش پویایی سیستم ها است که عوامل تاثیرگذار منفی بر منابع آب را شناسایی کرده و سیاست هایی در راستای مدیریت تقاضای منابع آب منطقه ارائه گردیده است.

    مواد و روش ها

    در پژوهش حاضر مکانیزم سیستمی حاکم بر بخش های مهم متعامل با منابع آب دشت میناب به مثابه سازمان فضایی حاکم بر منطقه با رویکرد پویایی سیستم ها در نظر گرفته شده است. در این مقاله ابتدا با استفاده از  اصول دانش پویایی سیستم ها سه بخش اقتصادی، اجتماعی  و مکانیزم انتقال آب به هرمزگان با مطالعه داد ها و اطلاعات مشاهده ای منطقه و نیز مصاحبه حضوری با کارشناسان و مسئولین منطقه در قالب حلقه های علت و معلولی با نرم افزار Vensem ترسیم و عملکرد آن ها با نمودارهای مرجع  که بر اساس آمار و اطلاعات مشاهداتی با نرم افزار اکسل ترسیم شده است تصدیق شده است.
     
    نتایج و بحث: دشت میناب از مناطق گرم و خشک ایران  در استان هرمزگان است که عدم مدیریت تقاضای منابع آب باعث شده است که  با تقاضای شدید آب و کمبود منابع آب سطحی و زیرزمینی روبه رو باشد. به منظور کاهش وابستگی به فعالیت های کشاورزی پرآب و مدیریت تقاضای منابع آب،  مکانیزم سیستمی سازمان فضایی هر سه بخش اقتصادی به صورت مجزا ترسیم شد. در این راستا زیرسیستم کشاورزی و جمعیتی هر کدام به طور  مجزا از دو حلقه تعادلی و تقویتی تشکیل شده اند.  در زیرسیستم کشاورزی، متغیرهای اصلی مکانیزم از جمله شاخص خشکسالی، سطح زیرکشت، میزان منابع آب زیرزمینی و میزان برداشت در طول زمان مورد تحلیل قرار کرفته است هم چنین در زیر سیستم در جمعیتی جمعیت روستایی و شهری، میزان تقاضای آب شهری و شاغلان و بیکاران منطقه مورد تحلیل قرار گرفت و تاثیرات مثبت و منفی هر کدام از متغیرها به صورت سیستمی بر دیگر متغیرها مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس  این زیرسیتم ها  به صورت جامع و در ارتیاط با هم در قالب ک مکانیزم سیستمی سازمان فضایی حاکم بر منابع آب دشت میناب  ترسیم شدند. در نهایت با مطالعه سیستمی سازمان فضایی منطقه سه سیاست از درون مکانیزم سیستمی در جهت مدیریت تقاضای منابع آب منطقه استخراج گردید.

    نتیجه گیری

    با تحلیل مکانیزم سیستمی حاکم بر سازمان فضایی دشت میناب و استخراج سیاست های مربوطه سه سیاست به شرح ذیل ارائه شد؛ سیاست تقویت  آبزی پروری مثل میگو تا سطح زیر کشت 5000 هکتار با ظرفیت تولید 30000 تن در سال در صورت مطالعه و سرمایه گذاری؛تقویت منطقه آزاد تجاری در آن منطقه تا سقف 100000 میلیون ریال (بر اساس سال پایه 1396) به دلیل برخورداری از نواحی ساحلی و همسایگی با کشورهای عربی؛ سیاست بازچرخانی آب به میزان 20 درصد فاضلاب شهری (به دلیل رشد جمعیت 20 درصدی در سال) و افزایش تقاضای آب شهری و فقدان زیرساخت های فاضلاب شهری در جهت مدیریت تقاضای منابع آب منطقه.

    کلیدواژگان: آمایش سرزمین با محوریت آب، سازمان فضایی، تفکر سیستمی، دشت میناب، پویایی سیستم ها
|
  • Ashkan Mohammadi, Naser Shafiei Sabet*, Alireza Shakiba Pages 1-26
    Introduction

    One of the major implications of accelerated urbanization is the spatial expansion of urban sprawl and the corrosive of villages and peripheral lands that have been numerous in metropolitan areas. The irregular sprawl and extension of the Tehran metropolis into surrounding areas have led to disturbances and imbalances in the social, economic, and spatial organization of peripheral villages. In recent decades, urban growth analysis has started from a variety of perspectives. Over the past half century this phenomenon has been prominent in Iran. It originally took place in metropolises and large cities, but gradually moved to middle cities due to the centralized policies of the settlement .The study area has been expanding rapidly in the last three decades and has caused many environmental problems and rapid changes in the economic performance of villages and the transformation of valuable natural resources. Therefore, this research intends to investigate the manner and extent of land use changes in the study area by analyzing and accurately analyzing the phenomenon of creep and reducing the adverse effects by providing scientific solutions. Therefore, this research is intended by look up and accurate analysis of the sprawl phenomenon, study the method and extent of land use change in the study area and reduces its adverse effects by providing scientific solutions.

