پیش‌بینی اثر تغییر اقلیم بر فرسایندگی باران در آبخیز تالار استان مازندران، ایران

مقدمه و هدفتغییرات اقلیمی یکی از چالش‌های بزرگ زیست‌محیطی است که تأثیرات گسترده‌ای بر فرایندهای طبیعی و انسانی دارد. این تغییرات می‌توانند چرخه‌های هیدرولوژیکی را تحت تأثیر قرار داده و موجب تغییر در الگوی بارش و فرسایش خاک شوند. افزایش دما و تغییرات در میزان و شدت بارش‌ها می‌تواند تأثیرات مخربی بر پایداری منابع آب و خاک داشته باشد. کاهش بارش در برخی مناطق و افزایش آن در نواحی دیگر منجر به تغییر در توزیع مکانی و زمانی رواناب خواهد شد که می‌تواند بر ظرفیت ذخیره‌سازی آب‌های سطحی و زیرزمینی تأثیر بگذارد. با توجه به اهمیت مدیریت منابع طبیعی و پیش‌بینی پیامدهای تغییرات اقلیمی در این پژوهش، تأثیر تغییرات اقلیمی بر بارندگی و فرسایندگی باران در آبخیز تالار بررسی ‌شد. هدف اصلی این پژوهش، ارزیابی اثرات سه سناریوی اقلیمی SSP1-2.6، SSP2-4.5 و SSP5-8.5 بر بارش و فرسایندگی باران در آیندة نزدیک سال 1425 بود. با پیش‌بینی تغییرات اقلیمی آیندة نزدیک سال 1425، می‌توان برای اثرات کوتاه‌مدت آن مانند کمبود آب، خشک‌سالی و سیلاب آماده ‌شد و برنامه‌ریزی‌های لازم در زمینة مدیریت منابع آب و خاک، کشاورزی، زیرساخت‌ها و توسعه اقدامات مناسب برای سازگاری با تغییرات اقلیمی را انجام داد. همچنین، بررسی تغییرات اقلیمی به سیاست‌گذاران کمک خواهد کرد تا در طراحی و اجرای برنامه‌های بلندمدت توسعه پایدار تصمیمات مؤثرتری اتخاذ کنند.مواد و روش‌هاروش‌شناسی این پژوهش شامل استفاده از داده‌های بارش پنج ایستگاه (قراخیل، شیرگاه، پل سفید، سنگده، آلاشت) در منطقة مطالعه‌شده در بازة زمانی 1985 تا 2014 بود. سپس، بارش آیندة نزدیک با استفاده از داده‌های مدل‌های اقلیمی CMIP6 شاملMIROC6، ACCESS_CM2، CAN5 و CNRM_CM6 و نرم‌افزار ریزمقیاس نمایی CMHYD شبیه‌سازی شد. انتخاب بهترین مدل برای ریزمقیاس‌نمایی بارش، بر اساس مقایسه نتایج مدل‌های مختلف با داده‌های مشاهداتی انجام شد. به‌منظور ارزیابی و مقایسة مدل‌های شبیه‌سازی، از معیارهای میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب تبیین (R2)، ضریب نش-ساتکلیف (NSE) و همبستگی (R) و منحنی تیلور استفاده شد. بر اساس نتایج، بهترین عملکرد در شبیه‌سازی بارش و فرسایندگی باران آبخیز تالار مربوط به مدل MIROC6 با روش LI بود. شاخص فرسایندگی باران (R) برای دوره پایه و آینده محاسبه و تغییرات آن در سناریوهای مختلف بررسی گردید. علاوه بر این، برای تحلیل تغییرات مکانی و زمانی بارندگی و فرسایندگی باران از سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده شد. این تحلیل‌ها کمک کردند تا نواحی آسیب‌پذیر شناسایی شده و در برنامه‌ریزی‌های مدیریتی مورد توجه قرار گیرند. نتایج و بحثنتایج نشان داد که تغییرات بارندگی تحت تأثیر تغییر اقلیم در سناریوهای گوناگون متفاوت است. یافته ­های پژوهش بیانگر آن بود که در آیندة در سناریوی خوش‌بینانه SSP1-2.6، با افزایش 43% بارش، فرسایندگی باران نیز 89/16% افزایش یافت. این افزایش می‌تواند در دوره‌های خشک و تر تأثیرات متفاوتی بر فرسایش خاک داشته باشد، به‌گونه‌ای که در دوره‌های مرطوب باعث افزایش فرسایش خاک شده و در دوره‌های خشک موجب تغییر در الگوی رواناب می‌شود.  در سناریوهای متوسط SSP2-4.5 و بدبینانه SSP5-8.5، با کاهش بارش به‌ترتیب 38/6 و 1/28%، فرسایندگی باران نیز به‌ترتیب 37/9 و 10/8% کاهش یافت. نتایج تحلیل مکانی نشان داد در بخش‌هایی از آبخیز که شامل کاربری‌های جنگل و مرتع بودند، بارش و فرسایندگی باران کاهش یافت. همچنین، در مناطق مسکونی مانند پل­ سفید، افزایش ساخت‌ و ساز و ایجاد سطوح نفوذناپذیر سبب کاهش پوشش گیاهی و افزایش آسیب‌پذیری در برابر بارش‌های شدید شد. در مناطق مانند شیرگاه، با افزایش بارش و فرسایندگی باران، خطر زمین‌لغزش‌ها و فرسایش در ترانشه‌های جاده‌ای افزایش یافت. این تغییرات می‌تواند تأثیرات قابل‌توجهی بر فرسایش خاک و مدیریت منابع آب در منطقه داشته باشد. در این راستا، لزوم توجه به اقدامات حفاظتی و پایش مستمر تغییرات اقلیمی در منطقه تأکید می‌شود.نتیجه‌گیری و پیشنهادهایافته‌های این پژوهش نشان داد که تغییرات اقلیمی تأثیرات جدی بر منابع‌طبیعی و معیشت ساکنان آبخیز تالار دارند. ازاین‌رو، اقدامات بیدرنگ در راستای مدیریت پایدار منابع آب ‌و خاک، برای سازگاری با این تغییرات لازم و ضروری است. این اقدامات شامل نظارت بر تعداد دام ورودی به مراتع، حفاظت از پوشش گیاهی و کشت گیاهان مقاوم به فرسایش و توسعه روش‌های آبخیزداری است. همچنین برای کاهش آسیب‌های ناشی از بارش‌های شدید، استفاده از پوشش‌های گیاهی مناسب در مناطق مستعد فرسایش، پایش تغییرات پوشش گیاهی و به‌کارگیری روش‌های مهار فرسایش در آبخیزها مورد توجه قرار گیرد. سیاست‌گذاران و مدیران منابع‌طبیعی می‌توانند از نتایج این پژوهش در تصمیم‌گیری‌های مناسب برای کاهش اثرات منفی تغییرات اقلیمی و بهبود مدیریت منابع آب ‌و خاک استفاده کنند. افزون بر این، برای توسعة پژوهش‌های بیشتر و برنامه‌ریزی‌های راهبردی در زمینة مدیریت آبخیزها می‌توان از داده‌های پیش‌بینی‌شدة  فرسایش باران آینده از این پژوهش استفاده کرد. به علاوه بررسی تغییرات شدت بارندگی و تأثیر آن بر فرسایش خاک در پژوهش‌های آینده توصیه می‌گردد. همچنین، انجام مطالعات میدانی و استفاده از مدل‌های عددی پیشرفته می‌تواند در بهبود دقت پیش‌بینی‌ها و تدوین راهکارهای مناسب برای مدیریت تغییرات اقلیمی مفید باشد.