فهرست مطالب

تحقیقات آب و خاک ایران - سال پنجاه و چهارم شماره 3 (پیاپی 87، خرداد 1402)

مجله تحقیقات آب و خاک ایران
سال پنجاه و چهارم شماره 3 (پیاپی 87، خرداد 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/03/13
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مهدی ترابی، علیرضا شکوهی لنگرودی* صفحات 429-440

    ارزیابی تغییرات منحنی های شدت-مدت-فراوانی (IDF) تحت اثر تغییر اقلیم در آینده برای نمایش ضرورت اتخاذ روش های نوین در مدیریت سیلاب شهری از اهداف اصلی این تحقیق می باشد. در این پژوهش برای ریزمقیاس سازی مکانی، به علت نیاز به دقت زیاد در مناطق شهری، از روش دینامیکی و مدل تغییر اقلیم منطقه ای PRECIS استفاده شد. داده های مدل های گردش عمومی و منطقه ای جو از نظر قدرت تفکیک زمانی بزرگتر از آن هستند که بتوانند در تولید IDF برای بارش های کوتاه مدت بکار آیند. در این تحقیق از روشی خاص و دو مرحله ای برای تبدیل بارش روزانه به بارش های کوتاه مدت تا قدرت تفکیک 10 دقیقه استفاده شد. در این تحقیق در شهر رشت، به عنوان معرف اقلیم شبه مدیترانه ای، منحنی های IDF آینده دور (2070 - 2100) تولید شده و با همین منحنی ها در دوره تاریخی نزدیک و پس از حصول اطمینان از جهش اقلیمی رخ داده در دهه اول و دوم قرن بیست و یکم مقایسه شدند. نتایج نشان داد که برای رگبارهای با تداوم کوتاه مدت 10 الی 60 دقیقه برای همه دوره های بازگشت ها شدت بارش به طور قابل توجهی افزایش پیدا می-کند. از این رو بازنگری در منحنی های شدت-مدت-فراوانی (IDF) برای اتخاذ روش های نوین در مدیریت سیلاب شهری در شهر رشت ضروری است.

    کلیدواژگان: منحنی های شدت-مدت-فراوانی (IDF)، تغییرات اقلیمی، مدل اقلیمی منطقه ای، ریزمقیاس سازی زمانی، ریزمقیاس سازی دینامیکی
  • سحر امین خواه، محمدعلی محمودی*، عارف بهمنی، گلاله غفاری صفحات 441-454

    فرسایش آبی یک تهدید جهانی برای محیط زیست به شمار می رود که آثار سویی بر کیفیت خاک و آب دارد. مدل های فرسایش خاک ابزار مناسبی برای شبیه سازی فرسایش خاک، شناسایی نواحی مستعد فرسایش و نیز ارزیابی برنامه های عملیات حفاظت خاک می باشند. در این مطالعه از ابزار ارزیابی خاک و آب (SWAT) برای شبیه سازی رواناب و رسوب در حوضه آبخیز سد گاوشان در غرب ایران استفاده شد. بدین منظور از داده های اقلیمی بدست آمده از یک دوره زمانی 11 ساله، از اول ژانویه 2005 تا آخر دسامبر 2015، از ایستگاه های باوله، روانسر، سنقر، قروه، سنندج، کرمانشاه، کنگاور و کامیاران استفاده شد. همچنین دو روش متفاوت برای برآورد پارامترهای مدل بکار گرفته شدند. در روش مستقیم، که یک روش دترمینستیک (قطعی) بود، پارامترهای مدل بطور مستقل از نقشه های رقومی ارتفاع (DEM)، خاک، کاربری اراضی و نیز داده های اقلیمی برآورد شدند؛ در حالیکه در روش معکوس، که یک روش استوکاستیک (تصادفی) بود، مدل با استفاده از پارامترهای حساس آن به کمک روش SUFI-2 در نرم افزار SWAT-CUP واسنجی گردید. کارایی مدل در روش مستقیم با استفاده از ضرایب تبیین (R2) و نش- ساتکلیف (NS) و در روش معکوس با استفاده از P فاکتور و R فاکتور ارزیابی شدند. نتایج بدست آمده نشان داد که در روش مستقیم، بر اساس داده های ماهانه (2013-2008)، کارایی مدل برای رواناب رضایت بخش (66/0=R2؛ 63/0=NS) و برای رسوب نسبتا خوب (42/0=R2؛ 3/0=NS) بود. با اینحال، هنگامی که این داده ها در مقیاس ماهانه (میانگین روزهای هر ماه) میانگین گیری شدند، نتایج پیش بینی مدل برای رواناب (94/0=R2؛ 83/0=NS) و رسوب (61/0=R2؛ 53/0=NS) بهبود یافت. همچنین واسنجی پارامترهای مدل کارایی مدل را برای رواناب (6/0
    R فاکتور) و رسوب (4/0
    R فاکتور) افزایش داد. نتایج بدست آمده نشان می دهند که مدل SWAT از قابلیت مطلوبی برای تصمیم گیری در مدیریت حوضه آبخیز سد گاوشان برخوردار است.R فاکتور) و رسوب (4/0R فاکتور) افزایش داد. نتایج بدست آمده نشان می دهند که مدل SWAT از قابلیت مطلوبی برای تصمیم گیری در مدیریت حوضه آبخیز سد گاوشان برخوردار است.

