
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,503 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,643,794 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,238,386 |
بررسی خدمت اکوسیستم تولید آب با استفاده از نرمافزار InVEST (مطالعه موردی: حوزه آبخیز دلیچای) | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 15، دوره 25، شماره 4، مهر و آبان 1397، صفحه 275-290 اصل مقاله (1.66 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2018.13352.2800 | ||
نویسندگان | ||
مهرناز حقدادی* 1؛ غلامعلی حشمتی2؛ مژگان سادات عظیمی1 | ||
1دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
2استاد دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: مزایای متعددی که انسانها از اکوسیستمها بدست میآورند را خدمات اکوسیستم مینامند. این خدمات دارای طیف گستردهای هستند و یکی از باارزشترین آنها خدمات تولید آب است. تولید آب به معنای مجموع میانگین بلند مدت جریان سالانه رودخانهها و تغذیه سفرههای آب زیرزمینی بوسیله بارش میباشد. با توجه به بهرهبرداریهای مختلف از اراضی و تفاوت در میزان تولید آب در هر یک از این کاربریها برآورد و پیش بینی تولید آب هر یک از این اراضی از اهمیت ویژهای برخوردار است. لذا هدف از این مطالعه بررسی و نقشهسازی میزان تولید آب در کاربریهای مختلف اراضی از جمله مرتع، کشاورزی، مناطق مسکونی، زمین بایر و ذخیرهگاه ارس است تا بتوان بوسیله آن تصمیمات مدیریتی مناسبتر در راستای توان منطقه اتخاذ کرد و توان هر کاربری اراضی در میزان تولید آب را مشخص کرد. مواد و روشها: این تحقیق در حوزه آبخیز دلیچای که از زیرحوزههای شمالی حوزه آبخیز حبلهرود واقع در استان تهران است، انجام شد. تولید رواناب در این مدل بر پایه منحنی بادیکو محاسبه گردید که در واقع میزان رواناب هر پیکسل را از بارش منهای بخشی از آب که تبخیر و تعرق می شود، مشخص میکند. دادههای مورد نیاز این مدل شامل نقشههای مرز حوزه، بارش، تبخیر و تعرق پتانسیل، عمق خاک، آب قابل دسترس گیاه و کاربریهای اراضی و پوشش گیاهی و همچنین یک جدول خصوصیات بیوفیزیکی میباشد که در نرمافزار InVEST 3.3.2 وارد شده و بوسیله آن به مدل و نقشهسازی میزان تولید آب پرداخته شد. یافتهها: پس از وارد کردن دادههای مورد نیاز مدل و همچنین مقایسه نتایج اولیه بدست آمده با دادههای واقعی در خروجی حوزه، اقدام به کالیبراسیون مدل توسط پارامتر هیدروژئولوژیکی Z گردید و در نهایت نتایج نهایی پس از کالیبراسیون بدست آمد. طبق نتایج میزان تولید رواناب در کل حوزه آبخیز دلیچای به طور سالانه حدود 42 میلیون متر مکعب است. نتایج مربوط به کاربریهای مختلف نشان دهنده این است که بیشترین میزان تولید رواناب در کاربریها با مقدار 992/2923 متر مکعب در هکتار مربوط به زمینهای بایر بوده و پس از آن کاربری مناطق مسکونی و مرتع با مقدار 408/2370 و 36/1263 متر مکعب در هکتار بترتیب بیشترین مقدار را داشتند. همچنین کمترین میزان تولید رواناب مربوط به ذخیرهگاه ارس با مقدار 04/459 متر مکعب در هکتار بوده است. نتیجهگیری: نتایج این تحقیق نشان داد که مدل InVEST با وجود اینکه از اطلاعات نسبتا کم و قابل دسترسی استفاده میکند، کارایی بالایی دارد و بهوسیله آن میتوان خدمات اکوسیستم را نقشه سازی کرد و در تصمیمات مدیریتی از آن استفاده کرد. عوامل فیزیوگرافی و اقلیمی تاثیر فراوانی بر میزان تولید رواناب در سطح حوزه آبخیز دارند که میتوان از بین این عوامل ارتفاع و بارش را تاثیرگذارترین آنها نامید. البته نبابد از تاثیر نوع پوشش گیاهی و میزان آن نیز بر تولید رواناب چشم پوشی کرد. لذا با توجه به اهمیت فراهمسازی آب و مشکلات موجود در تامین آب برای مردم ساکن در منطقه با استفاده از این مدل یا سایر مدلها میتوان برآورد نسبی از میزان رواناب جاری شده و نقش پوشش گیاهی در کاهش آن داشت. | ||
کلیدواژهها | ||
خدمات اکوسیستم؛ کاربری اراضی؛ مدل InVEST؛ تولید آب | ||
مراجع | ||
1.Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., and Smith, M. 1998. Crop evapotranspiration- Guidelines for computing crop water requirements-FAO Irrigation and drainage paper 56. FAO, Rome, 300: 9. 330p.
