نقش اقدامات زیستی بر فرآیند فرسایش خاک با استفاده از مدل invest در حوزه آبخیز شارقنج، خراسان جنوبی

مقدمه و هدف پژوهش: امروزه بوم‌سازگان‌ها نقش بی بدیلی در تامین نیازهای انسانی و ارائه خدمات متنوع به ذی‌نفعان خود برعهده دارند. اما بروز پدیده‌های متعدد از جمله افزایش جمعیت و افزایش تقاضا برای رفع نیازهای انسانی، خدمات بوم‌سازگان (es) را با مشکل مواجه ساخته است. از این رو، تخریب زمین یک مسئله مهم محیط‌زیستی است که تحت‌تاثیر عناصر و عوامل مختلفی قرار دارد. برهمین‌اساس اقدامات مدیریتی و حفاظتی و استقرار پوشش گیاهی در یک آبخیز می‌تواند نقش ارزشمندی در حفاظت خاک و جلوگیری از فرسایش ایفا نماید. لذا در این پژوهش سعی شده است نقش عملیات زیستی و مدیریتی حوزه آبخیز شارقنج خراسان جنوبی بر فرسایش خاک در شدت های مختلف بارندگی مورد ارزیابی قرار گیرد.روش‌ پژوهش: حوزه آبخیز شارقنج با مساحت 94.87 کیلومترمربع در شهرستان بیرجند استان خراسان جنوبی واقع شده است. میانگین بارندگی سالیانه آبخیز نیز حدود 210 میلی متر است. حوزه آبخیز شارقنج به دلیل دارا بودن شیب زیاد در قسمت شرق و جنوب شرق، قرارگیری مناطق مسکونی و اراضی باغی در حریم و بستر رودخانه و رژیم بارشی شدید در بهار از پتانسیل سیل خیزی خوبی برخوردار است. برای ارزیابی نقش عملیات اصلاحی زیستی بر فرآیند فرسایش خاک در حوزه آبخیز مطالعاتی از مدل invest استفاده شد. برای آماده‌سازی ورودی‌های مدل از داده‌های بارندگی سالیانه ایستگاه‌های قائن، بیرجند، موسویه و منصورآباد برای دوره زمانی 1381 تا 1399 و برای دوره بازگشت های 2، 5، 10 و 50 سال استفاده شد. در ادامه عامل‌های فرسایندگی باران، فرسایش‌پذیری خاک، مدیریت پوشش و عامل حفاظت زمین تعیین شد.یافته های پژوهش: بیشینه مقادیر شاخص فرسایندگی باران در دوره بازگشت های 2، 5، 10 و 50 سال به ترتیب 47.08، 63.68، 85.01 و 98.94 و کمینه این عامل در همان دوره بازگشت ها به ترتیب 42.88، 56.68، 74.47 و 85.85 مگاژول در میلی‌متر بر هکتار بر ساعت تعیین شد. هم‌چنین مقدار رسوب تولیدشده در دوره بازگشت‌های 2، 5، 10 و 50 سال به ترتیب 6699.27، 9024.56، 17452.27 و 20862.30 تن بوده که بعد از اعمال سناریوی مدیریتی به ترتیب به 6439.39، 8668.37، 16892.94 و 17390.87 تن کاهش یافته است. نتایج به دست آمده بر کاهش 3.9، 3.9، 3.2 و 1.7 درصد به ترتیب برای دوره بازگشت‌های 2، 5، 10 و 50 سال دلالت دارد.نتیجه‌گیری: در این پژوهش نقش مدیریت زیستی در کنترل فرسایش و رسوب در سطح حوزه آبخیز شارقنج در دوره بازگشت های مختلف بارندگی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج پژوهش حاکی از آن است که با افزایش شدت بارندگی، در کاربری فعلی، میزان فرسایش و رسوب افزایش یافته است اما با اعمال سناریوهای مدیریتی در سطح زیرآبخیزهای مختلف، فرسایش و رسوب در دوره بازگشت های مختلف بارندگی، کمی کاهش یافته است. با توجه به این‌که شدت بارندگی در منطقه نقش مهمی در ایجاد فرسایش ایفا می کند و اثر آن با ترکیب اراضی شیب دار تشدید می‌شود، استفاده اصولی و متناسب با توان اراضی، می تواند نقشی موثری در پیش-گیری از تخریب زمین داشته باشد. لذا رهیافت های این پژوهش می تواند برای ارائه الگوی مدیریتی مناسب برای مدیران، بهره برداران و ذی نفعان حوزه های آبخیز سودبخش باشد.

role of biological measures in soil erosion processes using invest model in the sharghong watershed, south khorasan, iran

introduction and aim: ecosystems nowadays play a unique role in meeting human demands and offering a variety of services to their stakeholders. however, occurrence of various happening, including population increase and rising demand for basic human requirements, have created problems for ecosystem services (es). as a result, land degradation is a significant environmental issue that is impacted by a variety of elements and factors. soil conservation and erosion prevention can benefit from management and conservation measures, as well as the development of plant cover in a watershed. therefore, an effort has been made in this study to assess how the sharghong watershed in southern khorasan, iran, and its biological and management activities affect soil erosion at various rainfall intensities. method: the sharghong watershed, with an area of 94.87 km2, is located in birjand township, south khorasan province, iran. the mean annual precipitation in the watershed is approximately 210 mm. due to its steep slopes in the eastern and southeastern parts, the presence of residential areas and barberry orchards in the floodplain, and intense precipitation in the spring, the sharghong watershed has a good potential for flooding. for evaluating. the role of biological restoration operations in soil erosion processes in study watershed invest model was used. annual precipitation data from the qaen, birjand, mousavieh, and mansourabad stations were utilized for the period between 2002 and 2020, with return periods of 2, 5, 10, and 50 years, to generate the inputs for the invest model. the erosivity, erodibility, crop management and land maintenance factor were then determined. results: the maximum rainfall erosivity index (r) values for return periods of 2, 5, 10, and 50 years were 47.08, 63.68, 85.01, and 98.94 mj mm ha-1h-1, respectively. the minimum values of r for the same return periods were 42.88, 56.68, 74.47, and 85.85 mj mm ha-1h-1, respectively. the annual sediment yield for return periods of 2, 5, 10, and 50 years were 6699.27, 9024.56, 17452.27, and 20862.30 t, respectively. following the implementation of the management scenario in different sub-watersheds, sediment yield reached 6439.39, 8668.37, 16892.94, and 17390.87 t, respectively. the obtained results indicated reductions of 3.9, 3.9, 3.2, and 1.7%, respectively, for return periods of 2, 5, 10, and 50 years. conclusion: in this research, the role of biological management in controlling erosion and sedimentation in the sharghonj watershed during the different return periods of rainfall has been evaluated. the results of the research indicate that with the increase in the intensity of rainfall, in the current land use, the amount of erosion and sedimentation has increased, but with the application of management scenarios at the level of different sub-catchment, erosion and sedimentation has slightly decreased during the different return periods of rainfall. due to the fact that the intensity of rainfall in the region plays an important role in creating erosion and its effect is intensified by the combination of sloping lands, the principled use of land in accordance with its potential can play an effective role in preventing land degradation. therefore, the approaches of this research can be beneficial for providing a suitable management model for managers, operators and beneficiaries of watersheds.