Journal of Watershed Management Research

fa پایش تغییرات مکانی روند بیابان‌زایی در کویر درانجیر با استفاده از مدل ایرانی IMDPA Analyzing the Changes in the Desertification Process in the Daranjir Desert using the Iranian IMDPA Model فرسايش خاک و توليد رسوب فرسايش خاک و توليد رسوب پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: بیابان‌زایی فرآیندی است که منجر به تغییرات بدون بازگشت در شرایط خـاک و رسـتنی‌هـای یک منطقه می‌شود و شرایط منطقه را بـه&lrm;سـمت خشـکی بیشـتر پیش &lrm;برده، باعث کاهش پتانسیل تولید منطقه می‌شـود. محـدودیت منـابع آبی، کاهش کیفیت آب و بهره‌برداری بـی‌رویـه سـبب&lrm; شـده&lrm; اند کـه تخریب منـابع آب زیرزمینی به همراه دیگر فرآیندها از جمله عوامل مؤثر بر بیابان‌زایی شناخته شوند. همچنان که افزایش بهره‌برداری از منابع آب زیرزمینی، فرونشست را به&lrm;دنبال خواهد داشت که آخرین مرحله بیابان‌زایی محسوب می‌شود. در این زمینه، شناخت فرآیندهای بیابان‌زایی و عوامل ایجادکننده آن و همچنین اطلاع از شدت و ضعف این فرآیندها و عوامل، امری مهم و ضروری به‌منظور مدیریت و برنامه‌ریزی صحیح است. پایش زمینی یکی از روش‌های کارآمد برای نظارت بر بیابان‌زایی به&lrm;شمار می‌رود. به این منظور، مدل‌های متنوعی برای ارزیابی عوامل تاثیرگذار بر بیابان‌زایی و تهیه نقشه‌های مرتبط ارائه‌ شده &lrm;اند. در این میان، مدل IMDPA با بهره‌گیری از شاخص و معیارهای مختلف می‌تواند به‌صورت کارآمد به بررسی وضعیت بیابان‌زایی هر منطقه بپردازد. مواد و روش‌ها: حوزه آبریز کویر در انجیر، در شمال استان کرمان و جنوب استان یزد، شامل 12 محدوده مطالعاتی است. ارتفاع منطقه از 925 متر در کویر درانجیر تا 4465 متر در کوه هزار متغیر است. 22406 کیلومترمربع این حوزه آبریز را مناطق کوهستانی و 28102 کیلومترمربع آن را کویرها، شوره‌زارها، دشت‌ها و کوهپایه‌ها تشکیل می‌دهند. هم‌چنین، کویر درانجیر با وسعت 1000 کیلومترمربع منتهی‌الیه شبکه زهکشی آب‌های سطحی و زیرزمینی حوضه به &lrm;شمار می‌رود. در ابتدا، به‌منظور بررسی و مطالعات تخریب خاک و فرونشست زمین تحت تأثیر منابع آب زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه، از داده‌های آب زیرزمینی استفاده‌ شد. به این وسیله، با مراجعه به سازمان‌های ذی‌ربط اعم از سازمان تحقیقات منابع آب ایران (تماب)، سازمان آب منطقه‌ای استان یزد و کرمان و همچنین تحقیقات انجام‌شده پیشین، پارامترهای کیفی آب از جمله هدایت الکتریکی، نسبت جذب سدیم، کل مواد جامد محلول و پارامترهای کمی آب و هم‌چنین نرخ فرونشست در طول دوره آماری 97-1381 جمع‌آوری شدند. با بهره‌گیری از دو معیار آب زیرزمینی و فرونشست به ارزیابی وضعیت بیابان‌زایی توسط مدل IMDPA در حوزه آبریز کویر در انجیر پرداخته شد. به‌منظور بررسی اثر معیارهای فرونشست و آب زیرزمینی بر شدت بیابان‌زایی منطقه، نخست تأثیر دو معیار فرونشست و معیار آب زیرزمینی و سپس با حذف معیار فرونشست شدت بیابان‌زایی، تنها براساس معیار آب زیرزمینی ارزیابی شد. پهنه‌بندی شاخص‌ و معیارها در سامانه اطلاعات جغرافیایی و روش‌های درون‌یابی صورت گرفت. یافته‌ها: نقشه پهنه‌بندی پارامتر هدایت الکتریکی نشان داد که تقریباً 50 درصد حوضه دارای شوری بالا (بیش‌تر از 5000 میکروزیمنس بر سانتی‌متر) است که حاکی از شدت بیابان‌زایی خیلی&lrm;شدید بر طبق این شاخص است. این در حالی است که نقشه پهنه‌بندی پارامتر نسبت جذب سدیم نشان داد که بیش از 50 درصد منابع آبی حوضه دارای نسبت جذب سدیم پایین (کم‌تر از 18) هستند که بیانگر شدت بیابان‌زایی کم بر طبق این شاخص است. بررسی مقادیر افت سطح آب زیرزمینی نشان داد که بیش از یک‌سوم حوضه دارای افت بالای 50 سانتی‌متر بود که بیانگر شدت بیابان‌زایی خیلی&lrm;شدید بر طبق این شاخص است. ارزیابی وضعیت بیابان‌زایی با توجه به معیار آب زیرزمینی مدل IMDPA نشان داد که بیش از 50 درصد از سطح حوضه دارای شدت متوسط است و تقریباً 20 درصد نیز دارای وضعیت شدید هستند. محدوده‌های بهادران و قریه‌العرب، به&lrm;ترتیب بیش‌ترین و کم‌ترین شدت بیابان‌زایی را دارا بودند. ارزیابی نرخ فرونشست در سه محدوده مطالعاتی (کرمان&lrm;باغین، رفسنجان و زرند) دارای نقشه فرونشست، نشان داد که محدوده کرمان&lrm;باغین دارای بیش‌ترین میزان فرونشست بین 12 تا کم‌تر از 7 سانتی‌متر در سال است. ارزیابی وضعیت بیابان‌زایی بر طبق دو معیار فرونشست و آب زیرزمینی در سه محدوده دارای فرونشست نشان داد که محدوده رفسنجان دارای بیش‌ترین شدت بیابان‌زایی بر طبق دو معیار است. نتیجه‌گیری: به‌طور کلی، نتایج نشان می&lrm; دهند که مهم‌ترین عامل تأثیرگذار بر شدت بیابان‌زایی با توجه به دو معیار آب زیرزمینی و فرونشست، شوری آب زیرزمینی و سپس افت سطح آب است. بررسی نواحی دارای فرونشست و میزان افت سطح تراز آب زیرزمینی در محدوده‌های مطالعاتی نشان می &lrm;دهد که در اکثر موارد، فرونشست در نواحی دارای افت سطح تراز آب زیرزمینی اتفاق افتاده است. ارزیابی شدت بیابان‌زایی بر طبق سه پارامتر معیار آب توسط مدل IMDPA نشان می &lrm;دهد که بیابان‌زایی در منطقه دارای شدت کم تا خیلی&lrm;شدید