خلاصه پایان نامه ارزیابی اقدامات حفاظت آب و خاک با استفاده از روش جهانی WOCAT )مطالعه ی موردی حوزه ی آبخیز لپویی (فارس) (
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد (M.Sc.)
گرایش: آبخیز داری
چکیده
سرمایهگذاری در اقدامات حفاظت آب و خاک نیازمند بررسی دقیق و طراحی بر مبنای تجربیات ثبت شده و ارزیابی اثرات و منافع حاصل از اقدامات است. برای مقایسه اقدامات حفاظت آب و خاک در نقاط مختلف لازم است یک روش استاندارد مورد تأیید همهی متخصصان در زمینهی آبخیزداری قرار گیرد. این تحقیق در نظر دارد تا نتایج کاربرد روش استاندارد برنامهی جهانی بررسی روشها و فنآوریهای حفاظت آب و خاک WOCAT)) در ارزیابی فناوریهای انجام شده در عرصهی حوزهی آبخیز لپویی در استان فارس را ارائه نماید. با بازدید میدانی از حوضهی مورد مطالعه و شناسایی فنآوریهای موجود، نسبت به تهیهی گزارش برای هر فنآوری اقدام گردید. مراجعه به کارشناسان آبخیزداری ادارهی منابع طبیعی استان و شهرستان، مصاحبه با مردم منطقه، برداشت نمونههای لازم خاک، تهیهی گزارشات مالی و در پایان با بازدید میدانی، اقدام به تکمیل پرسشنامهی اصلیWOCAT شد. نتایج این تحقیق نشان میدهد که ایجاد تعاونی آبخیزداری و اجرای فنآوریهای حفاظت آب و خاک نظیر کشت درختان مثمر بادام به جای مراتع فقیر بر روی تپههای با شیب 16 تا 30 درصد، سبب کنترل انواع فرسایش (سطحی و شیاری) در حوزهی آبخیز لپویی شده است. یکی از نشانههای موفقیت این پروژه، کاهش قابل ملاحظهی رواناب سطحی و دیگری کاهش میزان فرسایش خاک از 64/3 به 4/2 تن در هکتار در سال که معادل کاهش مقدار 2/1 تن در هکتار در سال می باشد. با اجرای فنآوری نهالکاری بادام، عرصهای به وسعت 170 هکتار از اراضی مرتعی فقیر به باغهای بادام تبدیل گردیده است. طرح فوق باعث گردید که مهمترین فرسایش در حوضه (فرسایش آبی) کنترل گردد و پوشش گیاهی به میزان 50 درصد افزایش یابد. نسبت سود به هزینه، پس از اجرای این فنآوری معادل (4/1) و نسبت درآمد حاصل از فنآوری جدید «کشت درختان مثمر» به فنآوری قبلی «مراتع فقیر» معادل 5/26 برابراست. در اقدام بندخاکی باعث گردید که فرسایش خاک از 6/3 تن در هکتار در سال به 3/3 تن در هکتار در سال کاهش یابد. با اجرای این اقدام، تعداد 20حلقه چاه برای مصارف کشاورزی احداث گردید که سطح زیر کشتی معادل 100 هکتار به اراضی کشاورزی منطقه اضافه گردید و بند خاکی باعث جلوگیری از سیلاب گردید. جهت اجرا این طرح 900 میلیون ریال هزینه گردیده است که درآمدی معادل 1 میلیارد ریال در سال ایجاد گردید. سود حاصل از اجرای طرح فوق 1/1 برابر میباشد. با اجرای طرح مدیریت، پوشش گیاهی افزایش یافته، رواناب کاهش یافته، فرسایش خاک از 6/3 تن در هکتار در سال به 1/3 تن در هکتار در سال کاهش یافته است. سود اجرای طرح مدیریت معادل 1/1 برابر نسبت به قبل میباشد. با اجرای طرح کپهکاری، فرسایش خاک از 6/3 به 25/3 تن در هکتار در سال کاهش یافته است. سود حاصل از اجرای طرح کپهکاری 08/1 برابر است. از آثار دیگر این پروژهها، معکوس شدن روند مهاجرت و برگشت بسیاری از جوانان بومی با نرخ 10 درصد بوده است. اقدامات انجام شده در منطقه آثار موفقی داشته است و با توجه به پرسشنامهی تکمیلی WOCAT نهال کاری بادام در نزد ساکنان منطقه از اهمیت و جایگاه خاصی نسبت به دیگر اقدامها برخوردار است.
واژههای کلیدی: حوزه ی آبخیز لپویی، WOCAT، ارزیابی، فنآوریهای حفاظت آب و خاک.
فصل اول
کلیات
1-1- مقدمه
از آن جا که یک آبخیز، سیستمی طبیعی است که عوامل بیرونی غیر طبیعی (انسانی، اجتماعی، اقتصادی، سیاسی) نیز در آن تأثیر میگذارند، نحوهی برخورد و مدیریت این سیستم برای دستیابی به اهداف مورد نظر بسیار پیچیده و حساس است. از این رو تنظیم برنامهها و طرحهای دقیق بدون در نظر گرفتن عوامل اجتماعی و انسانی با موفقیت چندانی روبرو نخواهد شد.
امروزه، حفاظت آب و خاک اهمیت جهانی دارد. کوفی عنان دبیر اسبق سازمان ملل متحد بیان میدارد که 3/1 زمینهای جهان تخریب یافتهاند (رحیمی، 1389؛ به نقل از یونسدی[1]2005). در سطح بینالمللی، 92 درصد از خاک، به طور مستقیم یا غیرمستقیم توسط کشاورزی تخریب یافته است؛ 28 درصد توسط آزمایشهای کشاورزی، 35 درصد توسط چرای مفرط، و 29 درصد توسط قطع درختان جنگلی برای توسعهی اراضی کشاورزی جدید (رحیمی، 1389؛ به نقل از سیمونوس[2]1996).
فنآوریهای حفاظت آب و خاک به راههای مختلف به طور مؤثر با تخریب زمین مبارزه میکند اما بیشتر زمینهای کشاورزی هنوز بهطور مؤثر مورد حفاظت قرار نگرفتهاند و حفاظت آب و خاک نیاز به گسترش بیشتری دارد. منافع پتانسیل اکوسیستم فرای کاهش فرسایش خاک و از دست دادن آب است. اینها شامل عملکرد هیدرولوژیکی آبخیز تضمین جریان پایه، کاهش سیلاب، و تصفیهسازی منابع آب، و نیز ترسیب کربن و نگهداری از تنوع زیستی بر روی زمین و زیرزمین میباشند (لینیگر[3] و همکاران، 2008).
با افزایش سریع جمعیت جهان، میزان بهرهبرداری انسان از زمین و طبیعت افزایش یافته و در نتیجه باعث تخریب هر چه بیشتر و سریعتر زمین و طبیعت گردیده است که این یکی از معضلات بسیار مهم قرن بیست و یکم خصوصا در کشورهای جهان سوم و همچنین ایران میباشد. به منظور تلاش برای پیشگیری از این روند، دولتها و سازمانهای بینالمللی مربوطه، اصول و روشهای مدیریت آبخیزداری را از دههی 1960 تاکنون به کار گرفتهاند (لینیگر و همکاران، 2008).
سرمایهگذاری در اقدامات حفاظت آب و خاک، نیازمند بررسی دقیق و طراحی بر مبنای تجربیات ثبت شده و ارزیابی اثرات و منافع حاصل از اقدامات است. تلاشهای دستهجمعی و منابع کافی برای کسب دانش و آموختن از موفقیتهای حفاظت آب و خاک امری لازم و ضروری است؛ لذا این سرمایهگذاریها ارزش بودجهی مصرف شده را بر مبنای اکولوژیک، اقتصادی و اجتماعی معین میسازد. هر روزه در جهان کاربران اراضی و متخصصان حفاظت آب و خاک تحقیقات و آزمایشهای بسیاری در رابطه با مدیریت خاک، بهبود حاصلخیزی زمین و حفاظت منابع انجام میدهند و به دانستههای زیادی دست پیدا میکنند که بسیاری از آنها دارای ارزش بالایی است اما متأسفانه به دلیل نداشتن یک روش استاندارد و یکنواخت ارزیابی نمیتوان نتایج حاصل پروژههای مختلف را در نقاط مختلف با شرایط اکولوژیک متفاوت مقایسه نمود و بنابراین نتایج حاصل از اجرای این پروژهها در سطح محلی باقیمانده و امکان استفاده از آن میسر نبوده در حالیکه ممکن است این پروژهی حفاظت آب و خاک یکی از انواع موفق حفاظت آب و خاک باشد.
با توجه به کمبود موجود در سطح بینالمللی برنامهی WOCAT در سال 1992 توسط انجمن جهانی حفاظت آب و خاک پیشنهاد و مصوب شد. برنامهی بررسی جهانی راهکارها و فنآوریهای حفاظت[4] یا WOCAT، یک شبکهی جهانی از همکاری مؤسساتی است که از سال 1992 برای جمعآوری و استانداردسازی اطلاعات با جمعآوری نمودن، تشریح و ساختن دادههای قابل استفاده از نمونههای موفق فنآوریها و راهکارهای حفاظت آب و خاک جهان میباشد. این روش کار متناسب با نیازهای فردی متخصصان و مؤسسات مختلف در مقیاسهای گوناگون از محلی تا ملی، منطقهای و قارهای، و به منظور کسب و کامل نمودن تجربیات با ارزش متخصصان حفاظت آب و خاک طراحی شده است. این روش کار برای متخصصان و دانشمندان حفاظت آب و خاک این امکان را به وجود میآورد که دانستههای حاصل از پروژههای خود را با یکدیگر تقسیم نموده و دانش خود را افزایش و از آنها در تحقیقات خود استفاده و در شکلگیری بهترین تصمیمات در سطح مزرعه و در سطوح بالاتر یکدیگر را یاری کنند (رحیمی، 1389).
WOCAT مناسبترین روش دستیابی به یک سیستم مدیریت اطلاعات به خوبی آزمایش شده (IMS[5]) شامل یک استاندارد برای جمعآوری، ذخیره، تجزیه و تحلیل آزمایشهای حفاظت آب و خاک، و به طور همزمان، یک چهارچوب برای ارزیابی، پایش و مبادلهی اقدامات حفاظت آب و خاک را به وجود آورده است (رحیمی، 1389).
1-2- تعاریف و اصطلاحات
1-2-2- آبخیزداری
آبخیزداری عبارت است از مدیریت و بهرهبرداری هماهنگ، یکپارچه و قانونمند از منابع طبیعی، کشاورزی، انسانی و اقتصادی یک آبخیز به گونهای که منابع آب و خاک کاملاً حفظ گردیده و دچار تبعات منفی نگردد (ضیائی، 1380).
آبخیز عبارت است از مساحتی از سطح زمین که اطراف آن را ارتفاعات در برگرفته و رواناب حاصل از نزولات جوی بر روی این سطح در پستترین نقطه متمرکز شده و از آن خارج میگردد (ضیائی، 1380).
1-2-3- اقدامات[6]
عناصر یا اجزای فنآوریهای[7] حفاظت آب و خاک هستند (لینیگر، 2008).
1-2-4- ارزیابی
ارزیابی فعالیتی است بعد از اجرا (رحیمی، 1389؛ به نقل از ایمبودن[8]، 1987). ارزیابی نتیجه بررسی و جمعآوری دادهها دربارهی پژوهش خاص، برنامه یا یک سازمان میباشد (رحیمی، 1389؛ به نقل از اسنیدر[9] 1981).
