علوم آب و خاک

در آبیاری بارانی افزایش یکنواختی توزیع آب در صورتی امکان‌پذیر است که عوامل و پارامترهایی که موجب کاهش آن می‌شوند مانند سرعت باد، فاصله، آرایش و نوع آبپاش‌ها، شناسایی و تا حد ممکن کنترل شوند. در این تحقیق به‌منظور بررسی اثر سرعت باد، فشار، فواصل و آرایش آبپاش‌ها بر یکنواختی توزیع آب آزمایش‌هایی براساس استاندارد (1990) 2/7749 ISO برای دو آبپاش،°25ADF با سه نازل و Nelson مدلAPV 80 Fبا یک نازل که به‌ترتیب نمونه داخلی و خارجی هستند انجام شد. آزمایش‌ها به‌صورت آبپاش منفرد در محدوده فشارهای توصیه شده توسط کارخانه‌های سازنده آبپاش‌ها، در سرعت‌های باد موجود برای سه فاصله آبپاش روی لوله فرعی (22،26 و 30 متر) انجام گردید. با توجه به‌نتایج به‌دست آمده آبپاش Nelson نسبت به‌ تغییرات سرعت باد و فشارهای در‌‌نظر گرفته شده نوسانات کمتری از لحاظ ضریب یکنواختی نسبت به آبپاش ADF داشت. برای آبپاش ADF فشار 5/4 بار مناسب‌تر بود. فشارهای در‌نظر گرفته شده برای آبپاش Nelson تفاوت معنی‌داری با هم نداشتند. نتایج به‌دست آمده نشان داد که با کاهش نسبت فواصل آبپاش‌ها به قطر پراکنش در فاصله‌های درنظر گرفته شده ضریب یکنواختی افزایش می‌یابد. برای آبپاش‌های مورد مطالعه در آرایش‌های مربعی و مستطیلی نسبت فواصل آبپاش‌ها به قطر پراکنش در حدود 4/0 تا 5/0 پیشنهاد می‌شود.

کرم‌های خاکی به‌دلیل نقش اساسی در بهبود خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک، مهم‌ترین جزء فون خاک محسوب می‌شوند. به‌منظور بررسی تأثیر کرم‌های‌ خاکی بر برخی از خواص شیمیایی خاک و شاخص‌های رشد گیاه، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در شرایط گلخانه‌ای به‌مدت 140 روز اجرا گردید. فاکتور اول شامل حضور یا عدم حضور کرم‌های خاکی (Eisenia foetida)، فاکتور دوم مواد آلی مختلف شامل شاهد (بدون مواد آلی)، کمپوست ضایعات هرس سیب و انگور، کاه‌ و‌کلش گندم، ضایعات عرقیات گیاهی و هرس درختان سیب و انگور و فاکتور سوم شامل حضور یا عدم حضور گیاه ذرت (برای بررسی خواص منطقه ریزوسفر) بود. در پایان دوره رشد، برخی خصوصیات شیمیایی خاک شامل مقادیر نیتروژن کل، کربن آلی، آمونیوم و نیترات و شاخص‌های رشد گیاه اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد که کاربرد موادآلی و کرم‌خاکی تأثیر معنی‌داری بر خصوصیات شیمیایی اندازه‌گیری شده داشت. کمپوست ضایعات هرس (PWC) در مقایسه با سایر بقایای آلی بیشترین تأثیر را در مقدار آمونیوم و نیترات داشت، به‌طوری که میزان این عناصر را به‌ترتیب 7/1 و 3/3 برابر در مقایسه با تیمار بدون مواد آلی (شاهد) افزایش داد. همچنین در تیمار کمپوست ضایعات هرس (PWC)، مقدار کربن آلی در خاک ریزوسفر نسبت به‌غیر ریزوسفر از 9/0 به 32/1 درصد افزایش نشان داد. حضور کرم‌های خاکی شاخص‌های رشد گیاه از جمله اندام هوایی و وزن خشک ریشه گیاه را به‌ترتیب 34 و 30 درصد نسبت به‌شرایط بدون کرم‌های‌ خاکی افزایش داد. مقادیر آمونیوم و نیترات خاک در شرایط حضور کرم ‌خاکی به‌ترتیب 32 و 49 درصد افزایش نشان داد. به‌طور کلی استفاده از مواد آلی مختلف با تلقیح کرم‌خاکی نتایج مطلوب‌تری نسبت به شرایط عدم حضور کرم خاکی به‌همراه داشت.

