فهرست مطالب

فصلنامه مرتع و آبخیزداری
سال هفتاد و ششم شماره 1 (بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/03/31
  • تعداد عناوین: 6
|
  • عصمت الله قلجایی، شهرام خلیقی سیگارودی*، علیرضا مقدم نیا، آرش ملکیان صفحات 1-14
    برآورد قابل اعتماد بارش یکی از ضروری ترین نیازها در مدیریت منابع آب است. با این حال، در بسیاری از نقاط جهان، به ویژه ایران کمبود زمانی و مکانی داده های بارش بسیار محسوس است. لذا استفاده از اطلاعات ماهواره ای یکی از راهکارهای جبران کمبود اطلاعات می باشد. هدف از این پژوهش، مقایسه دقت اطلاعات بارش دو محصول TRMM-3B42 و PERSIANN-CDR در مقیاس روزانه است. محصولات این دو ماهواره بصورت رایگان در پیکسل سایز 0.25 درجه و روزانه در دسترس است. برای اینکار از بارندگی روزانه 12 ایستگاه در دامنه های جنوبی البرز در یک دوره آماری 2014-2000 استفاده شد. نتایج نشان ارجحیت این دو محصول ماهواره ای در پارامترهای آماری مختلف یکسان نیست، بطوریکه CDR و 3B42 به ترتیب 100% و 25% تعداد وقایع بارش را بیشتر از ایستگاه ها برآورد کرده اند. همچنین ماهواره PERSIANN نسبت به 3B42 بطور قابل توجهی از نظر پارامتر های RMSE, POD و CSI برتری دارد ولی در مقابل از نظر پارامتر های Bias و FAR ضعیفتر است. لذا انتخاب محصول ماهواره ای مورد نظر باید بر اساس پارامتر مورد توجه صورت گیرد.
    کلیدواژگان: بارندگی، ارزیابی خطا، 3B42 V7، CDR، دامنه های جنوبی البرز
  • رضا عرفانزاده*، محمد جعفری، میثاق قاسمپور صفحات 15-27
    این پژوهش با هدف بررسی تاثیر گونه همیشه سبز مای مرز (Juniperus sabina) و برگ ریز زرشک (Berberis integerrima) بر برخی ویژگی های خاک مراتع رویشگاه آن-ها انجام شد. در خرداد ماه، همزمان با رشد غالب گیاهان در مراتع البرز میانی، از هر گونه 10پایه انتخاب و نمونه های خاک از زیر تاج آنها از دو عمق صفر تا10 و 20-10 سانتی متر با مته برداشت شد و سپس ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک در آزمایشگاه اندازه گیری گردید. به منظور بررسی تفاوت یا عدم تفاوت این ویژگی ها در ارتباط با نوع گونه و عمق خاک، تجزیه واریانس دو طرفه اعمال گردید. همچنین از تجزیه واریانس یک طرفه و آزمون مقایسه میانگین LSD برای مقایسه ویژگی های خاک در هر یک از عمق های ذکر شده بصورت جداگانه برای هر گونه استفاده شد. نتایج تاثیر متفاوت گونه های چوبی برویژگیهای کیفی خاک را نشان داد. در عمق سطحی بیشترین مقدار ماده آلی کل (62/4درصد) و پایداری خاکدانه (08/36درصد) به طور معنی دار در زیر گونه J. sabina مشاهده گردید در حالی که بیشترین مقدار نیتروژن کل در زیر گونه B. integerrima (53/0درصد) مشاهده شد. در عمق پایینی بیشترین مقدار ماده آلی کل (19/5درصد) به طور معنی دار در زیر گونه J. sabina مشاهده شد. بیشترین مقدار تنفس میکروبی در هر دو عمق مربوط به توده علفی بود. تغییرات سایر ویژگی های خاک بین دو گونه چوبی و توده علفی معنی دار نبود. به طور کل نتایج این تحقیق حاکی از تاثیر متفاوت گونه های مختلف چوبی بر خاک مراتع می باشد که در فعالیت-های اصلاح و توسعه بایستی مد نظر قرار بگیرد.
    کلیدواژگان: جزایر حاصلخیز، علفزار، آللوپاتی، گونه های چوبی، کیفیت خاک
  • حنانه سادات سادات موسوی، افشین دانه کار*، علی جهانی، وحید اعتماد، فرنوش عطار صحراگرد صفحات 29-44
    شکل های مختلف توسعه کاربری و فعالیت های انسانی در مناطق تحت حفاظت، از پیشران های اصلی تغییر محسوب می شوند که با آثار متعددی بر زیستگاه ها، رویشگاه ها، تنوع و غنای گونه ها همراه است. هدف از این پژوهش مدل سازی اثر فعالیت های انسان بر تنوع پوشش گیاهی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و تعیین میزان اثرگذاری متغیرهای اکولوژیک و انسانی بر آن است. پژوهش حاضر در منطقه حفاظت شده البرز مرکزی تحت مدیریت استان البرز انجام شده است. جهت دستیابی به هدف مذکور، ابتدا تعداد 101 نمونه قطعه پلات گیاهی و 101 نمونه خاک برداشت و آنالیزهای مربوط به خاک و پوشش گیاهی بر نمونه های برداشت شده، انجام شد. در نهایت با استفاده از روش شبکه عصبی پرسپترون چند لایه و با استفاده از 18 متغیر ورودی شامل متغیرهای فیزیکی و شیمیایی خاک، متغیرهای فیزیوگرافی و متغیرهای انسانی، اثر فعالیت های انسان بر تنوع پوشش گیاهی در محدوده مورد مطالعه مدل سازی شد. با توجه به نتایج، مدل با ساختار 1-5-18 با بیش ترین مقدار ضریب تبیین در سه دسته داده آموزش، اعتبارسنجی و آزمون معادل 82/0، 81/0 و 68/0 بهترین عملکرد بهینه سازی ساختار را نشان می دهد. فاصله از جاده ها، هدایت الکتریکی و درصد ماده آلی خاک به ترتیب بیش ترین تاثیر را بر تنوع پوشش گیاهی در محدوده مورد مطالعه از خود نشان دادند. مدل ارایه شده در این پژوهش به عنوان سیستم پشتیبان تصمیم گیری در ارزیابی اثرات فعالیت های انسان بر تنوع پوشش گیاهی در مناطق تحت حفاظت کاربرد دارد و امکان پیش بینی میزان اثرات مذکور را بر تنوع پوشش گیاهی در این مناطق فراهم می کند.
    کلیدواژگان: پرسپترون چند لایه، شاخص تنوع زیستی، شبکه عصبی مصنوعی، فعالیت های انسانی، مناطق تحت حفاظت
  • فرشته بابایی دهکردی، عطاالله ابراهیمی، علی اصغر نقی پور*، مریم حیدریان صفحات 45-59

