فهرست مطالب

علوم محیطی - سال نوزدهم شماره 4 (پیاپی 74، زمستان 1400)

نشریه علوم محیطی
سال نوزدهم شماره 4 (پیاپی 74، زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/09/21
  • تعداد عناوین: 16
|
  • لیلا صابرپور، سعید صوفی زاده*، عبدالمجید مهدوی دامغانی، جعفر کامبوزیا، قربان قربانی نصرآباد صفحات 1-14
    سابقه و هدف

    پنبه به عنوان یکی از محصولات زراعی و لیفی مهم، در ایران از جایگاه ویژه ای برخوردار است و ضرورت دستیابی به خودکفایی در امر تولید الیاف بر لزوم افزایش تولید آن می افزاید. سطح زیرکشت پنبه کشور حدود 140 هزار هکتار برآورد شده که 30/95 درصد آن آبی بوده و سهم سطح کشت دیم پنبه 70/4 درصد می باشد و فقط در استان های خراسان، گلستان و مازندران دیم کاری پنبه وجود دارد. عوامل بسیاری در تولید عملکرد مطلوب پنبه نقش دارند که در این میان تاریخ کاشت و عناصر غذایی مورد نیاز گیاه و اثر متقابل آن ها بر یکدیگر تاثیر به سزایی بر عملکرد و شاخص های فیزیولوژیک پنبه دارند.

    مواد و روش ها

    آزمایشی مزرعه ای در سال 1395 در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات پنبه کشور واقع در هاشم آباد گرگان در استان گلستان، به صورت اسپلیت پلات فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل دو سطح تاریخ کاشت به عنوان فاکتور اصلی و ترکیب فاکتوریل رقم (لطیف و گلستان) و کود نیتروژنی (سه سطح: مطلوب، یک سوم حد مطلوب و بدون کود) بودند. تاریخ کاشت اول در صفات مورد بررسی (TDM، LAI، CGR و RGR) نسبت به تاریخ کاشت دوم برتری داشت. در بین ارقام، رقم گلستان در سطح کودی صفر و 160 کیلوگرم در هکتار پاسخ بهتری از رقم لطیف نشان داد.

     نتایج و بحث

     روند تغییرات TDM و LAI ارقام پنبه در طول فصل رشد دارای سه مرحله بود. مرحله اول، فاز نمایی که در آن سرعت تغییرات TDM به ترتیب تا 55 و 61 روز پس از کاشت و سرعت تغییرات LAI به ترتیب 55 و 43 روز پس از کاشت در تاریخ کاشت اول و دوم ادامه داشت. تغییرات تجمع TDM به ترتیب تا 109 و 96 روز، LAI به ترتیب حدود 88 و 96 روز، RGR به ترتیب 55 و 61 روز و CGR 88 و 96 روز پس از کاشت در تاریخ کاشت اول و دوم به طور خطی افزایش یافت. بیشینه RGR  و CGR نیز در سطح کودی صفر و 160 کیلوگرم در هکتار در رقم گلستان در تاریخ کاشت اول مشاهده شد. 

    نتیجه گیری

    به طورکلی تاریخ کاشت اول (8 تیرماه) در صفات مورد بررسی (تجمع ماده خشک، شاخص سطح برگ، سرعت رشد رویشی و سرعت رشد نسبی) نسبت به تاریخ کاشت دوم (21 تیرماه) برتری داشت و در بین ارقام نیز رقم گلستان در سطح کودی صفر و 160 کیلوگرم در هکتار پاسخ بهتری از رقم لطیف نشان داد. بیشینه سرعت رشد نسبی در سطح کودی صفر و 160 کیلوگرم در هکتار در رقم گلستان در تاریخ کاشت اول (17/0) مشاهده شد. به طور کلی ارقام مورد بررسی در شاخص سطح برگ از روند یکسانی در طول فصل رشد تبعیت می کنند ولی به دلیل تفاوت مصرف سطوح کودی و تاریخ کاشت بین ارقام از نظر میزان و زمان رسیدن به حداکثر شاخص سطح برگ اختلاف معنی داری وجود داشت.

    کلیدواژگان: پنبه، تاریخ کاشت، سرعت رشد محصول، سرعت رشد نسبی، شاخص سطح برگ، کود نیتروژنی
  • حسین مومنی، محمدرضا شیری*، اسلام مجیدی هروان، محمود خسروشاهلی صفحات 15-32
    سابقه و هدف

    برای سازگاری در مقابل تغییرات آب و هوایی، پایداری سیستم های کشاورزی نقش کلیدی را دارند. شواهد زیادی وجود دارد که مشخص می کند با تغییر شرایط محیطی، تنوع زیستی می تواند سبب افزایش ثبات فرایندهای اکوسیستمی گردد. بنابراین کارآیی برنامه های اصلاح نیازمند درک صحیحی از عکس العمل ارقام اصلاح شده به محیط های با شرایط اقلیمی و خاکی متفاوت می باشد. بنابراین این تحقیق، به منظور بررسی پاسخ هیبریدهای جدید ذرت دانه ای نسبت به شرایط متفاوت محیطی و تعیین پایداری عملکرد دانه آن ها انجام گرفت.

    مواد و روش ها

     این بررسی با استفاده از 16 هیبرید ذرت دانه ای در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در هفت منطقه با شرایط اقلیمی و جغرافیایی متفاوت در سال 1397 به اجرا درآمد. با توجه به معنی دار بودن اثر متقابل هیبرید × محیط، تجزیه پایداری با استفاده از دو روش چند متغیره AMMI و GGE biplot انجام شد، تا پایدارترین و پرمحصول ترین هیبریدها شناسایی شوند.

    نتایج و بحث

     براساسنتایج مدل AMMI، فقط دو مولفه اصلی اول مدل AMMI (AMMI2 و AMMI1) معنیدار شدند و 53/68 درصد تغییرات اثر متقابل ژنوتیپ × محیط را توجیه نمود. براساس آماره های مدل AMMI (SPCA1 و (ASV هیبریدهای شماره 16 (SC704) و 1 (KLM77002/3-1-1-1-1-1-1-3 × K18) بهعنوان هیبریدهایی با پایداری بالاتر انتخاب شدند. نتایج انجام تجزیه پایداری با روش GGE biplotگویای توجیه 5/71 درصد از کل تغییرات عملکرد دانه، با دو مولفه اول و دوم GGE biplot بود. هیبریدهای شماره 16 (SC704)، 1 (KLM77002/3-1-1-1-1-1-1-3 × K18) و 14 (KLM77029/8-1-1-1-2-2-2 × B73) بهعنوان هیبریدهایی با پایداری بالاتر با روش گرافیکی GGEbiplot انتخاب شدند.

    نتیجه گیری

    به طورکلی براساس عملکرد دانه و تحلیل پایداری با روش های مختلف هیبریدهای شماره 16 (SC704) و 1 (KLM77002/3-1-1-1-1-1-1-3 × K18) به ترتیب با عملکرد دانه 76/12 و 72/11 تن در هکتار به عنوان پایدارترین و پرمحصول ترین هیبریدها با سازگاری عمومی بالایی بودند و می توانند مورد کشت در کشور قرار گیرند. بررسی بایپلات همبستگی بین منطقه ها نشان داد که بردارهای محیطی کرمانشاه، اصفهان و شیراز و همچنین منطقه های مغان و میاندوآب بسیار نزدیک به هم بوده، بنابراین این محیط ها در رتبه بندی و گروه بندی هیبریدها شبیه هم بودند. همچنین منطقه های کرمان و کرج از نظر تفکیک هیبریدها مشابهت کمتری با سایر منطقه ها داشتند. بنابراین با توجه قدرت تفکیک بالای هیبریدها در منطقه های شیراز، میاندوآب، کرمان و کرج توصیه می شود جهت صرفه جویی در هزینه آزمایش ها در سال های آتی به جای هفت منطقه، آزمایش ها در این چهار منطقه انجام پذیرد.

    کلیدواژگان: امی، گرافیکی، GGE biplot، سازگاری
  • مصطفی بهبوئیه جوزم، مهدی کریمی*، امیر بستانی صفحات 33-48
    سابقه و هدف

    اگرچه مصرف کودهای شیمیایی برای افزایش تولید در واحد سطح محصول های کشاورزی ضرورت داشته و سالانه در کشور حدود دو میلیون تن کودهای نیتروژنی مصرف می شود ولی بخش زیادی از کودهای مصرفی جذب گیاه نشده (بیش از 80 درصد از کودهای مصرف شده در برخی از مزرعه های گندم کشور) و به صورت گاز از سطح خاک به اتمسفر وارد شده و موجب آلودگی هوا می گردد. بنابراین بررسی راهکارهای کاهش تصعید نیتروژن در بخش کشاورزی ضرورت داشته و تحقیق اخیر با هدف اندازه گیری میزان تصعید نیتروژن و تعیین مناسب ترین منبع کود نیتروژنی برای خاک های با اسیدیته مختلف کشور طراحی و اجرا گردید.

    مواد و روش ها

    در مرحله اول نسبت به طراحی و ساخت دستگاه اندازه گیری تصعید نیتروژن اقدام گردید. خاک های با اسیدیته مختلف از موسسه تحقیقات چای کشور واقع در لاهیجان و همچنین ایستگاه تحقیقاتی مرکز ملی تحقیقات شوری واقع در شهرستان اشکذر از توابع استان یزد تهیه گردید. سپس اثر پنج نوع کود نیتروژنی (سولفات آمونیوم، نیترات آمونیوم، اوره، اوره با پوشش گوگردی و نیترات پتاسیم) و سه سطح اسیدیته خاک (5/4، 5/6 و 88/7) بر میزان تصعید روزانه و تجمعی نیتروژن به مدت 22 روز بررسی شد. تیمارهای تحقیق در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار طراحی و در مرکز ملی تحقیق های شوری اجرا گردید.

    نتایج و بحث

    نتایج نشان داد که اسیدیته خاک و نوع کود نیتروژنی تاثیر معنی داری بر میزان تصعید نیتروژن و هدرروی آن دارند. بیش از 59 درصد از نیتروژن مصرفی از طریق کود سولفات آمونیوم در خاک با pH 88/7 به صورت گاز آمونیاک از دسترس گیاه خارج و موجب آلودگی هوا می گردد. این میزان برای کودهای نیترات آمونیوم و اوره به ترتیب معادل 49 درصد و برای اوره با پوشش گوگردی و نیترات پتاسیم به ترتیب معادل 6/7 و 018/0 درصد است. کمترین تصعید نیتروژن در تمامی سطح های اسیدیته خاک مربوط به کود نیترات پتاسیم بود. میزان تصعید نیتروژن از این کود در تمام سطح های pH خاک بسیار ناچیز و کمتر از 07/0 میلی گرم نیتروژن خالص در کل دوره آزمایش (22 روز) بود. همچنین نتایج این پژوهش نشان داد با کاهش pH خاک از 88/7 به 5/6 میزان کل نیتروژن تصعید شده در مورد کودهای سولفات و نیترات آمونیوم کاهش و به ترتیب از 15/227 و 82/189 به 39/2 و 99/0 میلی گرم نیتروژن خالص در کل دوره آزمایش (22 روز) کاهش یافت. میزان کل نیتروژن تصعید شده از کودهای سولفات و نیترات آمونیوم از خاک با pH معادل 5/4 به ترتیب معادل 51/2 و 33/1 میلی گرم نیتروژن خالص در کل دوره آزمایش (22 روز) بود. اگرچه با کاهش pH خاک از 88/7 به 5/4، میزان نیتروژن تصعید شده از 188 به 157 میلی گرم نیتروژن خالص در کل دوره آزمایش (22 روز) کاهش یافت اما با کاهش pH خاک از 88/7 به 5/4 میزان تصعید درمورد کود اوره با پوشش گوگردی از 2/29 به 05/87 میلی گرم، نیتروژن در کل دوره آزمایش (22 روز) افزایش یافت. نتایج این تحقیق همچنین نشان داد که بیشترین سرعت تصعید نیتروژن به نوع کود و اسیدیته خاک بستگی داشت. بیشترین سرعت تصعید نیتروژن (75/50 میلی گرم نیتروژن در روز) مربوط به کود اوره بود که در خاک اسیدی (pH معادل 5/4) اتفاق افتاد. در خاک با pH معادل 5/6 نیز بیشترین سرعت تصعید نیتروژن مربوط به کود اوره و معادل 74/40 میلی گرم در روز بود. با افزایش pH خاک به 88/7 بیشترین تصعید روزانه متعلق به کود سولفات آمونیوم و معادل 03/46 میلی گرم در روز بود و پس از آن کودهای نیترات آمونیوم و اوره به ترتیب با تصعید روزانه 94/22 و 12/15 میلی گرم نیتروژن در جایگاه دوم و سوم قرار گرفتند.

    نتیجه گیری

     درصورت انتخاب نوع کود مناسب، می توان سهم هدرروی کودهای نیتروژنی از طریق تصعید را به میزان معنی داری کاهش داد. براساس نتایج این پژوهش، جهت مصرف سطحی، کود نیترات پتاسیم مناسب ترین گزینه کود نیتروژنی در کلیه سطح های اسیدیته خاک می باشد. در خاک های با pH معادل و کمتر از 55/6، کودهای نیترات آمونیوم و سولفات آمونیوم و در خاک های با pH معادل و بیشتر از 88/7، کود اوره با پوشش گوگردی دارای کمترین میزان تصعید می باشند.

    کلیدواژگان: pH خاک، سولفات پتاسیم، هدرروی نیتروژن
  • آوا حیدری*، نگار فلاحی، انسیه صابری، پرنیان هادیان، اسما آذری، یگانه هروی، نگار حسنی، علیرضا خوراکیان صفحات 49-66
    زمینه و هدف

    کیسه های پلاستیکی رایگان مزایایی عملی برای مصرف کنندگان دارد اما بدلیل اینکه دیرتجزیه پذیر بودن و افزودنی های آن تاثیرات نامطلوبی بر محیط زیست می گذارد. لذا در این مطالعه عوامل موثر بر قصد و رفتار افراد برای استفاده از کیسه های پلاستیکی با نظریه رفتار برنامه ریزی شده و مدلسازی ساختاری مورد بررسی قرار گرفت.

