| تعداد نشریات | 282 |
| تعداد نشریات سازمان | 80 |
| تعداد شماره‌ها | 3,262 |
| تعداد مقالات | 36,058 |
| تعداد مشاهده مقاله | 55,183,100 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 94,183,107 |
اثربخشی استحصال آب باران بر کنترل پدیده خشکیدگی و خاک جنگل‌‌های استان کرمانشاه | ||
| مهندسی و مدیریت آبخیز | ||
| مقاله 7، دوره 17، شماره 3، مهر 1404، صفحه 374-389 اصل مقاله (789.72 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwmse.2025.368682.2104 | ||
| نویسندگان | ||
| محمد قیطوری* 1؛ مسیب حشمتی2 | ||
| 1دانشیار، بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کرمانشاه، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمانشاه، ایران | ||
| 2استاد، بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کرمانشاه، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمانشاه، ایران | ||
| چکیده | ||
| مقدمه تغییرات اقلیمی و پیامدهای آن یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های سازمانهای مرتبط با کشاورزی و محیط زیست در سطح جهان است. کمبود آب و کاهش رطوبت خاک مهم‌ترین پیامد این روند در مناطق خشک و نیمهخشک محسوب میشود. که یکی از پیامدهای تغیییر اقلیم پدیده خشکیدگی جنگل‌‌های بلوط غرب (.Quercus sp) است. این موضوع می‌تواند موجب برهم‌‌زدن توازن منابع سرزمین در منطقه زاگرس شود که پیامد آن تخریب منابع سرزمین، افزایش ریزگردها، فرسایش خاک، سیلاب، تغییرات اقلیمی و فقر جوامع محلی است. مواد و روش یکی از راهکارهای اساسی در این زمینه حفظ رطوبت خاک در دامنه با استفاده از سامانه‌‌های سطوح آبگیر باران از قبیل بانکتهای منقطع و هلالی شکل است. هدف مهم این پژوهش تعیین نقش سامانه بانکت هلالی در جمع‌آوری رواناب سطحی برای کنترل پدیده خشکیدگی جنگل‌‌های بلوط غرب است. برای دستیابی به این هدف، ابتدا سایت جنگلی حوزه آبخیز مرک استان کرمانشاه که پدیده خشکیدگی گونه‌‌های جنگلی در آن مشاهده شد، انتخاب شد. سپس سامانه‌‌های سطوح آبگیر باران شامل بانکتها هلالی در این عرصه جنگلی احداث شد و در کنار آن محدوده‌‌ای با شرایط مشابه به‌‌عنوان سایت شاهد تعیین شد. بعد از احداث بانکتها بهوسیله اداره کل منابع طبیعی استان، زمان داده‌‌برداری از سایت جنگلی به مدت سه سال (1403-1400) بود که شامل داده‌‌برداری متوالی ماهانه از تغییرات اندازه خاکدانه‌‌ها، ماده آلی، کربن آلی و اسیدیته خاک همراه با اندازه‌‌گیری درصد رطوبت خاک انجام شد. نتایج و بحث نتایج این پژوهش نشان داد که در میان چهار نقطه اندازه‌‌گیری رطوبت خاک که شامل کف بانکت، پایاب بانکت، بین بانکت و شاهد (بدون بانکت) میزان ذخیره رطوبت لایه زیرین (15 تا 30 سانتیمتری) به‌ترتیب حدود 20، 17، 14 و 13 درصد بود که بهطور معنیداری در تیمار بانکت بیشتر از شاهد بود. نتایج این پژوهش همچنین نشان داد که میزان ذخیره کربن آلی خاک در سال سوم در تیمار بانکت و شاهد به‌ترتیب 4.01 و 6.1 درصد بود که بهطور معنیداری با هم تفاوت داشتند. علاوه‌‌بر این، بانکتها موجب افزایش معنیدار خاکدانههای درشت و خیلی درشت خاک شدند. مجموعه شرایط فوق موجب شد که ظرفیت تبادل کاتیونی، عناصر غذایی اصلی و برخی عناصر ریزمغذی نیز در محدوده اجرای بانکتها بهبود یابد. در نهایت، افزایش ماده آلی خاک تجمع رواناب در بانکتها موجب کاهش فرسایشپذیری خاک و تثبیت آن در مقابل عوامل فرسایندگی شد، بهطوریکه شاخص فرسایشپذیری در تیمارهای بانکت و شاهد به‌ترتیب حدود 0.19 و 0.32 بود. نتیجه‌‌گیری با توجه به نتایج این پژوهش، احداث اصولی و دقیق این بانکتها بدون استفاده از ماشینآلات سنگین، روشی ساده، ارزان و مؤثر در استحصال آب باران است که علاوه‌‌بر ذخیره رطوبت و تقویت شاخصهای بیولوژیکی گیاهان، موجب بهبود ویژگیهای کلیدی خاک ازجمله آلی، افزایش نسبت خاکدانههای درشت، جرم مخصوص ظاهری و عناصر غذایی شود که در نهایت منجر به پایداری خاک، ترسیب کربن آلی، کاهش سیل‌خیزی در دامنه و تقویت جریان زیر قشری خواهد شد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| جرم مخصوص ظاهری؛ خاکدانههای درشت؛ درختان دچار خشکیدگی؛ رطوبت خاک؛ کف بانکت؛ فرسایشپذیری خاک | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| The effectiveness of rainwater harvesting on controlling the phenomenon of desiccation and soil in forests of Kermanshah Province, Iran | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mohammad Gheitury1؛ Mosayeb Heshmati2 | ||