است، به‌طوری‌که طبقه متوسط بالاترین سطح را در حوضه شامل می‌شود. بر اساس درصد مساحت طبقات شدت بیابان‌زایی، بعد از شدت متوسط، به&lrm;ترتیب مناطق با شدت شدید، کم و خیلی&lrm;شدید بیش‌ترین سطح را در بر می‌گیرند. ارزیابی وضعیت بیابان‌زایی به تفکیک محدوده مطالعاتی نشان می&lrm; دهد که در محدوده بهادران، نواحی با وضعیت خیلی&lrm;شدید بیابان‌زایی از سطح بالاتری نسبت به دیگر محدوده‌های مطالعاتی وجود دارند؛ این در حالی است که بیابان‌زایی در محدوده‌های مطالعاتی ساغند، بردسیر و قریه‌العرب تنها دارای دو طبقه کم و متوسط است. وضعیت بیابان‌زایی براساس دو معیار آب زیرزمینی و فرونشست، در سه محدوده مطالعاتی دارای نقشه فرونشست نشان می دهد که بیابان‌زایی در محدوده رفسنجان نسبت به دو محدوده زرند و کرمان&lrm;باغین از شدت بالاتری برخوردار است. برای کنترل بیابان‌زایی، پیشنهاد می‌شود که مدیریت منابع آب شامل کنترل بهره‌برداری از آب‌های زیرزمینی و استفاده از روش‌های آبیاری بهینه انجام شود. همچنین، پایش و ارزیابی مستمر وضعیت بیابان‌زایی با استفاده از مدل IMDPA و نظارت بر کیفیت آب ضروری است. توسعه پوشش&lrm;گیاهی از طریق کاشت گیاهان مقاوم و اجرای پروژه‌های بیابان‌زدایی نیز مؤثر خواهد بود. درنهایت، افزایش آگاهی کشاورزان و جامعه محلی درباره روش‌های پایدار کشاورزی اهمیت زیادی دارد.  </div> Extended Abstract Background: Desertification is a process that causes irreversible changes in the soil and vegetation conditions of a region, leading to an increase in dryness and reduced productivity potential. The destruction of groundwater resources, along with other processes, has been characterized as factors affecting desertification due to the limitations of water resources, reduction of water quality, and excessive exploitation. Subsidence, which is considered the final stage of desertification, will result from the increased use of groundwater resources. Knowing the processes and factors of desertification, as well as their intensity and weakness, is essential for proper management and planning in this context. Ground monitoring is an effective way to monitor desertification. Various models have been presented to evaluate the factors affecting desertification and create related maps for this purpose. Various indicators and criteria can be used by the IMDPA model to efficiently examine the desertification status of each region in the meantime. Methods: The desert watershed in Daranjir, located in the north of Kerman Province and the south of Yazd Province, includes 12 study areas. The elevation ranges from 925 m in the Daranjir desert to 4465 m in the Kuh Hezar Mountain. The watershed covers an area of about 22,406 km2, while the deserts, salt marshes, plains, and foothills cover an area of 28,102 km2. The Daranjir desert, which measures 1000 km2, is deemed to be the end of the basin's surface and underground water drainage network. Groundwater data was utilized initially to investigate and study soil degradation and land subsidence caused by underground water resources in the studied area. In this way, water quality parameters, such as electrical conductivity, sodium absorption ratio, and total dissolved solids, as well as water quantitative parameters and subsidence rate, were collected in the water year 2002-2018 by referring to the relevant organizations, such as the Iranian Water Resources Research Organization (Tamab), the regional water organization of Yazd and Kerman provinces, as well as previous research. The IMDPA model assessed the desertification situation in the Daranjir desert watershed using two criteria, groundwater and subsidence. To investigate the effect of subsidence and groundwater criteria on desertification intensity in the region, first, the effect of two subsidence and groundwater criteria, and then, by removing the subsidence criterion, desertification intensity was evaluated only based on the groundwater criterion. Geographic information systems and interpolation methods were utilized to zoning indicators and criteria. Results: According to the electrical conductivity parameter zoning map, nearly 50% of the basin has a high salinity level (more than 5000 microsiemens percent), indicating a very severe level of desertification based on this index. Meanwhile, the zoning map of the sodium absorption ratio parameter showed that more than 50% of the basin's water resources have a low sodium absorption ratio (less than 18), which indicates low expression intensity according to this index. According to this