    کلیدواژگان: رسوب، رواناب، گاوشان، مدل SWAT
  • حامد مازندرانی زاده*، یاسمن شکوهی فر صفحات 455-472
    اخیرا، افزایش تقاضای آب و آلودگی منابع آب، باعث تهدید منابع آب زیرزمینی شده است. هدف از این تحقیق بررسی میزان تاثیر سناریو های حفظ منابع آب زیرزمینی دشت مرودشت-خرامه و تاثیر آن بر بهبود روند کاهش حجم آبخوان با استفاده از رویکرد پویایی سیستم می باشد. شرایط فعلی آبخوان طی دوره آماری 1398-1384 شبیه سازی و با توجه به مقادیر مشاهده ای حجم آبخوان واسنجی شد. سناریوها به سه صورت بررسی اثر تغییراقلیم، تغییر حجم آب تخصیص یافته به کشاورزان از سد درودزن و تغییر الگوی کشت تحت سناریوهای SSP1-2.6 و SSP5-8.5 بر حجم آبخوان اعمال شده است. به منظور بررسی اثر تغییراقلیم بر آبخوان مرودشت-خرامه در دوره ی 1400 تا 1425، داده های بارش مدل GFDL-ESM4 تحت دو سناریو SSP1-2.6  و SSP5-8.5 در نظر گرفته شد. بررسی تاثیر تغییر اقلیم و رهاسازی از سد درودزن نشان داد که در سناریو SSP1-2.6 به ترتیب 50 و 49 میلیون مترمکعب و در سناریو SSP5-8.5 به ترتیب 54 و67 میلیون مترمکعب از حجم و تغذیه آب زیرزمینی کاسته می شود. همچنین با حذف محصول برنج از الگوی کشت دشت مرودشت-خرامه در شرایط اقلیمی آینده تحت دو سناریو SSP1-2.6 و SSP5-8.5   که به ترتیب 495 و 207 میلیون متر مکعب به حجم آبخوان افزوده می شود، بیشترین تاثیر را در افزایش حجم آبخوان  نسبت به کاهش 30 و 50 درصدی سطح زیرکشت برنج خواهد داشت. بنابراین در راستای مدیریت و حفظ منابع آب زیرزمینی، تغییر الگوی کشت و جایگزین کشت های پرمصرف  با کشت های کم مصرف ضروری است.
    کلیدواژگان: الگوی کشت، تغییراقلیم، سد درودزن، منابع آب زیرزمینی، VENSIM
  • مهرداد حسن نیا، بیژن نظری*، عباس ستوده نیا صفحات 473-495

