دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 5 2 2025 07 23 Landslide hazard mapping using hybrid Multi-Attribute Decision-Making methods in the Qezel Owzan Watershed, Qazvin Province نگاشت خطر زمین‌لغزش با استفاده از روش‌های ترکیبی تصمیمگیری چند شاخصه در حوزه آبخیز قزل‌اوزن، استان قزوین 1 24 719132 10.22034/iwm.2024.2045897.1189 FA امین صالح پور جم پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران 0000-0002-4599-1480 جمال مصفایی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران 0000-0002-6494-5797 صمد شادفر پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران 0000-0002-6446-2840 فرامرز سرفراز مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان قزوین، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران Journal Article 2024 11 16 Extended Abstract Introduction: Landslides are a natural hazard that cause human and financial losses. This phenomenon also results in significant environmental damage through land degradation in landslide-prone areas. In this regard, it is important to prepare landslide hazard maps to effectively plan for landslide risk management. In recent years, multi-attribute decision-making (MADM) methods have been used in landslide hazard mapping. This study aims to evaluate the performance of widely used hybrid MADM methods, including AHP-SAW, AHP-TOPSIS, and AHP-VIKOR for creating landslide hazard maps in the Qezel Owzan region, Qazvin Province. Materials and methods: In the present study, various causal factors, including rainfall, slope angle, slope aspect, lithology, altitude, land use, distance to roads, distance to faults, and distance to streams, were considered as effective indicators for predicting landslide occurrence. Two normalization methods were employed, namely, the Min-Max normalization method for the SAW method and the vector normalization method for the TOPSIS and VIKOR methods. In addition, the group decision-making method in the Analytical Hierarchy Process (AHP) was used to determine the weights of causal factors based on the perspectives of 12 experts. Furthermore, the Quality sum (Qs) index and the Area Under the Curve (AUC) values of the Receiver Operating Characteristic (ROC) curves were used to validate the performance of the different MADM methods used in this study. Results and Discussion: The Qs values for the AHP-SAW, AHP-TOPSIS, and AHP-VIKOR methods were calculated as 0.241, 0.262, and 0.626, respectively. Also, the AUC values for these three methods were calculated 0.769, 0.786, and 0.805, respectively, so that they are within the acceptable and excellent acceptance range. In this study, the AHP-VIKOR method is introduced as the best method for producing a landslide hazard map. One of the disadvantages of using hybrid MADM methods is their reliance on the precise calculation of the weights of causal factors, which heavily depends on expert's view points in the AHP method. To adress this, the group decision-making method was applied in AHP to improve weights calculations. It is worth noting that the AHP-SAW method used in this study, which demonstrates acceptable accuracy in producing landslide hazard maps, has also been introduced in other studies as a simple and efficient method. Although the SAW method is a simple weighting method based on normalizing the decision matrix data, determining the weights of the indicators, and aggregating the indicators based on the weighted average method, it is widely used in environmental assessments. Additionally, the Density Ratio (Dr) values of different landslide hazard classes, calculated for the VIKOR method, exhibit an upward trend from areas with very low potential for landslide occurrence (class I) to areas with very high potential for landslide occurrence (class V). This trend highlights the VIKOR method capability for producing landslide hazard maps in the study area. Conclusion: The evaluation of hybrid MADM methods based on performance evaluation indicators, indicated acceptable (AHP-SAW and AHP-TOPSIS) and excellent (AHP-VIKOR) performance of methods for producing landslide hazard maps. Due to the presence of areas with high to very high landslide hazard potential in this region, planning for landslide risk management is strongly recommended. Although landslide distribution maps are beneficial for evaluating MADM methods, the lack of reliance on these maps during the MADM process is one of the strengths of this approach. However, accurately determining the weights of causal factors remains a challenge. To enhance the weight calculation process, using the group decision-making method in AHP is highly advisable. چکیده مبسوط مقدمه: زمین‌لغزشها ازجمله مخاطرات طبیعی هستند که باعث خسارات جانی و مالی می‌شود. همچنین، این پدیده منجر به خسارات زیست محیطی قابل توجهی از طریق تخریب زمین در مناطق مستعد زمین لغزش می‌شود. در این ارتباط، تهیه نقشه‌های خطر زمین‌لغزش برای برنامه‌ریزی موثر برای مدیریت ریسک زمین‌لغزش دارای اهمیت است. در سال‌های اخیر، روش‌های تصمیم‌گیری چند‌شاخصه (MADM) در نگاشت خطر زمین‌لغزش استفاده شده است. این مطالعه باهدف ارزیابی عملکرد روش‌های ترکیبی MADM شامل AHP-SAW، AHP-TOPSIS و AHP-VIKOR برای نگاشت خطر زمین‌لغزش در حوزه آبخیز قزل‌اوزن در استان قزوین انجام شد. مواد و روش‌ها: در تحقیق حاضر، انواع عوامل علّی به‌صورت نقشه‌های بارش، زاویه و جهت شیب، سنگ‌شناسی، ارتفاع، کاربری اراضی و فاصله‌ از جاده، فاصله از گسل و فاصله از آبراهه به عنوان شاخص‌های موثر برای پیش‌بینی رخداد زمین‌لغزش در نظر گرفته شدند. در این مطالعه از دو روش نرمال‌سازی شامل روش نرمال‌سازی Min-Max برای روش SAW و روش نرمال‌سازی برداری برای روش‌های TOPSIS و VIKOR استفاده شد. همچنین، از روش تصمیم‌گیری گروهی در فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) به‌منظور تعیین اوزان عوامل علّی بر اساس دیدگاه 12 کارشناس خبره استفاده شد. علاوه بر این، از شاخصهای مجموع کیفیت (Qs)، مقادیر سطح زیر منحنی (AUC) و منحنی‌های مشخصه عملکرد گیرنده (ROC) برای صحت‌سنجی عملکرد روش‌های مختلف MADM مورد بررسی در این تحقیق استفاده شد. نتایج و بحث: مقادیر Qs برای روش AHP-SAW، 241/0، برای روش AHP-TOPSIS 262/0 و برای روش AHP-VIKOR، 626/0 محاسبه شد. همچنین، مقادیر AUC برای این سه روش بهترتیب 769/0، 786/0 و 805/0 محاسبه شد که در محدوده پذیرش قابل‌قبول و عالی قرار دارند. در این مطالعه، روش AHP-VIKOR به‌عنوان بهترین روش تولید نقشه خطر زمین‌لغزش معرفی می‌شود. یکی از معایب استفاده از مدل‌های ترکیبی MADM، محاسبه دقیق اوزان عوامل علّی مبتنی بر دیدگاه کارشناسی بر اساس روش AHP است، به‌طوری‌که اوزان به دست آمده قویاً بستگی به دیدگاه کارشناس نظر دهنده دارد. در این مطالعه به‌منظور بهبود دقت در محاسبه اوزان معیارها، از روش تصمیم‌گیری گروهی در AHP استفاده شد. باید توجه داشت که روش AHP-SAWبه کار رفته در این مطالعه که از صحت قابل‌قبولی در تولید نقشه‌های خطر زمین‌لغزش برخوردار است، در دیگر مطالعات نیز، به‌عنوان روشی ساده و کارآمد برای تولید نقشه‌های خطر زمین‌لغزش معرفی شده است. همچنین، اگرچه روش SAW، یک روش وزن‌دهی ساده مبتنی بر نرمال‌سازی داده‌های ماتریس تصمیم، تعیین اوزان شاخص‌ها و تجمیع شاخص‌ها بر اساس روش میانگین وزنی است، اما از کاربرد گسترده‌ای در ارزیابی‌های زیست‌محیطی نیز برخوردار است. علاوه بر این، مقادیر Dr طبقات مختلف خطر زمین‌لغزش محاسبه شده برای روش VIKOR، دارای یک روندی تقریباً صعودی از مناطق با خطر بسیار پایین به زمین‌لغزش (طبقه I) به سمت مناطق با خطر بسیار زیاد به زمین‌لغزش (طبقه V) هستند. این روند نشان‌دهنده قابلیت بالای روش VIKOR برای تولید نقشه‌های خطر زمین‌لغزش در منطقه موردمطالعه است. نتیجه‌گیری: نتایج ارزیابی روش‌های ترکیبی تصمیم‌گیری چندشاخصه مبتنی بر شاخص‌های ارزیابی عملکرد، نشان‌دهنده عملکرد قابل‌قبول (AHP-SAW و AHP-TOPSIS) و عالی (AHP-VIKOR) روش‌ها برای تولید نقشه‌های خطر زمین‌لغزش بود. با توجه به حضور پهنه‌های با خطر زیاد تا خیلی‌زیاد در منطقه موردمطالعه، برنامه‌ریزی برای مدیریت ریسک زمین‌لغزش قویاً برای منطقه توصیه می‌شود. اگرچه نقشه پراکنش زمین‌لغزش در ارزیابی روش‌های MADM مورداستفاده قرار می‌گیرد، اما عدم نیاز به استفاده از این نقشه‌ها در فرآیند MADM به‌منظور تهیه نقشه‌های خطر زمین‌لغزش از نقاط قوت روش‌های تصمیم‌گیری چندشاخصه است. بااین‌حال، تعیین صحیح اوزان شاخص‌های علّی ازجمله چالش‌های مطرح در کاربست این روش‌ها است که برای بهبود فرایند محاسبه اوزان، استفاده از روش تصمیم‌گیری گروهی در AHP توصیه می‌شود.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_719132_983a2851ba7ca18768bf610ad159043a.pdf

دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 5 2 2025 07 23 Assessment of the relationship between climatic variable trends and dust storms in the southwest of the country using remote sensing indicators ارزیابی ارتباط بین روند متغیرهای اقلیمی و طوفان‌های گردوغبار در جنوب غرب کشور با استفاده از شاخص‌های سنجش از دوری 25 50 718590 10.22034/iwm.2024.2029264.1155 FA صدف پیری گروه علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران حمید رضا مرادی گروه علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران 0000-0002-4601-4702 وحید موسوی گروه علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران Journal Article 2024 05 27 Extended Abstract Introduction: Dust storms are a consequence of desertification and land degradation, particularly in arid and hyper-arid regions worldwide. The factors influencing the spatial distribution of dust storms are largely dependent on altitude and latitude. Among natural disasters, droughts stand out as climatic anomalies that develop gradually and insidiously, exerting pressure on various societies. Drought can significantly affect the conditions and characteristics of dust storms. The primary objectives of this research are to examine the temporal and spatial distribution of dust storms in Ilam and Khuzestan provinces, and to explore the relationship between meteorological drought characteristics and the occurrence of dust storms in these regions. Materials and Methods: This study investigates the temporal and spatial variations of dust storms and the impact of drought characteristics on them during the statistical period of 1989-2019. The characteristics of drought were identified using the Standardized Precipitation Index (SPI) method. Dust storm data were extracted from synoptic station records related to the horizontal visibility on dusty days. Monthly, seasonal, and annual distributions of dust storms were analyzed. The trends in dust storms, precipitation, and temperature changes were determined using the Mann-Kendall method and Sen's slope estimator. Additionally, satellite images from the MODIS sensor were analyzed for days associated with dust storms, and the Aerosol Optical Depth (AOD) and Normalized Difference Dust Index (NDDI) were derived. The relationship between drought characteristics and dust storm characteristics was then assessed using correlation and linear regression analyses, and the effects of drought on dust storm occurrences were examined. Results and Discussion: The years 1990, 1995, 2007, 2008, 2010, 2011, and 2017 experienced widespread droughts, with 2008 recording the highest drought intensity and extent. Meteorological data indicated that January and August, as well as the winter and autumn seasons, had the highest and lowest incidences of dust storms, respectively. According to the AOD index, April and December, and the spring and autumn seasons, exhibited the highest and lowest dust storm occurrences, respectively. During the studied period, the frequency of dust storms increased at 11 stations and decreased at 8 stations. The trend of maximum temperature was upward at all stations, while minimum temperature trends were upward at most stations. Precipitation trends were generally decreasing across the studied stations. The NDDI index provided a good estimate of regional dustiness, although in some cases, the index data did not align with ground observations and contained significant errors. Statistical tests revealed correlations between maximum temperature, minimum temperature, and precipitation data. However, the AOD index generally showed no correlation with other variables. Conclusion: The analysis of the relationship between drought characteristics and dust storms indicated that 2008 saw the most frequent and severe dust storms, as well as the most widespread drought, though this trend was not consistent in other years with widespread droughts. Comparing Ilam and Khuzestan provinces, it was observed that southwest Ilam, which borders Khuzestan, shares similar dust storm characteristics due to comparable topography and climatic conditions. Overall, there is a significant difference in the intensity and frequency of dust storms between the two provinces, largely due to Ilam's mountainous terrain, especially in its central and northern regions. Additionally, it appears that the primary source of dust storms in the region originates from neighboring countries southwest of Iran. The flatness of the Khuzestan plain also contributes significantly to the intensity of wind activity, leading to higher frequency and severity of dust storms. چکیده مبسوط مقدمه: طوفان‌های گردوغبار یکی از اثرات بیابان‌زایی و تخریب زمین به‌ویژه در مناطق خشک و فراخشک جهان می‌باشد. عوامل تأثیرگذار در توزیع مکانی پدیده طوفان گردوغبار اکثرا ارتفاع از سطح دریا، عرض جغرافیایی و فعالیتهای انسانی می‌باشد. از سوی دیگر، در میان بلایای طبیعی مؤثر بر جامعه انسانی، پدیده خشکسالی بهعنوان یک ناهنجاری اقلیمی بهصورت تدریجی و خزنده رخ داده و جوامع مختلف را تحت فشار قرار می‌دهد. این پدیده می‌تواند بر شرایط وقوع و مشخصات طوفان گردوغبار نقش موثری داشته باشد. لذا مهمترین اهداف پژوهش حاضر عبارتند از بررسی توزیع زمانی و مکانی طوفان‌های گردوغبار در استان‌های ایلام و خوزستان و بررسی ارتباط بین مشخصات خشکسالی هواشناسی و وقوع طوفان‌‌های گردوغبار در این استان‌ها. مواد و روش‌ها: در پژوهش حاضر، تغییرات زمانی و مکانی طوفان‌های گردوغبار و اثر مشخصات خشکسالی روی آنها طی دوره آماری 1989 تا 2019 مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور، مشخصات خشکسالی با استفاده از روش SPI استخراج شد. سپس از طریق داده‌های ایستگاه‌های هم‌دیدی مربوط به دید افقی، روزهای همراه با گردوغبار استخراج شد. توزیع زمانی طوفان گردوغبار به صورت ماهانه، فصلی و سالانه انجام شد. تعیین روند تغییرات طوفان گردوغبار، بارش و دما با استفاده از روش من کندال و شیب Sen انجام شد. در ادامه تصاویر ماهواره‌ای مربوط به سنجنده MODIS برای روزهای همراه با وقوع طوفان گردوغبار دریافت و شاخص‌های شاخص عمق نوری آئروسل (AOD) و شاخص اختلاف نرمال شده‌ی گردوغبار (NDDI) که مربوط به طوفان‌های گردوغبار هستند، استخراج گردید. سپس ارتباط بین مشخصات خشکسالی و ویژگی‌های طوفان گردوغبار با روش‌های آماری همبستگی و رگرسیون خطی بررسی و اثرات مشخصات خشکسالی بر وقوع این طوفان‌ها تحلیل شد. نتایج و بحث: سال‌های 1990، 1995، 2007، 2008، 2010، 2011 و 2017 دارای خشکسالی فراگیر بوده‌اند که در این میان سال 2008 با بیشترین میزان شدت و سطح گسترش خشکسالی روبرو بوده است. بر اساس داده‌های هواشناسی ماه‌های ژانویه و آگوست و فصل‌های زمستان و پاییز به‌ترتیب بیشترین و کمترین وقوع طوفان گردوغبار را داشته‌اند. بر اساس شاخص AOD ماه‌های آوریل و دسامبر و فصل‌های بهار و پاییز بهترتیب بیشترین و کمترین وقوع طوفان گردوغبار را داشته‌اند. روند فراوانی وقوع طوفان گردوغبار در طی دوره آماری مورد مطالعه در 11 ایستگاه صعودی و در 8 ایستگاه نزولی بوده است. روند دمای بیشینه در تمام ایستگاه‌ها و دمای کمینه در اغلب ایستگاه‌های مورد مطالعه صعودی است. در اغلب ایستگاه‌های مورد مطالعه روند بارش به صورت کاهشی می‌باشد. شاخص NDDI نیز برآورد خوبی از وضعیت کلی غبارآلودی منطقه دارد؛ اما در پاره‌ای از موارد داده‌های حاصل از این شاخص، با واقعیت زمینی هم‌خوانی ندارد و با خطاهای فاحشی همراه است. درنهایت آزمون‌های آماری نشان دادند که بین داده‌های دمای بیشینه، دمای کمینه و بارش همبستگی وجود دارد. شاخص AOD در اکثر موارد با سایر متغیرها فاقد همبستگی است. نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از ارتباط مشخصات خشکسالی با طوفان گردوغبار نشان داد بیشترین وقوع طوفان گردوغبار و همچنین شدیدترین خشکسالی فراگیر در سال 2008 رخ داده است، اما این موضوع در خصوص دیگر سال‌های همراه با خشکسالی فراگیر صدق نمی‌کند. در مقایسه دو استان ایلام و خوزستان، ملاحظه می‌گردد که جنوب‌غرب ایلام که در همسایگی با استان خوزستان است به دلیل همگنی شرایط توپوگرافی و وضعیت اقلیمی از مشخصات طوفان‌های گردوغبار استان خوزستان بیشتر تبعیت می‌کند. در مجموع بین شدت و فراوانی وقوع طوفان گردوغبار در هر دو استان تفاوت فاحشی وجود دارد و این تفاوت فاحش به شرایط کوهستانی بودن استان ایلام به ویژه در بخش‌های مرکز و شمال برمی‌گردد. همچنین به نظر می‌رسد منشأ عمده طوفان‌های گردوغبار در منطقه، از سمت همسایگان مستقر در جنوب‌غرب ایران باشد. علاوه بر این، هموار بودن دشت خوزستان بر شدت فعالیت باد و در نتیجه فراوانی و شدت وقوع طوفان گردوغبار در این منطقه تأثیر فراوانی می‌گذارد.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_718590_4aa820bf20b87139bb5410a0a9583d3f.pdf

دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 5 2 2025 07 23 The perspective of the effects of climate change on precipitation and temperature variables of Todeshk watershed چشم‌انداز اثرات تغییر اقلیم بر متغیرهای بارش و دمای حوزه آبخیز تودشک 51 73 718978 10.22034/iwm.2024.2041835.1175 FA غلامرضا شجاعی گروه احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران مهدی قربانی گروه احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران 0000-0001-6891-8369 آرش ملکیان گروه احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران 0000-0001-8174-6784 امیر علم بیگی گروه ترویج و آموزش کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران مریم رستمی گروه مرکز بین‌المللی مطالعات تاب‌آوری شهری، پژوهشکده سوانح طبیعی، تهران، ایران Journal Article 2024 09 24 Extended Abstract: Introduction:Climate change is considered one of the main and important threats to the environmental, economic and social. Climate change has been occurring all over the world without taking necessary measures to reduce greenhouse gas emissions and in recent years has left disastrous effects in many countries. The increase in greenhouse gases in the atmosphere due to the development of industry and increased use of fossil fuels and changes in land use in the last few decades has caused a constant eating of climate variables especially global warming. The negative consequences of this phenomenon for mankind can be destructive to the extent that among the ten threatening factors for mankind in the 21st century, the climate change phenomenon has taken the first place.This study aims to investigate the extreme temperature and precipitation changes using the Statistical Downscaling Model to downscale the output of the MPI-ESM1-2-HR model from the GCM report under three scenarios SSP1-2.6, SSP2-4.5 and SSP5-8.5 for the next three periods of the near future, the average future and the far future in the Todeshk watershed in Isfahan. Materials and methods: In this study, to evaluate the performance of the general circulation model of MPI-ESM1-2-HR in the downscaling of maximum and minimum temperature parameters and precipitation of the Naein synoptic station in Isfahan province during 1989-2014 were used as the base period. In this model, data from 1989 to 2006 were used as the calibration and data of 2007 to 2014 were used as model validation. First, using linear regression test in SPSS software, among 26 variables of ECMWF historical data, variables that had the highest correlation with dependent variables were extracted as independent variables. Also in order to evaluate the performance of the model, goodness of fit correlation coefficient, root mean square error, nash-sutcliffe, kling gupta efficiency and taylor diagrams were used. Results and Discussion: The results of the goodness of fit coefficient R, RMSE, NSE and KGE in the calibration and validation of the MPI-ESM1-2-HR model with the SDSM downscaling model to estimate the precipitation variables, maximum temperature and the minimum temperature of the Naein synoptic station were 0.97, 0.42, 0.96 and 0.87 respectively, which implies the high performance and accuracy of the model in modeling of climatic variables. The results showed that the output of the MPI-ESM1-2-HR model and the SDSM statistical model have high and medium performance for downscaling of maximum and minimum temperature and precipitation variable in the Naein synoptic station, respectively, and the high and average conformity between the scenario of the maximum and minimum values of the maximum and minimum temperature and the precipitation variable under scenarios SSP1-2.6 and SSP2-4.5 and SSP5-8.5 for the time periods 2015-2042, 2043-2070 and 2071-2100. The results also showed that in the MPI-ESM1-2-HR model, the average monthly precipitation amounts in the time periods 2015-2042, 2043-2070 and 2071-2100 have been reduced to 0.21, 0.22 and 0.24 mm, respectively, and the average maximum temperature values were 1.49, 1.5 and 1.52 oC and the mean temperature of minimum temperature will increase 0.51, 0.53 and 0.54 oC under scenarios SSP1-2.6, SSP2-4.5 and SSP5-8.5 respectively. Conclusion: Since the current conditions of the world show the spread of climate change in all countries and in all continents and risks of sustainable development, international community needs to move toward environmentally compatible environments, use of clean and non-renewable energy and implementation of international standards for sustainable development including reduction of greenhouse gases. Therefore, it seems reasonable that among the scenarios evaluated in this research, the average scenario SSP2-4.5 is considered as a decision criterion for planning in order to propose a solution to deal with climate change in policy agenda of policy makers and planners. چکیده مبسوط: مقدمه: یکی از تهدیدهای مهم و اصلی محیطزیستی، اقتصادی و اجتماعی برای جهان، تغییرات اقلیمی است. بدون انجام اقدامات لازم در جهت کاهش انتشار گازهای گلخانهای، تغییر اقلیم در سرتاسر زمین در حال وقوع بوده و در سالیان اخیر اثرات فاجعه باری را در بسیاری از کشورها از خود به جای گذاشته است. افزایش گازهای گلخانه‌ای در جو در اثر گسترش صنعت و افزایش مصرف سوخت‌های فسیلی و تغییرکاربری اراضی در چند دهه گذشته موجب بههم خوردن ایستایی روند متغیرهای اقلیمی به خصوص دمای کره زمین شده است. تبعات منفی این پدیده برای بشر تا آنجا میتواند مخرب باشد که در بین ده عامل تهدیدآمیز برای بشر در قرن بیست و یکم، پدیده تغییر اقلیم مقام اول را به خود اختصاص داده است. هدف این پـژوهش پیشنگری تغییرات فرینهای حدی دمایی و بارش با استفاده از کاربست مدل Statistical Downscaling Model برای ریزمقیاسنمایی خروجیهای مدل MPI-ESM1-2-HR از مدلهای GCM از گزارش CMIP6 تحت سه سناریو SSP1-2.6، SSP2-4.5 و SSP5-8.5 جهت سه دوره آینده نزدیک، آینده متوسط و آینده دور نسبت به دوره زمانی پایه در حوزه آبخیز تودشک اصفهان میباشد. مواد و روش‌ها: در این پژوهش به منظور ارزیابی عملکرد خروجیهای مدل گردش عمومی MPI-ESM1-2-HR در ریزمقیاسنمایی پارامترهای بارش، دمای بیشینه و دمای کمینه با بهرهگیری از مدل آماری SDSM، از دادههای روزانه ایستگاه سینوپتیک نایین استان اصفهان در بازه زمانی سالهای 1989 تا 2014 به عنوان دوره پایه استفاده شد. در این مدل، از دادههای سال 1989 تا 2006 به عنوان بخش واسنجی مدل و از دادههای سال 2007 تا 2014 به عنوان قسمت اعتبارسجی مدل استفاده شد. در ابتدا با استفاده از آزمون رگرسیون خطی در نرمافزار SPSS از بین 26 متغیر دادههای تاریخی ECMWF، متغیرهایی که بالاترین میزان همبستگی با متغیرهای وابسته را داشتند، به عنوان متغیر مستقل استخراج گردید. همچنین به منظور ارزیابی عملکرد این مدل از شاخصهای برازش نکویی ضریب همبستگی، مجذور میانگین مربعات خطا، نش ساتکلیف، کلینگ گوپتا و دیاگرام تیلور استفاده شد. نتایج و بحث: نتایج شاخصهای برازش نکویی R، RMSE، NSE و KGE در بخش واسنجی و اعتبارسنجی خروجیهای مدل MPI-ESM1-2-HR با مدل ریزمقیاسنمایی SDSM در برآورد متغیرهای بارش، دمای بیشینه و دمای کمینه ایستگاه همدیدی نایین به ترتیب 97/0، 42/0، 96/0 و 87/0 بوده که حاکی از کارایی و دقت نسبتا ً بالای مدل در شبیهسازی متغیرهای اقلیمی میباشد. نتایج تحقیق نشان داد خروجی مدل MPI-ESM1-2-HR و مدل آماری SDSM به ترتیب از کارایی بالا و متوسط جهت ریزمقیاسسازی پارامتر بیشینه و کمینه دما و متغیر بارش در ایستگاه سینوپتیک نایین برخوردار بوده و انطباق زیاد و متوسط بین مقادیر سناریوسازی و مشاهداتی پارامتر بیشینه و کمینه دما و متغیر بارش تحت سناریوهای SSP1-2.6 و SSP2-4.5 و SSP5-8.5 در دورههای زمانی 2042-2015، 2070-2043 و2100-2071 برخوردار است. همچنین نتایج نشان داد به طورکلی در مدلMPI-ESM1-2-HR مقادیر میانگین بارش ماهیانه به ترتیب در دورههای زمانی2042-2015، 2070-2043 و 2100-2071 به میزان 21/0، 22/0 و 24/0 میلیمتر کاهش و مقادیر میانگین دمای بیشینه به ترتیب 49/1، 5/1 و 52/1 درجه سانتیگراد و مقادیر میانگین دمای کمینه به ترتیب 51/0، 53/0 و 54/0 درجه سانتیگراد تحت سناریوهای SSP1-2.6، SSP2-4.5 وSSP5-8.5 نسبت به دوره مشاهداتی افزایش خواهد یافت. نتیجه‌گیری: از آنجایی که شرایط کنونی جهان حاکی از گسترش تغییرات اقلیمی در همه کشورها و در همه قارهها بوده و دستاوردهای توسعه پایدار را به خطر میاندازد، جامعه بینالمللی نیازمند حرکت به سمت فناوریهای سازگار با محیط زیست، استفاده از انرژیهای پاک و غیرفسیلی و اجرای ضوابط بینالمللی مبنی بر رعایت اصول زیستمحیطی در راستای توسعه پایدار از جمله کاهش گازهای گلخانهای میباشد. لذا معقول به نظر میرسد که از میان سناریوهای مورد ارزیابی در این پژوهش، سناریوی متوسط SSP2-4.5 به عنوان ملاک تصمیمگیری برای برنامهریزی در جهت پیشنهاد راهکار جهت مقابله و سازگاری با تغییرات اقلیمی در دستور کار سیاستگذاران و برنامهریزان کشور قرار گیرد.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_718978_53eba1d77a8d81eda44b8ad3321e76a7.pdf

دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 5 2 2025 07 23 Predicting Groundwater Level Changes Using Deep Learning and Influencing Factors Through Remote Sensing پیش‌بینی تغییرات سطح آب‌زیر زمینی به کمک یادگیری عمیق و عوامل تأثیرگذار برآن با استفاده از سنجش‌ازدور 74 93 719027 10.22034/iwm.2024.2036252.1164 FA مریم حیدرزاده گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، مرکز آموزش عالی میناب، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، هرمزگان، ایران هادی سیاسر گروه کشاورزی، دانشگاه پیام نور، زابل، سیستان و بلوچستان، ایران Journal Article 2024 07 22 Extended Abstract Introduction: Groundwater level (GWL) is of critical importance, especially in arid and semi-arid countries. In many areas, excessive exploitation of GWL has led to irreversible damage to groundwater resources. Predicting GWL is a key challenge in hydrogeological research, effective aquifer management, and assessing groundwater volumes. The aim of this research is to investigate and compare the efficiency of Deep Learning (DL), Decision Tree (DT), and Gradient Boosted Tree (GBoost) models in predicting the GWL of the Rudan aquifer. Materials and methods: Monthly GWL data of the Rudan aquifer, along with precipitation, temperature, and evaporation data from the region's meteorological stations (2000-2020), were collected. The second part of the study involved satellite data accessed through the Google Earth Engine platform, where GWL data and key parameters- including the Palmer Drought Severity Index (PDSI), Standardized Precipitation Index (SPI), Potential Evapotranspiration (PET), precipitation (Pr), and vegetation indices such as NDVI, EVI, SAVI, NDWI, and GNDVI- were extracted and processed. Data normalization was performed to improve the performance of machine learning models, and the data were split into training (80%) and testing (20%) sets to evaluate model performance and prevent overfitting. To investigate the behavior and model the GWL of the Rudan aquifer, 10 parameters were used in 10 scenarios across three models: DL, DT, and GBoost. Results and Discussion: In the DL model, increasing the number of parameters from the first to the third scenario decreased the model's accuracy. However, scenarios 5 to 9, which showed the highest correlation (0.86) and the lowest error (0.85) and percentage error (41%), were the most suitable for modeling GWL changes in the Rudan aquifer using cumulative precipitation, NDWI, PDSI, SAVI, NDVI, EVI, Pr, PET, and SPI variables. The DT model showed improved accuracy with an increasing number of parameters up to a certain point (from the first to the seventh scenario). The highest accuracy was achieved using a combination of cumulative precipitation, NDWI, PDSI, SAVI, NDVI, and EVI, with RMSE and MSE of 0.282 and 0.08, respectively, and a percentage error and correlation of 13.07% and 0.987, respectively. The GBoost model demonstrated relatively stable accuracy across all scenarios. Given the low error values and high correlation, the overall statistical criteria indicated that adding more parameters had a reduced sensitivity on the model's performance and did not significantly change its accuracy. Both the DL and DT models are more sensitive to input parameters. Additionally, this models exhibited similar responses to the input parameters in each scenario. Considering the four-month delay of precipitation on GWL, the DL model included precipitation, evapotranspiration, and drought indices in its selected scenarios. Therefore, it can be concluded that this model, considering a broader set of environmental parameters and examining their impact on modeling GWL changes, provides better efficiency, performance, and comprehensiveness for the Rudan aquifer. Conclusion: The output results of the models showed that the DT and DL models, with high correlation values and lower error values, demonstrate highly accurate performance in predicting GWL. The scatter plots of predictions and actual values indicate a very close match between these two datasets, highlighting the high accuracy of both the DT and DL models. The accepted scenarios in both models include vegetation indices, indicating the significant impact of this parameter on groundwater resources, particularly in arid and semi-arid regions, where vegetation is a primary source of moisture. On the other hand, the DL model included meteorological drought indices in its selected scenarios, demonstrating the influence of these key factors on GWL changes in the region. Given the complexity of the DL model in selecting important parameters affecting GWL fluctuations, this model can be considered an efficient and suitable tool for investigating the factors influencing GWL changes in the Rudan aquifer. The use of these input parameters in the selected scenarios of both models can improve the accuracy and efficiency of groundwater resource management. Ground observational data for GWL further confirm the high importance of these parameters. چکیده مبسوط مقدمه: سطح آب زیرزمینی به‌ویژه در کشورهای خشک و نیمه‌خشک از اهمیت حیاتی برخوردار است. در بسیاری از مناطق، بهره‌برداری بیش از حد از سطح آبزیرزمینی منجر به آسیبهای جبران‌ناپذیری به منابع آبزیرزمینی شده است. پیش‌بینی سطح آبزیرزمینی یک چالش کلیدی در تحقیقات هیدروژئولوژیکی، مدیریت مؤثر آبخوان‌ها و ارزیابی حجم آبزیرزمینی است. هدف از این تحقیق، بررسی و مقایسه کارایی مدل‌های یادگیری عمیق، درخت تصمیم و Gradient Boosted Tree در پیش‌بینی پارامترهای تأثیرگذار بر تراز آبزیرزمینی آبخوان رودان است. مواد و روش‌ها: داده‌های تراز آب زیرزمینی ماهانه آبخوان رودان و اطلاعات بارش و دما و تبخیر از ایستگاه‌های هواشناسی منطقه طی سالهای 2000 تا 2020 گردآوری شد. بخش دوم، داده‌های ماهواره‌ای در پلتفرم گوگل ارث انجین داده‌های تراز آبزیرزمینی آبخوان و پارامترهای مهم شامل شاخص خشکسالی پالمر (PDSI)، شاخص بارش استاندارد شده (SPI)، تبخیر و تعرق پتانسیل (PET)، بارش (Pr)، و شاخص‌های پوشش گیاهی نظیر NDVI، EVI، SAVI، NDWI وGNDVI از داده‌های ماهواره‌ای استخراج و پردازش شدند. نرمال‌سازی داده‌ها به‌منظور بهبود عملکرد مدل‌های یادگیری ماشین، و تقسیم‌بندی داده‌ها به دو مجموعه آموزشی (80 درصد) و آزمایشی (20 درصد) برای ارزیابی عملکرد مدل‌ها و جلوگیری از بیش برازش انجام شد. بهمنظور بررسی رفتار و مدلسازی تراز آبزیرزمینی رودان از10 پارامتر در10 سناریو در سه مدل یادگیری عمیق، درخت تصمیم و GBoost استفاده شد. نتایج و بحث: در مدل یادگیری عمیق با افزایش تعداد پارامترها در سناریو اول تا سوم میزان دقت مدل کاهش ولی سناریوهای شماره 5 تا 9 با بالاترین همبستگی (86/0) و کمترین میزان خطا (85/0) و درصد خطا (41 درصد) مناسبترین سناریوها برای مدلسازی تغییرات سطح آبزیرزمینی رودان با متغیرهای بارش تجمعی، شاخصهای NDWI، PDSI، SAVI،NDVI ، EVI، Pr،PET، SPI مشخص نمود. مدل درخت تصمیم از سناریوی اول تا هفتم با افزایش تعداد پارامترها تا حد معینی بهبود دقت را نشان داد. بیشترین دقت مدل با استفاده از ترکیب ورودی‌های بارش تجمعی، NDWI، PDSI ، SAVI، NDVI،EVI بهدست آمد که RMSE و MSE بهترتیب برابر با 282/0 و 08/0، درصد خطا و همبستگی بهترتیب 07/13 و 987/0 بود. مدل GBoost در تمامی سناریوها دقت نسبتاً ثابتی دارد. باتوجه‌به مقادیر کم خطا و درصد خطا، و میزان همبستگی بالا، برآیند معیارهای آماری در این مدل نشان داد که اضافه‌کردن پارامترهای بیشتر، حساسیت کمتری در مدل دارد و تغییرات زیادی در دقت مدل ایجاد نمی‌شود. مدل یادگیری عمیق و درخت تصمیم‌گیری حساسیت بیشتری به پارامترهای ورودی دارند. همچنین رفتار مدل یادگیری عمیق و درخت تصمیمگیری پاسخ نسبتاً مشابهی در پارامترهای ورودی هر سناریو دارد. باتوجه‌به تأخیر زمانی ۴ماهه بارش بر سطح آبزیرزمینی، مدل یادگیری عمیق پارامترهای بارش، تبخیر و تعرق و شاخص خشکسالی را جز سناریوهای منتخب خود قرار داد. ازاین‌رو میتوان گفت که این مدل باتوجه‌به در برداشتن پارامترهای محیطی بیشتر و بررسی میزان اثرگذاری آنها در مدلسازی تغییرات سطح آبزیرزمینی، کارایی، عملکرد و جامعیت بهتری برای آبخوان رودان دارد. نتیجه‌گیری: نتایج خروجی مدل‌ها نشان داد مدل درخت تصمیم و یادگیری عمیق با مقادیر همبستگی بالا و مقدار خطای کمتر عملکرد بسیار دقیقی در پیش‌بینی تراز آبزیرزمینی دارند. نمودار پراکندگی پیش‌بینی‌ها و مقادیر واقعی نشان‌دهنده تطابق بسیار نزدیک بین این دو مجموعه‌داده است که بیانگر دقت بالای مدل درخت تصمیم و یادگیری عمیق است. سناریوهای مورد قبول در هر دو مدل شامل شاخص‌های گیاهی است که بیانگر تأثیر قابل‌توجه این پارامتر بر منابع آبزیرزمینی به‌ویژه در مناطق خشک و نیمهخشک است که اصلی‌ترین منبع رطوبتی در این مناطق است. از طرف دیگر مدل یادگیری عمیق شاخص‌های خشکسالی هواشناسی را در مجموعه سناریوهای منتخب خود دارد که بیانگر تأثیر این عوامل کلیدی در تغییرات سطح آبزیرزمینی منطقه است. از طرفی باتوجه‌به پیچیدگی مدل یادگیری عمیق در انتخاب پارامترهای مهم اثرگذار بر نوسانات سطح آبزیرزمینی می‌توان این مدل را ابزاری کارآمد و مناسب برای بررسی عوامل مؤثر در تغییرات سطح آبزیرزمینی آبخوان رودان برشمرد. استفاده از این پارامترهای ورودی در سناریوهای منتخب هر دو مدل پیشنهادی پیش‌بینی می‌تواند به بهبود دقت و کارایی مدل‌ها در مدیریت منابع آبزیرزمینی کمک نماید. داده‌های مشاهداتی زمینی برای تراز آبزیرزمینی نیز اهمیت بالای این پارامترها را تأیید می‌نماید.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_719027_04d16a95f8478d4ca3d71924baee08a4.pdf

دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 5 2 2025 07 23 Generalized Reconnaissance Quantification of Soil Erosion Damage due to Potassium and Phosphorus Loss in Second-Order Watersheds of Iran کمی‌سازی اجمالی تعمیم یافته خسارت فرسایش خاک ناشی از هدررفت پتاسیم و فسفر در آبخیزهای رده دوم ایران 94 112 719031 10.22034/iwm.2024.2040215.1172 FA رضا چمنی گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع‎طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران سیدحمیدرضا صادقی گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع‎طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران 0000-0002-5419-8062 مرجان بهلکه گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع‎طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران 0009-0009-6052-7174 Journal Article 2024 09 03 Extended Abstract Introduction: The population of the world is growing at an unprecedented rate, and the demand for food is expected to increase dramatically in the coming decades, placing enormous pressure on the agricultural sector. In this regard, developing countries are forced to use more chemical fertilizers. However, chemical inputs often have harmful effects on the surrounding environment due to their improper and disproportionate use in the form of chemical fertilizers. These effects include the degradation of water and soil resources, air pollution, and soil erosion. Soil erosion and loss of nutrients under its influence are some of the most critical concerns in the sustainable provision of human needs over time. In this regard, Iran, located in the Mediterranean climate and with lands sensitive to erosion, is witnessing soil erosion and the depletion of food resources. On the other hand, the loss of nutrient resources in the soil has caused a decrease in agricultural production and an increase in the cost of production, resulting in the degradation of the soil. Materials and methods: In this research, we evaluated the cost of replacing lost nutrients in different land-uses. We collected previous soil erosion studies in different areas of Iran and determined the amount of erosion in different land-uses as well as the amount of phosphorus and potassium in each kilogram of eroded soil. We used Iran's land-use map from Sentinel-2 products in 2021 which has a spatial accuracy of 10 meters. Finally, we estimated the cost of soil erosion in the second-order watersheds of Iran using the alternative cost method based on the price of the mentioned elements. Results and Discussion: Quantitative evaluation of lost elements in rangeland, agricultural and forest land-uses showed that forest lands had the highest mean amount of potassium and phosphorus losses, at 364.98 and 16.30 mg kg-1, respectively. Additionally, the Talesh-Anzali Wetland Watershed has the lowest replacement cost for phosphorus and potassium, at 2943.90 and 61591.40 billion Rials, respectively, and the Central Desert Watershed, with the main land-use of rangeland, has the highest replenishment cost at 413188.79 and 8644609.73 billion Rials, respectively. In terms of agricultural land-use, the South Baluchistan Watershed has the lowest phosphorus and potassium replacement cost, at 41.08 and 994.02 and the Salt Lake Watershed has the highest, at 48419.64 and 445.310 billion Rials, respectively. In watersheds with forests, the Atrak Watershed has the lowest cost, at 55.42 and 1240.84 billion Rials, and the Haraz and Qarasu Watersheds have the highest replacement costs for phosphorus and potassium, at 7277.60 and 162955.71 billion Rials. Regarding alternative costs, the Talesh-Anzali Wetland Watershed, with 234,114, and the Central Desert Watershed, with 9,299,886 billion Rials, have the lowest and highest costs, respectively. In addition, the replacement costs of phosphorus and potassium elements in rangelands were estimated at about 60319513, in agricultural lands at 3808598, and in forest lands at 557882 billion Rials. Conclusion: As the research results showed, only the loss of two elements, phosphorus, and potassium, can cause direct and indirect economic losses. At the same time, the soil is rich in other vital nutrients and living organisms, whose replacement costs will be irreparable for Iran. Therefore, it is necessary to evaluate the damage caused by the loss of other elements and the amount of wind erosion in future research to better understand the damage caused to the country under the influence of soil erosion. In addition, in estimating the value of soil maintenance with the alternative cost approach, the cost of labor for spraying fertilizer and the cost of reconstruction and renovation of damage caused by soil erosion should also be included in the calculations. Considering such components, the mentioned figures will increase significantly, and the value of resources in maintaining soil fertility will be further confirmed. چکیده مبسوط مقدمه: جمعیت جهان با سرعت بی‌سابقه‌ای در حال رشد است، انتظار می‌رود که تقاضا برای غذا در دهه‌های آینده به طرز چشمگیری افزایش یابد که فشار زیادی را بر بخش کشاورزی وارد می‌کند. در این راستا کشورهای درحال‌توسعه ناگزیر به استفاده از کودهای شیمیایی شده‌اند. لذا نهاده‌های شیمیایی غالباً در قالب استفاده نامناسب و نامتناسب از کودهای شیمیایی اثرهای زیان‌باری بر محیط اطراف می‌گذارد که از آن جمله می‌توان به تخریب منابع آب ‎و خاک، آلودگی هوا و فرسایش خاک اشاره کرد. فرسایش خاک و هدررفت عناصر غذایی تحت تأثیر آن، یکی از مهمترین چالش‌ها در تأمین پایدار نیازهای انسانی در طول زمان بیان شده است. ایران نیز با قرارگیری در اقلیم مدیترانهای و برخورداری از اراضی حساس به فرسایش شاهد فرسایش خاک و هدررفت منابع غذایی است. از طرفی دیگر هدررفت منابع غذایی خاک سبب کاهش تولیدات زراعی و افزایش هزینه تولید و در نتیجه تخریب خاک شده است. مواد و روش‌ها: در این پژوهش سعی شده است میزان هزینه ناشی از جایگزینی مواد غذایی هدررفته در کاربری‌های مختلف، مورد ارزیابی قرار گیرد. بر این اساس ابتدا مطالعات پیشین فرسایش خاک در حوزه‌های مختلف ایران گردآوری شد. سپس میزان فرسایش در کاربری‌های مختلف و هم‌چنین میزان فسفر و پتاسیم موجود در هر کیلوگرم خاک فرسایش یافته تعیین شد. نقشه کاربری اراضی ایران نیز از خروجی قابل تهیهSentinel-2 با دقت مکانی 10 متر برای سال 2021 استفاده شد. درنهایت با استفاده از روش هزینه جایگزین و بر اساس قیمت عناصر مذکور، میزان هزینه فرسایش در آبخیزهای رده دوم کشور برآورد شد. نتایج و بحث: ارزیابی کمی عناصر از دست‌رفته در کاربری‌های مرتع، زراعی و جنگل نشان داد که اراضی جنگلی بیش‎ترین میزان متوسط هدررفت پتاسیم و فسفر به ترتیب با مقدار 98/364 و 30/16 میلی‌گرم در کیلوگرم را داشته است. طبق نتایج این پژوهش حوزه آبخیز تالش-تالاب انزلی به ترتیب با 90/2943 و 40/61591 میلیارد ریال کم‎ترین هزینه جایگزینی فسفر و پتاسیم و آبخیز کویر مرکزی به ترتیب با 79/413188 و 73/8644609 میلیارد ریال بیش‎ترین هزینه جایگزینی فسفر و پتاسیم در کاربری مرتع را دارند. در کاربری زراعی نیز حوزه آبخیز بلوچستان جنوبی با 08/41 و 02/994 کم‎ترین و دریاچه نمک با 64/48419 و 93/445310 میلیارد ریال بیش‎ترین هزینه جایگزینی فسفر و پتاسیم را به خود اختصاص دادهاند. در آبخیزهای دارای جنگل نیز آبخیز اترک با 42/55 و 84/1240 میلیارد ریال کم‎ترین و آبخیز هراز و قرهسو با 60/7277 و 71/162955 میلیارد ریال بیش‎ترین هزینه جایگزینی فسفر و پتاسیم را به خود اختصاص داده‎اند. به لحاظ هزینه‌های جایگزین نیز به‌طور متوسط آبخیز تالش- تالاب انزلی با 234114 و آبخیز کویر مرکزی با 9299886 میلیارد ریال کم‎ترین و بیش‎ترین هزینه را به خود اختصاص دادهاند. علاوه بر این هزینه‌های جایگزین عناصر فسفر و پتاسیم در اراضی مرتعی 60319513، در اراضی زراعی 3808598 و در اراضی جنگلی 557882 میلیارد ریال برآورد شد. نتیجه‌گیری: همان‌طور که نتایج پژوهش نشان داد فقط هدررفت دو عنصر فسفر و پتاسیم می‌تواند خسارتهای اقتصادی زیادی به‌صورت مستقیم و غیرمستقیم در حوزه‎های آبخیز اصلی کشور در پی داشته باشد. حال اینکه خاک غنی از سایر مواد مغذی، عناصر حیات و موجودات زنده است که هزینههای جایگزینی آن برای کشور غیرقابل جبران خواهد بود. لذا ضروری است در پژوهش‌های آتی خسارت ناشی از هدررفت سایر عناصر و هم‌چنین میزان فرسایش بادی را برای درک بهتر خسارت وارده به کشور تحت تأثیر فرسایش مورد ارزیابی قرار داد. هم‌چنین در برآورد ارزش نگهداری خاک با رویکرد هزینه جایگزین باید هزینه نیروی کار برای کودپاشی و هزینه بازسازی و نوسازی خسارت‌های ناشی از فرسایش خاک نیز در محاسبات منظور شود. بدیهی است با احتساب چنین مؤلفه‌هایی رقم‌های یادشده افزایش چشمگیری می‌یابند و ارزش منابع از لحاظ حفظ حاصلخیزی خاک را بیش از پیش محرز می‎نماید.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_719031_c6478cd60668bb1b1582a9a28116ac76.pdf

دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 5 2 2025 07 23 Assessment of Various Kriging Models for Interpolating Soil Moisture Data in the Zagros Forests (Case Study: Shalam Region, Ilam) ارزیابی مدل‌های مختلف کریجینگ در درون‎یابی داده‌های رطوبت خاک جنگل‌های زاگرس (مطالعه موردی: منطقه شلم، ایلام) 113 128 719302 10.22034/iwm.2024.2045354.1185 FA نرگس پردل گروه علوم جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران 0009-0000-6535-1838 جعفر حسین زاده گروه علوم جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران مهدی حیدری گروه علوم جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران رضا امیدی پور گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران Journal Article 2024 11 11 Extended Abstract Introduction: The Zagros forests, as one of Iran's most important forest ecosystems, play a crucial role in preserving water resources, carbon storage, and biodiversity. Soil moisture in these forests is vital for ecosystem stability, groundwater recharge, vegetation growth, and erosion control. However, accurately measuring soil moisture across this vast and challenging terrain is difficult due to its extent, inaccessibility, and high costs. Consequently, advanced interpolation methods like Kriging have become essential for creating soil moisture maps and managing environmental resources. Nevertheless, selecting the optimal Kriging method under varying topographic and climatic conditions remains a research challenge that requires further investigation. Materials and Methods: This study involved collecting 60 soil samples from depths of 0 to 15 cm across different forest zones with varying canopy densities (open and closed), in both northern and southern aspects, and at three elevation classes (1750-1850 m, 1850-1950 m, and 1950-2050 m) within the Zagros forests. Various Kriging methods, including Ordinary Kriging, Simple Kriging, and Universal Kriging, were utilized to estimate and map soil moisture distribution across the region. The primary objective of employing these three Kriging methods was to compare and determine the most accurate approach, aiming to achieve precise soil moisture distribution estimates based on limited sampling data and to minimize estimation error. Model accuracy was evaluated using statistical metrics, including Root Mean Square Error (RMSE), Mean Absolute Error (MAE), and Coefficient of Determination (R²). In this evaluation, models with lower RMSE values were considered more accurate for estimating soil moisture spatial distribution. Results and Discussion: The results indicated that slope aspect and canopy density significantly influenced soil moisture content (P < 0.05). The highest soil moisture content, approximately 12.46%, was observed in areas with closed canopy and northern slopes, which was significantly greater than that in open canopy areas and southern slopes, suggesting the protective effect of closed canopies in retaining soil moisture. Furthermore, comparison of interpolation models revealed that Simple Kriging with a linear variogram had the best performance on northern slopes, achieving the lowest RMSE value (0.79), indicating the effectiveness of this model in conditions where soil moisture distribution exhibits a linear dependency on spatial location. Conversely, on southern slopes, Ordinary Kriging with an exponential variogram provided higher accuracy, with an RMSE value of 0.44. This finding suggest that in conditions with greater moisture complexity and nonlinear variation, employing an exponential variogram and Ordinary Kriging can yield improved interpolation results. Conclusion: This study strongly emphasizes the critical importance of selecting the correct variogram models and interpolation techniques, which are specifically suited to the unique characteristics and features of a given region. The results clearly demonstrate that employing a single, fixed interpolation method across all areas does not necessarily yield the most optimal results. The choice of the appropriate interpolation method can have a significant impact on improving the accuracy of soil moisture predictions and estimations. For example, in areas with more uniform variations and relatively stable conditions, simple Kriging with a linear variogram proves to perform better, while in regions with more rapid and significant changes over shorter distances, ordinary Kriging with an exponential variogram results in higher accuracy and better performance. Therefore, it is highly recommended that researchers take into account a combination of various optimal interpolation methods, carefully considering the climatic, topographical, and vegetation characteristics of the region. This methodical approach can greatly assist in reducing estimation errors, improving the precision and reliability of soil moisture maps, and ultimately enhancing the management and preservation of natural resources and forest ecosystems. Additionally, this study underscores the importance of conducting a thorough and precise analysis, along with the careful selection of suitable statistical methods, in order to achieve more accurate predictions of soil moisture conditions, which play an essential role in sustainable natural resource management and environmental conservation, particularly in forested and ecologically sensitive regions. چکیده مبسوط مقدمه: جنگل‌های زاگرس به‌عنوان یکی از مهم‌ترین اکوسیستم‌های جنگلی ایران، نقش حیاتی در حفظ منابع آبی، کربن و تنوع زیستی دارند. رطوبت خاک در این جنگل‌ها برای پایداری اکوسیستم، تغذیه آب‌های زیرزمینی، افزایش پوشش گیاهی و کنترل فرسایش خاک اهمیت زیادی دارد؛ اما اندازه‌گیری دقیق رطوبت خاک در این منطقه به دلیل وسعت، دشواری دسترسی و هزینه بالا چالش‌برانگیز است. در نتیجه، روش‌های پیشرفته درون‎یابی، مانند کریجینگ، برای تهیه نقشه‌های رطوبت خاک و مدیریت منابع زیست‌محیطی اهمیت زیادی یافته‌اند. با این حال، انتخاب نوع بهینه روش کریجینگ در شرایط مختلف توپوگرافی و اقلیمی همچنان چالشی پژوهشی است که نیاز به بررسی بیشتری دارد. مواد و روش‌ها: در این پژوهش، ۶۰ نمونه خاک از عمق ۰ تا ۱۵ سانتی‌متری در مناطق مختلف با تراکم تاج‌پوشش متفاوت (باز و بسته) و در دو جهت شمالی و جنوبی و سه طبقه ارتفاعی (۱۷۵۰-۱۸۵۰ متر، ۱۸۵۰-۱۹۵۰ متر و ۱۹۵۰-۲۰۵۰ متر) از جنگل‌های زاگرس جمع‌آوری شد. برای تخمین و تهیه نقشه‌های توزیع مکانی رطوبت خاک، از روش‌های مختلف کریجینگ شامل کریجینگ ساده، کریجینگ معمولی و کریجینگ عمومی استفاده شد. هدف اصلی از به‌کارگیری این سه روش، مقایسه و تعیین بهترین روش و دستیابی به تخمین‌های دقیق‌تری از توزیع رطوبت خاک با استفاده از داده‌های محدود نمونه‌برداری و کاهش خطای تخمین بود. ارزیابی دقت مدل‌ها از طریق معیارهای آماری مانند ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین مطلق خطا (MAE) و ضریب تعیین (R²) صورت گرفت. در این ارزیابی، مدل با مقدار RMSE کمتر، به عنوان مدل دقیق‌تر در تخمین توزیع مکانی رطوبت خاک در نظر گرفته شد. نتایج و بحث: نتایج نشان داد که جهت دامنه و تراکم تاج‌پوشش به طور معنی‌داری (P < 0.05) بر رطوبت وزنی خاک تأثیرگذار هستند. بیشترین میزان رطوبت وزنی خاک (حدود 46/12 درصد) در مناطق با تاج‌پوشش بسته و دامنه‌های شمالی مشاهده شد، که به طور چشمگیری بیشتر از مناطق با تاج‌پوشش باز و دامنه‌های جنوبی بود. این مسئله نشان‌دهنده اثر حفاظتی تاج‌پوشش بسته در حفظ رطوبت خاک است. همچنین، مقایسه مدل‌های درون‎یابی نشان داد که در دامنه‌های شمالی، کریجینگ ساده با واریوگرام خطی بهترین عملکرد را داشت و کمترین مقدار RMSE (معادل 79/0) را به دست آورد، که نشان‌دهنده کارایی این مدل در شرایطی با وابستگی خطی توزیع رطوبت به موقعیت مکانی است. از سوی دیگر، در دامنه‌های جنوبی، کریجینگ معمولی با واریوگرام نمایی با مقدار RMSE برابر با 44/0 دقت بالاتری ارائه داد که بیانگر آن است که در شرایطی که توزیع رطوبت پیچیدگی بیشتری دارد و به صورت غیرخطی تغییر می‌کند، استفاده از واریوگرام نمایی و کریجینگ معمولی می‌تواند نتایج بهتری در درون‎یابی فراهم کند. نتیجه‌گیری: این پژوهش بر اهمیت انتخاب صحیح مدل‌های واریوگرام و تکنیک‌های درون‎یابی متناسب با ویژگی‌های خاص منطقه‌ای تأکید دارد. نتایج نشان می‌دهند که استفاده از یک روش ثابت درون‎یابی در تمامی مناطق لزوماً به نتایج بهینه منجر نخواهد شد. انتخاب روش مناسب می‌تواند تفاوت قابل‌توجهی در دقت پیش‌بینی رطوبت خاک ایجاد کند. به‌عنوان مثال، در مناطقی با تغییرات یکنواخت‌تر، کریجینگ ساده با واریوگرام خطی عملکرد بهتری دارد، در حالی که در مناطق با تغییرات سریع‌تر و در فواصل کوتاه‌تر، کریجینگ معمولی با واریوگرام نمایی دقت بیشتری نشان می‌دهد. بنابراین، پیشنهاد می‌شود که محققان با توجه به ویژگی‌های اقلیمی، توپوگرافی و پوشش گیاهی منطقه، از ترکیب روش‌های مختلف و بهینه درون‎یابی استفاده کنند. این رویکرد می‌تواند به کاهش خطاهای تخمینی، افزایش دقت نقشه‌های رطوبت خاک و درنهایت به بهبود مدیریت منابع طبیعی و اکوسیستم‌های جنگلی کمک کند. علاوه بر این، این مطالعه بر اهمیت تحلیل دقیق و انتخاب روش‌های آماری مناسب برای پیش‌بینی دقیق‌تر وضعیت رطوبت خاک تأکید دارد که به ویژه در مدیریت پایدار منابع طبیعی و حفاظت از محیط‌زیست در مناطق جنگلی نقش حیاتی دارند.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_719302_f099076f0f50ddddd740fd8cdb577007.pdf

دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 5 2 2025 07 23 Challenges of conservation management of Hyrcanian forests from the perspective of stakeholders (Case study: Golestan Province) چالش‌های مدیریت حفاظتی جنگل‌های هیرکانی از دیدگاه ذینفعان (مطالعه موردی: استان گلستان) 129 146 719482 10.22034/iwm.2025.2042075.1176 FA عامره تیموری گروه مدیریت جنگل، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. حنانه محمدی کنگرانی گروه مدیریت جنگل، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. محمدهادی معیری گروه مدیریت جنگل، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. محمدرضا شهرکی پژوهشگر توسعه روستایی و کارشناس اقتصاد کشاورزی و منابع طبیعی استانداری گلستان، ایران. Journal Article 2024 09 29 Extended Abstract Introduction: Governmental conservation management of forests and local communities' claim to traditional forest rights and ownership have always been a source of conflict, limiting the sustainable management of forests. As sustainability of production is one of the important goals of forest management and conservation, it is necessary to consider the assessment, conservation, and improvement of quality in forest management. Therefore, identifying the both governmental and public stakeholders and being aware of their points of view and perspectives are inevitable aspects of forest conservation management. In this regard, the present research has analyzed the indicators of conservation management of Hyrcanian forests while identifying its challenges in basin number 86 of Golestan province (one of the 104 basins in Hyrcanian forests). Materials and methods: The current research is of an applied study that used grounded theory with a qualitative approach. The statistical population in this research were specialized forestry experts in the General Department of Natural Resources and Watershed Management of Golestan province and local communities in four villages of Tuskestan, Qoran-Abad, Taghratepe and Jafarabad in Gorgan County. In-depth semi-structured interview was used as the main tool for collecting data from experts. The interviewees were selected using snowball sampling method and their information was collected through face-to-face interviews. As well as taking notes, all the interviews were recorded for coding, correction and feedback by the interviewees. The criteria for judging when to stop interviewing each person and the number of sampling were based on the theoretical adequacy of the proposed categories. So that theoretical adequacy was achieved by conducting 60 in-depth interviews. Data analysis was conducted in three stages: open, axial, and selective coding. Finally, after calculating the ratio of the repetition of categories to their number in the interviews, the degree of importance and effect of the categories in the conservation management of Hyrcanian forests in the study area was determined and while ranking them, the results in the final template was presented. Results and Discussion: The results showed that the four categories "uneconomical of livestock farming and lack of other alternative employment opportunities in the village", "lack of involvement of villagers in forest management decisions and preparation of forestry plans", "insufficient support of the government in paying facilities for rural jobs" and "high unemployment rate and lack of income-generating job diversity in villages" were the most important challenges in the conservation management of Hyrcanian forests in the study area, respectively. Based on the final categories and classification made with the final model, according to the calculation of the ratio of repetition of categories to their number, four categories "income and livelihood in villages", "attracting social participation and local communities satisfaction", "illegal exploitation of the forest" and "upstream policymaking " with the highest numerical value were the most important challenges of forest conservation management in the region under the study and "forest conservation manpower", "organizational management and inter-agency coordination" and "security and land use conservation" have respectively been the least important challenges. Conclusion: According to the results obtained from the research, the identification of income-generating potentials by villages in different dimensions of industry, agriculture and horticulture, ecotourism and eco-tourism and rewriting forestry plans according to ecological, economic, social and cultural conditions, and following that, targeted investment by providing low-interest facilities for the prosperity and sustainability of rural businesses is one of the most important suggestions of this research. Therefore, the necessity of holding skill-oriented courses and classes with the aim of creating entrepreneurship in villages will be doubled. Identifying the violators of forest areas by village and planning to employ them in mines and factories and providing employment permits in the village based on the ability of individuals are among other recommendations that can be used to bring forest governance to an optimal level. چکیده مبسوط مقدمه: مدیریت حفاظتی دولت بر جنگل‌ها و ادعای جوامع محلی در مورد حقوق و مالکیت سنتی بر آنها، همیشه به عنوان یک منبع تضاد مطرح بوده و مدیریت پایدار جنگلها را با مشکل مواجه کرده است. با توجه به این که پایداری تولید از اهداف مهم مدیریت و حفاظت از جنگل‌ها است، لذا در نظر گرفتن ارزیابی، حفاظت و ارتقاء کیفیت در مدیریت جنگلها ضرورت پیدا میکند. بر این ‌اساس، شناسایی ذینفعان اعم از دولتی و مردمی و آگاهی از نقطه‌نظرات و دیدگاه‌های آنان، امری اجتناب‌ناپذیر در مدیریت حفاظتی جنگلها محسوب می‌شود. در این راستا تحقیق حاضر ضمن شناسایی چالشهای مدیریت حفاظتی جنگلهای هیرکانی در حوزه شماره 86 استان گلستان (یکی از حوزه‌های 104گانه در جنگل‌های هیرکانی)، به تحلیل شاخصهای مطرح شده در آن پرداخته است. مواد و روش‌ها: پژوهش حاضر از نوع کاربردی بوده که برای اجرای آن از نظریه داده بنیاد با رویکرد کیفی بهره گرفته شد. جامعه آماری در این تحقیق کارشناسان تخصصی جنگلداری در اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان گلستان و جوامع محلی در چهار روستای توسکستان، قرنآباد، تقرتپه و جعفرآباد در محدودۀ شهرستان گرگان بودند. مصاحبه عمیق نیمهساختاریافته بهعنوان اصلیترین ابزار جمعآوری دادهها از خبرگان بود. مصاحبهشوندگان به شیوۀ گلولهبرفی انتخاب و اطلاعات آنها از طریق مصاحبۀ چهره‌به‌چهره گردآوری شد. کلیۀ مصاحبهها ضمن یادداشتبرداری، برای کدگذاری، اصلاح و اخذ بازخورد توسط مصاحبهشوندگان ضبط گردید. معیار قضاوت زمان متوقف نمودن مدت مصاحبه با هر فرد و همچنین تعداد نمونهبرداری، بر اساس کفایت نظری مقولههای مطرح شده بود. به طوری که با انجام 60 مصاحبه عمیق کفایت نظری حاصل شد. تجزیه و تحلیل دادهها در سه مرحلۀ کدگذاری باز، محوری و انتخابی انجام شد. در نهایت پس از محاسبۀ نسبت تکرار مقولهها به تعداد آنها در مصاحبهها، درجۀ اهمیت و اثر مقولهها در مدیریت حفاظتی جنگلهای هیرکانی در منطقه مورد مطالعه مشخص و ضمن رتبهبندی آنها، نتایج در قالب الگوی نهایی ارائه گردید. نتایج و بحث: نتایج نشان داد که چهار مقولۀ «اقتصادی نبودن دامداری و کمبود سایر فرصتهای شغلی جایگزین در روستا»، «عدم دخیل نمودن روستاییان در تصمیمگیریهای مدیریت جنگل و تهیه طرحهای جنگلداری»، «ناکافی بودن حمایت دولت در پرداخت تسهیلات مشاغل روستایی» و «بالا بودن نرخ بیکاری و عدم وجود تنوع شغلی درآمدزا در روستاها» بهترتیب مهمترین چالشهای مدیریت حفاظتی جنگلهای هیرکانی در منطقه مورد مطالعه بوده است. بر اساس مقولههای نهایی و طبقهبندی صورت گرفته مدل نهایی، با توجه به محاسبۀ مقدار نسبت تکرار مقولهها به تعداد آنها، چهار مقولۀ «درآمد و معیشت در روستاها»، «جلب مشارکت اجتماعی و رضایتمندی جوامع محلی»، «بهرهبرداری غیرقانونی از جنگل» و «سیاستگذاری بالادستی» با بیشترین مقدار عددی به دست آمده بااهمیتترین؛ و مقولههای «نیروی انسانی حفاظت از جنگل»، «مدیریت سازمانی و هماهنگی بین دستگاهی» و «امنیت و حفاظت کاربری اراضی» بهترتیب کم‌اهمیتترین چالشهای مدیریت حفاظتی جنگلهای منطقه مورد مطالعه بوده است. نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج به دست آمده از تحقیق، شناسایی پتانسیلهای درآمدزا به تفکیک روستاها در ابعاد مختلف صنعت، کشاورزی و باغبانی، اکوتوریسم و بومگردی و بازنویسی طرحهای جنگلداری متناسب با شرایط اکولوژیکی، اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی و به دنبال آن سرمایهگذاری هدفمند با ارائه تسهیلات کمبهره در جهت رونق و پایداری کسبوکارها روستایی از مهمترین پیشنهادهای تحقیق حاضر است. از اینرو ضرورت برگزاری دورهها و کلاسهای آموزشی مهارتمحور با هدف ایجاد کارآفرینی در روستاها مضاعف خواهد شد. شناسایی متخلفین عرصههای جنگلی به تفکیک روستا و برنامهریزی در جهت بکارگیری آنها در معادن و کارخانجات و ارائه مجوز اشتغال در محدودۀ روستا بر اساس احراز توانایی افراد، از توصیههای دیگری است که میتوان حکمرانی در عرصههای جنگلی را به حد مطلوبی رساند.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_719482_11d0ead67a9254439aabdb154653d32b.pdf

دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 5 2 2025 07 23 Assessing the impact of crescent-shaped water harvesting systems on increasing soil moisture (Case study: A Part of the Manesht and Qhalarang Region) بررسی تأثیر سامانه‌های هلالی آبگیر در افزایش رطوبت خاک (مطالعه موردی: بخشی از منطقه مانشت و قلارنگ) 147 159 722933 10.22034/iwm.2025.2050619.1202 FA علی‌رضا محمدی گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران محسن توکلی گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران 0000-0001-5482-4927 فریدون سلیمانی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی، ایلام، ایران Journal Article 2025 01 13 Extended Abstract Introduction: The depletion of water resources in forested protected areas poses a critical environmental challenge, necessitating innovative watershed management strategies. In this regard, the implementation of water harvesting systems, such as crescent-shaped runoff capture terraces, is of paramount importance for enhancing surface water infiltration and increasing soil moisture retention. The present study investigates the effects of these systems on runoff infiltration and soil moisture content within a part of the Manesht and Qalarang protected area in Ilam Province. The objective of this research is to assess the impact of crescent-shaped water harvesting terraces on soil moisture storage and to compare it with the natural conditions (control area) in sloped terrains. Materials and methods: This study was conducted experimentally using a randomized block design. In the first step, several rows of crescent-shaped water harvesting terraces were constructed in a zigzag pattern along the sloping terrain of the study area. These systems were designed such that the runoff between two adjacent water harvesting systems was captured and managed by the lower-row terrace. Following the installation of the systems, soil moisture content was measured at three locations in the control area and at 15 locations within the treatment area (various points of the crescent-shaped water harvesting system) after five precipitation events, from November 2022 to May 2023. Soil moisture measurements were taken at two depths: 0-15 cm and 15-30 cm, and the data were recorded accordingly. Data analysis was performed using the SAS software, and mean comparisons were conducted using the Duncan's Multiple Range Test. Results and Discussion: The results of this study indicated that depth, system type, and precipitation amount significantly affect soil moisture retention. Specifically, the crescent-shaped system at a depth of 15 cm exhibited the highest soil moisture retention compared to the other systems. In particular, at the 15 cm depth, soil moisture in the crescent-shaped system increased by approximately 15% compared to the control area. Additionally, the results revealed that the water harvesting point inside the pit had the highest soil moisture retention, with an average of 27.38%, while this value did not show a statistically significant difference from the water harvesting point at the top of the ridge, which had an average of 36.50%. Further analysis of the interactions between different water harvesting points at varying depths indicated that the point inside the pit, at a depth of 15 cm, exhibited the highest soil moisture retention, with an average of 51.70%. Conversely, the lowest soil moisture retention at the 30 cm depth was observed at the point located on the ridge, with an average of 20.49%. These findings suggest that the crescent-shaped system, particularly at the water harvesting points inside the pit, plays a critical role in enhancing soil moisture retention. Conclusion: The results of this study clearly demonstrated that the use of crescent-shaped water harvesting systems can significantly contribute to soil moisture retention in sloped terrains. Specifically, the water harvesting points inside the pit exhibited the greatest impact on increasing soil moisture retention compared to other locations. Additionally, the increase in soil depth generally led to a reduction in soil moisture retention across all treatments. Furthermore, data analysis revealed that the effectiveness of the water harvesting systems in improving soil moisture retention is influenced by factors such as precipitation intensity, soil depth, and the type of system employed. In instances of sufficient precipitation, the crescent-shaped system, particularly inside the pit, played a prominent role in collecting and storing water, thereby significantly increasing soil moisture compared to natural conditions (control area). These findings suggest that the crescent-shaped system can be a highly effective tool in improving soil moisture conditions in arid and semi-arid regions facing water scarcity. The results emphasize that the design and application of water harvesting systems can serve as an efficient and sustainable strategy for water resource management and ecological restoration in forested areas, particularly in regions with limited precipitation and steep slopes. Such systems offer a promising solution for addressing drought crises and mitigating the depletion of water resources. چکیده مبسوط مقدمه: کاهش منابع آب در مناطق جنگلی، به‌ویژه در نواحی حفاظت‌شده، یکی از مسائل مهم زیست‌محیطی است که نیازمند ارائه راه‌کارهای مدیریتی نوین می‌باشد. در این راستا، استفاده از سامانه‌های مدیریت آب مانند سطوح هلالی آبگیر برای بهبود نفوذ رواناب و افزایش ذخیره رطوبت خاک، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در تحقیق حاضر، اثرات این سامانه‌ها بر نفوذ رواناب و میزان رطوبت خاک در بخشی از منطقه حفاظت‌شده مانشت و قلارنگ در استان ایلام بررسی شد. این پژوهش به‌منظور ارزیابی تأثیر سطوح هلالی آبگیر بر ذخیره رطوبت خاک و مقایسه آن با وضعیت طبیعی (ناحیه شاهد) در مناطق شیب‌دار صورت گرفت. مواد و روش‌ها: پژوهش حاضر به‌صورت آزمایشی و با استفاده از طراحی بلوک‌های تصادفی انجام شد. ابتدا چندین ردیف از سامانه‌های سطوح هلالی آبگیر با الگوی شکسته و پیوسته در دامنه‌های شیب‌دار منطقه موردنظر احداث شد. این سامانه‌ها به‌گونه‌ای طراحی شدند که رواناب حدفاصل دو سامانه آبگیر کناری توسط سامانه آبگیر ردیف پایینی جمع‌آوری و مهار شود. پس از احداث سامانه‌ها، از آبان‌ماه 1401 تا اردیبهشت‌ماه 1402، میزان رطوبت خاک در سه نقطه از عرصه شاهد و 15 نقطه از عرصه تیمار (نقاط مختلف سیستم سطوح هلالی آبگیر) پس از پنج واقعه بارش اندازه‌گیری شد. برای این منظور، اندازه‌گیری رطوبت خاک در دو عمق 15-0 و 30-15 سانتی‌متری سطح زمین انجام و داده‌ها ثبت گردید. تجزیه‌وتحلیل داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SAS و مقایسه میانگین‌ها با استفاده از آزمون دانکن صورت گرفت. نتایج و بحث: نتایج این تحقیق نشان داد که عمق، نوع سامانه و میزان بارندگی تأثیر معنی‌داری بر ذخیره رطوبت خاک دارند. به‌ویژه، سامانه هلالی در عمق 15 سانتی‌متری بیشترین ذخیره رطوبت را در مقایسه با سایر سامانه‌ها به خود اختصاص داد. به‌طور خاص، در عمق 15 سانتی‌متری، ذخیره رطوبت خاک در سامانه هلالی نسبت به عرصه شاهد حدود 15 درصد افزایش داشت. هم‌چنین، نتایج نشان داد که نقطه استحصال داخل چاله با میانگین 27/38 درصد، بیشترین ذخیره رطوبت خاک را داشت، در حالی که این میزان با نقطه استحصال در انتهای پشته که میانگین 50/36 درصد بود، از نظر آماری تفاوت معنی‌داری نداشت. بررسی اثرات متقابل دوگانه نقطه‌های استحصال آب باران در عمق‌های مختلف نشان داد که نقطه استحصال داخل چاله در عمق 15 سانتی‌متری با میانگین 70/51 درصد، بیشترین ذخیره رطوبت خاک را به خود اختصاص داد. همچنین، کمترین ذخیره رطوبت خاک در عمق 30 سانتی‌متری در نقطه استحصال روی پشته با میانگین 49/20 درصد مشاهده شد. این نتایج نشان می‌دهند که سامانه هلالی به‌ویژه در نقاط استحصال داخل چاله، نقش مهمی در افزایش ذخیره رطوبت خاک ایفا می‌کند. نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق به‌وضوح نشان داد که استفاده از سامانه‌های سطوح هلالی آبگیر می‌تواند به‌طور مؤثری به ذخیره رطوبت خاک در مناطق شیب‌دار کمک کند. به‌ویژه نقاط استحصال داخل چاله در مقایسه با سایر نقاط، بیشترین تأثیر را در افزایش ذخیره رطوبت خاک داشته‌اند. هم‌چنین، افزایش عمق خاک به‌طور کلی موجب کاهش ذخیره رطوبت در همه تیمارها شد. علاوه بر این، تحلیل داده‌ها نشان داد که تأثیر سامانه‌های آبگیر بر ذخیره رطوبت خاک تحت تأثیر میزان بارندگی، عمق خاک و نوع سامانه قرار دارد. در شرایطی که بارش باران کافی بوده است، سامانه هلالی به‌ویژه در نقاط داخل چاله، نقش بارزی در جمع‌آوری و نگهداری آب ایفا کرده و توانسته است رطوبت خاک را در مقایسه با شرایط طبیعی (ناحیه شاهد) به‌طور قابل‌توجهی افزایش دهد. این یافته‌ها نشان می‌دهند که سامانه هلالی می‌تواند در بهبود وضعیت رطوبت خاک در مناطق خشک و نیمه‌خشک که با کمبود منابع آبی مواجه هستند، کمک شایانی کند. این یافته‌ها تأکید دارند که طراحی و استفاده از سامانه‌های آبگیر در مدیریت منابع آب و بهبود شرایط اکولوژیکی مناطق جنگلی، به‌ویژه در نواحی با بارش محدود و شیب‌های بالا، می‌تواند به‌عنوان یک راهکار کارآمد و پایدار در مقابله با بحران‌های خشکسالی و کاهش منابع آب مطرح شود.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_722933_f13a2ed63549ba0c4288e265d7957f0d.pdf