برآورد توزیع مکانی مقادیر تبخیر و تعرق (ET) برای مدیریت کشاورزی و منابع آب ضروری می‌باشد. مطالعه حاضر با هدف تخمین ET با استفاده از الگوریتم توازن انرژی در سطح زمین (Sebal) و داده‌های ماهواره‌ای سنجنده TM خرداد سال 1388 در‌منطقه دامنه استان اصفهان صورت گرفته است. به‌منظور محاسبه ET کلیه اجزاء مدل توازن انرژی و پارامترهای مربوطه شامل تابش خالص آلبیدوی سطحی، تابش امواج کوتاه و بلند ورودی و خروجی، گسیلمندی سطح، شار گرمای خاک، شار گرمای محسوس، شاخص گیاهی NDVI، شاخص سطح برگ و دمای سطحی با استفاده داده‌های سنجنده TM تصحیح هندسی و رادیومتریک شده، استخراج گردید. نتایج نشان داد که مقادیر ET در اراضی کشاورزی حدود 2/7 میلی متر در روز است که تقریباً برابر مقدار 99/6 میلی متر به‌دست آمده از روش پنمن- مانتیث در ایستگاه هواشناسی سینوپتیک داران می‌باشد. بنابراین پهنه‌بندی‌های ET، که تقریباً معادل نیاز آبی گیاهان می‌باشد، از طریق داده‌های ماهواره‌ای می‌تواند برای انتخاب گیاهان مناسب برای مقاصد کشاورزی و برنامه‌های احیایی در مناطق پهناور خشک و نیمه خشک استان اصفهان که با خشکسالی‌های شدید و کمبود آب مواجه است مورد استفاده قرار گیرد.

سرریزهای جانبی عمدتاً در شبکه‌های آبیاری و زهکشی و سیستم‌های جمع‌آوری فاضلاب جهت تنظیم جریان به‌کار گرفته می‌شوند. یک راه آسان جهت افزایش عملکرد سرریز جانبی استفاده از پره‌های هادی می‌باشد. در این پژوهش، تاثیر حضور پره‌های هادی بر روی ضریب دبی و دبی عبوری از روی سرریز  جانبی لبه‌تیز مستطیلی بررسی شده است. از سرعت‌سنج ADV برای برداشت سرعت عمود بر تاج سرریز استفاده شده است. با استفاده از داده‌های سرعت، دبی عبوری المانی از روی تاج سرریز برای هر دوحالت با و بدون حضور پره‌های هادی بررسی شد. نتایج نشان داد برای هر دو حالت حضور و عدم حضور پره‌های هادی با افزایش عدد فرود، ‌ضریب دبی و دبی عبوری از سرریز جانبی لبه‌تیز مستطیلی کاهش می‌یابد. همچنین مشخص گردید که با افزایش عدد فرود، پره‌های هادی تأثیر بیشتری بر افزایش ضریب دبی و دبی المانی عبوری از سرریز جانبی دارند. مطالعات این تحقیق نشان داد که دبی المانی در طول سرریز افزایش می‌یابد تا جایی‌که بیشترین دبی المانی از نزدیکی انتهای سرریز خارج می‌شود و با افزایش عدد فرود دبی عبوری المانی از سرریز کاهش می‌یابد. نتایج نشان داد که پره‌های هادی باعث افزایش ضریب  دبی به‌طور متوسط تا 32 درصد می‌شوند.

