Journal of Watershed Management Research

fa مهار زیستی فرسایش خاک در حوزه آبخیز کیلانبر، استان کرمانشاه Biological Control of Soil Erosion in the Kilanbar Watershed, Kermanshah Province, Iran حفاظت آب و خاک حفاظت آب و خاک پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: فرسایش خاک، یکی از عمده‌ترین انواع تخریب اراضی است که جامع بشری را با مشکلات جدی مواجه می‌کند. میزان فرسایش خاک شاخصی جامع برای ارزیابی درجه توسعه‌یافتگی و پایداری برنامه‌های مدیریتی سرزمینی کشورهاست. ارزیابی وضعیت و گسترده مکانی انواع فرسایش خاک در کشورهای درحال‌توسعه به ضرورتی مهم تبدیل‌شده ‌است. اقدامات زیستی به‌عنوان راه‌کاری مناسب برای مهار فرسایش خاک در مراحل ابتدایی انواع فرسایش به‌عنوان رویکردی ضروری توصیه‌شده است. یکی از مهم‌ترین روش‌های حفاظت منابع خاک و آب به&lrm;لحاظ استفاده کم از عملیات خاک&lrm;ورزی، دخالت و دست‌کاری محدود در طبیعت، مقرون‌به‌صرفه بودن و کارایی بهتر نسبت به اقدامات سازه‌ای، استفاده از روش‌های زیستی است. با توجه به این‌که تاکنون توجه محدودی به کاربست رویکرد زیستی در مهار فرسایش خاک معطوف شده ‌است. ازاین‌رو، پژوهش حاضر باهدف به‌کارگیری الگوی مدیریت زیستی در حوزه آبخیز کیلانبر واقع در استان کرمانشاه انجام‌شده ‌است. مواد و روش‌ها: پس از تهیه و ترکیب لایه‌های ارتفاع از سطح دریا، جهت و تندی شیب در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) 38 واحد کاری تهیه شد. سپس برای بهبود عملکرد و تصمیم‌گیری واحدهای با مساحت زیر 300 هکتار ادغام و نهایتاً بر اساس نظر کارشناسی و فنی مدیر آبخیز و با لحاظ مبانی مختلف، 14 واحد کاری با قابلیت انجام اقدامات مدیریتی زیست‌مهندسی در حوزه آبخیز کیلانبر استخراج شد. لازم به ذکر است که حوزه آبخیز کیلانبر در غرب استان کرمانشاه و شهرستان روانسر واقع ‌شده ‌است. مساحت محدوده موردمطالعه حدود 10798 هکتار است. بلندترین و پست‌ترین نقطه ارتفاعی آبخیز به&lrm;ترتیب 2183 و 1388 متر از سطح دریا و متوسط بارش و دما و رطوبت نسبی سالانه به&lrm;ترتیب 533 میلی‌متر و 11/4 درجه سانتی‌گراد و 45/1 درصد است. وضعیت فرسایش خاک بر اساس جدول امتیازدهی عوامل هفت‌گانه مدل BLM در هر واحد ‌کاری بر اساس بازدید میدانی و نظرات کارشناسی تکمیل و نقشه سیمای فرسایشی در واحدهای کاری تهیه شد. سپس نمودارهای آمبروترمیک و هایترگراف با استفاده از داده‌های 30 ساله بارش و دمای ایستگاه سینوپتیک روانسر، به‌منظور تعیین دوره خشک‌سالی و ترسالی و برای تعیین گیاهان مناسب با ویژگی‌های منطقه ترسیم شد. نقشه اقلیمی-کشاورزی نیز با استفاده از داده‌های ایستگاه هواشناسی شیب دما، بارش و تبخیر و تعرق تهیه و تلفیق آن‌ها در محیط GIS استخراج و در آخر گونه‌های گیاهی مطابق با توقعات بوم‌شناسی برای رویکرد زیستی آبخیز انتخاب شد. یافته‌ها: مطابق نتایج جدول BLM یک واحد کاری در وضعیت فرسایشی جزئی، هشت واحد کاری در وضعیت کم و پنج واحد کاری دیگر در شرایط فرسایشی متوسط قرارگرفته ‌است. مطابق نقشه سیمای فرسایش، عمده منطقه موردمطالعه حدود 70 درصد از حوزه آبخیز در وضعیت فرسایشی کم و متوسط قرار داشته است که طبعاً قابلیت بالای بهره‌گیری از شیوه مناسب اقدامات زیستی در مهار فرسایش خاک را تائید نمود. مطابق نمودارهای آمبروترمیک و هایترگراف، از خرداد تا شهریور دارای ماه‌های خشک بوده و تغییرات بارشی نسبت به دما در مهر تا اردیبهشت بیش‌تر بوده است. بر اساس نقشه اقلیمی-کشاورزی، منطقه در پنج رده قرارگرفته‌ که به&lrm;ترتیب رده چهار و یک با 4819/3 و 364/83 هکتار دارای بیش‌ترین و کم‌ترین مساحت بوده است. درنهایت پهنه‌بندی گونه‌های مرتعی مناسب در آبخیز مطالعاتی نشان داد که در منطقه، گونه‌های مرتعی گون، یولاف وحشی، خارزردک، بومادران، علف پشمکی، جو وحشی بخش غالب منطقه را تشکیل داده‌ است. بر همین اساس، انتخاب گونه‌های ‌گیاهی متناسب با شرایط آبخیز مطالعاتی، رویکرد حفاظتی و ترویجی در کشاورزی، حفظ حریم بوم‌شناختی رودخانه و جلوگیری از تغییر کاربری اراضی برای منطقه موردمطالعه صورت گرفت. استفاده از پوشش گیاهی بوم&lrm;سازگان&lrm; مرتعی از منظر ممانعت فیزیکی تاج پوشش در برخورد مستقیم قطرات باران بر سطح خاک، افزایش نفوذ آب در خاک، تثبیت خاکدانه‌ها از طریق ریشه‌ها، افزایش ظرفیت چرا و تولید دامی و افزایش کارایی و بازده آن با گذشت زمان حائز اهمیت است. نتیجه‌گیری: اقدامات زیستی فرسایش یک رویکرد مبتنی بر شرایط حاکم بر بوم&lrm;سازگان&lrm; و راه‌کاری مؤثر، کم‌هزینه و از همه مهم‌تر سازگار با محیط‌زیست است که قابلیت کاربست در دست‌یابی به مدیریت پایدار منابع