بررسی تأثیر مکانی – زمانی کاربری اراضی بر کیفیت آب تالاب چغاخور با استفاده از شاخص IRWQI و روش‌های آماری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

دانش آموخته مهندسـی منابع طبیعی، گروه شـیلات، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان و عضو باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان دانشگاه آزاد اسلامی نراق.

چکیده

هدف از این تحقیق استفاده از پارامترهای فیزیکی و شیمیایی (DO, pH, NO3-, PO4-3, TDS, TSI) و شاخص کیفیت آب IRWQI جهت ارزیابی آلودگی و تأثیر مکانی – زمانی کاربری اراضی بر کیفیت آب تالاب چغاخور می‌باشد. جهت نمونه‌برداری و سنجش این پارامترها ابتدا 12 ایستگاه‌ نمونه‌برداری به صورت غیرتصادفی و سیستماتیک انتخاب شدند. در ابتدا بر اساس میانگین سطح و عمق پارامترهای کیفی و با استفاده از توابع درون‌یابی در محیط GIS، مدل شاخص IRWQI تهیه گردید. سپس از ضریب همبستگی پیرسونی شاخص کیفیت آب با مجاورت ایستگاه‌های نمونه‌برداری از زه‌آبهای کاربری اراضی با استفاده از روش بافر‌سازی جهت تعیین تأثیر کاربری اراضی استفاده گردید. نتایج نشان داد که شاخص‌ IRWQI با ضریب همبستگی 78/0 و پارامترهای PO4-3، NO3- و TDS به ترتیب با ضرایب همبستگی جزئی 82/0-، 64/0- و 62/0 ناشی از آلودگی زه‌آب‌های کاربری‌های کشاورزی و مسکونی در نیمه جنوبی و غربی تالاب است. همچنین نتایج تأثیر مکانی - زمانی کاربری اراضی با استفاده از روش‌های آماری و GIS نشان داد که در فصل بهار و ابتدای پاییز با ضرایب همبستگی 70/0 و 59/0 بیشترین تأثیر و تابستان با ضریب همبستگی کمتر از 1/0، کمترین تأثیر بر کیفیت آب تالاب چغاخور ایجاد می‌شود. بیشترین میزان تروفی و بدترین وضعیت کیفی در دمای oC5/10-5/13 سطح آب در نیمه ابتدایی ماههای بهار و پاییز با وضعیت متوسط تا نسبتا خوب 50 تا 61 به‌ دلیل افزایش فعالیتهای کشاورزی، سیلابها و بارندگی‌های فصلی  و بهترین آن در دما‌های بیشتر از oC5/19 و کمتر از oC6 سطح آب در فصول تابستان و نیمه ابتدایی زمستان با وضعیت خوب 70 تا 82 به دلیل کاهش فعالیت‌های کشاورزی، سیلاب‌ها و زه‌آبهای ناشی از بارندگی‌های فصلی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Survey of Spatiotemporal Impact of Land Use on Water Quality in Chaghakhor Wetland Using IRWQI Index and Statistical Methods

نویسنده [English]

  • J. Samadi
Engineering Graduate of Fisheries Department, Faculty of Natural Resources, Isfahan University of Technology & Member of Young Researchers and Elite Club of Islamic Azad University, Naragh Branch, Iran.
چکیده [English]

Purpose of this study is to use the physicochemical parameters (DO, pH, NO3-, PO4-3, TDS, and TSI) and water quality index of IRWQI to assess the pollution and spatiotemporal impact of land use on water quality in Chaghakhor wetland in Chaharmahal-o-Bakhtiari province, Iran. Twelve stations were selected for the sampling and measurement based on a systematic non-random method. At first, index model of IRWQI was prepared in GIS environment based on average of surface and depth of qualitative parameters by interpolation functions. Results demonstrated that IRWQI index with the Pearson correlation coefficient of 0.78 and the parameters of PO4-3, NO3- and TDS with the partial correlation coefficients of -0.82, -0.64, and 0.62, respectively were caused by the sewage pollution of farmlands and residential area in the south and the west half of the wetland. Also using the GIS based spatiotemporal impacts of the land use using statistical methods showed that the highest impact on the water quality of Coghakhor Wetland is created in spring and early autumn with correlation coefficients of 0.70 and 0.59. The lowest impact is reached in the summer with correlation coefficient of less than 0.1. Maximum trophic state and the worst quality status is resulted for the surface water temperature of 10.5 to 13.5 °C and in the first half of autumn and spring. The status was shown as moderate to fairly good with values of 50 to 61 for this condition which is due to the increased agricultural activities, floods, and seasonal rainfalls. The best quality is reported for water surface temperatures of either more than 19.5 °C or less than 6 °C in the summer and the first half of winter. The Status for this condition was 70 to 82 which is due to the decreased agricultural activities, floods, and the drainage resulted from the seasonal rainfalls.

کلیدواژه‌ها [English]

  • land use
  • Choghakhor wetland
  • Correlation coefficient
  • Buffer zone
  • Water quality index (IRWQI)

اداره کل هواشناسی استان چهارمحال و بختیاری (1389) آمار بارندگی سالانه. (www.chaharmahalmet.ir)

اسدالهی ز، دانه‌کار آ، اسدالهی ذ (1391) زون‌بندی حفاظتی تالاب چغاخور از طریق ارزیابی چندمعیاره مکانی (SMCE). فصلنامه علمی پژوهشی اکوبیولوژی تالاب، سال سیزدهم، شماره 4، 13ص.