    روش بررسی

    تعداد کل 360 مشتری در 7 هایپرمارکت بزرگ در مناطق مختلف کلان شهر مشهد  به سوالات پرسشنامه پاسخ دادند. داده های بدست آمده با نرم افزار IBM SPSS Statistic 22 و AMOS 24 تجزیه و تحلیل شدند. مدل توسعه یافته ای بر اساس نظریه رفتار برنامه ریزی شده با متغیرهای نگرش شناختی، نگرش موثر، انگیزه اقتصادی، فیدبک، هنجار ذهنی، کنترل رفتاری، قصد و رفتار معرفی شد تا عوامل موثر بر رفتار کاهش استفاده از کیسه های پلاستیکی را تعیین کند.

    یافته ها

    نتایج این مطالعه نشان داد که بیش از نیمی از پاسخ دهنده گان به پرسشنامه ها، زن بودند و بیش از 30 درصد آنها در رده سنی 25-35 سال قرار داشتند. تاثیر اطلاعات دموگرافی بر قصد کاهش استفاده از کیسه های پلاستیکی در هایپرمارکت ها با آزمون آنوا مورد بررسی قرار گرفت. تنها سن  (p < 0.001  و df = 7 و F= 3.6) و نوع شغل (p < 0.001  و df = 7 و F= 3.5) مشتری تاثیر معنی داری بر قصد دارد. شاخص های کلی برازش مدل ساختاری عبارتند از  کای اسکویر برابر با 3/254 با درجه آزادی 106 ، نسبت کای اسکویر به درجه آزادی برابر با 4/2 ،    IFIبرابر با 9/0 ، CFI برابر با 9/0، NFI برابر با 89/0 و RMSEA برابر 062/0 است که بر طبق استاندارد برازش مدل مناسب است. یافته های مدل معادلات ساختاری با برازش مناسب می تواند روابط بین متغیرها را توصیف کند: نگرش شناختی تاثیر معنادار آماری بر نگرش موثر دارد.  همچنین نگرش شناختی و هنجار از لحاظ آماری دارای رابطه معناداری هستند.  بعلاوه نگرش شناختی به طور آماری (p < 0.001)  بر کنترل رفتاری  تاثیر منفی دارد. بین انگیزه اقتصادی و هنجار رابطه مثبت(ضریب 18/0) و معناداری (p < 0.001) وجود دارد. همچنین، بین فیدبک و هنجار رابطه منفی (ضریب 43/0) و معناداری (p < 0.001) وجود دارد. در همین راستا، بین فیدبک و کنترل رفتاری رابطه مثبت (ضریب 45/0) و معناداری (p < 0.001) وجود دارد . نگرش شناختی تاثیر مثبت (ضریب 16/0) و معناداری (p > 0.05) بر روی قصد برای انجام رفتار دارد. هنجار با ضریب 41/0 تاثیر مثبت و معناداری (p < 0.001) بر روی قصد برای انجام رفتار دارد.

    نتیجه گیری

    پارامترهای اصلی نظریه رفتار برنامه ریزی شده (نگرش، هنجار ذهنی و کنترل رفتاری) به طور معنی داری قصد کاهش استفاده از کیسه های پلاستیکی را توصیف می کنند. افزودن متغیرهای جدید مانند فیدبک و انگیزه اقتصادی به این نظریه، کمک به سایر پیش بینی کننده های رفتار تعیین شود. هنجار از مهمترین متغیرهای است که تاثیر سایر فاکتورها مانند نگرش شناختی، نگرش موثر، انگیزه اقتصادی، فیدبک، و کنترل رفتاری بر قصد کاهش مصرف کیسه های پلاستیکی را میانجی می کنند. اگر چه انگیزه اقتصادی بر کاهش تمایل برای استفاده از کیسه های پلاستیکی مجانی تاثیر دارد، اما شایسته است که رویکرد مداخله ای بر اساس مدل ارایه شده در این مطالعه، برای یافتن راه حل استفاده شود.

    کلیدواژگان: : نظریه رفتار برنامه ریزی شده، مدل معادله ساختاری، کیسه پلاستیکی، مشهد
  • پونه عبدالله پور سالاری، سینا فرد مرادی نیا* صفحات 67-84
    سابقه و هدف

    امروزه با توسعه تصفیه ‏خانه ‏های آب، مدیریت لجن به یکی از مسئله های مهم محیط زیستی تبدیل شده است که می‏تواند هم به عنوان یک تهدید و هم به عنوان یک فرصت باشد. بنابراین با توجه به توسعه روزافزون تصفیه ‏خانه ‏های آب در کشور و تولید مقدار قابل توجهی لجن، ضروری است که تمهیداتی صورت پذیرد .

    مواد و روش ها

    در این تحقیق پلی الکترولیت کاتیونی و پلی الکترولیت آنیونی گرید صنعتی از شرکت Basf آلمان،  پلی آلومینیوم کلراید (AL2 (OH)n Cl6) با گرید صنعتی از شرکت چینی، کلرو فریک (FeCl3) در گرید صنعتی از شرکت فناوران آریا محور، کلرو فریک (FeCl3) در گرید صنعتی از شرکت Merc آلمان، و سولفات آلومینیوم (Al2(SO4)3) در گرید صنعتی از شرکت کیمیا اکسیر خریداری و مورد استفاده قرار گرفت. برای تعیین نوع و مقدار مناسب منعقدکننده ها از آزمایش جارتست استفاده شد. در این آزمایش  شش ظرف شیشه ای و یک دستگاه هم زن که به طور هم زمان محتویات همه ظرف ها را به هم می زند استفاده مورد استفاده قرار گرفت. یک لیتر از نمونه ای که کدورت آن از قبل تعیین شده است، به هریک از ظرف ها اضافه شد. ابتدا همزن روی دور تند 200 دور بر دقیقه تنظیم شد. سپس برای هر منعقدکننده، یک محدوده مشخص از آن به طور هم زمان به ظروف اضافه شد و به مدت یک دقیقه روی دور 200 قرار گرفت. در مرحله بعدی همزن روی دور کند 20 دور بر دقیقه به مدت 15 دقیقه قرار داده شد و در نهایت به مدت 30 ثانیه به محلول ها اجازه داده شد که ته نشین شده و کدورت لایه رویی اندازه گیری شد. برای مقایسه ته نشینی توسط مواد کواگولانت و فلوکالانت مقدار دو در صد (وزنی/حجمی) از مواد کواگولانت و فلوکالانت تهیه گردید و در حجم های یکنواخت و مساوی به نمونه های لجن حاصل از تصفیه خانه آب مراغه اضافه گردید تا عملکرد مواد در محیط های اسیدی و بازی مقایسه شوند . با ایجاد محیط های اسیدی و بازی مساوی برای تمام نمونه ها، ته نشینی نیم ساعته اندازه گیری شد.برای مشاهده ته نشینی بیشتر و مقایسه نمونه ها ته نشینی 1 و2و3ساعته هم اندازه گیری گردید. درآزمایش آخرکه بدون مواد کواگولانت و تنها با بالابردن Tss و مخلوط با لجن فاضلاب انجام شد، زمانهای بیشتری به ته نشینی داده شد و نتیجه خیلی خوبی حاصل شد. منطقه مورد مطالعه شهرستان مراغه از توابع تبریز می باشد. در این تحقیق نیاز به انتخاب منطقه ای بود که اولا دارای تصفیه خانه آب بود و دوما دارای تصفیه خانه فاضلاب باشد؛که این امکان در شهرستان مراغه امکان پذیر بود . تصفیه خانه آب مراغه واقع در کنار سد صوفی رود می باشد و از مواد کواگولانت برای تصفیه آب شرب این شهرستان استفاده می شود . تصفیه خانه فاضلاب این شهرستان دارای دو فاز بوده که بنا به نیاز ما از لجن ته نشینی اول برای بالا بردن TSS ،از فاز اول این تصفیه خانه نمونه برداری و آزمایشات انجام شد.  

     نتایج و بحث

     در این مطالعه، روش‏ های کاهش لجن حاصل از انعقاد آب با استفاده از انواع مواد کواگولانت و فلوکالانت و تغییر نسبت آن‏ها در محیط‏ های اسیدی و بازی مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین انعقاد لجن حاصل از تصفیه خانه آب با بالا بردن   TSS با استفاده از لجن ته نشینی اولیه فاضلاب که حاوی مواد جامد جداشدنی فاضلاب شهری بود، مورد بررسی قرار گرفت. نمونه‏ گیری ‏ها به صورت ادواری و از تصفیه ‏خانه آب مراغه و تصفیه خانه فاضلاب مراغه انجام گرفت. در آزمایش مربوط به مخلوط لجن حاصل ازتصفیه خانه آب و لجن حاصل از ته نشینی اولیه تصفیه خانه فاضلاب بهداشتی نتایج ایده الی به دست آمد به طوریکه حجم انعقاد به بیش از 50%رسید و با افزایش زمان ماند این راندمان تابیش از 70% هم بالا رفته به طوریکه بعد از زمان 5 ساعت میزان لجن ته نشین شده فقط 80 میلی لیتر بود یعنی 420 واحد آن ته نشین شده بود. لجن ژلاتینه موجود در لجن حاصل از تصفیه آب که ناشی از هیدروکسیدهای آلومینیوم و ترکیب های سایر مواد منعقدکننده با لجن می باشد آبگیری بیشتر را غیر ممکن می سازد و با وجود افزایش مواد کواگولانت و استفاده از مواد منعقدکننده دیگر، آبگیری خوبی انجام نشد. برای گرفتن نتایج بهتر آزمایش در محیط های اسیدی و بازی انجام شد.تا میزان کاهش لجن مورد بررسی قرارگیرد در عمل در این محیط ها نیز نتایج خوبی به دست نیامد و ته نشینی مانند آزمایش های محیط خنثی با شکست مواجه شد.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج حاصله از آزمایشات می توان نتیجه گرفت که بدون انجام هیچ گونه هزینه مواد ، با دادن زمان برای ته نشینی،مخلوط کردن دو نوع لجن وبا استفاده از انواع روش های لجن خشک کنی، آبگیری از این لجن ژله ای انجام پذیر است. در صورت عملی کردن این موضوع، از آلودگی آب های سطحی و غیره جلوگیری شده و مشکل دفع این لجن از بین خواهد رفت.

    کلیدواژگان: لجن ته نشین شده، جارتست، مواد منعقد کننده
  • حمیدرضا عسگری*، عبدالحسین بوعلی، علی محمدیان بهبهانی، عبدالرسول سلمان ماهینی، بابک نعیمی صفحات 85-106
    سابقه و هدف

    بیابان زایی مشتمل بر فرآیندهایی است که هم زاییده عوامل طبیعی بوده و هم به عملکرد نادرست انسان بر می گردد. پارامترهای ادافیکی و فرآیندهای موثر بر وضعیت خاک، اقلیم، آب زیرزمینی، پوشش گیاهی و مدیریت از مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر پدیده بیابان زایی در بسیاری از مناطق خشک و نیمه خشک می باشند. این پارامترها با استفاده از مدل های مختلف در مناطق مختلف بررسی می شوند. براین اساس این تحقیق با هدف ارزیابی شدت بیابان زایی با استفاده از مدل مدالوس و مبتنی بر معیار آب زیرزمینی و خاک در غرب استان گلستان انجام شد.

    مواد و روش ها

    به منظور تعیین نقشه واحد کاری، از نقشه های توپوگرافی، زمین شناسی، تفسیر عکس های هوایی، باند پانکروماتیک و چند طیفی تصاویر ماهواره ای لندست و بازدیدهای صحرایی استفاده شد. روش های زمین آمار مورد استفاده در این تحقیق شامل روش کریجینگ، روش تخمین گر موضعی (GPI)، روش توابع شعاعی (RBF) و روش عکس فاصله (IDW) بوده است. در مدل مدالوس از 6 معیار و 20 شاخص به منظور ارزیابی شدت بیابان زایی استفاده شد. امتیازدهی هر یک از شاخص ها در سطح واحد کاری تعیین گردید. نقشه هر یک از معیارها با استفاده از رابطه میانگین هندسی بین شاخص ها دست آمد. برای ارزیابی صحت نتایج مدل، کلاس بیابان زایی در هر یک از واحدهای کاری با توجه به شواهد میدانی، عمل ارزیابی مشاهده ای و بصری انجام و سپس اقدام به مقایسه آماری طبقه کلاس بیابان زایی مدل با نظر کارشناسی شد. برای صحت سنجی نتایج مدل ها، از نرم افزار SPSS و آزمون ناپارامتری من ویتنی استفاده شد.

