| تعداد نشریات | 285 |
| تعداد نشریات سازمان | 83 |
| تعداد شمارهها | 3,108 |
| تعداد مقالات | 34,654 |
| تعداد مشاهده مقاله | 49,790,504 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 80,147,403 |
تغییرپذیری زمانی-مکانی اثر شاخصهای فشار، حالت و پاسخ بر سلامت آینده آبخیزهای کشور | ||
| پژوهش های آبخیزداری | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 30 آذر 1404 | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/wmrj.2025.371015.1638 | ||
| نویسندگان | ||
| سیدحمیدرضا صادقی* 1؛ علی نصیری خیاوی2؛ رضا چمنی3؛ نگین بهنیا4؛ وحید موسوی3؛ حمید نوری5؛ پدیدهالسّادات صادقی3؛ محمدحسین شوشتری6؛ عبدالواحد خالدیدرویشان3؛ مهدی وفاخواه3؛ حمیدرضا مرادیرکابدارکلائی3 | ||
| 1گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران | ||
| 2مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل | ||
| 3بلوار امام رضا (ع)، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس | ||
| 4بلوار امام رضا (ع)، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت کدرس | ||
| 5کروه منابع طبیعی، دانشگاه ملایر | ||
| 6مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران | ||
| چکیده | ||
| مقدمه و هدف سلامت آبخیز یک اصطلاح گسترده و مشتمل بر منابع آبی، کیفیت بومشناختی ازجمله پوشش گیاهی، جوامع گیاهی و جانوری، گیاهان بومی، ویژگیهای ژئومورفولوژی، فرآیندهای بارش- رواناب، ویژگیهای ریختشناسی و منابع آبی است. مدیریت ناصحیح منابع آب و سرزمین، امنیت آبی و غذایی کشور بهعنوان اصلیترین اهداف کلان ملی را در معرض تهدید قرار داده است. از طرفی، ارزیابی و مدیریت جامع آبخیزها، در مجامع علمی بینالمللی بهعنوان رویکردی مؤثر و کارا برای مدیریت آب، سرزمین و منابع وابسته به آنها و ایجاد تعادل بین نیازهای اقتصادی-اجتماعی جوامع آبخیزنشین و سلامت و پایداری بومسازگانها محسوب میشود. همچنین آگاهی از سلامت آبخیزها یکی از مهمترین و اساسیترین بخشها در مدیریت پایدار و جامع حوزههای آبخیز محسوب میشود. ازاینرو، پژوهش حاضر به پیشبینی تأثیر شاخصهای فشار، حالت و پاسخ بر سلامت حوزههای آبخیز رده سوم کشور انجام شد. مواد و روشها برای دستیابی به هدف پژوهش، بیش از 520 معیار مختلف مرتبط با شاخصهای فشار، حالت و پاسخ از عوامل محیطی، اقلیمی و انسانی شناسایی و برای حدود 640 آبخیز جمعآوری شد. سپس، بهدلیل همبستگی درونی معیارها، از آزمون تورم واریانس برای کاهش دادهها و حذف معیارهای همراستا استفاده شد. درنهایت، شاخصهای نهایی در دو دسته ایستا و پویا تعریف شدند. در ادامه، معیارهای تأثیرگذار در وضعیت سلامت و امنیت آبخیزها با دقت مکانی مناسب زیرآبخیزها و در مدل PSR استخراج و مقادیر معیارها برای شرایط فعلی (2023) محاسبه شد. پس از تعیین معیارهای پویا، از روشهای مختلف شامل رگرسیون، مدل SARIMA و الگوریتمهای یادگیری ماشین استفاده و معیارهای پویا برای سالهای 2033، 2043 و 2053 پیشبینی شد. پس از پیشبینی معیارهای پویا، مجدداً مدل مفهومی PSR برای سالهای آینده مورداستفاده قرار گرفت و پهنهبندی سلامت آبخیزهای رده سوم کشور در نرمافزار ArcGIS 10.8 صورت پذیرفت. برای ارزیابی وضعیت آینده، شاخصهای پویا بر اساس دادههای زمانی سالهای 2033، 2043 و 2053 پیشبینی و اثر هر شاخص بر سلامت آبخیز تحلیل شد. نتایج و بحث تحلیل پهنهبندی سلامت آبخیزهای رده سوم کشور در سالهای 2033، 2043 و 2053 نشان داد که وضعیت سلامت بهصورت ناهمگون توزیعشده است. بهنحویکه در مناطق شمالی (گیلان، مازندران) به دلیل بارندگی زیاد و پوشش گیاهی متراکم، سلامت آبخیزها مطلوب (60 تا70 درصد در طبقات خوب و بسیار خوب) است. در مقابل، مناطق جنوبی (هرمزگان، سیستان و بلوچستان) به دلیل کمبارشی و فعالیتهای انسانی نامناسب، وضعیت ضعیفتری (40 تا50 درصد در طبقات متوسط تا ضعیف) دارند. بر همین اساس در سالهای آینده، مناطق شمال غربی نیز با کاهش نسبی سلامت مواجه خواهند شد، درحالیکه مناطق شرقی (مانند خراسان رضوی) به دلیل خشکسالی و برداشت بیرویه آب، بهشدت آسیب میبینند (کاهش سلامت به زیر 20 درصد). نتایج نشان داد که نقش شاخص پاسخ (حدود 61 درصد) نسبت به شاخصهای فشار و حالت در تأثیر بر سلامت سامانه آبخیزهای مطالعاتی بسیار بیشتر بوده است. بهطورکلی میتوان گفت که تغییر قابلتوجهی در سالهای مطالعاتی آینده (سالهای 2033، 2043 