ارزیابی خدمات اکوسیستمی تولید آب بر اساس کاربری و پوشش اراضی در اکوسیستم‌های منطقه سیستان

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 2، دوره 13، شماره 4 - شماره پیاپی 52، دی 1403، صفحه 27-47   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geoeh.2024.88366.1491

نویسندگان

محمد امین ایزدی پور^{* 1}؛ رضا دهمرده بهروز^{* 2}؛ فاطمه عین الهی پیر³؛ فاطمه رجائی⁴

¹دانشجوی کارشناسی ارشد محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

²دانشیار گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

³استادیار گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

⁴استادیار گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

چکیده

تولید آب یکی از مهم‌ترین خدمات اکوسیستمی تولیدی است که تحت تأثیر ویژگی‌های کاربری اراضی تغییر می‌کند. این پژوهش با هدف ارزیابی تولید آب در منطقه سیستان و ارزیابی همبستگی مکانی آن با ویژگی‌های کاربری اراضی بر مبنای سنجه‌های تراکم و تعداد لکه، بزرگ‌ترین لکه، شکل سیمای سرزمین و تراکم لبه انجام شد. مدل اینوست برای ارزیابی تولید آب و رگرسیون وزنی مکانی (GWR) برای بررسی همبستگی مکانی بین تولید آب و سنجه‌های سیمای سرزمین استفاده شد. مجموع تولید سالیانه آب در منطقه حدود 71 میلیون مترمکعب (به‌طور میانگین 43 مترمکعب در هکتار) برآورد گردید که بیشترین میزان آن در مناطق غربی و کمترین میزان آن در بخش‌های شرقی مشاهده شد. اراضی بایر و ساخته‌شده‌ها به ترتیب با 65 و 4 مترمکعب در هکتار دارای بیشترین و کمترین میزان تولید آب بودند. نتایج GWR مشخص کرد بین تولید آب با سنجه‌های موردنظر همبستگی مکانی معناداری وجود دارد (0.95<R2<0.98, p-value<0.01) که بیانگر اثر ویژگی‌های کاربری اراضی بر فراهم‌سازی خدمات اکوسیستمی تولید آب است. این مطالعه اطلاعات مفیدی در رابطه با میزان تولید آب و ارتباط آن با ویژگی‌های مختلف کاربری‌های اراضی در منطقه مطالعاتی ارائه داده است که می‌تواند در راستای اتخاذ راهبردهای مناسب برای حفظ منابع آبی مورداستفاده قرار گیرند.

کلیدواژه‌ها

خدمات اکوسیستم؛ تولید آب؛ سنجه های سیمای سرزمین؛ مدل InVEST؛ رگرسیون وزنی جغرافیایی

مراجع

Ahmadi-Mirghaed, F., & Souri, B. (2023). The Impact of Land Use Change on Water Yield in the Teraz Watershed, Khuzestan Province, Southwestern Iran. Journal of Geography and Environmental Hazards, 12(2), 29-46. [In Persian]  https://doi.org/10.22067/GEOEH.2022.77944.1261

Amiri, S. N., Khoshravesh, M., & Valashedi, R. N. (2023). Assessing the effect of climate and land use changes on the hydrologic regimes in the upstream of Tajan river basin using SWAT model. Applied Water Science, 13(6), 130.‏ https://doi.org/10.1007/s13201-023-01932-3

Belete, M., Deng, J., Wang, K., Zhou, M., Zhu, E., Shifaw, E., & Bayissa, Y. (2020). Evaluation of satellite rainfall products for modeling water yield over the source region of Blue Nile Basin. Science of the total environment, 708, 134834. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.134834

Biswas, J., Jobaer, M. A., Haque, S. F., Shozib, M. S. I., & Limon, Z. A. (2023). Mapping and monitoring land use land cover dynamics employing Google Earth Engine and machine learning algorithms on Chattogram, Bangladesh. Heliyon, 9(11).‏ https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e21245

Costanza, R., d'Arge, R., De Groot, R., Farber, S., Grasso, M., Hannon, B., ... & Van Den Belt, M. (1997). The value of the world's ecosystem services and natural capital. Nature, 387(6630), 253-260. https://doi.org/10.1038/387253a0  

Daneshi, A., Brouwer, R., Najafinejad, A., Panahi, M., Zarandian, A., & Maghsood, F. F. (2021). Modelling the impacts of climate and land use change on water security in a semi-arid forested watershed using InVEST. Journal of Hydrology, 593, 125621. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.125621

