علوم آب و خاک

از آنجا که توسعه برنامه‌های مهار آب‌های سطحی ملزم به‌دستیابی دقیق رفتارهای جریان و میزان رسوبات آن می‌باشد لذا کمبود ایستگاه‌های اندازه‌گیری رسوب و فقدان آمار کامل رسوب، از جمله دلایل ارزیابی صحیح در شبیه‌سازی رفتار جریان‌ها و رسوبات آنهاست. از جمله مواردی که در یک حوزه آبخیز از هم تأثیر می‌پذیرند خصوصیات مورفولوژیکی حوزه و بار رسوبی جریان‌های آن می‌باشد. لذا آگاهی از میزان این ارتباط به‌منظور مدیریت و ساماندهی جریان در پایین‌دست حوزه حائز اهمیت می‌باشد. در تحقیق حاضر با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و روش‌های رگرسیونی سنجه رسوب براساس داده‌های 136 واقعه دبی جریان و رسوب متناظر آن و همچنین پارامترهای مورفولوژیکی به پیش‌بینی بار رسوبی حوزه باغ عباس اقدام گردیده است. بدین‌منظور در گام نخست برای پیش‌بینی بار رسوب از دو روش مذکور، فقط از داده‌های جریان استفاده گردیده و در گام بعدی خصوصیات مورفولوژیکی حوزه از قبیل ضریب شکل و ضریب فشردگی حوزه به مدل‌ها اضافه شده است. نتایج به‌دست آمده از این تحقیق نشان می‌دهد که با به‌کارگیری شبکه عصبی از نوع پرسپترون چندلایه (MLP) با الگوریتم لونبرگ- مارکوارت و تابع تحریک از نوع تانژانت سیگموید با دو لایه مخفی و 4 نرون در هر لایه، می‌توان با دقت مناسبی میزان دبی بار معلق رسوب را برآورد نمود. همچنین دقت نتایج به‌دست آمده از روش شبکه عصبی مصنوعی به‌مراتب از دقت روش منحنی سنجه بالاتر می‌باشد. در ارزیابی روش‌های شبکه NGANN, GANN و رگرسیونیSRC, MARS ، به‌ترتیب میزان ضریب همبستگی 94/0، 93/0، 767/0 و 766/0 و مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) به‌ترتیب 45/0، 49/0، 3/2 و 3/2 و ضریب نش- ساتکلیف (NS) به‌ترتیب 71/0، 58/0، 27/0 و 23/0 محاسبه گردید. بنابراین کاراترین روش از بین مدل‌های چهارگانه مذکور، شبکه عصبی مصنوعی همراه با داده‌های مورفولوژیکی حوزه (GANN) می‌باشد. ضمناً براساس یافته‌های تحقیق اضافه نمودن پارامترهای ژئومورفولوژیکی در روش سنجه رسوب تأثیر چندانی بر روی کارایی این مدل ندارد.

شاخص ‌شدت خشکسالی پالمر که متغیرهای مختلف آب و هواشناسی را برای یک موازنه آبی ساده در خاک تحلیل می‌کند و شرایط خشکسالی یا ترسالی را به‌صورت پدیده‌ای پویا درنظر می‌گیرد، در بسیاری از نقاط جهان جهت بررسی شرایط خشکسالی و تداوم آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به این‌که واسنجی شاخص براساس شرایط منطقه مورد مطالعه می‌تواند منجر به ارائه نتایج بهتر و دقیق‌تری گردد، هدف این تحقیق، ارزیابی شاخص پالمر براساس فرضیات اوّلیه، وضعیت واسنجی‌شده در حوزه‌ها‌ی ایران مرکزی و همچنین استفاده از خروجی‌های واسنجی- صحت‌سنجی ‌شده مدلSWAT به‌عنوان ورودی شاخص می‌باشد. لذا شاخص پالمر براساس روش‌های: 1) شاخص اولیه پالمر بدون ‌واسنجی، با استفاده از ضرائب اقلیمی و معادله شدت استخراجی برای کانزاس غربی و آیوای مرکزی؛ 2) شاخص اولیه همراه با اصلاح ضرائب معادله‌های شدت خشکسالی؛ 3) شاخص واسنجی ‌شده با بومی‌سازی معادلات شدت؛ 4) شاخص با جایگزینی متغیرهای رطوبت خاک و تبخیر ‌تعرق پتانسیل از مدل SWAT؛ و 5) شاخص با جایگزینی متغیرهای رطوبت خاک، تبخیر‌تعرق پتانسیل و رواناب از مدل SWAT؛ در سطح کل ایران، در قالب 17 حوزه مطالعاتی، در مقیاس ماهانه در دوره آماری 2002-1990 محاسبه شد. سپس با استفاده از هر پنج روش، شدت خشکسالی برای 160 زیرحوزه واقع در ایران مرکزی محاسبه و ارزیابی گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که، در بین آنها روش 4 نتایج مطمئن‌تری را ارائه می‌کند همچنین این روش‌ها مرطوب‌ترین سال (1992) و خشک‌ترین سال (2001) را به‌خوبی مشخص نمودند. نتایج این پژوهش، مطالعه واسنجی شاخص پالمر را برای هر منطقه و با استفاده از خروجی‌ِ سایر مدل‌های هیدرولوژیکی امکان‌پذیر می‌سازد.

