علوم آب و خاک

پوشش برف یکی از عناصر مهم اقلیمی است که بر اساس آن ممکن است، تغییرات آب‌وهوایی تأثیر خاصی داشته باشد. به‌طور کلی، تغییرات آب‌وهوایی ممکن است در عناصر مختلف اقلیمی منعکس شود بنابراین مطالعه و اندازه‌گیری تغییرات سطوح برف به‌عنوان یکی از منابع مهم تأمین آب، بسیار حائز اهمیت است. شهرستان¬های اردبیل و سرعین از نظر موقعیت جغرافیایی در 48 درجه و 18 دقیقه طول شرقی و 38 درجه و 15 دقیقه عرض شمالی قرار گرفته‌اند. در تحقیق حاضر به‌منظور پایش سطح پوشش برف در سال 1397 از تصاویر ماهواره¬های اپتیکال سنتینل-2 و برای تشخیص سطوح پوشیده شده از برف از شاخص¬های NDVI , S3 , NWDI, NDSI] Cloud mask در نرم‌افزارهای Arcgis و Snap استفاده شده است. در ادامه به‌منظور صحت¬سنجی نقشه¬های برف استخراج شده از طریق تصاویر با داده¬های برف در ایستگاه¬های برف‌سنجی زمینی از رگرسیون خطی در نرم‌افزار MATLAB  استفاده شد همچنین به‌منظور ارزیابی دقت مدل مورد استفاده و اطمینان از دقت بالای نقشه‌های به‌دست‌آمده از شاخص‌های آماری RMSE، MSE، BIAS، CORRاستفاده شد. نتایج نشان داد با توجه به شرایط اقلیمی منطقه موردمطالعه حداکثر سطح پوشیده شده از برف در دی‌ماه با مقدار مساحت 356/52 کیلومترمربع و حداقل سطح پوشیده از برف در اسفندماه با مقدار مساحت 96/10 کیلومترمربع رخ ‌داده است. بیشترین پوشش برف در مناطق با شیب‌های بالا در دامنه‌های غربی (ارتفاعات کوهستانی سبلان) بوده و کمترین پوشش برف در ارتفاعات پایین‌تر مربوط به دامنه¬های شرقی مشاهده ‌شده است. نتایج بیانگر دقت کلی 91/3 درصد و ضریب کاپای 84/45 نقشه سطح برف است که نتایج حاصل از رگرسیون خطی نیز بین مقادیر مشاهداتی و تصاویر ماهواره‌ای برابر با ضریب تبیین 85 درصد بوده و نتایج مربوط به خطای آماری مدل¬ها برابر با     0/086-MSE  و  0/165-BIAS و   0/924-CORR     و RMSE برابر 0/043 به‌دست آمد. روابط همبستگی بین داده¬های زمینی و نقشه¬های برآوردی از برف میزان بالایی از همبستگی را نشان می¬دهند. این نتیجه از لحاظ آماری در سطح 99 درصد معنی‌دار است نتایج به‌دست ‌آمده در تحقیق حاضر نشان داده که تصاویر اپتیکی سنتینل-2 با توجه به قدرت تفکیک مکانی بالا و همبستگی مناسب با داده‌های زمینی می‌توانند جایگزین خوبی برای ایستگاه‌های زمینی برف¬سنجی در ارتفاعات و یا مناطق صعب‌العبور باشند.

شور شدن خاک پدیده‌ای است که اراضی کشاورزی و عرصه‌های طبیعی را تهدید می‌کند و منجر به کاهش بهره‌وری، تخریب منابع خاک و پوشش گیاهی و درنهایت رها شدن این عرصه‌ها می‌شود. این پژوهش اقدام به کمّی‌سازی صعود موئینگی آب زیرزمینی (CR) و تبخیر و تعرق واقعی (ETa) و ارتباط آنها با شور شدن خاک دشت آزادگان واقع در غرب استان خوزستان کرده است. منطقه مطالعاتی دارای آب و هوای گرم بوده که سطح ایستابی کم‌عمق، آب زیرزمینی شور و نرخ بالای تبخیر از مهم‌ترین ویژگی‌های آن محسوب می‌شود. به این منظور نمونه‌برداری‌های میدانی در چهار فصل متوالی سال انجام و پارامترهای شوری، رطوبت و بافت خاک، عمق سطح ایستابی و شوری آب زیرزمینی در 27 نقطه معرف پراکنده از هم  در سطح منطقه مطالعاتی اندازه‌گیری شد. سپس با به‌کارگیری مدل UPFLOW، مقدار CR در فصول مختلف سال برآورد شد. همچنین از تصاویر ماهواره‌ای لندست و مدل SEBAL برای برآورد ETa و تهیه نقشه‌های مربوطه در روزهایی از چهار فصل سال استفاده شد و تأثیر این پارامتر بر نرخ صعود موئینگی روزانه در همان روزها بررسی شد. نتایج این پژوهش نشان داد که میانگین ETa روزانه دشت آزادگان در فصول مختلف بین 1/55 تا 7/96 میلی‌متر بر روز متغیر بوده که موجب نرخ صعود موئینگی متغیر بین 1/2 تا 1/5 میلی‌متر بر روز شده است. این مسئله به‌طور ماهانه، منجر به جابه‌جایی 12 تا 18/8 تن بر هکتار نمک از آب زیرزمینی شور و کم عمق به سطح خاک این دشت و باعث شور شدن خاک سطحی شده است. همچنین ارتباط نزدیکی بین پارامترهای ETa، CR و روند شور شدن خاک وجود داشت که این ارتباط می‌تواند در مدل‌سازی تغییرات مکانی و زمانی شوری خاک و ارائه راهکارهای کاهش تجمع املاح در خاک منطقه مطالعاتی مورد استفاده قرار بگیرد.