    با توجه به سهم زیاد بخش کشاورزی از منابع آب مصرف شده، به منظور مقابله با بحران کم آبی توجه به افزایش بهره وری مصرف آب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این راستا اگرچه اصلاح الگوی کشت به عنوان یک راه حل اثرگذار پیشنهاد شده است، اما تلاش ها برای اجرای سیاست های اصلاح الگوی کشت تا حد زیادی ناموفق بوده است. از مهمترین دلایل اجرایی نشدن این سیاست ها می توان به اقتصادی نبودن الگوی پیشنهادی و عدم توجه به خواسته های بهره برداران اشاره کرد. در شبکه آبیاری دشت قزوین، دغدغه مورد نظر اجرا نشدن الگوی کشت توسط بهره برداران برای استفاده بهینه از منابع آب موجود می‎باشد. در این پژوهش براساس منابع کتابخانه ای، مرور مطالعات قبلی و طراحی پرسشنامه با طیف لیکرت، 25 گویه برتر به عنوان نمونه عبارات روش کیو انتخاب شد. سپس با استفاده از روش شناسی کیو از بهره برداران آب نمونه برداری به روش نمونه گیری هدفمند انجام شد. داده های جمع آوری شده با استفاده از نرم افزار KADE تجزیه و تحلیل شدند. نتایج نشان داد چهار دیدگاه غالب در میان بهره برداران وجود دارد که 45 درصد واریانس کل را تبیین نمودند. دیدگاه های شناسایی شده به ترتیب: «دیدگاه اقتصادمحور و فنی»، «دیدگاه نارضایتی اجتماعی-فنی و همراهی با سیاست گذاری»، «دیدگاه همراهی فنی، اجتماعی و محیط زیستی و کم توجهی به سیاست گذاری» و «دیدگاه تمرکز بر سیاست گذاری و کم توجهی به ابعاد اجتماعی و فنی» نام گذاری شدند. تمامی دیدگاه ها دارای قابلیت اطمینان بالاتر از 95/0 بودند که نشان می دهد دیدگاه های استخراج شده از پایایی و اعتبار خوبی برخوردار هستند.

    کلیدواژگان: تفکر کشاورز، ذهنیت، کشاورزی اقتصادی، منابع آب
  • زهرا حیدرپور، حسن قاسمی مبتکر*، مجید خانعلی، عبدالمجید لیاقت صفحات 497-512

    امروزه، افزایش تقاضای غذایی باعث افزایش مصرف انرژی شده که این امر پیامدهای زیست محیطی زیادی نظیر آلودگی هوا و گرمایش جهانی را به همراه دارد. آبیاری یکی از عملیات انرژی بر در کشاورزی است که انرژی زیادی را مصرف می کند و اثرات زیانبار زیست محیطی دارد. کاربرد روش های نوین آبیاری در کشاورزی از جنبه های مختلف قابل بررسی است. بنابراین، هدف از این تحقیق بررسی شاخص های انرژی و زیست محیطی تولید گردو در روش های آبیاری سطحی و تحت فشار است. داده های موردنیاز شامل اطلاعات مربوط به نهاده ها و انرژی مصرفی از باغات شهرستان های شهرکرد و سامان استان چهارمحال و بختیاری در سال زراعی 1400- 1401 با استفاده پرسشنامه و مصاحبه جمع آوری گردید. نتایج نشان داد که انرژی کل مصرفی تولید گردو در روش آبیاری تحت فشار 53/29573 و در روش آبیاری سطحی 46/25058 مگاژول بر هکتار است. این موضوع نشان می دهد در تولید گردو به روش آبیاری تحت فشار، علی رغم مصرف کمتر آب، انرژی کل مصرفی بیشتر است. در مورد عملکرد مغز گردو در دو سامانه مذکور تفاوت معنی داری مشاهده نشد. نتایج همچنین نشان داد در تولید گردو، پرمصرف ترین نهاده ها در روش آبیاری تحت فشار پلاستیک و کود حیوانی (به ترتیب حدود 32% و 15%) و در روش آبیاری سطحی کود ازته و کود حیوانی (به ترتیب حدود 30% و 25%) بود. شاخص نسبت انرژی گردو در روش های آبیاری تحت فشار و سطحی به ترتیب برابر با 77/2 و 58/3 به دست آمد. در کل از نظر شاخص های انرژی، روش آبیاری سطحی شرایط بهتری نسبت به روش آبیاری تحت فشار داشت. نتایج ارزیابی چرخه زندگی تولید گردو نشان داد در دو روش آبیاری، در آسیب به سلامت انسان و اکوسیستم ها بیشترین درصد را انتشارات مستقیم داشته است. به طور کلی بررسی شاخص های زیست محیطی تولید گردو در دو روش آبیاری نشان داد که استفاده از روش آبیاری تحت فشار باعث کاهش آسیب به محیط زیست می شود.