در حال حاضر بیابان‌زایی به‌عنوان یک معضل گریبان‌گیر بسیاری از کشورهای جهان از جمله کشورهای در حال توسعه می‌باشد و مشتمل بر فرآیندهایی است که هم زاییده عوامل طبیعی بوده و هم به عملکرد نادرست انسان بر می‌گردد. تحقیق حاضر به‌منظور بررسی پتانسیل بیابان‌زایی دشت عباس استان ایلام به وسعت 8/18028 هکتار با تکیه بر معیار آب، اقلیم و خاک با استفاده از مدل IMDPA صورت گرفت. با استفاده از این مدل میانگین هندسی هر یک از شاخص‌های نوسانات سطح سفره، EC آب، SAR و نوع سیستم آبیاری، بارش سالانه، شاخص خشکی و شاخص تداوم خشکسالی، بافت خاک، ضخامت خاک و EC خاک با کمک نرم‌افزار ArcGIS 9.3، به‌دست آمده و نقشه مربوط به وضعیت هرکدام از معیارها تهیه شد. نتایج به‌دست آمده حاصل از بررسی معیار اقلیم نشان دهنده این است که 100 درصد از مساحت منطقه در طبقه شدید قرار گرفته است. نقشه شدت بیابان‌زایی براساس معیار خاک نشان می‌دهد که بالغ بر 4843 هکتار از منطقه که برابر با 8/28 درصد است در طبقه کم و 13185 هکتار که معادل 13/73 درصد از منطقه است در طبقه متوسط قرار دارد. همچنین نتایج حاصل از میانگین هندسی شاخص‌های معیار آب حاکی از این است که 4/10861 هکتار (2/60 درصد) از مساحت دشت در طبقه کم و 6/7166 هکتار (75/39 درصد) از مساحت منطقه در طبقه متوسط جای دارد. نتایج حاصل از ارزش‌دهی معیارهای مورد بررسی بیان کننده این است که معیار اقلیم با ارزش 61/2 مؤثرترین معیار در افزایش شدت بیابان‌زایی دشت عباس است. بر این اساس مشاهده می‌شود که ارزش کمی شدت بیابان‌زایی برای کل منطقه در طبقه متوسط قرار گرفته است.

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.

شوری و کمبود مواد غذایی به‌ویژه نیتروژن، دو عامل مهم کاهش‌دهندۀ محصول در مناطق خشک و نیمه‌خشک می‌باشند. هدف از این پژوهش، مدل‌سازی پاسخ گیاه ریحان به تنش‌‌های توأمان شوری و کمبود نیتروژن بود. بدین‌منظور، مدل‌های تعدیل‌یافته لیبیگ- اسپرینگل (LS) و میچرلیخ- بال (MB) و همچنین مدل‌های اشتقاقی از ترکیب مدل میچرلیخ- بال برای تنش مواد غذایی و مدل‌های ماس و هافمن (31)، ون‌گنوختن و هافمن (36)، دیرکسن و آگوستین (17) و همایی و همکاران (23) برای تنش شوری ارائه و مورد ارزیابی قرار گرفتند. آزمایش‌ها در 4 سطح مختلف شوری شامل 175/1، 3، 5، و 8 دسی‌زیمنس بر متر و چهار سطح کود نیتروژن شامل صفر، 50، 75 و 100 درصد نیاز کودی در 3 تکرار انجام شد. نتایج نشان داد به‌ترتیب مدل‌های اشتقاقی MB و ماس و هافمن (9/4= RMSE)، MB و ون‌گنوختن و هافمن (4/5= RMSE) و همچنین MB و همایی و همکاران (0/7= RMSE) بهترین انطباق را با داده‌های اندازه‌گیری ‌شده دارند. همچنین عملکرد نسبی برآورد شده برای سطوح شوری‌ آب آبیاری، به‌وسیله مدل تعدیل یافته LS  (6/4= RMSE) در مقایسه با مدل MB نتایج رضایتبخش‌تری دارد (9/5= RMSE)، لیکن در سطوح نیتروژن خاک و اثرات متقابل شوری و نیتروژن، مدل تعدیل یافته MB (3/10= RMSE) نتایج رضایتبخش‌تری نسبت‌به مدل LS (4/14= RMSE) دارد. بنابراین، توصیه می‌شود به جای مدل تعدیل یافته MB و LS از مدل‌های پیشنهادی در این پژوهش استفاده شود.