شناسایی تغییرات کاربری اراضی برای ارزیابی و پایش مناطق حساس با هدف برنامه‌ریزی و مدیریت پایدار سرزمین امری ضروری است. سنجش ‌از دور و استفاده از فناوری سیستم اطلاعات جغرافیایی، امروزه به‌عنوان یکی از روش‌های متداول و رایج دنیا در امر پایش بررسی تغییرات سرزمین به‌ویژه در بررسی اراضی با وسعت بالا به‌شمار می‌رود. در این مطالعه روند تغییرات مکانی کاربری اراضی در حوزه سد کارون 3 در زمان‌های قبل و بعد از احداث و آبگیری سد با استفاده از علم سنجش ‌از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی طی یک دوره 27 ساله بررسی شد. در این پژوهش، تصاویر ماهواره‌ای لندست 5 سنجنده TM مربوط به سال‌های 1991 و 2008 و لندست 8 سنجنده OLI سال 2018 مورد تجزیه و تحلیل و پردازش قرار گرفت. با استفاده از طبقه‌بندی شی‌ءگرا نقشه‌های کاربری اراضی برای سه مقطع زمانی 1991، 2008 و 2018 با صحت کلی شاخص کاپا به‌ترتیب 0/93 و 0/89 درصد برای سال 1991، 0/94 و 0/88 درصد در سال 2008 و 0/93 و 0/86 درصد سال 2018 تهیه شد. نتایج نشان می‌دهد کاربری آب منطقه با وسعت 37/68 کیلومترمربع روند افزایشی و اراضی کشاورزی و مناطق مسکونی با وسعت به‌ترتیب 139/04 و 226/56 روند کاهشی، اراضی جنگلی با وسعت 1041/49 به‌عنوان پوشش غالب منطقه باقی ماند و اراضی مرتعی با طی کردن روند کاهشی افزایش در هر دو دوره بعد از کاربری جنگل با وسعت 878/87 بیشترین وسعت را داشتند. با توجه به نتایج به‌دست‌ آمده می‌توان گفت احداث سد کارون 3 باعث زیرآب رفتن زمین‌های کشاورزی و تبدیل آنها به کاربری دیگر شده است، درنتیجه مردم روستا به‌دلیل از دست دادن شغل خود مجبور به مهاجرت شده‌اند و مناطق مسکونی رها شده به سایر کاربری‌های تبدیل می‌شوند.

شوری خاک و شور شدن اراضی یکی از معضلات کشاورزی است که بایستی با تدبیر و مدیریت صحیح علمی این روند مهار شود. اولین گام در این راه شناسایی مناطق شور و تهیه نقشه شوری خاک است. امروزه با توجه به مشکلات موجود در تهیه نقشه¬های سنتی، استفاده از داده¬های کمکی در نقشه‌برداری رقومی به‌طور روز افزون در حال افزایش است. این تحقیق با هدف پهنه‌بندی شوری خاک با استفاده از روش رگرسیون کریجینگ (RK)، شناسایی مناطق دارای شوری زیاد و بررسی ارتباط شوری خاک با فاکتور¬های خاکساز انجام شد. به این منظور تعداد 291 نمونه خاک سطحی (10-0 سانتی متر) در فروردین 1393 به‌صورت تصادفی برداشت شد. متغیر¬های کمکی یا فاکتور¬های خاکساز مورد استفاده در این مطالعه شامل پارامتر¬های سرزمین (مانند شیب، حوزه آبخیز و شاخص خیسی)، داده¬های تصاویر OLI و TIRS ماهواره لندست 8 و نقشه¬های کاتگوری (ماند نقشه خاک، کاربری اراضی و زمین¬شناسی) بودند. همچنین از روش کریجینگ عام به‌منظور مقایسه با روش رگرسیون کریجینگ استفاده شد. نتایج نشان داد که روش رگرسیون کریجینگ دقت بیشتری نسبت به روش¬ کریجینگ عام دارد به‌طوری که در این روش ضریب تبیین، میانگین قدر مطلق خطا و مجذور میانگین مربعات خطا به‌ترتیب برابر 0/84، 0/41 و 6/21 برآورد شد. همچنین روش رگرسیون درختی به‌خوبی توانست ارتباط قوی بین شوری خاک و متغیر¬های کمکی برقرار کند. به‌علاوه، نتایج نشان داد که مهم‌ترین متغیر¬های کمکی در پیش¬بینی شوری خاک باند¬های 2، 4، 5 و7 تصاویر ماهواره لندست 8، شاخص روشنایی، شاخص خیسی، شاخص همواری سطح دره با درجه تفکیک بالا، سطح مبنای شبکه زهکشی، نقشه خاک، شاخص پوشش گیاهی نرمال شده و شاخص پوشش گیاهی تعدیل شده هستند. با استفاده از قوانین به‌دست آمده نقشه رقومی شوری خاک تهیه و سپس با تلفیق آن با نقشه واریانس خطا نقشه نهایی شوری خاک تهیه شد. نتایج این مطالعه حاکی از این است که تغییرات شوری خاک در استان از شمال به جنوب روند افزایشی دارد و نشان‌دهنده مشکل شوری در نواحی جنوب استان است. از دلایل عمده شوری خاک در این مناطق می¬توان به بالا بودن آب زیرزمینی، تفاوت در پستی و بلندی، حرکت موئینگی املاح به سطح خاک، تفاوت در نوع کاربری اراضی در نواحی مختلف استان و همچنین کیفیت آب زیرزمینی و آب آبیاری اشاره کرد که تحت تأثیر استفاده مکرر از کود¬های حیوانی و پساب فاضلاب¬ها تغییر می¬کند.