و 2053) در میزان تأثیرگذاری شاخصهای مدل PSR بر شاخص سلامت آبخیز مشاهده نمیشود. نتیجهگیری و پیشنهادها نتایج تحلیل نشان داد که مدیریت آبخیزها در آینده باید بر واکنشپذیری سریع تمرکز کند، چراکه آبخیزها بهطور فزایندهای به اقدامات انطباقی مانند احیای پوشش گیاهی و مهار سیلاب وابسته خواهند شد. همچنین، اگرچه تأثیر فشارهای انسانی (حدود 20 درصد) نسبتاً پایدار است، نوسانات آن نیاز به مدیریت یکپارچه فعالیتهای بشری مانند کشاورزی و توسعه شهری را پررنگ میکند. از سوی دیگر، ثبات نسبی شاخص حالت (حدود 19 درصد) لزوم توجه به راهبردهای بلندمدت مانند حفاظت از منابع خاک و آب را یادآوری میکند. بنابراین، ترکیب اقدامات کوتاهمدت انعطافپذیر با سیاستهای پایدار حفاظتی، کلید مدیریت بهینه آبخیزها در شرایط تغییرات محیطی آینده خواهد بود. این نتایج بهطورکلی بر رویکرد پویا و سازگار در مدیریت آبخیزها تأکید میکند، بهطوریکه ترکیب اقدامات کوتاهمدت واکنشی مبتنی بر پایش (مانند تغییر موقت الگوی کشت در پاسخ به خشکسالی) و راهبردهای بلندمدت حفاظتی بهعنوان بازخوردی برای تصحیح و تقویت راهبردهای بلندمدت و پایدار (مانند احیای بومسازگان و مدیریت جامع منابع آب) زمینه ایجاد یک رویکرد مدیریت سازگار و همبستگی سامانهای بین این دو سطح را فراهم و طبیعتاً بهبود و یا حداقل حفظ سلامت آبخیزها در برابر تغییرات آینده را تضمین میکند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| پیشبینی سلامت آبخیز؛ رویکرد مفهومی PSR؛ مدلسازی پویا؛ مدیریت جامع آبخیز | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Spatio-Temporal Variability of Pressure, State, and Response Indices on the Future Health of Iran's Watersheds | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Seyed Hamidreza Sadeghi1؛ Ali Nasiri Khiavi2؛ Reza Chamani3؛ Negin Behnia4؛ Vahid Moosavi3؛ Hamid Noori5؛ Padidehsadat Sadeghi3؛ Mohammad Hossein Shoushtari6؛ Abdulvahed Khaledi Darvishan3؛ Mehdi Vafakhah3؛ Hamidreza Moradi Rekabdarkolaei3 | ||
| 1Department of Watershed Management Engineering, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Noor, Iran | ||
| 2Ardabil Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Ardabil, Iran. | ||
| 3Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University (TMU), Noor 46417-76489, Mazandaran Province, Iran | ||
| 4Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University (TMU), Noor 46417-76489 | ||
| 5Department of Range and Watershed Management, Faculty of Natural Resources, Malayer University, Iran | ||
| 6Institute of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction and Goal Watershed health is a broad term that encompasses water resources, ecological quality (including vegetation, plant and animal communities, native plants, geomorphological features, and precipitation-runoff processes), and morphological features. Improper management of water and land resources has threatened the country's water and food security, which are the main national goals. On the other hand, comprehensive assessment and management of watersheds are considered effective and efficient approaches by international scientific communities for managing water, land, and their dependent resources, and for balancing the socio-economic needs of watershed communities with the health and sustainability of ecosystems. Also, awareness of watershed health is considered one of the most fundamental aspects of sustainable, comprehensive watershed management. Therefore, the present study was conducted to predict the impact of pressure, state, and response indicators on the health of the country's third-order watersheds. Materials and Methods For this purpose, first, more than 520 different criteria related to pressure, state, and response indicators from environmental, climatic, and human factors were identified and collected for about 640 watersheds. Then, because of the correlation among variables, the variance inflation factor test was