چکیده مبسوط
مقدمه: هدررفت خاک و تولید رسوب به‌عنوان یکی از چالش‌های اصلی مدیریت آبخیزها، به‌ویژه در مناطق کوهستانی، علاوه بر کاهش حاصلخیزی و عملکرد اکوسیستم، کیفیت منابع آب و پایداری خدمات هیدرولوژیک را نیز تهدید می‌کند. در این میان، خدمات هیدرولوژیک آبخیزها مانند نگهداشت رسوب از اهمیت بالایی برخوردارند، زیرا با کنترل فرسایش خاک و کاهش انتقال رسوب به پایین‌دست، در ارتقای کیفیت منابع آبی مؤثرند. شرایط توپوگرافی، اقلیمی و انسانی مناطق کوهستانی شمال ایران، به‌ویژه جنگل‌های هیرکانی، این نواحی را مستعد تخریب منابع خاکی کرده و ضرورت پایش خدمات اکوسیستمی و تحلیل پویایی زمانی–مکانی نگهداشت رسوب برای ارزیابی تغییرات عملکرد اکوسیستم و اثربخشی اقدامات مدیریتی را افزایش داده است. در این راستا، مدل InVEST با ساختاری ساده، نیاز ورودی محدود و قابلیت تفسیر بالا ابزاری مؤثر برای تحلیل این خدمات در سطح حوزه‌های آبخیز است. این مدل با بهره‌گیری از نسبت تحویل رسوب و داده‌های مکانی، امکان بررسی تغییرات زمانی–مکانی فرسایش، تولید و نگهداشت رسوب را فراهم می‌آورد. با توجه به نیاز به مطالعات جامع در ایران، به‌ویژه جنگل‌های هیرکانی، پژوهش حاضر با هدف بررسی تغییرات زمانی–مکانی سه مؤلفه هدررفت خاک، نگهداشت و تولید رسوب طی یک دوره ۲۵ ساله در آبخیز کوهستانی تالار انجام شده است. همچنین تحلیل حساسیت عوامل ورودی برای شناسایی مهم‌ترین متغیرهای مؤثر بر نتایج نسبت تحویل رسوب مدنظر قرار گرفته است.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش، مدل SDR از مجموعه ابزارهای InVEST برای محاسبه سالانه هدررفت خاک، نگهداشت رسوب و تولید رسوب به‌کار گرفته شد. میانگین هدررفت خاک با استفاده از معادله برآورد فرسایش خاک در مدل InVEST و بر مبنای عوامل اصلی شامل فرسایندگی باران، فرسایش‌پذیری خاک، پوشش گیاهی، مدیریت اراضی و توپوگرافی در سه دوره مطالعاتی محاسبه شد. سایر پارامترهای موردنیاز مانند شاخص اتصال رسوبی (IC₀)، پارامتر K و حداکثر نسبت تحویل رسوب بر اساس اطلاعات و شناخت از ویژگی‌های منطقه‌ای تعیین شد. در ادامه، به‌منظور شناسایی متغیرهای کلیدی تأثیرگذار بر مدل نسبت تحویل رسوب، تحلیل حساسیت به روش تغییر هر متغیر در هر بار اجرای مدل بر پایه ضریب حساسیت نسبی انجام گرفت.
نتایج و بحث: براساس نتایج پژوهش، طی دوره ۲۵ ساله، هدررفت خاک از ۸۹۶۵۳۵ به ۷۵۸۹۸۱ تن، نگهداشت رسوب از 297/1 به 757/0 میلیون تن و تولید رسوب از ۱۱۳۶۴۳ به ۵۷۴۲۶ تن کاهش یافته است که عامل اصلی آن، افت ۲۸٫۸ درصدی فرسایندگی باران بوده است. بیشترین ظرفیت نگهداشت رسوب در کاربری‌های اراضی مربوط به مرتع (۴۱۵۹۷۸ تن) و کمترین مربوط به باغ (۳۶۷۶ تن) است. بیشترین تولید رسوب در کشاورزی دیم و مرتع و کمترین در جنگل و باغ مشاهده شد. نتایج تحلیل حساسیت نشان داد فرسایندگی باران با ضریب حساسیت نسبی 99/0، مهم‌ترین پارامتر مدل و مسئول بیش از ۴۷ درصد تغییرات خروجی است، براساس نتایج، در حالی‌که پارامتر K بر نگهداشت و تولید رسوب اثر دارد ولی بر هدررفت خاک تأثیر مستقیم ندارد. مدل InVEST نسبت به عوامل طبیعی مانند بارش حساس‌تر از متغیرهای مدیریتی است، که ضرورت تلفیق اطلاعات اقلیمی و مداخلات انسانی را در مدیریت نشان می‌دهد.
نتیجه‌گیری:یافته‌های پژوهش حاضر نشان می‌دهد مدل InVEST با قابلیت تحلیل مکانی و زمانی بالا، ابزاری مناسب برای ارزیابی خدمات هیدرولوژیک آبخیزها، به‌ویژه در مناطق کوهستانی است. کاهش هدررفت خاک، نگهداشت و تولید رسوب طی دوره مطالعه عمدتاً ناشی از کاهش فرسایندگی باران و تغییرات اقلیمی بوده است. پوشش گیاهی متراکم مانند جنگل و مرتع نقش کلیدی در حفظ رسوبات و کاهش فرسایش داشته، در حالی‌که کاربری‌های انسانی مانند کشاورزی سهم بیشتری در تولید رسوب دارند. تحلیل حساسیت مدل نشان داد توجه به عوامل طبیعی، به‌ویژه بارندگی، در مدیریت حوضه ضروری است. یافته‌ها می‌توانند برای شناسایی مناطق بحرانی، اولویت‌بندی کاربری‌های حساس، طراحی نظام پایش و تدوین سناریوهای مدیریت منابع خاک کاربرد داشته باشند. پیشنهاد می‌شود پژوهش‌های آتی با داده‌های بلندمدت، مدل‌های مکمل و تحلیل سناریویی در چارچوب تغییر اقلیم انجام شود.