فهرست مطالب

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال پنجاه و دوم شماره 3 (پیاپی 63، خرداد 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/03/01
  • تعداد عناوین: 20
|
  • محمد انصاری قوجقار*، سروین زمانزاد قویدل، فریبا خدابخشی، مسعود پورغلام آمیجی، شهاب عراقی نژاد، علی سلاجقه صفحات 597-609

    کمیابی آب و به دنبال آن بحران های اجتماعی و اقتصادی، ضرورت استفاده از رویکردهای جدید مبتنی بر دانش بین رشته ای در اصلاح ساختارها و سیاست های مدیریت منابع آب و اجرای طرح ها و پروژه های منابع آب را دوچندان کرده است.  در این میان شناخت ارتباط متقابل علوم اجتماعی و سامانه های منابع آب خود به مسئله ای تبدیل شده است که حل آن، ما را در اصلاح ساختارهای ناکارآمد کنونی یاری می رساند. لذا هدف اصلی در این مطالعه اثبات ارتباط متقابل برخی پارامترهای اجتماعی و  منابع آب در مقیاس قاره ای با به کارگیری ابزار مدل سازی نرم افزاری است. در این پژوهش داده های سرانه منابع آب تجدیدپذیر و پارامتر های اجتماعی شامل نسبت جمعیت روستایی به جمعیت شهری، تراکم جمعیت، تعداد کاربران اینترنت و شاخص تحصیلات در مقیاس سالانه در نظر گرفته شدند. طول دوره آماری داده ها 13 سال (2017-2005) بود و برای 42 کشور از قاره آسیا که سرانه منابع آب آن ها روند نزولی داشت، این مطالعه انجام شد. سپس با به کارگیری روش های محاسبات نرم از جمله شبکه عصبی (ANN)، درخت تصمیم (M5) و سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی (ANFIS) ارتباط متقابل بین سرانه منابع آب و پارامتر‏های اجتماعی، مدل سازی شده است. نتایج حاصل از مدل سازی با معیار های ضریب تعیین (R2)، میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین قدر مطلق خطا (MAE) ارزیابی شدند. در نهایت، نتایج حاکی از عملکرد برتر روش ANFIS نسبت به دو مدل دیگر در بررسی ارتباط متقابل سرانه منابع آب و پارامتر‏های اجتماعی است. همچنین پس از مدل ANFIS به ترتیب مدل های  M5 و ANN عملکرد بهتری داشتند و صحت ارتباط متقابل بین پارامترهای اجتماعی و منابع آب در سطح بسیار بالایی مورد تایید قرار گرفت.

    کلیدواژگان: پارامتر های اجتماعی، سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی، مدیریت یکپارچه
  • رضا سعیدی*، عباس ستوده نیا صفحات 611-620
    در این پژوهش، عملکرد و تبخیر-تعرق ذرت در شرایط اعمال تنش آبی در مراحل مختلف رشد بررسی شد. آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی انجام شد. تیمارها شامل اعمال تنش آبی در مراحل رشد 4برگی، 12برگی، گل دهی، خمیری شدن دانه ها و یک تیمار شاهد تحت آبیاری کامل بود. تبخیر-تعرق روزانه گیاه بر اساس بیلان آب خاک در منطقه ریشه اندازه گیری شد. مقدار کل تبخیر-تعرق در تیمار شاهد و تیمارهای مذکور به ترتیب برابر با 462، 401، 5/322، 5/304 و 355 میلی متر در مترمربع برآورد شد. به همین ترتیب مقدار عملکرد زیست توده خشک ذرت برابر با 15025، 14422، 11384، 7746 و 13416 کیلوگرم بر هکتار بود. نتایج نشان داد بیشترین تا کم ترین مقدار تبخیر-تعرق و عملکرد، به ترتیب مربوط به تیمارهای شاهد، 4برگی، خمیری شدن، 12برگی و گل دهی بود. علت آن، میزان حساسیت و نیاز متفاوت گیاه به انجام تعرق در مراحل مختلف رشد بود. برای بررسی پاسخ عملکرد به تبخیر-تعرق ذرت، مقدار ضریب  در مراحل رشد مذکور به ترتیب برابر با 3/0، 8/0، 42/1 و 46/0 به دست آمد. در مرحله ی گل دهی، مقدار ضریب  بیشتر از عدد یک بود که بیانگر آن است که عملکرد ذرت نسبت به تبخیر- تعرق، کاهش بیشتری دارد. از سوی دیگر، مقدار بهره وری مصرف آب در تیمار شاهد و تیمارهای تحت تنش به ترتیب برابر با 25/3، 6/3، 53/3، 54/2 و 78/3 کیلوگرم بر متر مکعب محاسبه شد. بیشترین تا کمترین مقادیر آن به ترتیب مربوط به تیمارهای خمیری شدن دانه ها، 4برگی، 12برگی، شاهد و گل دهی بود. نتایج نشان داد آبیاری کامل گیاه (تیمار شاهد) تضمینی برای افزایش بهره وری مصرف آب نبود. بلکه با جلوگیری از دستیابی به حداکثر عملکرد و پذیرش اندکی کاهش محصول، می توان بهره وری مصرف آب را افزایش داد. در این شرایط، انتخاب مرحله ی مناسب رشد گیاه برای اعمال کم آبیاری نیز حایز اهمیت بود.
    کلیدواژگان: بهره وری مصرف آب، ضریب Ky، کم آبیاری، مقاومت روزنه ای
  • محسن صالح زاده، محمد همتی*، مهدی یاسی، استفان لانزونی صفحات 621-633
    سرریزهای مستغرق سازه هایی با ارتفاع کوتاه هستند که کاملا زیر سطح آب قرار داشته و جهت بهبود شرایط کشتیرانی، ایجاد زیستگاه آبزیان، کنترل جابجایی قوس ها و... احداث می شوند. هدف این تحقیق ارزیابی کارایی سرریزهای مستغرق بر الگوی فرسایش و رسوبگذاری در قوس 90 درجه تند می باشد. به منظور رسیدن به این هدف مجموعه ای از سرریزها با ارتفاع نسبی 30 و 70 درصد و شیب تاج صفر و 7 درصد در دیواره قوس خارجی احداث شدند. زاویه، طول و فاصله بین سرریزها ثابت در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که سرریزهای با ارتفاع نسبی 70 درصد و شیب تاج صفر بهترین عملکرد را در حفاظت بستر نزدیک دیواره قوس خارجی داشت. با احداث این سازه ها در قوس، 7 درصد رسوبگذاری نزدیک دیواره خارجی در مقطعی که منطبق بر محل ماکزیمم آبشستگی در حالت شاهد بود، صورت گرفت. تغییر در ارتفاع و شیب تاج سرریز مستغرق اثر قابل ملاحظه ای بر کاهش ماکزیمم ارتفاع نسبی تپه رسوبی نداشت و فقط در فرود 43/0 به طور متوسط ماکزیمم ارتفاع نسبی تپه رسوبی 10 درصد کاهش پیدا کرد. علاوه بر آن، با افزایش ارتفاع و شیب تاج سرریز های مستغرق ماکزیمم عمق نسبی آبشستگی در دماغه سرریز سوم به ترتیب 11 درصد افزایش و 6 درصد کاهش پیدا کرد.
    کلیدواژگان: آبشستگی، تپه رسوبی، خط القعر، دیواره خارجی، دیواره داخلی
  • سعید امانپور، محمد عبیات*، محمود عبیات، ماجده عبیات صفحات 635-649
    فرسایش خاک یک مشکل جهانی است که منابع آب و خاک را تهدید می کند و تغییرات کاربری اراضی یکی از عوامل مهم در فرسایش خاک می باشد. هدف این پژوهش ارزیابی اثر تغییرات کاربری بر فرسایش خاک و تولید رسوب در حوضه رامهرمز در استان خوزستان می باشد. برای این کار از تصاویر ETM+ (2002) و OLI (2019) ماهواره لندست استفاده شد. ابتدا تصاویر ماهواره ای با الگوریتم ماشین بردار پشتیبان (SVM) روش شیءگرا طبقه بندی شده و تغییرات کاربری در سال های 2019-2002 بررسی گردید. سپس فرسایش خاک با استفاده از مدل RUSLE محاسبه شده و میزان بار رسوب در منطقه برآورد گردید. نتایج پژوهش نشان داد که مناطق مسکونی، اراضی بایر و زراعت دیم به ترتیب به میزان 86/3520، 72/7041 و 29/5281 هکتار افزایش مساحت داشته و پهنه های آبی، مراتع و زراعت آبی به ترتیب 43/1760، 02/12323 و 43/1760 هکتار از مساحت خود را از دست داده اند. نتیجه تغییر این مساحت ها کاهش پوشش طبیعی خاک و افزایش فرسایش در منطقه بوده است. با درنظرگرفتن حد خاکسازی حدود یک تن در هکتار در سال ملاحظه گردید که برای سال 2002 حدود 24/43 درصد و برای سال 2019 حدود 99/64 درصد از مساحت منطقه مقدار فرسایش از حد قابل قبول بیشتر بوده است. نتایج محاسبات روش های نسبت تحویل رسوب نیز نشان داد میزان نسبت تحویل رسوب بین 07/0 تا 28/0 و حداکثر بار رسوب بین 18/0 تا 63/0 تن در هکتار در سال متغیر است. بنابراین نتایج این پژوهش، لزوم پرداختن به مساله فرسایش خاک در منطقه و ارایه راهکارهای مدیریتی را روشن می کند.
    کلیدواژگان: کاربری اراضی، فرسایش، طبقه بندی شیءگرا، RUSLE، رامهرمز
  • حمیده سادات میرطاهری، سپیده کلاته جاری، بابک متشرع زاده*، فواد فاتحی صفحات 651-665

