بررسی خدمت اکوسیستم تولید آب با استفاده از نرم‌افزار InVEST (مطالعه موردی: حوزه آبخیز دلیچای)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 استاد 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

عنوان مقاله [English]

Assessment of Water yield service on the basis of InVEST tool (case study: Delichai watershed)

نویسنده [English]

  • Mehrnaz Haghdadi 1

چکیده [English]

Background and objectives: Numerous benefits that people obtain from ecosystems are called ecosystem services. This services have a wide range and one of the most valuable of them is water Yield. Water Yield means long-term average of annual rivers flow and recharge of aquifers by precipitation. In these years, due to different land use types and their potential in water yield, the evaluation of water yield at each land use type is important. The objective of this study is to assess and map the water yield at different land uses such as rangeland, agriculture, built up area, bare ground and Juniperus ecological niche to decide which management decisions are appropriate for the area and how much water is provided by each land use.
Materials and methods: this study is done in Delichai watershed, one of the northern sub watersheds of Hableroud river basin that located in Tehran province. The water yield model is based on the Budyko curve that determines the amount of water running off each pixel of land as the total precipitation less the fraction of the water that undergoes evapo-transpiration. the required data include maps of land use and land cover, annual precipitation, average annual potential evapotranspiration, soil depth, plant available water content, boundary of watersheds and sub-watersheds as well as a biophysical table reflecting the biophysical attributes that entered in InVEST 3.3.2 tool to map and estimate water yield ecosystem service.
Results: After entering the required data model as well as compare the initial results obtained with the actual data in the outlet, model calibrated with hydrogeological parameters Z, and the final results were obtained after calibration. According to the results, the amount of water runoff in whole Delichaee watershed is about 42 million cubic meters. Results in different land uses indicate that the maximum amount of runoff in land uses is in bare grounds with 2923.992 cubic meter per hectare and then, Rangeland and agriculture land uses with 1264.109 and 1062.725 cubic meter per hectare runoff respectively have the highest values. Also, the lowest amount of runoff is 511.287 cubic meter per hectare in Juniperus ecological niche.
Conclusion: Results of this study shows that Although InVEST model needs available and relatively simple data but it has high efficiency. And we can use it for mapping ecosystem services and decision making. Physiographic and climatic factors have a great impact on the amount of water in watershed and among these factors, elevation and precipitation are the most effective ones also we should not overlook the effect of vegetation. Therefore according to importance of water provision and problems in water supply for people who live in the region using this model or other models like it, we can estimate the relative runoff and the role of vegetation in reducing it.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ecosystem services
  • land uses
  • InVEST model
  • Water yield