در میان انواع خطر‌های طبیعی، سیل شاید به‌عنوان ویرانگرترین عامل شناخته شود که خسارت زیادی را به جوامع انسانی تحمیل می‌کند. از اینرو اهمیت برآورد خسارات ناشی از سیل و پهنه‌بندی سیلاب که کاربرد بسیاری در مدیریت دشت سیلابی دارد، مشخص می‌گردد. در این مطالعه با استفاده از نرم‌افزار  HEC-FIAکه یکی از مدل‌های جدید (سپتامبر 2012) به‌منظور برآورد اثرات و خسارات ناشی از سیل می‌باشد به محاسبه خسارات سیل در حوزه‌های آبخیز قهرود و قمصر پرداخته شد. در این مدل با‌ استفاده از نقشه آبگرفتگی مربوط به سیلاب‌های با دوره‌های بازگشت مختلف که از HEC-RAS و HEC-Geo RAS به‌صورت فایل HEC-DSS به‌دست می‌آید و با کمک بانک اطلاعاتی جمع‌آوری شده در رابطه با کاربری‌های کشاورزی، ساختمانی و انسانی منطقه، خسارت‌های جانی و مالی به‌طور مستقیم قابل برآورد هستند. براساس نتایج این مدل خسارت‌های بخش کشاورزی، ساختمانی و انسانی به‌ترتیب در حوزه قهرود 354 میلیون ریال و 24 باب ساختمان تحت تأثیر سیل قرار می‌گیرند و همچنین در حوزه قمصر 12879 میلیون ریال و 36 باب ساختمان تحت تأثیر سیل قرار می‌گیرند. از مزایای این مدل نسبت به مدل‌های قبلی برآورد مستقیم خسارت‌های اقتصادی و جانی برای سیل‌های اتفاق افتاده و احتمالی که در آینده به‌وقوع می‌پیوندند، می‌باشد که نتایج آن می‌تواند در مدیریت حوزه آبخیز، بیمه سیل و مدیریت ریسک ستاد بحران کمک شایانی بنماید.

انتخاب نوع طراحی سیستم تالاب مصنوعی، علاوه‌بر توجه به توصیف جنبشی واکنش‌های بیولوژیک تصفیه، به آگاهی از الگوی جریان نیز وابسته است. در این پژوهش، به‌منظور مشخص نمودن رفتار هیدرولیکی داخلی سیستم، اثر نحوه توزیع جریان بر سیستم تالاب مصنوعی زیرسطحی افقی به ابعاد 4×26 متر و با شیب 1 درصد پرداخته شده است و به‌عنوان پارامتر متغیر برای نمایش توزیع جریان، از آرایش‌‌های ورودی جریان استفاده شده است. این آرایش‌ها شامل: 1- حالت ورودی وسط، 2- ورودی گوشه و 3- ورودی یکنواخت بود. در تمامی حالات، خروجی ثابت بوده است. به‌منظور تعیین اثرات هیدرولیک توزیع جریان در سیستم تالاب مصنوعی از ردیاب اورانین برای ترسیم منحنی زمان ماند هیدرولیکی در هر آرایش استفاده شده است. نتایج نشان داد که زمان ماند میانگین هر آرایش به‌ترتیب 53_/4، 24_/3 و 65_/4 روز بوده است. ترسیم منحنی توزیع زمان ماند هیدورلیکی علاوه‌بر تعیین روند پخشیدگی جریان در طول سیستم، امکان تفسیر پارامترهای هیدرولیکی شامل حجم مؤثر و راندمان هیدرولیکی را فراهم نموده است. بدین‌ترتیب که در آرایش‌های 1 و3، حجم مؤثر 5_/87 درصد بوده است؛ در‌حالی‌که این مقدار در آرایش 2، به‌دلیل وجود مسیرهای میان‌بر متعدد، 1_/62 درصد بود. در نهایت، آرایش ورودی یکنواخت به‌جهت بهبود عملکرد تصفیه پساب سیستم تالاب مصنوعی و استفاده از کل فضای محیط برای فرآیند تصفیه به‌عنوان بهترین آرایش جریان شناخته شد و پس از آن آرایش ورودی وسط دارای عملکرد مناسبی است.