    شوری خاک یک محدودیت غیرزیستی مهم است که بر عملکرد و کیفیت گل های زینتی تاثیر می گذارد. این پژوهش با هدف بررسی اثر تنظیم کننده رشد ملاتونین و اسید آسکوربیک بر افزایش عملکرد و کیفیت رز مینیاتوری (Rosa chinensis var.minima) تحت شرایط تنش شوری در گلخانه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران واقع در شهر کرج، بر روی قلمه های دوساله رز های مینیاتوری درگلدان های پلاستیکی با دهانه 14 سانتی متر حاوی کوکوپیت و پرلیت (1 : 1)، بصورت فاکتوریل در قالب طرح آزمایشی بلوک های کاملا تصادفی و در چهار تکرار، بهار سال 1397 انجام شد. فاکتورهای مورد استفاده در این آزمایش شامل، محلول پاشی برگی ملاتونین (در چهار غلظت 0، 1، 10 و 100 میکرومولار) و اسید آسکوربیک (در سه غلظت 5/0، 5/1 و 3 میلی مولار) و تیمار ترکیبی شامل (دو سطح ملاتونین 1میکرومولار×اسید آسکوربیک 5/0 میلی مولار و ملاتونین 1 میکرومولار×اسید آسکوربیک 5/1 میلی مولار) و تنش شوری (با سه سطح صفر، چهار و هشت دسی زیمنس بر متر) بود. نتایج نشان دادند، تنش شوری بطورکلی باعث کاهش خصوصیات مورفولوژیکی شده؛ در این پژوهش موثرترین تیمار در محلول پاشی با تیمار اسید آسکوربیک 3 میلی مولار مشاهده شد که تعداد گل و ارتفاع شاخه را نسبت به شاهد، به ترتیب 36 درصد و 86 درصد افزایش داد. محلول پاشی با تیمار ملاتونین 100 میکرومولار بیشترین اثر را بر میزان غلظت عناصر نیتروژن و پتاسیم نسبت به شاهد به ترتیب برابر 43 و 11 درصد نشان داد. تجمع قندهای محلول طی تنش شوری باعث حفظ پتانسیل اسمزی و کاهش دهیدراتاسیون می شود و بیشترین میزان قند محلول برگ با افزایش 11 درصد نسبت به شاهد و پرولین در محلول پاشی با تیمار ملاتونین 1 میکرومولار مشاهده شد. بنابراین می توان از توانایی این آنتی اکسیدان (اسید آسکوربیک 3 میلی مولار) در راستای بهبود رشد و نمو گل رز مینیاتوری در شرایط تحت تنش شوری استفاده کرد.

    کلیدواژگان: آنتی اکسیدان، تنش شوری، رز مینیاتوری، عملکرد
  • علی علیمحمدی، نجمه یزدان پناه* صفحات 667-676
    مطالعه پاسخ ارقام مختلف گیاهی در برابر تنش شوری و معرفی ارقام مقاوم یکی از راهکارهای مهم در حفظ و افزایش عملکرد محصولات کشاورزی محسوب می شود. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر آبیاری با سطوح مختلف شوری بر ویژگی های رویشی و فیزیولوژیکی ارقام مختلف خیار انجام شد. به این منظور، آزمایشی گلخانه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با دو فاکتور شامل سه رقم خیار (کیهان، ناهید 484 و 485) و شوری (با سطوح 5/0، 1/3 و 2/6 دسی زیمنس بر متر)، هر یک در سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که تنش شوری اثر معنی داری بر رشد گیاه و محتوای رنگدانه های فتوسنتزی دارد به طوری که در بیشترین سطح شوری، میزان کلروفیل a در ارقام کیهان، ناهید 484 و 485 به ترتیب 47، 21 و 19 درصد نسبت به شاهد کاهش یافت. همچنین میزان کاهش کلروفیل کل در رقم کیهان برابر با 34 درصد و در دو رقم دیگر 22 درصد بود. از طرفی، بیشترین میزان کارتنویید در شرایط تنش شوری، در رقم ناهید 484 و 485 مشاهده شد. نتایج همچنین نشان داد که با افزایش سطح شوری به 2/6 دسی زیمنس بر متر، ارتفاع گیاه در رقم های کیهان، ناهید 485 و ناهید 484 به ترتیب 30، 23 و 11 درصد کاهش می یابد. علاوه بر این، بیشترین درصد ریزش برگ در بالاترین سطح شوری نسبت به شاهد، مربوط به رقم کیهان به میزان 28 درصد و بیشترین کاهش وزن خشک ریشه مربوط به رقم 485 به میزان 40 درصد بود. در مجموع، نتایج این پژوهش نشان داد که ارقام مختلف خیار، پاسخ متفاوتی به تنش شوری نشان دادند. در این بین، رقم ناهید 484 بیشترین مقاومت را در پاسخ به تنش شوری به خود اختصاص داد و لذا به عنوان یک رقم مقاوم خیار در برابر شرایط تنش شوری معرفی می شود.
    کلیدواژگان: شوری، کارتنوئید، کلروفیل، سطح برگ، عملکرد گیاه
  • حدیث گل محمدیان، زهرا آقاشریعتمداری*، زینب شریعتمداری، جواد بذرافشان، فریدون محبی صفحات 677-691
    اقلیم از عناصر مهم تاثیرگذار در عرصه محیط زیست است و مدیریت بهینه زیست بوم های آبی و خشکی بدون توجه به شرایط اقلیمی امکان پذیر نیست. در دهه های اخیر شکوفایی جلبکی اکوسیستم های آبی رشد قابل توجهی داشته است. به نظر می رسد این افزایش ناشی از تغییرات الگوهای آب و هوایی و تاثیر آن بر توزیع و فراوانی گونه های فیتوپلانکتونی است. از مهمترین اهداف پژوهش حاضر به عنوان پژوهشی گذشته نگر می توان به این موارد اشاره نمود: الف) تعیین جوامع غالب فیتوپلانکتونی و ارزیابی تغییرات الگوی پراکنش آنها در دریاچه سد ارس در سال های 1387 و 1392؛ و ب) بررسی تاثیرعوامل هواشناسی و فاکتورهای فیزیکی و شیمیایی آب بر رشد جمعیت فیتوپلانکتون ها در دریاچه سد ارس. در این مطالعه، نمونه برداری به صورت فصلی و از سه ایستگاه ورودی سد، وسط دریاچه و خروجی سد انجام شد. در هر ایستگاه نمونه هایی برای شناسایی و شمارش فیتوپلانکتون ها و آنالیز فاکتورهای شیمیایی آب جمع آوری شدند. داده های ماهواره ای از سنجنده MODIS دریافت شد و بر مبنای آن مقادیر کلروفیل a  به دست آمد. بالاترین میزان کلروفیل a در تابستان سال های 1387 و 1392 به ترتیب با مقادیر 71/12 و 10 (میلی گرم بر مترمکعب) ثبت گردید. نتایج نشان داد که فراوانی فیتوپلانکتون ها همبستگی بالایی با غلظت کلروفیل زیست بوم آبی دارد. نتایج آنالیز مولفه های اصلی و رگرسیون چندگانه نشان داد، دمای هوا بیشترین سهم را در تغییرات غلظت کلروفیل دارد. به طوریکه ضریب همبستگی بین میزان کلروفیل و دمای هوا 72/0 محاسبه گردید. همچنین نتایج نشان دهنده تغییر الگوی جوامع فیتوپلانکتونی در منطقه بسوی غلبه نسبی سیانوباکتری ها در تمام فصول سال 1392 نسبت به سال 1387 است. به نظر می رسد تغییرات الگوی دما و بارش منطقه را می توان از عوامل اصلی تاثیرگذار در ارتباط با این تغییر به شمار آورد.
    کلیدواژگان: تغییرات آب و هوایی، فیتوپلانکتون، بلوم جلبکی مضر، سیانوباکتری
  • عطیه بزرگی، عباس روزبهانی*، مهدی هاشمی شاهدانی صفحات 693-706
    از آن جاییکه سهم عمده ای از منابع آب برای مصارف کشاورزی استفاده می شود لذا شبکه های آبیاری و زهکشی اهمیت پیدا می کند. همچنین این شبکه ها تحت تهدید خطرات مختلف طبیعی و غیر طبیعی هستند که هرکدام از آن ها می توانند عملکرد شبکه را تحت تاثیر قرار دهد. این تحقیق به دنبال توسعه مدل تحلیل ریسک سامانه توزیع آب کشاورزی با کمک شبکه های بیزین هیبرید است. ساختار مدل بیزین هیبرید مقدار ریسک سامانه توزیع آب کشاورزی را با استفاده از اطلاعات آب ورودی به سامانه توزیع آب سطحی، تقاضای شبکه آبیاری و الگوی نوسان بخش بالادست شبکه به تفکیک جزءهای سامانه توزیع ارزیابی می کند. خطرات تهدید کننده سامانه مشخص شده و گره های مدل باتوجه به این خطرات و اجزای سامانه تعیین می شود. این مدل بر روی توزیع شبکه آبیاری رودشت واقع در اصفهان مورد بررسی قرار گرفت که تحت تهدید خطرات عملکرد نادرست اپراتور و تلفات بهره برداری است. مقادیر ریسک قسمت توزیع سامانه به طور میانگین به ترتیب برابر با 8/14 درصد و ریسک جزءها در بازه 01/0 تا 2/49 درصد محاسبه شد. نتایج نشان داد که مدل شبکه بیزین هیبرید ارزیابی ریسک سامانه توزیع آب کشاورزی، در دو بخش آموزش و آزمایش به ترتیب با مقدار جذر میانگین مربعات خطا 07/0 و 08/0 درصد و ضریب تبیین 65/0 و 63/0 دارای دقت و عملکرد مناسبی است. نتایج این تحقیق و مدل ارایه شده به بهره برداران و تصمیم گیران کمک می کند تا عوامل و میزان احتمالی شکست اجزای سامانه،اطلاع پیدا کنند و برنامه ریزی بهتری برای تخصیص آب آبیاری بر اساس ریسک‏های پیش‏بینی شده در شرایط وقوع خطرات مختلف تدوین نمایند.
    کلیدواژگان: تحلیل ریسک، سامانه آب کشاورزی، عملکرد نامناسب اپراتور، تلفات بهره برداری، شبکه آبیاری رودشت
  • شهرام محمود سلطانی*، ابوذر عباسیان صفحات 707-719
    کاربرد همزمان زغال زیستی و کودهای شیمیایی فناوری نوینی است که ضمن حفظ پایداری در سیستم های تولید، به دوستداری محیط زیست، به افزایش حاصلخیزی خاک، کارایی مصرف کود و در نتیجه به افزایش تولید پایدار برنج کمک شایانی می کند. با این حال کاربرد زغال زیستی و کودهای حاوی روی ندرتا در کانون توجه بوده است. بنابراین پژوهش مزرعه ای حاضر با هدف بررسی اثر مصرف همزمان زغال زیستی پوسته برنج و روی بر عملکرد برنج رقم هاشمی و خصوصیات شیمیایی خاک به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 1398 در مزرعه های پژوهشی موسسه تحقیقات برنج کشور در رشت و ایستگاه تحقیقات برنج تنکابن انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل زغال زیستی در سه سطح (عدم مصرف، 20 و 40 تن در هکتار) و کود سولفات روی نیز در سه سطح (صفر، 10 و 20 کیلوگرم روی در هکتار) بود. بیشترین ارتفاع بوته (33/144 سانتی متر)، بیشترین تعداد دانه پر در خوشه (65/81 عدد)، حداکثر وزن هزار دانه (با میانگین 37/32 گرم)، بیشترین عملکرد دانه با میانگین 4112 کیلوگرم در هکتار، متعلق به تیمار 40 تن در هکتار زغال زیستی بود. همچنین بیشترین عملکرد دانه با میانگین 2/4220 کیلوگرم در هکتار متعلق به تیمار کاربرد 20 کیلوگرم کود سولفات روی در هکتار (13 درصد افزایش) بود. مصرف 40 تن در هکتار زغال زیستی پوسته برنج به همراه 20 کیلوگرم در هکتار سولفات روی 22 درصد به طور معنی داری مقدار فسفر قابل جذب، پتاسیم قابل جذب و روی قابل جذب را به ترتیب تا دو برابر، 15/43 درصد و سه برابر افزایش داده است.
    کلیدواژگان: بیوچار، فسفر، پتاسیم، روی، ارقام محلی
  • صدیقه سالاری، مه نوش مقدسی، مهدی محمدی قلعه نی*، محمود اکبری صفحات 721-732