    نتایج و بحث

    در این تحقیق متوسط وزنی امتیاز شدت بیابان زایی منطقه 135 به دست آمد که بیانگر کلاس متوسط می باشد. از نظر پهنه بندی شدت بیابان زایی، منطقه در سه کلاس کم و ناچیز با درصد فراوانی 27 و متوسط با درصد فراوانی60 و شدید با درصد فراوانی13 طبقه بندی گردید. از بین معیارهای بیابان زایی، معیار مدیریت و سیاست با متوسط وزنی (148)، معیار غالب و موثر بیابان زایی بوده و پس از آن معیار پوشش گیاهی (145)، معیار خاک (141)، معیار فرسایش (138)، معیار اقلیم (122) و معیار آب زیرزمینی (121) در رتبه بعدی معیارهای موثر بیابان زایی منطقه قرار گرفتند. همچنین مهم ترین شاخص های بیابان زایی به ترتیب، شاخص های مقاومت در برابر خشک سالی، عملیات حفاظتی و شوری خاک است. این شاخص ها در واحدهای کاری اراضی رهاشده، اراضی شور و ماندابی و اراضی شوره زار واقع در قسمت های شمال شرقی منطقه، باعث افزایش روند بیابان زایی شده اند. در پایان توزیع مکانی کلاس ها به صورت مناطق دارای بیابان زایی کم و ناچیز در بخش جنوبی و شرقی منطقه، کلاس متوسط در بخش غربی، مرکزی و شمالی و نهایتا کلاس شدید بیابان زایی در بخش شمال شرقی منطقه قرار توزیع داشتند.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج بدست آمده که نشان دهنده تبخیر و تعرق بالای منطقه، گسترش روند شوری اراضی، ایجاد جاده سازی غیر اصولی و زهکشی ناقص می باشد، به نظر می رسد مدیریت بیابان زایی غرب استان گلستان به عنوان یکی از قطب های کشاورزی، باید در اولیت مدیریتی مسیولان و کارشناسان ادارات اجرایی قرار گیرد. بر این اساس پیشنهاد می شود به منظور کنترل روند بیابان زایی و رسیدن به توسعه پایدار در منطقه، تصفیه پسابهای صنعتی و خانگی برای استفاده مجدد مصارف مختلف، استفاده از سیستم های نوین آبیاری اراضی کشاورزی، قرار دادن محصولات زراعی کم نیاز از نظر مصرف آب در تناوب زراعی منطقه و همچنین آموزش های لازم برای توجیه کشاورزان به منظور استفاده از سموم و کودهای شیمیایی در منطقه جهت کنترل بیابان زایی صورت گیرد.

    کلیدواژگان: سیستم اطلاعات جغرافیایی، مدل سازی، زمین آمار، مدالوس
  • احسان سرلکی*، محمدحسین کیانمهر، مرضیه قربانی صفحات 107-130
    سابقه و هدف

    شاخص های بلوغ و پایداری در کمپوست ها برای اطمینان از کیفیت محصول نهایی، حفظ اطمینان مصرف کننده و تضمین قابلیت کاربرد آنها برای مصارف کشاورزی بسیار ضرورت دارند. علاوه بر این، زیست توده های کمپوست شده به دلیل کم بودن چگالی انرژی و توده ای با مشکلاتی از قبیل هزینه های انبار و حمل و نقل زیاد و همچنین هزینه های کلی در مدیریت لجستیک مواجه هستند. کاهش اندازه ذرات و فشرده سازی زیست توده های کمپوست شده می تواند تا حدی بر این چالش ها غلبه کند.

    مواد و روش ها

    کمپوست باگاس نیشکر (SBC) از شرکت توسعه فرآوری باگاس جنوب (بیوفر) برای مشخصه یابی کیفیت و آسیاب کردن جهت پلت سازی تهیه شد. به منظور ارزیابی کیفیت SBCs، مشخصه یابی از طریق روش های تحلیلی گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC)، پراش پرتو ایکس (XRD)، تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه، از یک آسیاب چکشی-سایشی برای بهبود ویژگی های فیزیکی مکانیکی و کاهش اندازه ذرات SBCs استفاده شد. برای این منظور، طرح آزمایشی در قالب طرح فاکتوریل (D-optimal) برای بررسی معنی داری و بهینه سازی اثر سه متغیر مستقل محتوای رطوبتی (8، 12 و 16 درصد وزنی بر پایه تر)، اندازه مش (1، 5/2 و 4 میلی متر) و سرعت دورانی آسیاب (1400 و 2000 دور بر دقیقه) بر مصرف انرژی ویژه و چگالی توده ای به عنوان پاسخ های طرح استفاده شد.

    نتایج و بحث

    نتایج مشخصه یابی شیمیایی نشان دادند که ویژگی های SBCs کاملا با استانداردهای موجود مطابقت دارند. ریزنگاره های SEM، تغییرات فیزیکی در سطوح SBCs را با یک مورفولوژی ناصاف و غیریکنواخت همراه با ترک هایی در راستای طولی در اثر تجزیه همی سلولز و لیگنین و با باز شدن دسته های الیاف در سلولز ثابت کرد. این روند همچنین توسط آنالیز XRD اثبات شد به طوری که با افزایش شاخص بلورینگی (از 62 تا 75)، ناحیه کریستالی سلولز در SBCs بدون تغییر باقی ماند؛ اما ناحیه آمورف (شامل همی سلولز و لیگنین) کمی دچار تجزیه شدند. تغییرات گروه های عاملی از آنالیز FT-IR، تجزیه زیستی میکروبی لیپیدها و کربوهیدرات ها و همچنین تخریب لیگنین و پلی فنول ها را در SBCs نشان داد. بر اساس نتایج حاصل از آنالیز حرارتی DSC، دمای انتقال شیشه ای 7/89 درجه سلسیوس برای SBCs بدست آمد که با توجه به شدت پیک در این نقطه، افزایش درجه بلوغ و هیومیفیکاسیون SBCs تضمین شده است. برای هر دو پاسخ مصرف انرژی ویژه و چگالی توده ای SBC، مدل برهمکنش دو عاملی (2FI) با بیشترین ضریب همبستگی و کمترین انحراف معیار پیشنهاد شد. اندازه مش آسیاب بیشترین تاثیر را در میان پارامترها بر مصرف انرژی ویژه آسیاب و چگالی توده ای داشت.

    نتیجه گیری

    نتایج نشان می دهند که استفاده از آنالیزهای تحلیلی جامع برای بررسی شفاف و مقایسه ای بین محصول نهایی کمپوست و ماده اولیه از نظر شاخص های پایداری و بلوغ، کاربردی و قابل اطمینان است. نتایج بهینه سازی حاصل از طرح D-optimal نشان داد که تحت شرایط بهینه محتوای رطوبتی 8 درصد وزنی بر پایه تر، اندازه مش آسیاب 1 میلی متر و سرعت دورانی 1400 دور بر دقیقه، مقدار کمینه مصرف انرژی ویژه 38/141 کیلوژول بر کیلوگرم و بیشینه چگالی توده ای 62/209 کیلوگرم بر متر مکعب به عنوان پاسخ های بهینه با تابع مطلوبیت 88/0 حاصل می شود.

    کلیدواژگان: آسیاب، چگالی توده ای، کمپوست باگاس نیشکر، مصرف انرژی ویژه، FTIR
  • حمزه سعیدیان*، حمیدرضا مرادی صفحات 131-144
    سابقه و هدف

    مقدار نفوذپذیری خاک به اندازه حفره ها، غلظت مایع و نیروی کششی بستگی دارد. در واقع عواملی که بر تخلخل اولیه موثرند، در میزان نفوذپذیری نیز موثر می باشند. نتایج به دست آمده از تحقیق های مختلف نشان می دهد که میزان نفوذپذیری خاک در اولویت تحقیقات مختلف قرار گرفته است. در ایران نیز تحقیقات مختلفی در مورد خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک و ارتباط آن با میزان نفوذپذیری انجام شده است. این پژوهش بر اساس اندازه گیری های صحرایی نفوذ تحت شرایط شبیه سازی شده باران به منظور تعیین میزان نفوذ و اثر متقابل جهت دامنه و شدت بارش نسبت به بارش های اسیدی بر روی سازندهای آغاجاری و گچساران انجام گرفت. 

    مواد و روش ها

    در این پژوهش به منظور تعیین اثر متقابل جهت دامنه و شدت بارش در میزان نفوذپذیری خاک نسبت به بارش های اسیدی در نهشته های سازند گچساران و آغاجاری به علت وجود مواد آلاینده نفتی و آلودگی هوا، بخشی از حوزه آبخیز کوه گچ و مرغا شهرستان ایذه با مساحت 1202 و 1609 هکتار انتخاب گردید. سپس نمونه برداری میزان نفوذپذیری خاک در 16 نقطه و با سه بار تکرار در کاربری مرتع و در جهت های شمالی، جنوبی، شرقی و غربی سازندهای گچساران و آغاجاری در شدت های مختلف بارش 1 و 25/1 میلی متر در دقیقه و در بارش های آب مقطر، اسیدیته چهار و پنج با استفاده از دستگاه باران ساز کامفورست انجام شد.

     نتایج و بحث

     نتایج نشان داد که در سازند آغاجاری، اثر متقابل جهت دامنه و شدت بارش و همچنین شدت بارش دارای بیشترین حساسیت و جهت دامنه دارای کمترین حساسیت در نفوذپذیری خاک نسبت به باراش های اسیدی می باشند. ولی سازند گچساران، در مجموع نسبت به بارش های اسیدی تغییر پذیری یکنواختی از خود نشان داد و تقریبا در هر سه غلظت بارش یاد شده، اثرات مثبتی در جهت دامنه و شدت بارش و اثر متقابل جهت دامنه و شدت بارش از خود نشان داد. همچنین با افزایش میزان آغشته شدن خاک به باران های اسیدی میزان پوکی یا تخلل خاک افزایش خواهد یافت که این امر به سبب این نوع آلودگی بر مواد اصلی تشکیل دهنده خاک و شستشوی پیوندهای خاک است. البته جهت دامنه نیز به علت اینکه در هر دو سازند آغاجاری و گچساران دارای میزان متفاوتی از رس ها به علت فرسایش و میزان شستشویی متفاوتی که از ابتدای دامنه تا پایین آن به خصوص در سازند آغاجاری ایجاد می شود. به تاثیرپذیری نفوذ خاک به بارش های اسیدی بیشتر دامن می زند و همچنین وجود مواد آلی مختلف در جهت های اصلی دامنه به خصوص در دامنه های شمالی و شرقی به مراتب وضعیت پیچیده تری را در تغییرات بار الکتریکی ایجاد می کند که نیاز به تحقیقات بیشتر برای درک کردن این مکانیسم پیچیده را الزامی می کند. 

    نتیجه گیری

    به طور کلی با افزایش میزان درجه اسیدی و افزایش مدت زمان نفوذ، خصوصیات خاک دچار تغییرات شده که از جمله این تغییرات می توان به خصوصیات مقاومتی و ظرفیت باربری خاک اشاره کرد که در این میان جهت دامنه نیز به علت داشتن میزان رس و مواد آلی متفاوت باعث تاثیرپذیری بیشتر بارش اسیدی در میزان نفوذپذیری خاک می شود.

    کلیدواژگان: جهت دامنه، سازندهای آغاجاری و گچساران، نفوذپذیری خاک، باران اسیدی
  • ناصر شفیعی ثابت*، فرانک فیض بابایی چشمه سفیدی صفحات 145-164
    سابقه و هدف

    تغییرات کاربری اراضی پدیده ای که در کشورهای درحال توسعه در حال گسترش است و دارای پیامدهای محیطی-اکولوژیک منفی  در محیط می باشد، در همین جهت دسترسی به اطلاعات به روز در زمینه تغییرات کاربری اراضی برای تحلیل انواع نیازمندی های سکونتگاه های انسانی و اتخاذ سیاست های مناسب برای اطمینان از آینده ضروری است.بررسی گذشته،حال و پیش بینی کاربری اراضی در آینده  دارای جایگاه بنیادین در تصمیم گیری ها و سیاست گذاری های برنامه ریزان کاربری زمین است. در این پژوهش هدف مطالعه کاربری اراضی و تغییرات آن در طول سال های 1993 تا  2019 و شناسایی چگونگی تغییرات کاربری در شهرستان همدان و شبیه سازی و آینده نگری کاربری زمین و تغییرات آن توسط مدل  CA-MARKOVدر سال 2050 است.

    مواد و روش ها

     در این پژوهش ابتدا پس از اخذ تصاویر ماهواره ای سنجنده های TM,ETMوOLI، مراحل پیش پردازش شامل انواع تصحیحات رادیومتریک و هندسی بر روی تصاویر انجام شد. و سپس با استفاده از نمونه های تعلیمی و نرم افزار گوگل ارث با استفاده از  الگوریتم ماشین بردار پشتیبان به طبقه بندی تصاویر ماهواره ای و تفکیک کاربری های منطقه به چهار کلاس کاربری مسکونی و غیرمسکونی ،اراضی بایر و مراتع فقیر ،اراضی باغی و زراعت آبی، و کوهستانی و مرتعی اقدام شد.پس از آشکارسازی کاربری اراضی و تغییرات آن به پیش بینی روند این تغییرات با استفاده از مدل زنجیره مارکوف به دلیل توانایی بالا در تشخیص تغییرات مولفه مکانی فضایی، برای سال 2050 پرداخته شد.

     نتایج و بحث

    نتایج مطالعه حاضر بیانگر آن است که باگذشت زمان، رشد و توسعه شهرنشینی در این کلان شهر سبب گسترش بافت فیزیکی شهر در این منطقه شده،بدین صورت که در ابتدای دوره مطالعه در سال1993 مساحت کاربری مسکونی و غیرمسکونی 8/0 درصد از کل منطقه را در برگرفته درصورتی که در انتهای دوره یعنی در سال 2019 این میزان به 1/2 درصد مساحت کل منطقه رسیده است. مطالعه تغییرات کاربری نشان داد که از سال 1993 تا 2004 ، 2/0 درصد به میزان کاربری های مسکونی و غیرمسکونی اضافه شده است بیشترین افزایش مساحت کاربری بعدی مربوط به اراضی بایر و مراتع بسیار فقیر بوده که مساحت آن ها  به 8/49 درصد در سال 2004 رسیده است. کاربری اراضی باغی و زراعت آبی به همراه کاربری کوهستانی ،ازجمله کاربری هایی بوده اند که در سال 2004 نسبت به سال 1993 به ترتیب 2/1 و 5/1 درصد کاهش مساحت داشته اند . این روند باگذشت زمان ادامه داشته به صورتی که مساحت کاربری ساخت وساز مسکونی و غیرمسکونی و اراضی بایر به افزایش مساحت خود در سال 2019 ادامه داده و به ترتیب 1/1 و 4/2 درصد به مساحت این کاربری ها افزوده شده است .درنهایت  می توان گفت باگذشت زمان از سال 1993 به 2019 مساحت کاربری های ساخت وساز مسکونی و غیرمسکونی و اراضی بایر و مساحت کاربری اراضی باغی و زراعت باغی و کوهستانی و مرتعی کاسته شده است و این تبدیل اراضی زراعی و مراتع خوب و متوسط به کاربری هایی مانند مسکونی و غیرمسکونی و همینطور اراضی بایر  دارای پیامدهایی منفی  در آینده منطقه بوده که باید در جهت کاهش پیامدهای منفی این تغییرات در آینده اقدامات لازم توسط برنامه ریزان و سیاست گذاران انجام شود. 