used to reduce the data and eliminate variables with severe multicollinearity. Finally, the indicators were divided into two categories: static and dynamic. In the following, the criteria affecting the health and security status of watersheds were extracted with appropriate spatial accuracy at the sub-watershed and PSR model levels, and their values were calculated for the current conditions (2023). After determining the dynamic criteria, various methods, including regression, the SARIMA model, and machine learning algorithms, were used to predict dynamic criteria for 2033, 2043, and 2053. After predicting the dynamic criteria, the PSR conceptual model was applied to future years, and the health zoning of the country's third-order watersheds was conducted in ArcGIS 10.8. To assess future status, dynamic indicators were predicted from time-series data for 2033, 2043, and 2053, and the effects of each indicator on watershed health were analyzed. Results and Discussion A zoning analysis of the health of the country's third-order watersheds in 2033, 2043, and 2053 showed that health status was heterogeneously distributed. In the northern regions (Gilan, Mazandaran), due to high rainfall and dense vegetation cover, the health of the watersheds is favorable (60-70% in the good and very good classes). In contrast, the southern regions (Hormozgan and Sistan and Baluchestan) have a poorer status (40-50% in the moderate to poor classes) due to low rainfall and inappropriate human activities. In the coming years, the northwestern regions will also face a relative decline in health. In contrast, the eastern regions (such as Khorasan Razavi) will be severely affected due to drought and excessive water extraction (a decrease in health to below 20%). The results showed that the role of the response index (about 61%) was greater than the pressure and state indices in affecting the health of the study watershed system. In general, no significant change was observed in the future study years (2033, 2043, and 2053) in the impact of the PSR model indices on the watershed health index. Conclusion and Suggestions The analysis showed that future watershed management should focus on rapid responsiveness, as watersheds will increasingly rely on adaptive measures such as vegetation restoration and flood control. Also, although the impact of human pressures (about 20%) is relatively stable, its fluctuations highlight the need for integrated management of human activities such as agriculture and urban development. On the other hand, the relative stability of the state index (about 19 %) reminds us of the need to focus on long-term strategies, such as soil and water resource conservation. Therefore, combining flexible short-term measures with sustainable conservation policies will be the key to optimal watershed management in the face of future environmental changes. These results generally emphasize a dynamic and adaptive approach to watershed management, such that combining short-term reactive measures and long-term conservation strategies and adopting an adaptive management approach in which short-term measures (such as temporary changes in cropping patterns in response to drought) based on continuous monitoring act as feedback to correct and strengthen long-term and sustainable strategies (such as ecosystem restoration and integrated water resources management) and create a systemic correlation between these two levels, can ensure the health of watersheds against future changes. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Dynamic Modeling, Integrated Watershed Management, PSR Conceptual Framework, Watershed Health Prediction | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1 |
||