در مناطق خشک و نیمه¬خشک، مدیریت منابع آب و بهینه سازی¬مصرف آب در تأمین نیاز آبی از اهمیت ویژه¬ای برخوردار است. به¬منظور بهینه¬سازی مصرف آب در مزرعه باید از میزان تبخیر- تعرق واقعی آگاه بود تا علاوه بر اجتناب از بروز تنش خشکی و کاهش محصول، از مصرف بیش از اندازه آب نیز جلوگیری شود. ازآنجایی که برآورد تبخیر- تعرق واقعی گیاه با استفاده از روش¬های سنتی در مناطق وسیع امکان¬پذیر نیست. بنابراین، استفاده از الگوریتم¬های سنجش از دور برای برآورد آن، دراین مناطق توصیه می¬شود. در این تحقیق،
تبخیر- تعرق واقعی گندم با استفاده از الگوریتم METRIC (الگوریتم تهیه نقشه تبخیر- تعرق با توان تفکیک بالا به همراه واسنجی درونی)، داده های هواشناسی و تصاویر ماهواره Landsat8 در اراضی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز در سال 1396-1395 برآورد شد. در فرایند اجرای مدل متریک، جهت محاسبه مقدار شار گرمای محسوس مزرعه گندم که به تازگی آبیاری شده بود به عنوان پیکسل سرد انتخاب شد و در نهایت مقدار تبخیر- تعرق با استفاده از آن برآورد شد. مقادیر حداکثر تبخیر- تعرق برآورد شده با الگوریتم METRIC با استفاده از مقادیر تهیه شده از مدل واسنجی¬شده AquaCrop با دقت خوبی با NRMSE (ریشه متوسط مربع خطای نرمال شده) برابر 12/0 اعتبارسنجی شد. درنهایت با استفاده از مقادیر برآوردشده تبخیر- تعرق از تکنیک سنجش از دور با مدل متریک، حجم آب آبیاری و مقدار کل محصول اندازه-گیری شده، بهره‌وری تبخیر-تعرق و بازده آبیاری برای تمام مزارع گندم به وسعت 179 هکتار به ترتیب برابر 0/86 کیلوگرم بر مترمکعب و 75% برآورد شد.

 

.آلودگی محیط‌زیست به‌وسیله فلزات دارای پتانسیل سمیت به¬ویژه کادمیم، یکی از مسائل مهم محیط زیست به¬شمار می‌آید. همچنین شورشدن خاک‌ها به دلیل کاهش کیفیت آب‌ آبیاری از تنش‌هایی است که گیاهان با آن روبرو می‌شوند. بنابراین، به¬منظور بررسی اثر بیوچارهای باگاس نیشکر بر قابلیت استفاده و شکل‌های کادمیم در خاک آلوده (15 میلی‌گرم بر کیلوگرم کادمیم) و شور، آزمایشی به¬صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی شامل فاکتور بیوچار دارای سطوح شاهد، 1 درصد (وزنی- وزنی) باگاس، 1 درصد (وزنی- وزنی) بیوچار 400 درجه سلسیوس، 1 درصد (وزنی- وزنی) بیوچار 600 درجه سلسیوس و فاکتور شوری شامل شاهد، 20 و 40 میلی‌مول کلرید سدیم در کیلوگرم خاک در 3 تکرار انجام گرفت. مقدار کادمیم قابل استفاده با ‌روش DTPA-TEA و شکل¬های کادمیم با روش عصاره¬گیری تسیر و همکاران (1979) تعیین شد. نتایج نشان داد که کاربرد بیوچار و شوری تأثیری بر pH خاک نداشتند (0/05P). برهمکنش بیوچار و شوری بر کادمیم عصاره‌گیری‌شده با DTPA-TEA و شکل‌های کادمیم معنی‌دار نبود (0/05P)؛ درحالی ‌که در خاک‌های شور نسبت به شاهد افزایش یافت (0/005>P). تیمار خاک با بیوچار تهیه¬شده در دمای 600 درجه سلسیوس موجب کاهش (0/05>P) کادمیم تبادلی (23/8%) و افزایش (0/05>P) کادمیم پیوندشده با اکسیدهای آهن و منگنز (25/2%) و باقیمانده (15/6%) نسبت به شاهد شد. نتایج نشان داد که شوری اثر معنی¬داری بر شکل¬های کادمیم نداشت (0/05