    نتیجه گیری

    در این پژوهش مشخص شد مدل سلول های خودکار و زنجیره مارکوف دارای توانایی بالایی در پیش بینی تغییرات کاربری اراضی در آینده بوده. همچنین بیشترین افزایش مساحت کاربری مربوط به کاربری ساخت وساز مسکونی و غیرمسکونی و اراضی بایر بوده  و کاربری های دیگر نظیر اراضی باغی و زراعت آبی و کوهستانی و مرتعی داری کاهش مساحت در منطقه بوده و بنابراین برنامه ریزان باید همواره این رشد و توسعه گسترده شهری را در آینده در جهت انجام هرچه بهتر برنامه ریزی های خود در نظر گیرند.

    کلیدواژگان: مدل سلول های خودکار، مدل زنجیره مارکوف، کلاس کاربری اراضی، طبقه بندی تصاویر، آشکارسازی تغییرات
  • هانیه خداداد سریزدی، سمیرا حسین جعفری، محمدرضا علمی* صفحات 165-182
    سابقه و هدف

    این مطالعه اثرات احداث راه آهن یزد-اقلید را بر برخی خصوصیات پوشش گیاهی و خاک تیپ های درمنه و علف شتر واقع در منطقه حفاظت شده کالمند-بهادران بررسی نمود.

    مواد و روش ها

    به منظور ارزیابی متغیرهای پوشش گیاهی و خاک در تیپ های مورد مطالعه، از روش نمونه برداری تصادفی-سیستماتیک استفاده شد. درنهایت داده های حاصل از اندازه گیری پوشش گیاهی و آزمایشات مربوط به خاک با استفاده از آنالیز واریانس و آزمون دانکن  به کمک نرم افزار SPSS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

    نتایج و بحث

    نتایج این مطالعه نشان داد که احداث راه آهن در منطقه حفاظت شده کالمند- بهادران و اقداماتی که در طی فرایند احداث انجام می شود می تواند اثراتی را بر خصوصیات فیزیک و شیمیایی خاک و پوشش گیاهی داشته باشد. به این صورت که در تیپ درمنه باعث کاهش معنی داری تولید فرم رویشی بوته ای(81/0 گرم) شده است (05/0<P). .

    نتیجه گیری

    احداث راه آهن و باتوجه به فعالیت هایی که در طی فرایند های جهت ساخت و احداث مسیر ریلی صورت می گیرد می تواند باعث جابه جایی خاک اطراف راه آهن شده و همین اقدام مقدمه فرسایش خاک و آبی منطقه را فراهم می کند که باعث فقیر شدن و کاهش کیفیت خاک اطراف مناطق  نزدیک راه آهن و به تبع آن کاهش تولید گیاهی در برخی مناطق را در بر داشته است.

    کلیدواژگان: منطقه حفاظت شده، راه آهن، پوشش گیاهی، خاک، کالمند-بهادران
  • امید اشکریز، بابک میرباقری*، علی اکبر متکان، علیرضا شکیبا صفحات 183-204
    سابقه و هدف

    روند رشد شهری در دهه های اخیر تسریع شده است. بنابراین پیش بینی الگوی رشد آینده شهر برای جلوگیری از برخی مشکلات محیط زیستی، اقتصادی و اجتماعی از اهمیت بالایی برخوردار است. شهر تبریز نیز به دلیل تغییرات جمعیتی قابل توجه از رشد سریع اراضی شهری برخوردار بوده و لذا نیازمند شبیه سازی دقیق رشد شهری برای جلوگیری از پیامد های منفی محیط زیستی و اقتصادی می باشد. هدف این پژوهش ارزیابی دقت الگوریتم های مطرح یادگیری ماشین با روش اعتبار سنجی متقابل مکانی و تلفیق آنها با مدل سلول های خودکار جهت شبیه سازی رشد اراضی شهری است.

    مواد و روش ها

     در این پژوهش جهت تحلیل تغییرات کاربری اراضی شهری تصاویر ماهواره ای لندست مربوط به سال های 1376، 1385 و 1394 با استفاده از روش ماشین بردار پشتیبان طبقه بندی شدند. در گام بعدی تولید نقشه های پتانسیل تغییر اراضی غیر شهری به شهر با استفاده از الگوریتم های جنگل تصادفی، ماشین بردار پشتیبان و شبکه عصبی پرسپترون چند لایه برای دو دوره کالیبراسیون (سال های 1376-1385) و اعتبارسنجی (سال های 1385- 1394) بر اساس لایه های اطلاعاتی فاصله از معابر اصلی، فاصله ازمرکز شهر، فاصله از اراضی ساخته شده، فاصله از رودخانه و راه آهن و همچنین لایه-های شیب، ارتفاع و لایه دو کلاسه کاربری شامل کاربری کشاورزی (با مقدار صفر) و بایر (با مقدار یک)، انجام شد. در پژوهش حاضر جهت جلوگیری از بیش برازش الگوریتم ها به نمونه های آموزشی و در نتیجه بدست آمدن نتایج خوشبینانه، از روش اعتبارسنجی متقابل مکانی با هدف کاهش همبستگی مکانی میان داده های آموزشی و آزمایشی، در فرایند استخراج پارامترهای بهینه الگوریتم های یادگیری ماشین استفاده گردید. در نهایت با استفاده از مدل سلول های خودکار، شبیه سازی رشد شهر تبریز بر اساس نقشه های کاربری اراضی و پتانسیل تغییر بدست آمده از الگوریتم های یادگیری ماشین برای دوره های مذکور انجام شد.

    نتایج و بحث

    نتایج نشان داد الگوریتم جنگل تصادفی با مقدار مساحت زیر منحنی ROC معادل 0.9228 نسبت به الگوریتم های ماشین بردار پشتیبان و شبکه عصبی مصنوعی به ترتیب با مساحت های 0.8951 و 0.8726، عملکرد بهتری در برآورد پتانسیل تغییر اراضی غیر شهری به شهر داشته است. همچنین این الگوریتم در مقایسه با سایر الگوریتم ها تغییرات محلی در پتانسیل تغییر را به صورت بارز تری استخراج کرده است. در نهایت رشد شهر تبریز با استفاده از مدل سلول های خودکار بر مبنای نقشه های پتانسیل تغییر بدست آمده شبیه سازی شد. مقایسه نقشه پیش بینی در دوره اعتبارسنجی با وضع موجود اراضی شهری در سال 1394 نشان داد که شبیه سازی رشد شهری با مدل سلول های خودکار مبتنی بر جنگل تصادفی با مقدار شاخص سازگاری 0.3569 نسبت به مدل های مبتنی بر بردار پشتیبان و شبکه عصبی به ترتیب با مقادیر شاخص سازگاری 0.3496و 0.3434 در اختصاص زمین های غیرشهری به شهری دقیق تر بوده است.

    نتیجه گیری

    توانایی الگوریتم های یادگیری ماشین نظیر شبکه های عصبی مصنوعی، ماشین بردار پشتیبان و جنگل تصادفی در حل مسایل غیر خطی، استفاده از آن ها را در شبیه سازی رشد اراضی شهری اجتناب ناپذیر می سازد. در این میان در تحقیق حاضر الگوریتم جنگل تصادفی که اساس آن بر یادگیری جمعی استوار است از مزیت بالاتری نسبت به دو الگوریتم ماشین بردار پشتیبان و شبکه عصبی مصنوعی برخوردار بوده است.

    کلیدواژگان: شبیه سازی رشد شهری، مدل سلول های خودکار، جنگل تصادفی، ماشین بردار پشتیبان، شبکه عصبی مصنوعی
  • الناز اسدی*، ابوالفضل دیلمی، علی کرامت زاده صفحات 205-224
    سابقه و هدف

    طی دهه های اخیر رشد اقتصادی جهان و روند صنعتی شدن موجب افزایش مصرف انرژی شده است. بخش زیادی از افزایش تقاضای انرژی از منابع فسیلی تامین می شود و مصرف آن ها انتشار گاز های گلخانه ای و آلوده شدن هوا را به همراه دارد. بعد از انقلاب صنعتی فعالیت های انسان و آلودگی های ناشی از این فعالیت ها، مقدار گازهای گلخانه ای را به طور غیرطبیعی افزایش داده و محیط زیست کشورها را با آسیب جدی مواجه کرده است. در این راستا، هدف پژوهش حاضر شناخت و بررسی عوامل موثر بر میزان انتشار گاز کربن دی اکسید به عنوان شاخصی برای کیفیت محیط زیست و آلودگی هوا است.

    مواد و روش ها

    در مطالعه حاضر ابتدا با استفاده از آزمون های IPS وLLC مانایی متغیرها و سپس با کمک آزمون های پدرونی و کایو وجود هم انباشتگی بین متغیرهای مدل مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت با استفاده از تحلیل هم انباشتگی پانلی و برآوردگرهای FMOLS و DOLS رابطه بلند مدت بین انتشار کربن دی اکسید با متغیرهای تولید ناخالص داخلی، درصد استفاده از انرژی تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر، آزادسازی تجاری، درصد شهرنشینی و توسعه مالی برای یازده کشور عمده انتشار دهنده CO2 طی دوره زمانی 2000 تا 2015 بررسی شد. جهت تجزیه و تحلیل و برآورد مدل از بسته نرم افزاری Eviews10 استفاده شده است.

    نتایج و بحث

     با توجه به این که متغیرهای الگو طبق آزمون های ریشه واحد ایم، پسران و شین IPS) و لوین، لین و چو LLC  جواب یکسانی در مورد مانایی متغیرها در سطح گزارش ندادند، برای پرهیز از وجود رگرسیون کاذب در تخمین ها، هم انباشتگی بین متغیر وابسته و متغیرهای مستقل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون های هم انباشتگی کایو و پدرونی حاکی از وجود رابطه بلند مدت بین متغیرهای مستقل و متغیر وابسته مدل بود. همچنین آزمون های چاو و هاسمن نشان دادند که مدل حاضر، مدل پانل با اثرات تصادفی می باشد. در مرحله آخر برآورد مدل با استفاده از برآوردگرهای حداقل مربعات معمولی کاملا اصلاح شده (FMOLS) و حداقل مربعات معمولی پویا (DOLS) معنی داری تمام متغیرهای مورد بررسی بر میزان انتشار کربن دی اکسید ثابت شد. بر این اساس متغیرهای تولید ناخالص داخلی، درصد استفاده از انرژی تجدید ناپذیر تاثیر مثبت و همچنین متغیرهای آزادسازی تجاری، توسعه مالی، درصد شهرنشینی و درصد استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر تاثیر منفی بر میزان انتشار CO2 در کشورهای چین، ایالات متحده آمریکا، هند، روسیه، ژاپن، آلمان، ایران، عربستان سعودی، کره جنوبی، کانادا و برزیل دارند. همچنین بررسی کشش متغیر وابسته نسبت به متغیرهای مستقل در هر دو مدل حداقل مربعات معمولی کاملا اصلاح شده و حداقل مربعات معمولی پویا نشان داد که متغیر سرانه تولید ناخالص داخلی بیشترین تاثیر را در افزایش انتشار کربن دی اکسید و متغیر شهرنشینی بیشترین اثر کاهشی را بر میزان انتشار این گاز گلخانه ای دارند.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج به دست آمده از تحقیق حاضر و بررسی رابطه ی متغیر وابسته با متغیرهای مستقل مدل، عواملی چون وضع قوانین سخت گیرانه مانند مالیات بر کربن، به کارگیری تکنولوژی نوین، تسهیل قوانین مربوط به اعمال تعرفه و گمرک کالا و خدمات، حرکت به سوی اقتصاد باز و همچنین استفاده از انرژی های پاک از قبیل انرژی بیوگاز، انرژی خورشیدی و انرژی باد در کاهش انتشار CO2 بسیار موثر می باشند.

    کلیدواژگان: آلودگی هوا، انتشار CO2، گازهای گلخانه ای، DOLS، FMOLS
  • مرتضی شریف، سعید حمزه* صفحات 225-248
    سابقه و هدف

    یکی از مهمترین عواملی که نقش عمده ای در کاهش حاصلخیزی خاک و تخریب اراضی کشاورزی دارد، ‏عامل شور شدن خاک است. مسایل شوری خاک اراضی کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک با شدت پذیری بیش تری ‏رو برو است. در بسیاری از موارد فعالیت های انسانی و آبیاری اراضی کشاورزی با آب شور عامل شوری زایی می باشد. این ‏معضل در مناطق مختلف کشور ایران و بویژه استان خوزستان به چشم می خورد. از این رو تحقیق حاضر با هدف پایش و ‏ارزیابی منطقه تحت تاثیر حوضه سد گتوند ناشی از شور شدن آب و خاک منطقه و تغییر اکوسیستم گیاهی پایین دست ‏این سد در قبل و بعد از آب گیری با استفاده از تصاویر سنجش از دور صورت گرفته است.

