علوم آب و خاک

گون پوشش گیاهی بسیاری از کوهستان‌های فلات ایران است و باتوجه‌به شکل بالشتی و سیستم ریشه‌دوانی عمیق، کنترل و نفوذ بارش‌های جوی را به درون خاک تسهیل و نقش عمده‌ای در ارائه خدمات اکوسیستمی ایفا می‌کند. از طرفی همبستگی اکوسیستم‌های گون‌زار (Astragalus habitats) با اقلیم‌های خشک و نیمه‌خشک، آن‌ها را در برابر تغییرات اقلیمی آسیب‌پذیر نموده‌است. در این مطالعه نقشه تولید رواناب بر پایه منحنی بادیکو تحت شرایط حال حاضر و آتی تغییر اقلیم (2050) با استفاده ازداده‌های اقلیمی و دمایی سایتChelsa (مدل گردش عمومی CanESM2) در نرم‌افزار TerrSet و با استفاده از نقشه‌های: زیرحوزه‌ها، بارش سالانه، تبخیر و تعرق پتانسیل سالانه، عمق خاک، آب قابل‌دسترس گیاه و نقشه "پوشش زمین _کاربری زمین" حال حاضر و آینده با ترکیبی از روش‌های میدانی و مدل‌های پراکنش گونه‌ای در مقیاس محلی حوزه آبخیز رودخانه شور دهاقان (زاگرس مرکزی) تهیه و درنهایت خسارت رواناب مازاد تولید‌شده در اثر تغییر اقلیم به روش هزینه جایگزین (Replacement cost method) برآورد شد. نتایج حاکی از افزایش حجم رواناب سالانه حوزه از70 میلیون مترمکعب در حال حاضر به 105 میلیون مترمکعب در شرایط تغییر اقلیم تحت سناریوی rcp26 سال 2050 بود. با احتساب هزینه 10 میلیون ریال به ازای کنترل 530 مترمکعب رواناب از طریق پروژه‌های متنوع آبخیزداری، جلوگیری از خسارات رواناب مازاد تولید‌شده، نیازمند اعتباری بالغ بر 660 میلیارد ریال بر اساس ارزش حال است. این مطالعه قابلیت نرم‌افزار TerrSet برای پیش‌بینی و تولید نقشه خدمت اکوسیستم تولید رواناب تحت تغییرات اقلیمی یا تغییرات کاربری اراضی و با هدف ارزش‌گذاری را در مقیاس محلی به اثبات رساند. همچنین ارزش‌گذاری فوق می‌تواند مبنای برنامه‌ریزی و تأمین اعتبار برای مطالعه و اجرای طرح‌های آبخیزداری با هدف مقابله با تهدیدات تغییر اقلیم باشد.

برنج به‌عنوان یکی از مهم‌ترین محصولات استراتژیک جهان، نقش حیاتی در تأمین امنیت غذایی دارد. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر روش‌های مختلف مدیریت تغذیه بر عملکرد و بهره‌وری آب در کشت خشکه‌کاری برنج (رقم عنبوری قرمز پاکوتاه) در ایستگاه تحقیقاتی شاوور خوزستان انجام شد. آزمایش به‌صورت طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تیمار شامل: 1) عرف زارع، 2) آزمون خاک، 3) آزمون خاک + تغذیه تکمیلی و 4) کاهش ۲۵ درصد کود شیمیایی + کودهای زیستی در سه تکرار اجرا شد. نتایج نشان داد که تیمارهای آزمون خاک + تغذیه تکمیلی (4270 کیلوگرم در هکتار) و کود زیستی با کاهش 25 درصد کود شیمیایی (4356 کیلوگرم در هکتار) به‌ترتیب 17 و 19/3 درصد افزایش عملکرد نسبت به عرف زارع (3651 کیلوگرم در هکتار) داشتند که بیشتر ناشی از افزایش تعداد خوشه در مترمربع (%14-10) و کارایی جذب عناصر غذایی بود. همچنین، تیمار کود زیستی با کاهش مصرف نهاده‌های شیمیایی، بیشترین بهره‌وری مصرف آب (0/25 کیلوگرم بر مترمکعب) و بهترین نسبت فایده به هزینه (23/25) را نشان داد. تحلیل اقتصادی تأیید کرد که ترکیب کودهای زیستی با کاهش 25 درصدی کودهای شیمیایی، علاوه بر حفظ عملکرد، هزینه‌ها را به‌طور معنی‌داری کاهش می‌دهد. یافته‌ها حاکی از آن است که تلفیق آزمون خاک با کودهای زیستی یا تغذیه مرحله‌ای، راهکاری مؤثر برای افزایش عملکرد، بهبود کارایی مصرف آب و کاهش وابستگی به نهاده‌های شیمیایی در کشت خشکه‌کاری برنج است. این روش‌ها به‌ویژه در مناطق کم‌آبی مانند خوزستان که با چالش شوری و محدودیت منابع آب مواجه‌اند، می‌توانند به عنوان الگویی پایدار برای کشاورزان توصیه شوند.

