حفاظت منابع آب و خاک (علمی - پژوهشی): 5 (2)

دسترسی آزاد مقاله

1 - ارزﻳﺎﺑﻲ عملکرد مدل WRF در پیش‌بینی تبخیر و تعرق گیاه برنج بر اساس داده‌های لایسیمتری در جلگه مرکزی گیلان
ابراهیم اسعدی اسکوئی محمدرضا محمدپورپنچاه لیلا گودرزی مجتبی شکوهی

10.30495/wsrcj.2021.19209

زمینه و هدف: تبخیر و تعرق به‌عنوان یکی از مؤلفه‌های اصلی چرخه هیدرولوژی، نقش قابل توجهی در برنامه‌ریزی صحیح آبیاری و مدیریت منابع آب دارد. بنابراین برآورد دقیق این پارامتر ضروری است. به دلیل فقدان داده و کمبود ایستگاه‌های هواشناسی، تخمین تبخیر و تعرق با محدودیت روبه رو چکیده کامل

زمینه و هدف: تبخیر و تعرق به‌عنوان یکی از مؤلفه‌های اصلی چرخه هیدرولوژی، نقش قابل توجهی در برنامه‌ریزی صحیح آبیاری و مدیریت منابع آب دارد. بنابراین برآورد دقیق این پارامتر ضروری است. به دلیل فقدان داده و کمبود ایستگاه‌های هواشناسی، تخمین تبخیر و تعرق با محدودیت روبه رو است. بنابراین امروزه مدل‌های عددی مانند WRF ابزاری قدرتمندی برای تولید و پیش‌بینی کمیت‌های هواشناسی (سرعت باد، رطوبت و غیره) مورد نیاز برای تخمین تبخیر و تعرق به‌حساب می آیند. تاکنون تحقیقی در زمینه‌ی بررسی تأثیر طرحواره‌های مختلف مدل WRF بر روی تخمین تبخیر و تعرق برنج انجام نشده است. هدف این مطالعه ارزیابی کارایی مدل WRF و به دست آوردن تنظیمات بهینه برای تخمین تبخیر و تعرق گیاه برنج در جلگه مرکزی گیلان می‌باشد.روش پژوهش: مقادیر واقعی تبخیر و تعرق با نصب یک لایسیمتر شالیزاری در یکی از مزارع پژوهشی موسسه تحقیقات برنج کشور به ابعاد 150 در 100 متر (5/1هکتار) با مختصات منطقه 37 درجه شمالی و 49 درجه شرقی و ارتفاع 24 متر از سطح دریا اندازه گیری شد. FAO روش پنمن- مانتیث را به‌عنوان بهترین روش برای تخمین ETo برای انواع اقلیم‌ها توصیه کرده است. برای برآورد ETo به روش پنمن- مانتیث نیاز به کمیت های آب و هوایی است که این کمیت ها از خروجی مدل WRF حاصل شد. از آنجا که این کمیت‌ها تأثیر بسزایی در برآورد تبخیر و تعرق دارند، چهار پیکربندی‌ مختلف با استفاده از فیزیک تابش طول موج کوتاه و بلند، لایه سطحی و لایه مرزی برای مدل WRF انتخاب و مورد آزمایش قرار گرفتند. در مرحله بعد، مقادیر اندازه‌گیری شده تبخیر و تعرق توسط لایسیمتر با مقادیر برآورده شده از خروجی های مدل (با به کارگیری 4 طرحواره‌های مختلف محلی و غیر محلی) مقایسه و تنظیمات بهینه مدل برای تخمین میزان تبخیر و تعرق مشخص شد.یافته‌ها: مقادیر تبخیر و تعرق در بازه‌ی 7/2 تا 5/8 میلی‌متر در روز در تغییر است. میانگین ET در طی سه دوره‌ی مختلف رشد گیاه شامل دوره‌ی ابتدایی، میانی و انتهایی به ترتیب برابر 63/4، 97/5 و 98/5 میلی‌متر در روز برآورد شده است. سه پیکربندی 1، 2 و 4 عمدتاً در پیش بینی تبخیر و تعرق گیاه برنج، بیش برآورد داشته و مقادیر محاسباتی بیشتر از مقدار اندازه‌گیری شده توسط لایسیمتر تخمین زده شده است. نتایج نشان می‌دهد که بیشترین میزان RMSE در پیکربندی شماره 4 و به میزان 47/8 و کمترین میزان آن در پیکربندی شماره 3 و به میزان 26/1 رخ داده است. جمع‌بندی نتایج نشان می‌دهد که پیکربندی شماره 3 در هر چهار معیار ذکر شده در مقایسه با دیگر پیکربندی‌ها در پیش‌بینی تبخیر و تعرق روزانه گیاه برنج بهتر عمل کرده است. نتایج نشان داد که طرحواره ی غیر محلی بکار گرفته شده در مدل نسبت به طرحواره‌های محلی، تبخیر و تعرق روزانه گیاه برنج را بهتر شبیه سازی می کند. یافته‌ها نشان می‌دهد که در طرحواره محلی YSU، دقت پیش بینی ها به‌طور قابل توجهی افزایش یافته و تنها به میزان 64/0 میلی‌متر به‌طور متوسط نسبت به داده‌های لایسیمتری کمتر برآورد شده است.نتایج: نتایج نشان داد کاربرد طرحواره مناسب در لایه سطحی و لایه مرزی مدل WRF بر دقت پیش‌بینی‌های تبخیر و تعرق تأثیر دارد. نتایج این تحقیق نشان داد که این مدل با کاربرد طرحواره‌‌ی لایه مرزی غیر محلی YSU قادر است که مقادیر تبخیر و تعرق گیاه برنج را با دقت قابل قبولی برای یک روز بعد پیش‌بینی کند که دلیل آن قابلیت بالاتر این طرحواره در پیش‌بینی پارامترهای مؤثر بر تبخیر و تعرق (از جمله دما و باد) است. بنابراین مدل WRF می‌تواند با استفاده از داده‌های پیش‌بینی GFS برای چند روز آینده اجرا و با اعمال معادله‌ی فائو- پنمن- مانتیث بر خروجی‌های مدل، مقادیر تبخیر و تعرق پتانسیل برای مناطق مختلف کشور محاسبه گردد. از آنجایی که تبخیر و تعرق در ارتباط مستقیم با فرآیندهای ترمودینامیکی جو است، کاربرد دیگر طرحواره‌های مختلف فیزیک جو (که در این تحقیق مد نظر نبوده است) می‌تواند نتایج متفاوتی تولید کند. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