با توجه به نیم‌عمر و پایداری نسبتاً طولانی‌مدت آلاینده‌های آلی دیرپا در محیط و آثار نامطلوب این ترکیبات بر سلامت انسان و محیط، این مطالعه با هدف شناسایی، تعیین مقادیر، منشأ‌یابی و ارزیابی خطر سلامت ترکیبات پلی‌کلره بی‌فنیل (PCBs) در نمونه‌های خاک سطحی مجاورت مجتمع پردازش و بازیافت آرادکوه تهران در سال 1399 انجام شد. بدین¬منظور، در مجموع 30 نمونه خاک سطحی از 10 ایستگاه نمونه‌برداری واقع در مجاور مجتمع آرادکوه جمع‌آوری شد. پس از استخراج آنالیت‌ها، از روش کروماتوگرافی گازی- طیف‌سنجی جرمی (GC-MS) برای شناسایی و تعیین محتوی PCBها استفاده شد. نتایج بیانگر شناسایی 15 ترکیب PCB در نمونه‌ها بود. همچنین، کمینه، بیشینه و میانگین غلظت مجموع PCBها به‌ترتیب برابر با 269، 434 و 359 میکروگرم در کیلوگرم بود. از طرفی، با توجه به نتایج آزمون تجزیه مؤلفه¬های اصلی (PCA) و همچنین سهم زیاد غلظت همولوگ‌های سبک از کل غلظت ترکیبات PCB شناسایی شده در نمونه‌ها، می‌توان وجود ترکیبات PCB در نمونه‌ها را احتمالاً با فرایند احتراق ترکیبات حاوی اتم کلر مرتبط دانست. مقادیر فاکتور سرطان‌زایی ناشی از قرارگرفتن در معرض 105PCB به‌عنوان تنها ترکیب PCB شناسایی شده در نمونه‌های خاک واجد عامل هم¬ارزی سمیت (TEF) نشان داد که مواجهه با خاک آلوده، منجر به سرطان‌زایی متوسط ناشی از ترکیب 105PCB خواهد شد. با توجه به مخاطرات ناشی از ترکیبات PCB، شناسایی، تعیین محتوا، منشأ‌یابی و نظارت منظم و دوره‌ای این ترکیبات در محیط‌های مختلف و تلاش برای کنترل و کاهش آلودگی آنها به‌منظور حفظ سلامت محیط و شهروندان توصیه می‌شود.

بیابان¬زایی در سال¬های اخیر به یکی از اصلی¬ترین معضلات جوامع ساکن در مجاورت مناطق بیابانی تبدیل شده است. یکی از روش¬هایی که در سال¬های اخیر برای بهسازی خاک این مناطق مورد توجه قرار گرفته و به سرعت در حال گسترش در زمینه علوم مکانیک خاک می‌باشد، روش بهسازی میکروبی کربنات کلسیم (MICP) است. به کمک این فرآیند می توان با استفاده از میکروارگانیسم‌های موجود در خاک و استفاده از اوره و کلرید کلسیم، خاک را تثبیت نموده و پارامترهای مهندسی آن را ارتقا داد. بر این اساس به تازگی تلاش¬هایی برای استفاده از این روش صورت گرفته که در آن با ایجاد یک لایه سطحی مقاوم بر روی ماسه از بلندشدن دانه های گرد و غبار ممانعت می نماید. در مطالعه حاضر سعی شده با بررسی این روش، تأثیر شرایط محیطی موجود در بیابان¬ها از قبیل درجه دما و طوفان¬های ماسه‌ای بر روی خاک تثبیت¬شده به روش میکروبی بررسی شود. از این¬رو نمونه¬های بهسازی¬شده تحت دماهای متوسط و بیشینه منطقه قرار گرفته که بر این اساس با افزایش دما میزان مقاومت لایه سطحی بیشتر گردید. این افزایش مقاومت تا دما 24 درجه با شیب زیاد ادامه داشته ولی از دمای 24 درجه به بعد این شیب کاهش می یابد. همچنین، شرایط طوفان ماسه¬ای منطقه با استفاده از بارش ماسه¬ای سه سایز مختلف دانه (ریز، متوسط و درشت) در داخل تونل باد شبیه¬سازی شد. نتایج این آزمایش¬ها نشان داد که در سرعت¬های باد 7 و 11 متربرثانیه خاک تثبیت شده امکان تحمل شرایط محیطی را به خوبی داشته ولی با افزایش سرعت باد به 14 متربرثانیه و همچنین افزایش سایز دانه¬ها به درشت¬دانه، لایه مقاوم سطحی دچار سایش و خرابی شده که افزایش فرسایش بادی خاک را نیز به دنبال دارد.

