بهره‌گیری از شاخص لنکستر برای واکاوی فعالیت تپه‌های ماسه‌ای در مناطق خشک و تحلیل حساسیت عوامل مؤثر بر آن (بررسی موردی: منطقۀ بوئین زهرا، قزوین)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار بخش بیابان، موسسۀتحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران.

2 دانشیار بخش بیابان، موسسۀ تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران.

3 استادیار، گروه مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران.

10.22034/jdmal.2021.243137

چکیده

فرسایش بادی و تحرک تپه‌های ماسه‌ای پیامدهای نامطلوب محیط زیستی به دنبال دارد. شناسایی عوامل موثر بر تحرک ماسه­‌ها و پیش بینی وضعیت آنها در آینده، برای کنترل فرآیند فرسایش بادی ضروری است. در پژوهش حاضر به بررسی و واکاوی تحرک­ پذیری ماسه‌های روان در جنوب شرق استان قزوین پرداخته شده­ است. به این منظور، از داده‌های ساعتی سرعت باد، کد پدیده­‌های گردوغبار، بارندگی و دمای هوای ایستگاه بوئین زهرا در دورۀ آماری 1385 تا 1395 استفاده شد. داده­‌های بارندگی و دما برای محاسبه مقدار تبخیر و تعرق به روش تورنت وایت استفاده شد. پس از محاسبۀ درصد فراوانی بادهای فرساینده و شاخص خشکی، با بهره­‌گیری از شاخص لنکستر وضعیت تحرک پذیری ماسه‌های روان در منطقه مورد واکاوی قرار گرفت. به منظور پیش‌بینی اثر تغییر احتمالی عوامل اقلیمی بر تحرک­ پذیری ماسه‌های روان از آزمون تحلیل حساسیت استفاده شد. نتایج نشان داد که وضعیت جابجایی ماسه ها در سال های گذشته، غیرفعال و در سال های اخیر فعال شده است. بررسی ارتباط بین تعداد روزهای همراه با گرد و غبار و شاخص لنکستر با استفاده از رگرسیون خطی دو متغیره نشان­ داد که ارتباط معنی داری در دورۀ مطالعاتی بین این دو متغییر وجود نداشته است. درحالی که ارتباط معنی داری بین تغییرپذیری شاخص‌­های لنکستر و خشکی مشاهده شد. این نتایج بیانگر آن است که 42% از تغییرات شاخص لنکستر به دلیل تغییرات شاخص خشکی بوده است. نتایج حاصل از آزمون حساسیت نیز نشان داد که چنان چه مقدار سرعت باد و تبخیر و تعرق بنا به عللی از جمله تغییر کاربری و یا تغییر اقلیمی به مقدار 30­% در آینده افزایش یابد، وضعیت تپه‌ها از حالت غیرفعال به فعال تغییر خواهد کرد و عبور از این آستانه می‌تواند شروع دوباره فعالیت‎‌های فرسایش بادی در این منطقه باشد.