    Material and methods

    For accurate analysis of the effects of sprawl phenomena, descriptive and analytical methods have been used. In this method, after collecting data contains Land sat satellite images with TM, ETM and OLI sensors and after visual interpretation of satellite images due to the absence of stroke errors, cloud spots by using remote sensing techniques and spatial information systems, the land use change process began in 1986, 2002, 2018, and divided into four residential and non-residential construction, vegetation, rangelands and roads. After that, the supervised classification operation was monitored by the SVM algorithm and the detection and determination of the sprawl pattern in the study area.

    Results and discussion

    The calculations indicate that in the region of Tehran -Damavand, due to the crawling growth in discrete form and in some points continuous, the most changes in terms of increase is related to the use of residential construction 9.69% and the use of the road 1%, that this growing trend has reduced the use of pasture and vegetation by about 9.07% and 0.1%, respectively. After field operation and harvesting of samples with two-frequency GPS receivers and introducing it to the software, the classification of complications was performed by support vector machines with a mean total accuracy of 62.69% and a mean Kappa coefficient of 85.33%. Most changes were related to residential and non-residential classes and roads and in the study area, most vegetation coverings and agricultural land became industrial estates and recreational villas. This led to an increase the migration from villages to Tehran's metropolis, followed by the need for urban landscapes and finally fragility and instability of environmental resources. In Tehran- Damavand axis, these changes have been made by various factors and forces during its uneven spatial expansion.

    Conclusion

    In the study of spatial and land use changes, it is important to pay attention to which side effects are slowly changing and which side effects change more quickly. In this research, it was revealed that the study of vegetation compared to other lands had the greatest change. Therefore, if there is no precise planning and policies and continuous monitoring to prevent this trend, there will be harmful and irreparable environmental impacts

    Keywords: Urban Sprawl, Land Use Change, Environment, Rural Settlements, Tehran Metropolis
  • Maryam Akbarpoor, Hadi Veisi*, Abdolmajid Mahdavi Damghani, Mohammadreza Nazari Pages 27-42
    Introduction

    Localization of the food system has become in line with sustainable agriculture for many reasons including ecological advantages, economic benefits, and social considerations. Yet the question is that to what extent food can be locally produced. To answer this question, the concept of foodshed can be considered. The concept provides a framework for analyzing local food production at any scale. The foodshed is a land that can supply all or parts of a given population's nutritional needs within a given geographical area. So far, no foodshed study has been conducted in Iran, so this study proposed a model to study foodsheds. By taking a sustainable food system into account, the current research examined the concept of foodshed, the status of food production and consumption in Tehran Province, and the capacity of this province to meet its nutritional needs.

    Material and methods

    The model was used in Tehran Province using a unit named "plant equivalent" to calculate and compare the amount of food produced in the study area and the nutritional requirement of the province’s population. Production of each crop (based on the plant equivalent unit) in each region was calculated by multiplying the crop cultivation land area in the crop yield. The amount of need for each plant equivalent unit in each region was calculated by multiplying the population of that area in the weight of food that is needed of a person in a year. Then, using self-sufficiency formulas, we estimated how much of the population's needs are being supported by the existing production. To calculate self-sufficiency, a concept known as threshold production was used. Calculation of threshold production was done with Matlab using conditional programming and coding. Excel, Matlab, and GIS were used in this research.

    Results and discussion

    One of the most important achievements of the present study was the foodshed assessment of Tehran Province considering its increasing population and providing food security in this province. In the present study, which was carried out on a provincial scale, self-sufficiency in providing the desired food basket for the population of Tehran Province was 22% and the highest and lowest self-sufficiency was estimated in Pishva and Tehran counties, respectively. Self-sufficiency percent in producing crops to provide the desired food basket in Tehran Province was higher in fodder corn (100%) (self-sufficient), vegetables (79%), fruits (56%), barley straw (53%), wheat straw (45%), barley grain (16%), wheat bran (8%), wheat grain (5%), forage crops except corn (4%), rapeseed meal (0/1%), rapeseed (0/06%), respectively. However, in legumes, rice hull, root, pulp, and molasses of sugar beet, corn, and soybean meal self-sufficiency percent was estimated zero percent, meaning non-self-sufficient or total dependence.

    Conclusion

    The results of this study indicated that the percentage of foodshed self-sufficiency in providing the desired food basket for the population of Tehran Province was 22%. Although localization has benefits, it seems that considering the small area and the overcapacity population of Tehran Province and the environmental issues (water scarcity and soil erosion), the boundaries of Tehran Province foodshed should be broadened and the foodshed radius must be increased.