2.Arnold, J.G., Srinivasin, R., Muttiah, R.S., and Williams, J.R. 1998. Large area hydrologic modeling and assessment: part I. Model development. J. Am. Water Resour. Assoc. 34: 1. 73-89.
3.Asadolahi, Z., Salmanmahiny, A., and Sakieh, Y. 2017. Hyrcanian forests conservation based on ecosystem services approach. Environmental Earth Sciences, 76: 10. 347-365.
4.Azimi, M., Heshmati, G.A., Farahpour, M., Faramarzi, M., and Abbaspour, K.C. 2013. Modeling the impact of rangeland management on forage production of sagebrush species in arid and semi-arid regions of Iran. Ecological modelling, 250: 1-14.
5.Bai, Y., Zheng, H., Ouyang, Z., Zhuang, C., and Jiang, B. 2013. Modeling hydrological ecosystem services and tradeoffs: a case study in Baiyangdian watershed, China. Environmental earth sciences, 70: 2. 709-718.
6.Barano, T., McKenzie, E., Bhagabati, N., Conte, M., Ennaanay, D., Hadian, O., Olwero, N., Tallis, H., Wolny, S., and Ng, G. 2010. Integrating Ecosystem Services into Spatial Planning in Sumatra, Indonesia. TEEBcase. 6p.
7.Boithias, L., Acuña, V., Vergoñós, L., Ziv, G., Marcé, R., and Sabater, S. 2014. Assessment of the water supply: demand ratios in a Mediterranean basin under different global change scenarios and mitigation alternatives. Science of the Total Environment, 470: 567-577.
8.Brauman, K.A., Daily, G.C., Duarte, T.K.E., and Mooney, H.A. 2007. The nature and value of ecosystem services: an overview highlighting hydrologic services. Annu. Rev. Environ. Resource. 32: 67-98.
9.Brisbane Declaration. 2007. The Brisbane Declaration: Environmental flows are essential for freshwater ecosystem health and human well-being. In 10th International River Symposium, Brisbane, 3-6.
10.Budyko, M.I. 1974. Climate and life. San Diego, California: Academic.
11.Canqiang, Z., Wenhua, L., Biao, Z., and Moucheng, L. 2012. Water yield of Xitiaoxi River Basin based on INVEST modeling. J. Resour. Ecol. 3: 1. 50-54.
12.Cardella Dammeyer, H., Schwinning, S., Schwartz, B.F., and Moore, G.W. 2016. Effects of juniper removal and rainfall variation on tree transpiration in a semi‐arid karst: evidence of complex water storage dynamics. Hydrological Processes, 30: 24. 4568-4581.
13.Chambers, W., Toth, F., de Soya, I., Green, J., Hirakuri, S., Isozaki, H., Kambu, A., Lohan, D., Nuengsigkapian, P., and Pena-Neira, S. 2005. Typology of responses, millennium ecosystem assessment. In: Ecosystems and Human Well-being: Policy Responses, Island Press, Washington, D.C. 3: 37-70.
14.De Groot, R.S., Alkemade, R., Braat, L., Hein, L., and Willemen, L. 2010. Challenges in integrating the concept of ecosystem services and values in landscape planning, management and decision making. Ecological complexity, 7: 3. 260-272.
15.Donohue, R.J., Roderick, M.L., and McVicar, T.R. 2012. Roots, storms and soil pores: Incorporating key ecohydrological processes into Budyko’s hydrological model. J. Hydrol. 436: 35-50.
16.Egoh, B., Drakou, E.G., Dunbar, M.B., Maes, J., and Willemen, L. 2012. Indicators for mapping ecosystem services: a review. Report EUR, 25456.
17.FAO. 2014. ⟨http://data.fao.org/ measure? entryId¼afb484eb-3a92-4b22-b657 a4c575ae52b1&tab¼metadata⟩ (accessed 25/08/14).
18.Fisher, B., Turner, R.K., and Morling, P. 2009. Defining and classifying ecosystem services for decision making. Ecological economics, 68: 3. 643-653.
19.Goldman, R., Tallis, H., Kareiva, P., and Daily, G. 2008. Field evidence that ecosystem service projects support biodiversity and diversify options. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A 105: 27. 9445-9448.
20.Hamel, P., and Guswa, A.J. 2015. Uncertainty analysis of a spatially explicit annual water-balance model: case study of the Cape Fear basin, North Carolina. Hydrology and Earth System Sciences, 19: 2. 839-853.
21.Jafari, M., Zare Chahouki, M.A., Tavili, A., and Kohandel, A. 2005. Soil-vegetation relationships in rangelands of Qom province. Pajouhesh & Sazandegi. 73: 110-116. (In Persian)
22.Leavesley, G.H., Lichty, R.W., Thoutman, B.M., and Saindon, L.G. 1983. Precipitation-runoff modeling system: User's manual, Washington, DC: USGS. 207p.
23.Leh, M.D., Matlock, M.D., Cummings, E.C., and Nalley, L.L. 2013. Quantifying and mapping multiple ecosystem services change in West Africa. Agriculture, ecosystems & environment, 165: 6-18.