    پیش بینی تراز آب زیرزمینی اولویتی ضروری برای برنامه ریزی و مدیریت منابع آب زیرزمینی می باشد. هدف از تحقیق حاضر مقایسه دقت سیستم استنتاج تطبیقی عصبی- فازی [1] (ANFIS) با مدل ترکیبی ANFIS آموزش دیده توسط الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات[2] (ANFIS+PSO) در پیش بینی ماهانه تراز آب زیرزمینی آبخوان گلپایگان طی سال های 97-1381 می باشد. بدین منظور از داده های ماهانه بارندگی، دما، تبخیر از تشت در ایستگاه های هواشناسی منتخب، حجم تخلیه از چاه های بهره برداری و تراز آب زیرزمینی چاه های مشاهده ای استفاده شده است. پس از انجام تحلیل مکانی و زمانی، چهار چاه مشاهده ای با دو ساختار داده ورودی (S1 و S2) برای پیش بینی تراز آب زیرزمینی انتخاب گردید. نتایج آزمون های روند و همگنی حاکی از معنی داری 99 درصدی تغییرات تراز آب زیرزمینی در چاه های مشاهده ای منتخب 4، 8، 19 و 20 با افت ناگهانی 22، 17، 27 و 2 متر به ترتیب در قبل و بعد از ماه های خرداد، شهریور، تیر و مرداد 1389 می باشد. بیشترین و کمترین دقت پیش بینی تراز آب زیرزمینی مربوط به چاه های مشاهده ای 20 و 4 با مقادیر ریشه میانگین مربعات خطا [3] (RMSE) برابر 37/2 و 21/0 متر به ترتیب مربوط به مدل های ANFIS_S1 و ANFIS+PSO_S2 می باشد. نتایج کلی تحقیق حاکی از تاثیر بیشتر انتخاب تاخیرهای مناسب داده های ورودی (ساختار مدل) نسبت به ترکیب دو مدل (ANFIS و PSO) در افزایش دقت پیش بینی تراز آب زیرزمینی دارد، به طوری که ساختار مطلوب داده های ورودی و ترکیب الگوریتم بهینه ساز با مدل شبیه ساز به ترتیب  44 و 25 درصد دقت پیش بینی تراز آب زیرزمینی را افزایش داده اند.

    کلیدواژگان: الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات، پیش بینی تراز آب زیرزمینی، تحلیل مکانی و زمانی، خوشه بندی سلسله مراتبی تجمعی، سیستم استنتاج تطبیقی عصبی- فازی
  • رضوان طالب نژاد*، فریبرز پاچنگ، علیرضا سپاسخواه * صفحات 733-747

    در سال های اخیر به دلیل مواجهه با خشکسالی، بر ترویج کاربرد آبیاری قطره ای در سطح کشورتمرکز شده است. با توجه به کمبود منابع آب موجود، کشاورزان نیز به لزوم استفاده از سامانه آبیاری قطره ای پی برده اند. پایش و ارزیابی سامانه های موجود و در حال بهره برداری از اهمیت ویژه ای برخوردار است که می تواند مانع از هدر رفت سرمایه شده و دستیابی به اهداف اصلی کاربرد آبیاری تحت فشار را فراهم سازد. خرما یکی از محصولات باغی است که نقش مهمی در امنیت غذایی و اقتصاد ملی ایفا می کند. از این رو هدف این پژوهش ارزیابی فنی و هیدرولیکی عملکرد سامانه آبیاری موضعی (حباب ساز) درختان نخل واقع در شهرستان بستک در استان هرمزگان و هم چنین مقایسه بهره وری آب این روش با روش آبیاری سطحی (حوضچه ای) رایج در این منطقه می باشد. بدین منظور دو مزرعه انتخاب گردید و با انداز گیری دبی و فشار حباب سازها در دو مرحله، پارامترهای ارزیابی محاسبه شد. طبق نتایج این پژوهش، راندمان بالقوه کاربرد در چارک پایین PELQ  و راندمان واقعی کاربرد در چارک پایین AELQ که بیانگر عملکرد کلی سامانه آبیاری موضعی (حباب ساز) می باشد در اسفندماه سال 1397، به ترتیب 21/29 و 44/32 و در خرداد ماه سال 1398، به ترتیب 64/32 و 26/36 بدست آمد. بنابراین سامانه آبیاری موضعی حباب ساز مورد ارزیابی در وضعیت ضعیف از نظر عملکرد قرار دارد. با آموزش به بهره بردار برای شستشوی صحیح و به موقع فیلتراسیون و یکسان باز کردن شیر فلکه های لوله های نیمه اصلی در حال کار می توان عملکرد سامانه آبیاری موضعی (حباب ساز) را بهبود بخشید. همچنین بهره وری آب برای خرمای رقم خنیزی که بین دو باغ محل انجام پژوهش مشترک بوده برای باغی که به روش حوضچه ای آبیاری می شد 18/0 کیلوگرم بر متر مکعب و در باغی که به روش حباب ساز آبیاری می شد 33/0 کیلوگرم بر متر مکعب به دست آمد. بنابراین سامانه آبیاری موضعی (حباب ساز)، بهره وری آب بیشتری نسبت به آبیاری سطحی داشت. نتایج نشان دادکه در شرایط کنونی بهره برداری از سامانه در باغ مورد نظر، با توجه به عدم آموزش بهره بردار، عدم حضور مهندس طراح در محل طرح و کسب اطلاعات دقیق از محل اجرای طرح و همچنین نبود نظارت صحیح بر اجرای سامانه آبیاری قطره ای، عملکرد سامانه در حد قابل انتظار نبوده است.

    کلیدواژگان: بهره وری آب، سامانه نوین آبیاری، راندمان کاربرد، بهره برداری آبیاری نوین، طراحی آبیاری تحت فشار
  • جلیل هلالی*، توران حسین زاده، مجید چراغعلی زاده، مهدی محمدی قلعه نی صفحات 749-769
    مدیریت و برنامه ریزی در زمینه منابع آب در فصول مختلف به خصوص فصل بهار به منظور بهره برداری در بخش های کشاورزی، صنعتی و شرب در مناطق خشک و نیمه خشک جهان به خصوص ایران بسیار حیاتی است. شاخص های پیوندازدور به عنوان شاخص های بزرگ مقیاس می توانند در رفتار هیدرولوژیکی در سطح حوضه آبریز موثر باشند. در این مطالعه سعی شد ارتباط بین این شاخص ها و بارش های فصل بهار در حوضه های آبریز ایران مورد بررسی قرار گرفته و امکان استفاده از آن ها به عنوان متغیرهای پیش بینی کننده مورد ارزیابی قرار گیرد. به این منظور همبستگی 40 شاخص پیوندازدور با فرکانس های مختلف در تاخیرهای زمانی 6 تا 1 ماهه با بارش فصل بهار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد درصد ایستگاه هایی که همبستگی بارش فصل بهار آن ها با شاخص های پیوندازدور معنادار است بسته به حوضه آبریز متغیر است. به طور کلی، شاخص های مرتبط با ENSO و SST بیشترین فراوانی همبستگی های معنادار با بارش بهار در نیمه شمالی، شمال غربی، شمال شرقی و گاهی جنوب غربی را دارند. این شاخص ها در حوضه دریای خزر در تاخیر 3 تا 6 ماهه، خلیج فارس-دریای عمان 1 تا 3 ماهه، دریاچه ارومیه 3 ماهه، فلات مرکزی 1 تا 4 ماهه، مرز شرقی 1 و 6 ماهه، و حوزه قره قوم تاخیر 1 و 3 ماهه بیشترین مقدار را دارند. به طور کلی، می توان گفت بارش فصل بهار در بسیاری از ایستگاه های واقع در حوضه های آبریز نیمه شمالی ایران با شاخص های پیوندازدور همبستگی معنادار دارند ولی در بخش جنوبی، فلات مرکزی و بخش شرقی کمترین همبستگی را دارند که این امر به دلیل بارش کم در مناطق جنوبی در این فصل است. بررسی نتایج نشان داد کارایی مدل MLP نسبت به مدل MLR در مدلسازی مقدار بارش فصل بهار عمده حوضه های آبریز بالاتر است.
    کلیدواژگان: بارش بهار، شاخص های پیوندازدور، حوضه های آبریز، شبکه عصبی پرسپترون چند لایه، رگرسیون خطی چند متغیره
  • مسعود سلطانی*، حسین ربانیها، محدثه السادات فخار صفحات 771-782