    Keywords: Consumption, Economy, Food basket, Food security, Production, Sustainable agriculture
  • Ahmad Soltani Zoghi*, Ghollam Reza Soltani Mohammadi Pages 43-60
    Introduction

    From the perspective of many experts and decision makers, advances in irrigation technology are the main cause of reducing water consumption. Despite these comments, many experts are skeptical of this conclusion. Despite the improvement of irrigation, drainage technologies and improvement of resistant species, the expected reduction in water consumption have never occurred. Can the water rebound effect (WRE) phenomenon be responsible for the lack of reduction in water intake? What is the situation in Iran? This study sought to answer these questions.

    Material and methods

    First, it was necessary to determine the impact of technology on the agricultural sector in the provinces using panel data. The data for the years 1370 to 1396 were used for this purpose. In the next step, using information about water consumption and agricultural sector products over the years under consideration along with the estimated model, the factors of agricultural growth rate, water consumption growth rate, and expected and ongoing savings were calculated. The results of these calculations indicated the rate of water rebound effect in the agriculture sector for 31 provinces and made it possible to discuss the effect of WRE on different regions with a simple comparison. To help policy-makers, the five divisions of the Ministry of Interior was used.

    Results and discussion

    The rate of participation in the development of technology was at a high level of significance (0.043). The agricultural WRE amount in Iran was 319.9%. This study confirmed the effect of WRE on agriculture in the country. The effect of water rebound on all regions of the country was also clearly visible and even some industrial provinces such as East Azerbaijan and Khuzestan were more severely affected by this phenomenon. The highest intensity of WRE was observed in the 3rd region of the country, including the provinces of East Azerbaijan, West Azerbaijan, Ardabil, Zanjan, Gilan and Kurdistan, and the lowest was in the 5th area including Razavi, Southern and Northern Khorasan, Kerman, Yazd, and Sistan and Baluchestan. The intensity of the WRE in the southern and eastern regions of the country was lower than in the northern and western regions. The reason for the relatively lower intensity of this phenomenon in the southern and eastern regions was the limited access to water resources, lack of funding to change the irrigation technology, high-quality land, and specialized labor. Although less intensely, it could be clearly seen that more than 80 percent of the saved water across the country was due to the improvement of technology, which was significant in the field of irrigation technologies, by the same agricultural sector. This it indicates the intensity of the WRE phenomenon on the country's agriculture.

    Conclusion

    The trend of increasing water use in agriculture in the country after applying government support policies and the development of irrigation technologies along with the calculated WRE indicated that improving irrigation technologies, due to the increased productivity, initially reduces water consumption, and also, higher profitability can be achieved by reducing water consumption costs. Increased profit is a motive to expand the crop area, which will increase water consumption, in some cases, more than initial consumption. At this very moment, it is necessary that the authorities focus on controlling the water rebound phenomenon, in addition to the concept of reducing water consumption in the agricultural sector.

    Keywords: Water rebound effect, Water productivity, Technology, Iran’s agriculture
  • Mohabat Nadaf*, Reza Omidipour Pages 61-74
    Introduction

    Biodiversity includes not only the species number and their abundance but also the differences in the functions of any species, which is measured by the functional diversity indices. On the other hand, land-use change and grazing are two important factors affecting biodiversity and ecosystem services. This study was carried out to investigate the effects of grazing and forestation on functional diversity indices at Cheshmeh Delav in the western part of Northern Khorasan Province, Iran.

    Material and methods

    To measure the functional diversity, the single-trait indices (community-weighted mean; CWM) and also the multiple-trait indices (functional richness, functional evenness, functional divergence, functional dispersion, Rao quadratic diversity) were used and measured by the "FD" statistical package in "R.3.3.1" software. The one-way analysis of variance (ANOVA) followed by Duncan’s test was used to compare the mean diversity.

    Results and discussion

    The results showed that grazing and forestation have different effects on functional diversity indices. Based on the results, functional richness, Rao index, CWM of height and therophyte had a significant difference in the studied areas. The highest values of functional richness, Rao and CWM of the height index were related to grazing areas. Therefore, the low levels of disturbance factors such as grazing are necessary to reduce competition between plants and an increase in ecosystem function. As CWM of height was the highest at grazing sites, there was a positive relationship between functional richness and CWM. On the other hand, the maximum value of the CWM of therophyte life form was observed in the ungrazing – forestation site due to environmental adverse conditions such as high competition (due to lack of grazing) and disturbance (forestation).

    Conclusion

    Using functional diversity indices as an index of biodiversity that considers not only species abundance, but also functional traits was an effective mean in the study of the effects of different factors on biodiversity and the function of different ecosystems.

    Keywords: Biodiversity, Functional richness, Land use change, Rao diversity
  • Nader Barani, Ayatollah Karami* Pages 75-90
    Introduction

    Climate change is exacerbated by natural factors such as aridity and drought or human activities. Identifying and revealing the changes in each factor and what cause them is considered the first step in the study of the process of climatic elements. The trend analysis might be due to natural changes, such as drought or human activities e.g. increasing greenhouse gas emissions. However the trend in the climatic factors of each area might be normal, its continuity in the coming years may have more significant effects on the economic and social components. Climate change in a region can be detected by investigating the changes in the average rainfall and temperature. This research was carried out in order to identify the time variation of climate parameters (temperature and precipitation) in decuple agroecology regions of Iran.