یکی از مهم‌ترین فرایندهای طبیعی در مناطق خشک و نیمه خشک، فرسایش بادی است. دشت سیستان با اقلیم فرا‌خشک، یکی از مناطق بادخیز کشور بوده که با توجه به خصوصیات خاک منطقه، پدیده فرسایش ‌بادی از شدت زیادی برخوردار است. این پژوهش با هدف بررسی رابطه بین برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک با مقدار آستانه فرسایش بادی در پوشش‌های مختلف، در قسمتی از ناحیه مرکزی سیستان و در بازه زمانی اردیبهشت و مرداد 1397 انجام شد. به این منظور، با استفاده از نتایج مطالعات میدانی و طبقه‌بندی تصاویر ماهواره‌ای، نقشه پوشش اراضی منطقه در پنج طبقه تهیه شد. برای بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک، در 50 نقطه در عمق 10 سانتی‌متری از خاک نمونه‌برداری و در هر محل آستانه فرسایش بادی، با استفاده از دستگاه تونل باد قابل حمل، تعیین شد. همچنین رابطه میان خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک شامل بافت، رطوبت خاک، وزن مخصوص ظاهری، EC، SAR، ESP، Na+، k+، با میزان سرعت آستانه فرسایش ‌بادی بررسی شد. بر اساس نتایج بدست آمده، بیشترین سرعت آستانه در اراضی با کاربری کشاورزی، برابر 8/2 متر بر ثانیه و کمترین آن، در اراضی تپه ‌ماسه‌ای برابر 3/8 متر بر ثانیه بود. مقدار سرعت آستانه فرسایش بادی، در اراضی مختلف در مجاورت نواحی ماسه‌ای، کمتر از میانگین آن پوشش است. همچنین، در منطقه مطالعه در سطح 5 درصد از بین خصوصیات فیزیکی بیشترین اثر معنی‌دار را بافت خاک و از بین خصوصیات شیمیایی بیشترین تأثیر معنی‌دار را EC و SAR بر فرسایش-پذیری بادی خاک دارد.

استفاده از کودهای آلی در اصلاح و احیای خاک‌های شور و سدیمی می‌تواند از ضرورت استفاده از منابع شیمیایی کلسیم بکاهد. در پژوهش حاضر آزمایش‌های آبشویی خاک در قالب طرح کاملاً تصادفی به‌صورت فاکتوریل خرد‌شده با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای اصلی: 1) نوع ماده اصلاح‌گر شامل کود دامی و کمپوست، 2) سطح ماده اصلاح‌گر شامل یک، سه و پنج درصد وزنی و 3) مرحله آبشویی در پنج سطح شامل: بدون آبشویی، یک بار، دو بار، سه بار و چهار بار آبشویی هر بار با یک حجم منفذی و با فواصل 30 روزه بود. تمامی ستون‌ها بعد از اضافه‌کردن اصلاح‌گرها به مدت 30 روز تحت انکوباسیون قرار گرفته و سپس آبشویی شدند. صفات در هر ستون، در سه عمق به‌عنوان فاکتور فرعی بررسی شد. بعد از 120 روز، شوری و درصد سدیم تبادلی خاک تیمار‌شده با هر دو اصلاح‌گر به‌ترتیب به کمتر از پنج دسی‌زیمنس بر متر و 15 درصد رسید. بعد از 150 روز، غلظت پتاسیم و منیزیم تبادلی توسط هر دو اصلاح‌گر کاهش یافت. کلسیم تبادلی خاک در پایان ماه پنجم توسط هر دو اصلاح‌گر افزایش معنی‌داری پیدا کرد. کارایی سطح یک درصد وزنی از هردو اصلاح‌گر با سطوح دیگر در بهبود ویژگی‌های شور و سدیمی خاک برابر بود و بین آبشویی با سه و چهار حجم منفذی در مورد هیچ‌کدام از اصلاح‌گرها در اکثر صفات، تفاوتی مشاهده نشد. در تیمار آبشویی با سه حجم منفذی با کاربرد سطح یک درصد وزنی کود دامی و کمپوست،  ECخاک به‌ترتیب، 80 درصد و 71 درصد و ESPخاک به‌ترتیب 44/5 درصد و 35 درصد کاهش یافت. 