    مواد و روش ها

    تصاویر مورد استفاده تحقیق، سری زمانی دو سنجنده ‏ETM+, OLI‏ از سال 2019-1999 گردآوری شده ‏است که با استفاده از شاخص های گیاهی (‏NDVI, SAVI‏)، شاخص بیوفیزیکی پوشش سطح برگ (‏LAI‏) و شاخص های ‏شوری خاک، به روش طبقه بندی تصمیم گیری درختی تغییرات گیاهان شوری پسند و گیاهان شوری ناپسند با توجه به ‏آستانه به دست آمده از شاخص های مورد استفاده در هر سال طبقه بندی و تفکیک شده اند. سپس نتایج نهایی با توجه به ‏روند تغییرات بدست آمده از شاخص های مورد استفاده و روابط همبستگی آنها با تغییرات اکوسیستم گیاهی منطقه مورد ‏ارزیابی قرار گرفت.‏

    نتایج و بحث

     تغییرات پوشش گیاهی در چهار سال 2018، 2013، 2002، 1999 که نسبت به سال های دیگر بیشتر بود ‏با روش طبقه بندی نظارت شده مساحت مناطق تحت پوشش گیاهی معمول و گیاهان شور پسند تهیه گردید. بر اساس ‏نتایج بدست آمده سال 1999 مساحت کل پوشش گیاهی بیشه زارها حدود 1117 هکتار بود که از این مقدار حدود 134 ‏هکتار آن مربوط به پوشش گیاهان شوری پسند برآورد گردید. اما این مقادیر در سال 2018 حدود 921 هکتار برآورد گردید ‏که مناطق تحت پوشش گیاهان شورپسند به 445 هکتار و گیاهان شوری ناپسند به 476 هکتار تغییر یافته است.

    نتیجه گیری

    نتایج تحقیق بیانگر شروع بیشترین تنش ها در اکوسیتم گیاهی منطقه و همزمانی افت میزان پوشش سطح ‏برگ و ‏NDVI‏ با آبگیری سد گتوند از سال 2011 است. این همزمانی که ناشی از شوری آب دریاچه سدگتوند و در نتیجه ‏رودخانه کارون است، بر روی افزایش شوری و تغییرات کیفیت خاک منطقه و به تبع آن افزایش گیاهان شوری پسند و ‏همچنین تخریب بالای پوشش گیاهی منطقه تاثیر چشمگیری نشان می دهد. شرایط موجود می تواند در طولانی مدت ‏چالش های جدی تری برای اکوسیستم گیاهی منطقه ایجاد کند که تغییر اکوسیستم گیاهی به سمت گیاهان شوری پسند ‏از مهمترین خطرات جدی آن به شمار می رود.‏

    کلیدواژگان: سنجش از دور، لندست، گیاهان شوری پسند، ‏LAI، SAVI
  • وحید موسوی، مهدی حیات زاده*، ایوب کرمی، نیره پورملائی صفحات 249-268
    سابقه و هدف

    دشت یزد-اردکان متشکل از سامانه های سیاسی، اقتصادی، اجتماعی و اکولوژیکی است که با دارا بودن تولیدات کشاورزی، پیشینه فرهنگی، صنایع متعدد فولاد، کاشی، شیشه، نساجی، کوره پخت آهک، آسفالت، آجر و صنایع تولید شن و ماسه، معادن فلزی و غیرفلزی، وجود کویرهای بکر وسیع و مناطق و زیستگاه های طبیعی از اهمیت و جایگاه مهمی برخوردار است. حضور صنایع مختلف درکنار وجود معضل کم آبی و خشکسالی های پی در پی با رشد جمعیت و نبود برنامه ریزی همه جانبه نگر در دشت، سبب شده آلودگی های محیط زیست در تمام ابعاد، شدتی مضاعف پیدا کند. از اینرو بررسی همه جانبه عوامل موثر بر ارزش ها و خدمات اکوسیستمی برای برنامه ریزی توسعه و مدیریت پایدار منابع مختلف دشت امری ضروری است.

    مواد و روش ها

    در پژوهش حاضر، چارچوب "نیرومحرکه، فشار، وضعیت، اثر و پاسخ" (DPSIR) به عنوان رویکردی سیستمی و ابزاری برای تدوین راهبردهای اجرایی و مدیریتی استفاده شد. بکارگیری این روش با تعیین پاسخ به نیروی محرکه و ساختاردهی به اطلاعات، تعیین ارتباطات مهم و ایجاد درک همه جانبه از مشکلات در نهایت منجر به تهیه راهکارهای عملی برای توسعه پایدار می شود. به منظور ارزیابی روابط علی و معلولی چالش‎های محیط زیست دشت یزد - اردکان در بخش های مختلف، و برای بررسی ارزیابی آسیب پذیری و ارایه راهبردها با استفاده از این رویکرد سیستمی، اطلاعات مورد نیاز از طریق مطالعات دقیق کتابخانه ای، استفاده از اسناد و مدارک، مشاهده، مصاحبه با نخبگان، برداشت های میدانی و پردازش تصاویر ماهواره ای گردآوری شد. با تجزیه و تحلیل این اطلاعات، با بررسی اثر فشارها، تغییرات ایجاد شده در وضعیت محیط، پیامدها و تاثیرات بوجودآمده در سامانه های آب، خاک، هوا و جامعه انسانی تجزیه و تحلیل و راه کارها پیشنهاد شد.

    نتایج و بحث

    با بررسی روابط علی و پاسخ ها، زنجیره ای از ارتباطات علی و معلولی که با نیروی محرکه آغاز و به اعمال فشار بر محیط منجر می شد، شناسایی گردید. نتایج نشان داد، تهدیدهای دشت در پنج گروه تولید آلودگی، تغییر کاربری، مشکلات سیاسی-اجتماعی و تغییرات اقلیمی و خشکسالی قرار گرفته اند. بر اساس ارزیابی آسیب پذیری ارزش های محیط زیست، مهمترین ارزش های منطقه که در معرض خطر شدید قرار دارند شامل صنایع، کشاورزی، هوای پاک، منابع آب زیرزمینی و سلامت جسمی و روحی مردم می باشند. آلاینده های شهری، صنعتی و کشاورزی، فرسایش خاک، افزایش صنایع و معادن، توسعه نامتوازن کشاورزی، سیاست-گذاری های نامناسب و تغییرات اقلیمی از جمله تهدیدهایی دارای تاثیر شدید بر روی هوای پاک هستند. نکته دیگر قابل توجه، اینکه، صنعت- معدن و کشاورزی به عنوان عامل بسیاری از مشکلات زیست محیطی منطقه، خود نیز از جانب اثرات بازخوردی در معرض آسیب قرار گرفته اند. در واقع کشاورزی منطقه با مصرف سموم سبب آلودگی های منابع آب زیرزمینی، ایجاد خطر و بلااستفاده شدن آب برای مصرف شرب، کشاورزی و صنعت شده و هزینه ها را افزایش خواهد داد. این موضوع اهمیت "توسعه پایدار" را به جای "توسعه" بیشتر هویدا می سازد. بنابراین با توجه به اولویت حاصل شده، در تدوین برنامه و راهبردها احیاء قنوات و ترویج فرهنگ استفاده از این سیستم تامین آب به جای حفر چاه، تدوین الگوی کشت، حذف محصولات پر آبخواه و اصلاح صنایع از مهمترین ابعادی است که باید به آن پرداخته شود.

    نتیجه گیری

     با توجه به پیچیدگی و تعدد عوامل در بروز مشکلات در نواحی مانند دشت یزد-اردکان، بکارگیری روش های سنتی و معمول مبتنی بر دیدگاه غیر سیستمی در بررسی دلایل و ارایه راهکار در سالیان گذشته موثر نبوده است. جهت نیل به توسعه پایدار و برای اجتناب از حل مقطعی مشکلات، بکارگیری رویکرد کل نگر و ابزارهایی مانند DPSIR برای چاره جویی ریشه ای و ارایه راهبردهای مناسب سیاستی توصیه می شود.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی راهبردی، تحلیل آسیبپذیری، خدمات اکوسیستمی، DPSIR
  • شهرزاد رحمتی، مهدی غلامعلی فرد، علی غلامحسینی، سید محمود قاسمپوری* صفحات 269-286
    سابقه و هدف

    در مطالعه حاضر دو آرایه خواهری که بر اساس مستندات مولکولیهر هم جدا هستند، از نظر عوامل تاثیرگذار زیستگاهی و همچنین از نظر پراکنش در برهه تاریخی گذشته و آینده مورد بررسی قرار گرفته اند.گونه های مورد مطالعه شامل زردپره سرسرخ و زرد پره سرسیاه از راسته گنجشک سانان هستند.

    مواد و روش ها

    در راستای مدل سازی توزیع گونه ها، متغیرهای زیست اقلیمی از پایگاه داده CHELSA به همراه متغیرهای ارتفاع، شیب و شاخص پوشش گیاهی به عنوان داده های زیستگاهی برای ورود به مدل مورد استفاده قرار گرفتند. در این مطالعه جهت مدل سازی از پکیج sdm شامل 8 مدل (GLM،GAM ، BRT، RF،CART ،SVM ، MaxEnt و MARS) در محیط نرم افزار R استفاده گردید. مدلسازی توزیع گونه ها از آخرین دوره یخبندان تا سال 2050 نیز انجام شد.

    نتایج و بحث

    مطابق نتایج ارزیابی صحت، معتبرین مدل از نظر شاخص TSS و AUC، مدل جنگل تصادفی برآورد شد .همچنین طبق نتایج، در سال 2050 زیستگاه های مطلوب برای گونه زرد پره سرسرخ محدود به شمال شرق کشور و برای گونه زرد پره سرسیاه مطلوبیت محدود به مناطقی در جنوب رشته کوه البرز، شمال غرب و غرب ایران خواهد بود. نتایج تحقیق حاکی از کاهش مطلوبیت زیستگاه برای گونه های مورد مطالعه در هر دو بازه زمانی (آخرین عصر یخبندان تا حال حاضر و حال حاضر تا سال 2050) می باشد.

    نتیجه گیری

    شناخت عوامل تاثیر گذار بر تعیین مطلوبیت زیستگاه های حیات وحش ضروری است. برخی تغییرات ناشی از دستکاری اکوسیستم با سرعت در پراکنش جدید پرندگان اثر گذاشته است.

    کلیدواژگان: آرایه خواهری، مدلسازی توزیع گونه، مطلوبیت زیستگاه، زردپره سرسرخ، زردپره سرسیاه
  • صلاح مفاخری، هادی ویسی*، کوروس خوشبخت، محمدرضا نظری صفحات 287-306
    سابقه و هدف

    امروزه مدیریت منابع کشاورزی به دلیل ضرورت رسیدگی به موضوعات چالش برانگیز بین بخش های عرضه و تقاضا، یک وظیفه اساسی برای مدیران و برنامه ریزان است. بر این اساس، بسیاری از محققان تاکید می کنند که آب، انرژی و غذا در جهان دچار تنش و کمبود قابل توجهی شده اند و تقاضا برای این منابع طی دهه های آینده به طور قابل توجهی افزایش می یابد. هدف اصلی تحقیق حاضر ارایه روشی برای تصمیم گیران در تجزیه و تحلیل پیوند آب، غذا و انرژی در سیستم تولید محصولات زراعی در سطح منطقه ای و انجام ارزیابی کمی از آن است، که می توان از آن برای ایجاد الگوی کشت مناسب و بهینه با توجه به منابع موجود منطقه استفاده کرد.

    مواد و روش ها

     مقاله حاضر به منظور ارزیابی پیوند آب- انرژی- غذا محصولات کشاورزی در شهرستان دهگلان انجام شد. داده های مورد نیاز از طریق مصاحبه رودرو با کشاورزان و آمار جهاد کشاورزی جمع آوری شد. روش پیشنهادی این مقاله بر اساس شش شاخص مصرف آب و انرژی، بهره وری فیزیکی آب و انرژی و بهره وری اقتصادی آب و انرژی معرفی شد. بر اساس مجموعه این شاخص ها، یک شاخص پیوند آب- انرژی- غذا (WEFNI) برای هر محصول محاسبه شد. این روش برای ارزیابی 7 محصول اصلی گندم، سیب زمینی، یونجه، خیار، جو، هویج و کلزا در مزارع آبی شهرستان دهگلان در سال آبی 99-1398 اعمال شد.

    نتایج و بحث

    نتایج تجزیه و تحلیل داده ها نشان داد که یونجه و سیب زمینی در بین این محصولات به ترتیب بیشترین مصرف آب (13131 مترمکعب در هکتار) و انرژی (85404 مگاژول در هکتار) را به خود اختصاص دادند. کمترین مصرف آب (4197 مترمکعب در هکتار) و انرژی (4/31394 مگاژول در هکتار) در محصول جو به دست آمد. مصرف کودهای شیمیایی بیشترین سهم را در بخش انرژی (بجز یونجه) داشتند. در محصول یونجه با توجه به بالا بودن عملیات مکانیزاسیون، ماشین آلات بیشترین سهم مصرف انرژی را داشت. بیشترین بهره وری مصرف آب (08/7 کیلوگرم بر مترمکعب) و انرژی (03/1 کیلوگرم بر مگاژول) را محصول هویج به خود اختصاص داد. همچنین کمترین بهره وری مصرف آب و انرژی برای کلزا به ترتیب با 44/0 کیلوگرم بر مترمکعب و 06/0 کیلوگرم بر مگاژول محاسبه شد. در شاخص بهره وری اقتصادی آب و انرژی بیشترین مقدار به ترتیب برای خیار (92959 ریال بر مترمکعب) و هویج (13202 ریال بر مگاژول) به دست آمد. کمترین بهره وری اقتصادی آب و انرژی با 1549 ریال بر مترمکعب برای هویج و 10688 ریال بر مگاژول برای کلزا محاسبه شد. این مطالعه نشان داد که WEFNI محاسبه شده برای محصولات هویج، خیار، سیب زمینی، گندم، جو، کلزا و یونجه در شهرستان دهگلان، به ترتیب برابر با 86/0، 73/0، 51/0، 41/0، 4/0، 3/0 و 26/0 می باشد. هویج بالاترین امتیاز WFENI (بهترین امتیاز) و یونجه کمترین امتیاز (بدترین امتیاز) را به خود احتصاص دادند. اگر چه سیب زمینی که یکی از محصولات آبی با سطح بالای کشت در منطقه می باشد و مصرف آب و انرژی بالایی دارد، ولی به دلیل بهره وری فیزیکی و بهره وری اقتصادی بالا، سومین نمره شاخص کل را به دست آورد.