| 1Associate Professor, Kermanshah Center for Agricultural and Natural Resources Research and Education, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Kermanshah, Iran | ||
| 2Professor, Professor, Kermanshah Center for Agricultural and Natural Resources Research and Education, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Kermanshah, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction Climate change and its consequences are among the most important concerns for agriculture and the environmental organizations worldwide. Water scarcity and decline soil moisture are the most significant consequences of this trend in arid and semiarid region. One of the consequences of climate change is the phenomenon of oak forest dieback in western Iran (Quercus persica). This issue can disrupt the balance of land resources in the Zagros region, leading to consequences such as degradation of land resources, increased dust storm, soil erosion, flooding, climate change, and impoverishment of local communities. Materials and methods One of the fundamental solutions in this regard is to maintain soil moisture on slopes using rainwater harvesting systems, such as interrupted and crescent-shaped bunds. The key objective of this research is to determine the role of crescent-shaped bund systems in collecting surface runoff to control the phenomenon of oak forest dieback in western Iran. To achieve this goal, the Merek forest watershed in Kermanshah province where dieback of forest species has been observed, was selected as the study site. Subsequently, rainwater harvesting systems, including crescent-shaped bunds, were constructed in this forest area. Additionally, a nearby site with similar conditions was designated as the control site for comparison. After the construction of the bunds by the Department of Natural Resources of the province, data collection from the forest site was carried out over a three-year period (2022–2024), this included monthly monitoring of changes in soil aggregate size, organic matter, organic carbon, and soil pH, along with measurements of soil moisture percentage. Results and discussion The results of this study explored that among the four soil moisture measurement points, including the bottom of bund, bund downwards, between the bund and the control (without bund), soil moisture storage in sub layer (15 to 30 cm) were about 20, 17, 14 and 13 percent, respectively, which was significantly higher in the bund bottom compeered with control plot. The results of this study also showed that in the third year, the soil organic carbon storage in the bund treatment and the control treatment was 4.01% and 1.6%, respectively, indicating a statistically significant difference between them. In addition, the bunds significant increase the proportion of large and very large soil aggregates. The combination of these conditions led to improvements in cation exchange capacity, essential nutrient elements, and some micronutrients within the area where the bunds were implemented. Finally, the increase in soil organic matter and the accumulation of runoff in the bunds reduced soil erodibility and stabilized it against erosive factors. As a result, the erodibility index in the bund treatment and the control treatment was approximately 0.19 and 0.32, respectively. Conclusions According to the results of this research, the proper and precise construction of these bunds without the use of heavy machinery is a simple, economic and effective measure for rainwater harvesting, In addition to soil moisture storage and enhancement of plant biological indicators, it improves key soil characteristics mainly soil organic matter, coarse soil aggregates proportion and soil nutrients, which ultimately leads to soil sustainable, carbon sequestration, curtailing flooding hazards on the hill-slope, and strengthening subsurface flow. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Bulk density, Coarse aggregate, Forest dieback, Bunds bottom, Soil erodibillity, Soil moisture | ||