2 - بررسی آزمایشگاهی تأثیر اصلاح‌گرهای آلی بر فرایند آبشویی خاک های شور و سدیمی
محمدرضا دلالیان فاطمه ذبیحی سمیرا سربازرشید

10.30495/wsrcj.2021.19210

زمینه و هدف: شوری و سدیمی شدن خاک یکی از مهم ترین فرآیندهای مخرب خاک به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک می باشد. خاک های سدیمی با تخریب ساختمان خاک، کاهش نفوذپذیری و سرعت حرکت آب در خاک، افزایش رواناب سطحی، پایین آمدن کاربری اراضی، کم شدن تهویه و در نهایت کاهش عملکرد محصول چکیده کامل

زمینه و هدف: شوری و سدیمی شدن خاک یکی از مهم ترین فرآیندهای مخرب خاک به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک می باشد. خاک های سدیمی با تخریب ساختمان خاک، کاهش نفوذپذیری و سرعت حرکت آب در خاک، افزایش رواناب سطحی، پایین آمدن کاربری اراضی، کم شدن تهویه و در نهایت کاهش عملکرد محصولات زراعی مواجه می باشد. در زمینه اصلاح و بهسازی خاک های شور و سدیمی، تحقیقات زیادی مبتنی بر اعمال روش های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی صورت گرفته است که اعمال روش تلفیقی، مؤثرترین شیوه در اصلاح و بهسازی چنین خاک هاست. در این پژوهش تأثیر دو اصلاح گر آلی پرمرغ و هومات پتاسیم همراه با آبشویی در بهبود برخی خواص فیزیکی و شیمیایی خاک های شور و سدیمی مورد بررسی قرار گرفته است.روش پژوهش: به‌منظور انجام تحقیق، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در 16 تیمار با 3 تکرار انجام شد. فاکتور اول نوع ماده اصلاحی (پرمرغ و هومات پتاسیم)، فاکتور دوم مقدار ماده اصلاحی (75/0 و 5/1% وزنی) و فاکتور سوم سطوح آبشویی (بدون آبشویی، 45، 90 و 135 روز انکوباسیون) بود. بعد از نمونه‌برداری از عمق صفر تا 30 سانتی متری و اندازه‌گیری ویژگی های فیزیکی و شیمیایی نمونه خاک ها، مواد اصلاح گر با خاک مخلوط و با رساندن رطوبت به حد 8/0-7/0 ظرفیت مزرعه ای (FC)، داخل ستون های خاک اضافه شد. نمونه ها با فواصل زمانی 5/1 ماه در سه نوبت به میزان یک حجم منفذی آبشویی شد. در هر مرحله آبشویی، ویژگی های اسیدیته خاک (pH)، قابلیت هدایت الکتریکی (EC) و نسبت جذب سدیم (SAR) در زه آب و ویژگی های pH، EC، SAR، ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC)، درصد سدیم تبادلی (ESP)، پایداری خاکدانه های مرطوب (WAS)، کربن آلی (OC) و هدایت هیدرولیکی اشباع (Ks) در ستون های خاک اندازه گیری شد. تجزیه های آماری و مقایسه میانگین ها با آزمون LSD و از طریق به‌کارگیری نرم‌افزار SPSS17 و رسم نمودارها با نرم‌افزارEXCEL صورت گرفت.یافته‌ها: نتایج نشان داد که هومات پتاسیم، موجب کاهش pH خاک و افزایش pH زه‌آب شده است. با افزایش درصد وزنی اصلاح گر و دور آبشویی، این اثر بیشتر بود. همچنین هومات پتاسیم موجب کاهش ECe خاک شد و این تأثیر با افزایش دور آبشویی بیشتر بود. نتایج بیانگر آن بود که هر چه مقدار ماده اصلاح گر بیشتر باشد، میزان SAR زه آب بیشتر است. با افزایش دور آبشویی، میزان SAR خاک، در هر دو اصلاح گر هومات پتاسیم و پرمرغ کاهش یافت. سطح 5/1% مقدار ماده آلی تأثیر بیشتری بر کاهش SAR نسبت به سطح 75/0% در هر دو اصلاح گر داشت. با افزایش سطح آبشویی، CEC خاک کاهش یافت. پرمرغ 5/1% دارای بیشترین میزان CEC ( cmolc.kg-12/31) بود. با افزایش مقدار اصلاح گر میزان CEC خاک افزایش یافت. همچنین با افزایش سطوح آبشویی و مقدار پرمرغ، مقدار ESP خاک کاهش یافت. با افزایش سطح آبشویی در اصلاح گر هومات پتاسیم، %OC خاک کاهش یافت. پایداری خاکدانه‌های مرطوب خاک با افزایش مقدار ماده اصلاح گر پرمرغ، افزایش یافت. در واقع بیشترین مقدار WAS در تیمار پرمرغ 5/1% (10 درصد) بود. هومات پتاسیم در مقدار بیشتر (5/1 درصد وزنی) موجب کاهش Ks گردید. با افزایش سطوح آبشویی از دور دوم آبشویی به بعد، Ks کاهش یافت.نتایج: به‌طور کلی می توان نتیجه گرفت که اضافه کردن اصلاح گرها، موجب افزایش pH و SAR در زه آب و کاهش pH (از 24/8 به 39/7)، EC (از 07/17 به 8/0 dS.m-1) و SAR (از 34/19 به 1/11 (cmolc.l-1)0.5) در خاک گردید. آبشویی، موجب افزایش pH و EC در زه آب و کاهش CEC، ESP در خاک و کاهش KS با افزایش سطوح آبشویی از دور دوم آبشویی به بعد گردید. اصلاح گر هومات پتاسیم، موجب کاهش OC، Ks و پر مرغ موجب افزایش CEC و WAS و کاهش ESP خاک گردید. در کل اصلاح گر پرمرغ (با درصد وزنی 75/0) همراه با آبشویی برای اصلاح خاک های شور و سدیمی پیشنهاد می گردد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

