تغییرات زمانی و مکانی فرسایندگی باران با اِعمال ضریب اصلاحی پوشش برف در بخش ایرانی آبخیز دریای خزر

مقدمه و هدف آگاهی از الگوی تغییرات مکانی و زمانی فرسایندگی باران برای بهبود برآوردهای فرسایش خاک به‌ویژه با در نظر گرفتن پوشش برف در ماه‌های مختلف ضروری است. در آبخیز دریای خزر به‌دلیل فاصله‌ی کم بین مناطق کوهستانی و جلگه‌ی پرباران، برآورد عامل فرسایندگی باران بدون اِعمال ضریب‌های اصلاحی پوشش برف صحت و دقت لازم را ندارد. بر این اساس این پژوهش با هدف بررسی تغییرات زمانی و مکانی عامل فرسایندگی باران با اِعمال ضریب اصلاحی پوشش برف در بخش ایرانی بزرگ آبخیز دریای خزر برنامه‌ریزی شد. مواد و روش‌ها برای تعیین عامل فرسایندگی باران ماهانه، فصلی و سالانه، داده‌های بارندگی ماهانه‌ی 56 ایستگاه همدید (سینوپتیک) بزرگ آبخیز دریای خزر از سازمان هواشناسی کشور و سال‌نامه‌های آماری با دوره‌ی مشترک آماری 25-20 ساله (1399-1375) جمع‌‌آوری شد. در نتیجه لایه‌ی فرسایندگی باران در پایه‌های زمانی مختلف با استفاده از روش‌ زمین آماری کوکریجینگ با متغیر کمکی بلندی از سطح دریا با ریشه‌ی میانگین مربعات خطا (rmse) کمتر به‌عنوان معمول‌ترین شاخص ارزیابی و انتخاب روش بهینه استفاده شد. سپس لایه‌ی پوشش برف ماهانه از محصول mod10cm تهیه و نقشه‌ی فرسایندگی باران اصلاح شد. نتایج و بحث براساس نتایج، اندازه‌ی میانگین عامل فرسایندگی باران سالانه در بخش ایرانی آبخیز دریای خزر برابر با 254/61 مگاژول میلی‌متر بر هکتار ساعت به‌دست آمد، در حالی‌که با اِعمال ضریب اصلاحی پوشش برف، فرسایندگی باران سالانه به 210/53 مگاژول میلی‌متر بر هکتار ساعت کاهش یافت. هم‌چنین ایستگاه‌های همدید بندرانزلی و منجیل به‌ترتیب بیشترین و کمترین اندازه میانگین عامل فرسایندگی باران سالانه (به‌ترتیب 749/30 و 162/87 مگاژول میلی‌متر بر هکتار ساعت) را داشتند. افزون بر این بیشترین اندازه‌های میانگین فرسایندگی باران ماهانه با اِعمال ضریب اصلاحی پوشش برف در آوریل، اکتبر و نوامبر به‌ترتیب برابر با 27/27، 25/81، 25/56 مگاژول میلی‌متر بر هکتار ساعت مشاهده شد. از طرفی 12/81% از مساحت منطقه‌ی مطالعه شده در طبقه‌های متوسط تا خیلی‌زیاد فرسایندگی باران در بخش شمالی بزرگ آبخیز دریای خزر بود، که می‌تواند در اولویت‌بندی مناطق مختلف برای انجام اقدام‌های حفاظتی به‌منظور کاهش اثر عامل فرسایندگی باران بر اندازه‌ی فرسایش خاک و تولید رسوب استفاده شود. نتیجه‌گیری و پیشنهادها براساس نتایج این پژوهش می‌توان گفت که نوسان فرسایندگی باران در ماه‌ها و فصل‌های مختلف نیز متاثر از توزیع زمانی بارش در طول سال است. بنابراین بیشترین اندازه‌های فرسایندگی باران در اکثر مناطق مطالعه شده مطابق با زمان‌های اصلی فعالیت‌های کشاورزی (کاشت و برداشت محصولات) است و زمان‌های بحرانی برای فرسایش خاک به‌شمار می‌روند. نتایج بررسی الگوی مکانی فرسایندگی باران در بخش ایرانی بزرگ آبخیز دریای خزر نشان ‌داد که  تغییرات نسبی زیادی بین مناطق مختلف از جلگه تا بخش‌های بلند است. این الگو اگرچه تا حدی منطبق بر الگوی تغییرات اقلیمی از مناطق خشک‌تر و کم‌باران‌‌تر به مناطق مرطوب‌تر و پرباران‌تر است، اما نوع نزولات جوی و به‌طور ویژه برف در مناطق بلند باعث کاهش فرسایندگی باران در این مناطق شده است. بنابراین در این پژوهش ارزیابی زمانی فرسایندگی باران با اِعمال ضریب اصلاحی پوشش برف در آن، با زمان‌بندی حضور و تراکم پوشش‌گیاهی در سطح خاک نتایج قابل استنادتری برای استفاده‌ی مدیران و برنامه‌ریزان آمایش سرزمین به‌ویژه در بخش کشاورزی برای انتخاب نوع محصولات مناسب برای هر منطقه خواهد داشت.