به‌منظور بررسی اثر تنش‌های آبی و شوری بر عملکرد و اجزای عملکرد گیاه دارویی نعنا فلفلی آزمایشی به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد در سال 98-1397 با 3 تکرار اجرا شد. تیمارهای مورد بررسی در این پژوهش 4 سطح آبیاری (100 (I1)، 85 (I2)، 70 (I3) و 55 درصد ظرفیت زراعی (I4)) و 4 سطح شوری (0/9 (EC1)، 1/9(EC2)، 2/5 (EC3) و 3/4 دسی‌زیمنس بر متر (EC4)) بود. نتایج نشان داد که کاهش آب به‌میزان 15، 30 و 45 درصدی ظرفیت زراعی منجر به کاهش در صفات وزن تر اندام هوایی (به‌ترتیب 15/8، 28/4 و 30/1 درصد)، وزن خشک اندام هوایی (به‌ترتیب 7/1، 11/5 و 11/5 درصد) و وزن خشک ریشه (به‌ترتیب 4/6، 9/2 و 9/2 درصد) شد. همچنین، نتایج نشان داد که استفاده از شوری EC2، EC3 و EC4 به‌ترتیب منجر به کاهش 12/7، 28/5 و 34/0 درصد (وزن تر اندام هوایی)؛ 3/6، 11/6 و 11/6 درصد (وزن خشک اندام هوایی) و 6/7، 12/4 و 14/6 درصد (وزن خشک ریشه) گردید. نتایج نشان داد که اثر توأمان شوری و خشکی منجر به کاهش بهره‌وری فیزیکی آب شده است، به‌طوری‌که بیشترین و کمترین میزان این صفت در گیاه نعنا فلفلی با 3/54 و 2/06 کیلوگرم در متر مکعب در تیمارهای EC1I4 و EC3I1 مشاهده شد. بر اساس نتایج این پژوهش، جهت حصول عملکرد خشک و بهره‌وری فیزیکی حداکثری آب، استفاده از تیمار EC1I4 توصیه می‌شود.

بیوچار به‌عنوان راهکاری کارآمد در بهبود ویژگی‌های خاک و مدیریت پسماندهای آلی موجب کاهش اثرات تنش‌‌های غیرزیستی و افزایش حاصلخیزی خاک می‌شود. اما، اثر آن بر شاخص‌های زیستی در خاک‌های تحت تنش‌های هم‌زمان شوری و آلودگی مورد مطالعه قرار نگرفته است. بنابراین، هدف این پژوهش ارزیابی اثر بیوچار باگاس نیشکر بر شاخص‌های زیستی در یک خاک آلوده به کادمیم در شرایط شور و غیرشور بود. آزمایش به‌صورت فاکتوریل با 2 فاکتور شوری (شاهد، 20 و 40 میلی‌مولار سدیم کلرید) و بیوچار باگاس نیشکر (خاک‌های اصلاح نشده با بهساز آلی، اصلاح شده با باگاس، بیوچار 400 و 600 درجه سلسیوس به میزان یک درصد) در قالب طرح کاملاً تصادفی اجرا شد. نتایج نشان داد که شوری با افزایش 17-12 درصدی حلالیت کادمیم موجب تشدید سمیت آن برای ریزجانداران و کاهش محسوس فراوانی و فعالیت جمعیت میکروبی خاک شد. برعکس، کاربرد بیوچار با کاهش غلظت کادمیم (18-14 درصد)، افزایش کربن آلی (127-89 درصد) و کربن آلی محلول (70-4 درصد) موجب کاهش اثر این تنش‌ها بر جمعیت میکروبی و فعالیت آنزیمی خاک شد. به‌طور کلی، این پژوهش نشان داد که کاربرد بیوچار باگاس نیشکر با کاهش غلظت کادمیم قابل دسترس ناشی از شوری خاک موجب تعدیل نسبی اثر متقابل شوری و آلودگی کادمیم بر شاخص‌های زیستی خاک می‌شود.

در این پژوهش از مدل Drainmod-S برای تغییرات غلظت نمک در خاک و اثر زهکشی زیرزمینی بر میزان آبشویی در یک مدل فیزیکی (لایسیمتر بزرگ) استفاده شد. برای اندازه‌گیری شوری محلول خاک، عصاره¬گیر خاک در اعماق 40، 50 و 70 سانتی‌متری خاک در فاصله 35 سانتی‌متر از زهکش نصب شد. در این مطالعه، سه سناریو شامل بررسی پروفیل شوری تحت شرایط متعارف (زهکشی میان‌فصل و پایان‌فصل)، بررسی پروفیل شوری خاک تحت شرایط مختلف زهکشی و اعمال سناریوی قبل با آب آبیاری شورتر اعمال شد که سناریوی دوم و سوم در چهار مرحله زهکشی بین نشاء و میان¬‌فصل (روز 15 تا 20)، زهکشی میان¬‌فصل (روز 35 تا 40)، زهکشی بین میان¬‌فصل و پایان‌‌فصل (روز 55 تا 60) و زهکشی پایان¬فصل (روز 75 تا 80) انجام شد. نتایج نشان داد که پس از شبیه‌سازی غلظت کل املاح نسبت به زمان در عمق 40 سانتی‌متری و مقایسه با مقادیر اندازه‌گیری شده، مقدار پارامتر ضریب تبیین (R2) برابر با 0/77 به‌دست آمد که حاکی از شبیه‌سازی قابل قبول مدل Drainmod-S است. این پارامتر برای شبیه‌سازی غلظت املاح در عمق 50 و 70 سانتی‌متر خاک نیز به‌ترتیب برابر با 0/76 و 0/75 به‌دست آمد. مقدار پارامتر میانگین خطای مطلق (MAE) نیز بسیار ناچیز بود.