3 - تأثیر نیتروژن و ضایعات خاک‌اره بر شاخص‌های کیفیت خاک در کشت لوبیا چیتی
فرزاد جلیلی

10.30495/wsrcj.2021.19212

زمینه و هدف: کمبود مواد آلی در بیش‌تر خاک‌های ایران موجب پدید آمدن مشکلاتی از قبیل ناپایداری ساختمان خاک، کاهش محصول و در نتیجه تخریب اراضی کشاورزی شده است. یکی از روش‌های بهبود کیفیت خاک و ارتقاء میزان تولید، استفاده از مواد زائد صنعتی ارزان قیمت مانند خاک‌اره می باشد. چکیده کامل

زمینه و هدف: کمبود مواد آلی در بیش‌تر خاک‌های ایران موجب پدید آمدن مشکلاتی از قبیل ناپایداری ساختمان خاک، کاهش محصول و در نتیجه تخریب اراضی کشاورزی شده است. یکی از روش‌های بهبود کیفیت خاک و ارتقاء میزان تولید، استفاده از مواد زائد صنعتی ارزان قیمت مانند خاک‌اره می باشد. خاک‌اره به دلیل هدایت الکتریکی پائین، محتوای کم فلزات سنگین، توانایی ایجاد خلل و فرج و هوادهی بهتر و ظرفیت نگهداشت بالای آب، می‌تواند به‌عنوان یکی از گزینه ها جهت بهبود خواص فیزیکی و کیفیت خاک باشد. بنابراین هدف از انجام این پژوهش بررسی تأثیر نیتروژن و ضایعات خاک‌اره بر شاخص‌های کیفیت خاک در کشت لوبیا چیتی می باشد.روش پژوهش: آزمایش به‌صورت اسلپیت پلات در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در شهرستان خوی اجرا گردید. خاک‌اره در چهار سطح صفر، پنج، 10 و 15 تن در هکتار به‌عنوان فاکتور اصلی و کود نیتروژنی اوره در سه سطح، 75، 150 و 225 کیلوگرم در هکتار به‌عنوان فاکتور فرعی در نظر گرفته شد. خاک‌اره و نصف کود نیتروژنی مطابق تیمارهای آزمایش همزمان با آماده‌سازی کرت ها مصرف و با خاک مخلوط شد. باقیمانده کود نیتروژنی در مراحل استقرار کامل گیاه و شروع گلدهی مصرف شد. مطابق نتایج آزمون خاک کودهای پتاسیمی و فسفری در خاک مصرف نشد. صفات تعداد نیام در بوته، عملکرد دانه، شاخص برداشت و پروتئین در لوبیا اندازه‌گیری شد و پس از برداشت محصول برخی از شاخص‌های کیفیت خاک شامل کربن آلی، تخلخل، درصد اشباع رطوبتی، FC، PWP، جرم مخصوص حقیقی و ظاهری و میانگین وزنی قطر خاکدانه تر (MWDwet) اندازه گیری شد.یافته‌ها: نتایج نشان داد که خاک‌اره و کود نیتروژنی تأثیر معنی‌داری بر صفات مورد مطالعه در لوبیا و خصوصیات خاک داشت. با افزایش در سطوح هر دو فاکتور تمامی صفات مورد مطالعه افزایش یافت. بر اساس نتایج مقایسه میانگین‌ها، بیشترین عملکرد دانه به میزان 1302 کیلوگرم در هکتار با مصرف 225 کیلوگرم در هکتار اوره به دست آمد که نسبت به سطوح 150 و 75 کیلوگرمی آن به ترتیب 9 و 44 درصد افزایش داشت. هم چنین با افزایش مصرف خاک‌اره، کلیه صفات مورد مطالعه در خاک ارتقاء یافت و چنین روندی در مصرف کود نیتروژنی در برخی صفات هم مشاهده شد. در سطوح خاک اره مصرفی نیز بیشترین عملکرد به میزان 2/1269 کیلوگرم در هکتار با مصرف 15 تن در هکتار خاک‌اره به‌دست آمد که در مقایسه با تیمار عدم مصرف آن 2/21 درصد افزایش داشت. از لحاظ خصوصیات خاک، خاک‌اره بر کلیه صفات مورد بررسی و کود نیتروژنی بر کربن آلی، جرم مخصوص ظاهری و MWDwet تأثیر معنی‌داری داشت.نتیجه گیری: کاربرد خاک‌اره به‌عنوان ماده آلی تأثیر مثبت بر خواص فیزیک و شیمیایی مورد مطالعه خاک داشت، به طوری که کاربرد آن در خاک، باعث بهبود تخلخل، کربن آلی و افزایش محتوای آب خاک در حالت ظرفیت زراعی و نقطه پژمردگی دائم شد. بنابراین خاک‌اره می‌تواند به‌عنوان یک کود آلی مناسب و مقرون به‌صرفه و هم‌چنین برای جبران کمبود مواد آلی در خاک و به دنبال آن بهبود شرایط نامناسب خاک استفاده شود. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

