تعیین سطح بهینه کاربری اراضی و عملیات بیولوژیک برای کاهش فرسایش و رسوب (مطالعه موردی:حوزه آبخیز سقزچی استان اردبیل)

محورهای موضوعی : مدیریت آب در مزرعه با هدف بهبود شاخص های مدیریتی آبیاری

ابوالفضل معینی ¹ , معصومه نجفی ثانی ² , شیوا محمدیان خراسانی ³ , سپیده مفیدی ⁴

1 - استادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران
2 - دانش آموخته کارشناسی ارشد آبخیزداری دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران
3 - دانشجوی دکترای فیزیک و حفاظت خاک دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران
4 - دانشجوی دکترای فیزیک و حفاظت خاک دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

تاریخ دریافت : 1395/09/13 تاریخ پذیرش : 1396/01/29 تاریخ انتشار : 1396/08/01

کلید واژه: برنامه ریزی خطی, فرسایش خاک, کاربری اراضی, بهینه سازی, مدیریت اراضی,

چکیده مقاله :

امروزه فرسایش خاک، یکی از بزرگ‌ترین مشکلات کشورهای جهان به‌خصوص ایران می‌باشد. خطرات و عوارض ناشی از فرسایش در حوزه‌های آبخیز، از عمده‌ترین مشکلات و مسائلی است که به‌طور همه جانبه تعادل اکولوژیک آبخیز‌ها را تحت تأثیر قرار داده است. هدف اصلی این تحقیق، تعیین سطح بهینه کاربری اراضی به‌منظور کاهش میزان فرسایش و بالا بردن درآمد ساکنین حوزه آبخیز سقزچی واقع در استان اردبیل بود. برای این کار، مدل برنامه‌ریزی خطی برای سه وضعیت کنونی کاربری‌ها، کاربری استاندارد و کاربری استاندارد با اعمال عملیات بیولوژیک مطابق با اصول و معیارهای علمی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که سطح کاربری‌های فعلی برای کاهش میزان فرسایش و افزایش درآمد ساکنین حوضه مناسب نبوده و در شرایط بهینه باید تغییر کند. در شرایط بهینه سطوح اراضی باغی از 29/132 هکتار به 83/1902 هکتار (4/1438 درصد افزایش)، مرتعی بدون تغییر، کشت آبی از 94/319 هکتار به 6/57 هکتار (99/81 درصد کاهش) و سطح اراضی کشت دیم نیز از 1549 هکتار به 8/40 هکتار (36/97 درصد کاهش) تغییر می‌یابد. علاوه بر این، نتایج نشان داد که با بهینه‌سازی کاربری اراضی، در شرایط فعلی میزان فرسایش خاک و سوددهی کل حوضه به‌ترتیب 07/0 درصد کاهش و 7/7 درصد افزایش، در شرایط استاندارد کاربری‌ها به‌ترتیب 72/3 درصد کاهش و 7/7 درصد افزایش و در شرایط استاندارد با اعمال عملیات بیولوژیک کاربری‌ها، میزان فرسایش خاک و سوددهی کل حوضه به‌ترتیب 48/5 درصد کاهش و 65/30 درصد افزایش می‌یابد.

چکیده انگلیسی:

Nowadays, Soil erosion is one of the largest problems of the world, particularly in Iran. side effects and dangersof this phenomenon within the watershed field is the main problem that affected the overall ecological balance ofthe basin. The main objective of this study was to determine the optimal level land use for reducing erosion andenhance stakeholders income at Saghezchi watershed is located in the Ardebil. For this aim, linear programmingmodel for three different options include current situation land uses, standard land use and standard conditionswith biological measures land use in accordance with scientific principles and criteria were used. The resultsshowed that the current land use level to reduce erosion and increase the income of residents is not suitable andin optimal conditions must be changed. in optimal conditions the garden lands level from 132.29 hectare to1902.83 hectare (1438.4 % increased), rangeland level without change, irrigated land surface from 319.94hectare to 57.6 (81.99% decrease) and rainfed cultivation is also from 1549 hectare to 40.8 hectare (97.36%decrease) was changed. In addition, the results showed that land use optimization in the current situation, Theratio of soil erosion and total profitability, 0.07% decrease and 7.7% increase respectively, at the standardconditions land use 3.72% decrease, 7.7% increase respectively and at the standard conditions with biologicalmeasures land use, The ratio of soil erosion and total profitability, 5.48% decrease and 30.65% is increasedrespectively.