    کلیدواژگان: گردو، مصرف انرژی، سامانه های آبیاری، ارزیابی چرخه زندگی
  • جلیل هلالی، ابراهیم اسعدی اسکویی*، توران حسین زاده، منصوره کوهی، سیده مریم محمدی صفحات 513-531
    گرد و غبار پدیده اقلیمی زیان باری است که موجب خسارت به بخش های محیط زیست و کشاورزی می گردد. هدف این مطالعه بررسی روند و تغییرات فصلی و سالانه رخداد گرد و غبار در دوره بلندمدت اقلیمی 1977-2021 در اقلیم های خشک ایران در 42 ایستگاه سینوپتیک بود. ابتدا تغییرات روزهای گرد و غبار در دوره بعد از 2005 نسبت به دوره قبل 2005 و بلندمدت بررسی گردید. سپس تحلیل روند سری زمانی با روش رگرسیونی و تحلیل مکانی با روش های منکندال و سن محاسبه گردید. نتایج نشان داد تعداد روزهای گرد و غبار در دوره بعد از 2005 افزایش شدیدی نسبت به دوره قبل از 2005 و بلندمدت دارد. روند سری زمانی نیز وجود روند افزایشی را در اکثر اقلیم ها و ایستگاه ها نشان داد که شدیدترین شیب افزایشی در دوره های 2005 -2010 و بعد از 2011 دیده می شود. نتایج نشان داد فراوانی ایستگاه های با روند افزایشی معنادار در اقلیم فراخشک در مقیاس فصلی و سالانه به ترتیب تا 93 و 64، اقلیم خشک تا 83 و 83 درصد ایستگاه ها را در برگرفته است. از طرف دیگر، تغییرات افزایشی روزهای گرد و غبار 45 ساله در اقلیم فراخشک در زمستان، بهار، تابستان، پاییز و سالانه به ترتیب تا 68، 69، 68، 55 و 261 روز؛ اقلیم خشک به ترتیب 54، 31، 37، 45 و 187 روز؛ و اقلیم نیمه خشک به ترتیب 23، 21، 9، 12 و 58 روز رسیده است. بنابراین تغییر زمانی فراوانی تعداد روزهای گرد و غبار به طرف فصول زمستان و بهار است  که نشان دهنده گسترش این پدیده به فصول مرطوب است.
    کلیدواژگان: گرد و غبار، تحلیل روند زمانی-مکانی، اقلیم های خشک، منکندال
  • اشرف ملکیان*، علی اصغر جعفرزاده، شاهین اوستان، مسلم ثروتی صفحات 533-557
    پذیرفتاری مغناطیسی (χ) روشی سریع، غیرتخریبی و ساده برای تعیین خصوصیات خاک و توصیف فرآیندهای تشکیل خاک است که در سطوح ژیومورفیک مختلف، به منظور بررسی اثرات فاکتورهای تشکیل خاک (پستی و بلندی، مواد مادری و...) مورد مطالعه قرار می گیرد. این پژوهش با هدف بررسی اثرات اشکال مختلف آهن، زهکشی، کاربری اراضی و فعالیتهای انسانی (کشاورزی) بر تغییرات پذیرفتاری مغناطیسی خاک و بررسی شاخص های هوادیدگی CIW، CIA  و CPA  در واحدهای ژیومورفیک مختلف در سال 1400 در منطقه مطالعاتی چالدران در شمال غربی ایران و در استان آذربایجان غربی انجام گردید. بدین منظور 9 خاکرخ شاهد در پنج واحد ژیومورفیک غالب در منطقه ازجمله دشت دامنهای، پدیمنت پوشیده، مخروطه افکنه، دشت و دشت سیلابی حفر و ارزیابی گردید. پس از تشریح و نمونهبرداری از افق های ژنتیکی خاک رخهای حفرشده، خصوصیات فیزیکوشیمیایی نمونه ها به همراه ویژگی های مغناطیسی آنها و شاخص های هوادیدگی CIW، CIA و CPA اندازهگیری شد. دامنه پذیرفتاری مغناطیسی خاک های منطقه که تحت تاثیر رسوبگذاری، خاکسازی ، هوادیدگی و کشت و کار قرار داشت، ازkg−1  3m 10-8 × 90/42 تا 20/1053 متغیر بود. همچنین، میانگین مقدار χlf  خاک رخهای مورد مطالعه در ژیوفرمهای مختلف به صورت دشت سیلابی > مخروط افکنه > پدیمنت پوشیده > دشت > دشت دامنه ای مشاهده گردید. با وجود اینکه مقادیر پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به فرکانس نمونه های خاک مورد بررسی بین 07/0 تا 50/3 درصد متغیر بود؛ اما در بیشتر افقها مقدار χfd  کمتر از 2 درصد اندازهگیری گردید. این نتیجه نشان دهنده حضور ذرات درشت چندحوزهای در منطقه است که از طریق مواد مادری اضافه شده اند. همچنین نتایج مقادیر شاخصهای هوادیدگی CIA، CIWو CPA و همچنین منحنی A-CN-K و ترکیب شیمیایی اکسیدهای عناصر مورد مطالعه نشان دهنده مرحله هوادیدگی ضعیف تا متوسط در منطقه است. بر اساس نتایج بهدست آمده، آبشویی مواد دیامغناطیس به لایه های زیرین خاک، انتقال کانی های فری مغناطیس توسط آب و فعالیت های کشاورزی، منجر به تغییرات روند χlf با عمق شده است. همچنین نتایج نشان داد که شرایط اکوییک به علت زهکشی ضعیف در خاکهای مورد مطالعه موجب کاهش پذیرفتاری و میزان Fed  شده است.
    کلیدواژگان: آهن، واحدهای ژئومورفیک، آهن پدوژنز، زهکشی، کاربری اراضی
|
  • Mehdi Torabi, Alireza Shokoohi * Pages 429-440

