بررسی تاثیر سامانه‌های هلالی آبگیر در افزایش رطوبت خاک (مطالعه موردی: بخشی از منطقه مانشت و قلارنگ)

مقدمه: کاهش منابع آب در مناطق جنگلی، به‌ویژه در نواحی حفاظت‌شده، یکی از مسائل مهم زیست‌محیطی است که نیازمند ارائه راه‌کارهای مدیریتی نوین می‌باشد. در این راستا، استفاده از سامانه‌های مدیریت آب مانند سطوح هلالی آبگیر برای بهبود نفوذ رواناب و افزایش ذخیره رطوبت خاک، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در تحقیق حاضر، اثرات این سامانه‌ها بر نفوذ رواناب و میزان رطوبت خاک در بخشی از منطقه حفاظت‌شده مانشت و قلارنگ در استان ایلام بررسی شد. این پژوهش به‌منظور ارزیابی تاثیر سطوح هلالی آبگیر بر ذخیره رطوبت خاک و مقایسه آن با وضعیت طبیعی (ناحیه شاهد) در مناطق شیب‌دار صورت گرفت.مواد و روش‌ها: پژوهش حاضر به‌صورت آزمایشی و با استفاده از طراحی بلوک‌های تصادفی انجام شد. ابتدا چندین ردیف از سامانه‌های سطوح هلالی آبگیر با الگوی شکسته و پیوسته در دامنه‌های شیب‌دار منطقه موردنظر احداث شد. این سامانه‌ها به‌گونه‌ای طراحی شدند که رواناب حدفاصل دو سامانه آبگیر کناری توسط سامانه آبگیر ردیف پایینی جمع‌آوری و مهار شود. پس از احداث سامانه‌ها، از آبان‌ماه 1401 تا اردیبهشت‌ماه 1402، میزان رطوبت خاک در سه نقطه از عرصه شاهد و 15 نقطه از عرصه تیمار (نقاط مختلف سیستم سطوح هلالی آبگیر) پس از پنج واقعه بارش اندازه‌گیری شد. برای این منظور، اندازه‌گیری رطوبت خاک در دو عمق 15-0 و 30-15 سانتی‌متری سطح زمین انجام و داده‌ها ثبت گردید. تجزیه‌وتحلیل داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار sas و مقایسه میانگین‌ها با استفاده از آزمون دانکن صورت گرفت.نتایج و بحث: نتایج این تحقیق نشان داد که عمق، نوع سامانه و میزان بارندگی تاثیر معنی‌داری بر ذخیره رطوبت خاک دارند. به‌ویژه، سامانه هلالی در عمق 15 سانتی‌متری بیشترین ذخیره رطوبت را در مقایسه با سایر سامانه‌ها به خود اختصاص داد. به‌طور خاص، در عمق 15 سانتی‌متری، ذخیره رطوبت خاک در سامانه هلالی نسبت به عرصه شاهد حدود 15 درصد افزایش داشت. هم‌چنین، نتایج نشان داد که نقطه استحصال داخل چاله با میانگین 38.27 درصد، بیشترین ذخیره رطوبت خاک را داشت، در حالی که این میزان با نقطه استحصال در انتهای پشته که میانگین 36.50 درصد بود، از نظر آماری تفاوت معنی‌داری نداشت. بررسی اثرات متقابل دوگانه نقطه‌های استحصال آب باران در عمق‌های مختلف نشان داد که نقطه استحصال داخل چاله در عمق 15 سانتی‌متری با میانگین 51.70 درصد، بیشترین ذخیره رطوبت خاک را به خود اختصاص داد. همچنین، کمترین ذخیره رطوبت خاک در عمق 30 سانتی‌متری در نقطه استحصال روی پشته با میانگین 20.49 درصد مشاهده شد. این نتایج نشان می‌دهند که سامانه هلالی به‌ویژه در نقاط استحصال داخل چاله، نقش مهمی در افزایش ذخیره رطوبت خاک ایفا می‌کند.نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق به‌وضوح نشان داد که استفاده از سامانه‌های سطوح هلالی آبگیر می‌تواند به‌طور موثری به ذخیره رطوبت خاک در مناطق شیب‌دار کمک کند. به‌ویژه نقاط استحصال داخل چاله در مقایسه با سایر نقاط، بیشترین تاثیر را در افزایش ذخیره رطوبت خاک داشته‌اند. هم‌چنین، افزایش عمق خاک به‌طور کلی موجب کاهش ذخیره رطوبت در همه تیمارها شد. علاوه بر این، تحلیل داده‌ها نشان داد که تاثیر سامانه‌های آبگیر بر ذخیره رطوبت خاک تحت تاثیر میزان بارندگی، عمق خاک و نوع سامانه قرار دارد. در شرایطی که بارش باران کافی بوده است، سامانه هلالی به‌ویژه در نقاط داخل چاله، نقش بارزی در جمع‌آوری و نگهداری آب ایفا کرده و توانسته است رطوبت خاک را در مقایسه با شرایط طبیعی (ناحیه شاهد) به‌طور قابل‌توجهی افزایش دهد. این یافته‌ها نشان می‌دهند که سامانه هلالی می‌تواند در بهبود وضعیت رطوبت خاک در مناطق خشک و نیمه‌خشک که با کمبود منابع آبی مواجه هستند، کمک شایانی کند. این یافته‌ها تاکید دارند که طراحی و استفاده از سامانه‌های آبگیر در مدیریت منابع آب و بهبود شرایط اکولوژیکی مناطق جنگلی، به‌ویژه در نواحی با بارش محدود و شیب‌های بالا، می‌تواند به‌عنوان یک راهکار کارآمد و پایدار در مقابله با بحران‌های خشکسالی و کاهش منابع آب مطرح شود.