    کشاورزی پایدار در مناطق خشک و نیمه خشک در گرو استفاده بهینه از منابع آبی با کیفیت بالا می‏باشد. تبخیر از سطح خاک و نفوذ عمقی از جمله تلفات غیرمفید در آبیاری هستند که کاهش آن‏ها می‏تواند راندمان جذب آب توسط ریشه و به تبع آن میزان تولید محصول را افزایش دهد. اجرای آبیاری قطره‏ای زیرسطحی دستیابی به این هدف را مقدور می‏سازد. عمق نصب بهینه قطره‏ چکان در آبیاری زیرسطحی، مکانی است که نه تنها مقدار تبخیر از سطح خاک را کاهش می‏دهد، بلکه نفوذ عمقی نیز افزایش پیدا نکند. هدف از این پژوهش بررسی تغییرات توزیع رطوبت خاک و جذب آب توسط ریشه در عمق های مختلف کارگذاری قطره ‏چکان و انتخاب عمق ایده آل می‏باشد. برای این منظور با استفاده از شبیه‏سازی در نرم افزار HYDRUS-2D، سه عامل موثر در میزان تلفات غیرمفید و آب مصرفی در آبیاری قطره‏ای شامل بافت خاک (لوم رسی، لوم و لوم شنی)، عمق کارگذاری قطره چکان (0، 10، 15 و 20 سانتی‏متر) و دبی قطره چکان (1، 2، 4 و 8 لیتر بر ساعت) به صورت حل عددی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد در بافت لوم شنی با افزایش عمق کارگذاری مقدار تبخیر تجمعی تا 40% می‏تواند کاهش پیدا کند ولی با توجه به مقدار نفوذ عمقی و آب مصرفی، بهترین عمق کارکذاری در 15 سانتی متری و با دبی 1 لیتر بر ساعت بدست آمد. تاثیر بافت خاک بر مقدار آب آبیاری بیشتر از تاثیر عمق نصب قطره چکان بود به‏طوری‏که در دبی 2 لیتر بر ساعت مقدار آب آبیاری در سه بافت خاک لوم، لوم رسی و لوم شنی به ترتیب برابر با 9/2، 1/3 و 6/4 مترمکعب بر متر بود. همچنین در بافت لوم رسی تغییر دبی و عمق کارگذاری، بیشترین و کمترین تاثیر را به ترتیب بر روی مقدار جذب آب ریشه و تبخیر از سطح خاک داشت.

    کلیدواژگان: آبیاری زیرسطحی، حداکثر جذب آب ریشه، عمق بهینه نصب، لوم، لوم رسی و لوم شنی
  • مرضیه دریکوندی، حسین زینی وند*، ناصر طهماسبی پور، علی حقی زاده صفحات 783-794
    بهینه سازی شبکه پایش، یک فرایند تصمیم گیری است که از طریق آن، بهترین ترکیب در بین ایستگاه های موجود انتخاب می شود. با توجه به ملاحظات اقتصادی و کاهش هزینه های پایش، رویکردهای بهینه سازی در این پژوهش کاهش ایستگاه های پایش کیفیت آب سطح در حوضه آبخیز دز در محدوده استان لرستان است. در این راستا، با استفاده از الگوریتمی بر اساس اصل حداکثر آنتروپی و بر مبنای شاخص آلودگی پارامترهایSO4, Cl, HCO3, K, ,Na, Ca, Mg,  ,TH, SAR, EC, TDS, وpH  نسبت به بهینه سازی شبکه پایش موجود با 18 ایستگاه در دوره آماری 1387 تا 1396 اقدام شد. ابتدا میانگین رتبه هر ایستگاه در 10 سال آماری مذکور بدست آمد. سپس برای آنتروپی شبکه بر حسب تعداد ایستگاه و زمان مدل هایی پیشنهاد شد. پس از برازش بهترین مدل، نتایج نشان داد که بر اساس پارامترهای SO4, ,Cl, HCO3 ، K، Na، Ca، Mg،  pH،TH،TDS ، SARو EC به ترتیب تعداد 9، 9، 7، 11، 11، 11، 10، 7، 10، 10، 10 و 11 ایستگاه به عنوان ایستگاه های پایش کیفیت آب سطحی منطقه مورد مطالعه کفایت می کند. به منظور تایید شبکه پیشنهاد شده، با مقایسه آنتروپی شبکه مذکور با آنتروپی شبکه های تصادفی با تعداد ایستگاه های فوق بر اساس 12 پارامتر ذکر شده در هر سال آماری کارایی شبکه منتخب تایید شد. همچنین از میان 12 شاخص کیفی ارزیابی شده کلرید (Cl) بیشترین مقدار آنتروپی وزن را به خود اختصاص داد. بنابراین کلرید دارای حداکثر آنتروپی و به عنوان شاخص برتر انتخاب شد.
    کلیدواژگان: شبکه پایش، مدل سازی فضایی- زمانی، شاخص کیفیت، الگوریتم
  • زانکو زندسلیمی، سمیه سیما*، علی جعفر موسیوند صفحات 795-810

    پایش پیوسته اراضی کشاورزی به دلیل تاثیر آن بر حفظ منابع و سلامت اکوسیستم ها و امنیت غذایی یکی از ضرورت های مدیریت منابع آب و خاک در یک حوضه آبریز است. نقشه های پوشش اراضی جهانی (GLC) با توجه به مقیاس های متنوع، در دسترس بودن و عدم نیاز به پردازش های تخصصی می توانند برای استخراج محدوده اراضی کشاورزی مورد استفاده قرار گیرند. این مطالعه عملکرد سه محصول GLC شامل MCD12Q1 LC، CGLS LC و CCI LC را نسبت به نقشه کاربری اراضی مرجع سال 2015 در حوضه آبریز دریاچه ارومیه را بررسی می کند. ابتدا بر اساس کلاس های اصلی نقشه کاربری اراضی مرجع سال 2015 (مرتع، اراضی کشاورزی، پهنه های آبی، اراضی ساخته شده و زمین بایر)، کلاس های معادل از نقشه های پوشش اراضی جهانی به منظور مقایسه با هم ادغام و ترکیب شدند. سپس عملکرد نقشه های GLC براساس معیارهای مساحت، سازگاری مکانی و صحت کلی با استفاده از نقاط کنترل زمینی ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که دو محصول MCD12Q1 LC و CGLS LC در ارایه تصویر کلی از پوشش اراضی حوضه آبریز به ترتیب با صحت کلی 74 و 86 درصد، نسبت به محصول CCI LC عملکرد برتری دارند. همچنین MCD12Q1 LC و CGLS LC به ترتیب در طبقه بندی دو کلاس مرتع و اراضی کشاورزی به عنوان پوشش های غالب در سطح حوضه آبریز با صحت طبقه بندی 81 و 89 درصد عملکرد قابل قبولی داشتند. استفاده از محصول LC CGLS می تواند به پایش پیوسته اراضی کشاورزی در کاربردهای عملیاتی به منظور ارزیابی کلی از روند تغییرات توسعه در حوضه آبریز دریاچه ارومیه کمک شایانی بنماید. از دیگر یافته های مهم این پژوهش این است که محصول پوشش اراضی با قدرت تفکیک مکانی بهتر لزوما صحت طبقه بندی بهتری برای همه انواع پوشش ها ندارد. این مطالعه می تواند به عنوان یک مرجع روش شناسی در ارزیابی عملکرد محصولات GLC در مقیاس های مختلف و دیگر مناطق کشور استفاده شود.

    کلیدواژگان: کاربری اراضی، ارزیابی سازگاری، صحت کلی
  • مرضیه زارع صورمان آباد، صارم نوروزی، فرهاد میرزایی اصل شیرکوهی*، حامد ابراهیمیان صفحات 811-823
    مدل های زیادی برای توصیف منحنی مشخصه خاک تا به امروز توسعه یافته است که عموما بر پایه فرض هندسه منافذ به صورت مجموعه ای از لوله های مویین استوانه ای شکل می باشد. در مدل های بر پایه لوله های مویین، فرض بر آنست که 1- در یک رطوبت مشخص، قسمتی از منافذ به صورت کامل اشباع بوده، در حالی که منافذ با اندازه بزرگتر کاملا خشک می باشند، 2- در این مدل ها، اثر سطح ویژه و نیروهای جذب سطحی نادیده گرفته می شود. مدل تولر-ار از معدود مدل های فیزیکی  است که هر دو جزء نیروهای مویینگی و جذب سطحی را در یک هندسه جدید متشکل از یک منفذ مرکزی و شکاف های متصل به آن برای منافذ خاک، توصیف می کند. با این حال، مدل اصلی تولر-ار از دقت مناسبی در ناحیه رطوبتی های میانی برخوردار نیست که علت عمده آن، محدودیت عمده تابع احتمالاتی بکار رفته برای توصیف منافذ خاک می باشد. در پژوهش حاضر نسخه بهبود یافته ای از مدل تولر-ار بر مبنای حل عددی ارایه می گردد که دارای قابلیت استفاده از توزیع گاما با ضریب شکل اختیاری و توزیع ویبال می باشد. نتایج بدست آمده از مدل بهینه شده برای چهار خاک با بافت متفاوت، حاکی از بهبود قابل توجه در نسخه جدید نسبت به مدل اولیه تولر-ار به ویژه در رطوبت های میانی است که در این ناحیه مدل اولیه تولر-ار از دقت مناسبی برخوردار نمی باشد. همچنین نسخه بهبود یافته از یک الگوریتم بهینه سازی سراسری استفاده می کند که جواب های نهایی منحصر به فرد و مستقل از حدس اولیه می باشد.
    کلیدواژگان: منحنی نگهداشت آب خاک، جذب سطحی و موئینگی، توزیع اندازه منافذ ویبال
  • ابوالفضل خادمی جلگه نژاد*، مجید فکری، مجید محمودآبادی صفحات 825-838
    فلوراید و ترکیبات آن به شکل گسترده ای در صنایع مورد استفاده قرار می گیرد که از طریق پساب به محیط زیست منتشر می شود. یکی از روش های حذف فلوراید، جذب سطحی با استفاده از جاذب های ارزان قیمت است. هدف از این تحقیق بررسی کارایی استفاده از بیوچار تفاله پسته در حذف فلوراید از محیط های آبی می باشد. در این پژوهش بیوچار تفاله پسته از طریق گرماکافت در دمای C600 به مدت 3 ساعت با نرخ افزایش دمای 25 درجه سانتی گراد بر دقیقه تهیه شد. به منظور تعیین هم دماهای جذب سطحی،20 میلی لیتر محلول فلوراید با غلظت های مختلف (صفر،3، 6 و 9 میلی گرم بر لیتر) از نمک NaF به 5/0 گرم بیوچار اضافه شد و سپس نمونه ها به مدت 24 ساعت تکان داده شدند و در نهایت مدل های هم دمای لانگمیر، فروندلیچ و تمکین بر داد های جذب برازش داده شدند. به منظور بررسی اثر زمان بر جذب سطحی فلوراید،20 میلی لیتر محلول فلوراید با غلظت های اولیه 3، 6 و 9 میلی گرم بر لیتر به 5/0 گرم از بیوچار اضافه شد و نمونه ها در فاصله زمانی (15، 30، 45، 60، 90،75، 105، 120، 135، 165، 180، 195، 210 ،225 و 240 دقیقه) تکان داده شدند. سپس غلظت فلوراید اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که با افزایش زمان تماس درصد جذب فلوراید به وسیله بیوچار افزایش یافته است و پس از گذشت 240 دقیقه برای غلظت های 3، 6 و 9 میلی گرم بر لیتر به ترتیب 89/70، 05/63 و 66/54 درصد بدست آمد. مدل های شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم نسبت به سایر مدل ها، بعنوان بهترین رابطه سینتیک جذب سطحی فلوراید معرفی شدند. نتایج برازش داده های به دست آمده با مدل های هم دمای جذب سطحی لانگمیر، فروندلیچ و تمکین نشان داد که مدل لانگمویر توصیف بهتری از فرآیند جذب فلوراید بوسیله بیوچار ارایه می نماید. حداکثر جذب فلوراید)  mg kg-1 (306 توسط بیوچار از مدل لانگمویر بدست آمد.
    کلیدواژگان: بیوچار، جذب سطحی، سینتیک، فلوراید، هم دما
  • مهدی احمدیان*، احمد گلچین، پریسا علمداری، قاسم اسدیان صفحات 839-856