    One of the main goals of this research is to evaluate the changes in intensity-duration-frequency (IDF) curves under the effect of climate change in the future to show the necessity of adopting new methods in urban flood management. In this research, the dynamic method and the PRECIS regional climate model were used for spatial downscaling, due to the need for high accuracy in urban areas. The data generated by general and regional circulation models are too large in terms of temporal resolution to be used in the development of IDF for short-term precipitation. In this research, a special and two-step method was used to convert daily rainfall into short-term rainfall up to a resolution of 10 minutes. In this research in the city of Rasht, as representative of the Semi-Mediterranean climate, the IDF curves for the distant future (2070-2100) were produced and were compared with the curves in the near historical period to ensure using the data belonging to the first and second decades of the 21st century, i.e. after occurring the climate jump in the region. The results showed that for storms with a short duration of 10 to 60 minutes for all return periods, the intensity of precipitation increases significantly. Therefore, it is necessary to review the intensity-duration-frequency (IDF) curves to adopt new methods in urban flood management in Rasht City.

    Keywords: Intensity-Duration-Frequency curves (IDF), climate change, Regional climate model, Temporal downscaling, Dynamic downscaling
  • Sahar Aminkhah, Mohammad Ali Mahmoodi *, Aref Bahmani, Golaleh Ghaffari Pages 441-454

    Soil erosion by water is a global threat to the environment which negatively affects soil and water quality. Soil erosion modeling is an efficient method to simulate soil erosion, to identify sediment source areas, and to evaluate soil conservation measures. In this study the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) was used to model runoff and sediment in Gawshan dam watershed in west of Iran. For this purpose, climatic data obtained from a period of 11 years, from January 1, 2005 to the end of December 2015, from the stations of Bavale, Ravansar, Sanghor, Ghorve, Sanandaj, Kermanshah, Kangavar and Kamiyaran were used. We used two different approaches for estimating of model parameters. In the forward deterministic approach model parameters were independently derived from digital elevation model (DEM), soil and land use maps and climate data, whereas in the inverse stochastic approach model calibration were performed by sensitive model parameters using Sequential Uncertainty Fitting (SUFI-2), which is one of the programs interfaced with SWAT, in the package SWAT-CUP (SWAT Calibration Uncertainty Programs). Model performance was evaluated using the coefficient of determination (R2) and Nash-Sutcliff efficiency (NS) for forward approach and P factor and R factor for inverse approach. Results showed that in the forward approach, based on monthly data (2008-2013), the model performance was satisfactory for runoff (R2=0.66; NS=0.63) and fair for sediment (R2=0.42; NS=0.3). However, model prediction improved for both runoff (R2=0.94; NS=0.83) and sediment (R2=0.61; NS=0.53) when they were averaged on monthly basis. Calibration of the model parameters improved its performance for runoff (P factor>0.6; R factor<1) and sediment (P factor>0.4; R factor <1). These results demonstrated that the SWAT has the potential to be used as a decision making tool for Gawshan dam watershed management.