این مطالعه به‌منظور ارزیابی تأثیر استقرار نظام شورزیست گیاه ارزن پادزهری (Panicum antidotale Retz) با دو الگوی آبیاری (₁I به‌عنوان شاهد و ₂I به‌عنوان تیمار تنش کمبود آب، به‌ترتیب آبیاری پس از 110 و 160 میلی‌متر تبخیر تجمعی از طشت تبخیر کلاس A طی دوره رشد) و چهار سطح شوری آب آبیاری (حدود 5، 10، 20 و 30 دسی‌زیمنس بر متر)، بر ویژگی‌های شیمیایی خاک در ایستگاه تحقیقات زهکشی و اصلاح اراضی رودشت در سال‌های 1389 و1390 انجام شد. در پایان هر سال ویژگی‌های شیمیایی  لایه‌های مختلف 30-0، 60-30 و 90-60 سانتی‌متری خاک اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که در تیمارهای مختلف به‌طور میانگین، قابلیت هدایت الکتریکی (8/19%)، پ-هاش (9/19%)، غلظت یون سدیم (0/20%)، کلر (1/20%)، پتاسیم (00/5%)، فسفر (79/5%) و کلسیم (9/19%) در عمق 30-0 سانتی‌متری خاک در سال دوم آزمایش نسبت به سال اول افزایش و ماده آلی خاک بدون تغییر بود. همچنین در اعماق 60-30 و 90-60 سانتی‌متری خاک نیز روندی مشابه مشاهده شد. در لایه‌‌های مختلف خاک به‌طور متوسط با افزایش شوری آب آبیاری از 5 به 30 دسی‌زیمنس در متر به‌ترتیب قابلیت هدایت الکتریکی 110%، غلظت یون سدیم 5/26%، غلظت یون کلر 5/14-%، غلظت یون پتاسیم 16/8-%، غلظت فسفر 1/24-% و غلظت کلسیم 5/62% در الگوی آبیاری ₁I و به ترتیب 5/70%، 3/23%، 6/96%، 4/13-%، 2/41% در الگوی آبیاری ₂I تغییر یافت. همچنین به‌طور متوسط غلظت سدیم (^**70/0-=r) و قابلیت هدایت الکتریکی (^**47/0-=r)  لایه‌های مختلف خاک بیشترین همبستگی منفی را با عملکرد ماده خشک ارزن پادزهری در دو سال نشان دادند. بنابراین در استقرار نظام شورزیست ارزن پادزهری در شرایط مشابه بایستی از سازوکارهای مناسب جهت مدیریت بهینه خاک بهره برد.

این مطالعه برای جداسازی و شناسایی گونه‌های قارچی حل کننده فسفر و ارزیابی توانایی آنها به‌صورت کیفی و کمی آنها انجام شد. آزمایش بر 5 نمونه خاک‌های جنگلی اطراف کوه سپیدلار استان کهگیلویه و بویراحمد انجام شد و توانایی قارچ‌های جداسازی شده در دو محیط کشت PVK و مایع بررسی گردید. آزمون کمی با تیمارهای قارچی شاهد، چهار جدایه و آسپرجیلوس نیجر با سه تکرار انجام شد. جدایه‌های برتر این دو محیط کشت توسط روش ITS-PCR شناسایی شد. از میان قارچ‌ها، 4 قارچ هاله بسیار بزرگ و روشن روی محیط کشت پیکواسکای ایجاد کردند. نتایج نشان داد که ترتیب مقدار فسفر محلول در قارچ­های مورد مطالعه‌به‌صورت شاهد< قارچ 4> قارچ 3>  قارچ 2<  آسپرجیلوس نیجر> قارچ 1 بود. جدایه‌های برتر 1 و 2 به‌ترتیب قارچ کلادوسپوریوم کلادوسپوریودس و ایوپنی‌سیلیوم روبیدوروم شناسایی شدند. این اولین گزارش از توانایی این قارچ‌ها در سطح گونه برای انحلال فسفر است.