    یکی از روش های پاک سازی خاک های آلوده به عناصر سنگین استفاده از فن آوری گیاه پالایی توسط کشت گیاهان مقاوم می باشد. استفاده از نسل جدید کلات های شیمیایی زیست تخریب پذیر علاوه بر افزایش کارایی گیاه پالایی، از آلودگی محیط زیست نیز جلوگیری می کند. وتیورگراس گزینه مناسبی برای استفاده از نسل جدید کلات کننده ها می باشد. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر سطوح مختلف کلات های زیست تخریب پذیر اتیلن دی آمین دی سوکسینیک اسید (EDDS)  ومتیل گلایسین دی استیک اسید (MGDA)  در چهار سطح (0 و 1 و2 و 4 میلی مول در کیلوگرم خاک) بر افزایش میزان فراهمی مس در سه سطح آلودگی (100 و 200 و 400 میلی گرم بر کیلوگرم خاک به انضمام شاهد) توسط وتیور گراس (Chyrsopogon zizanioides L.) انجام شد. میزان برداشت مس بوته در حضور تیمار 4 میلی مول EDDS در طی مدت 120 روز در سطوح 100، 200 و 400 ppm آلودگی مس به ترتیب 8281، 10125 و 10423 g plant-1 µ بود که نسبت به تیمار شاهد (عدم استفاده از کلات) به ترتیب 51، 84 و 89 درصد افزایش داشت. میزان برداشت مس در تیمار 4 میلی مول کلات MGDA نیز در سطوح آلودگی ذکر شده به ترتیب 5679، 7688 و 8831 g plant-1 µ بود که نسبت به تیمار شاهد (عدم استفاده از کلات) به ترتیب 19، 61 و 85 درصد افزایش داشتند. کاربرد کلات EDDS، سطح مس قابل استخراج با DTPA را افزایش داد. بیشترین مقدار مس قابل جذب در غلظت 4 میلی مول کلات EDDS و MGDA و در سطح مس 400  ppmبه ترتیب 5/27 و 7/16 درصد بیشتر از شاهد (بدون کلات) بود. میانگین فاکتور تجمع زیستی در تیمار 4 میلی مول کلات EDDS و MGDA به ترتیب 51/0 و 37/0 و میانگین فاکتور انتقال 19/0 بود. جمع بندی نتایج حاصل از این بررسی نشان داد گیاه وتیور، توانمندی خاصی در پالایش خاک های آلوده به مس دارد و کلات EDDS با غلظت 4 میلی مول بر کیلوگرم خاک سبب تشدید جذب مس در ریشه وتیور می شود؛ در نتیجه وتیور می تواند به عنوان یک گونه مناسب برای تثبیت گیاهی مس در نظر گرفته شود که نه تنها باعث حفاظت خاک شده بلکه خطر آلودگی مس در زنجیره غذایی را نیز کاهش می دهد و کلات EDDS به عنوان یک ترکیب زیست تخریب پذیر مناسب که بازده گیاه پالایی وتیور در خاک های آلوده به مس را افزایش داده، معرفی می شود.

    کلیدواژگان: آلودگی خاک، گیاه پالائی، کلات های زیست تخریب پذیر، وتیور گراس، مس
  • عاطفه شه پیری، یحیی کوچ*، قاسمعلی دیانتی تیلکی صفحات 857-867
    تخریب رویشگاه های جنگلی و تغییر پوشش اراضی می تواند اثرات برجسته ای در تغییرپذیری شاخص های کیفی خاک داشته باشد. در پژوهش حاضر، مشخصه های مختلف خاک در رویشگاه جنگلی (تقریبا دست نخورده) با غالبیتZelkova carpinifolia، پوشش مرتعی با غالبیت Festuca ovina و تک درختانی از Zelkova carpinifolia و Ulmus minor ، پوشش مرتعی با غالبیت Dactylis glomerata و Thymus transcaspicus و پوشش مرتعی با غالبیت Stachys byzantina ، در منطقه زانوس بخش کجور استان مازندران، مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، از هر یک از پوشش های اراضی تعداد 36 نمونه خاک (شامل 12 نمونه در فصول بهار، تابستان و پاییز) از عمق 10-0 سانتی متری برداشت و به آزمایشگاه انتقال داده شد. نتایج حاکی از تغییرپذیری غالب ویژگی های مورد مطالعه خاک در فصول مختلف سال تحت انواع پوشش های اراضی می باشند. بر مبنای تجزیه به مولفه های اصلی (PCA)، مقادیر بالاتر رس، ماکرو و میکروخاکدانه، واکنش (pH)، نیتروژن کل، مقدار نیتروژن در ماکرو و میکروخاکدانه های خاک منجربه افزایش فعالیت های بیوشیمیایی و میکروبی (آمونیوم، نیترات، سهم میکروبی کربن، معدنی شدن نیتروژن) خاک تحت پوشش اراضی Zelkova و Festuca شده است. در حالی که پوشش های اراضی Stachys و Dactylis با دارا بودن مقادیر بزرگتر شن و مقدار کربن در ماکرو و میکروخاکدانه های خاک، دارای کمترین فعالیت های بیوشیمیایی و میکروبی خاک بوده اند. با توجه به نتایج این پژوهش می توان اذعان داشت، که حضور پوشش های درختی (آزاد و اوجا) در رویشگاه ها می تواند شرایط مناسب تر و بازدهی بیشتری برای عملکرد خاک فراهم نماید، که این موضوع می تواند جهت احیای اراضی تخریب یافته مورد توجه مدیران قرار گیرد.
    کلیدواژگان: منطقه کوهستانی، درخت آزاد، رویشگاه های مرتعی، پویایی فصلی، معدنی شدن کربن و نیتروژن خاک
  • مرجان کوهی زاده، علی محمد آخوندعلی*، عزیز ارشم صفحات 869-885
    رخداد فرسایش بادی و به تبع آن انتشار گرد و غبار یکی از جدی ترین مخاطرات زیست محیطی کشور بوده که در دهه های اخیر، شدت و گسترش آن به روشنی رو به افزایش است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی میزان اثر رطوبت سطحی خاک بر سرعت آستانه ی فرسایش بادی در 3 کانون فوق بحرانی گرد و غبار، واقع شده در پهنه هایی از جنوب و جنوب شرقی استان خوزستان انجام شد. برای این منظور 11 نمونه ی خاک از گستره ی فوق برداشت شده و پس از آماده سازی در سطوح رطویتی هواخشک، 4، 7 و 9 درصد با استفاده از تونل باد و در قالب یک طرح کاملا تصادفی مورد آزمون قرار گرفت. نتایج مقایسه ی مقادیر میانگین سرعت آستانه فرسایش بادی با به کارگیری روش دانکن و در سطح احتمالاتی 5 درصد، اثر رطوبت را بر سرعت آستانه ی فرسایش برای تمام نمونه ها معنی دار ارزیابی کرد. از دیگرسو، ارتباط سنجی میان دو پارامتر رطوبت و سرعت آستانه فرسایش نشان دهنده ی همبستگی این دو پارامتر بود به گونه ای که در همه ی نمونه خاک های مورد آزمون، با افزایش سطوح رطوبتی، سرعت آستانه ی فرسایش بادی نیز افزایش داشت. یافته ها همچنین میزان افزایش سرعت در سطوح مختلف رطوبت را متفاوت ارزیابی کرده و نشان داد که افزایش رطوبت از هواخشک تا 4 درصد بیشترین تغییرات را در سرعت آستانه ایجاد نموده و می تواند در مهار پدیده فرسایش در این پهنه اثر قابل ملاحظه ای داشته باشد.
    کلیدواژگان: رطوبت خاک، سرعت آستانه، تونل باد، خوزستان
|
  • Mohammad Ansari Ghojghar *, Sarvin Zmanzad-Ghavidel, Fariba Khodabakhshi, Masoud Pourgholam Amiji, Shahab Araghinejad, Ali Salajegheh Pages 597-609

    Water scarcity and subsequent social and economic crises have doubled the need to use new interdisciplinary knowledge-based approaches in reforming water resources management structures and policies and implementing water resources plans and projects. In the meantime, recognizing the interrelationships of the social sciences and their water resources systems has become a problem that its solution help us to correct existing dysfunctional structures. Therefore, the main purpose of this study is to prove the interrelationship of some social parameters and water resources on a continental scale with the use of software modeling tools. In this study, per capita data on renewable water resources and social parameters including the ratio of rural population to urban population, population density, number of Internet users and education index on an annual scale are considered. The statistical period of the data was 13 years (2005-2007) and this study was performed for 42 countries in Asia whose per capita water resources were declining. Then, using soft copmuting methods such as Artificial Neural Network (ANN), Decision Tree (M5) and Adaptive Fuzzy-neural Inference System (ANFIS), the interrelationship between per capita water resources and social parameters was modeled. Modeling results were evaluated by the criteria of determination coefficient (R2), root mean square error (RMSE) and mean absolute error (MAE) values. Finally, the results indicate the superior performance of ANFIS method compared to the other two models in evaluating the interaction of per capita water resources and social parameters. Also, after the ANFIS model, the M5 and ANN models had better performance, respectively.