    تغییر اقلیم یکی از عوامل تعیین کننده اصلی در توزیع مجدد گونه ها و از دست دادن تنوع زیستی است. این مطالعه با هدف پیش بینی اثر تغییر اقلیم بر پراکنش جغرافیایی گونه علف گندمی (Agropyron intermedium) در کل استان چهارمحال و بختیاری واقع در زاگرس مرکزی صورت گرفت. نقاط حضورگونه مورد مطالعه بر اساس بازدیدهای میدانی در منطقه مورد مطالعه برداشت شدند. در این مطالعه، از یک رویکرد مدل سازی اجماعی با تلفیق پنج مدل توزیع گونه ای استفاده شد. پیش بینی پراکنش آینده گونه مورد مطالعه بر اساس سه سناریوی SSP126، SSP370، SSP585 و دو مدل گردش عمومی GFDL-ESM4 و MRI-ESM2-0 برای سال 2070 میلادی انجام شد. بر اساس نتایج ارزیابی ها، مدل های جنگل تصادفی و افزایشی تعمیم یافته به عنوان قابل اعتمادترین مدل ها برای پیش بینی پراکنش گونه های مورد مطالعه تعیین شدند. موثرترین متغیرها در مطلوبیت رویشگاه گونه علف گندمی، به ترتیب دامنه ارتفاعی، مجموع بارندگی پربارش ترین ماه، شیب و تغییرات فصلی دما بودند. بر اساس نتایج مطالعه، سطح رویشگاه مطلوب گونه علف گندمی، 21/26 درصد از کل منطقه مورد مطالعه برآورد شد. یافته ها نشان داد رویشگاه مناسب گونه علف گندمی تحت مدل گردش عمومی GFDL-ESM4 06/36 تا 20/63 درصد و بر اساس مدل ESM2-MRI 69/36 تا 17/65 درصد کاهش خواهد یافت. همچنین نتایج نشان داد که تغییر اقلیم، محدوده پراکنش گونه مطالعه شده را تغییر خواهد داد و احتمالا در آینده به سمت ارتفاعات بالاتر جابجا خواهد شد. نتایج مطالعه حاضر می تواند به منظور حفاظت از رویشگاه این گونه مرتعی و همچنین مکان یابی و احیا آن به کار روند.