    Material and methods

    For this study, data on temperature and precipitation variables were extracted annually from all provinces of the country during the period 1985-2015 from the Meteorological Organization of Iran. Since the distribution of a number of climatic parameters such as temperature and precipitation climatic series is not normal, the non-parametric Mann-Kendall method was used for analyzing their distribution.  To determine the level of significance in variables and to determine the trend of annual changes, Mann-Kendall test was used with XLSTAT extension software.

    Results and discussion

    The results showed that temperature variable in Central, Northwest, Caspian Coastal Plain, Khuzestan, Central Zagros, Arid Southern, Khorasan, Southern Coastal Plain Arid Central zones had an upward trend and no trend in Southern Zagros zone. Precipitation variable was decreasing in Khuzestan and Khorasan. Precipitation variables in Central, Northwest, Caspian Coastal Plain, Central Zagros, Arid South, Arid Southern, Arid Central and Central Zagros zones were not trendy. The increase in temperature will lead to a significant increase in the annual evapotranspiration rate (which is already higher than annual precipitation in most parts of Iran). The Intergovernmental Panel on Climate Change regards this issue as a serious challenge to arid and low rainfall regions, including Iran, and as a consequence, predicts that the production of strategic products in Iran will decrease compared to the current level of production. The vastness of Iran, along with its geographic location, and the location of heights, prevent the region from fully absorbing the atmospheric humidity. The existence of such conditions causes an inhomogeneity in the amount and pattern of precipitation that has crystallized in the temporal and spatial behavior of the climatic factors. This could be a warning to a country like Iran that is heavily in need of water, and will face water scarcity in the future.

    Conclusion

    The results of the research showed that the mean annual temperature significantly increased in all stations. However, there is no particular trend for the rainfall situation Due to the arid and semi-arid climate of Iran; Iran is one of the countries facing water shortage. Obviously, this shortage will greatly affect agricultural production.

    Keywords: Climate change, Trend analysis, Mann-Kendall test, Decuple agroecology regions of Iran
  • Ali Partovinia*, Maryam Otadi, Amirhossein Alaedini Pages 91-106
    Introduction

    Nowadays, the industrial effluents contain mineral and organic hazardous materials such as phenols, heavy metals, and dyes, which are carcinogenic and poisonous compounds even at low concentrations. An increase in such components especially dyestuffs in the environment makes the remediation of these pollutants valuable. Toluidine Red is a pigment containing azo groups, which is invasively used in different industries. There are several chemical, physical, biological, optical, and combinational methods for different pollutant removal from the environment. In recent years, the bioremediation technique has been considerably developed as an effective method in pollutant removal. Therefore, the goal of this study was to optimize the Toluidine Red removal from the synthetic dyes wastewater by Halomonas strain D2 in static culture conditions. In this survey, optimization and variables’ effectiveness study was performed by the response surface methodology (RSM).

    Material and methods

    In this research, the effectiveness status of variables and optimum conditions were studied by the statistical approach of Design Expert V.7 software. Biodegradation of dye was investigated by 30 experiments according to the Central Composite Design (CCD) and RSM. According to previous related research performed by one factor at time (OFAT), the effects of four variables of dye concentration, NaCl salt concentration, pH, and temperature on bioremediation at 10-30 ppm, 2-10 %, 5.5-9.5 and 20-40 °C, respectively, were studied. Bioremediation experiments in the aqueous phase of the synthetic model effluent have been performed in shake flask scale and static culture condition in an incubator for 10 days. Then the analysis of the resulted data was performed by analysis of variance.

    Results and discussion

    According to the results and analysis of variance, salt concentration and temperature are the most significantly effective variables on bioremediation in the studied range while pH and dye concentration were probably less significant. Furthermore, the interactive effect of dye concentration and pH, salt concentration and pH as well as salt concentration and temperature were in a 95% effectiveness possibility limit. On the other hand, the maximum dye removal was observed on the 10th day of the experiment with 62.4%. The optimum condition for bioremediation was observed at a pH of 8.5, the temperature of 35 °C, and salt and dye concentrations of 4% and 16.8 ppm, respectively. By RSM, a correlation of second order for dye removal percentage after 10 days was presented with R2 equal to 0.95. The average error of the proposed correlation and real experimental data was about 9.9%.

    Conclusion

    The second-order correlation proposed in this paper can effectively predict the different operational condition effects on removal of Toluidine Red by Halomonas strain D2 that is a useful bacterium in dye biodegradation. Comparing this survey with our previous study, which was about decolorization by Gb strain, shows that the optimum condition is different for each strain type. On the other hand, D2 strain performance was higher in the basic condition in comparison with strain Gb, however, in acidic conditions, the Gb strain’s performance was better.