    نتیجه-گیری

     در این تحقیق محصولات کشاورزی بر اساس شاخص های مصرف آب و انرژی، بهره وری فیزیکی آب و انرژی و بهره وری اقتصادی آب و انرژی مقایسه شدند. بر اساس این شاخص ها، شاخص پیوند آب، انرژی و غذا محاسبه شد. همچنین نتایج می تواند به عنوان ابزاری موثر برای تعیین استراتژی های مناسب الگوی کشت، مدیریت منابع آب و انرژی در منطقه مورد استفاده قرار گیرد و مبنایی برای برنامه ریزی و سیاست های کشاورزی استان شود.

    کلیدواژگان: پیوند سیستم های آب-انرژی-غذا، بهره وری فیزیکی، بهره وری اقتصادی، دهگلان
|
  • Leila Saberpour, Saeid Soufizadeh *, Abdolmajid Mahdavi Damghani, Jafar Kambouzia, Ghorban Ghorbani Nasrabad Pages 1-14
    Introduction

    Cotton is one of the most important fiber plants in Iran which needs more production for national fiber sufficiency goal. Its cropping area in Iran is now about 140,000 ha in which 95.3% is irrigated; rainfed cotton is growing only in Khorasan, Golestan and Mazandaran. Planting date and nutrition management and their interactions are amongst the most important determinants of crop yield. 

    Material and methods

    Field experiment in 2016 in the fields of Cotton Research Center of Golestan province in Hashem Abad split plot factorial in a randomized complete block design was conducted. Treatments include the planting date as the main factor, cultivar (Latif and Golestan) and nitrogen (three levels: desirable, a third desirable and without fertilizer) as sub plots. The first planting date in the traits (TDM, LAI, CGR and RGR) was superior to the second planting date. Among the cultivars, Golestan cultivar showed a better response to Latif cultivar at zero fertilizer level and 160 kg ha-1 nitrogen fertilizer. 

    Results and discussion

    TDM variation and LAI of cotton cultivars during the growing season were three stages. The first stage, the phase of presentation, in which the TDM variations continued up to 55 and 61 days after planting and the rate of changes in the LAI, respectively, was 55 and 43 days after planting in the first and second planting dates. TDM accumulation changes up to 109 and 96 days, the LAI was about 88 and 96 days, the RGR was 55 and 61 days, and the CGR was 88 and 96 days after planting in the first and second plantings increased linearly. Maximum RGR and CGR were observed at cultivar Golestan cultivar at zero and 160 kg ha-1 in first planting date.

    Conclusion

    In general, first planting date (29 June) in comparison with the second planting date (12 July) caused higher DM production, LAI, RGR and vegetative growth and Golestan cultivar had better performance than Latif cultivar at 0 and 160 khNha-1. The maximum RGR at these two fertilizer level in Golestan cultivar was recorded at the first planting date which caused a significant difference for the time reaching maximum LAI.

    Keywords: Cotton, crop growth rate, Leaf Area Index, Nitrogen, planting data, relative growth rate
  • Hossein Momeni, Mohammadreza Shiri *, Eslam Majidi Hervan, Mahmoud Khosroshahli Pages 15-32
    Introduction

    The sustainability of agricultural systems plays a key role in adapting to climate change. There is ample evidence that biodiversity can increase the stability of ecosystem processes by changing environmental conditions. Therefore, the effectiveness of breeding programs requires a correct understanding of the reaction of breeding cultivars to environments with different climatic and soil conditions. Therefore, this study was conducted to assess the response of some new maize hybrids to divergent environmental conditions and determine their grain yield stability.

    Material and methods

    This study was conducted with 16 maize hybrids using a randomized complete block design with three replications in six locations, during the 2017 cropping season. Considering significant differences for hybrid × environment (GxE) interaction, stability analyses were performed using AMMI and GGE-biplot methods to determine stable and high-yielding hybrids.

    Results and discussion

    The results of the AMMI model showed that only the first two principal components of AMMI (AMMI1and AMMI2) were significant and described 68.53% of the variance of G×E interaction. Based on the results of statistics of the AMMI model (ASV and SPCA1), hybrids No. 16 (SC704) and 1 (KLM77002/3-1-1-1-1-1-1-3 × K18) were recognized as the most stable hybrids. Stability analysis by GGE biplot procedure explained 71.5% of grain yield variation due to two components of GGE. In addition, hybrids No. 16 and 1 were identified as superior and stable hybrids by the GGE biplot graphical method.

    Conclusion

    Generally, results of grain yield and stability analyses showed that hybrids No. 16 and 1 with 12.76 and 11.72 t/ha yields, respectively, were better than other hybrids across environments for yield and stability with wide adaptation and thus can be cultivated in Iran. Also, biplot analysis of correlation among environments revealed that Kermanshah, Esfahan, and Shiraz, as well as and Moghan and Miyandoab were closer and similar in ranking, grouping, and assessing stability. Also, Kerman and Karaj regions were less similar to other regions in terms of hybrids discrimination. Considering the high discriminate power of hybrids in Shiraz, Miyandoab, Kerman, and Karaj environments, and in order to decrease the costs, it is recommended to conduct future trials in the aforementioned environments.

  • Mostafa Behbouiehjozam, Mehdi Karimi *, Abdolamir Bostani Pages 33-48
    Introduction

    While more than 2 million tonnes of nitrogen (N) fertilizers are annually used in Iran, it is documented that only 20% of applied nitrogen N are uptaken in some wheat farms of Iran. In other words, around 80% of N fertilizers are lost through leaching and volatilization, which increases the potential of environmental contamination with the increased N input expenditure of the farmer, or stored in the soil. So, the present study was aimed to quantify the role of ammonia volatilization from Iranian soils and to introduce simple and helpful techniques for ammonia volatilization reduction in Iranian wheat farms.

    Material and methods

    Firstly, a modified closed dynamic airflow system was provided. Soil materials were provided from the Tea Research Institute located in Lahijan, Iran as well as the National Salinity Research station located in Ashkezar, Yazd, Iran. The soils with three levels of acidity (7.88, 6.5, and 7.88) were incubated with five sources of nitrogenous fertilizers including ammonium sulfate, ammonium nitrate, urea, sulfur coated urea, and potassium nitrate for 22 days. Daily and cumulative volatilized ammonium was collected in 20 ml of 2% boric acid indicator solution and it was titrated with 0.01 N HCl. The analysis of variance for different parameters was done following the ANOVA technique. When F was significant at p ≤ 0.05 level, treatment means were separated using DMRT.

    Results and discussion

    Results showed that soil acidity, fertilizer source, and their interactions had significant effects on total volatilized nitrogen, maximum volatilized rate, and day of highest volatilization rate. Total volatilized nitrogen depends on nitrogen fertilizer source and soil acidity. The results showed that more than 59% of applied ammonium sulfate at the soil with the pH value of 7.88 was lost through ammonia volatilization and resulted in air pollution. The volatilized nitrogen for sulfur-coated urea and potassium nitrate equaled 7.6 and 0.018% while that of ammonium nitrate and urea equaled 49%. The results showed that potassium nitrate had the minimum cumulative ammonium volatilization of less than 0.07 mg N and it was not affected by soil acidity. In addition, our results proved that soil pH reduction from 7.88 to 6.5, reduced total ammonia volatilization for ammonium sulfate and nitrate from 227.15 and 189.82 to 2.39 and 0.99 mg N, respectively. Total volatilized nitrogen from ammonium sulfate and nitrate from soils with pH of 4.5 were 2.51 and 1.33 mg N, respectively. While soil pH reduction from7.88 to 4.5 from soils treated with urea reduced ammonia volatilization from 188 to 157, this increased ammonia volatilization from sulfur coated urea from 29.2 to 87.05 mg N. In other words, our results proved that increasing soil pH resulted in a significant decrease in total volatilized ammonia from sulfur coated urea. The total volatilized nitrogen from soils with the pH values of 4.5, 6.55, and 7.88 was equal to 22, 20 and 6% of applied sulfur coated urea. The maximum volatilized rate of ammonium was affected by soil pH and fertilizer sources. With decreasing soil pH the maximum volatilization rate from urea fertilizer increased. A similar trend was found for sulfur-coated urea. However, the maximum volatilization rate from ammonium nitrate and sulfate increased with soil pH increase. Interestingly, soil pH had no significant effect on the maximum volatilized rate from potassium nitrate fertilizer and it was equal to 0.04 mg N per day.

    Conclusion

    As ammonia volatilization depends on N sources, it is possible to decrease ammonia loss by selecting the proper nitrogen fertilizer source. The results demonstrated that potassium nitrate had minimum ammonia loss and can be introduced as the optimum source of nitrogen fertilizer for a wide range of soil pH from 4.5 to 7.88. Ammonium nitrate and ammonium sulfate fertilizers had the least ammonia loss at soils with a pH of 6.55 and less. However, sulfur-coated urea had the least ammonia loss at soil pH of 7.88 and more.

    Keywords: Soil pH, Potassium nitrate, Nitrogen loss, Urea
  • Ava Heidari *, Negar Fallahi, Ensyeh Saberi, Parnian Hadian, Asma Azari, Yeganeh Hervay, Negar Hasany, Alireza Khorakian Pages 49-66
    Background and Aim

    Free plastic bags have practical benefits for consumers but because of their non-biodegradability and additives, they have adverse effects on the environment. Therefore, in this study, the factors affecting people's intention and behavior for using plastic bags with the Theory of Planned Behavior and Structural Equation Modeling were investigated.

    Methodology

    A total of 360 customers in 7 major hypermarkets in different areas of Mashhad responded the questionnaire. Data were analyzed using IBM SPSS Statistic 22 and AMOS 24 software. An extended model based on the Theory of Planned Behavior was introduced with the constructs including cognitive attitude, affective attitude, economic motivation, feedback, subjective norm, behavioral control, intention and behavior to determine the factors influencing the behavior.

    Results

    The results of this study showed that more than half of the respondents to the questionnaires were women and more than 30% of them were in the age group of 25-35 years. The effect of demographic information on the intention to reduce plastic bags in hypermarkets was examined by the Anova test.  Only the age (p 0.05) effect (coefficient of 0.16) on intention to reduce plastic bag. The norm with a coefficient of 0.41 has a positive and significant effect (p <0.001) on the intention.

    Conclusion

    The results showed that the structural equation model with appropriate fit could describe the relationships between variables. The main parameters of the Theory of Planned Behavior (attitude, subjective norms, and behavioral control) significantly describe the intention of using plastic bags. Adding new variables such as feedback and economic incentives to this theory will help determine other predictors of behavior. The norm is one of the most important variables that mediate the influence of other factors such as cognitive attitude, affective attitude, economic motivation, feedback, and behavioral control on intention to using plastic bag. Although the economic incentive has an effect on intention to use free plastic bags, it is appropriate to use the intervention approach based on the model presented in this study to find a solution.

    Keywords: Theory of planned behavior, Structure Equation Modeling, Plastic bag, Mashhad
  • Pouneh Abdolahi Salari, Sina Fard Moradinia * Pages 67-84
    Introduction

    Today, with the development of water treatment plants, sludge management has become one of the most important environmental issues that can be both a threat and an opportunity. Therefore, due to the increasing development of water treatment plants in the country and the production of a significant amount of sludge, it is necessary to take measures.

    Material and methods

    In this research, cationic polyelectrolyte and anionic polyelectrolyte of industrial grade from Basf company, Germany, polyaluminum chloride (AL2 (OH) n CL6) with industrial grade from Chinese company, ferric chloride (FeCl3) in industrial grade from Fanavaran Aria Mehvar company, ferric chloride (FeCl3) in industrial grade from Merc Germany, and aluminum sulfate (Al2(SO4)3) in industrial grade from Kimia Exir were purchased and used. The jar test was used to determine the appropriate type and amount of coagulants. In this experiment, sixglass containers and a stirrer were used to stir the contents of all the containers at the same time. One liter of the sample with pre-determined turbidity was added to each container. First, the mixer was set to a high speed of 200 rpm. Then for each coagulant, a certain range of it is added to the dishes at the same time and was mixed at 200 rpm for one minute. In the next step, the stirrer was placed on a slow speed of 20 rpm for 15 minutes, and finally the solutions were allowed to settle for 30 seconds and the turbidity of the top layer was measured. To compare sedimentation by coagulant and flocculant, 2% (w/v)of coagulant and flocculant were prepared and equal volume of each one was added to the sludge sample from Maragheh water treatment plant to improve the performance of materials in acidic and alkaline environments. . By creating acidic and equal alkaline environments for all samples, half-hour sedimentation was measured. To observe more sedimentation and compare the samples, 1, 2 and 3 hour sedimentation was also measured. In the last experiment, which was performed without coagulant and it was done just by raising the Tss and mixing with the sewage sludge, more settling time was given and a very good result was obtained. ​​Maragheh city is one of the environs of Tabriz. In this research, it was necessary to select an area which firstly had a water treatment plant and secondly had a wastewater treatment plant, which was possible in Maragheh city. Maragheh water treatment plant is located next to Sufi River dam and coagulant materials are used to treat drinking water in this city. The wastewater treatment plant of this city has two phases, which according to our need for the first settling sludge to increase the TSS, the first phase of this treatment plant was sampled and tested.

