علوم آب و خاک

---

فرسایش خاک از جنبه های اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی اهمیت دارد که برای کنترل آن نیاز به مدیریت صحیح حوضه آبخیز می‌باشد. در سال های اخیر، استفاده از مدل سازی به‌عنوان راه کار ارزیابی اقدامات کاهش فرسایش مطرح شده است. به هر حال، به‌دلیل محدودیت دسترسی به داده‌های هیدرولوژیک کافی در مناطق کوهستانی، مدل‌سازی حوضه های آبخیز دارای عدم قطعیت هایی می باشد. در مطالعه حاضر، توانایی مدلSWAT2000 در شبیه‌سازی دبی جریان و غلظت رسوب حوضه بهشت‌آباد (از زیرحوضه‌های کارون شمالی) با مساحت 3860 کیلومتر مربع بررسی شد. واسنجی و تحلیل عدم قطعیت مدل با استفاده از برنامه SUFI-2 انجام پذیرفت. شاخص‌های p-factor، d-factor، R2 و ناش- ساتکلیف (NS) به‌منظور ارزیابی توانایی مدل SWAT در شبیه‌سازی رواناب و رسوب به‌کار برده شد. آمار رواناب شش ایستگاه هیدرومتری در سال های 1996-2004 برای واسنجی و اعتبارسنجی این حوضه به‌کار برده شد. نتایج نشان داد که در مرحله واسنجی رواناب ماهانه، ضرایب p-factor، d-factor، R2 و NS در خروجی حوضه به ترتیب 61/0، 48/0، 85/0 و 75/0 و در مرحله اعتبارسنجی 53/0، 38/0، 85/0 و 57/0 به‌دست آمد. این ضرایب در مرحله واسنجی غلظت رسوب روزانه در خروجی حوضه 55/0، 41/0، 55/0 و 52/0 و در مرحله اعتبارسنجی 69/0، 29/0، 60/0 و 27/0 به‌دست آمد. در مجموع، نتایج مطالعه نشان داد که SWAT رواناب را بهتر از رسوب شبیه‌سازی کرد. از دلایل ضعف مدل در شبیه‌سازی رواناب در بعضی از ماه‌های سال می‌توان به شبیه‌سازی ضعیف ذوب برف برای این حوضه کوهستانی، عدم سازگاری فرضیات مدل در انتقال جریان در لایه‌های یخ‌زده و اشباع و تعداد کم داده‌ها اشاره کرد. از علت‌های ضعف مدل در شبیه‌سازی بار رسوب می‌توان به شبیه‌سازی ضعیف جریان، تعداد کم داده‌ها و هم‌چنین عدم پیوستگی اطلاعات رسوب استفاده شده اشاره کرد.

---

توزیع زمانی و مکانی آب در حوضه های آبریز، تخمین کمیت و کیفیت آب و عدم قطعیت تخمینهای حاصله از اهمیت خاصی برخوردار به منظور تخمین مؤلفه های منابع آب شامل آب آبی (مجموع رواناب سطحی و تغذیه آب زیرزمینی SWAT است. در مطالعه حاضر، مدل عمیق)، آب سبز (تبخیر و تعرق واقعی) و ذخیره آب سبز (آب خاک) در حوضه آبریز همدان- بهار استفاده شد. همچنین از الگوریتم SWAT برای واسنجی و اعتبارسنجی بر اساس دبی ماهانه رودخانه و تحلیل عدم قطعیت مدل SWAT-CUP در بسته نرم افزاری ،SUFI2 محاسبه میشود. نتایج شبیه سازی دبی رودخانه ها در بیشتر P-factor و R-factor به کار گرفته شد. درجه عدم قطعیت توسط فاکتورهای در مرحله واسنجی R-factor ایستگاهها، به ویژه خروجی حوضه آبریز (ایستگاه کوشک آباد) رضایتبخش بود. نتایج نشان داد که مقادیر بین ٢٠ تا ٦٠ درصد بودند. کم بودن مقادیر فوق به ترتیب بیانگر واسنجی خوب رواناب P-factor ٠ و مقادیر / ٠ تا ٨ / رواناب ماهانه بین ٤ در حوضه و عدم قطعیت زیاد پیشبینیهاست. در بیشتر ایستگاهها، به علت عدم دسترسی به اطلاعات کافی در مورد مقدار آب برداشتی از ٠/ بعد از واسنجی بین ٣ (NS) کم است. ضریب نش- ساتکلیف P-factor رودخانهها، شبیه سازی جریان پایه ضعیف بوده و در نتیجه مقدار ٠ بود که نشان میدهد واسنجی مدل در خروجی حوضه از دقت بسیار خوبی برخوردار است. از این مطالعه، اطلاعات خوبی در مورد / تا ٨ مؤلفه های منابع آب، هم از نظر توزیع مکانی (در مقیاس زیرحوضه) و هم از نظر توزیع زمانی (در مقیاس ماهانه)، به همراه باند تخمین عدم قطعیت ٩٥ درصد، به دست آمد. نتایج تحلیل عدم قطعیت مؤلفه های منابع آب نشان میدهد که میانگین ماهانه عدم قطعیت مربوط به تخمین آب آبی بیشتر از سایر مؤلفه هاست، زیرا این مؤلفه به تعداد پارامترهای بیشتری حساس میباشد