مطالعه حاضر با هدف تعیین غلظت برخی عناصر غذایی در خاک و گیاهان در سه طبقه ارتفاعی (1500، 2200 و3000 متری) و دو مرحله زیستگرد گلدهی و شروع بذردهی در مراتع شمال سبلان انجام شد. نمونه‌های خاک از عمق 20 سانتی‌متری و نمونه‌های گیاه از سطح پلات‌های 1×1 متری به تعداد 10 پلات جمع‌آوری شد. پس از آماده‌سازی نمونه‌ها، غلظت عناصر معدنی کلسیم، فسفر، سدیم، پتاسیم، آهن، مس، روی و منگنز با استفاده از دستگاه‌های اسپکتروفتومتر جذب اتمی و فلیم‌فتومتر تعیین شد. داده‌ها با نرم‌افزار SAS9.1 و رویه مدل عمومی خطی در قالب طرح کاملاً تصادفی تجزیه و تحلیل شد. نتایج نشان داد ارتفاع بر غلظت کلسیم، آهن، مس، روی و منگنز خاک و فسفر، سدیم، پتاسیم، منیزیم، مس و منگنز گیاهان در طبقات ارتفاعی اثر معنی‌داری دارد (05/0P&le). فصل رویشی بر کلیه عناصر به جز کلسیم در گیاهان اثر معنی‌داری داشت‌ (05/0P&le). همچنین نتایج نشان داد در هر سه رویشگاه ارتفاعی غلظت عناصر پرنیاز در مرحله شروع بذردهی بالاتر از مرحله گلدهی بود. در مقابل، عناصر کم ‌نیاز در هر سه منطقه ارتفاعی در مرحله گلدهی غلظت‌های بالاتری نسبت به شروع بذردهی داشتند. اثر متقابل ارتفاع و مرحله رشد نیز به جز کلسیم در ارتباط با سایر عناصر معنی‌دار بود (05/0P&le).

در طول چند دهه اخیر، بخش جنوبی دریای مازندران با وقایع اقلیمی شدیدی مانند خشکسالی و سیل مواجه بوده است. آنالیز روند متغیرهای هیدرو اقلیمی با استفاده از آزمون غیر‌پارامتری من-کندال و آزمون رگرسیون برای حوضه نکارود در شمال ایران انجام شده است. روند خصوصیات جریان رودخانه و بارش شامل جریان ماکزیمم، جریان متوسط و شاخص‌های جریان کم در مقیاس زمانی ماهانه، فصلی و سالانه از سال 1358 تا 1391 آنالیز شدند. نتایج آنالیز، کاهش تدریجی در بارش فصل زمستان،کاهش سالانه و همچنین کاهش بارش ماکزیمم روزانه همراه با افزایش روند در بارش ماکزیمم روزانه را نشان داد. برای متغیرهای هیدرولوژی، جریان کم هفت روزه در همه زیرحوضه‌ها در تابستان کاهش داشته است. جریان متوسط ماهانه و سالانه به‌ویژه در زمستان، در همه زیرحوضه‌ها روند کاهشی داشته اما جریان ماکزیمم سالانه از حوضه‌های بالادست تا پایین‌دست، روند افزایشی داشته است. تغییرات کاربری اراضی مانند شهرسازی و جنگل‌زدایی در طول 34 سال در حوضه‌های پایین‌دست، افزایش داشت. نتایج نشان داد که جریان‌های کم و جریان متوسط، به‌شدت تحت تأثیر تغییرات اقلیمی هستند. به‌طور کلی، از لحاظ هیدرولوژیکی نتایج نشان می‌دهد که منطقه مورد مطالعه با وقایع خشکسالی شدیدی مواجه می‌باشد. نتایج این تحقیق می‌تواند در پیش‌بینی خشکسالی‌های آتی، برنامه‌ریزی آبیاری و مدیریت منابع آب منطقه به‌کار گرفته شود.

هدف از این پژوهش تهیه نقشه پتانسیل چشمه‌های آب زیرزمینی با استفاده از روش‌های وزن‌دهی شواهد، رگرسیون لجستیک و نسبت فراوانی و مقایسه کارایی این روش‌ها در حوزه آبخیز چهل‌گزی، استان کردستان می‌باشد. ابتدا 17 عامل مؤثر در ظهور چشمه‌ها شامل: زمین‌شناسی، فاصله از گسل، تراکم گسل، ارتفاع، نفوذپذیری نسبی سنگ‌شناسی، درصد شیب، جهت شیب، نقشه‌های انحنا (Profile Curvature, Curvature, Plan Curvature)، بارندگی، فاصله از آبراهه، تراکم آبراهه، شاخص حمل رسوب، توان آبراهه، شاخص نمناکی توپوگرافی، پوشش/کاربری اراضی انتخاب شدند. برای صحت‌سنجی روش‌های مذکور از منحنی مشخصه عملکرد نسبی (ROC) استفاده شد و میزان مساحت زیر این منحنی(AUC) روش‌های وزن‌دهی شواهد، رگرسیون لجستیک و نسبت فراوانی به‌ترتیب 8/85%، 79% و 89% درصد به‌دست آمد. نتایج نشان داد که هر سه روش تخمین‌گرهای مناسبی برای تهیه نقشه پتانسیل چشمه آب زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه هستند. اما روش نسبت فراوانی با مقدار AUC بیشتر به‌عنوان بهترین روش در شناسایی و پهنه‌بندی پتانسیل چشمه‌های آب زیرزمینی معرفی گردید. همچنین صحت‌سنجی نقشه‌های پهنه‌بندی براساس درصد وقوع چشمه‌های آزمایشی، تعلیمی و کل چشمه‌ها نشان داد، نقشه پهنه‌بندی به‌دست آمده براساس روش‌های رگرسیون لجستیک، وزن‌دهی شوهد و نسبت فراوانی به‌ترتیب با داشتن مقدار 45، 56 و 45 درصد وقوع چشمه‌ها در طبقه با احتمال وقوع زیاد، بیشترین صحت را دارا شدند. 