کمبود آب سبب شده که کشاورزان از پساب‌ها به‌عنوان منبع آب در دسترس، بدون توجه به اثرات آن بر محیط زیست و آلودگی خاک و گیاه و به‌ویژه آلودگی فلزات سنگین استفاده کنند. هدف از این مطالعه، بررسی اثر کاربرد زئولیت به‌عنوان اصلاح کننده خاک بر جذب کادمیم در گیاه اسفناج تحت آبیاری با پساب (حاوی ppm 10کادمیم) می‌باشد. مقادیر مختلف زئولیت (0، 1 و 5 درصد وزنی) به خاک اضافه و آزمایش به‌صورت طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار درگلخانه انجام شد. نتایج نشان داد که کاربرد زئولیت در مقدار 1% سبب کاهش غلظت کادمیم در گیاه شد. این تیمار سبب کاهش درصد کادمیم قابل عصاره‌گیری با DTPA در خاک نیز شد. اما افزودن 5% از این نوع زئولیت به‌دلیل افزایش شوری خاک، سبب افزایش غلظت کادمیم گیاه شد که این افزایش نسبت به شاهد، معنی‌دار نبود. آبیاری با پساب باعث تغییر معنی‌دار زیست توده اسفناج نشد ولی حضور کادمیم در پساب به‌شدت محصول را کاهش داد.

این مطالعه به‌منظور بررسی اثرات تغییر اقلیم بر تبخیر و تعرق و تعادل آن با منابع آب حوضه زاینده ‌رود انجام گرفته است. دو ایستگاه شاخص هواشناسی در حوضه زاینده‌رود شامل ایستگاه‌های اصفهان و چلگرد که به‌ترتیب در شرق و غرب حوضه واقع شده‌اند، به‌عنوان ایستگاه‌های مورد بررسی انتخاب شدند. براساس روش وزن‌دهی، ترکیبی از 15 مدل GCM ایجاد گردید و الگوهای تغییر اقلیم شامل ایده‌آل، متوسط و بحرانی تعریف گردیدند. با استفاده از الگوهای ارائه شده پیشنهادی، اثرات تغییر اقلیم روی دما و تبخیر و تعرق ایستگاه اصفهان و بارندگی ایستگاه چلگرد تحت دو سناریوی انتشار 2A و 1 B مورد بررسی قرار گرفت. دو شاخص برای مشخص نمودن وضعیت تعادل آب کشاورزی حوضه درنظر گرفته شد. نسبت تبخیر و تعرق شرق حوضه به بارندگی غرب حوضه به‌عنوان شاخص EPR ( تعادل در آب موجود و مصرف آب کشاورزی) و نسبت کمبود حداکثر کمبود آب به نیاز آبی کشاورزی به‌عنوان شاخص کمبود حداکثر (MD) درنظر گرفته شد. نتایج نشان داد که دمای سالانه شرق حوضه بین 63/0 تا 13/1 درجه سلسیوس افزایش پیدا خواهد کرد. کاهش بارندگی غرب حوضه نیز بین 5/6 تا 30 درصد در الگوهای خوش‌بینانه تا بحرانی تغییر می نماید. فصل تابستان بیشترین مقدار افزایش دما و فصل زمستان بیشترین مقدار کاهش بارندگی را نشان دادند. سناریوی انتشار 2 A افزایش دما و کاهش بارندگی را بیش از سناریوی انتشار 1 B نشان داد. همچنین نتایج نشان دهنده افزایش 1/3 تا 8/4 درصدی تبخیر و تعرق پتانسیل در حوضه زاینده‌رود بود. مقدار شاخص EPR حوضه زاینده‌رود در الگوهای تغییر اقلیم مختلف، بین 13 تا 52 درصد و شاخص MD بین 9 تا 35 درصد افزایش می‌یابد. نتایج نشان‌دهنده بر هم خوردن تعادل مصرف آب کشاورزی در شرق حوضه با بارندگی در غرب حوضه است. به‌عبارت دیگر در این شرایط بایستی برنامه‌ریزی و مدیریت ویژه‌ای برای ایجاد پایداری منابع آب در حوضه آبریز زاینده ‌رود اتخاذ نمود.