خاک و آب در اغلب بوم&lrm;سازگان&lrm; را دارد. در همین راستا به‌منظور به‌کارگیری روش‌های اقدامات زیستی در بخش‌هایی از &lrm;آبخیز که از وضعیت فرسایشی ضعیف و متوسطی برخوردار بوده، می‌توان از طریق مدیریت کاربری‌ها، استفاده از پوشش گیاهی بومی آبخیز در سطح مراتع و کشاورزی بدون خاک‌ورزی در سطح اراضی کشاورزی، فرسایش خاک را به‌خوبی تحت مدیریت قرار داد. ازاین‌رو پژوهش حاضر باهدف ارائه الگوی اقدامات زیستی فرسایش در حوزه آبخیز کیلانبر انجام شد. نتایج به‌دست‌آمده حاکی از آن است که در 67 درصد از مساحت کل آبخیز، می‌توان فرسایش خاک در دو کاربری عمده مرتع و کشاورزی را از طریق روش‌های مبتنی بر اقدامات زیستی مهار کرد. شایان‌ذکر است استفاده از الگوی اقدامات زیستی فرسایش نیازمند بررسی‌های جامع و همه‌جانبه‌ای است که می‌بایست با در نظر گرفتن بخش‌های مختلف بوم&lrm;سازگان&lrm; آن را موردتوجه قرارداد. به&lrm;هر تقدیر، رویکرد پیشنهادی در پژوهش حاضر را می‌توان در سایر حوزه‌های آبخیز کشور با وضعیت فرسایشی خفیف تا متوسط و با رعایت اصل جامع‌نگری و شرایط حاکم بر آبخیز موردنظر، به&lrm;کار گرفت.  </div> <div style="text-align: justify;"></div><div style="text-align: justify;"></div><div style="text-align: justify;"></div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: Soil erosion, a significant form of land degradation, poses severe challenges to humanity in different ecosystems. It serves as a comprehensive index for evaluating the development and sustainability of land management programs. Assessing the status and spatial extent of soil erosion has become crucial in developing countries. Biological management, a recommended and effective means of controlling soil erosion in the early stages of all processes, offers a practical solution. Biological methods, such as minimum tillage operations and limited intervention in nature, prove to be more cost-effective and efficient than structural measures. Despite these advantages, biological measures have not received adequate attention in soil erosion control. This research addresses this gap by applying biological management in the Kilanbar Watershed (Kermanshah Province, Iran), demonstrating its effectiveness and cost-efficiency. Methods: The layers of elevation from sea level, aspect, and slope steepness were prepared and combined in the geographic information system (GIS) software to prepare 38 land units. In the Kilanbar Watershed, 14 land units with the ability to perform biological management measures were extracted based on the expert and technical opinions of the watershed manager and considering different bases to improve the performance and decision-making of the units with an area of less than 300 ha. The Kilanbar Watershed is located in Ravansar City, west of Kermanshah Province. The study area is approximately 10798 ha. The highest and lowest elevation points of the watershed are 2183 and 1388 m above mean sea level, respectively. The mean annual precipitation, temperature, and relative humidity are 533 mm, 11.4 °C, and 45.1%, respectively. The status of soil erosion in each land unit was completed based on the scoring of the BLM form based on the visual and expert opinions, and a map of the erosion pattern was prepared in the land units. Ambrotropic and hyetographs were drawn using the 30-year precipitation and temperature data of the Ravansar synoptic station to determine the periods of drought and wet conditions and to identify suitable plants with the characteristics of the region. A climatic–agricultural map was prepared and integrated into the GIS using meteorological station data (temperature, precipitation, evaporation, and transpiration), and plant species were selected according to ecological expectations for watershed biological measures. Results: According to the BLM form results, one and eight land units are in partial and low erosion conditions, respectively, and five other land units are in medium erosion conditions. According to the erosion pattern map, the majority of the studied area, about 70% of the watershed, is in