رطوبت خاک از پارامتر‌های اصلی ورودی در بسیاری از مدل‌های پایش و پیش‌بینی عملکرد محصولات زراعی است. توانایی مدل‌های ریاضی، بهره‌برداری درست از آب‌های شور و انتخاب گزینه‌های مدیریتی را امکان‌پذیر نموده است. هدف این مطالعه، بررسی کارایی مدل D2HYDRUS- در شبیه‌سازی رطوبت حجمی خاک تحت شرایط میدانی برای خاکی با بافت سنگین ناهمگن بود. سه حجم آبیاری 10، 15 و20 لیتر و سه سطح شوری آب 279/1، 5/2 و 5 (¹dSm^-) در سه تکرار در یک سامانه آبیاری قطره‌ای نواری اعمال شد. به‌منظور پایش رطوبت، نیم‌رخ خاک تا عمق 40 سانتی‌متری حفر و دیواره عمود بر نوار آبیاری قطره‌ای شبکه‌بندی شد. رطوبت حجمی توسط رطوبت‌سنج (TDR) مدل B1K3X6050 MiniTrase kit اندازه‌گیری و مقادیر رطوبت حجمی مشاهده‌ای و شبیه‌سازی، توسط آماره‌های nRMSE و CRM مقایسه شدند. نتایج نشان داد که میانگین توزیع رطوبت توسط آبیاری با شوری‌های مختلف در محدوده ظرفیت زراعی است. مقادیر nRMSE برای تکرار‌های مختلف از 91/0 تا 07/2 درصد متغیر بود. براساس مقادیر nRMSE، شبیه‌سازی رطوبت در رده‌ی عالی طبقه‌بندی شد. شاخص CRM نیز در محدوده 0080/0- تا 0170/0 به‌دست آمد که مقدار بسیار کمی است. نتایج این دو آماره نشان‌دهنده توانمندی بالای مدل در شبیه‌سازی رطوبت حجمی خاک با استفاده از برآورد پارامترهای هیدرولیکی خاک به روش حل معکوس می‌باشد.

آگاهی از تغییرات خصوصیات خاک از رخدادی به رخداد دیگر، برای تعیین دوره‌های بحرانی حساسیت خاک به فرآیندهای فرسایش حائز اهمیت است. این پژوهش به‌منظور بررسی هدررفت خاک در رخدادهای پیاپی باران در استان زنجان انجام گرفت. پس از شناسایی 10 کلاس بافتی، نمونه‌های خاک‌ها در سه تکرار به کرت‌هایی کوچک (60 سانتی‌متر×80 سانتی‌متر) به ‌عمق 20 سانتی‌متر در زمینی با شیب 8 درصد منتقل شدند. کرت‌ها در معرض 10 رخداد باران شبیه‌سازی شده با شدت 55 میلی‌متر بر ساعت و مدت 30 دقیقه با فاصله پنج روز قرار گرفتند. در مجموع 300 رخداد باران بر کرت‌ها اعمال شد. نتایج نشان داد که رطوبت نگهداشته شده، تولید روان‌آب و هدررفت خاک تحت تأثیر معنی‌دار رخداد باران قرار گرفتند (001/0P<). افزایش رطوبت خاک و در نتیجه کاهش ظرفیت نفوذ، عامل اصلی افزایش تولید روان‌آب و هدررفت خاک در رخدادهای پیاپی باران بود به‌طوری‌که حدود 84 درصد از تغییرات هدررفت خاک طی رخدادهای باران براساس رطوبت پیشین خاک قابل بیان بود. پس از رخداد پنجم به‌دلیل رسیدن رطوبت خاک به‌حد ظرفیت نگهداری آب، تغییرات چشمگیری در نفوذپذیری و تولید روان‌آب مشاهده نگردید. با این حال، هدر رفت خاک پس از رخداد پنجم به‌دلیل وجود ذرات فرسایش‌پذیر بیشتر در سطح خاک و در نتیجه افزایش غلظت جریان‌های سطحی، همچنان الگویی افزایشی نشان داد.