    Keywords: social parameters, ANFIS, integrated management
  • Reza Saeidi *, Abbas Sotoodehnia Pages 611-620
    In this research, the yield and evapotranspiration of maize were investigated under water stress at different growth stages. The experiment was performed as factorial in a randomized complete block design. Treatments included m water stress at growth stages of 4-leaf, 12-leaf, flowering, grains doughing and a control treatment under full irrigation. Daily plant evapotranspiration was measured based on soil water balance in the root zone. The total amounts of evapotranspiration in the control and the proposed treatments (water stress at growth stages of 4-leaf, 12-leaf, flowering, grains doughing) were estimated to be 462, 401, 322.5, 304.5 and 355 mm, respectively. Similarly, the dry biomass of maize was equal to 15025, 14422, 11384, 7746 and 13416 (kg. ha-1), respectively. Descending amounts of evapotranspiration and yield were correspond to control, 4-leaf, doughing, 12-leaf and flowering treatments, respectively. The reason was the sensitivity and different need of plant to transpiration, at different growth stages. To evaluate the yield response to maize evapotranspiration, the value of  coefficient in the mentioned growth stages was determined to be 0.3, 0.8, 1.42 and 0.46, respectively. At the flowering stage, the value of  coefficient was higher than one, which indicates that the yield of maize is reduced more than the evapotranspiration. The amount of water productivity in the control and stress treatments were calculated to be 3.25, 3.6, 3.53, 2.54 and 3.78 (kg.m-3), respectively. The highest to lowest values were corresponded to seeds doughing, 4-leaf, 12-leaf, control and flowering treatments, respectively. The results showed that the full irrigated plant (control treatment) was not a guarantee to increase the water productivity. Rather, by refusing to achieve the maximum yield and accepting the low reduction in yield, water productivity can be increased. Under these conditions, selecting the suitable plant growth stage for low irrigation was also important.
    Keywords: Ky coefficient, Low irrigation, stomatal resistance, Water Productivity
  • MOHSEN SALEHZADEH, Mohammad Hemmati *, Mehdi Yasi, STEFANO LANZONI Pages 621-633
    Submerged weirs are short-height structures that are completely beneath the water surface and are constructed to improve shipping conditions, create aquatic habitats, control the movement of bends, etc. The purpose of this study was to evaluate the patterns of erosion and sedimentation at a 90o sharp bend. To achieve this goal, a series of weirs with the relative heights of 30% and 70% and crest slopes of 0 and 7% were constructed on the outer wall of the bend. The angle, length, and distance between weirs were kept constant. The results showed that bendway weirs with a relative height of 70% and a flat crest slope had the best performance in protecting the bed near the outer bend wall. With the construction of these structures in the bend, 7% of sedimentation was done near the outer wall at a cross-section corresponding to the maximum scour location in the unstructured state. Changes in the height and crest slope of the bendway weir did not have a significant effect on reducing the maximum relative height of point-bar, and only at Froude number of 0.43 the average maximum relative point-bar height decreased by 10%. Moreover, with increasing the height and crest slope of the weirs, the maximum relative scours depth at the nose of the third weir increased by 11% and decreased by 6%, respectively.
    Keywords: Inner wall, Outer wall, Point-bar, scour, Thalweg
  • Saeed Amanpour, Mohammad Abiyat *, Mahmud Abiyat, Majedeh Abiyat Pages 635-649
    Soil erosion is a global problem that threatens water and soil resources and land use change is one of the important factors in soil erosion. The purpose of this study is to evaluate the effect of land use change on soil erosion and sediment production in Ramhormoz basin in Khuzestan province. Landsat ETM+ (2002) and OLI (2019) images were used for this purpose. First, satellite images were classified using the Object Oriented Method (SVM) algorithm and the land use changes were studied during the years 2019-2002. Then the amount of soil erosion was calculated using the RUSLE model and the amount of sediment load in the area was estimated. The results showed that the residential areas, barren and rainfed cultivated lands increased by 3520.86, 7041.72 and 5281.29 hectares, respectively, and water bodies, pastures and irrigated lands have lost 1760, 43.02, 02.02. 12323 and 1760/43 hectars of their lands, respectively. The result of these changes in areas has been a decrease in natural soil cover and an increase in erosion in the region. Considering the landing limit of about one ton per hectare per year, it was found that the amount of erosion have been more than the acceptable level in 43.24 and 64.99% of the area in years 2002 and 2019, respectively. The results of calculations of sediment delivery ratio methods also showed that the rate of sediment delivery ratio varies from 0.07 to 0.28 and the maximum sediment load varies from 0.18 to 0.63 tons per hectare per year. Therefore, the results of this study clarify the need to address the issue of soil erosion in the region and to provide management solutions.
    Keywords: Land use, erosion, Object-Oriented Classification, RUSLE, Ramhormoz
  • Hamidehsadat Mirtaheri, Sepideh Kalatehjari, Babak Motesharezadeh *, Foad Fatemi Pages 651-665

    Soil salinity is a major abiotic constraint affecting crop yield and quality of ornamental plants. The current study aimed to investigate the melatonin and ascorbic acid regulator on the morphological and physiological characteristics of miniature roses under salinity stress, in the research greenhouse of Agriculture and Natural Resources Campus, University of Tehran, located in Karaj, on biennial cuttings of miniature roses, in plastic pots with a diameter of 14 cm containing cocopeat and perlite (1: 1), in the randomized complete block design with four replications, in the spring of 2018. The studied factors included foliar application of melatonin (at four concentrations of 0, 1, 10, and 100 μM) and ascorbic acid (at three concentrations of 0.5, 1.5, and 3 mM) and combined treatment containing two levels of melatonin 1 μM × ascorbic acid 0.5 mM and melatonin 1 μM × ascorbic acid 1.5 mM and salinity stress at three levels of zero, four and eight dS/m. The results showed that the salinity stress generally reduced morphological characteristics; in this study, the most effective treatment in the foliar application was observed with 3 mM ascorbic acid treatment, which increased the number of flowers and branch height by 36% and 86%, respectively, compared to the control. Foliar application of melatonin 100 μM showed the highest effect on the concentration of nitrogen and potassium equal to 43% and 11% as compared to the control, respectively. Accumulation of soluble sugars during salinity stress conserving osmotic potential and reducing dehydration, and the leaf soluble sugar increased by 11% as compared to the control and proline was observed in foliar application with 1 μM melatonin treatment. The results of this study showed that the ability of this antioxidant (Ascorbic acid 3 mM) can be used to improve the growth and development of miniature roses under salinity stress.

    Keywords: Antioxidant, Miniature rose, Salinity stress, yield
  • Ali Alimohamadi, Najme Yazdanpanah * Pages 667-676
    Studying the response of different plant cultivars to salinity stress and introducing the resistant cultivars is one of the most important strategies to increase cucumber yield under salinity stress. This study was done to investigate the effect of irrigation with different levels of salinity on growth and physiological characteristics of several cucumber cultivars. For this purpose, a factorial experiment with two factors including cultivar (Keyhan, 485 and Nahid 484) and salinity (0.5, 3.1 and 6.2 dS m-1), each at three replications was conducted. The results showed that salinity stress affected the plant growth and photosynthetic pigment content. At the highest salinity level as compared to the control, the chlorophyll a in Keyhan, Nahid 484 and 485 cultivars decreased by 47, 21 and 19%, respectively, while the total chlorophyll was reduced in Keyhan cultivar by 34% and in the other two cultivars by 22%. Under salinity stress, the highest amount of carotenoids was observed in Nahid 484 and 485. The results also indicated that with increasing salinity level to 6.2 dSm-1, the plant height in Keyhan, Nahid 485 and Nahid 484 cultivars decreased by 30, 23 and 11%, respectively. In addition, the percentage of leaf fall at the highest salinity level was observed in Keyhan cultivar with a 28% reduction as compared to the control. Cultivar 485 showed the highest reduction of root dry weight by 40%. In general, different cultivars showed different responses to salinity stress. Among the cultivars, Nahid 484 showed the hegighest resistance in response to salinity stress, therefore it can be introduced as a tolerance cultivar in terms of salinity stress.
    Keywords: salinity, Carotenoids, Chlorophyll, Leaf area, plant yield
  • Hadis Golmohammadian, Zahra Aghashariatmadari *, Zeinab Shariatmadari, Javad Bazrafshan, Fereidon Mohebbi Pages 677-691
    Climate is an important influential element in the field of environment; So that the optimal management of aquatic and terrestrial ecosystems is not possible without serious attention to climatic conditions. In recent decades, water bloom of aquatic ecosystems has grown significantly. This risen growth is due to natural changes in climate patterns and distribution mechanisms of species, affected by environmental factors. The Goals of this study, as a retrospective research, are; a) evaluation of changes in the dominant pattern of phytoplankton communities in Aras Dam Lake in 2008 and 2013, b) investigation of the impact of meteorological, physical and chemical factors on phytoplankton population growth in the study area. Data sampling was carried out seasonally in three positions, namely Dam entrance, middle of lake and Dam output. At each gaging position, data were collected to identify and count phytoplankton and to analyze several water chemical factors. Satellite data were received from the MODIS sensor and chlorophyll a images were obtained. The highest levels of chlorophyll a in summer of 2008 and 2013 were 12.71 and 10 (mg/m3), respectively. Results showed that the abundance of phytoplankton had a high correlation with the concentration of chlorophyll. In summer, the high temperatures and pH affect bloom of Cyanobacterial communities. Usually, Cyanobacterial blooms were related to high values of temperature, pH and high concentration of the dissolved oxygen in summer. The results of principal component analysis and multiple regression showed that the air temperature is the most important factor in chlorophyll changes. The correlation coefficient between chlorophyll and air temperature was calculated to be 0.72. Change in the dominant pattern of phytoplankton communities towards Cyanobacterial pattern was observed in Aras Dam Lake, showing domination of Cyanophyta branch in all seasons of 2008 compared to 2013. This result may be caused by changes in the temperature and precipitation patterns over the study area.
    Keywords: climate change, phytoplankton, Harmful Algal Bloom, Cyanobacteria
  • Atiyeh Bozorgi, Abbas Roozbahani *, Mehdy Hashemy Shahdany Pages 693-706
    Since the majority of water resources is used for agricultural purposes, irrigation and drainage networks become important. Moreover, these networks are threatened by various natural and unnatural hazards that each one can affect the performance of the network. This research seeks to develop a risk analysis model of agricultural water distribution systems with the help of hybrid Bayesian networks. The proposed hybrid Bayesian model evaluates the risk of agricultural water distribution system and its components with the following inputs: inflow of water distribution system and its fluctuation, and the demand of water. The hazards which threat the system are identified and the model nodes are determined according to these risks and the system components. This model was investigated on the distribution of Roodasht irrigation network located in Isfahan, which is under the threat of improper performance of the ditch-riders and operational losses. The average risk value of the distribution system was 14.8% and the risk of components was calculated in the range of 0.01-49.2%. The hybrid Bayesian network model shows a good accuracy and performance in training and test sets with root mean square error of 0.07% and 0.08%, and coefficient of determination of 0.65 and 0.63, respectively. The proposed model helps operators and decision-makers to be aware of the causes and potential failures of the system’s components. This can lead to better planning for the allocation of irrigation water based on the anticipated risks in the occurrence of various hazards.
    Keywords: risk assessment, Agricultural Water System, Improper Performance of the Ditch-Riders, Operational Losses, Roodasht Irrigation Network
  • Shahram Mahmoudsoltani *, Abouzar Abbasian Pages 707-719
    Simultaneous application of biochar and chemical fertilizers has been shown to be a new sustainable and environmental friendly technology for the improvement of soil fertility, nutrient use efficiency and rice crop yield. However, simultaneous application of biochar and zinc have been rarely studied. Therefore, the current field study was conducted to investigate the effects of rice husk biochar and Zn-fertilizer applications on rice yield and the most important chemical properties of soils through factorial in randomized complete block design with three replications at farm stations of rice research institute of Iran, Rasht and Tonekabon in 2019. The experimental factors were biochar at three levels (0, 20 and 40 tha-1) and zinc at three levels (0, 10 and 20 kg ha-1). The highest plant height (144/33 cm), filled grain per panicle (81.65), 1000 grain weight (32.37 g) and grain yield (4112 kg ha-1) were recorded at 40 tha-1 biochar treatment. Moreover, the maximum grain yield with average of 4220 kg ha-1 was observed at 20 kg ha-1 Zn sulfate treatment (13% more than the control). The application of 40 tha-1 biochar of rice husks and 20 kg ha-1 Zn significantly increased the available P, K and Zn by about 2 times, 43.15% and 3 times, respectively.
    Keywords: Biochar, Phosphorous, potassium, Zinc, Local varieties
  • Sedigheh Salari, Mahnoosh Moghaddasi, Mehdi Mohammadi Ghaleni *, Mahmood Akbari Pages 721-732