index, desertification intensity is indicated by the drop of over 50 cm in more than half of the basin observed during the investigation of the groundwater level drop. The desertification situation was evaluated with the IMDPA model groundwater criterion, indicating that over 50% of the basin surface had moderate intensity, and almost 20% had a severe status. Desertification intensity was highest in the ranges of Bahadran and Qoriya al-Arab, while it was lowest in the ranges of Qoriya al-Arab. Based on a subsidence map evaluation of three study areas (Kerman-Baghin, Rafsanjan, and Zarand), the Kerman-Baghin area exhibits the highest subsidence rate between 12 and under 7 cm.y. The evaluation of the desertification situation based on two criteria, subsidence and groundwater, in the three areas with subsidence showed that the Rafsanjan area had the highest intensity of desertification, according to the two criteria. Conclusion: In general, the results showed that the most important factor affecting desertification intensity was groundwater salinity, followed by a drop in the water level, according to the two criteria, groundwater and subsidence. Examining the areas with subsidence and the groundwater level drop in the study areas shows that subsidence has occurred in the areas with a drop in the groundwater level in most cases. The assessment of desertification intensity according to the three water criteria of the IMDPA model shows that desertification in the region is low to very intense, so that the middle class is included at the highest level in the watershed. Based on the percentage of the area of desertification intensity classes, after moderate intensity, areas with extreme intensity, low intensity, and very intense, respectively, are the highest level. The evaluation of the desertification situation by the study area shows that there are areas with a very severe state of desertification at a higher level in the Bahadran area than in the other study areas. This is despite the fact that desertification only has two classes, low and moderate, in the study areas of Saghand, Bardsir, and Qoriya al-Arab. The state of desertification based on the two criteria of "groundwater" and "subsidence" in the three study areas with subsidence maps shows that desertification in the Rafsanjan area is more intense than in the two areas of Zarand and Kerman-Baghin. To control desertification, it is recommended to implement water resource management, including monitoring groundwater extraction and utilizing optimal irrigation methods. Additionally, continuous monitoring and assessment of the desertification status using the IMDPA model and oversight of water quality are essential. Developing vegetation through planting drought-resistant plants and implementing desertification projects will also be effective. Finally, raising awareness among farmers and the local community about sustainable agricultural practices is of great importance.   بیابان‌زایی, فرونشست, مدل IMDPA, هدایت الکتریکی, SAR Desertification, Electrical conductivity, IMDPA model, SAR, Subsidence 144 161 http://jwmr.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1040-3&slc_lang=fa&sid=1 Seyed Masoud Soleimanpour سید مسعود سلیمان‌پور m.soleimanpour@areeo.ac.ir 100319475328460015439 100319475328460015439 Yes Department of Soil Conservation and Watershed Management Research, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Shiraz, Iran بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران Maryam Naeimi مریم نعیمی naeimi@rifr-ac.ir 100319475328460015440 100319475328460015440 No Department of Desert Research, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran بخش تحقیقات بیابان، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران Omid Rahmati امید رحمتی o.rahmati@areeo.ac.ir 100319475328460015441 100319475328460015441 No Department of Soil Conservation and Watershed Management Research, Kurdistan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Sanandaj, Iran بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کردستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، سنندج، ایران Mahbobeh Motamednia محبوبه معتمدنیا mmotamednia@yahoo.com 100319475328460015442 100319475328460015442 No Natural Resources and Watershed Management Department, Bafgh County, Yazd Province, Iran اداره منابع طبیعی و آبخیزداری شهرستان بافق، استان یزد، ایران