4 - مدل‌سازی و تحلیل دو متغیره خشکسالی هواشناسی با استفاده از داده‌های تولیدی با رویکرد تغییر اقلیم (مطالعه موردی: دریاچه ارومیه)
فرزاد خضری محسن ایراندوست نوید جلال کمالی نجمه یزدان پناه

10.30495/wsrcj.2021.19213

زمینه و هدف: تغییر اقلیم یکی از عوامل مهمی است که بخش‌های مختلف زندگی انسان روی کره ی زمین را تحت تأثیر قرار خواهد داد و تأثیرات زیانباری بر منابع زیست‌محیطی، اقتصادی اجتماعی و به‌ویژه منابع آب خواهد داشت. آگاهی از تغییرات اقلیمی در زمینه خشکسالی می‌تواند برنامه‌ای جامع چکیده کامل

زمینه و هدف: تغییر اقلیم یکی از عوامل مهمی است که بخش‌های مختلف زندگی انسان روی کره ی زمین را تحت تأثیر قرار خواهد داد و تأثیرات زیانباری بر منابع زیست‌محیطی، اقتصادی اجتماعی و به‌ویژه منابع آب خواهد داشت. آگاهی از تغییرات اقلیمی در زمینه خشکسالی می‌تواند برنامه‌ای جامع در حوزه‌های مختلف مدیریتی در خصوص پایش خشکسالی‌ها و خطرات احتمالی ناشی از آنها ارائه دهد. پدیده خشکسالی در هر منطقه‌ای حتی مناطق مرطوب ممکن است اتفاق بیافتد. این پدیده به عوامل و پارامترهای مختلفی وابسته بوده و یکی از مهم‌ترین نمادهای این پدیده یعنی وقوع خشکسالی کاهش میزان بارندگی است و در نتیجه تجزیه‌وتحلیل داده‌های بارش برای بررسی خشکسالی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. هدف از مطالعه حاضر تحلیل دو متغیره خشکسالی با استفاده از دو شاخص SPI و SPImod و توابع مفصل می باشدروش پژوهش: در این تحقیق به‌منظور مدل‌سازی تحلیل چند متغیره خشکسالی در حوضه دریاچه ارومیه با بکارگیری سناریوهای انتشار RCP8.5 و RCP4.5 و نیز با بکارگیری مدل‌های گردش عمومی جو با استفاده از داده‌های تاریخی (2010-1991)، برای سه افق نزدیک (2030-2011)، متوسط (2065-2046) و دور (2099-2080) شبیه‌سازی و تولید داده گردید سپس با استفاده از داده‌های تولیدی، توسط شاخص SPImod و توابع مفصل، تحلیل چند متغیره خشکسالی در محیط نرم‌افزار متلب صورت گرفت. در بیان کلی‌تر، در ابتدا با استفاده از شاخص های مذکور (دو شاخص SPI و SPImod) مشخصات شدت و مدت خشکسالی استخراج، سپس با استفاده از کد نویسی در محیط نرم‌افزار متلب از هشت خانواده توابع مفصل ارشمیدسی استفاده گردیدیافته‌ها: نتایج حاصل از تحلیل چند متغیره نشان داد که تابع مفصل جوئی به‌عنوان تابع مفصل برتر جهت تحلیل چند متغیره خشکسالی (برای تحلیل توأم شدت و مدت خشکسالی برای منطقه مورد مطالعه) می‌باشد. همچنین نتایج حاصل از احتمال و دوره بازگشت توأم نشان داد که در دوره‌های آتی حداقل خشکسالی‌های هم‌سطح خشکسالی‌های تاریخی و حتی شدیدتر رخ خواهد داد. بدین صورت که بامطالعه‌ی دوره بازگشت های توأم و شرطی و کندال، نتایج نشان داد که در یک سطح احتمال بحرانی معین، مقدار دوره بازگشت کندال خیلی بیشتر از دوره بازگشت استاندارد می باشد، بطوریکه این تفاوت با افزایش آن مقدار معین، افزایش می یابدنتایج: در نهایت نتایج حاصل از تحقیق با رویکرد تغییر اقلیم بر روی خشکسالی هواشناسی دریاچه ارومیه نشان داد که در دوره‌های آتی شاهد افزایش دما خواهیم بود که این موضوع بر میزان بارندگی‌های منطقه و منابع آب تأثیر خواهد گذاشت، از طرفی چون‌که داده‌های هواشناسی و هیدرولوژیک جهت محاسبات انواع خشکسالی‌ها بکار می‌روند بنابراین خشکسالی‌ها متأثر از تغییرات اقلیم بوده بگونه‌ای ‌که در دوره‌های آتی 46 تا 48 درصد ماه‌ها در افق‌های مختلف خشک خواهند بود؛ و در آخر، نتایج حاصل از سری زمانی شاخص ها نشان داد که در طی دوره آماری حداقل 40 درصد ماه ها خشک بوده و این شدت خشکسالی ها در ایستگاه ارومیه به‌مراتب بیشتر از سایرین می‌باشد و در زمینه عملکرد شاخص ها به منظور تحلیل خشکسالی نتایج نشان داد که استفاده از شاخص SPI ‌اصلاح شده تا حدود زیادی معایب SPI متداول را برطرف می‌کند و تغییرات فصلی بارش را در محاسبه شاخص SPI لحاظ می‌نماید. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

5 - تأثیر بیوچار و زئولیت بر جذب کادمیم در فلفل دلمه‌ای (Capsicum annuum) و آبشویی آن در خاک شور سدیمی
نسرین قرهی

10.30495/wsrcj.2021.19214

زمینه و هدف: تأثیر بیوچارها و نانو ذرات رس مختلف بر روی تثبیت و جذب کادمیم توسط گیاهان به‌طور گسترده‌ای مورد مطالعه قرار گرفته است، اما مطالعات کمی بر روی انتقال بخش‌های مختلف آلودگی خاک در خاک‌های شور و قلیایی متمرکز شده است. بنابراین، این فرضیه مطرح شد که حرکت کادمیوم چکیده کامل