    Keywords: Halomonas strain D2, Industrial effluents, Bioremoval, Toluidine Red, Optimization
  • Amir Ghazilou*, Kamalodin Kor, Hamid Ershadifar, Emad Koochaknejad, Mahshid Koochaknejad Oladi Pages 107-120
    Introduction

    Hypersaline ecosystems provide excellent conditions for ecological studies of aquatic ecosystems. Lipar Lagoon is an understudied hypersaline lagoon located in southeasternmost Iran (northern Gulf of Oman). Knowledge about the biotic and abiotic characteristics of this hypersaline water system is limited. This research thus investigated the plankton community composition and abundance, and also its variability under variable environmental conditions over one year.

    Material and methods

    Monthly (five replicates each month) water samplings were performed from 2017 to 2018, during pre-monsoon, monsoon, and post-monsoon seasons. Physicochemical properties of water were measured at the site using a portable multi-meter, while other parameters such as silicate, nitrate, and phosphate were analyzed by spectrophotometry. For plankton identification and density measurements, each sample was fixed by adding 3ml of acidic Lugol’s solution, and transferred to the laboratory for further analysis.

    Results and discussion

    The plankton community observed during the study period included Fabrea salina, Dunaliella salina, Pseudo-nitzschia sp., and Spirulina sp. Temporal variations in plankton abundance were evident, mostly in September and November, most of which occurred due to the difference in the abundance of D. salina and F. salina. The impact of environmental parameters including salinity and the concentration of dissolved oxygen, nitrite, silicate, and phosphate on the community structure of planktons was significant.

    Conclusion

    The combination of high salinity, high evaporation rate, low freshwater input, and consequently, low nutrient levels may be the main factors behind the low biodiversity in the lagoon. Being under pronounced anthropogenic pressure due to salt extraction activities, it is evident that further hydrobiological monitoring is crucial for the long-term preservation of the lagoon

    Keywords: Lipar lagoon, Gulf of Oman, Dunaliella salina, Pseudo-nitzschia, Spirulina, Fabrea salina
  • Mohammad Reza Asgharipour*, Fatemeh Kamari, Mahmoud Ramroudi, Yaser Alizadeh Pages 121-132
    Introduction

    Diversification of agriculture is considered an important strategy to overcome the challenges faced by many developing countries due to the opportunities it offers to face heterogeneous production conditions, increase income generation through entry into new markets, and risk management. Conservation of biodiversity is one of the sustainable development concepts in agriculture. Excessive attention to the number of products and the extreme use of off-farm inputs, regardless of other ecological functions of these systems, has led to the reduction of biodiversity at all levels. In this context, a comprehensive plan for monitoring crop diversity and identification of factors influencing diversification is necessary. Accordingly, this study was conducted to evaluate the temporal and spatial changes in the biodiversity of agricultural systems in the Ilam province during 2004 and 2016.

    Material and methods

    Data were gathered from statistical yearbooks and reports from the Plan and Budget Organization and Organization of Jihad Agriculture. Stepwise regression analysis was used to identify the factors influencing regional crop diversity fluctuation over time (Also, stepwise recursive regression analysis was used to evaluate the determinant factors in the changes of diversity in agricultural systems.). In order to evaluate the spatial variation of crop diversity in irrigated agroecosystems and its determinants factors, the Shannon-Weiner diversity index was calculated. Based on the assumptions of the study, the influencing factors on the spatial variation of crop diversity were classified into geographical factors, climate and ecological factors, sociocultural factors, economic factors, and management factors. Then, insignificant factors on crop diversity were excluded from the model and finally, the most important determinant on variations between different regions of the province remained in the model.

    Results and discussion

    The findings of this study revealed that over the 12-years period, the general trend in the changes of production systems was a decreasing one; so the agricultural systems’ diversity in all counties, except for Ilam and Dehloran, had decreased, of which the highest value of the Shannon-Weiner diversity index was calculated 1.90 in 2016. The main reason for this increase in diversity was the increase in the number of vegetable crops and reducing the area under cultivation of dominant crops (wheat and barley) during the studied period. Furthermore, the main determinant factors of diversity in the agricultural systems of Ilam Province were the number of villages with inhabitants, average annual net income of a rural household, number of cooperatives, number of dusty days, agricultural land areas, number of production units, age of the beneficiary, minority percentage, amount of urea fertilizer, number of family members, and literacy rate, respectively.

    Conclusion

    Studying the critical points in the agricultural systems of Ilam Province indicated that the top-priority actions to improve sustainability and increase the diversity of these systems are educating farmers, helping them reach economic stability and improving production management and water resources management

    Keywords: Agrobiodiversity, Agroecosystem, Socioeconomic factors, Species richness, Sustainability
  • Mahmoud Ahmadi*, Zahra Alibakhshi, Manouchehr Farajzade Asl Pages 133-150
    Introduction

    Change detection is a process to find the paradoxical regions in different temporal imageries of a similar area. Vegetation is very effective at the absorption of grime and lead, prevention of the spread of contaminations in urban environments, clearing the air, and reduction of heat islands. The need to investigate the decrease or increase in vegetation is extremely important in Tehran as a metropolis, as well as its satellite counties because of the increase in population and construction. The purpose of this research was to investigate the spatiotemporal changes in the vegetation of Tehran and its satellite cities in association with temperature during different temporal periods. The results of this research can be useful in studies concerning urban viability, reducing the effects of urban heat islands, and environmental sciences.