1-2-5- فنآوری[10]
شامل یک یا چند اقدام[11] برای جلوگیری یا کاهش تخریب اراضی به منظور افزایش تولید و درآمد و افزایش امید به زندگی در سکنهی آبخیزها صورت میگیرد. به عنوان مثال سکوبندی[12] یک فنآوری است و شامل چند نوع اقدام[13] میباشد که عبارتند از اقدامات سازهای[14]، اقدامات گیاهی[15] نظیر کشت گیاهان مختلف زراعی، باغی، و یا مرتعی بر روی سکو و اقدامات کشاورزی[16] نظیر شخم زدن روی خطوط تراز است. این فنآوری بر حسب اقلیم (خشک، نیمهخشک، نیمهمرطوب، مرطوب)، نوع کاربری اراضی (زراعت سالانه، زراعت دائمی، چراگاه، جنگل، معدن، و ...)، نوع تخریب (فرسایش آبی، فرسایش بادی، تخریب شیمیایی، تخریب فیزیکی، تخریب پوشش گیاهی، سازهای، مدیریت) و نوع دخالت (پیشگیری، کاهش، احیا) صورت میپذیرد (لینیگر، 2008).
1-2-6- فنآوریهای حفاظت آب و خاک[17]
عبارت است از یک یا چند اقدام حفاظتی برای جلوگیری و کاهش فرسایش و افزایش تولیدات در زمین که این اقدامات در 4 دسته، به شرح زیر طبقهبندی میشود (لینیگر، 2008).
الف: اقدامات زراعی[18]
اقدامات زراعی، به عنوان مثال، کشاورزی حفاظتی، کود/کمپوست، کشت روی خطوط تراز، مالچپاشی، مخلوطی از انواع کشت زراعی و ... ، را شامل میشود.
- این اقدامات معمولاً مربوط به محصولات یک ساله هستند.
- در یک دورهی رشد و یا در یک فصل تکرار میشوند.
- طول عمر کوتاهی دارند و دائمی نیستند.
- به صورت موضعی اجرا نمیشوند.
- منجر به تغییر در نیمرخ شیب نمیشوند.
- به طور معمول مستقل از شیب هستند.
ب: اقدامات پوشش گیاهی[19]
اقدامات پوشش گیاهی، مانند کشت گیاهان بر روی خطوط تراز، و بادشکن، میباشد.
- بادشکن، درختکاری، ایجاد حصار، کشاورزی و... .
- معمولاً به کشت گراسهای پایا، بوتهها و درختها گفته میشود.
- معمولاً طول عمر پایدار و طولانی مدتی دارند.
- اغلب منجر به تغییر در نیمرخ شیب میشوند.
- اغلب در مساحتهای بین خطوط تراز و در یک ردیف، و یا مخالف باد کاشته میشوند.
ج: اقدامات سازهای[20]
اقدامات سازهای، مانند ایجاد تراس، بانکت، و پشتههای خاکی، میباشد.
- منجر به تغییر در نیمرخ شیب میشوند.
- عمردائمی و یا طولانی مدتی دارند.
- در ابتدا برای کنترل رواناب، سرعت باد و فرسایش به کار برده میشوند.
- در ابتدای کار نیاز به نهادههای زیادی نظیر نیروی کار، پول، و ... هستند.
- معمولاً بر روی خطوط تراز و یا عمود بر جهت باد تعبیه میگردند.
- فاصلهی بین آنها بر اساس تندی شیب اجرا میشود.
- این سازهها از چوب، سنگ، بتون و سیمان یا فلز تهیه میشود.