به‌منظور ارزیابی وضعیت زرد برگی درختان چنار فضای سبز شهری اصفهان، شدت زرد برگی ظاهری  73 درخت از مناطق مختلف بر اساس 1: ضعیف (کمتر از 5% برگ‌ها)، 2: متوسط (کمتر از 50% برگ‌ها)، 3: شدید (بیشتر از 50% برگ‌ها)، 4: خیلی شدید (بیش از 95% برگ‌ها) انتخاب و طی سال‌های 1387 و 1388 از برگ‌های کامل (همراه با دمبرگ) دو قسمت بالایی و پایینی هر درخت به‌صورت جداگانه نمونه‌برداری انجام شد. سپس برخی ویژگی‌های شیمیایی برگ مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که غلظت آهن برگ‌های جوان در طی دو سال به‌ترتیب در بیش از 95 و 71 درصد از درختان، کمتر از حد بحرانی آهن (202 میلی‌گرم در کیلوگرم)  بود. در مورد برگ‌های مسن نیز، غلظت آهن برگ تمامی درختان کمتر از حد بحرانی (382 میلی‌گرم در کیلوگرم) بود و این حالت در کلیه درختان چنار با زرد برگی ظاهری کم، نیز مشاهده شد. دامنه غلظت روی برگ در درختان با شدت زرد برگی متفاوت و نیز در برگ‌های جوان و پیر هر درخت گسترده بوده و تناسبی بین غلظت روی برگ با شدت زرد برگی دیده نشد. در طی دو سال، غلظت روی برگ‌های جوان به‌ترتیب در بیش از 92 و 87 درصد درختان و تقریباً غلظت روی تمامی برگ‌های مسن درختان چنار مورد مطالعه کمتر از حد بحرانی (23 میلی‌گرم در کیلوگرم) بود. مقایسه غلظت مس با حد بحرانی این عنصر در برگ درختان چنار نیز نشان داد که بیش از 90% برگ‌های جوان نمونه‌برداری شده در سال اول و بیش از 98% برگ‌های جوان نمونه‌برداری شده در سال دوم و بیش از 90% برگ‌های پیر نمونه‌برداری شده در سال اول دارای زیاد بود عنصر مس بودند. مقایسه غلظت فسفر با حدود بحرانی (13/0 %)  این عنصر نشان داد که در سال اول حدود 79% و در سال دوم حدود 53% برگ‌های جوان نمونه‌برداری شده دارای زیاد بود فسفر بودند. این وضعیت در مورد برگ‌های پیر کمی تعدیل یافته به‌شکلی که زیاد بود فسفر در سال اول در برگ‌های پیر مشاهده نشد و در سال دوم نیز تنها حدود 29% از نمونه‌ها دارای غلظت‌های زیادتر از حد بحرانی فسفر بودند.

استفاده از داده‌های کمکی رقومی و ارتباط آنها با داده‌های مشاهداتی صحرایی از طریق روش‌های کامپیوتری که اصطلاحاً نقشه‌برداری رقومی خاک خوانده می‌شود، نسبت به روش‌های سنتی نقشه‌برداری خاک قابل‌اعتمادتر و کم ‌هزینه‌تر است. بنابراین در مطالعه حاضر، از مدل‌های شبکه عصبی مصنوعی و k نزدیک‌ترین همسایگی جهت پیش‌بینی مکانی شوری خاک در منطقه‌ای خشک به وسعت 700 کیلومتر مربع در شمال شهرستان اردکان استفاده گردید. در این منطقه براساس روش شبکه‌بندی منظم 180 نمونه خاک مشخص‌شده و سپس نمونه‌برداری و خصوصیات فیزیکی- شیمیایی خاک اندازه‌گیری شدند. متغیرهای محیطی استفاده ‌شده در این مطالعه شامل پارامترهای استخراج‌ شده از مدل رقومی ارتفاع، داده‌های تصویر ETM⁺ ماهواره لندست و هدایت الکتریکی ظاهری (اندازه‌گیری شده توسط دستگاه هدایت‌گر الکترومغناطیس) بودند. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل k نزدیک‌ترین همسایگی دارای دقت بیشتری نسبت به شبکه عصبی مصنوعی به‌منظور پیش‌بینی شوری خاک است. به‌طوری‌که این مدل به‌خوبی توانسته ارتباط قوی بین داده‌های شوری خاک و اطلاعات محیطی برقرار کند. مجموع ریشه مربعات خطا و ضریب تبیین مدل k نزدیک‌ترین همسایگی به‌ترتیب 73/18 و 92/0 است. نتایج نشان داد که برای پیش‌بینی شوری خاک، هدایت الکتریکی ظاهری، شاخص‌های سنجش ‌از دور و شاخص خیسی مهم‌ترین پارامترها بودند.