a low and medium erosion state, which naturally confirms the high ability to use appropriate biological measures to control soil erosion. According to ambrothermic and hyetograph measurements, June to September were dry months, and precipitation changes were more significant than temperature changes from October to May. According to the climatic–agricultural map, the region is divided into five classes. Class 4 (4819.3 ha) and Class 1 (364.83 ha) had the largest and smallest areas, respectively. Finally, the zoning of suitable rangeland species in the watershed showed that rangeland species of Asteragalus ascendes, Avena fatua, Picnomon sp., Achillea millefolium, Bromus tomentellus, and Hordum blubosum dominantly covered the region. Based on the study results, appropriate plant species were introduced for the studied watershed. Accordingly, conservation and reclamation measures were recommended to improve land productivity and ecological conditions and avoid land use changes for the study area. The essential measures include vegetation in rangeland ecosystems aiming at preventing the role of the canopy cover from directly impacting raindrops on the soil surface, increasing water infiltration in the soil, stabilizing soil aggregates due to roots extension, increasing grazing capacity and livestock production, and increasing its efficiency and productivity with time. Conclusion: The findings of this study hold significant potential for the Kilanbar Watershed. The proposed biological erosion measures, tailored to the ecosystem's unique conditions, are effective, low-cost, and environmentally compatible. They offer a sustainable solution for managing soil and water resources in various ecosystems. Implementing these measures can significantly reduce soil erosion in the watershed, particularly in areas with low to moderate erosion status. This research is an essential initiative in applying biological erosion measures in the Kilanbar Watershed, demonstrating that soil erosion can be effectively and practically controlled in approximately 67% of the watershed through biological methods in the critical land-use areas of rangelands and agriculture. It is important to note that applying biological erosion measures requires comprehensive and integrated investigations, considering the different parts of the ecosystem. With these findings, the proposed approach in this research can be extended to other watersheds across the country, particularly those with slight to moderate erosion status, while maintaining the principle of comprehensiveness and respecting the unique conditions of each watershed. </div>   <div style="text-align: justify;"></div> اقدامات مدیریتی, حفاظت خاک‌وآب, مدیریت آبخیز, مدیریت فرسایش خاک Management Measures (BMP), Soil and Water Conservation, Soil Erosion, Management, Watershed Management 1 13 http://jwmr.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-75-8&slc_lang=fa&sid=1 Seyed Hamidreza Sadeghi سیدحمیدرضا صادقی sadeghi@modares.ac.ir 100319475328460014128 100319475328460014128 Yes Department of Watershed Management Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران Mahin Kalehoee مهین کله‌هویی K.Mahin@modares.ac.ir 100319475328460014129 100319475328460014129 No Department of Watershed Management Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران Faezeh Kamari Yekdangi فائزه کمری‌یکدانگی K.faezeh@modares.ac.ir 100319475328460014130 100319475328460014130 No Department of Watershed Management Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران Majid Radkianpour مجید رادکیانپور majid.radkianpour@modares.ac.ir 100319475328460014131 100319475328460014131 No Department of Watershed Management Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران Yousef Dadizadeh یوسف دادی‌زاده yousef.dadizade@modares.ac.ir 100319475328460014132 100319475328460014132 No Department of Watershed Management Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران