شبیه سازی سناریوهای عملیات بیولوژیکی حفاظت خاک بر تغییرات فرسایش با استفاده از مدل RUSLE (حوزه آبخیز مرگاو- بخش فریم استان مازندران)

مقدمه هدررفت خاک پدیده­ای است که موجب تخریب اراضی شده و به دلیل بهره وری پایین کشاورزی نه تنها بر منابع طبیعی بلکه بر معیشت مردم نیز تاثیر منفی می گذارد. خاک از منظر اقتصادی یکی از منابع طبیعی است که بر قدرت ملی یک کشور موثر است و به عنوان یک محور اصلی در قدرت اقتصادی ارزیابی می شود. فرسایش فرایندی است که باعث تخریب لایه های سطح خاک و جابه جایی مواد تشکیل دهنده آن شده و یکی از شایع ترین علل تخریب اراضی در سراسر جهان و تهدیدی جدی برای جامعه انسانی و محیط زیست است. متوسط سالانه فرسایش خاک در ایران حدود ۲۴ تن در هکتار در سال است. این رقم بسیار قابل توجه بوده و ارزش اقتصادی بیش از صدها میلیارد ریال را در بر می گیرد. تنش های اقتصادی، اجتماعی و سیاسی به ویژه تنش های ناشی از مهاجرت نیز تا حد زیادی به این موضوع مربوط می شود. از سوی دیگر، رشد روزافزون جمعیت در ایران و به دنبال آن مصرف بیشتر مواد غذایی، کشاورزان را مجبور به استفاده از اراضی شیب دار حساس به فرسایش کرده است که یکی از دلایل اصلی تخریب منابع طبیعی است. بنابراین، پیش از هر اقدامی پیش بینی شدت فرسایش خاک به برنامه ریزی در تعیین کاربری اراضی، بررسی خطرات فرسایش و ارزیابی اثرات تغییرات کاربری ها حائز اهمیت است. تغییر پوشش و کاربری زمین بر بسیاری از فرایندهای طبیعی نظیر فرسایش خاک و تولید رسوب، سیلاب و خصوصیات فیزیکی شیمیایی خاک اثر می گذارد. هدف پژوهش حاضر بررسی سناریوهای مختلف عملیات بیولوژیکی بر میزان هدررفت خاک حوزه آبخیز مرگاو استان مازندران است. مواد و روش ها حوزه آبخیز مرگاو در محدوده طول شرقی "۶ ۹ °۵۳ الی "۴۱ ۱۴ °۵۳ و عرض شمالی "۲۵ ۶ °۳۶ الی "۳۴ ۱۲ °۳۶ با مساحت ۷/۴۴۰۱ هکتار در بالادست سد شهید رجایی ساری و از توابع شهر فریم بخش دودانگه ساری در استان مازندران است. بارندگی متوسط سالانه حوضه معادل ۱/۵۸۰ میلی متر بوده که ماه آذر و فصل پاییز به ترتیب پرباران ترین ماه و فصل هستند و مرداد و فصل تابستان نیز کم باران ترین ماه و فصل سال هستند. دمای متوسط حوزه نیز معادل ۷/۱۱ درجه سانتی گراد محاسبه شده است. همچنین پارامترهای فیزیوگرافی این حوضه از قبیل حداقل و حداکثر ارتفاع از سطح دریا به ترتیب ۷۷۹ و ۱۷۸۷ متر و ارتفاع متوسط وزنی۲/۱۲۰۴متر و شیب متوسط وزنی ۷۹/۳۵ درصد و زمان تمرکز ۷/۲ ساعت است. در نهایت اقلیم حوزه نیز به روش آمبرژه و دومارتن به ترتیب مرطوب سرد و نیمه مرطوب بوده است. به منظور اجرای سناریوهای تغییر کاربری فعلی اراضی حوضه به کاربری های مرتع و گیاهان دارویی، ابتدا نقشه کاربری فعلی اراضی حوزه آبخیز مرگاو، با استفاده از بازدیدهای میدانی و نرم افزار گوگل ارث در محیط GIS رسم شد. سپس با استفاده از مدل RUSLE، فرسایش کل حوضه محاسبه شد. از آنجایی که تغییر کاربری اراضی جنگلی، مسکونی و سد به کاربری دیگر در حوضه، منطقی نبود، از فرایند شبیه سازی حذف و بر سایر کاربری ها، پیشنهاد سناریو به مساحت ۵۴/۵۶۱ هکتار صورت گرفت. نتایج و بحث  نتایج حاصل از پژوهش حاضر نشان داد، میانگین میزان هدررفت خاک در اراضی کشاورزی، باغی و مناطق جنگلی تخریب یافته حوزه آبخیز مرگاو با استفاده از مدل RUSLE، ۴/۲۵ تن بر هکتار در سال بود. هم­چنین نتایج شبیه سازی سناریوهای عملیات بیولوژیکی و حفاظتی خاک با استفاده از مدل RUSLE نشان داد، سناریوهای مرتعداری (سناریوی اول)، مرتعداری و باغداری (سناریوی دوم) و کشت گیاهان دارویی (سناریوی سوم)، به ترتیب فرسایش خاک را به ۹/۱۸، ۹/۸ و ۴/۵ تن بر هکتار در سال (کاهش) رساندند. با توجه به نقش فرسایش باران، میزان آن از شمال حوضه به سمت غرب و جنوب غربی حوضه افزایش می یابد که این امر مربوط به کاهش بارندگی و توزیع فضایی ناهموار بارندگی در حوضه است. شاخص فرسایش پذیری خاک (K) در استفاده از جنگل های تخریب شده و کشاورزی بیشتر از سایر کاربری ها بود. مناطق با شیب بیشتر فرسایش بیشتری داشتند که نشان دهنده نقش عامل LS در این امر است. به عبارت دیگر، اراضی کشاورزی که برای عامل LS در مقطع متوسط به بالا قرار گرفته اند، این بخش را نسبت به فرسایش خاک حساس تر می کند. با توجه به نقشه عامل پوشش گیاهی بر میزان فرسایش، حساس ترین مناطق به فرسایش اراضی جنگلی تخریب شده و سپس کشاورزی مناطقی هستند که با در نظر گرفتن افزایش یا کاهش شیب، میزان فرسایش را افزایش یا کاهش می دهند. بنابراین مهمترین عاملی که می تواند اثر منفی شیب بر فرسایش حوضه را کاهش دهد پوشش گیاهی است. نتیجه گیری پیامدهای منفی فرسایش کل حوزه آبخیز مرگاو می تواند کاهش تدریجی حاصلخیزی خاک سطحی و اراضی زراعی و به خطر افتادن معیشت و امنیت غذایی مردم باشد. در واقع با توجه به نقش موثر پوشش گیاهی بر فرسایش خاک، اجرا و توسعه اراضی باغی و یا کشت گیاهان دارویی بر اساس اصول کشت نواری در اراضی شیب دار در این حوضه پیشنهاد می شود. در واقع می توان در راستای هدف گذاری حفاظتی، هدف گذاری اقتصادی را در انتخاب نوع پوشش گیاهی و انتخاب گونه گیاهی در نظر گرفت که هم بتواند از فرسایش خاک جلوگیری کند و هم از کشت آن درآمدزایی کند. بنابراین با توجه به دستورالعمل احداث باغ و کشت گیاهان دارویی دیم در اراضی شیب دار در سال ۱۳۹۵ و با توجه به جنبه های اقتصادی، سه سناریو برای این حوضه پیشنهاد شد که بهترین سناریو تبدیل اراضی کشاورزی به گیاهان دارویی دیم (سناریوی ۳) است که باعث کاهش فرسایش از ۴۴/۲۵ تا ۴/۵ تن در هکتار در سال می شود. زیرا کشت گیاهان دارویی نیازی به خاک ورزی در سال ندارد و در مقایسه با محصولاتی مانند گندم می توان آن را طبق مدل حفاظتی خاک کشت کرد که باعث کاهش فرسایش خاک می شود. بنابراین توجه به مسائل اجتماعی و اقتصادی مبتنی بر توسعه پایدار در اجرای عملیات آبخیزداری می تواند عامل مهمی در مدیریت بهتر حوزه های آبخیز کشور باشد.

Keywords:

Biological operation , soil protection , RUSLE model , economic-social issues , Margav watershed , عملیات بیولوژیک , حفاظت خاک , مدل RUSLE , مسائل اقتصادی- اجتماعی , حوزه آبخیز مرگاو