    Groundwater level prediction is an essential priority for planning and managing groundwater resources. This study aimed to compare the accuracy of the Neuro-Fuzzy Adaptive Inference System (ANFIS) model with the ANFIS model combined with particle swarm optimization algorithm (ANFIS+PSO) in predicting the monthly groundwater level of Golpayegan aquifer during 2002-2019. For this purpose, monthly data on rainfall, temperature, pan evaporation in the selected meteorological stations, discharge volume of exploitation wells and groundwater level of observation wells have been used. After spatial and temporal analysis, four observation wells with two input data structures (S1 and S2) were selected to predict the groundwater level. The results of trend and homogeneity tests show a 99% significance of groundwater level changes in the selected observation wells 4, 8, 19 and 20 with a sudden drop of 22, 17, 27 and 2 meters before and after June, September, July and August 2010, respectively. The highest and the lowest accuracy of groundwater level prediction is related to observation wells 20 and 4 with root mean square error values (RMSE) of 2.37 and 0.21 m, respectively, related to ANFIS_S1 and ANFIS + PSO_S2 models. Generally, the results of this study indicate that the selection of appropriate structure of input data is more effective than the combination of two models (ANFIS and PSO) in increasing the accuracy of groundwater level prediction. So, that the optimal structure of input data and the combination of optimized algorithm model have increased the accuracy of groundwater level prediction, 44% and 25%,  respectively.

    Keywords: Agglomerative Hierarchical Clustering, Groundwater level prediction, Neuro-Fuzzy Adaptive Inference System, Particle Swarm Optimization Algorithm, Spatial, Temporal Analysis
  • Rezvan Talebnejad *, Fariborz Pachang, AliReza Sepaskhah Pages 733-747

    Facing to drought in recent years has lead to focus on promoting the use of localized irrigation in the country. Due to the shortage of available water resources, farmers have also realized the need to use a drip irrigation system. Monitoring and evaluation of existing and operating systems is of particular importance that can prevent the waste of capital and achieve the main goals of the application of pressurized irrigation systems. Date is one of the garden products that play an important role in food security and national economy. Hence the purpose of this research is technical and hydraulic evaluation of the performance of localized irrigation system (bubbler) on palm trees located in Bastak city in Hormozgan province and also comparing water productivity of this method with the basin irrigation system, which is common in this area. For this purpose, two farms were selected and evaluation parameters were determinrd by measuring the flow rate and pressure of the bubblers in two stages. According to the results of this study, the potential application efficiency of low quarter (PELQ) and actual efficiency application of low quarter (AELQ), which represent the overall performance of the localized irrigation system (bubbler), were 29.21% and 32.44% on March 2019, and 32.64% and 36.26% on June 2019, respectively. Therefore, the performance of proposed irrigation system was evaluated to be in a poor condition. By training the operator to wash the filtration system properly and timely and to contorol the semi-main pipe valves adjustment, the performance of the localized irrigation system can improve. Water productivity of the date cultivar Khanizi was 0.18 kg/m3 for the garden irrigated with basin surface irrigation method. However, it was 0.33 kg/m3 for the garden irrigated with bubbler system. Therefore, the bubbler irrigation system had a higher water efficiency in comparison to the surface irrigation. The results showed due to lack of training to operator, absence of design engineer at the project site, lack of accurate information from the project site and also the lack of proper supervision over the implementation of the drip irrigation system, the performance of the system has not been at an acceptable level.

    Keywords: Water Productivity, New irrigation system, Application efficiency, Exploitation of modern irrigation, irrigation system design
  • Jalil Helali *, Touran Hosseinzahef, Majid Cheraghalizadeh, Mehdi Mohammadi Ghalenei Pages 749-769
    Management and planning in the field of water resources in different seasons, especially in spring, is very vital for exploitation in the agricultural, industrial and drinking sectors in arid and semi-arid regions of the world, especially Iran. Climate Teleconnection Indices (CTI) as large-scale indices can be important in hydrological behavior at the basin scale. In this study, the relationship between these indices and spring rainfall in the basins of Iran was investigated and the possibility of using them as predictor variables was identified. For this purpose, the correlation of 40 CTI in time delays of 6 to 1 month with spring rainfall was investigated. The results showed that the percentage of stations that have a significant correlation with spring precipitation, varies depending on the location of the basin, but in general, the indicators related to ENSO and SSTs have the most frequent significant correlations with spring rainfall in the northern half, northwest, northeast and sometimes southwest springs. These indicators in the Caspian Sea basin with a delay of 3 to 6 months, Persian Gulf-Oman Sea with a delay of 1 to 3 months, Lake Urmia with a delay of 3 months, Central Plateau with a delay of 1 to 4 months, Eastern border with a delay of 1 and 6 months, and Qarahqom basin with a delay of 1 and 3 months have the highest amount. In general, it can be said that the spring rainfall in many stations located in the watersheds of the northern half of Iran have a significant correlation with the CTI, but in the southern, the central plateau and the eastern part have the lowest correlation, which is due to the low rainfall in this season in the southern regions. The results showed that the efficiency of predicting spring precipitation by MLP model is better than MLR model.
    Keywords: Climate Teleconnection Indices, Basin, spring precipitation, Multi-Layer Perceptron, multi linear regression
  • Masoud Soltani *, Hossein Rabbaniha, Mohadese Fakhar Pages 771-782

    Sustainable agriculture at arid and semi-arid areas depends on optimized usage of fresh water resources. Evaporation from soil surface and deep percolation categorized as unuseful losses at irrigation, so their reduction could increase the root water uptake efficiency and yield production. Subsurface drip irrigation could provide this situation. Proper depth for installing dripper is the place that reduces soil surface evaporation and deep percolation. The objective of this study was to investigate the effects of various dripper installation depth on soil water content distribution and root water uptake and to choose the proper depth. For this purpose, HYDRUS-2D software was used to investigate the effect of three factors on non-beneficial losses and consumed water in drip irrigation, numerically. These factors were soil texture (loam, clay loam and sandy loam), installation depth (0, 10, 15 and 20 Cm) and dripper discharge (1, 2, 4 and 8 l.h-1). The results showed, although increasing the installation depth could reduce cumulative evaporation up to 40%, but the best installation depth was 15 Cm with discharge rate of 1 l.h-1, according to the amount of deep percolation and consumed water. The effect of soil texture was more than the effect of installation depth on the amount of irrigation water, so that the amount of irrigation water in 2 l.h-1 discharge rate was 2.9, 3.1 and 4.6 m3.m-1 for loam, clay loam and sandy loam soil texture, respectively. Also, for clay loam texture, dripper discharge had the highest effect on root water uptake and the installation depth had the lowest effect on soil surface evaporation.