    Material and method

    Initially, the extraction and preparation of data were carried out using the ETM+ sensor of Landsat 7 satellite from 2001 to 2015, with June being selected as the hottest month of the study area. Then, the selection of days to be studied and correcting imagery, preparing LULC maps and plotting the area percentage was done. The computation of vegetation indices and built-up areas and the calculation of land surface temperature along with the assessment of the accuracy of surface temperature data were other stages of the research methodology. Finally, the area percentage of each index, as well as the scatter plot and Gaussian function chart were produced and the spatial variation of vegetation was studied.

    Results and Discussion

    According to the land use and land cover map (LULC) in 2001, 2005, 2010, and 2015, the vegetation significantly increased in 2015 compared to previous courses. The development of the residential area in the west region was higher than in other regions. In the charts of the area percentage for each land use class and its change over the four selected years, the vegetation percentage has been decreased since 2001, which continued in 2010 and 2015. In this study, the relationships between surface temperature and NDVI and SAVI indices were not linear, which showed that there is another controlling factor. In the normal density function chart, which is usually described by mean and standard deviation, variations of NDVI and SAVI indices were similar in the second and third periods, and the mean increased in these two periods compared to the first period, and the height of curve increased due to the reduction of variance. In this study, the results showed a decrease in the value of LST in the second and third periods from 2006 to 2015. On the other hand, the vegetation area was increasing in the region. From a spatial point of view, Tehran has the highest percentage of class one of NDVI that have no vegetation surfaces.

    Conclusion

    Regarding the study of NDVI, SAVI and NDBI indices, the overall trend of vegetation cover in the study area was increasing. Considering the values of 15R2"> , the vegetation in Ray County was defunct. In the cities of Robat Karim and Tehran, vegetation cover was increasing. The high growth of satellite towns in the surroundings of Tehran has led to the allocation of land and fields and vegetation to residential areas, which exacerbate the heat islands and the unfavorable conditions of life.

    Keywords: Vegetation, Spatio-temporal changes, Tehran, Land surface temperature
  • Ravanbakhsh Shirdam*, Armin Shirka, Sina Hassanoghli, Nematollah Bakhshi Pages 151-162
    Introduction

    The construction of green concrete is of utmost importance, due to its high compatibility with the environment, and also because of the reduction in the environmental side-effects related to the manufacture of materials used in concrete construction.

    Material and methods

    The current investigation made use of red mud and ground granulated blast furnace slag (GGBFS) as supplementary material to cement, in order to study their effects on the compressive strength of ordinary and early high strength concretes within various water to binder ratios (w/b). The required tests were designed using DX7 software, meaning to optimize the three variables of red mud percentage, slag percentage, and w/b ratio. Eighteen mixes were produced within 7, 28, and 56 days, according to the test design.

    Results and discussion

    The produced concrete specimens demonstrated an optimized red mud and slag amount of 15%, 10% and 7.5%, 20%, with the w/b equaling 0.3 and 0.375, respectively, keeping pace with the standards of both normal and early high strength concretes, in terms of strength.

    Conclusion

    The optimized mixes obtained in the current study were able to achieve a strength of about 90 MPa. The above indicates the suitability of red mud and GGBFS as supplementary materials to cement.

    Keywords: Red mud, GGBFS, High strength concrete, Compressive strength
  • Marzieh Nilieh Boroujeni, Mozhgan Ahmadi Nadoushan* Pages 163-178
    Introduction

    During the past decades, population growth, rapid industrialization, increased air pollution at low levels of the atmosphere, and the impact of heat island have caused dramatic changes in the local climate of the big cities. The release of heat energy increased greenhouse gas emissions, and land use change are among the main causes of local climate change in cities. The effects of urban environments on the atmosphere appear more often as thermal islands. Green space would be effective in reducing the temperature and increasing the humidity, and finally reducing the thermal island phenomenon as well as reducing runoff, improving the comfort of the citizens and, ultimately, the sustainability of the urban environment. The objectives of this study were to prepare land use maps and NDVI vegetation index, as well as land surface temperature maps, and to study the distribution of thermal patterns of land surface and temporal and spatial variations of vegetation and their relation in Isfahan from 1985 to 2016.

    Material and methods

    For this purpose, satellite imagery was downloaded from the US Geological Survey site. Using the three Landsat satellite TM images of August 1985, 2010, and 2016, the NDVI index was quantitated using Terrset software, and their maps were prepared. Then, by generating land use maps using the maximum likelihood supervised classification method, the analysis of the changes in land uses (such as city, road, agricultural fields, barren lands, river, mountains, and green spaces) was done. Finally, Land Surface Temperature (LST) index was used to estimate the land surface temperature (LST) and its relationship with the vegetation maps.