    Keywords: Gawshan, Runoff, Sediment, SWAT
  • Hamed Mazandarani Zadeh *, Yasaman Shokohi Far Pages 455-472
    Recently, the increase in water demand and the pollution of water resources have threatened groundwater resources. The purpose of this research is to investigate the impact of the conservative scenarios of groundwater resources and its effect on the restriction of the aquifer volume reduction process using the system dynamics approach in Marvdasht-Kharameh plain.The current conditions of the aquifer during the statistical period of 2005-2018 were simulated and recalibrated according to the observed values of the aquifer volume. The scenarios have been applied in three ways to investigate the effect of climate change, changing the amount of water allocated to farmers from Doroudzan dam and changing the cultivation pattern under the scenarios SSP1-2.6 and SSP5-8.5 on the volume of the aquifer. In order to investigate the effect of climate change on Marvdasht-Kharameh aquifer in the period from 2021 to 2046, the rainfall data of GFDL-ESM4 model under two scenarios SSP1-2.6 and SSP5-8.5 were considered. The study of the impact of climate change and the release of the Darudzen dam showed that the volume and recharge of groundwater will decrease in the scenario SSP1-2.6 (50 and 49 million cubic meters respectively), and in the scenario SSP5-8.5 (54 and 67 million cubic meters respectively),. Also, by removing the rice crop from the cultivation pattern of Marvdasht-Kharameh plain in the future climate conditions under two scenarios SSP1-2.6 and SSP5-8.5, which will add 495 and 207 million cubic meters to the aquifer volume respectively, the greatest effect on increasing the aquifer volume will be achieved. It will have 30 and 50 percent reduction in the area under rice cultivation. Therefore, in order to manage and preserve groundwater resources, it is necessary to change the cultivation pattern and replace high consumption crops with low consumption crops.
    Keywords: Cultivation pattern, climate change, Doroudzan Dam, Groundwater Resources, VENSIM
  • Mehrdad Hassannia, Bijan Nazari *, Abbas Sotoodehnia Pages 473-495

    The large share of the agricultural sector in the consumed water resources shows the importance of agriculture water productivity improvement for coping with the water shortage crisis. Cropping pattern modification has been proposed as a key solution in this improvement. The efforts to implement cropping pattern modification policies have been largely unsuccessful. One of the most important reasons for failure to implement the cropping pattern is the uneconomical nature of the proposed model and the lack of required attention to stakeholders. In the Qazvin plain irrigation network, the concern is that the cropping pattern is not implemented by the stakeholders for the optimum use of the available water resources. In this research, based on previous studies review, the questionnaire survey was designed based on the Likert scale. Then, the stakeholders were sampled by purposive sampling using the Q methodology and the top 25 statements were selected as Q sets. The collected data were analyzed using KADE desktop software. The results showed that there are four dominant perspectives among the stakeholders those explain cumulative variations by 45 percentages. The identified perspectives were classified as follows: «Economy oriented and technical perspective», «perspective of socio-technical dissatisfaction and in favor with policy making», «perspective of agreement with technical, social and environmental issues and low attention to policy making» and «perspective of focus on policy making and paying little attention to social and technical issues». All perspectives had a reliability higher than 0.95, which shows perspectives have good reliability and validity.

    Keywords: Economic agriculture, Farmer', s thinking, Mentality, water resources
  • Zahra Heidarpour, Hassan Ghasemi-Mobtaker *, Majid Khanali, Abdolmajid Liaghat Pages 497-512

    Today, the increase in food demand has led to an increase in energy use, which has some environmental consequences such as air pollution and global warming. Irrigation is one of the energy-intensive operations in agriculture, which consumes great part of energy inputs and has harmful environmental effects. Applications of modern methods of irrigation in agriculture can be considered from different aspects. So, the aim of this study was to evaluate the energy and environmental indicators of walnut orchards under surface and pressured irrigation methods. The required data, including information about inputs and energy consumed in walnut orchards, were collected using questionnaires and face-to-face interviews in Shahr-e Kord and Saman region of Chaharmahal and Bakhtiari province. The collected data belonged to the production period of 2021–2022. The averages of total energy consumed for walnuts production in pressured and surface irrigation systems were 29573.53 and 25058.46 MJ ha−1, respectively. This shows that despite less water consumption in the pressured irrigation system, the total energy input in this irrigation system is more than the surface irrigation system. No significant difference was observed regarding the performance of walnut in the two mentioned irrigation systems. The inputs energy consumption in the walnut production with the pressurized irrigation system were highest for plastic and farmyard manure (about 32% and 15%, respectively); while in surface irrigation system, the share of nitrogen fertilizer and farmyard manure were highest (about 30% and 25%, respectively). Energy ratio of walnut production in surface irrigation systems was computed as 3.58, while the corresponding value in pressured system was 2.77. In other words, surface irrigation had better conditions in terms of energy indicators. The LCA results of walnut production showed that in the two irrigation systems, the greatest effects in human health and the ecosystems are from on-farm emissions. In general, the investigation of the environmental indicators of walnut production in the two irrigation systems showed that the use of the pressured irrigation system reduces the environmental damage.