24.Liang, L., and Liu, Q. 2014. Stream flow sensitivity analysis to climate change for a large water‐limited basin. Hydrological Processes, 28: 4. 1767-1774.
25.Liang, X., Lettenmaier, D.P., Wood, E.F., and Burges, S.J. 1994. A simple hydrologically based model of land surface water and energy fluxes for general circulation models. J. Geophysic. Res. Atmospheres. 99: 7. 14415-14428.
26.Liquete, C., Piroddi, C., Drakou, E.G., Gurney, L., Katsanevakis, S., Charef, A., and Egoh, B. 2013. Current status and future prospects for the assessment of marine and coastal ecosystem services: a systematic review. PloS one, 8: 7. 1-15.
27.MA (Millennium Assessment). 2005. Ecosystems and Human Wellbeing: Synthesis. Island Press, Washington, D.C. 245p.
28.Maczko, K. 2008. Sustainable rangelands ecosystem goods and services. 120p.
29.Malinga, R., Gordon, L.J., Jewitt, G., and Lindborg, R. 2015. Mapping ecosystem services across scales and continents–A review. Ecosystem Services, 13: 57-63.
30.Meijer, K.S., Krogt, W.N.M., and Beek, E. 2012. A new approach to incorporating environmental flow requirements in water allocation modeling. Water Resour. Manage. 26: 1271-86.
31.Mesdaghi, M. 1998. Rangeland and Rangeland management in Iran. Astan ghods razavi. Press, 260p. (In Persian)
32.Pessacg, N., Flaherty, S., Brandizi, L., Solman, S., and Pascual, M. 2015. Getting water right: A case study in water yield modelling based on precipitation data. Science of the Total Environment, 537: 225-234.
33.Redhead, J.W., Stratford, C., Sharps, K., Jones, L., Ziv, G., Clarke, D., Oliver, T.H., and Bullock, J.M. 2016. Empirical validation of the InVEST water yield ecosystem service model at a national scale. Science of the Total Environment, 569: 1418-1426.
34.Salmanmahiny, A., Jazi, H., Karimipour, H., Mehri, A., Kamiab, H., and Zare Garizi, A. 2012. Capability evaluation and land use planning (Integrated watershed management: Hableroud). 338p. (In Persian)
35.Seppelt, R., Dormann, C.F., Eppink, F.V., Lautenbach, S., and Schmidt, S. 2011. A quantitative review of ecosystem service studies: approaches, shortcomings and the road ahead. J. Appl. Ecol. 48: 3. 630-636.
36.Sharp, R., Tallis, H.T., Ricketts, T., Guerry, A.D., Wood, S.A., Chaplin-Kramer, R., Nelson, E., Ennaanay, D., Wolny, S., Olwero, N., and Vigerstol, K. 2014. InVEST user’s guide. The Natural Capital Project, Stanford. 161p.
37.Sánchez-Canales, M., Benito, A.L., Passuello, A., Terrado, M., Ziv, G., Acuña, V., Schuhmacher, M., and Elorza, F.J. 2012. Sensitivity analysis of ecosystem service valuation in a Mediterranean watershed. Science of the total environment, 440: 140-153.
38.Sun, G., and Lockaby, B.G. 2012. Water quantity and quality at the urban–rural interface. Urban–Rural Interfaces: Linking People and Nature, urbanruralinter. Pp: 29-48.
39.Terrado, M., Acuña, V., Ennaanay, D., Tallis, H., and Sabater, S. 2014. Impact of climate extremes on hydrological ecosystem services in a heavily humanized Mediterranean basin. Ecological Indicators, 37: 199-209.
40.Villa, F., Bagstad, K.J., Voigt, B., Johnson, G.W., Portela, R., Honzák, M., and Batker, D. 2014. A methodology for adaptable and robust ecosystem services assessment. PloS one, 9: 3. 91001.
41.Waage, S., Armstrong, K., and Hwang, L. 2010. Future Expectations of Corporate Environmental Performance: Emerging Ecosystem Services Tools and Applications. Business for Social Responsibility’s Environmental Services, Tools, & Markets Working Group. 24p.
42.Wilcox, B.P., Breshears, D.B., and Allen, C.D. 2003. Ecohydrolgy of a resource-conserving semiarid woodland: temporal and spatial scaling and disturbance. Ecological Monographs, 73: 223-239.
43.Xu, X., Liu, W., Scanlon, B.R., Zhang, L., and Pan, M. 2013. Local and global factors controlling water‐energy balances within the Budyko framework. Geophysical Research Letters, 40: 23. 6123-6129.
44.Zarandian, A., Baral, H., Stork, N.E., Ling, M.A., Yavari, A.R., Jafari, H.R., and Amirnejad, H. 2017. Modeling ecosystem services informs spatial planning in lands adjacent to Sarvelat and Javaherdasht protected area in northern Iran. Land Use Policy 61: 487-500.
45.Zhang, L., Dawes, W.R., and Walker, G.R. 2001. Response of mean annual evapotranspiration to vegetatio changes at catchment scale Water Resources Research. 37: 701-708. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,559 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,234 |