De Groot, R. S., Wilson, M. A., & Boumans, R. M. (2002). A typology for the classification, description and valuation of ecosystem functions, goods and services. Ecological Economics, 41(3), 393-408. https://doi.org/10.1016/S0921-8009(02)00089-7 ‏

Guo, Q., Yu, C., Xu, Z., Yang, Y., & Wang, X. (2023). Impacts of climate and land-use changes on water yields: Similarities and differences among typical watersheds distributed throughout China. Journal of Hydrology: Regional Studies, 45, 101294.‏ https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2022.101294

 Izadi poor, M. A., Dahmardeh Behrooz, R., Eynollahi Pir, F., & Rajaei, F. (2024). Spatial Analysis of Soil Erosion and Habitat Quality Based on Land Use Patterns in Sistan Region. Journal of Geography and Environmental Hazards. [In Persian] https://doi.org/10.22067/geoeh.2024.87025.1468

Lang, Y., Song, W., & Zhang, Y. (2017). Responses of the water-yield ecosystem service to climate and land use change in Sancha River Basin, China. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 101, 102-111.‏ https://doi.org/10.1016/j.pce.2017.06.003

Li, Z., Xu, X., & Wang, K. (2023). Effects of distribution patterns of karst landscapes on runoff and sediment yield in karst watersheds. Catena, 223, 106947. https://doi.org/10.1016/j.catena.2023.106947

McGarigal, K., Cushman, S. A., Neel, M. C., & Ene, E. (2002). FRAGSTATS: spatial pattern analysis program for categorical maps. Computer software program produced by the authors at the University of Massachusetts, Amherst. Available at the following web site: www.umass. edu/landeco/research/fragstats/fragstats.

MEA (Millennium Ecosystem Assessment). (2003). Ecosystems and Human Well-Being: A Framework for Assessment. Washington DC: Island Press. https://www.wri.org/research/millennium-ecosystem-assessment-ecosystems-and-human-well being

Mirghaed, F. A., & Souri, B. (2022). Monitoring ecosystem services through land use change in a semiarid region: a case study of the Taluk watershed, southwestern Iran. International Journal of Environmental Science and Technology, 19(12), 12523-12536. ‏  https://doi.org/10.1007/s13762-022-04490-4

Mirghaed, F. A., & Souri, B. (2023). Contribution of land use, soil properties and topographic features for providing of ecosystem services. Ecological Engineering, 189, 106898. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2023.106898

Pei, H., Liu, M., Shen, Y., Xu, K., Zhang, H., Li, Y., & Luo, J. (2022). Quantifying impacts of climate dynamics and land-use changes on water yield service in the agro-pastoral ecotone of northern China. Science of the Total Environment, 809, 151153. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151153

Rahmani, M., Mirghaed, F. A., & Aghajanzadeh, S. M. (2023). The impact of seasonal vegetation changes on retention and yield of sediment across the Tajan watershed in Sari, northern Iran. Sustainable Earth Trend, 3(2), 26-35.‏ https://doi.org/10.48308/ser.2023.233502.1022

Sharp, R., Tallis, H. T., Ricketts, T., Guerry, A. D., Wood, S. A., Chaplin-Kramer, R., & Vogl, A. L.  (2014). InVEST User’s Guide. The Natural Capital Project: Stanford, CA, USA. https://naturalcapitalproject.stanford.edu/software/invest

Solaimani, K., & Ahmadi, S. B. (2024). Evaluation of TerraClimate gridded data in investigating the changes of reference evapotranspiration in different climates of Iran. Journal of Hydrology: Regional Studies, 52, 101678.‏ https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2024.101678

Tijjani, S. B., Giri, S., & Woznicki, S. A. (2022). Quantifying the potential impacts of climate change on irrigation demand, crop yields, and green water scarcity in the New Jersey Coastal Plain. Science of The Total Environment, 838, 156538.‏ https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.156538

Yang, J., Xie, B., Zhang, D., & Tao, W. (2021). Climate and land use change impacts on water yield ecosystem service in the Yellow River Basin, China. Environmental Earth Sciences, 80(3), 72.‏ https://doi.org/10.1007/s12665-020-09277-9

Yifru, B. A., Chung, I. M., Kim, M. G., & Chang, S. W. (2021). Assessing the effect of land/use land cover and climate change on water yield and groundwater recharge in East African Rift Valley using integrated model. Journal of Hydrology: Regional Studies, 37, 100926.‏ https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2021.100926