در توسعه کشاورزی، عوامل زیادی مانند شرایط آب و هوایی، خاک، کود، زمان و مقدار آبیاری دخالت دارند که برای منظور کردن آنها لازم است از مدل‌های شبیه‌سازی رشد گیاه استفاده نمود. لذا در این پژوهش، مقادیر رطوبت خاک در عمق‌های مختلف، ماده خشک و عملکرد دانه گندم زمستانه در پنج تیمار آبیاری دیم، ۵/۰، ۸/۰، ۰/۱ و ۲/۱ برابر آبیاری کامل طی دو سال زراعی ۸۹-1388 و ۹۰-1389 واقع در اراضی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز در استان فارس، توسط مدل‌های AquaCrop و WSM شبیه‌سازی شد. داده‌های اندازه‌گیری شده در سال اول زراعی برای واسنجی مدل‌ها و در سال دوم برای اعتبارسنجی مورد استفاده قرار گرفتند. صحت برآورد رطوبت خاک توسط مدل‌ها، مبنای مقایسه دقت برآورد مقادیر شبیه‌سازی‌شده تبخیر- تعرق واقعی گیاه قرار گرفت. براساس نتایج، در مدل WSM، مقدار رطوبت خاک در لایه‌های مختلف عمق ریشه در سال اعتبارسنجی با مقدار نرمال شده ریشه متوسط مربع خطا (NRMSE) برابر ۱۴/۰ خوب برآورد شده، ولی مدل AquaCrop در برآورد آن دقت کمتری داشت (۲۶/۰=NRMSE). مقادیر برآورد تبخیر- تعرق گیاهی در تیمار آبیاری کامل، در هر دو مدل نزدیک به هم بوده ولی با افزایش تنش رطوبتی، از دقت برآورد مدل AquaCrop کاسته شد. مدل WSM مقدار ماده خشک و عملکرد دانه را با NRMSE به‌ترتیب برابر ۱۵/۰ و ۱۸/۰ خوب برآورد کرده و مدل AquaCrop با NRMSE به‌ترتیب برابر ۱۹/۰ و ۳۹/۰ در برآورد آنها دقت کمتری داشت.

شوری و سدیمی بودن خاک کیفیت فیزیکی، شیمیایی و همچنین بیولوژیکی خاک را کاهش می‌دهد و در نهایت کاهش عملکرد محصول را به‌دنبال دارد. این تحقیق با هدف ارزیابی تغییرات شوری خاک با استفاده از روش‌های مختلف زمین‌آماری در شهرستان اهواز انجام گرفته است. برای این‌منظور تعداد 69 نمونه خاک از عمق صفر تا 10 سانتی‌متری سطح خاک برداشت شد و مقادیر هدایت الکتریکی عصاره نسبت 1:1 خاک به آب در نمونه‌ها اندازه‌گیری گردید. در این پژوهش از سه روش زمین‌آماری کریجینگ معمولی، لاگ نرمال کریجینگ و کریجینگ شاخص برای تهیه نقشه شوری خاک استفاده گردید. به‌منظور ارزیابی دقت این روش‌ها از پارامترهای آماری مجذور میانگین مربعات خطا و ضریب تبیین استفاده شد. نتایج نشان داد که روش لاگ کریجینگ با داشتن حداقل مجذور میانگین مربعات خطا و حداکثر ضریب تبیین که به‌ترتیب برابر 34/0 و 73/0 است، مدل مناسب و دقیق‌تر برای ارزیابی شوری خاک است. روش کریجینگ شاخص براساس آستانه‌های تعریف ‌شده توانسته است احتمال خطر شوری را در کلاس‌های 4، 8، 16 و 32 دسی‌زیمنس بر متر نشان دهد. بر این اساس بخش اعظم منطقه دارای شوری بالای 4 دسی‌زیمنس بر متر است. نتایج نقشه نهایی شوری خاک نشان داد که بیشترین مقدار تجمع نمک مربوط به غرب و جنوب غرب منطقه و کمترین مقدار شوری در بخش‌های شرق و شمال منطقه مشاهده می‌شود.