هدف از پژوهش حاضر یافتن بهترین روش¬های بهره¬گیری از سنجش از دور و الگوریتم¬های طبقه¬بندی نظارت¬شده در پایش شوری بلندمدت در منطقه عتابیه در غرب استان خوزستان با وسعت 5000 هکتار است. شیوه کار بر پایه تفکیک سطوح مختلف خاک¬های شور به‌وسیله اطلاعات حاصل از تصاویر ماهواره¬ای لندست 7 و 8 (۲۰۰۱ تا ۲۰۱۵) همراه با داده¬های شوری برداشت¬شده از منطقه مورد مطالعه، و شاخص¬های شوری SI1، SI2، SI3، NDSI، IPVI و VSSI است. نتایج بدست آمده از طبقه¬بندی تصاویر ماهواره¬ای نشان-دهنده گسترش روند محدوده¬های شور در خاک¬های منطقه مورد مطالعه بوده که در این بین، خاک¬های با EC بیشتر از 16 دسی¬زیمنس بر متر (بسیار شور)، بیشترین فراوانی را دارند. افزایش وسعت خاک¬های شور به میزان قابل توجهی در طی 15 سال رخ داده است، به-طوری که وسعت اراضی شور بیش از 90 درصد افزایش داشته است. بر اساس این مطالعه، تنها شاخص معنی¬دار در شوری خاک در سطح اطمینان %95، شاخص SI3 بوده که توانسته است تخمین مناسبی از تغییرات افزایشی خاک¬های منطقه داشته باشد. نتایج طبقه¬بندی نظارت¬شده نشان داد که ماشین بردار پشتیبان (با دقت کلی 95/78 و ضریب کاپا 0/89)، دارای دقت بیشتری است. پس از روش ماشین بردار پشتیبان به ترتیب روش¬های حداقل فاصله از میانگین، حداکثر احتمال شباهت و فاصله ماهالانوبیس دارای بیشترین دقت هستند. بر اساس نقشه¬های شوری بدست آمده در سال¬های 2001، 2005، 2010 و 2015 میلادی می¬توان گفت میزان شوری در تمام منطقه مورد مطالعه پیشروی داشته و همزمان وسعت شوری در کلاس¬های متوسط و زیاد توسعه بسیار زیادی داشته است. به¬طوری که وسعت شوری در کلاس بسیار زیاد در سال 2015 به تدریج نسبت به سال 2001 در تمام منطقه پراکنش داشته است. 

روش‌های متعددی برای شوری‌زدایی از پساب‌های شور وجود دارد که یکی از مهم‌ترین آنها، زیست‌پالایی است. هالوفیت‌ها گیاهانی هستند که قادرند غلظت‌هایی از نمک را تحمل کنند که اغلب گیاهان در این شرایط قادر به حیات نیستند. در این پژوهش، امکان شوری‌زدایی با استفاده از گیاه هالوفیت کینوا گونه تیتیکاکا مورد مطالعه قرارگرفته است. گیاه کینوا با استفاده از سیستم کشت بدون خاک (هیدروپونیک) و در سه سطح شوری (2، 8 و 14 دسی‌زیمنس بر متر) و تعداد 12 مخزن (9 مخزن با گیاه و 3 مخزن دیگر بدون گیاه و به‌عنوان شاهد) با تعداد کل 135 بوته (تعداد 15 بوته در هر مخزن) و با دو زمان ‌ماند 15روزه‌ای (15 و30 روز) و در قالب یک طرح کاملاً تصادفی به‌شکل چند عاملی با سه تکرار برای هر سطح شوری کشت داده شد و پارامترهای هدایت الکتریکی و سایر غلظت کاتیون‌ها و آنیون‌ها، قبل و بعد از تصفیه توسط این گیاه اندازه‌گیری شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان‌دهندۀ آن است که گیاه کینوا مقادیر هدایت الکتریکی را در سطوح شوریEC~ 2 dS/m  (آب کم شور)، ~EC 8ds/m (آب لب‌شور) و EC~14 dS/m (آب با شوری زیاد) در مدت 30 روز به‌ترتیب 5/33، 8/12 و 9/35 درصد کاهش داد. همچنین یون‌های کلسیم، منیزیم، سدیم و کلراید را به‌ترتیب حداکثر 10، 7/62، 5/60 و 7/01 درصد بسته به سطح شوری کاهش می‌دهد. بر اساس نتایج این پژوهش، گیاه‌پالایی کینوا پتانسیل کمی در کاهش نمک از آب‌های نامتعارف مانند پساب‌های شور دارد.