---

در سال‌های ‌اخیر با‌ ظهور سامانه اطلاعات جغرافیایی و تکنولوژی سنجش از دور، ویژگی‏های توپوگرافیکی (ارتفاع، شیب و جهت شیب) و ویژگی‏های پوشش گیاهی به‌ راحتی به‌وسیله مدل‏های رقومی ارتفاع و شاخص پوشش گیاهی (NDVI) در مقیاس‏های مختلف (حوزه‏ای و منطقه‏ای) قابل دسترس می‏باشد. هدف از انجام این‌ پژوهش، بررسی امکان استفاده از ویژگی‏های توپوگرافیکی و پوشش گیاهی به‌همراه ویژگی‏های خاک به‌عنوان ویژگی‏های زود یافت برای تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع خاک است. برای این‌ کار توزیع اندازه ذرات خاک، کربن آلی، کربنات کلسیم و چگالی ظاهری در افق‏های رویین و زیرین و ویژگی‏های توپوگرافیکی و NDVI از افق رویین خاک اندازه‏گیری شدند. سه ساختار شبکه عصبی پرسپترون برای مقایسه با رگرسیون چند‌متغیره‌ خطی مورد استفاده قرار گرفتند. کارایی توابع انتقالی خاک و توابع پیش‏بینی مکانی خاک به وسیله ضریب همبستگی اسپیرمن (r)، میانگین مربعات خطای نرمال شده (NMSE) و میانگین خطای مطلق(MAE) بین مقادیر اندازه‏گیری ‌‌شده و مشاهده‌ شده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان‌ داد که ویژگی‏های توپوگرافیکی و پوشش گیاهی از متغیر‏های حساس در تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع خاک در مراتع زاگرس مرکزی می‏باشند. به‌طور‌ کلی شبکه‏های عصبی (87/0=r) داری کارایی بهتری از رگرسیون چند‌متغیره ‌خطی (69/0=r) در تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع خاک هستند.

---

آلودگی خاک به عنصر سرب منجر به کاهش کیفیت و کمیت محصولات کشت شده می‌شود زیرا این عنصر در اشکال یونی محلول بسیار سمی می‌باشد. قابلیت دسترسی این عنصر برای ریشه گیاهان می‌تواند با تشکیل ترکیبات با حلال‌پذیری پایین و رسوب آنها توسط اصلاح کننده‌های فسفره کاهش یابد. همچنین همزیستی ریشه این گیاهان با قارچ میکوریز می‌تواند مقاومت گیاه را در مقابل عناصر سنگین افزایش دهد. بدین‌منظور پژوهشی به‌صورت گلدانی در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی دردانشگاه شاهرود انجا مپذیرفت. تیمارها شامل قارچ میکوریز با دو سطح تلقیح وعدم تلقیح وتیمار دوم کودهای فسفری شامل تیمارهای بدون کود، اسیدهیومیک، دی ‌آمونیوم فسفات، پودر استخوان وکاربردتوام پودر استخوان و اسید هیومیک بود. نتایج نشان داد تلقیح میکوریز علاوه‌ بر افزایش معنی‌دار درصد کلونیزاسیون میکوریزی، سبب افزایش EC خاک، وزن خشک و جذب فسفر اندام هوایی گیاه شده است. کاربرد کودهای فسفری نیز ضمن افزایش معنی‌دار فسفر قابل دسترس خاک، وزن خشک و جذب فسفر اندام هوایی افزایش معنی‌دار داد. اثرات متقابل میکوریز و کودهای فسفره بر سرب تبادلی خاک معنی‌دار و کاربرد توام دی‌آمونیوم فسفات و میکوریز با کاهش قابل توجه 25/48 درصدی، بیشترین تأثیر را برکاهش سرب تبادلی خاک دارا بود. گیاهان میکوریزی از غلظت سرب کمتری در اندام هوایی خود به‌میزان 78/14 درصد برخودار بودند و همچنین کاربرد کودهای فسفری سبب کاهش معنی‌دار سرب اندام هوایی گیاه شد.