spatiotemporal variations of the rainfall erosivity with considering snow cover correction coefficient in the iranian part of the caspian sea basin

introduction and objectiveawareness of the pattern of spatial and temporal variations of the rainfall erosivity is essential for improving soil erosion estimates, especially considering snow cover in different months. in the caspian sea basin, due to the low distance between mountain regions and rainy plain, estimation of rainfall erosivity factor without considering snow cover correction coefficients is associated with a significant uncertainty. accordingly, the current study aims to analyze the spatiotemporal variations of the rainfall erosivity factor with considering snow cover correction coefficient in the iranian part of the caspian sea basin.materials and methods to prepare monthly, seasonal and annual rainfall erosivity factor, monthly rainfall data of 56 synoptic stations of the caspian sea basin were obtained from the national meteorological organization and statistical yearbooks with a common statistical period of 20-25 years (1996-2020). as a result, the rain erosive layer in different time bases using co-kriging geostatistical method with auxiliary variable of height above sea level with less root mean square error (rmse) was used as the most common evaluation index and selection of the optimal method. then the monthly snow cover layer was prepared from mod10cm product and the rainfall erosivity for each month was modified.results and discussion based on the results, the average annual rainfall erosivity factor of the iranian part of the caspian sea basin was 254.61 (mj mm ha-1 hr-1), while by considering the snow cover correction coefficient, the rainfall erosivity value was redused to 210.53 (mj mm ha-1 hr-1). also, bandar anzali and manjil synoptic stations have the highest and lowest values of the average annual rainfall erosivity factor equal to 749.30 and 162.87 (mj mm ha-1 hr-1), respectively. in addition, after considering the snow cover correction coefficient, the highest monthly rainfall erosivity values of 27.27, 25.81 and, 25.56 mj mm ha-1 hr-1 were observed in april, october and, november, respectively. on the other hand, 12.81% of the studied area is in the medium to very high levels of rainfall erosivity in the northern part of the caspian sea basin, which can be used to prioritize different areas in order to carry out conservation measures to reduce the effect of the rainfall erosivity factor on the amount of soil erosion and sediment yield were used.conclusion and suggestions  based on the results of the current research, it can be stated that the fluctuation of rainfall erosivity in different months and seasons is also affected by the rainfall time distribution throughout the year. therefore, the maximum amounts of rainfall erosivity in most of the studied areas correspond to the main times of agricultural activities, i.e. planting and harvesting, which are critical times for soil erosion. investigating the spatial pattern of rainfall erosivity in the iranian part of the caspian sea basin shows many relative changes between different regions from the plains to the highlands. although this pattern is somewhat consistent with the pattern of climate changes from drier and less rainy areas to wetter and morerainy areas, the type of precipitation and especially snow in high areas has reduced the rainfall erosivity in these areas. therefore, the temporal evaluation of rainfall erosivity resulting from the current research, in which the snow cover correction coefficient is applied, with the timing of the presence and density of vegetation on the soil surface, provides more reliable results for land management managers and planners, especially in the agricultural sector, to choose the right type of crops for each will place the area.