زمینه و هدف: تأثیر بیوچارها و نانو ذرات رس مختلف بر روی تثبیت و جذب کادمیم توسط گیاهان به‌طور گسترده‌ای مورد مطالعه قرار گرفته است، اما مطالعات کمی بر روی انتقال بخش‌های مختلف آلودگی خاک در خاک‌های شور و قلیایی متمرکز شده است. بنابراین، این فرضیه مطرح شد که حرکت کادمیوم در خاک‌های آلوده تحت تأثیر استفاده از بیوچار و نانو ‌ذرات قرار می‌گیرد و انتقال کادمیوم از لایه‌های بالای پروفیل خاک به لایه‌های پایین در خاک شور و قلیایی کاهش می‌یابد. بنابراین پژوهش حاضر به‌منظور بررسی پالایش خاک‌های شور و قلیایی آلوده به فلز کادمیوم به‌وسیله گیاه فلفل دلمه سبز تحت دو ماده اصلاحیه خاک شامل بیوچار و نانو ذره زئولیت انجام شد.روش پژوهش: پژوهش حاضر تحت دو ماده اصلاحیه خاک شامل بیوچار کاه گندم با نام علمی Triticum؛ و نانو ذرات زئولیت در سطح 5 گرم در کیلوگرم خاک آلوده به کادمیم انجام شد. نمونه‌های خاک از عمق 0-30 سانتی‌متری از دشت سجزی، جمع‌آوری شدند. خاک جمع‌آوری شده هوا خشک و به‌منظور آزمایش از الک 5 میلی‌متری عبور داده شدند و برای آزمایش استفاده گردیدند. خاک آلوده به کادمیم با قرار دادن 500 گرم خاک خشک شده در یک بشر شیشه‌ای 2 لیتری و مخلوط کردن آن با 250 میلی لیتر نیترات کادمیم g 2/1 Cd, Cd(NO3)2 4H2O)) ایجاد شد. در یک مزرعه بایر در منطقه دشت سجزی سه کرت (پلات) از خاک خالی شد و پلات‌ها از خاکی که به‌طور یکنواخت و جداگانه با خاک آلوده و همچنین با بیوچار و زئولیت در سطح 0% و 5% (w/w) مخلوط شده بود، پر شد. پس از تهیه خاک‌های آلوده، فلفل دلمه سبز (Capsicum annuum) در شرایط طبیعی در آنها کاشته شدند.یافته‌ها: نتایج نشان داد که بیوماس فلفل دلمه سبز با استفاده از بیوچار و زئولیت به ترتیب 2/79 درصد و 3/18 درصد افزایش یافت. غلظت کادمیم در میوه فلفل دلمه سبز در استفاده از بیوچار در مقایسه با هر دو تیمار شاهد و خاک با زئولیت تقریباً 30% کاهش یافت. کادمیم جذب شده توسط ساقه‌های فلفل دلمه سبز در حدود 50٪ کادمیم کل گیاه بود. کاربرد مقادیر 5 گرم بیوچار و زئولیت بر کیلوگرم خاک به ‌ترتیب سبب نگهداشت 42 درصد و 78 درصد کادمیم خاک در خاک سطحی در مقایسه با خاک زیرین شد.نتایج: با توجه به نتایج می‌توان بیان کرد گیاه فلفل دلمه سبز، می‌تواند به‌عنوان جذب‌کننده کادمیم معرفی شود. همچنین نتایج بیانگر برتری تیمار زئولیت نسبت به تیمار بیوچار در کاهش انتقال آلودگی به لایه‌های زیرین خاک‌های شور و قلیا است و افزودن بیوچار باعث افزایش بیشتر در بیوماس فلفل دلمه سبز در مقایسه با نانو‌ذره زئولیت در خاک آلوده به فلز کادمیم است. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

6 - ارزیابی اثرات آبیاری با چای کمپوست نوآورانه از پسماند غذایی بر روی برخی صفات گوجه‌فرنگی
نسیم گلستانه زاده جواد رزمی مسعود هنرور

10.30495/wsrcj.2022.19215

زمینه و هدف: پسماند و ضایعات واحدهای صنعتی غذا و عدم مدیریت آنها یکی از چالش‌های عصر حاضر و یکی از عوامل ایجاد گازهای گلخانه‌ای و پدیده گرمایش زمین است. تبدیل پسماندهای آلی با بهره‌گیری از فناوری‌های زیستی کارآمد، گسترده و ارزان، نظیر تبدیل آنها به ورمی کمپوست و در نهای چکیده کامل