با توجه به آشکار شدن تغییرات اقلیمی در اکثر مناطق دنیا و اثر آن بر بخش‌های مختلف چرخه آب، آگاهی از وضعیت منابع آب به‌منظور مدیریت صحیح منابع و برنامه‌ریزی برای آینده ضروری است. از اینرو مطالعات زیادی در مناطق مختلف با هدف تحلیل اثرات تغییر اقلیم بر فرآیندهای هیدرولوژیک در دوره‌های آتی انجام شده است. در مطالعه حاضر به بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب سطحی در حوضه آبخیز بازفت پرداخته شده است. حوضه آبخیز بازفت که در شمال غرب استان چهارمحال و بختیاری واقع شده، به‌دلیل وضعیت خاص توپوگرافیکی و موقعیت جغرافیایی خود سهم قابل توجهی در تولید منابع آب منطقه دارد. در این مطالعه از مدل اقلیمی سه HadCM و سناریوهای انتشار ۲A و ۲B جهت ارزیابی عدم قطعیت موجود در پیش‌بینی تغییر اقلیم استفاده شده است. بدین‌منظور، مدل آماری SDSM برای ریز مقیاس کردن داده‌های بزرگ مقیاس بارش و دما و مدل هیدرولوژیک WetSpa برای شبیه‌سازی رواناب مورد استفاده قرار گرفته است. پس از واسنجی مدل هیدرولوژیک، داده‌های ریز مقیاس شده بارش و دما در دوره‌های آینده نزدیک (۲۰5۰ – ۲۰2۰) و آینده دور (۲۱۰۰- ۲070) به مدل WetSpa معرفی و رواناب برای دوره‌های مذکور شبیه‌سازی گردید. نتایج این مطالعه بیانگر عملکرد مناسب مدل SDSM در ریز مقیاس‌سازی داده‌های اقلیمی به‌ویژه دمای حداقل و حداکثر می‌باشد. ارزیابی کارایی مدل WetSpa نیز حاکی از عملکرد مناسب این مدل برای شبیه‌سازی رواناب در حوضه بازفت است، به‌طوری‌که ضریب ناش- ساتکلیف طی واسنجی و صحت‌سنجی به‌ترتیب برابر ۶۳/۰ و ۶۵/۰ حاصل شده است. همچنین، بررسی میزان رواناب پیش‌بینی شده در دوره‌های آتی نشان‌دهنده افزایش رواناب سالانه در حوضه آبخیز بازفت تحت هر دو سناریوی ۲ A و ۲B است.

پتاسیم فراوان‌ترین عنصر غذایی موجود در بخش سطحی خاک بوده که بخش اعظم آن غیرقابل‌ دسترس برای گیاه می‌باشد. مطالعه حاضر با هدف جداسازی باکتری‌های حل‌ کننده پتاسیم از خاک ریزوسفری و ارزیابی توانایی کمی پتاسیم آزاد شده توسط سویه‌ها از منابع مختلف سیلیکاته انجام شد. بدین‌منظور بررسی‌های آزمایشگاهی و نیز گلخانه‌ای با گیاه ذرت (Zea mays L.) رقم سینگل کراس ۶۴۰ به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار اجرا شد. عامل‌های آزمایشگاهی شامل منبع پتاسیم (چهار سطح)، زمان انکوباسیون (هفت سطح) و تلقیح میکروبی (شش سویه) و فاکتورهای گلخانه‌ای شامل منبع پتاسیمی (۵ سطح) و تلقیح میکروبی (چهار سطح) بودند. نتایج نشان داد که از بین سویه‌ها، سویه _۱۳KSB دارای بیشترین قطر هاله انحلال (۲۵ میلی‌متر) و شاخص حلالیت (سه) بود. بالاترین مقدار پتاسیم آزاد شده (۳۲/۳ میکروگرم بر میلی‌لیتر) از منبع بیوتت بوده که توسط سویه _۱ KSB پس از ۱۰ روز انکوباسیون به‌دست آمد. تلقیح میکروبی، وزن خشک ریشه و ارتفاع گیاه را به‌ترتیب ۳۰ و ۲۵ درصد نسبت به شاهد افزایش داد. همچنین میانگین مقدار پتاسیم و وزن خشک بخش هوایی گیاهان در تیمار میکروبی در کانی‌های سیلیکاته به‌ترتیب ۷۵/۳ و ۵۷/۱ برابر بیش از تیمار شاهد به‌‌دست آمد. می‌توان نتیجه‌گیری کرد که تلقیح باکتریایی سبب آزادسازی پتاسیم از کانی‌های سیلیکاتی و بهبود رشد گیاه می‌شود.