در این پژوهش، از یک مدل جامع شبیه‌سازی چرخه آب و دینامیک نیتروژن شامل تمام فرآیندهای مهم تغییر و تبدیلات نیتروژن شامل انحلال کود، نیترات‌زایی، نیترات‌زدایی، تصعید آمونیوم، معدنی شدن، عدم تحرک و همه مهم‌ترین فرآیندهای انتقال نیتروژن شامل برداشت نیتروژن توسط گیاه، جذب آمونیوم توسط ذرات خاک، جریان روبه بالا، تلفات رواناب سطحی و تلفات ناشی از زهکشی، برای مدل‌سازی مدیریت کود در یکی از مزارع کشت و صنعت نیشکر امام خمینی به‌روش رویکرد پویایی سیستم استفاده شد. جهت ارزیابی مدل از داده‌های جمع‌آوری شده از سایت کشت و صنعت نیشکر امام خمینی با سیستم زهکشی و آب زیرزمینی کم عمق واقع در استان خوزستان استفاده گردید. تجزیه و تحلیل آماری بین مقادیر مشاهده‌ای و شبیه‌سازی شده نشان داد که میانگین ریشه مربعات خطا (RMSE) برای تعیین دقت شبیه‌سازی غلظت نیترات و آمونیوم در زه‌آب خروجی به‌ترتیب 73/1 و 48/0 میلی‌گرم بر لیتر است. نتایج نشان داد تطابق خوبی بین متغیرهای مشاهده‌شده و شبیه‌سازی وجود دارد. نه سناریوی کوددهی در سطوح مختلف کود اوره شامل یک سناریوی 400 کیلوگرم در هکتار،  دو سناریوی تقسیط 350 کیلوگرم در هکتار، دو سناریوی تقسیط 325 کیلوگرم در هکتار، دو سناریوی تقسیط 300 کیلوگرم در هکتار، یک سناریوی 280 کیلوگرم در هکتار و یک سناریوی 210 کیلوگرم در هکتار برای مزرعه مدل‌سازی گردید. نتایج مدل‌سازی نشان داد که سناریوی 210 کیلوگرم در هکتار دارای بیشترین راندمان مصرف نیتروژن به‌مقدار 3/52 درصد و کمترین تلفات نیتروژن شامل نیترات‌زدائی، تصعید آمونیوم و تلفات زهکشی به‌ترتیب برابر 82/17، 16/7 و 59/92 کیلوگرم در هکتار می‌باشد. همچنین، نتایج نشان داد که با افزایش مصرف کود اوره از مقدار 210 کیلوگرم در هکتار باعث افزایش مجموع تلفات نیتروژن و کاهش راندمان مصرف نیتروژن می‌شود. از این مدل می‌توان برای مدیریت کود و کنترل غلظت نیترات وآمونیوم زه‏آب برای جلوگیری از آسیب‌های زیست‌محیطی به منابع پذیرنده این زه‏آب‌ها استفاده نمود. همچنین، روش پویایی سیستم به‌عنوانی روشی کارآمد، قابلیت شبیه‌سازی سیستم پیچیده آب- خاک- گیاه- زهکش را دارد.

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.

انتخاب تکنیک درون‌یابی بهینه جهت تخمین پارامترهای کیفی آبخوان در نقاط اندازه‌گیری نشده نقش مهمی در مدیریت کمی و کیفی منابع آب ایفا می‌کند. هدف اصلی این تحقیق ارزیابی دقت روش‌های درون‌یابی متداول با استفاده از GIS و مدل شبکه عصبی مصنوعی می‌باشد. بدین‌منظور تخمین سه پارامتر کیفی CL، EC و pH آبخوان دشت قروه- دهگان واقع در استان کردستان توسط هر یک از مدل‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت. در این تحقیق از داده‌های کیفی 56 چاهک مشاهداتی که دارای پراکندگی مناسبی در کل دشت هستند، استفاده گردید. در این تحقیق داده‌های 46 چاهک مشاهداتی جهت واسنجی و داده‌های 10 چاهک دیگر جهت صحت‌ سنجی مدل‌ها استفاده شدند. نتایج نشان داد که روش‌های شبکه عصبی مصنوعی، IDW و کریجینگ (spherical) به‌ترتیب جهت تخمین پارامترهای کیفی CL، PH و EC از دقت بیشتری نسبت به سایر مدل‌ها برخوردار بوده‌اند. البته مدل شبکه عصبی در تخمین هر سه پارامتر دارای دقت بسیار خوبی می‌باشد.در صورت کمبود وقت و همچنین نیاز به‌دقت قابل‌ قبول و ریسک کمتر در تخمین پارامترهای کیفی، استفاده از این مدل نسبت به سایر مدل‌های آماری به‌کار رفته ارجحیت دارد.

