کمی‌سازی اجمالی تعمیم یافته خسارت فرسایش خاک ناشی از هدررفت پتاسیم و فسفر در آبخیزهای رده دوم ایران

 مقدمه: جمعیت جهان با سرعت بی‌سابقه‌ای در حال رشد است، انتظار می‌رود که تقاضا برای غذا در دهه‌های آینده به طرز چشمگیری افزایش یابد که فشار زیادی را بر بخش کشاورزی وارد می‌کند. در این راستا کشورهای درحال‌توسعه ناگزیر به استفاده از کودهای شیمیایی شده‌اند. لذا نهاده‌های شیمیایی غالباً در قالب استفاده نامناسب و نامتناسب از کودهای شیمیایی اثرهای زیان‌باری بر محیط اطراف می‌گذارد که از آن جمله می‌توان به تخریب منابع آب ‎و خاک، آلودگی هوا و فرسایش خاک اشاره کرد. فرسایش خاک و هدررفت عناصر غذایی تحت تاثیر آن، یکی از مهم ترین چالش‌ها در تامین پایدار نیازهای انسانی در طول زمان بیان شده است. ایران نیز با قرارگیری در اقلیم مدیترانه ای و برخورداری از اراضی حساس به فرسایش شاهد فرسایش خاک و هدررفت منابع غذایی است. از طرفی دیگر هدررفت منابع غذایی خاک سبب کاهش تولیدات زراعی و افزایش هزینه تولید و در نتیجه تخریب خاک شده است.  مواد و روش‌ها: در این پژوهش سعی شده است میزان هزینه ناشی از جایگزینی مواد غذایی هدررفته در کاربری‌های مختلف، مورد ارزیابی قرار گیرد. بر این اساس ابتدا مطالعات پیشین فرسایش خاک در حوزه‌های مختلف ایران گردآوری شد. سپس میزان فرسایش در کاربری‌های مختلف و هم‌چنین میزان فسفر و پتاسیم موجود در هر کیلوگرم خاک فرسایش یافته تعیین شد. نقشه کاربری اراضی ایران نیز از خروجی قابل تهیهsentinel-2  با دقت مکانی 10 متر برای سال 2021 استفاده شد. درنهایت با استفاده از روش هزینه جایگزین و بر اساس قیمت عناصر مذکور، میزان هزینه فرسایش در آبخیزهای رده دوم کشور برآورد شد. نتایج و بحث: ارزیابی کمی عناصر از دست‌رفته در کاربری‌های مرتع، زراعی و جنگل نشان داد که اراضی جنگلی بیش‎ترین میزان متوسط هدررفت پتاسیم و فسفر به ترتیب با مقدار 364.98 و 16.30 میلی‌گرم در کیلوگرم را داشته است. طبق نتایج این پژوهش حوزه آبخیز تالش-تالاب انزلی به ترتیب با 2943.90 و 61591.40 میلیارد ریال کم‎ترین هزینه جایگزینی فسفر و پتاسیم و آبخیز کویر مرکزی به ترتیب با 413188.79 و 8644609.73 میلیارد ریال بیش‎ترین هزینه جایگزینی فسفر و پتاسیم در کاربری مرتع را دارند. در کاربری زراعی نیز حوزه آبخیز بلوچستان جنوبی با 41.08 و 994.02 کم‎ترین و دریاچه نمک با 48419.64 و 445310.93 میلیارد ریال بیش‎ترین هزینه جایگزینی فسفر و پتاسیم را به خود اختصاص داده اند. در آبخیزهای دارای جنگل نیز آبخیز اترک با 55.42 و 1240.84 میلیارد ریال کم‎ترین و آبخیز هراز و قره سو با 7277.60 و 162955.71 میلیارد ریال بیش‎ترین هزینه جایگزینی فسفر و پتاسیم را به خود اختصاص داده‎اند. به لحاظ هزینه‌های جایگزین نیز به‌طور متوسط آبخیز تالش- تالاب انزلی با 234114 و آبخیز کویر مرکزی با 9299886 میلیارد ریال کم‎ترین و بیش‎ترین هزینه را به خود اختصاص داده اند. علاوه بر این هزینه‌های جایگزین عناصر فسفر و پتاسیم در اراضی مرتعی 60319513، در اراضی زراعی 3808598 و در اراضی جنگلی 557882 میلیارد ریال برآورد شد.  نتیجه‌گیری: همان‌طور که نتایج پژوهش نشان داد فقط هدررفت دو عنصر فسفر و پتاسیم می‌تواند خسارت های اقتصادی زیادی به‌صورت مستقیم و غیرمستقیم در حوزه‎های آبخیز اصلی کشور در پی داشته باشد. حال اینکه خاک غنی از سایر مواد مغذی، عناصر حیات و موجودات زنده است که هزینه های جایگزینی آن برای کشور غیرقابل جبران خواهد بود. لذا ضروری است در پژوهش‌های آتی خسارت ناشی از هدررفت سایر عناصر و هم‌چنین میزان فرسایش بادی را برای درک بهتر خسارت وارده به کشور تحت تاثیر فرسایش مورد ارزیابی قرار داد. هم‌چنین در برآورد ارزش نگهداری خاک با رویکرد هزینه جایگزین باید هزینه نیروی کار برای کودپاشی و هزینه بازسازی و نوسازی خسارت‌های ناشی از فرسایش خاک نیز در محاسبات منظور شود. بدیهی است با احتساب چنین مولفه‌هایی رقم‌های یادشده افزایش چشمگیری می‌یابند و ارزش منابع از لحاظ حفظ حاصلخیزی خاک را بیش از پیش محرز می‎نماید.