Abstract:
فهرست پایان نامه ارزیابی اقدامات حفاظت آب و خاک با استفاده از روش جهانی WOCAT )مطالعه ی موردی حوزه ی آبخیز لپویی (فارس) (
فهرست:
چکیدهی فارسی................................................................................................................................................ 1
فصل اول: کلیات
1-1- مقدمه....................................................................................................................................................... 4
1-2- تعاریف و اصطلاحات6
1-2-2- آبخیزداری......................................................................................................................................... 6
1-2-3- اقدامات............................................................................................................................................... 7
1-2-4- ارزیابی................................................................................................................................................ 7
1-2-5- فنآوری.............................................................................................................................................. 7
1-2-6- فنآوریهای حفاظت آب و خاک .............................................................................................. 8
1-2-7- راهکارهای حفاظت آب و خاک .................................................................................................. 10
1-2-8- مدیریت پایدار زمین....................................................................................................................... 10
1-2-9- حفاظت آب و خاک........................................................................................................................ 11
1-2-10- تخریب زمین................................................................................................................................. 11
1-2-11- تخریب فیزیکی............................................................................................................................. 12
1-2-12- مرحلهی پیشگیری....................................................................................................................... 12
1-2-13- مرحلهی کاهش............................................................................................................................ 12
1-2-14- مرحلهی احیاء............................................................................................................................... 13
1-2-15- کاربری اراضی................................................................................................................................ 13
1-2-16- کاربران اراضی................................................................................................................................ 13
1-12-17- طول دورهی رشد ..................................................................................................................... 14
1-2-18- گروههای فنآوری حفاظت آب و خاک.................................................................................. 14
1-2-18-1- کشاورزی حفاظتی.................................................................................................................. 14
1-2-18-2- کود/ کمپوست (اصولاً اقدامات زراعی)............................................................................. 14
1-2-18-3- نوارها/ پوشش گیاهی (اصولاً اقدامات گیاهی)............................................................... 14
1-2-18-4- تلفیق جنگل با زراعت........................................................................................................... 15
1-2-18-5- جمعآوری آب (سازه با گیاهی).......................................................................................... 15
1-2-18-6- کنترل خندق (ترکیبات سازهای با گیاهی)..................................................................... 15
1-2-18-7- تراس/سکوها (سازهای، اما اغلب ترکیب شده با گیاهی و یا زراعی)........................ 15
1-2-18-8- مدیریت مراتع (اقدامات مدیریتی با ترکیب اقدامات گیاهی و زراعی).................... 16
1-2-18-9- دیگر فنآوریها....................................................................................................................... 16
1-3- ضرورت انجام تحقیق........................................................................................................................... 16
1-4- اهداف تحقیق........................................................................................................................................ 18
1-5- سؤالات تحقیق...................................................................................................................................... 19
1-6- فرضیات تحقیق..................................................................................................................................... 19
فصل دوم: پیشینهی تحقیق
2-1- تعریف برنامهی جهانی راهکارها و فنآوریهای حفاظت آب و خاک (WOCAT).............. 21
2-1-1- پرسشنامهی WOCAT.................................................................................................................. 21
2-2- مطالعات داخلی22
2-3- تحقیقات و مطالعات خارجی............................................................................................................. 25
فصل سوم: مواد و روشها
3-1- معرفی منطقهی مورد مطالعه............................................................................................................ 29
2-3- روش تحقیق.......................................................................................................................................... 30
فصل چهارم: نتایج
4-1- فعالیتهای آبخیزداری صورت گرفته در محدودهی حوزهی آبخیز لپویی .......................... 36
4-2- کاربری اراضی قبل از حفاظت.......................................................................................................... 38
4-3- کاربری اراضی بعد از حفاظت .......................................................................................................... 39
4-4- نوع تخریب............................................................................................................................................. 40
4-5- مراحل مداخله....................................................................................................................................... 41
4-6- محیط طبیعی........................................................................................................................................ 42
4-6-1- نوع اقلیم............................................................................................................................................ 42