    کلیدواژگان: تناسب رویشگاه، زاگرس مرکزی، مدل سازی اجماعی، مدل سازی پراکنش گونه ای، Biomod2
  • صادق دلفاردی، علی سلاجقه*، علیرضا مقدم نیا، محمد دانش یزدی، حسین هاشمی صفحات 61-75
    یکی از ورودی های اصلی مدل های هیدرولوژیکی نقشه شیب و متناسب آن نقشه شبکه آبراهه ای با دقت مناسب و بر اساس خصوصیات فیزیکی مدل مورد استفاده است. هدف از انجام این مطالعه، بررسی کارایی ابزار بسته priorityFlow در پردازش داده توپوگرافی با هدف بهبود استخراج نقشه شیب در حوضه فاریاب شرقی بوده است. بسته priorityFlow یک ابزار در محیط برنامه نویسی R است که هدف آن تولید نقشه شیب صحیح و تشکیل شبکه آبراهه های پیوسته و منطبق با شبکه آبراهه ای مشاهده ای است. برای پردازش نقشه رقومی ارتفاع و تهیه نقشه شیب، سه فایل ورودی شامل نقشه رقومی ارتفاع، نقشه معرف مرز حوزه آبخیز و نقشه معرف شبکه آبراهه های مشاهده ای منطقه مطالعاتی، مورد استفاده قرار گرفت. پس از تولید نقشه شیب با استفاده از این بسته، نتایج به دست آمده با خروجی های حاصل از سایر ابزارهای سنتی موجود در مدل هیدرولوژیکی پارفلو مقایسه شدند. به طور مشخص، نقشه شبکه آبراهه های مربوط به دو نقشه شیب توسط مدل پارفلو تحت شرایط نفوذپذیری بسیار کم سطح دامنه استخراج شدند و با شبکه آبراهه ای مشاهده ای حوضه مطالعه مقایسه شد. نتایج حاصل نشان داد که نقشه شیب تولیدی توسط ابزار بسته priorityFlow منجر به تولید شبکه آبراهه دقیق تر و منطبق بر شبکه آبراهه واقعی حوضه فاریاب شرقی شده است. همچنین، این بسته نرم افزاری قادر است نقشه شیب با دقت بهتر و بر پایه ارتباطات غیر قطری و در امتداد سطوح سلولی موجود در نقشه رقومی ارتفاع را در منطقه مطالعه تولید نماید.
    کلیدواژگان: پردازش توپوگرافی نقشه رقومی ارتفاع، ارتباطات غیر قطری، خصوصیات فیزیکی مدل پارفلو، حوضه فاریاب شرقی، شبکه آبراهه پیوسته
  • فرهاد حسنی درآباد، ناصر مشهدی*، امیررضا کشتکار صفحات 77-101

    محیط بیابانی یک محیط بادی است و باد بر آن حاکم است. پویایی فرسایش بادی هم توسط فرآیندهای طبیعی از جمله اقلیم و نوسانات آن و هم فعالیت های انسانی هدایت می شود. جداسازی علل اقلیمی و انسانی فرسایش بادی می تواند درک مکانیسم های محرک آن را بهبود بخشد. هدف پژوهش حاضر ، ارزیابی دینامیک مکانی-زمانی فرایند بادی بر اساس مرفولوژی تپه های ماسه ای و تحلیل همبستگی مکانی بین پویایی فرسایش بادی و نوسانات اقلیم است. بر اساس داده های هواشناسی، سنجش از دور و مشاهدات میدانی، تاثیرات نوسانات اقلیمی بر تغییرات زمانی و مکانی فرایند بادی با شاخص ایجاد و گسترش تپه های ماسه ای مورد ارزیابی قرار گرفت. داده های سنجش از دور MODIS برای مطالعه مرفولوژی تپه های ماسه ای مورد استفاده قرار گرفت. دما، بارندگی، سرعت باد و سایر داده های هواشناسی مورد استفاده در این مطالعه همگی از دو ایستگاه سینوپتیک قم و کاشان بدست آمدند. تجزیه و تحلیل کشیدگی و فرم تپه های ماسه ای ارگ مورد استناد به عنوان شاخص جهت باد نشان داد که منطقه مورد مطالعه تحت تاثیر رژیم بادهای منطقه قم (شمال غرب و غرب) می باشد. نتایج مطالعات اقلیم نشان داد که طی 27 سال گذشته، منطقه روند افزایشی در متوسط دمایی دارد، در حالیکه در همین دوره میانگین بارندگی در منطقه کاهش یافته است. رابطه بین شرایط خشکسالی و فرایند باد نشان داد که منطقه در طی سال های 1369 تا 1395 شرایط خشکسالی شدید را بیشتر از شرایط عادی یا خشکی غیر عادی تجربه کرده است.