برداشت بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی یکی از مهم‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی و اقتصادی مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران است که پیامدهای گسترده‌ای بر معیشت جوامع روستایی، پایداری کشاورزی و تعادل اکولوژیک حوضه‌های آبخیز دارد. پژوهش حاضر با هدف بررسی نگرش کشاورزان درباره وقوع اضافه‌برداشت از منابع آب زیرزمینی و ارزیابی پیامدهای اقتصادی - اجتماعی ادراک‌شده آن در حوضه آبخیز سیمینه‌رود انجام شد. داده‌ها از طریق تکمیل ۳۷۳ پرسش‌نامه گردآوری و با آمار توصیفی، آزمون من – ویتنی و آزمون کای‌دو تحلیل شدند؛ اندازه اثر نیز محاسبه و مقادیر احتمال با روش بنجامینی – هوچبرگ تصحیح شد. در مجموع، 48/1 درصد پاسخ‌گویان معتقد بودند برداشت بی‌رویه در محدوده زندگی آنان در حال انجام است. پاسخ‌گویان دارای این ادراک جوان‌تر بودند (میانه 48/5 در برابر ۵۳ سال؛ 0/001p <) و فراوانی پاسخ مثبت در میان استفاده‌کنندگان از لوله‌کشی برای انتقال آب کمتر از استفاده‌کنندگان از کانال سنتی بود (24/2 در برابر 45/6 درصد؛ 0/001p =). این دو ارتباط پس از تصحیح نرخ کشف کاذب نیز پایدار ماندند. کاهش درآمد کشاورزان، کاهش سطح اراضی آبی، تغییر الگوی کشت و افزایش مهاجرت مهم‌ترین پیامدهای ادراک‌شده افت سطح ایستابی بودند. یافته‌ها نشان می‌دهد که مدیریت بحران آب زیرزمینی در سیمینه‌رود به ترکیبی از پایش آبخوان، بهبود انتقال آب و مداخلات اجتماعی متناسب با ویژگی‌های بهره‌برداران نیاز دارد.
 

تغذیه مدیریت‌شده آبخوان (MAR) با فاضلاب تصفیه‌شده، راهکاری برای پایداری منابع آب در مناطق خشک است؛ اما ارزیابی هم‌زمان جنبه‌های هیدروژئولوژیکی و اقتصادی آن چالش‌برانگیز است. هدف این پژوهش، ارزیابی هیدرو - اقتصادی اجرای طرح MAR در دشت قطب‌آباد با تلفیق مدل‌سازی عددی و تحلیل هزینه – فایده بود. بدین منظور، رفتار کمی و کیفی آبخوان با مدل‌های MODFLOW و MT3DMS شبیه‌سازی و تغییرات تراز آب، غلظت نیترات و TDS برآورد شد. منافع اقتصادی شامل صرفه‌جویی در انرژی پمپاژ، ارزش آب ذخیره‌شده و بهبود کیفیت آب، در قالب دو سناریوی کران پایین و بالا در کنار هزینه‌های سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری ارزیابی شد. سپس شاخص‌های NPV، BCR، IRR و دوره بازگشت سرمایه محاسبه شدند. نتایج نشان داد اجرای MAR با پساب سالانه 1/898 میلیون مترمکعب، موجب افزایش 4/5 متری سطح آب و کاهش غلظت TDS از 1859 به 1752 و نیترات از 22/2 به 15/4 میلی‌گرم بر لیتر در پایان دوره پنج‌ساله شد. در سناریوی کران بالا، مقدار NPV، BCR و دوره بازگشت سرمایه به‌ترتیب 43/7 میلیارد ریال، 1/36 و 3/23 سال به‌دست آمد، اما سناریوی کران پایین به دلیل BCR کمتر از ۱ فاقد توجیه اقتصادی بود. در مجموع، تلفیق مدل‌سازی عددی و تحلیل هزینه – فایده چارچوبی منسجم برای تصمیم‌گیری‌های مدیریتی فراهم می‌کند.