زمینه و هدف: پسماند و ضایعات واحدهای صنعتی غذا و عدم مدیریت آنها یکی از چالش‌های عصر حاضر و یکی از عوامل ایجاد گازهای گلخانه‌ای و پدیده گرمایش زمین است. تبدیل پسماندهای آلی با بهره‌گیری از فناوری‌های زیستی کارآمد، گسترده و ارزان، نظیر تبدیل آنها به ورمی کمپوست و در نهایت فراوری آن به کمپوست مایع و چای کمپوست، می‌تواند از هدر رفت منابع زیستی جلوگیری و به کاهش ردپای کربن منجر گردد. این کودهای آلی به‌عنوان بهبود دهنده‌های آلی خاک، در ارتقاء حاصلخیزی خاک، افزایش کارایی تولید محصولات کشاورزی، حفاظت از منابع خاک و سلامت جامعه نقش مهمی را ایفا می‌نمایند.روش پژوهش: در این مطالعه، پسماند آلی پیش طبخ آشپزخانه صنعتی واحد علوم و تحقیقات با ترکیبی از ورمی کمپوست، جلبک دریایی، ملاس و هیومیک اسید به بهبود دهنده چای کمپوست تبدیل شد. با هدف امکان تغذیه با چای کمپوست بجای رژیم تغذیه‌ای کود شیمیایی، مطالعات گلخانه‌ای جهت مقایسه اثر تیمارهای آزمایشی در سطوح آبیاری با چای کمپوست 25، 50 و 100 درصد و کود شیمیایی حاوی نیترات کلسیم، سولفات پتاسیم و کود 10-52-10 بر روی صفات رویشی و بیوشیمیایی گوجه‌فرنگی رقم کارون در شش تکرار انجام گرفت.یافته‌ها: نتایج نشان داد که آبیاری با چای کمپوست صددرصد و کوددهی شیمیایی در صفات مورد مطالعه اندام هوایی و ریشه با یکدیگر اختلاف معنی‌داری نداشته و دارای بالاترین تأثیر نسبت به سایر تیمارها بودند. چای کمپوست صددرصد بر صفات تعداد برگ (66 قطعه)، ارتفاع بوته (8/29 میلی‌متر)، طول (660 میلی‌متر) و وزن‌تر ریشه (84/29 میلی‌گرم) بیشترین تأثیر را داشت. بیشترین تعداد خوشه گل (94/8 خوشه)، قطر ریشه (94/8 میلی‌متر)، آنزیم پراکسیداز (µmol mg-1 protein min-1 5/3)، کلروفیل a (mg g-1 FM 44/14) و کل (mg g-1 FM 91/19) متعلق به چای کمپوست 25 درصد بود.نتایج: نتایج نشان داد تیمارهای 25 و 100 درصد چای کمپوست در مقایسه با کود شیمیایی بر اکثر صفات مورد مطالعه اثر مثبت و یکسانی داشتند لذا آبیاری با چای کمپوست می‌تواند میزان مصرف کود شیمیایی در زراعت گوجه‌فرنگی را کاهش و منابع خاک را حفاظت کند. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

7 - مدل‌سازی نیتروژن خاک با استفاده از سنجش از دور و مدل‌های رگرسیون و جنگل تصادفی
محبوبه صادقی مژگان احمدی ندوشن

10.30495/wsrcj.2021.19216

زمینه و هدف: خاک از منابع طبیعی هر کشور است که در حفظ محیط و تولید غذا نقش مهمی دارد. افزایش و کاهش مقدار نیتروژن کل خاک در اثر شیوه‌های مختلف کشاورزی، ورود پساب صنعتی به آب و عوامل دیگر، منجر به آلودگی میکروبی خاک، کاهش پوشش گیاهی و نقصان در محصولات کشاورزی مورد نیاز ا چکیده کامل

زمینه و هدف: خاک از منابع طبیعی هر کشور است که در حفظ محیط و تولید غذا نقش مهمی دارد. افزایش و کاهش مقدار نیتروژن کل خاک در اثر شیوه‌های مختلف کشاورزی، ورود پساب صنعتی به آب و عوامل دیگر، منجر به آلودگی میکروبی خاک، کاهش پوشش گیاهی و نقصان در محصولات کشاورزی مورد نیاز انسان می‌شود. نقشه‌برداری پراکنش مواد مغذی خاک به تصمیم‌گیری‌های مدیران کمک می‌کند. از آنجا که تحلیل آزمایشگاهی این متغیرها، وقت‌گیر و در مقیاس‌های وسیع هزینه‌بر است، تلاش‌هایی برای مطالعه نیتروژن خاک با استفاده از سنجش‌ازدور انجام گرفته است. مطالعه حاضر به بررسی روش سنجش ‌از‌ دور و مدل‌های رگرسیون و جنگل تصادفی در پیش‌بینی نیتروژن کل خاک در شرق شهرستان لنجان پرداخته ‌است.روش پژوهش: نقاط مرجع نیتروژن 50 نمونه خاک از لایه 0-20 سانتی‌متری خاک سطحی بود که از منطقه موردمطالعه به روش تصادفی نمونه‌برداری شد. نیتروژن نمونه‌ها پس از خشک شدن در دمای 25 درجه، عبور از مش 2 و انتقال به آزمایشگاه، به‌منظور مقایسه نتایج نهایی به‌دست‌آمده، حاصل از ارزیابی زمینی و سنجش ‌از‌ دور، به روش کلدال اندازه‌گیری شد. تصویر ماهواره‌ای سال 2019 با تصحیح هندسی و رادیومتریک از باندهای طیفی 2 تا 7 سنجنده‌ی OLI لندست ۸ (ردیف و گذر ۱۶۴ و ۳۷) آبان 1398 تهیه شد. پوشش ابر برای تصاویر تهیه شده کمتر از 10٪ در نظر گرفته ‌شد. برای کاهش اثر پراکندگی اتمسفر بر کیفیت این تصاویر، تصحیح تابش و تصحیح اتمسفر با استفاده از مدل فلش انجام شد. شاخص‌های ماهواره‌ای شامل DVI، NDVI، EVI، MSAVI، SAVI، RVI، NDWI، SI1، SI2، SI3 و SBI از تصویر ماهواره‌‌ایی استخراج شد و به همراه سه شاخص توپوگرافی شامل ارتفاع، شیب و شاخص رطوبت توپوگرافی (TWI) به مدل رگرسیون خطی چندگانه و جنگل تصادفی معرفی شد.یافته‌ها: نقشه رقومی ارتفاعی منطقه مقادیری بین ۱۱۰۰ تا ۲۰۵۰ متر را در بر گرفت. شیب منطقه، در محدوده های با شیب کم و پایین تر از هشت درصد قرار دارد. مقادیر عددی شاخص TWI در نزدیکی مجاری آبی 77/0 به دست آمد. مقادیر شاخص DVI و EVI با افزایش پوشش گیاهی افزایش داشت. شاخص NDVI مقادیر بالاتر از 3/0 و شاخص NDWI به‌عنوان یک شاخص آبی، مقدار حداکثری 77/0 را در مناطق غرقاب نشان داد. شاخص SAVI تفکیک‌پذیری بالایی از نواحی بدون پوشش تا پوشش تنک و نواحی با پوشش گیاهی قوی را ارائه داد. شاخص SBI و شاخص های سه‌گانه شوری SI تغییرپذیری بسیار بالایی از جنبه پارامتر های خاک در نواحی بدون پوشش نشان داد. مدل رگرسیون نیتروژن خاک با سه شاخص RVI، DVI و TWI با مقدار معناداری ‌آماری (p-value) برابر با ۰۴/۰ تولید شد. در مدل جنگل تصادفی، شاخص‌های گیاهی و خاک نقش تعیین‌کننده‌ای در ساخت مدل داشتند و مقدار ضریب تعیین ((R2 برابر با ۴۴/۰ به دست آمد.نتایج: نیتروژن کل خاک نیز در پارامترهای خاک با چگالی و با شن و رس از بافت خاک و در پارامترهای توپوگرافی با ارتفاع و در شاخص‌های طیفی با ,EVI RVI, SAVI, NDWI,NDVI و DVI در سطح 01/0 و با SI3 از شاخص‌های شوری در سطح 05/0 همبستگی دارد. در پارامترهای خاک نیز سیلت با شن و رس در سطح 05/0 و شن با رس همچنین چگالی با رس در سطح 01/0 همبستگی دارند. نتایج نشان‌ داد که وضعیت توپوگرافی منطقه به همراه شاخص‌های بر پایه مادون قرمز نزدیک و قرمز نقش بسزایی در پیش‌بینی نیتروژن دارد. همچنین مقایسه نتایج حاصل از ارزیابی زمینی و سنجش ‌از‌ دور نشان داد که در پیش‌بینی نیتروژن کل خاک، اختلاف معنی‌داری بین دو مدل و ارزیابی میدانی وجود ندارد و هر دو مدل نتایج نزدیکی به ارزیابی میدانی داشتند. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