کلیدواژه‌ها


  1. Abbasi, H. R., Opp, C., Groll, M., Rohipour, H., & Gohardoust, A. (2019). Assessment of the distribution and activity of dunes in Iran based on mobility indices and ground data. Aeolian Research, 41, 1-17.
  2. Alipour, N., Mesbahzadeh, T., Ahmadi, H., Malekian, A., Jafari, M. (2018). 'Synoptic analysis of dust events and its relation with drought in Alborz and Qazvin provinces', Geography (Regional Planning), 8(2), 59-68. (in Farsi)
  3. Ashkenazy, Y., Yizhaq, H., Tsoar, H., (2012) Sand dune mobility under climate change in the Kalahari and Australian Deserts. Climatic Change, 112(3), 1-23.
  4. Baghbanan, P., Ghavidel, Y., & Farajzadeh, M. (2020). Temporal long-term variations in the occurrence of dust storm days in Iran. Meteorology and Atmospheric Physics, 1-14.
  5. Bing, L.Z.,Wenzhi, Y., Rong, A. (2008) Characteristics and spatial heterogeneity of Tamarix ramosissima Nebkhas in desert-oasis ecotones. Journal of Acta Ecologica Sinica, 28(4), 1446-1455.
  6. Bogle, R., Redsteer, M.H. and Vogel, J., (2015) Field measurement and analysis of climatic factors affecting dune mobility near Grand Falls on the Navajo Nation, southwestern United States. Geomorphology, 228, 41-51.
  7. Barrow, C. (1992). World atlas of desertification (United Nations environment programme), edited by N. Middleton and DSG Thomas. Edward Arnold, London,. Land Degradation & Development, 3(4), 249-249.
  8. Csavina, J., Field, J., Félix, O., Corral-Avitia, A.Y., Sáez, A.E. and Betterton, E.A. (2014) Effect of wind speed and relative humidity on atmospheric dust concentrations in semi-arid climates. Science of the Total Environment, 487, 82-90.
  9. Danesh shahraki, M., Shahriari, A., Ganje Ali, M. (2017) Seasonal and Spatial Variability of Airborne Dust Loading Rate over the Sistan plain cities and its Relationship with some Climatic Parameters. Journal of Water and Soil Conservation, 23(6), 199-215.)In Farsi(.
  10. Ebrahimi Khusfi, Z., Roustaei, F., Ebrahimi Khusfi, M., & Naghavi, S. (2019). Investigation of the relationship between dust storm index, climatic parameters, and normalized difference vegetation index using the ridge regression method in arid regions of Central Iran. Arid Land Research and Management, Published online, 239-263.
  11. Houghton, J. T., (2001). Climate Change: the scientific basis, Cambridge University Press, Cambridge.
  12. Iversen, J.D., Rasmussen, K.R. (1999). The effect of wind speed and bed slope on sand transport. Sedimentology. 46, 723–731.
  13. Kang, L., Huang, J., Chen, S., Wang, X. (2016). Long-term trends of dust events over Tibetan Plateau during 1961–2010. Atmospheric Environment, 125, 188-198.
  14. Khusfi, Z.E., Khosroshahi, M., Roustaei, F. and Mirakbari, M., (2020). Spatial and seasonal variations of sand-dust events and their relation to atmospheric conditions and vegetation cover in semi-arid regions of central Iran. Geoderma365, 114225-114241.
  15. Lancaster, N., (1985) Variations in wind velocity and sand transport on the windward flanks of desert sand dunes. Sedimentology. 32, 581–593.
  16. Matsushima, Dai, Reiji Kimura, Yasunori Kurosaki, Ulgiichimeg Ganzorig, and Masato Shinoda. (2020) "A Method for Estimating the Threshold Wind Speed for Dust Emissions as a Function of Soil Moisture." Boundary-Layer Meteorology 1-21.
  17. Middleton, N. (2019). Variability and trends in dust storm frequency on decadal timescales: Climatic drivers and human impacts. Geosciences9(6), 261.
  18. Mohammadkhan, sh. (2017) Status and trends of dust storms in Iran from 1364 to 1384. Pasture and Watershed, Iranian Natural Resources Journal, 70(2), 495-514. (in Farsi)
  19. Rajaee, T., Rohani, N., Jabbari, E., & Mojaradi, B. (2020). Tracing and assessment of simultaneous dust storms in the cities of Ahvaz and Kermanshah in western Iran based on the new approach. Arabian Journal of Geosciences13(12), 1-20.
  20. Shahsavani, A., Tobías, A., Querol, X., Stafoggia, M., Abdolshahnejad, M., Mayvaneh, F., & Namvar, Z. (2020). Short-term effects of particulate matter during desert and non-desert dust days on mortality in Iran. Environment international134, 105299.
  21. Sharifi Paichoon, M., Ghafarian, H., Miri, Z. (2020) Study of elevation changes of Rig-e-Zarrin using time series of satellite images (during 1977-2016). Quantitative Geomorphological Research; 8(4): 192-206.
  22. Sharifikia, M., & Rabbani, F. (2020). Source routing and detection of dust storm in the Salt Lake basin of Qom in Iran. Arabian Journal of Geosciences13(14), 1-17.
  23. Stout, J.E., Warren, A., Gill, T.E. (2009) Publication trends in aeolian research: an analysis of the Bibliography of Aeolian Research. Geomorphology, 105, 6–17
  24. Tavakolifar, A. (2012) Morphology of sand dunes and their relation with wind regime (Case study: Arg Kashan). Master thesis, University of Kashan, Iran. (in Farsi)
  25. Thomas, D.S.G., Knight, M., Wiggs, G.F.S. (2005) Remobilization of southern African desert dune systems by twenty-first century global warming. Nature, 435, 1218-1221.
  26. Tsoar, H (2005). Sand dunes mobility and stability in relation to climate. Physical Journals, 357, 50- 56.
  27. Vali, A., Roustaei, F. (2018) Investigation of the Wind Erosion Trend in Central Iran using Dust Storm Index in the Last Fifty Years. Water and Soil Science, 21 (4), 189-200. (in Farsi)
  28. Wang, X., Dong, Z., Liu, L., Qu, J. (2004) Sand sea activity and interactions with climatic parameters in the Taklimakan Sand Sea, China. Arid Environments, 57, 85–9.
  29. Wiggs, G.F.S., Livingstone, I., Warren, A., (1996) The role of streamline curvature in sand dune dynamics: evidence from field and wind tunnel measurements. Geomorphology, 17, 29– 46.
  30. WMO, (1974). Manual on Codes. WMO Publ. 306, Vol. 1 [Available from World Meteorological Organization, Avenue Giuseppe-Motta 41, CP2300, 1211 Geneva 2, Switzerland
  31. Yarahmadi, D., Nasiri, B., Khoshkish, A. (2015) Climate change and dusty days in the west and southwest of Iran, Desert Ecosystem Engineering Journal, 3, 19-28. (in Farsi)
  32. Yizhaq, H., Ashkenazy, Y., Tsoar, H., (2007). Why do active and stabilized dunes coexist under the same climatic conditions? Phys. Rev. Lett. 98 (18), 98–101.
  33. Zhang, W.; Qu, J.; Tang, L.; Jing, Z.; Bian, K.; Niu, Q (2016). Environmental dynamics of a star dune, Geomorphology, 273 (15), 28-38.