مدیریت جامع حوضه‌های آبخیز در گرو دانش عمیق از اطلاعات پایه حوضه و از جمله آرایش اراضی و نوع کاربرد آن می‌باشد. موقعیت مکانی و سطح پراکنش کاربری کشاورزی کمک شایانی به تعادل منابع آبی در یک حوضه می‌کند. در این تحقیق و با کمک تصاویر ماهواره‌ای لندست ۵ و ۸ و الگوریتم طبقه‌بندی نظارت‌ شده به روش حداکثر احتمال، کاربری‌های پهنه‌های آبی، شوره‌زار و کشت آبی حوضه آبخیز ارومیه و در سال‌های ۱۳۸۹ و ۱۳۹۲ تهیه گردید. تمام تصاویر انتخابی از ماهواره لندست در ماه‌های تیر و مرداد قرار گرفته‌اند. سپس به مقایسه کاربری‌های حاصل از ماهواره مودیس برای سال ۱۳۸۹ و ۱۳۹۱ و در انتها به مقایسه نتایج حاصل از ماهواره مودیس و لندست برای سال ۱۳۸۹ پرداخته شده است. نتایج بررسی ماهواره‌های لندست و مودیس نشان می‌دهد که سطح اراضی کشت آبی افزایش و پهنه‌های آبی کاهش یافته است. با مقایسه کاربری اراضی کشت آبی و پهنه‌های آبی سال ۱۳۸۹ میان ماهواره مودیس و لندست نشان می‌دهد که ماهواره مودیس کشت آبی و پهنه‌های آبی را بهتر از زمین‌های بایر برآورد نموده است. مقدار ضریب کاپا برای کاربری‌های حاصل از ماهواره لندست برای سال‌های ۲۰۱۰ و ۲۰۱۳ به ترتیب ۷۷/۰ و ۸۷/۰ می‌باشد.

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.

بیشتر اراضی زیر کشت ذرت در استان همدان به‌صورت سنتی با گاوآهن برگردان‌دار و یک‌سری ادوات خاک‌ورزی ثانویه آماده می‌شود. در سال‌های اخیر استفاده از سیستم‌های خاک‌ورزی حفاظتی مورد استقبال قرار گرفته است. این پژوهش در قالب طرح آماری کرت‌های خردشده (اسپلیت پلات) با ۶ تیمار و ۳ تکرار انجام شد. روش‌های خاک‌ورزی شامل: ۱T- روش مرسوم، شخم با گاوآهن برگردان‌دار + سیکلوتیلر مجهز به غلطک ۲T- خاک‌ورز مرکب، گاوآهن قلمی مجهز به غلطک و ۳T- خاک‌ورزی نواری با تیغه‌های قلمی به‌عنوان کرت اصلی و دو روش کوددهی شامل ۱F- پخش سطحی کود فسفاته قبل از کاشت ۲F- جای‌گذاری نواری کود فسفاته به هنگام کاشت به‌عنوان کرت فرعی در‌نظر گرفته شد. برخی از خواص فیزیکی خاک شامل، سرعت نفوذ آب در خاک، مقاومت خاک (شاخص مخروطی) و چگالی ظاهری خاک و نیز عملکرد و اجزا عملکردی ذرت دانه‌ای اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که روش‌های خاک‌ورزی و عمق خاک اثر معنی‌دار بر چگالی ظاهری و شاخص مخروطی خاک دارند. همچنین اثر روش خاک‌ورزی بر سرعت نفوذ آب در خاک معنی‌دار شد. اثر روش کوددهی بر عملکرد ذرت در سطح احتمال ۱% معنی‌دار شد. جای‌گذاری نواری کود به هنگام کاشت با میانگین عملکرد دانه، ۱۰۸۶۲ کیلوگرم در هکتار نسبت به پخش سطحی کود با میانگین عملکرد دانه، ۹۹۶۵ کیلوگرم در هکتار برتری داشت. اگرچه تأثیر روش‌های مختلف خاک‌ورزی بر عملکرد دانه ذرت معنی‌دار نشد اما تیمار ۲T با میانگین عملکرد دانه، ۱۰۹۱۳ کیلوگرم در هکتار نسبت به دو تیمار دیگر (۱T با میانگین عملکرد دانه، ۱۰۱۰۶ کیلوگرم در هکتار و ۳T با میانگین عملکرد دانه، ۱۰۲۲۲ کیلوگرم در هکتار) برتری داشت.