    کلیدواژگان: ریخت شناسی تپه های ماسه ای، نوسانات اقلیمی، خشکسالی، پویایی فرسایش بادی، کشیدگی و شکل تپه های ماسه ای
|
  • Esmatullah Ghaljaee, Shahram Khalighi-Sigaroodi *, Alireza Moghaddam Nia, Arash Malekian Pages 1-14
    Reliable estimation of precipitation is one of the most essential needs in water resources management. However, in many parts of the world, especially in Iran, the lack of time and place of rainfall data is very noticeable. Therefore, the use of satellite information is one of the ways to compensate for the lack of information. The purpose of this research is to compare the accuracy of rainfall information of TRMM-3B42 and PERSIANN-CDR products on a daily scale. The products of these two satellites are available daily for free in the pixel size of 0.25 degrees. The daily rainfall of 12 stations in the southern slopes of Alborz in a statistical period of 2000-2014 was used. The results show that these two satellite products are not the same in different statistical parameters, so that CDR and 3B42 have estimated 100% and 25% more rainfall events than the stations, respectively. Also, PERSIANN satellite is significantly superior to 3B42 in terms of RMSE, POD and CSI parameters, but on the other hand, it is weaker in terms of Bias and FAR parameters. Therefore, the selection of the desired satellite product should be based on the proper parameters.
    Keywords: Daily Precipitation, Satellite precipitation products, TRMM-3B42, PERSIANN-CDR, Middle Alborz
  • Reza Erfanzadeh *, Mohammad Jafari, Misagh Ghasempour Pages 15-27
    This study aimed to investigate the effect of Juniperus sabina (evergreen) and Berberis integerrima (deciduous) and herbaceous patches on some soil properties (pH, EC, aggregate stability, microbial respiration, organic carbon and nitrogen) in their habitats. In June, when maximum growth of the dominant plant species in rangelands of central Alborz was occurred, of each plant patch, 10 patches were randomly selected and soil were collected beneath of the canopy species in each from two depths: 10-0 and 20-10 cm (in total 60 soil samples). Then, soil physico-chemical characteristics were measured in the laboratory. In order to examine the differences between each soil characteristics associated with patches and depths, two-way ANOVA using GLM was applied. In addition, one-way ANOVA and post-hoc tests were used to compare soil characteristics between patches, in each depth separately. The results showed different effect of different patches on the soil characteristics. In upper soil layer, the highest contents of organic matter (4.62%) and aggregate stability (36.08) were observed under J. sabina, while the highest total nitrogen was found under B. integerrima. In deeper soil layer, the highest content of organic matter (5.19%) was found under J. sabina. The highest microbial respiration contents in both depths were observed under herbaceous patch. The variation of other soil characteristics were less pronounced by type of patches. In general, the results of this study cleared that different woody plant species have different effects on soil characteristics, should be mentioned in the rangeland development and improvement projects.
    Keywords: Fertile islands, Grassland, Allelopathy, woody plants, Soil quality
  • Hannaneh Sadat Sadat Mousavi, Afshin Danehkar *, Ali Jahani, Vahid Etemad, Farnoush Attar Sahragard Pages 29-44
    Different forms of land use development and human activities in protected areas are considered to be the main drivers of change, which have many effects on habitats, habitats, diversity and richness of species. The purpose of this research is to model the effect of human activities on the diversity of vegetation using the artificial neural network method and determine the impact of ecological and human variables on them. This research was done in the Central Alborz protected area under the management of Alborz Province. To achieve the mentioned purpose, firstly, 101 plots and 101 soil samples were collected and, soil and vegetation analysis were performed on the samples. Finally, using the multilayer perceptron neural network method and using 18 input variables including physical and chemical variables of the soil, physiographic variables, and human factors variables , the effect of human activities on the diversity of vegetation in the study area modeled. According to the results, the vegetation diversity model with the structure of 1-5-18 according to the highest value of the coefficients of determination in the three categories of training, validation, and test data is equal to 0.82. 0.81 and 0.68 show the best structure optimization performance, distance from roads, electrical conductivity, and percentage of organic matter in the soil show the greatest effect on the diversity of vegetation in the study area. The model presented in this research is used as a decision support system in evaluating the effects of human activities on the diversity of vegetation in protected areas and provides the possibility of predicting the extent of these effects on the diversity of vegetation in these areas.
    Keywords: Artificial Neural Network, Biodiversity index, Human activities, Multilayer Perceptron, protected areas
  • Fereshteh Babaei, Ataollah Ebrahimi, AliAsghar Naghipour *, Maryam Haidarian Pages 45-59