منابع و مأخذ:

احمدی، ح.، کلارستاقی، ع. و مشهدی، ن. 1386. بررسی‎ فرسایش در رخساره‎های ژئومورفولوژی و ارتباط آن با تراکم زهکشی(مطالعه موردی: حوزه آبخیز سرولایت). مجله منابع طبیعی ایران. دوره ٦٠، شماره ٤، صفحه‌های 1085 تا 1097.

برومند، ز. 1374. بهبود و بازسازی سازمان. نشر هور، تهران. 248 صفحه.

پیشداد ‌سلیمان‌آباد، ل.، نجفی نژاد، ع.، سلمان ماهینی، ع. و خالدیان، ح. 1387. بررسی اثرات تغییر کاربری اراضی بر فرسایش‌خاک در حوزه آبخیز چراغ ‌ویس با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی. 15 (1): 149-142.

جعفرزاده خطیبانی، ک.، معینی، ا. و احمدی، ح. 1395. بررسی ارتباط بین برخی متغیرهای خاکی و زمین‌شناسی با تراکم زهکشی (مطالعه موردی: چهار حوزه آبخیز در استان اردبیل). نشریه حفاظت منابع آب و خاک، 6(1):108-99.

جلیلی، خ.، صادقی، ح. ر. و نیک‌کامی، د. 1385. بهینه‌سازی کاربری اراضی در حوزه‌های آبخیز به منظور کمینه‌سازی فرسایش خاک با استفاده از برنامه‌ریزی خطی (مطالعه موردی حوزه آبخیز بریموند، استان کرمانشاه). نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، ۱۰ (۴): ۱۵-۲۷.

خیام، م.، غنمی‎جابر، م. و صمدزاده، ر. 1392. مقایسه کارآیی مدل‌های MPSIAC و EPM در برآورد فرسایش و رسوب‌زایی حوضه آبخیز. دو فصلنامه‌ ژئومورفولوژی کاربردی ایران. 1(1):15-1.

شعبانی، م. 1389. تأثیر بهینه‌سازی کاربری اراضی در میزان فرسایش خاک و سوددهی حوزه ‌آبخیز مطالعه موردی: حوزه آبخیز زاخرد فارس. فصلنامه جغرافیای طبیعی. 3 (8): 83-98.

صادقی، س.ح.ر.، رئیسیان، ر. و رضوی، ل. 1384. مقایسه تولید رسوب و رواناب در کاربری کشاورزی رها شده و مرتع فقیر. مجموعه مقالات سومین همایش ملی فرسایش و رسوب. تهران. 9-6 شهریور‌.

کریستوفر، ج. ب. 1380‌. اصول و روش‌های مدیریت زیست‌محیطی (ترجمه: م.اندرودی). نشر کنگره، تهران. 410 صفحه.

محسنی ساروی، م.، فرزانگان، م.، کوپایی، م. و خلقی، م. 1382. تعیین الگوی بهینه بهره‌برداری از منابع حوزه‌های آبخیز با استفاده از برنامه‌ریزی هدف. مجله منابع طبیعی ایران، 56 (1 و 2): 3-16.

معدنچی، پ. و بنی‌اسدی، م. ۱۳84. اثرات تغییر کاربری بر رسوبدهی حوزه آبخیز رابر. سومین همایش ملی فرسایش و رسوب. 9-6 شهریور 1384. مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری کشور، تهران.