    Results and discussion

    In this study, the methods of reducing sludge from water coagulation using various coagulants and flocculants and changing their ratio in acidic and alkaline environments were evaluated. Also, coagulation of sludge from water treatment plants by raising TSS was investigated using initial sewage sludge containing detachable municipal wastewater solids. We also tried to evaluate the volume of sludge produced, the amount of ion removal, and the amount of residual ions by selecting different coagulants and changing their ratios. Sampling was done periodically from Maragheh water treatment plant and Maragheh wastewater treatment plant. In the experiment related to the mixture of sludge from the water treatment plant and sludge from initial sedimentation of sanitary wastewater treatment plant, ideal results were obtained so that the coagulation volume reached more than 50% and with increasing retention time, this efficiency increased by more than 70%. For 5 hours, the amount of sediment was only 80 ml, and 420 units had been deposited. The gelatinous sludge in the water treatment sludge, which is due to aluminum hydroxides and compounds of other coagulants with sludge, makes further dehydration impossible, and despite the increase in coagulant and the use of other coagulants, no good dewatering was performed. In order to obtain better results experiments were performed in acidic and alkaline environments to examine the extent of sludge reduction. In practice, in these environments, good results were not obtained and setteling failed , such as in neutral medium experiments,

    Conclusion

    According to the results of the experiments, it can be concluded that without any cost of materials, by giving time for settling, mixing the two types of sludge and using a variety of sludge drying methods, dewatering of this jelly sludge is possible. If this is done, surface water pollution will be prevented and the problem of disposing of this sludge will be practically eliminated.

    Keywords: Coagulants, Sedimented sludge, Jar test
  • Hamidreza Asgri *, Abdalhossein Boali, Ali Mohammadian Behbahani, Abdolrassoul Salmanmahiny, Babak Naimi Pages 85-106
    Introduction

    Desertification involves processes that are both the product of natural factors and the mismanagement of human beings. Adafic parameters and processes affecting soil condition, climate, groundwater, vegetation and management are the most important factors affecting the phenomenon of desertification in many arid and semi-arid regions. These parameters are investigated using different models in different regions.Therefore, this study was conducted to evaluate the desertification intensity based on groundwater and soil criteria in the west of Golestan province.

    Materials and Methods

    To determine the work unit map, topographic, geological, aerial photo interpretation, panchromatic band and multispectral Landsat satellite images and field visits were used. In this study, the Madalus method was used to prepare a map and evaluate the desertification situation. The geostatistical methods used in this research include kriging method, local estimator method (GPI), radial function method (RBF) and distance distance method (IDW). in Madalus model, 6 criteria and 20 indicators were used to evaluate the intensity of desertification. The scoring of each of the indicators was determined at the unit level in the region. The map of each criterion is also obtained through the geometric mean relationship between the indicators. To evaluate the accuracy of the model results, the desertification class in each of the work units according to the field evidence, observational and visual evaluation was performed and then the statistical comparison of the model desertification class with an expert opinion was performed. SPSS software and Mann-Whitney non-parametric test were used to validate the model results.

    Results

    In this study, according to the histogram of the data, the normality of the parameters was investigated. The mean square squared error (RMSE) was used to determine the most appropriate interpolation method. The weighted average score of desertification intensity of area 135 was obtained, which indicates the middle class. In terms of zoning of desertification intensity, the region was classified into three classes: low and insignificant with a frequency of 27 and medium with a frequency of 60 and severe with a frequency of 13. Among the criteria of desertification, the criterion of management and policy with an average weight of 148 points is the dominant and effective criterion of desertification, followed by the criterion of vegetation (145), the criterion of soil (141), the criterion of erosion (138), the criterion of climate. (122) and groundwater criteria (121) were in the next rank of effective desertification criteria in the region. Also, the most important indicators of desertification are the indicators of drought resistance, conservation operations and soil salinity, respectively. These indicators have increased the trend of desertification in the work units of abandoned lands, saline and wetland lands and saline lands located in the northeastern parts of the region. Based on the spatial distribution of classes with low and insignificant desertification intensity in the southern and eastern part of the region, the middle class in the western, central and northern parts and finally the severe desertification class are located in the northeastern parts of the region.

    Conclusion

    According to the obtained results, which indicate high evapotranspiration of the region, expansion of land salinity, unprincipled road construction and incomplete drainage.it seems that the management of desertification in the west of Golestan province, as one of the agricultural hubs, should be in the managerial priority of the officials and experts of the executive departments.Accordingly, it is proposed in order to control the process of desertification and achieve sustainable development in the region.treatment of industrial and domestic effluents for reuse for various purposes, Use of modern irrigation systems for agricultural lands, Placing low-yield crops in terms of water consumption in the region's crop rotation and As well as the necessary training to justify farmers to use pesticides and chemical fertilizers in the area.

    Keywords: Geographical information system, Modeling, Geostatistics, Madalus
  • Ehsan Sarlaki *, MohammadHossein Kianmehr, Marzieh Ghorbani Pages 107-130
    Introduction

    The stability and maturity indicators of composted biomasses are important to ensuring the quality of the final product, maintaining the consumer confidence, and guaranteeing the safe applicability in agricultural uses. In addition, due to the low energy density and bulk density, the composted biomasses face problems such as higher storage and transportation costs as well as overall costs in logistics management. Particle size reduction and densification of composted biomasses can partially overcome these challenges.

    Material and methods

    Sugarcane bagasse compost (SBC) was prepared from South bagasse processing development company (Biofer) to quality characterization and assessing the grinding process toward densification. For assessing the quality of SBCs, the physicochemical characterization as well as the analytical techniques were investigated through differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FT-IR) and scanning electron microscopy (SEM). In the following, a hammer-attrition mill was used to improving the physicomechanical properties and reducing the particle size of SBCs. To this end, an experimental design in the form of factorial design (D-optimal) was used to assessing the significance and optimization of the effects of moisture content of SCBs (8, 12, and 16 w.b.%) and screen opening size (1, 2.5, and 4 mm) and rotational speed (1400 and 2000 rpm) of hammer-attrition mill as independent variables on specific energy consumption and bulk density as design responses.

    Results and discussion

    The results obtained from chemical analysis exhibited that the properties of SBCs are accordance with existing standards. The SEM micrographs revealed a physical change on the surfaces of SBCs with a wrinkly and heterogeneous morphology along with longitudinal cracks with opening of fiber bundles in cellulose resulting from the degradation of lignin and hemicellulose. This trend was also demonstrated by XRD analysis, so that with increasing the crystallinity index (from 62 up to 75), the crystalline regions of cellulose in SBCs remained unchanged, but the amorphous regions, which includes hemicellulose and lignin, was slightly decomposed. Changes in functional groups from FT-IR spectra demonstrated that the microbial-biological degradation of lipids and carbohydrates, as well as dissociation of lignin and polyphenols was occurred in SBCs. From the DSC thermal curves, a glass transition temperature of 89.7 °C was obtained for SBCs, which due to the peak intensity at this point, the improved maturation and humification of SBCs is guaranteed. For both responses of specific energy consumption and bulk density of SBCs, a two-factor interaction (2FI) model with the highest correlation coefficient and the lowest standard deviation was proposed. The mesh opening size had the greatest effect among the parameters on the specific energy consumption and the bulk density.

    Conclusion

    The results demonstrated that the use of comprehensive analytical analyses for accurate and comparative study between the final composted biomasses and the raw materials in terms of stability and maturity indicators, is practical and reliable. Optimization results from D-optimal design showed that under optimum conditions of moisture content of 8 %w.b, 1-mm mesh opening size and rotational speed 1400 rpm of hammer-attrition mill, a minimum amount of SEC (141.38 KJ/Kg) and the maximum amount of bulk density (209.62 kg/m3) were introduced as optimum responses with the desirability function of 0.88.

    Keywords: Bulk density, FTIR, Milling, Specific energy consumption, Sugarcane bagasse compost
  • Hamzeh Saeediyan *, Hamidreza Moradi Pages 131-144
    Introduction

    The amount of soil permeability depends on the size of the holes, the concentration of liquid, and the surface tensile force. In fact, the factors affecting the initial porosity are also effective in permeability.The results of different researches show that soil permeability has been prioritized in different researches. In Iran, various researches have been conducted on soil physical and chemical properties and its relationship with permeability. This study was conducted based on infiltration field measurements under simulated rainfall conditions in order to determine the penetration rate and interaction effect between slope aspect and intensity of precipitation relative to acidic precipitation on Aghajari and Gachsaran formations.

    Material and methods

    In this study, in order to determine the interaction effect between slope aspect and rainfall intensity in soil permeability compared to acidic precipitation in the deposits of Gachsaran and Aghajari formations due to the existence of petroleum pollutants and air pollution, a part of Gypsum and Margha watersheds of Izeh city with an area of 1202 and 1609 hectares was selected. Then, soil permeability was sampled at 16 points and with three replicates in rangeland land use and in the northern, southern, eastern, and western aspects of Gachsaran and Aghajari formations at different rainfall intensities of 1 and 1.25 mm/min and in distilled water precipitation, the acidity of 4 and 5 was performed using kamphorst rain simulator.

    Results and discussion

    The results showed that in Aghajari formation, the interaction effect of slope aspect and rain intensity, as well as rainfall intensity had the highest sensitivity and slope aspect had the lowest sensitivity to soil permeability compared to acid rains. However, the Gachsaran Formation showed uniformity changes compared to acidic precipitation and showed positive effects on slope aspect and rain intensity and interaction effect of slope aspect and rain intensity almost all three concentrations. In addition, by increasing the amount of soil impregnated with acid rains, the amount of soil porosity will increase, which is due to this type of contamination on the main ingredients of soil and washing soil bonds. Of course, the slope aspect is also due to the different amount of clays in both Aghajari and Gachsaran formations due to erosion and different washing rates that are created from the beginning of the slope to its bottom especially in the Aghajari Formation and the influence of soil permeability on more acidic precipitations, as well as the existence of different organic matter in the main aspects of the slopes, especially in the northern and eastern slope aspects, creates a more complex situation in electrical charge changes, which necessitates further research to understand this complex mechanism.

    Conclusion

    In general, by increasing the acidic degree and increasing the penetration time, soil properties have been changed, including these changes can be noted the resistance characteristics and bearing capacity of the soil, which in the meantime, due to the amount of clay and different organic matter, causes more influence of acidic precipitation on soil permeability.

    Keywords: Slope aspect, Aghajari, Gachsaran formation, Soil Infiltration, Acidic rain
  • Naser Shafiei Sabet *, Faranak Feyzbabaei Cheshmeh Sefidi Pages 145-164
    Background and Purpose

    Land-use changes in developing countries have negative environmental and ecological consequences for the environment. Therefore, access to the updated information in land-use changes is necessary for the analysis of different needs of human settlements and adopting appropriate policies to ensure the future. Past studies and prediction of land-use in the future have a fundamental role in decision making and policymaking of land-use planners. The purpose of this study was to study land- use and its changes over the years 2001 - 2013 and to identify the land-use changes in Hamedan city and to simulate and future land- use and its changes by Ca - Markov model in 2010.Ingredients: After obtaining satellite images of TM, ETM, and OLI, preprocessing steps including radiometric and geometric corrections were performed on images. Then, using the support vector machine (SVM) algorithm. We used a support vector machine (SVM) to classify satellite images and divide the land- uses into four classes of residential and non - residential, barren lands and poor rangeland, garden lands, and irrigated farming, mountainous, and grassland. After land-use change detection and changes to predict the trend of these changes by the Markov chain model due to the high capability in detecting spatial - spatial component changes, for 2010.

    Results and Discussion

    The results of the present study indicate that over time, the growth and development of urbanization in this metropolis cause to expand the physical texture of the city in this region. Therefore, at the beginning of the study, the residential and non - residential land use area in this metropolis, if at the end of the period, the total area of the region has arrived. The study of land-use changes showed that from 1390 to 1392, residential and non - residential land uses were added to residential and non - residential land uses and the increase of the next land-use area was related to arid lands and pastures. Land- use and irrigated farming, along with mountain use, were among the number of land uses that had been decreased in 2010 compared to the previous year. This trend continues with time in a way that the area of residential and non - residential construction and bare lands continues to increase its area in 1390 and is added to the area of land uses. Finally, over the past year, it can be said that over the past year, the land- use of residential and non - residential areas and land use has decreased. This conversion has negative consequences in the future of the region to reduce the negative consequences of these changes in the future.

    Conclusion

    In this study, the automated cell model and Markov chain have a high ability to predict land-use changes in the future. It is also necessary to increase the land-use area for residential and non - residential and bare land uses and other uses such as garden lands, irrigated farming, mountain, and grassland are decreasing areas in the region. Therefore, planners should always consider this growth and expansion in the future to better plan their programs.

    Keywords: Automated cell model, Markov chain model, land-use class, image classification, Change detection
  • Hanieh Khodad Saryazdi, Samira Hosseinjafari, Mohammadreza Elmi * Pages 165-182
    Background

      This study investigated the effects of Yazd-Eghlid railway construction on some vegetation and soil characteristics of artemisia and camel grass species located in Kalmand-Bahadoran protected area.

    Materials and methods

    In order to evaluate the vegetation and soil variables in the studied types, random-systematic sampling method was used. Finally, the data obtained from vegetation measurements and soil experiments were analyzed using analysis of variance and Duncan test using SPSS software.

    Results and discussion

    The results of this study showed that the construction of a railway in the Kalmand-Bahadoran protected area and the measures taken during the construction process can have effects on the physical and chemical properties of soil and vegetation, which in the Artemisia type causes There was a significant decrease in the production of plant vegetative form srub (0.81 g) (P <0.05).

    Conclusion

    The construction of the railway and due to the activities that take place during the processes for the construction of the railway line units can cause the movement of soil around the railway, and this action provides the introduction of soil and water erosion in the region, which causes poor and decrease of soil quality around the areas near the railway and consequently the decrease of vegetation production in some areas.