    Climate change is one of the main determinants of plant species redistribution and biodiversity loss. This study aims to predict the impacts of climate change on the geographic distribution of Agropyron intermedium in Chaharmahal-va-Bakhtiari province as a part of Central Zagros, Iran. The presence points of studied species were recorded from our field surveys in the studied area. In this study, we used the ensemble predictions based on five species distribution models. The future projections were made for the year 2070 with three scenarios SSP126, SSP370, and SSP585, and two general circulation models GFDL-ESM4 and MRI-ESM2-0. According to the results, Random forest model and the generalized boosted model were recognized as the most reliable models for predicting species distribution. The most effective variables in the suitability of the A. intermedium species habitat were, respectively, elevation, Precipitation of wettest month, and slope. According to the finding, about 21.26% of the study area for A. intermedium species have had suitable habitats. The decline of suitable habitats of A. intermedium will be 36.06% to 63.20% under the GFDL-ESM4 general circulation model and 36.69% to 65.17% under MRI- ESM2 general circulation model due to climate change. The results also indicated that climate change will alter the range size of studied species and will probably shift to higher elevations in the future. The results of this study can be used to protect the habitat of the range plant species, as well as its rehabilitation and restoration.

    Keywords: Habitat Suitability, Central Zagros, Ensemble modeling, Species Distribution Modeling, Biomod2
  • Sadegh Dalfardi, Ali Salajegheh *, Alireza Moghaddam Nia, Mohammad Danesh Yazdi, Hossein Hashemi Pages 61-75
    Accurate slope map and the governing river network of a river basin are key inputs of hydrologic models. The purpose of this study was to investigate the effectiveness of the PriorityFlow tool in topographic data processing with the aim of improving slope map extraction in the eastern Faryab Basin. PriorityFlow is a tool in the R programming environment, which aims to generate the correct slope map and to form a network of continuous pathways that matches the observed river network. To process the digital elevation model and prepare the slope map, three input files were used, including the digital elevation model, the representative map of the watershed and the representative map of the observed river network of the study area. After producing the slope map using this package, the obtained results were compared with the outputs obtained from other traditional tools available in the Parflow hydrological model. Specifically, the river network map related to the two slope maps were extracted by the Parflow model under the condition of very low permeability of the domain surface and compared with the observed river network of the study basin. The results showed that the slope map produced by the PriorityFlow tool has led to the production of a more accurate river network that matches the real river network of the eastern Faryab basin. Also, this software package is able to produce the slope map with enhanced accuracy and based on non-diagonal connections along the cell levels in the digital elevation model of the study area.
    Keywords: Topographic processing of digital elevation model, Non-diagonal connections, Parflow physical attributes, East Faryab basin, Connected River network
  • Farhad Hasani Dorabad, Naser Mashhadi *, Amirreza Keshtkar Pages 77-101

    The desert environment is aeolian, being dominated by the wind. The dynamics of wind erosion are driven by both natural processes, including climate and its fluctuations, and human activity. Separating the climatic and anthropogenic causes of wind erosion can improve the understanding of its driving mechanisms. The aim of current research is to evaluate the spatio-temporal dynamics of the aeolian process based on the sand dunes morphology and the analysis of the spatial correlation between wind erosion dynamics and climate fluctuations. Based on meteorological, remote sensing and field observations data, the impacts of climate fluctuations on the temporal and spatial changes of the aeolian process were evaluated according to the indicator of the creation and expansion of sand dunes .MODIS remote sensing data was used to study the sand dunes morphology. The temperature, precipitation, wind speed and other meteorological data used in this study were all derived from two synoptic stations of Qom and Kashan. The analysis of the elongation and form of the sand dunes as the wind direction indicator showed that the studied area is affected by the winds region of the Qom (northwest and west). The results of climate studies showed that over the last 27 years, the region has a rising temperature trend, while the average precipitation in the region has decreased in the same period. The relationship between drought conditions and aeolian process showed that the region experienced severe drought conditions more than normal or abnormally dry conditions during 1369 to 1395.

    Keywords: Sand dunes’ morphology, climate fluctuations, Drought, Wind erosion dynamics, Sand dunes elongation