منصوری، م. ح. 1370. راهنمای طبقه­بندی ­اراضی چندجانبه (چند منظوره) نشریه فنی شماره 832 (212). مؤسسه تحقیقات خاک و آب. 87 صفحه.

نیک‌کامی، د. 1381. بهینه‌سازی مدیریت فرسایش خاک در حوزه آبخیز دماوند. پژوهش و سازندگی، 54: 82-89.

وفاخواه، م.، محسنی‌ساروی، م. و احمدی. ح. 1394. بهینه‌سازی کاربری اراضی به‌منظور کمینه‌سازی فرسایش خاک و بیشینه‌سازی سود در بخشی از حوزه آبخیز طالقان. نشریه مرتع و آبخیزداری (مجله منابع طبیعی ایران). 68 (1): 181-195.

هنربخش، ا.، پژوهش، م.، زنگی آبادی، م. و حیدری، م. 1395. بهینه‌سازی کاربری اراضی با استفاده از ترکیب روش‌های برنامه‌ریزی خطی فازی و تخصیص چند هدفه اراضی (مطالعه موردی: حوزه آبخیز چلگرد). اکو هیدرولوژی. 3 (3): 363-377.

Ekwue, E. I. and Samaroo, K. 2011. A New Laboratory Equipment for Assessing Soil Erosion by Water. The West Indian. Engineering. 3 (1): 43-49.

Erskine, W.D., Mahmodzadeh, A. and Myers, C. 2002. Land uses effects on sediment yields and soil loss rates in small basin of Triassic sandstone near Sydney New Australia. Catena. 49: 271-287.

Gyssels, G., Poesn, J., Knapen, A., Van Dessol, W. and Leonarl, J. 2007. Effects of Double Drilling of Small Grains on Small on Soil Erosion By Concentrated Flow and Crop Yield. Soil and Tillage Research.

Hasanzadeh, A., Ziapour, A. and Javanmiri, M. 2013. Estimating of Sediments using EPM Method in Chelleh Watershed Area of Gilan-Gharb. Science and today's world. 2 (9): 1257-1266.

Kralisch, S., Finka, M., Flügela, W.A. and Becksteinb, C. 2003. A neural network approach for the optimization of watershed management, Environmental Modelling & Software. 18: 815-823.

Liu, D. and Stewart T.J. 2004. Object-oriented decision support system modelling for multicriteria decision making natural resource management, Computers & Operations Research. 31: 985-999.

Mays, L. and Tung, Y. K. 1992. Hydrosystems Engineering and Management. McGraw-Hill Inc. New York. P. 530.

Nikkami, D; Shabani, M. 2009. Land use scenarios and optimization in a watershed. Applied Sciences. 9 (2): 287-295.

Paroissien, J.B., Darboux, F., Couturier, A., Devillers, B., Mouillot, F., Raclot, D. and Bissonnais, Y. 2015. A method for modeling the effects of climate and land use changes on erosion and sustainability of soil in a Mediterranean watershed (Languedoc, France). Environmental Management. 150: 57-68.

Riedel, C. 2003. Optimizing land use planning for mountainous regions using LP and GIS towards sustainability. Soil Conservation. USA. 34: 121-124.

Rounsvell, M. D. A., Annetts, J. E., Audsley, E., Mayr, T. and Reginster, I. 2003. Modelling the spatial distribution of agricultural land use at the regional scale, Agriculture, Ecosystems & Environment. 95: 465-479.

Vafakhah, M. and Mohseni Saravi, M. 2011. Optimizing Management of Soil Erosion in Orazan Sub-basin. Iran. Agricultural Science and Technology. 13: 717-726.

Wang, X.H., Yu, S. and Huang, G.H. 2004. Land allocation based on integrated GISoptimization modeling at a watershed level, Landscape Urban Plan. 66: 61-74.

Xevi, E. and Khan, S. 2005. A multi-objective optimization approach to water management. Environment Management. 77: 269-277.