4-6-2- شیب................................................................................................................................................... 43
4-6-3- مواد آلی خاک.................................................................................................................................. 44
4-7- محیط انسانی (وضعیت معیشت)..................................................................................................... 45
4-7-1- جهات تولید...................................................................................................................................... 45
4-7-2- تولیدات.............................................................................................................................................. 46
4-8- تأثیرات اکولوژیکی بهبود عملکرد سیستم آب و زمین............................................................. 48
4-8-1- کاهش تلفات خاک......................................................................................................................... 50
4-8-2- بهبود پوشش خاک......................................................................................................................... 52
4-8-3- افزایش حاصلخیزی خاک............................................................................................................. 53
4-9- تجزیه و تحلیل...................................................................................................................................... 65
فصل پنجم: نتیجهگیری و پیشنهادها
5-1- کاربری اراضی قبل از حفاظت.......................................................................................................... 67
5-2- کاربری اراضی بعد از حفاظت .......................................................................................................... 68
5-3- نوع تخریب............................................................................................................................................. 69
5-4- مراحل مداخله....................................................................................................................................... 70
5-5- محیط طبیعی........................................................................................................................................ 72
5-5-1- نوع اقلیم............................................................................................................................................ 72
5-5-2- شیب................................................................................................................................................... 74
5-5-3- مواد آلی خاک.................................................................................................................................. 75
5-6- محیط انسانی (وضعیت معیشت)..................................................................................................... 77
5-6-1- جهات تولید....................................................................................................................................... 77
5-6-2 تولیدات................................................................................................................................................. 78
5-6-2-1- تولید علوفه.................................................................................................................................. 78
5-7- تأثیرات اکولوژیکی................................................................................................................................ 80
5-7-1- بهبود عملکرد سیستم آب و زمین............................................................................................ 80
5-7-2- کاهش تلفات خاک......................................................................................................................... 82
5-7-3- بهبود پوشش خاک......................................................................................................................... 84
5-7-4- افزایش حاصلخیزی خاک............................................................................................................. 85
5-8- نتیجهگیری............................................................................................................................................. 87
5-9- پیشنهادها............................................................................................................................................... 94
منابع
منابع فارسی....................................................................................................................................................... 96
منابع انگلیسی.................................................................................................................................................... 97
پیوستها............................................................................................................................................................. 99
چکیدهی انگلیسی............................................................................................................................................ 126
منبع:
دهقان، ع.، 1363، فرسایش خاک در ایران و لزوم جلوگیری از آن، مجلهی زیتون، شمارهی 41، ص 41-36.
رحیمی، م.، 1389، بررسی کاربرد برنامهی WOCAT در ارزیابی اقدامات حفاظت آب و خاک در استان فارس، پایاننامهی کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، ص202.
سلیمانپور، س. م.، شعربافی، آ. و ذوالفقاری. م.، 1392، ارزیابی و مقایسهی فعالیتهای بیولوژیک و سازهای با استفاده از برنامهی WOCAT (مطالعهی موردی: روستای شیبجدول واقع در جنوب غرب شیراز)، مجموعه مقالات نهمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، یزد.
سیاهی اتابکی، ف.، 1382، ارزیابی اقدامات آبخیزداری انجام شده در حوزهی آبخیز سد درودزن استان فارس با استفاده از برنامهی WOCAT، پایاننامهی کارشناسی ارشد، دانشکدهی کشاورزی دانشگاه شیراز، ص93.
شعربافی، آ. و سلیمانپور، س. م.، 1391، ارزیابی اقدامات حفاظت آب و خاک توسط برنامهی WOCAT در حوزه آبخیز آینهقری روستای شیب جدول استان فارس، مجموعه مقالات هشتمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، خرمآباد.
صوفی، م.، 1383، فرآیند ایجاد خندق و نرخ رشد آن در لامرد و علامرودشت. گزارش نهایی طرحهای تحقیقاتی وزارت جهاد کشاورزی، سازمان تحقیقات و آموزش کشاورزی، پژوهشکدهی حفاظت خاک و آبخیزداری، شمارهی ثبت 702/83، ص99.
ضیائی، ح.، 1380، اصول مهندسی آبخیزداری، انتشارات آستان قدس رضوی، ص 542.
فراشی، ا. و غفاری، گ.، 1388، ارزیابی اثرات زیست محیطی طرحهای آبخیزداری (مطالعهی موردی: حوزههای آبخیز شمال و جنوب زنجان)، مجموعه مقالات پنجمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، مدیریت طبیعی بلایای طبیعی، ص6.
مهدوی، ح. و گلپایگانی، ف.، 1388، ارزیابی اقتصادی اجتماعی آبخوان چنداب، مجموعه مقالات پنجمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، مدیریت پایدار بلایای طبیعی، ص13.