| مراجع | ||
|
Akbari, S., Vaezi, A., 2015. investigating aggregates stability against raindrops impact in some soils of a semi-arid region, North West of Zanjan. Water Soil Sci. 25(2), pp. 65-77. Ali, A., Yazarb, A., Aalc, A.A., Oweisd, A., Hayekd, P., 2010. Micro-catchment water harvesting potential of an arid environment. Agricul. Water Manage. 98, 96-104. Altieri, M., 1999. The ecological role of biodiversity in agroecosystems. Agricult. Ecosys. Environ. 74, 19-31. Amir Ahmadi, B., Zolfaghari, R., Mirzaei, M.R., 2015. Relation between dieback of quercus brantii lindl. trees with ecological and sylvicultural factors, study area: Dena Protected area. Ecol. Iran. Forest 3(6), 19-27 (in Persian). Babaee, O., Alijani, B., 2013. Spatial analysis of long duration droughts in Iran. Physic. Geograph. Res. 45(3), 1-12. doi:10.22059/jphgr.2013.35831 Bechmann, M., Stalnacke, P., Kværno, S., Eggesta, D., Oygarden, L., 2009. Integrated tool for risk assessment in agricultural management of soil erosion and losses of phosphorus and nitrogen. Sci. Total Environ. 407(2), 749-759. Behmanesh, J., Azad Talatappeh, N., Montaseri, M., Rezayi, H., Khalili, K., 2015. Climate change impact on reference evapotranspiration, precipitation deficit and vapor pressure deficit in Urmia. Water Soil Sci. 25(2), 79-91. Bertol, I., Engel, F.L., Mafra, A.L., Bertol, O.J., Ritter, S.R., 2007. Phosphorus, potassium and organic carbon concentrations in run-off water and sediments under different soil tillage systems during soybean growth. Soil Tillage Res. 94 (1), 142-150. Blanco, H., Lal, R., 2008. Principles of soil conservation and management. Springer Publisher, New York. Crittenden, N.P., Heinen, M., Balen, D.J.M., Pulleman, M.M., 2015. Soil physical quality in contrasting tillage systems in organic and conventional farming. Soil Tillage Res. 154, 136-144. Fick, S.E., Belnap, J., Duniway, M.C., 2020. Grazing-induced changes to biological soil crust cover mediate hillslope erosion in long-term exclosure experiment. Rangeland Ecol. Manage. 73 (1), 61-72. Gheitury, M., Jafary, M., Azarnivand, H., Arzani, H., Javadi, S.A., Heshmati, M., 2012. Contribution of soil organic carbon levels, different grazing and converted rangeland on aggregates size distribution in the rangelands of Kermanshah Province, Iran. Afri. J. Agricul. Res. 7(17), 2622-2631. doi: 10.5897/AJAR11.2060. Gheitury, M., Heshmati, M., Parvizi, Y., 2013. rangeland management effects on soil organic carbon content and soil aggregates in four sites in Kermanshah Province, Iran. Iran. J. Soil Res. 27(3), 349-357. doi: 10.22092/ijsr.2013.126263 Gheitury, M., Parvizi, Y., Heshmati, M., Ahmadi, M., 2018. Comparing the effects of different rangeland utilization on carbon sequestration in the Kermanshah Province, Iran. Iran. J. Range Desert Res. 25(1), 44-53. doi: 10.22092/ijrdr.2018.116225 Gheitury, M., Heshmati, M., Roughani, M., 2020. Comparing the effects of different micro catchments on runoff harvesting in Kermanshah Province, Iran. Water. Engin. Manage. 12(1), 20-29. doi: 10.22092/ijwmse.2019.123908.1567 Gordon, E., Grant, C.L., Allen, C.D., 2013. Watering the forest for the trees: An emerging priority for managing water in forest lascapes. Front. Ecol. Environ. 11(6), 314-321. Haileslassie, A.P., Veldkamp, J.A., Teketay, E., Lesschen, J.P., 2005. Assessment of soil nutrient depletion and its spatial variability on smallholders; mixed- farming systems in Ethiopia. Agri. Ecosys. Environ. 