assessing the impact of crescent-shaped water harvesting systems on increasing soil moisture (case study: a part of the manesht and qhalarang region)

introduction: the depletion of water resources in forested protected areas poses a critical environmental challenge, necessitating innovative watershed management strategies. in this regard, the implementation of water harvesting systems, such as crescent-shaped runoff capture terraces, is of paramount importance for enhancing surface water infiltration and increasing soil moisture retention. the present study investigates the effects of these systems on runoff infiltration and soil moisture content within a part of the manesht and qalarang protected area in ilam province. the objective of this research is to assess the impact of crescent-shaped water harvesting terraces on soil moisture storage and to compare it with the natural conditions (control area) in sloped terrains.materials and methods: this study was conducted experimentally using a randomized block design. in the first step, several rows of crescent-shaped water harvesting terraces were constructed in a zigzag pattern along the sloping terrain of the study area. these systems were designed such that the runoff between two adjacent water harvesting systems was captured and managed by the lower-row terrace. following the installation of the systems, soil moisture content was measured at three locations in the control area and at 15 locations within the treatment area (various points of the crescent-shaped water harvesting system) after five precipitation events, from november 2022 to may 2023. soil moisture measurements were taken at two depths: 0-15 cm and 15-30 cm, and the data were recorded accordingly. data analysis was performed using the sas software, and mean comparisons were conducted using the duncan’s multiple range test.results and discussion: the results of this study indicated that depth, system type, and precipitation amount significantly affect soil moisture retention. specifically, the crescent-shaped system at a depth of 15 cm exhibited the highest soil moisture retention compared to the other systems. in particular, at the 15 cm depth, soil moisture in the crescent-shaped system increased by approximately 15% compared to the control area. additionally, the results revealed that the water harvesting point inside the pit had the highest soil moisture retention, with an average of 27.38%, while this value did not show a statistically significant difference from the water harvesting point at the top of the ridge, which had an average of 36.50%. further analysis of the interactions between different water harvesting points at varying depths indicated that the point inside the pit, at a depth of 15 cm, exhibited the highest soil moisture retention, with an average of 51.70%. conversely, the lowest soil moisture retention at the 30 cm depth was observed at the point located on the ridge, with an average of 20.49%. these findings suggest that the crescent-shaped system, particularly at the water harvesting points inside the pit, plays a critical role in enhancing soil moisture retention.conclusion: the results of this study clearly demonstrated that the use of crescent-shaped water harvesting systems can significantly contribute to soil moisture retention in sloped terrains. specifically, the water harvesting points inside the pit exhibited the greatest impact on increasing soil moisture retention compared to other locations. additionally, the increase in soil depth generally led to a reduction in soil moisture retention across all treatments. furthermore, data analysis revealed that the effectiveness of the water harvesting systems in improving soil moisture retention is influenced by factors such as precipitation intensity, soil depth, and the type of system employed. in instances of sufficient precipitation, the crescent-shaped system, particularly inside the pit, played a prominent role in collecting and storing water, thereby significantly increasing soil moisture compared to natural conditions (control area). these findings suggest that the crescent-shaped system can be a highly effective tool in improving soil moisture conditions in arid and semi-arid regions facing water scarcity. the results emphasize that the design and application of water harvesting systems can serve as an efficient and sustainable strategy for water resource management and ecological restoration in forested areas, particularly in regions with limited precipitation and steep slopes. such systems offer a promising solution for addressing drought crises and mitigating the depletion of water resources.