    Keywords: : Protected Area, Railway, vegetation, Soil, Kalmand-Bahadoran
  • Omid Ashkriz, Babak Mirbagheri *, AliAkbar Matkan, Alireza Shakiba Pages 183-204
    Introduction

    Urban growth has accelerated in recent decades, therefore, predicting the future growth pattern of the city is very important to prevent some environmental, economic and social problems. The city of Tabriz has also experienced rapid growth of urban lands due to significant demographic changes, which requires accurate simulation of urban growth to prevent negative environmental and economic consequences. The purpose of this study is to evaluate the performance accuracy of the proposed machine learning algorithms by spatial cross-validation method in combination with the cellular automata model to simulate urban growth.

    Data and Methods

    In this study, to analyze urban land use changes, Landsat satellite images related to the years 1997, 2006 and 2015 were classified using the support vector machine algorithm. In the next step, change potential maps of non-urban to urban areas using random forest algorithms, support vector machine and multilayer perceptron neural network for two periods of calibration (1997 and 2006) and validation (2006 and 2015) based on distance from the main roads, distance from the city center, distance from built-up areas, distance from the rivers and railways, as well as slope, elevation and two-class (agricultural / barren) land use layer were produced as effective factors in the growth of the city. Finally, using the cellular automata model, the growth simulation of Tabriz city based on land use and change potential maps obtained from machine learning algorithms for the mentioned periods was performed. To prevent over-fitting of algorithms to training samples and to obtain optimistic results, in the process of extracting optimal parameters of machine learning algorithms, the spatial cross-validation method was used to reduce spatial correlation between training and test data.

    Results and discussion

    The results showed that the random forest algorithm with the area under the ROC curve of 0.9228 compared to the support vector machine and multilayer perceptron neural network algorithms with 0.8951 and 0.8726, respectively, had a better performance in estimating the change potential of non-urban to urban areas. Furthermore, in comparison with others, random forest also clearly showed local variations in potential change. Finally, the growth of Tabriz city was simulated using the cellular automata model based on the obtained change potential maps. Comparison of the prediction map in the validation period with the current situation of urban areas in 2015 showed that the accuracy of urban growth simulation model based on random forest with a Figure of Merit index of 0.3569 compared to models based on support vector machine and artificial neural network was more accurate in allocating non-urban to urban lands with 0.3496 and 0.3434, respectively.

    Conclusion

    As machine learning algorithms such as artificial neural network, support vector machines and random forest are capable of solving non-linear problems, using them is strongly recommended for urban growth simulation. Also, among the algorithms used in this research, the random forest algorithm based on ensemble learning has a higher advantage than the two support vector machine and the artificial neural network algorithms.

    Keywords: Urban growth simulation, cellular automata, Random forest, Support vector machine, Artificial Neural Network
  • Elnaz Asadi *, Abolfazl Deylami, Ali Keramatzadeh Pages 205-224
    Introduction

    In recent decades, global economic growth and industrialization have increased the demand for consumption of energy. The increasing demand for energy is met by burning fossil fuels which emit air pollution and greenhouse gas emissions. After the industrial revolution, energy generation has increased the amount of greenhouse gases abnormally, critically damaging the environment of countries. In this regard, the purpose of this study is investigating the determinants of carbon dioxide emissions (CO2) as an indicator of environmental quality and air pollution.

    Materials and methods

    This study has proposed a long-run relationship between CO2, economic growth, energy consumption, trade openness, financial development, and urbanization for a global panel of 11 countries spanning the period 2000–2015 using Fully Modified Ordinary Least Square (FMOLS) and Dynamic Ordinary Least Square (DOLS). In a first step, the LLC and IPS unit root tests were performed to examine the non-stationarity properties of our dataset. Then, Pedroni and Kao co-integration tests were applied to identify if there is a correlation between variables in the long term. In addition, the F (Chow) test was used to detect the best model. The software package used for estimation and analysis of the models is Eviews 10.

    Results and discussion

    Our manuscript first performs panel unit root test proposed by Levin, Lin, and, Chu (LLC) and Im, Pesaran and, Shin (IPS) to examine the null hypothesis that all the series have unit root. The results of IPS test indicate that the null hypothesis is rejected only for urbanization, implying that this variable is stationary, while for the other six variables the panel unit root test null hypothesis is not rejected. However, all tests confirmed that variables are stationary after first difference. It is hereby inferred that variables are first differenced stationary. Our results suggest that there is a need to examine co-integration among variables. In addition, we conduct Pedroni and Kao co-integration tests whose results reject the null hypothesis of no co-integration. The results of the F-test indicate that the panel model is the right choice. To help us choose between the fixed effects or random effects estimators, we conduct the Hausman test where the null hypothesis is that the preferred model is random effects. Our results from the Hausman test do not reject the null hypothesis, suggesting that the random effects estimator is more appropriate for our data than the fixed effects estimator. The results from the FMOLS and DOLS estimations indicate that energy consumption from renewable sources, trade openness, financial development, and urbanization had a negative impact on CO2 emissions, while the energy consumption from non-renewable sources had a positive impact. The positive impact of economic development on CO2 emissions was also investigated.

    Conclusion

    The results of the research imply that policymakers should focus more on public awareness of renewable energy, mainly in solar and wind power to alleviate environmental pressure and CO2 emission. The findings also suggest that the governments should set a price per ton on carbon i.e., a carbon tax. Furthermore, developed countries should transfer sophisticated technology to emerging and undeveloped countries to generate electricity and avoid unsafe climate change.

    Keywords: Air pollution, Greenhouse gases, CO2 Emission, FMOLS, DOLS
  • Morteza Sharif, Saeid Hamzeh * Pages 225-248
    Introduction

    One of the most important factors that play a major role in reducing soil fertility and ‎agricultural land degradation is soil salinization. Soil salinity problem is more sever in agricultural lands of ‎arid and semi-arid regions. In many cases, human activities and irrigation of agricultural lands with saline ‎water are the cause of salinization. This is a serious problem in different regions of Iran, especially in ‎Khuzestan province. Therefore, the present study has been conducted with the aim of monitoring and ‎evaluating the effect of Gotvand Dam on the salinization of the downstream area and changing its plant ‎ecosystem before and after water intake using remote sensing imagery.‎

    Material and methods

    The images used in the research, time series of two ETM +, OLI sensors from ‎‎2019-1999 have been collected using plant indices (NDVI, SAVI), biophysical index of leaf cover (LAI) ‎and salinity indices. The soil is classified by salient decision-making method of changes in halophyte and ‎Non-halophyte plants according to the threshold obtained from the indicators used in each year. Then, ‎the final results were evaluated according to the trend of changes obtained from the used indicators and ‎their correlation with changes in the plant ecosystem of the region.‎

    Results and discussion

    The rate of vegetation changes in the four years of 2018, 2013, 2002, and ‎‎1999 was more than other years, were prepared by the method of supervised classification of the area ‎under normal vegetation and saline plants. According to the results obtained in 1999, the total vegetation ‎area of the groves was about 1117 hectares, of which about 134 hectares were related to halophyte ‎vegetation. But in 2018, these values were estimated at 921 hectares, with areas covered by halophyte ‎changing to 445 hectares and halophyte to 476 hectares. ‎

    Conclusion

    The results of the study indicate the onset of the highest stresses in the plant ecosystem of ‎the region and the simultaneous decline in leaf cover and NDVI with the dewatering of Gotvand Dam ‎since 2011. This coincidence, which is due to the salinity of the water of Gotvand Dam Lake and ‎consequently Karun River, has a significant effect on increasing salinity and changes in soil quality of the ‎region and consequently increasing halophyte plants as well as high vegetation degradation in the region. ‎These conditions can create more serious challenges for the ecosystem of this area and in the long period ‎change the ecosystem and vegetation cover of this region to halophyte plants.‎

    Keywords: remote sensing, Landsat, Halophyte plants, LAI, SAVI‎
  • Vahid Moosavi, Mehdi Hayatzadeh *, Ayoob Karami, Nayereh Poormolaee Pages 249-268

    Yazd-Ardakan plain consists of political, economic, social and ecological systems. It has valuable agricultural products, cultural background, various industries of steel, tile, glass, textile, lime kiln, asphalt, brick and sand production industries and metal and non-metal mines. On the other hands the existence of vast intact deserts and natural areas and habitats bring this plane among very important places in Iran. Therefore, it’s is essential to comprehensively study the factors affecting different ecosystems services in this plain. The DPSIR framework with a systems approach is a useful tool to formulating executive and managerial strategies. DPSIR could finally identify practical solutions for sustainable development by determines the response to the driving forces and structuring the information, determining the important connections and comprehensive understanding of the problems. In the present study, the DPSIR system approach was used to evaluate the causal relationships of the environmental challenges of the Yazd-Ardakan plain in different sectors. This framework also used to evaluate the vulnerability and to suggest the planning strategies. From this, a chain of causal connections of driving force and the consecutive pressures on the environment was identified. By examining the effect of pressures, changes in environmental conditions, consequences and effects in the system were analyzed. Finally, according to the causal relationships, short- and long-term appropriate strategies to sustainable use of ecological, hydrological, economic and social services of the plain were suggested to the policymaker.

    Keywords: Vulnerability Analysis, Strategic planning, Ecosystem services, DPSIR
  • Shahrzad Rahmati, Mehdi Gholamalifard, Ali Gholamhosseini, Seyed Mahmoud Ghasempouri * Pages 269-286
    Introduction

    Species separation based on phylogenetic results can be supported by modeling whose input is habitat data. In the present study, two sister taxa that have been separated based on molecular documentation have been examined in terms of habitat influencing factors that may have been involved in this separation, as well as in terms of past and future historical distribution.

    Material and methods

    in order to model the distribution of species, Bio-Climatic variables from CHESLA database with variables of DEM, Slope and vegetation index were examined as habitat data to input the model. Also, the presence points of the species were filtered after collection in the reproductive interval and added to the models as train data. In this study, sdm package including eight models (GLM،GAM ، BRT، RF،CART ،SVM ، MaxEnt و MARS) in R software environment was used for modeling. Modeling of species distribution from the last glacial period to 2050 was also performed.

    Results and discussion

    the results showed the ecological niche separation of the species under the influence of environmental variables. . Also, according to the results, in 2050, suitability habitats for Embriza bruniceps species will be limited to the northeast of the country and for Embriza melanocephala species, suitability will be limited to areas in the south of Alborz mountain range, northwest and west of Iran.

    Conclusion

    According to the results the area of suitable habitats for Embriza melanocephala species in the west has been less than today, which according to studies,

    Keywords: sister taxa, Species distribution models, Habitat Suitability, Embriza bruniceps, Embriza melanocephala
  • Salah Mafakheri, Hadi Veisi *, Korous Khoshbakht, MohammadReza Nazari Pages 287-306
    Introduction

    Today, agricultural resource management is a fundamental task for managers and planners due to the need to address the challenging issues between the supply and demand sectors. Accordingly, many researchers have emphasized that water, food, and energy in the world are experiencing significant stress and scarcity, and demand for these resources will increase significantly in the coming decades. The main purpose of this study is to provide a method for decision makers in analysing the link between water, energy and food in the crop production system at the regional level and to perform a quantitative evaluation of it, which can be used to create a suitable and optimal cultivation pattern with Pay attention to the available resources of the area used.

    Materials and Methods

    The present article was conducted to evaluate the water-food-energy relations of agricultural products in Dehgolan County. The required data were collected through face-to-face interviews with farmers and agricultural jihad statistics. The proposed method of this paper is based on six indicators of water and energy consumption, mass productivity of water and energy and economic productivity of water and energy. Based on the set of these indicators, a water-food-energy index (WFENI) was calculated for each product. This method was applied to evaluate 7 main crops of wheat, potato, alfalfa, cucumber, barley, carrot and rapeseed in water farms of Dehgolan County in water year 2019-2020.

    Results and Discussion

    The results of data analysis showed that alfalfa and potatoes had the highest water consumption (13131 cubic meters per hectare) and energy (85404 megajoules per hectare), respectively. Barley had the lowest water consumption (4197 cubic meters per hectare) and energy consumption (31394.4 megajoules per hectare). The use of chemical fertilizers had the largest share in the energy sector (except alfalfa). In alfalfa crop, due to high mechanization operations, machinery had the largest share of energy consumption. Carrot was the most productive in water consumption (7.08 kg/ m3) and energy (1.03 kg/ mJ). ). Also, the lowest water and energy efficiency for canola (0.44 kg / m3) and energy (0.06 kg / MJ) were obtained. In the economic index of water and energy productivity, the highest values were obtained for cucumber (92959 Rials per cubic meter) and carrot (13202 Rials per megajoule), respectively. The lowest economic efficiency of water and energy was calculated with (1549 Rials per cubic meter) for carrots and (10688 Rials per megajoule) for canola. This study showed that the WEFNI calculated for carrot, cucumber, potato, wheat, barley, canola and alfalfa crops in Dehgolan city, respectively 0.86, 0.73, 0.51, 0.41, 4 / 0, 0.3 and 0.26. Carrots received the highest score WFENI (best score) and alfalfa the lowest score (worst score). Although potato, which is one of the water crops with a high level of cultivation in the region, has high water and energy consumption, but due to its high physical productivity and economic productivity, it obtained the third score of the total index.

    Conclusion

    In this study, agricultural products were compared based on indicators of water and energy consumption, physical productivity of water and energy and economic productivity of water and energy. Based on these indicators, the water, food and energy link index was calculated. The results can also be used as an effective tool to determine appropriate strategies for cultivation pattern, management of water and energy resources in the region and a basis for planning and agricultural policies in the county.

    Keywords: Water-Energy-Food System Nexus, Mass Productivity, Economic Productivity, Dehgolan