8 - کاربرد شاخص هرست در تعیین حافظه طولانی‌مدت سری‌های زمانی بارش و دبی ایستگاه‌های منتخب استان اردبیل
رئوف مصطفی زاده وحیده مرادزاده نازیلا علائی زینب حزباوی

10.30495/wsrcj.2021.19217

زمینه و هدف: آشفتگی‌های اکوسیستم ناشی از عوامل اجتماعی بر تغییرات ‌محیط‌زیست، دما، تبخیر و تعرق، تولید رواناب و دبی جریان تأثیر می‌گذارند. در همین راستا، شاخص هرست برای تحلیل تغییرات فرآیندهای هیدرولوژی ناشی از عوامل مختلف به‌کار برده شده است. شاخص هرست به‌عنوان یک ویژگ چکیده کامل

زمینه و هدف: آشفتگی‌های اکوسیستم ناشی از عوامل اجتماعی بر تغییرات ‌محیط‌زیست، دما، تبخیر و تعرق، تولید رواناب و دبی جریان تأثیر می‌گذارند. در همین راستا، شاخص هرست برای تحلیل تغییرات فرآیندهای هیدرولوژی ناشی از عوامل مختلف به‌کار برده شده است. شاخص هرست به‌عنوان یک ویژگی مهم برای تحلیل اثرات هیدرولوژی شناخته شده است. یکی از مناسب‌ترین آزمون‌ها برای تشخیص حافظه بلندمدت، آزمون دامنه مقیاس‌بندی شده (R/S) است. آزمون دامنه مقیاس‌بندی شده (R/S) امکان محاسبه پارامتر خود همانندی H (هرست) را ایجاد می‌کند که شدت وابستگی بلندمدت در یک سری زمانی را می‌سنجد. بنابراین پژوهش حاضر با هدف تعیین حافظه طولانی‌مدت سری‌های زمانی بارش و دبی ایستگاه‌های منتخب استان اردبیل واقع در شمال غرب ایران با استفاده از شاخص هرست انجام شد.روش پژوهش: در پژوهش حاضر، به بررسی کاربرد شاخص هرست در تعیین حافظه طولانی‌مدت سری‌های زمانی بارش و دبی ایستگاه‌های منتخب استان اردبیل حافظه بلندمدت در داده‌های بارش و دبی سالانه (92-1370) در 17 ایستگاه باران‌سنجی و 28 ایستگاه آب‌سنجی استان اردبیل پرداخته شد. مقادیر محاسباتی شاخص هرست از لحاظ میزان وابستگی و مقیاس ناپایداری در سری زمانی به پنج طبقه خیلی ضعیف تا خیلی قوی طبقه‌بندی شدند. تجزیه و تحلیل همبستگی مکانی شاخص هرست با استفاده از شاخص موران انجام شد. در ادامه مقادیر شاخص هرست به روش وزنی معکوس فاصله (IDW) در محیط ArcMap 10.8 درون‌یابی شد.یافته‌ها: در حالت کلی از 17 ایستگاه مورد بررسی به ترتیب 53/23، 41/29، 65/17 و 53/23 درصد در مقیاس پایداری خیلی ضعیف (55/0>H>5/0)، نسبتاً ضعیف (65/0>H>55/0)، نسبتاً قوی (75/0>H>65/0) و قوی (80/0>H>75/0) قرار گرفتند. در این میان، تنها 88/5 درصد مربوط به ایستگاه شمس‌آباد در مقیاس ناپایداری خیلی ضعیف (55/0>H>45/0) دسته‌بندی شد. طبق تجزیه و تحلیل 28 ایستگاه آب‌سنجی مورد بررسی به ترتیب 25، 50 و 42 /21 درصد در مقیاس پایداری نسبتاً ضعیف، نسبتاً قوی، قوی و 58/3 درصد در مقیاس ناپایداری خیلی ضعیف قرار گرفتند. در این بین، تنها ایستگاه عموقین در مقیاس ناپایداری خیلی ضعیف دسته‌بندی شد. بر اساس نتایج ایستگاه‌های باران‌سنجی هیر، کوزه‌تپراقی و شمس‌آباد و احمدکندی دارای مقادیر مثبت شاخص موران هستند، به‌عبارتی دارای مقادیر مشابه از نظر مکانی هستند. در بقیه ایستگاه‌ها مقدار شاخص موران منفی هستند که به معنی عدم مشابهت مقادیر متغیرهای مورد بررسی بود و در حقیقت تشکیل خوشه نداده‌اند. نتایج خوشه‌بندی در ایستگاه‌های آب‌سنجی نشان داد که ایریل در طبقه خوشه‌بندی زیاد-زیاد قرار گرفت و آتشگاه در خوشه‌های کم-کم و مقادیر مثبت شاخص موران طبقه‌بندی شد. بقیه ایستگاه‌های مورد مطالعه، خوشه‌های مشخصی تشکیل ندادند.نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که شاخص هرست برای ایستگاه‌های باران‌سنجی مورد بررسی با میانگین 64/0 و انحراف معیار 11/0 به‌دست آمد. هم‌چنین شاخص هرست در ایستگاه‌های آب‌سنجی با میانگین 74/0 و انحراف معیار 12/0 به‌دست آمد. در مجموع، دامنه مقادیر شاخص هرست و تغییرات مکانی آن در مورد داده‌های بارش سالانه نشان داد که مقادیر بارش در دوره مورد مطالعه دارای پایداری مناسبی نیست. تغییرات مکانی شاخص‌های مذکور نشان داد که تفاوت مشخصی بین مناطق مختلف استان از نظر پایداری مقادیر بارش و دبی وجود دارد. این در حالی است که بر اساس نمودار جعبه‌ای، دامنه تغییرات و نیز پراکنش مکانی ایستگاه‌هایی با پایداری قوی و نسبتاً قوی، بیش‌تر ایستگاه‌های واقع در محدوده مرکزی استان دارای پایداری در مقادیر دبی هستند که می‌تواند بیان‌گر تداوم جریان‌های پرآبی و هم وقوع دبی‌های حداکثر باشد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