مواد آلی خاک بزرگ‌ترین منبع کربن آلی در سطح خاک است که نقش بسیار زیادی در برقراری تعادل و پایداری محیط زیست، عناصر موجود در خاک و شرایط اقلیمی دارد. مواد آلی به طور مستقیم و غیر مستقیم بر خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک و در نتیجه حاصلخیزی خاک موثر است. میزان، نوع و ترکیب شیمیایی مواد آلی در خاک های مختلف و در شرایط اقلیمی مختلف، متفاوت است. اجزا مختلف خاک مقدار و ترکیب متفاوتی از مواد آلی را در خود نگهداری می نمایند. در این مطالعه نمونه برداری از سه جنگل بکر، صنوبر و توسکا در استان گیلان، ایران انجام پذیرفت. میزان مواد آلی موجود در نمونه های اصلی و جزء به جزء شده در سه بخش شن، سیلت و رس اندازه گیری شد و با استفاده از روش رزونانس مغناطیسی هسته کیفیت کربن آلی (13C) و هیدروژن (1H) موجود در هر جزء مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج حاصله میزان کربن آلی موجود در نمونه‌های اصلی در جنگل توسکا بیشترین بود. همچنین از بین سه جزء، رس بیشترین میزان کربن آلی را در خود جای داده بود. نتایج رزونانس مغناطیسی هسته کربن و هیدروژن حضور متفاوت ترکیبات آلیفاتیکی و آروماتیکی در نمونه های مختلف را نشان داد. جنگل بکر بالاترین نسبت کربن آلکیلی به آلکیلی اکسیژن دار و جنگل توسکا بیشترین نسبت کربن آلیفاتیک به آروماتیک را نشان دادند. هر دو نسبت فوق در جزء رس نسبت به دو جزء دیگر بالاتر بود.

هدف از این مطالعه، آنالیز تغییرات درجه حرارت حداقل و حداکثر طی دوره آتی (2015 الی 2100) در حوضه آبریز زاینده‌رود اصفهان می‌باشد. 14 مدل GCM مربوط به پنجمین گزارش ارزیابی تغییر اقلیم جهت استخراج خروجی مدل‌های تغییر اقلیم انتخاب شدند. این خروجی‌ها تحت سه سناریوی انتشار RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 استخراج شدند. برای پیش‌بینی اثر سناریوهای مختلف تغییر اقلیم بر درجه حرارت در سال‌ها و دوره‌های آتی در مقیاس‌های محلی یک فرایند آماری ریز مقیاس نمایی جدید با استفاده از روش‌های یاد‌گیری ماشین بردار پشتیبان به کار برده شد. نتایج وزندهی مدل‌های GCM مختلف نیز نشان داد که این مدل‌ها، دارای دقت متفاوتی در برآورد میزان دمای حداکثر و حداقل در آینده بودند. مدل MIROC5 بیشترین دقت را در برآورد درجه حرارت حداکثر و مدل CCSM4 بیشترین دقت را در برآورد درجه حرارت حداقل دارا بود. بیشترین مقدار افزایش دما برای هر دو دمای حداقل و حداکثر در فصل زمستان مشاهده شد. تغییرات سالانه درجه حرارت حداکثر نیز نشان‌دهنده افزایش دمای بین 18/0 تا 76/0 در سناریوهای انتشار مختلف برای دوره دراز مدت و 25/0 تا 67/1 درجه سانتی‌گراد در دوره آینده دور می‌باشد. تغییرات سالانه دمای حداقل نیز نشان‌دهنده افزایش دمای بین 28/0 تا 82/0 درجه سانتی‌گراد در حالت میانگین درازمدت و 24/0 تا 56/1 درجه سانتی‌گراد در حالت آینده دور تحت سناریوهای انتشار مختلف می‌باشد. در حالت کلی تغییرات درجه حرارت حداکثر اندکی بیشتر از تغییرات درجه حرارت حداقل در آینده می‌باشد.
 