    Result and discussion

    The trend of land use/cover changes in the study area showed that during the study period, severe degradation occurred in the green space of the area and the main part of these changes was the conversion of green spaces to urban areas. Also, the results indicated an inverse relationship between LST and NDVI index. The results showed that the growth of urban heat islands was toward areas that had encountered poor vegetation and developed constructional uses (residential, industrial, etc.). The results also indicate an accelerated increase in temperature in recent years compared to previous years, as the average annual temperature increase in the period from 2010 to 2016 was 0.61 °C, while the average temperature increase of 0.05 °C was observed from1985 to 2010.

    Conclusion

    The analysis of the changes in thermal islands of Isfahan was indicative of the increase of thermal islands and spatial reduction in urban cool areas. It can be concluded that the changes occurred in this 30-year period (1985-2016) in various aspects, such as population increase, urban area increase, and land use change eventually increased the area of hot spots. Because of the correlation between surface temperature and NDVI vegetation index, the necessity of protecting vegetation and green space, especially in urban areas, is a critical variable for climate change modification for responsible institutions in urban management. The results of this study could provide critical insights on precise and effective urban vegetation management with the purpose of Urban Heat Island mitigation for urban planners and managers.

    Keywords: Isfahan, Land surface temperature, NDVI index, Urban heat island
  • Fatema Rahimi, Abolghasem Sadeghi Niaraki*, Mostafa Ghodosi Pages 179-192
    Introduction

    Noise pollution is one of the most important and growing pollutions in large cities. Measuring sound pollution is an essential step to control and manage its effects. Therefore in this research, zoning and modeling of noise pollution was carried out in one of the densely populated areas of Tehran, region 16. In this study, at first eight stations were selected to study area.

    Material and methods

    At the next stage, 46 stations were selected in the studied area and the equivalent level of sound was measured for each station in three periods: in the morning, at noon and at night; and results were used to determine the level of sound pollution. In addition, one of pathways of transit network of area 16, i.e. Shahid Rajaei Highway was selected and noise intensity was measured at different intervals for zoning and modeling of noise pollution of that highway. Then, a model was proposed to predict the level of noise intensity at different distances from the highway. To verify the accuracy of the proposed model, another highway was investigated and a comparison test was performed between measured and predicted values.
    Results and discussionL: The percentage error between predicted and measured values is very negligible and thus the proposed model can be used to evaluate the pollution of other highways. The results obtained from the main stage of this study revealed that the maximum average equivalent level of sound in highway is 83.5714 Db and highway side until 30 m is not suitable for residential use. The minimum average sound level allowed for residential areas is 58 db.

    Conclusion

    Other results of this study indicate that in all sound measurement stations in transit network, the mean measured equivalent level of sound is more than accepted standard in Iran. Due to high noise pollution in the area under study, the proposed solutions to control noise pollution are to use sound walls on highways and to create
    more green spaces in areas prone to pollution.

    Keywords: Noise pollution, Equivalent sound level, Noise intensity, Zoning, Modeling
  • Nahid Mohammad Hosseini, Maryam Robati*, Majid Amidpour Pages 193-212
    Introduction

    Utilizing renewable energies is one of the most effective ways to deal with environmental pollution resulting from fossil fuel power plants. Renewable energy sources are considered as clean energy sources, but some of these power plants may change the ecosystem of the region and disturb the ecological balance. The purpose of this research was to evaluate the environmental impacts of renewable energy (solar-wind) in Salafchegan- Zwaryan Special Economic Zone using the Iranian matrix and rapid impact assessment matrix (RIAM).

    Material and methods

    In this research, basic information of the area was collected and factors affecting the development of solar and wind power plants were studied based on the internet search and field observation. According to these studies, the potential environmental impacts of the implementation of renewable power projects on the physical, biological and social, economic and cultural environments were determined. These impacts were separately predicted in construction and operation phases using the Iranian matrix method and the Rapid Impact Assessment Matrix (RIAM). The Iranian matrix and RIAM, considering the effects of project implementation in both the construction and operation phases on the environmental components, are applied methods for environmental impact assessment in Iran.

    Results and discussion

    The results from the Iranian Leopold and RIAM indicated that in the renewable power plant construction and operation phases, the most important positive consequence in the physical environment was related to surface water quantity and the economic, social and cultural environment associated with employment  and salary. The most important negative consequences in the physical environment were related to the weather and sound quality in the biological environment related to wildlife coverage and in the social- economical-cultural environment related to perspectives and antiquities. Also, the most negative impact was related to waste and effluents, wastes disposal, risks, and hazards. Also, the most positive impact was energy supply and consumption, green space, land earning, and human resources. It should be noted that the construction phase of such projects was short and would be considered as a long-term investment for future uses.