9 - ارزیابی روش‌های ریزمقیاس‌سازی DisTRAD و TsHARP به‌منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی تصاویر حرارتی سنجنده مادیس
زهره فرجی عباس کاویانی پیمان دانشکار آراسته

10.30495/wsrcj.2021.19218

زمینه و هدف: دمای سطح زمین (LST) یکی از مهم‌ترین پارامترهای مؤثر بر محیط و سیستم‌های اکولوژیکی است و بر بسیاری از فرآیندهای سطح زمین تأثیرگذار است. LST به‌طور گسترده‌ای در مطالعات رطوبت خاک، گرمای سطح زمین شهری، نظارت بر محیط‌زیست، شبیه‌سازی فرآیند بیوژئوشیمیایی محیطی و چکیده کامل

زمینه و هدف: دمای سطح زمین (LST) یکی از مهم‌ترین پارامترهای مؤثر بر محیط و سیستم‌های اکولوژیکی است و بر بسیاری از فرآیندهای سطح زمین تأثیرگذار است. LST به‌طور گسترده‌ای در مطالعات رطوبت خاک، گرمای سطح زمین شهری، نظارت بر محیط‌زیست، شبیه‌سازی فرآیند بیوژئوشیمیایی محیطی و ارزیابی تغییرات آب و هوا استفاده می‌شود. لذا توسعه روش‌هایی به‌منظور تخمین هرچه دقیق‌تر مکانی و زمانی این پارامتر کلیدی، کمک شایانی به توسعه بخش کشاورزی و حفظ منابع آبی می‌کند. هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی نتایج روش‌های ریزمقیاس‌سازی DisTRAD و TsHARP به‌منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی تصاویر حرارتی سنجنده مادیس حاصل از ماهواره‌های ترا و آکوا، از 1000 متر به 250 متر است.روش پژوهش: روش پژوهش در مقاله حاضر از نظر هدف، کاربردی و از نظر روش انجام کار مبتنی بر روابط همبستگی است.یافته‌ها: عملکرد روش‌های ریزمقیاس‌سازی حرارتی DisTRAD و TsHARP توسط شاخص میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین انحراف خطا (MBE) ارزیابی شدند. بررسی نتایج حاکی از آن است که بین داده‌های تصاویر ریزمقیاس‌شده دمای سطح زمین توسط روش‌های DisTRAD و TsHARP با داده‌های تصویر مادیس 1000 متری از سنجنده Terra، مقدار RMSE برای تاریخ 13 اردیبهشت 1398 به ترتیب برابر با 77/1 و 7/1 درجه سانتی‌گراد و R2 حدود 53 درصد و برای 25 مهر 1398 به ترتیب برابر با 44/2 و 38/2 درجه سانتی‌گراد و R2 حدود 85 درصد است.نتایج: بررسی نتایج ماهوراه‌های ترا و آکوا، به‌طور کلی نشان‌دهنده برتری نتایج ماهواره ترا نسبت به آکوا است. دلیل اصلی آن می‌تواند ساعت متفاوت گذر ماهواره‌ها از منطقه مورد مطالعه باشد. همچنین با توجه به اینکه تغییرات رطوبتی خاک و پهنه‌های آبی نظیر رودخانه کارون از عوامل اصلی ایجاد خطاست، لذا استفاده از این روش‌های ریزمقیاس‌سازی تنها در مناطق فاقد تغییرات زیاد رطوبتی توصیه می‌شود. پرونده مقاله

XML

فهرست مقالات