    Keywords: subsurface Irrigation, Maximum Root Water Uptake, Optimum Installation Depth, Loam, Clay Loam, Sandy Loam
  • Marzieh Derikvandi, Hossein Zeinivand *, Nasser Tahmasebipour, Ali Haghizadeh Pages 783-794
    Optimization of monitoring network is a decision-making process through which, the best combination of existing stations is selected. Regarding the economic considerations and reducing monitoring costs, optimization approach in this study is to reduce the number of surface water quality monitoring stations in Dez basin in Lorestan province. In this regard, using an algorithm based on the principle of maximum entropy and water quality index of SO44, Cl, HCO3, K, Na, Ca, Mg, pH, TH, SAR, EC and TDS parameters, the optimization procedure was done for 18 existing monitoring stations during the statistical period of 1387-1396 (2008-2017). First, the average rank of each station in the mentioned 10 statistical years was obtained, then some models were proposed for the network entropy according to the number of stations and year. After fitting the best model, the results showed that based on SO4, Cl, HCO3, K, Na, Ca, Mg, pH, TH, TD, SAR and EC parameters, the number of sufficient stations as surface water quality monitoring network in the study area were 9, 9, 7, 11, 11, 11, 10, 7, 10, 10, 10, and 11, respectively. In order to validate the proposed network, by comparing the entropy of the proposed network with the entropy of random networks with the number of stations based on the 12 mentioned parameters in each year, the efficiency of the selected network was confirmed. Also, among the 12 evaluated quality indicators, chloride showed the highest entropy of weight. Therefore, chloride had the maximum entropy and was selected as the superior index.
    Keywords: Monitoring network, Temporal spatial modeling, Quality index, Algorithm
  • Zanko Zandsalimi, Somayeh Sima *, Alijafar Mousivand Pages 795-810

    Continuous monitoring of agricultural lands is imperative for managing water and soil resources in a watershed, due to its impact on ecosystem health and food security. Global Land Cover (GLC) maps can be used as a proxy for local and regional land use maps because of their availability, variety, and ease of use without complex processing. This study investigates the performance of three GLC products including MCD12Q1 LC, CGLS LC, and CCI LC against a reference land use/ land cover map of the year 2015 in the LUB. First, identical classes between the reference map and the GLC maps were determined based on the main land use/ land cover classes of the reference map of 2015 (rangeland, agricultural land, water, built-up areas, and bare land). To do so, different classes were merged accordingly to match the classes of the reference map. Subsequently, performance (Area and spatial consistency, and classification accuracy) of the GLC products was evaluated based on ground truth points. Results showed that MCD12Q1 LC and CGLS LC outperformed CCI LC in providing an overview of the surface cover of the LUB with 74% and 86% overall accuracy, respectively. Moreover, MCD12Q1 LC and CGLS LC had an acceptable performance in classifying rangeland and agriculture land as the dominant land cover types in the LUB with 81% and 92% classification accuracy, respectively. The CGLS LC can also be used to continuously monitor agriculture areas in practical applications to examine the overall trend of urbanization and agricultural development. Another important finding is that the GLC product with higher spatial resolution does not necessarily provide better classification accuracy for all types of covers. This study can also be used as a methodological reference in the performance evaluation of the GLC products at different scales and other parts of the country.

    Keywords: Land use, Consistency evaluation, Overall accuracy
  • Marzieh Zare Sourmanabad, Sarem Norouzi, Farhad Mirzaei *, Hamed Ebrahimian Pages 811-823
    Models to explain water characteristic curve and liquid distribution in partially saturated porous media are abundant, mostly based on the “bundle of cylindrical capillaries” (BCC) representation of pore-space geometry. The assumptions in the BCC model are that 1- certain pore sizes are completely filled by liquid whereas larger pores are completely empty at a given saturation level and 2- the surface area and adsorbed liquid films are ignored. Tuller-Or (TO) model is among the few physical-based models that considers both the capillary and adsorption phenomena via introducing a new pore space geometry with angular central pores attached to slit-shape pores. However, the original TO model fails to describe experimental data in the intermediate saturation range because of the limited flexibility of the probability distribution invested for describing the pore size space. In this study a new enhanced form of TO model was proposed which is based on the numerical solution and is capable of using Gamma distribution for pore size distribution with arbitrary shape factor and |Weibull distribution. The results obtained from the optimized model for soils with different textures showed significant improvement compared to the original model, especially in mid-range saturations whereas the original TO model shows low accuracy. The new enhanced version also includes a global search algorithm for fitting the TO model that provides unique set of fitting parameters that are independent of initial guesses.
    Keywords: Soil Water Retention Curve, Adsorption, capillarity, Weibull pore size distribution
  • Abolfazl Khademi Jolgenejad *, Majid Fekri, Majid Mahmoodabadi Pages 825-838
    Fluoride is widely used in industries and release to the environment via their effluents. One method of fluoride removal is adsorption using inexpensive adsorbents. The purpose of this sturdy was to compare the efficiency of pistachio pulp biochar in fluoride removal from water.In this study, pistachio pulp biochar was produced through pyrolysis at 600 °C for 3 hours with a heating rate of 25 °C min-1. To determine the adsorption isotherms, 20 mL of fluoride solution with different concentrations (zero, 3, 6 and 9 mg L-1) of NaF salt was added to 0.5 g biochar and then the samples were shaken for 24 hours and finally the adsorption data were fitted to Langmuir, Freundlich and Temkin isotherm models. In order to investigate the effect of time on fluoride adsorption, 20 ml of fluoride solution with initial concentrations of  3, 6 and 9 mg L-1 was added to 0.5 g biochar and samples were shaken for different times (15, 30 , 45, 60, 90,75, 105, 120, 135, 165, 180, 195, 210, 225 and 240 minutes). Then, the concentration of Fluoride was measured. The results showed with increasing the retention time, the percentage of fluoride adsorption by biochar increased and after 240 minutes for concentrations of 3, 6 and 9 mg L-1 were obtained 70.89, 63.05 and 54.66, respectively. The pseudo-first-order and pseudo-second-order models were introduced as the best kinetic models of fluoride adsorption compared to other models. The results of fitting data to the Langmuir, Freundlich and Temkin isotherm models showed that Langmuir model provides a better description of the fluoride adsorption process by biochar. The maximum fluoride adsorption (306 mg kg-1) was obtained by biochar from the Langmuir model.
    Keywords: Biochar, Adsorption, kinetic, fluoride, Isotherm
  • Mahdi Ahmadian *, Ahmad Golchin, Parisa Alamdari, Ghasem Assadian Pages 839-856

    One of the remediation methods for soil contaminated with heavy metals is to use hyperaccumolator plants which is known as phytoremediation. The use of a new generation of biodegradable chelate agents is increasing the efficiency of phytoremediation and preventing environmental pollution. Vetiver is a good option for using the new generation of chelators. The aim of this study was to investigate the effect of different levels of biodegradable chelates EDDS and MGDA at four levels (0, 1, 2 and 4 mmol per kg of soil) on increasing copper extraction at three levels of copper pollution (100, 200 and 400 mg kg-1 of soil) which was carried out by Vetiver grass (Chyrsopogon zizanioides L.). The amount of copper uptake by vetiver in the presence of 4 mmol EDDS treatments at 100, 200 and 400 ppm levels of copper contamination were respectively 8281, 10125 and 10423 µg plant-1 after 120 days, which were 51, 84 and 89 percent more than the one in control treatment (absence of chelate). The amount of copper uptake in 4 mmol MGDA treatment at the aformentioed levels were 5679, 7688 and 8831 µg plant-1, respectively, which they were increased 19, 61 and 85 percent compared to the control treatment. Application of EDDS chelate increased the level of extractable copper with DTPA. The maximum amount of extractable copper at 4 mmol EDDS and MGDA and 400 ppm-copper treatment was 27.5 and 16.7% more than the one in control treatment, respectively. The mean values of bioconcentration factor (BCF) in 4 mmol of EDDS and MGDA were 0.51 and 0.37 respectively, and the mean value of translocation factor (TF) was 0.19. The results of this study showed that vetiver has a special ability to remediate copper-contaminated soils and 4 mmol EDDS per kg of soil treatment intensifies the uptake of copper in the roots. Consequently, vetiver grass could be considered as a candidate species for phytostabilization of Cu pollution, which not only protect the soil but also reduces the risk of food chain pollution and EDDS is introduced as a suitable biodegradable chelate that enhances phytorermediation of copper by vetiver.

    Keywords: Soil contamination, Phytoremediation, MGDA & EDDS : Chyrsopogon zizanioides, Copper
  • Atefeh Shah Piri, Yahya Kooch *, Ghasem Ali Dianati Tilaki Pages 857-867
    Degradation of forest habitats and change of land cover can have significant effects on the variability of soil quality indicators. In the present study, different soil characteristics in forest habitat (almost intact) dominated by Zelkova carpinifolia, rangeland cover dominated by Festuca ovina and single trees of Zelkova carpinifolia and Ulmus minor, rangeland cover dominated by Dactylis glomerata and Thymus transcaspicus and rangeland cover dominated by Stachys byzantina in Zanus region of Kojoor district of Mazandaran province were examined. For this purpose, 36 soil samples (including 12 samples at spring, summer and autumn) were taken from each land cover from a depth of 0-10 cm and transferred to the laboratory. The results indicating the variability of most of the studied soil characteristics in different seasons of the year under different land covers. Based on the principal component analysis (PCA), higher amounts of clay, macro and micro aggregate, pH, total nitrogen, nitrogen in macro and micro aggregate have lead to increasing soil biochemical and microbial activities (i.e. ammonium, nitrate, carbon microbial ratio and nitrogen mineralization) under Zelkova and Festuca covers. While Stachys and Dactylis cover with higher amounts of sand, carbon in macro and micro-aggregate had the lowest soil biochemical and microbial activities. According to the results of this study, it can be claimed that the presence of tree cover (i.e. Zelkova carpinifolia and Ulmus minor) in habitats can provide better conditions for soil functions, which can be considered by managers to rehabilitate degraded lands.
    Keywords: mountainous area, Zelkova carpinifolia, Rangelands, seasonal dynamics, soil carbon, nitrogen mineralization
  • Marjan Koohizadeh, Alimohammd Akhondali *, Aziz Arsham Pages 869-885
    One of the most important environmental hazards that is rising drastically in IRAN in the last decade is wind erosion causing the spread of soil particles. The present study aims to evaluate the effect of soil surface moisture on the wind erosion threshold velocity in three supercritical centers of dust, located in the regions of south and southeast of Khuzestan province. For this purpose, 11 soil samples from the selected regions were collected. The soil samples were prepared in terms of moisture contents (air-dry, 4, 7, and 9%). Then they were tested in a wind tunnel based on a completely randomized design. The results of comparing the mean values of wind erosion threshold velocity using Duncan method at a probability level of 5% confirmed that the effect of moisture on the erosion threshold velocity is significant for all samples. In addition, the two parameters of moisture and erosion threshold velocity was strongly correlated in all soil samples, so that with increasing moisture levels, the wind erosion threshold velocity also increased. The findings also confirmed that the amount of increase in velocity is different depending on the levels of moisture, indicating that increasing the moisture content from air-dry to 4% level yielded the largest change in threshold velocity, which could have a substantial effect in controlling the erosion phenomenon in the study regions.
    Keywords: Soil moisture, Threshold velocity, Wind tunnel, . Khuzestan