فرسایش خاک یکی از مهم¬ترین مشکلات حوضه¬های آبخیز در جهان و از موانع اصلی دستیابی به توسعه پایدار در کشاورزی و استفاده از منابع طبیعی است. شناسایی و اولویت¬بندی مناطق حساس به فرسایش خاک به¬منظور اجرای عملیات حفاظت¬ آب و خاک و مدیریت منابع طبیعی در حوضه¬های آبخیز ضروری است. در این پژوهش به اولویت‌بندی خطر فرسایش خاک در 12 زیرحوضه آبخیز رود زرد در سال 1400 با استفاده از آنالیز پارامترهای مورفومتری و روش‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره پرداخته شده است. در این راستا 11 پارامتر مورفومتری محاسبه و وزن آنها با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی به‌دست آمد. عملیات اولویت‌بندی با استفاده از روش‌های TOPSIS، VIKOR و SAW انجام و نتایج آن با استفاده از روش¬های میانگین رتبه¬ای، کاپلند و بردا تلفیق و درنهایت اولویت¬بندی نهایی با مقدار فرسایش ویژه زیرحوضه‌ها در مدل MPSIAC مقایسه و ضریب همبستگی رتبه‌ای اسپیرمن بین آنها برآورد شد. بر اساس نتایج، پارامترهای خطی بافت زهکشی، تراکم زهکشی و فراوانی آبراهه به‌ترتیب با وزن 0/161، 0/158 و 0/146 بیشترین تأثیر و در مقابل پارامترهای شکلی ضریب شکل، نسبت کشیدگی و ضریب گردی به‌ترتیب با وزن 0/049، 0/036 و 0/026 کمترین تأثیر را در فرسایش‌پذیری زیرحوضه‌ها داشتند. ضریب همبستگی رتبه‌ای اسپیرمن بین اولویت‌بندی نهایی و مدل MPSIAC، به میزان 0/8 به‌دست آمد (p-value<0.01). نتایج اولویت‌بندی نشان داد که زیرحوضه‌های R11، R12 و R10 با مساحت 83/191 کیلومتر مربع، به‌دلیل مقدار زیاد پارامترهای خطی، مقدار کم پارامترهای شکلی، ساختار زمین‌شناسی حساس به فرسایش و پوشش گیاهی ضعیف در اولویت اول تا سوم و در طبقه خیلی حساس به فرسایش خاک قرار دارند و برای اجرای اقدامات مدیریتی و عملیات آبخیزداری در اولویت هستند. نتایج کلی پژوهش نشان داد که روش‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره و آنالیز مورفومتری ابزاری مناسب برای شناسایی مناطق حساس به فرسایش خاک هستند.

در سال‌های اخیر از روش‌های غیرمستقیم نظیر سنجش از دور و داده‌کاوی برای برآورد شوری خاک زمین‌های کشاورزی استفاده می‌شود. در این تحقیق، هدایت الکتریکی 94 نمونه خاک از 0 تا 100 سانتی‌متر با استفاده از تکنیک ابرمکعب در دشت ساوه، اندازه‌گیری شد. تعداد 23 نوع داده ورودی در قالب دو دسته توپوگرافی و طیفی استفاده شدند. پارامترهای سطح زمین مانند شاخص رطوبت توپوگرافیک (TWI)، شاخص طبقه‌بندی زمین برای مناطق پست (TCI)، شاخص قدرت جریان (STP)، مدل رقومی ارتفاع (DEM) و طول شیب (LS) با استفاده از نرم‌افزارهای Arc-GIS و SAGA به‌عنوان ورودی‌های توپوگرافی لحاظ شدند. همچنین شاخص‌های مکانی شوری و پوشش گیاهی از تصاویر لندست 8 استخراج شدند و به‌عنوان ورودی‌های طیفی درنظر گرفته شدند. به‌منظور مدل‌سازی شوری از شبکه عصبی GMDH با نسبت 70 درصد برای آموزش و 30 درصد برای صحت‌سنجی استفاده شد. نتایج اندازه‌گیری نشان داد مقادیر شوری خاک بین 0/1 تا 18 با میانگین 5 و انحراف معیار 4/7 دسی‌زیمنس بر متر بودند. نتایج مدل‌سازی نیز نشان داد پارامترهای آماری R2، MBE وNRMSE  در مرحله آموزش به‌ترتیب 0/80، 0/06 و 42/1 درصد بودند. همین مقادیر در مرحله صحت‌سنجی به‌ترتیب 0/79، 0/13 و 48/7 درصد بودند. بنابراین استفاده از شاخص‌های طیفی، توپوگرافی و شبکه عصبی GMDH، در مدل‌سازی شوری خاک، کارایی مناسبی دارد.