generalized reconnaissance quantification of soil erosion damage due to potassium and phosphorus loss in second-order watersheds of iran

 introduction: the population of the world is growing at an unprecedented rate, and the demand for food is expected to increase dramatically in the coming decades, placing enormous pressure on the agricultural sector. in this regard, developing countries are forced to use more chemical fertilizers. however, chemical inputs often have harmful effects on the surrounding environment due to their improper and disproportionate use in the form of chemical fertilizers. these effects include the degradation of water and soil resources, air pollution, and soil erosion. soil erosion and loss of nutrients under its influence are some of the most critical concerns in the sustainable provision of human needs over time. in this regard, iran, located in the mediterranean climate and with lands sensitive to erosion, is witnessing soil erosion and the depletion of food resources. on the other hand, the loss of nutrient resources in the soil has caused a decrease in agricultural production and an increase in the cost of production, resulting in the degradation of the soil.materials and methods: in this research, we evaluated the cost of replacing lost nutrients in different land-uses. we collected previous soil erosion studies in different areas of iran and determined the amount of erosion in different land-uses as well as the amount of phosphorus and potassium in each kilogram of eroded soil. we used iran’s land-use map from sentinel-2 products in 2021 which has a spatial accuracy of 10 meters. finally, we estimated the cost of soil erosion in the second-order watersheds of iran using the alternative cost method based on the price of the mentioned elements.results and discussion: quantitative evaluation of lost elements in rangeland, agricultural and forest land-uses showed that forest lands had the highest mean amount of potassium and phosphorus losses, at 364.98 and 16.30 mg kg-1, respectively. additionally, the talesh-anzali wetland watershed has the lowest replacement cost for phosphorus and potassium, at 2943.90 and 61591.40 billion rials, respectively, and the central desert watershed, with the main land-use of rangeland, has the highest replenishment cost at 413188.79 and 8644609.73 billion rials, respectively. in terms of agricultural land-use, the south baluchistan watershed has the lowest phosphorus and potassium replacement cost, at 41.08 and 994.02 and the salt lake watershed has the highest, at 48419.64 and 445.310 billion rials, respectively. in watersheds with forests, the atrak watershed has the lowest cost, at 55.42 and 1240.84 billion rials, and the haraz and qarasu watersheds have the highest replacement costs for phosphorus and potassium, at 7277.60 and 162955.71 billion rials. regarding alternative costs, the talesh-anzali wetland watershed, with 234,114, and the central desert watershed, with 9,299,886 billion rials, have the lowest and highest costs, respectively. in addition, the replacement costs of phosphorus and potassium elements in rangelands were estimated at about 60319513, in agricultural lands at 3808598, and in forest lands at 557882 billion rials.conclusion: as the research results showed, only the loss of two elements, phosphorus, and potassium, can cause direct and indirect economic losses. at the same time, the soil is rich in other vital nutrients and living organisms, whose replacement costs will be irreparable for iran. therefore, it is necessary to evaluate the damage caused by the loss of other elements and the amount of wind erosion in future research to better understand the damage caused to the country under the influence of soil erosion. in addition, in estimating the value of soil maintenance with the alternative cost approach, the cost of labor for spraying fertilizer and the cost of reconstruction and renovation of damage caused by soil erosion should also be included in the calculations. considering such components, the mentioned figures will increase significantly, and the value of resources in maintaining soil fertility will be further confirmed.