108, 1-16. Hazelton, P., Murphy, B., 2007. Interpreting soil test results. CSIRO Publisher Sydney. Heshmati, M., Gheitury, M., 2021. Effects of long term grazing exclusion on some soil physicochemical characteristics and sustainability. Iran. J. Soil Res. 35(1), 15-26. doi: 10.22092/ijsr.2021.352965.573 Heshmati, M., Gheitouri, M., Sheikhvaisi, M., Arabkhedri, M., Hosini, M., 2017. Combating the forest mortality crises in Zagros Regions, Iran through adaptive approaches solutions. J. Geograph. Environ. Hazards 6(3), 125-141. doi: 10.22067/geo.v6i2.60466. Hosseini, A., Matinizadeh, M., Pourhashemi, M., Asghari, S., 2022. Effect of slope aspect and crown dieback intensity on leaf and soil nutrient status in Persian oak stands, Quercus brantii Lindl., case study, Melah-Siah forests, Ilam Province. Iran. J. Forests Rangelands Protec. Res. 19(2), 354-367 (in Persian). Heshmati, M., Gheitury, M., Hosseini, M., 2018. Effects of runoff harvesting through semi-circular bund on some soil characteristics. Global J. Environ. Sci. Manage. 4(2), 207-216. Heshmati, M., Gheitury, M., Parvizi, Y., Hosseini, M., 2015. Effect of converting forest to rainfed on spatial variability of soil chemical properties in the Zagros Forest, West Iran. Ecopersia 3(4), 1161-1174. Hosseinzadeh, J., Pourhashemi, M., 2015. An investigation on the relationship between crown indices and the severity of oak forests decline in Ilam. Iran. J. Forest 7(1), 57-66 (in Persian). Hosseini, M., Atapour, A., Karami, S.A., 2011. Micro catchments and role of them to soil moisture keeping. J. Water. Engin. Manage. 3(2), 121-131 (in Persian). Jafaran, Z., Kargar, M., Ghorbani, J., 2011. Spatial variability of sol propertis in two plant communitis of grassland and scrubland, case study: Vavsar Kiasar Rangeland. J. Range Water. Manage. (Iran. J. Nat. Resour. 64(1), 31-24. Mahajan, R., Kumar, S., KhitoIiya, R.K., 2006. Rain water harvesting: a viable solution to conserve water. National Seminar on Rainwater Harvesting and Water Management 11-12 Nov. Nagpur. Miralles, I., Ortega, R., Almendros, G., Maranon, M. S., Soriano, M., 2009. Soil quality and organic carbon ratios in mountain agro-ecosystems of South-east Spain. Geoderma 150(1-2), 120-128. Mohammad, A., Adam, M.A., 2010. The impact of vegetative cover type on runoff and soil erosion under different land uses. Catena 81(2), 97-103. Negassa, W., Price, R., Basir, A., Snapp, S., Kravchenko, A., 2015. Cover crop and tillage systems effect on soil CO2 and N2O fluxes in contrasting topographic positions. Soil Tillage Res. 154, 64-74. Noori, Z., Zare Chahouki, M.A., 2018. Optimal use of rainwater harvesting: a strategy to deal with water shortages in arid and semi-arid regions. J. Water Sustain. Develop. 5(1), 115-122. doi: 10.22067/jwsd.v5i1.62964 Polyakov, V.O., Lal, R., 2008. Soil organic matter and CO2 emission as affected by water erosion on field run-off plots. Geoderma 143, 216-222. Pourhashemi, M., Jahanbazi, H., Bordbar, K., Iranmanesh, Y., Khodakarami, Y., 2017. Background of Zagros oak forest decline. Iran. Nat. 2(1), 37-30 (in Persian). Rehman, O., Rashid, R., Kausar, R., Alvi, S., 2014. Microcatchment techniques for efficient utilization of stored rain water in gullied lands. Int. J. Agri. Crop Sci. 7(13), 1304-1311. Rosa, D., Mayol, J.A., Moreno, T., Lozano, S., 1999. An expert system/neural network model for evaluating agricultural soil erosion in Analucia region, Spain. Agri. Ecosys. Enviro. 73, 211-226. Oweis, T., Hachum, A., 2012. Supplemental irrigation, a highly efficient water-use practice (2nd edition, ICARDA (International Center for Agricultural Research in the Dry Areas), Syria, Aleppo. Tabatabaee, J., Kazemi Gelyan, R., 2016. upstream groundwater recharge, promising solution for survival of almond farmlands in Kashmar (Khorasan Razavi). J. Rainwater Catch. Sys. 4(1), 65-71. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 684 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 4,181 |
||