    Conclusion

    According to the results of both matrices, the construction of solar and wind power plants, regarding the least negative consequences on the various components of the environment, was chosen as the most favorable management option, and without providing a solution, the project performance was confirmed.

    Keywords: Renewable energy, Environmental impact assessment, Iranian Leopold Matrix, RIAM, Wind energy, Solar energy
  • Pouya Aaghelpoor, Vahid Varshavian*, Mehraneh Khodamoradpoor Pages 213-230
    Introduction

    Evapotranspiration is a key principle of water balance and an important element of energy balance. Therefore, forecasting and estimation of evapotranspiration in agricultural water management, forecasting and monitoring drought, and the development and exploitation of effective water resources might be valuable and practical. The purpose of this study was to model the Reference Evapotranspiration time series (ET0) at Rasht Synoptic Station with two SARIMA and GRNN models during 1956-2017 and its forecast for 2018-2027.

    Material and methods

    Rasht is located in the temperate and humid parts of northern Iran and in the southern strip of the Caspian Sea. In this study, the Adjusted ThornthWaite method (ATW) was used to estimate ET0, the credibility of which was previously confirmed by researchers for estimation of reference evapotranspiration rate in Rasht. Evapotranspiration values were estimated for the time period of 1956-2017. Two models were selected for modeling and validation of the ET0 series. The SARIMA model is based on seasonal stochastic models, and the GRNN model is based on artificial intelligence. The models’ inputs were selected on the basis of three previous monthly and yearly. The target-input matrices were divided into calibration (75%) and validation (25%) sections. Autocorrelation Function (ACF) indicated a seasonal trend in the ET0 monthly series, with a return period of 12. Four times seasonal differentiation, revealed that the best degree of SARIMA’s seasonal integrated degree was the first-order. Other SARIMA operators, including seasonal and non-seasonal autoregressive, and average seasonal and non-seasonal moving, were selected by trial and error. Optimization of the GRNN model was accomplished by trying and error of the spread parameter. In this study, criteria such as RMSE, NS, and R were used to check the error and correlate the outputs of the model.
    and NS values of 8.89 mm and 0.97, respectively. The GRNN model had its best performance by applying the total inputs. The RMSE and NS values were 9.22 and 0.96, respectively, for GRNN’s best output. The difference between the two models was reported in predicting the year’s minima (January-February), which showed SARIMA’s better performance. To compare these two models, the Taylor diagram was also used, which showed that the accuracy of SARIMA not only in error but also in the correlation and estimation of the true deviation of the real values was slightly more accurate than GRNN. After evaluating the models and assessing their acceptable performances, best extracted models from both SARIMA & GRNN were used for ET0’s long-term forecasting up to the next ten years (for the period of 2018-2027).

    Conclusion

    The results of the forecasts for Rasht’s future showed a sharp ascending trend in the rate of evapotranspiration in the years 2018-2027 (compared to the period of 1956-2017). This is a warning of a rapid increase in the evapotranspiration rate in the years ahead, in the wet area of Rasht. This issue is very important for the surface water and groundwater resources planning, agricultural uses, and will be a serious warning to farmers and water managers in this area.

    Keywords: Adjusted ThornthWaite, GRNN, Long-term forecast, SARIMA, Taylor diagram
  • Zeinab Feizolahi, Mohamamdreza Shahbazbegian*, Seyed Abdolkarim Hashemi, Siavash Shayan Pages 231-248
    Introduction

    Lack of freshwater resources is considered as the main challenge of dryland countries in the world. Iran, in particular, its southern coastal regions, are also suffering from this issue. One of the main options on the table to tackle this problem is water demand management that has been bolded in Iran. As a result, in terms of the water supply, the Minab plain is one of the most important regions of the Hormozgan Province in Iran and various economic sectors of the plain have been facing many problems due to the lack of access to water resources. In this regard, one of the most important policy options to reduce these problems is water-related spatial planning. Such an approach focuses on spatial relationships and has been considered as an effective way to integrate economic, social and environmental programs into spatial development.

    Material and methods

    In water-related spatial planning studies, in addition to the traditional view, it is necessary to pay more attention to the system thinking. Thus, in the present study, the given mechanism governing the important parts that interact with water resources of the Minab plain has been mapped through system dynamics principsics, les, drawing a system mechanism.

    Result and discussion

    Analyzing and studying the spatial organization of the Minab Plain as well as adopting the systems dynamics, in this paper, the negative factors affecting the water resources have been identified and policies for managing the water demand have been presented. Analyzing system mechanism governing the Minab Plain spatial organization and deriving the relevant policies three options have been introduced 1) Reinforcing the aquaculture, 2) investment, strengthening free trade zone, and 3) water recycling.

    Conclusion

    Finally, apart from conventional policies about water supply, two policies based on the water demand
    management approach have been extracted and discussed based on the performance of the given mechanism to maintain the spatial organization equilibrium of the Minab plain

    Keywords: Water resources management, Spatial organization, System thinking, Minab plain, System dynamics