    Keywords: Walnuts, Energy consumption, irrigation systems, Life Cycle Assessment
  • Jalil Helali, Ebrahim Asadi Oskouei *, Touran Hosseinzaheh, Mansoureh Kouhi, Seyedeh Maryam Mohammadi Pages 513-531
    Dust storm (DS) is a harmful climatic phenomenon that causes damage to the environment and agriculture. The aim of this study was to investigate the trend analysis of seasonal and annual changes of DS during climatic period of 1977-2021 in arid climates of Iran in 42 synoptic stations. First, the long term changes of DS, before and after 2005 were compared togeather and investigated. Then, time series trend analysis was performed using regression method and spatial analysis by Menn-Kendall and Sen`s Slope methods. The results showed an increase of DS after 2005. The trend of time series also showed an increasing trend in most climates and stations, with the most intense increasing slope during the periods of 2005-2010 and after 2011. The results showed that the frequency of stations with a significant increasing trend in the semi-arid climates on a seasonal and annual basis were up to 93 and 64; and in arid climates up to 83 and 83 percent of the stations, respectively. On the other hand, the incremental changes of 45-year DS in the extra arid climate in winter, spring, summer, autumn and whole year were up to 68, 69, 68, 55 and 261 days; in arid climate up to 54, 31, 37, 45 and 187 days; and in semi-arid climate has reached 23, 21, 9, 12 and 58 days, respectively. Therefore, the temporal change of DS is towards the winter and spring seasons, which indicates the spread of this phenomenon to the wet seasons.
    Keywords: Dust storm (DS), spatiotemporal trend, Arid climates, Mann-Kendall trend
  • Ashraf Malekian *, Ali Asghar Jafarazdeh, Shahin Oustan, Moslem Servati Pages 533-557
    Magnetic susceptibility (χ) is a fast, non-destructive and simple method for determining soil properties and describing soil formation processes, which has been studied at different geomorphic levels, in order to investigate the effects of soil formation factors (elevation, elevation, and parent materials). This research aims to evaluate the changes of different forms of iron, drainage, land use and human activities (agriculture) on changes in soil magnetic receptivity and investigate CIW, CIA and CPA aeration indices in different geomorphic units in the year 2021 in Chaldaran study area in the northwest Iran and West Azarbaijan province. For this purpose, 9 test soils were excavated and evaluated in five dominant geomorphic units in the region, such as slope plain, covered pediment, alluvial cone, plain and flood plain. After dissection and sampling from the genetic horizons of the excavated rocks and transporting them to the laboratory, the physicochemical properties of the samples were measured along with their magnetic properties and aeration indices of CIW, CIA and CPA. The results showed that the range of magnetic receptivity of the soils of the region varied from 42.90 x 10-8 to 1053.20 m3 kg-1. Also, the average value of χlf of the studied soils in different geoforms was observed as flood plain > alluvial cone > covered pediment > plain > slope plain. Although the values of magnetic receptivity depending on the frequency of the examined soil samples were variable between 0.07% and 3.50%; But in most horizons, the value of χfd was less than 2%. This result indicates the presence of multi-domain coarse particles in the region that were added through parent material. Also, the results of CIA, CIW and CPA aeration indices indicate the stage of weak to moderate aeration in the region. Further, it was observed that the leaching of diamagnetic materials to the lower soil layers, ferrimagnetic minerals transferred by water and agricultural activities, has led to changes in the χlf trend with depth. Also, according to the A-CN-K curve and the chemical composition of the oxides of the studied elements, a moderate aeration process was observed in the region. On the other hand, the studied region is affected by water sediments and agricultural activities; It seems that carrying out the processes of sedimentation, soil formation, aeration and cultivation in this area has changed the chemical composition of the soils. Finally, it can be concluded that the equitic conditions caused a decrease in the acceptability and amount of Fed due to poor drainage in the studied soils.
    Keywords: Iron, Geomorphic surfaces, Pedogenesis Iron, Drainage, Land Use. Alfisols