ارزیابی کمی خدمت اکوسیستمی نگه‎داشت رسوب با استفاده از مدل InVEST-SDR و ارزش‎ گذاری اقتصادی آن

Abstract

مقدمه و هدف: در سطح جهانی، تخریب زمین یک چالش جدی برای ظرفیت تولیدی منابع آب و زمین است. هدررفت خاک، آب، پوشش گیاهی، تنوع زیستی و همچنین کاهش مواد مغذی، همگی از نشانه‎های تخریب زمین هستند. مهم‎ترین نشانه تخریب زمین، تخریب خاک است. فرسایش خاک بر اثر آب و کاهش عناصر غذایی از مهم‎ترین شاخص‎های تخریب خاک است. فرسایش خاک و تولید رسوب تحت تأثیر روابط متقابل بین اقلیم، پوشش زمین و بهره‎برداری از زمین است. با توجه به این پیچیدگی، مدل‎هایی اغلب جهت پشتیبانی از مدیریت خاک و آب مانند ابزار ارزیابی آب و خاک و InVEST استفاده می‎شوند. در پژوهش حاضر، از مدل نسبت تحویل رسوب InVEST جهت مدل‎سازی رسوب استفاده شد. تحقیق در زمینه مدل‎سازی رسوب و نگه‎داشت خاک در استان خراسان جنوبی ضروری است زیرا این منطقه به‎دلیل شرایط اقلیمی خشک و نیمه ‎خشک، با چالش‎های جدی فرسایش خاک و کاهش کیفیت زمین مواجه است. انجام این تحقیقات می‎تواند به شناسایی مناطق بحرانی و ارائه راهکارهای مدیریتی مؤثر برای حفظ منابع طبیعی و بهبود پایداری محیط ‎زیست منطقه کمک کند. برآورد ارزش اقتصادی کارکردها و خدمات منابع طبیعی کار مشکل و پیچیده‌ای است اما برای مدیریت اقتصادی ضروری است. لزوم تعیین ارزش خدمات اکوسیستمی و منابع زیستی در سال‎های اخیر در جهان به قطعیت رسیده‎ است و در این‎خصوص نیز تلاش‎هایی شده ‎است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی کمی خدمت اکوسیستمی نگه‎داشت رسوب با استفاده از مدل InVEST-SDR و ارزش‎گذاری اقتصادی آن در حوزه‎های آبخیز مرز شرقی کشور واقع در استان خراسان جنوبی انجام شده ‎است. هیچ تحقیقی در منطقه مورد مطالعه از مدل نسبت تحویل رسوب InVEST استفاده نکرده ‎است که نشان‎دهنده یک شکاف تحقیقاتی قابل ‎توجه است. مواد و روش‎ها: منطقه مورد مطالعه شامل 10 حوزه آبخیز در شرق استان خراسان جنوبی با مساحت 357 /008 /2 هکتار است. در این مطالعه، ابتدا از مدل‎ سازی هدررفت خاک و تولید رسوب استفاده گردید. مدل نسبت تحویل رسوب InVEST یک مدل مکانی است که در اندازه سلول مدل رقومی ارتفاع (30 متر) کار می‎کند و برای تخمین هدررفت خاک، نگه‎داشت و تولید رسوب سالانه در شمال ‎شرقی استان خراسان جنوبی به ‎کار برده شد. مدل ابتدا هدررفت سالانه خاک را با استفاده از الگوریتم هدررفت خاک محاسبه می‎کند، سپس SDR را به‎عنوان تابعی از اتصال هیدرولوژیکی حوضه تعیین می‎کند و در نهایت ارزش‎گذاری اقتصادی انجام می‎شود. به‎منظور ارزش‎‎گذاری اقتصادی نگه‎داشت رسوب، از روش هزینه جایگزین یا بازسازی استفاده شده ‎است. به این‎ترتیب در این پژوهش، ارزش اقتصادی حفظ حاصل‎خیزی خاک سطحی مبتنی‎ بر سه عنصر ازت، فسفر و پتاسیم تعریف گردید. خاک سطحی، نخستین بخشی است که در معرض فرسایش خاک قرار دارد و میزان مواد غذایی خاک در این سطح به‎شدت کاهش می‎یابد. این کاهش موجب کم‎شدن مواد آلی ازت (N)، فسفر (P)، پتاسیم (K) و سایر عناصر می‎شود. یافته‎ها: بیشترین میزان نگه‎داشت رسوب در کاربری جنگل پرتراکم و پس از آن مرتع پرتراکم در منطقه بود. حوزه‎ های آبخیز اسفدان و شاهرخت بیشترین میزان تولید رسوب را به‎ ترتیب با بیش از 13 و 12 میلیون تن در بین سایر حوضه‎ ها نشان دادند. بیشترین میزان نگه‎داشت رسوب در حوزه آبخیز اسفدان با 4/22626499 تن و کمترین میزان را حوزه آبخیز نمک‎زار خواف با 6/1316208 تن نشان داد. میزان نگه‎داشت خاک در سطح پیکسل در دامنه 0 تا 3/1058 تن به ‎دست‎ آمد. کمترین و بیشترین میزان هدررفت خاک از 7/4845857 تا 6/63854710 تن به ‎ترتیب برای حوضه ‎های نمک ‎زار خواف و اسفدان به ‎دست‎ آمدند. دامنه 0 تا 1489 تن بر پیکسل برای هدررفت خاک محاسبه شد. از سوی دیگر، مناطق بدون پوشش گیاهی (به‎ویژه مناطق ساخته‎شده) کمترین ظرفیت نگهداری رسوب و بیشترین بار رسوب را فراهم می‎کنند. نتایج ارزش‎گذاری اقتصادی در پژوهش حاضر نشان دادند که میانگین ارزش خدمت نگه‎داشت رسوب در هر پیکسل (به مساحت 900 مترمربع)، معادل 48/2731 ریال بود که مقدار آن در هر هکتار، معادل 77/30349 ریال محاسبه گردید. نتیجه‎گیری: حوزه‎های آبخیز اسفدان و شاهرخت به‎ ترتیب با بیش از 13 و 12 میلیون تن، بیشترین میزان تولید رسوب را در میان سایر حوزه‎ها داشتند. حوزه آبخیز نمک زار خواف با 737504 تن، کمترین میزان رسوب را نشان داد. میانگین شیب در حوضه آبخیز نمک زار خواف 1/6 درصد است که این حوضه کمترین میزان تولید رسوب و کمترین شیب را در میان سایر حوضه‎ها دارد. در مقابل، میانگین شیب در حوضه اسفدان که بیشترین میزان تولید رسوب را دارد، 14/7 درصد است و پس از حوضه قائن، بالاترین میزان شیب را به خود اختصاص داده است. در سطح پیکسل، میزان رسوب در حوزه مرزی شرق کشور از 0 تا 747/6 تن متغیر بود. بیشترین میزان نگه‎داشت رسوب در حوزه آبخیز اسفدان با 22626499 تن و کمترین میزان در حوزه آبخیز نمک زار خواف با 6/1316208 تن مشاهده شدند. کمترین و بیشترین میزان هدررفت خاک به ترتیب برای حوضه‎های نمکزار خواف و اسفدان به‎ ترتیب از 4845857 تا 6385471 تن به ‎دست آمدند.