تندروان‌زنگنه م، درویشی آ، فاخران س (1391) پایش تغییرات کاربری اراضی در تالاب چغاخور (2009-2003). کنفرانس بین‌المللی اکولوژی سیمای سرزمین، 10ص.

حیدری ا، فوهر ن، کانه‌یوکی ن (1390) بررسی عملکرد تالاب‌های تحت تأثیر کاربری اراضی بالادست (مطالعه موردی: هیگاشی هیروشیما ‐ ژاپن). نشریه محیط‌زیست طبیعی، مجله منابع طبیعی ایران، دوره 64، شماره یکم، 15-24ص.

ریاحی‌پور م، توفیق م (1387) بررسی پدیده تغذیه‌گرایی و لایه‌بندی حرارتی در مخزن سد چغاخور. چهارمین همایش زمین‌شناسی و محیط‌زیست، 7ص.

سلطانی س، یغمایی ل، خداقلی م، صبوحی ر (1390) پهنه‌بندی زیست اقلیمی استان چهار محال و بختیاری با استفاده از روش‌های آماری چندمتغیره. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، سال چهارم، شماره 54، 53-68ص.

موسوی‌ندوشن ر، فاطمی م‌ر، اسماعیلی‌ساری ع، وثوقی غ‌ح (1387) تعیین وضعیت تروفی و پتانسیل تولید ماهی در دریاچه چغاخور. مجله شیلات، سال دوم، شماره 2، 5ص.

هاشمی س‌ح، فرزام‌پوراسگر ت، رمضانی س، خوشرو غ (1390) راهنمای محاسبه شاخص کیفیت منابع آب ایران. سازمان حفاظت محیط زیست ایران، 42ص.

Brittany C, Courville BS (2012) Assessment of spatial and temporal lake water quality trends and effects of land use/land cover in main. M.Sc Thesis of Texas State University-San Marcos, USA, 86 pp.

Ebrahimi S, Moshari M (2006) Evaluation of the choghakhor wetland status with the emphasis on environmental management problems. Publs. Inst. Geophys. Pol. ACAD. SC; E-6(390): 8 pp.

Ghafouri M, Ghaderi N, Tabatabaei M, Versace V, Ierodiaconou D, Barry DA, Stagnitti F (2010) Land use change and nutrients simulation for the Siah Darvishan Basin of the Anzali Wetland Region, Iran. Bull Environ Contam Toxicol, 84(2): 240-244.

Gunsch MS (2008) The effect of wetland size and surrounding land use on wetland quality along an urbanization gradient in the Rocky River Watershed. M.Sc Thesis of Environmental Science, CLEVELAND State University, USA, 123 pp.

Houlahan JE, Scott Findlay C (2004) Estimating the ‘critical’ distance at which adjacent land-use degrades wetland water and sediment quality. Landscape Ecology, 19(6): 677-690.

Ierodiaconou D, Laurenson L, LeBlanc M, Stagnitti F, Duff G, Salzman S, Versace V (2005) The consequences of land use change on nutrient exports: a regional scale assessment in South-West Victoria, Australia. Journal of Environmental Management, 74(4): 305-316.

Kimwaga RG, Bukirwa F, Banadda N, Wali UG, Nhapi I, Mashauri DA (2012) Modelling the impact of land use changes on sediment loading into lake Victoria Using SWAT Model: A Case of Simiyu Catchment Tanzania. The Open Environmental Engineering Journal, 5: 66-76.

Martin SL, Hayes DB, Rutledge DT, Hyndman DW (2009) The land-use legacy effect: adding temporal context to lake chemistry. Limnol. Oceanogr, 56(6): 2362-2370.

Mousavi Nadushan R, Fatemi SMR (2008) Trophic Status and primary production in lake Choghakhor, Chaharmahal-Bakhtiyari Province, Islamic Republic of Iran. Pakistan Journal of Biological Sciences, 11(4): 577-582.

Murungweni FM (2013) Effect of land use change on quality of urban wetlands: A case of Monavale Wetland in Harare. Geoinfor Geostat, SciTechnol Journal, 2(1): 1-5.

Tiner RW (1999) Vegetation sampling and analysis for wetlands, wetland indicators: A guide to wetland identification, delineation, classification, and mapping, Boca Raton: CRC Press LLC, 248p.

Vuai SAH, Ibembe JD, Mungai NW (2013) Influence of land use activities on spatial and temporal variation of nutrient deposition in Mwanza Region: Implication to the atmospheric loading to the Lake Victoria. Atmospheric and Climate Sciences, 3(2): 224-234.

Yan X, Qiu Z, Wang J, Liu F, Daonan L (2012) Spatial and temporal change of land use and its impact on water quality of Poyang Lake Region. Advanced Materials Research, 599: 753-756.

Zhang T, Zeng WH, Wang SR, Ni ZK (2014) Temporal and spatial changes of water quality and management strategies of Dianchi Lake in southwest China. Hydrology and Earth System Sciences, 18(4): 1493–1502.