تأثیر آتش‌سوزی بر خاک‌ها به‌‌شدت و مدت آتش‌سوزی بستگی دارد. به‌منظور بررسی تأثیر آتش‌سوزی و زمان‌های پس از آن بر برخی خواص فیزیکی و شیمیایی خاک، تعداد 80 نمونه خاک (سوخته و غیرسوخته) از دو عمق سطحی (5 -0 سانتی‌متری) و زیرسطحی (20-5 سانتی‌متری) با سابقه آتش‌سوزی متفاوت شامل 2 و 12 ماه پس از آتش‌سوزی به‌صورت تصادفی برداشت گردیدند. برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در نمونه‌های تهیه شده اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان‌دهنده وجود اختلاف معنی‌دار از نظر میزان pH، EC، وزن مخصوص ظاهری و آمونیوم در خاک‌هایی با سابقه آت ش‌سوزی متفاوت بود. به‌طوری که مقدار این پارامترها بلافاصله پس از آتش‌سوزی در خاک‌های سوخته در مقایسه با خاک‌های شاهد (غیرسوخته) افزایش نشان داد ولی پس از گذشت 12 ماه به سطوح قبل از آتش‌سوزی رسید. مقدار نیتروژن کل در خاک‌هایی با 2 و 12 ماه سابقه آتش‌سوزی به‌ترتیب به میزان 18/1 و 11/1 برابر نسبت به خاک‌های شاهد افزایش یافت. مقدار کربن آلی در عمق سطحی خاک‌های سوخته با 2 و 12 ماه سابقه آتش‌سوزی نسبت به خاک‌های شاهد به‌ترتیب 25/37 و 7/24 درصد افزایش یافت. همچنین آتش‌سوزی منجر به کاهش معنی‌دار مقدار رس (25/29 درصد) در مناطق سوخته در مقایسه با خاک‌های شاهد شد. به‌طوری که توزیع اندازه ذرات خاک در مناطق شاهد در کلاس‌های بافتی رسی تا لومی و در مناطق سوخته در کلاس‌های بافتی لوم‌رسی تا لوم‌شنی قرار گرفت. به‌طور کلی آتش‌سوزی منجر به تغییرات محسوسی در خواص خاک شده که احیاء این شرایط به بیش از یک سال زمان نیاز دارد.
 

بازتاب طیفی سنجش از راه دور اندازه‌گیری شده توسط سنسور‌های ماهواره‌ای، یک جایگزین سریع و رویکرد اقتصادی برای ارزیابی غلظت رسوب معلق در اقیانوس‌ها، دریا‌ها، رودخانه‌ها و آب‌های ساحلی است. بر همین اساس در این تحقیق از ترکیب اطلاعات به‌دست آمده از تصاویر ماهواره‌ای و یک مدل شبکه عصبی پایه شعاعی، جهت برآورد غلظت بار معلق رودخانه‌ای استفاده شد. داده‌های میدانی غلظت رسوب معلق، دبی جریان و بازتاب باند یک و نسبت بازتاب باند دو به یک سنجنده مادیس، به‌عنوان ورودی به شبکه عصبی معرفی شدند، همچنین یک مدل رگرسیون خطی چندمتغیره برای ایجاد ارتباط میان غلظت رسوب معلق و بازتاب رسیده به سنجنده استفاده شد. در نهایت نتایج حاصل از شبکه عصبی با نتایج حاصل از رگرسیون و منحنی سنجه رسوب مقایسه شد. براساس نتایج به‌دست ‌آمده، مدل شبکه عصبی مصنوعی با ورودی باند یک و دبی جریان با RMSE برابر 19/0، عملکرد بهتری را نسبت به دو روش رگرسیون و منحنی سنجه رسوب با RMSE به‌ترتیب برابر 21/0 و 29/0 دارا است.