نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مجید کاظم زاده ¹
• زهرا نوری ²
• مجید رحمانی ³
• اصغر بیات ⁴
• سلما ساعدی فرکوش ⁵

¹ استادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

² دانش آموخته‌ی دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، گروه مهندسی احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران

³ دانشجوی دکتری علوم مرتع، گروه مهندسی احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران

⁴ دانش آموخته‌ی کارشناسی ارشد آبخیزداری، گروه مهندسی احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران

⁵ دانش آموخته‌ی کارشناسی ارشد توسعه روستایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رازی کرمانشاه، ایران

چکیده

سابقه و هدف
    در سال‌های اخیر اقدامات آبخیزداری گسترده‌ای شامل اقدامات بیولوژیکی، مکانیکی و بیومکانیکی با هدف کنترل سیل، فرسایش و رسوب و ذخیره آب در زمینه‌های تحقیقاتی، مطالعاتی و اجرایی در حوزه‌های آبخیز کشور انجام‌شده است. ارزیابی طرح‌های آبخیزداری به‌منظور تجزیه‌وتحلیل عملکرد اقدامات آبخیزداری اجرا شده و تدوین راهکارهای اصولی یکی از نیازهای اساسی در مدیریت حوزه‌های آبخیز است. لذا هدف از این تحقیق ارزیابی کمی و کیفی اثرات اقدامات بیولوژیکی و بیومکانیکی آبخیزداری بر تغییرات پوشش گیاهی حوزه آبخیز عظیمیه، کرج، استان البرز می‌باشد.
مواد و روش ها
در این مطالعه تغییرات پوشش گیاهی با استفاده از تصاویر ماهواره­ای سری لندست 5، 7 و 8  و شاخص NDVI در بازه زمانی 20 سال (2000-2019) تعیین گردید. سپس با استفاده از الگویتم روندچندگانه (پلی­ترند) روند تغییرات خطی و غیرخطی و تاثیر اقدامات آبخیزداری اجرا شده در حوزه آبخیز بر روی پوشش گیاهی در حوزه آبخیز عظیمیه کرج، استان البرز مورد بررسی قرار گرفت. همچنین به منظور ارزیابی صحت و دقت نتایج و تصاویر ماهواره ای از اندازه گیری میدانی نیز استفاده شد. همچنین به‌منظور بررسی تاثیر عوامل اقلیمی بر روی تغییرات پوشش گیاهی از شاخص خشکسالی و داده­های بارش ایستگاه کرج استفاده گردید.
نتایج
 نتایج روند پوشش گیاهی در حوزه آبخیز عظیمیه نشان داد که  9/41 درصد از حوزه آبخیز دارای تغییرات معنی‌دار پوشش گیاهی در طول بازه 20 سال بوده است. از تغییرات معنی‌دار پوشش گیاهی 3/88 درصد تغییرات دارای روند افزایشی بوده است. نتایج حاصل از روش پلی‌ترند نشان داد که تغییرات پوشش گیاهی در حوزه به ترتیب 4/63 ، 8/27 و 8/8 درصد به‌صورت روند درجه سه، خطی و درجه دو بوده است. ارزیابی اثرات اقدامات اجرایی در بهبود وضعیت پوشش گیاهی حوزه نشان داد که میزان درصد تاج پوشش گیاهی در حوزه قبل از اقدامات آبخیزداری به‌طور متوسط 28 درصد بوده است که پس از اجرای اقدامات آبخیزداری به 34 درصد افزایش یافته است. از کل عرصه اجرای عملیات بیولوژیکی در حوزه آبخیز عظیمیه (2724 هکتار)، در 70 درصد محدوده، تغییرات در وضعیت پوشش گیاهی مرتع به‌صورت افزایش غیرخطی بوده است و این تغییرات در پروژه‌هایی مانند کپه کاری، بذرپاشی و درخت‌کاری و تراس‌بندی بیشتر از سایر عملیات بیولوژیکی بوده است. همچنین قسمت‌های از مناطق پایین دست حوزه آبخیز عظیمیه تحت تأثیر رشد و توسعه مناطق مسکونی و عملیات عمرانی مانند احداث اتوبان همت، پوشش گیاهی آن با روند غیرخطی از بین رفته است.
نتیجه گیری
ارزیابی عملکرد طرح­های آبخیزداری در حوزه آبخیز عظیمیه کرج نشان داد که اقدامات آبخیزداری باعث افزایش معنی­دار پوشش گیاهی در منطقه شده است. از طرفی توسعه و شهرسازی در مناطق پایین دست حوزه آبخیز، باعث از بین رفتن و تخریب پوشش گیاهی طی سنوات گذشته شده است. ارزیابی طرح­های آبخیزداری می­تواند نتایج مثبت و منفی اقدامات اجرا شده سنواتی را نمایان کند، و از این طریق می­توان در جهت رفع موانع و مشکلات آنها گام برداشت.

کلیدواژه‌ها

• اقدامات بیولوژیکی و بیومکانیکی
• حوزه آبخیز
• شاخص پوشش گیاهی
• تصاویر ماهوارهای

عنوان مقاله [English]

Evaluation the effectiveness of biological and biomechanical watershed management practices on vegetation changes,

نویسندگان [English]

• Majid Kazemzadeh ¹
• Zahra Nouri ²
• Majid Rahmani ³
• Asghar Bayat ⁴
• Salma Saedi Farkoush ⁵

¹ Assistant Professor, Range and Watershed Management Department, Faculty of Natural Resources and Environment, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

² Gratuate of PhD in Watershed Science and Engineering, Department of Reclamation of Arid and Mountainous Regions, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Iran

³ PhD student in Rangeland Science, Department of Reclamation of Arid and Mountainous Regions, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Iran

⁴ Graduated Master's degree in Watershed Management, Department of Reclamation of Arid and Mountainous Regions, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Iran

⁵ Graduated Master's degree in Rural Development, Faculty of Agriculture, Razi University of Kermanshah, Iran

چکیده [English]

Background and objective:
 In recent years, extensive watershed management measures including biological, mechanical and biomechanical measures have been carried out with the aim of flood, erosion and sediment control and water storage in the different sections of research, study and implementation in the country. Evaluation of watershed management plans in order to analyze the performance of implemented watershed management measures and develop basic solutions is one of the basic needs in watershed management. Therefore, the aim of this research is to quantitatively and qualitatively evaluate the effects of biological and biomechanical measures of watershed management on the vegetation cover changes in Azimieh watershed, Karaj, Alborz province.
Materials and methods
In this study, vegetation changes were determined using Landsat series 5, 7 and 8, satellite images, and NDVI index in a period of 20 years (2000-2019). Then, by using the polytrend model, the trend of linear and non-linear changes and the effect of water management measures implemented in the watershed on the vegetation cover in the Azimieh Karaj watershed, Alborz province, were investigated. Also, in order to evaluate the accuracy of the results and satellite images, field measurements were also used. Also, in order to investigate the effect of climatic factors on vegetation changes, drought index and rainfall data of Karaj station were used.
Results
Results of trend showed that 41.9% of changes were significant over 20 years. 88.3% of the significant changes in vegetation were increasing. The results of Polytrend method showed that the changes in vegetation were cubic, linear and quadratic with values of 63.4%, 27.8% and 8.8%, respectively. Evaluation of the effects of implemented measures to improving the vegetation status of the watershed showed that the percentage of canopy in the watershed was on average 28% before implementing the watershed management measures, which has increased to 34% after the implementation of watershed management measures. Of the total area of ​​biological operations in Azimiyeh watershed (2724 hectares), in 70% of the area, changes in the vegetation status of the rangeland have been nonlinear and these changes were in projects such as seeding and tree planting and terrace. Also, the vegetation in a parts of the downstream areas of Azimiyeh watershed have been destroyed by non-linear trends due to the growth and development of residential areas and civil works such as the construction of Hemmat Highway.
Conclusion
The performance evaluation of watershed management projects in Azimieh Karaj watershed showed that watershed management measures have caused a significant increase in vegetation in the region. On the other hand, development and urbanization in the downstream areas of the watershed has caused the loss and destruction of vegetation over the past years. The evaluation of watershed management plans can show the positive and negative results of the measures implemented over the years, and in this way, steps can be taken to solve their obstacles and problems.

کلیدواژه‌ها [English]

• Biological and biomechanical measures
• satellite images
• vegetation index
• watershed