عبدالمجید لباب پور

دانشگاه صنعتی شهدای هویزه

تغییر اقلیم جهانی سبب تغییرات غیرقابل کنترلی در محیط زیست شده و به همین دلیل نگرانی‌های زیادی را ایجاد کرده است. برای نمونه تغییر میزان بارندگی سبب گسترش بیابان‌ها و در نتیجه کانون‌های بحرانی و فوق‌بحرانی طوفان‌های ریزگرد را ایجاد کرده است. مدل‌سازی ریاضی تغییرات زیست‌محیطی و منجمله خاک سطحی بویژه در مناطق خشک و بیابانی در سازش با این تغییرات اقلیمی اطلاعات مفیدی را فراهم می‌کند. از آنجایی که تعداد اندکی مدل ریاضی در این حوزه گزارش شده است، نیاز به گسترش آنها ضروری است تا بتوان تعامل اقلیم، خاک و آب را پیش‌بینی کرد. این پژوهش به بررسی ضرایب مدلی پرداخته شده است که براساس معادله دیفرانسیلی جزئی نفوذ-واکنش، رشد سطحی سیانوباکتری‌ها برروی سطح خاک را بررسی می‌کند. ضریب نفوذ زیست‌توده سیانوباکتری رشته‌ای در معادله بازسازی خاک مناطق خشک و بیابانی، نقش عمده‌ای در گسترش زیست‌توده دارد که تاکنون بررسی و گزارش نشده است. عبارت‌های عمده در معادله دوبعدی دیفرانسیلی جزیی نفوذ-واکنش عبارتند از: تغییرات زمانی و مکانی زیست‌توده و نیز عبارت‌های مربوط به تغییر ضریب رشد و مرگ ویژه زیست‌توده سیانوباکتری در تعامل با عوامل محیطی مانند نورخورشید، وجود آب و وجود مواد غذایی کافی. نفوذ زیست‌توده در خاک به دلیل موانع ایجاد شده درون خاک بسیار کمتر از نفوذ در محیط مایع است. نفوذ با نوع خاک و میزان تخلخل، چسبندگی بین ذرات، اندازه ذرات خاک و عوامل متعدد دیگر مانند وجود دیگر موجودات زنده خاک تغییر می‌یابد. از سوی دیگر نوع سیانوباکتری نیز در میزان نفوذ در خاک اثرزیادی دارد. ضریب تعامل میان نوع سیانوباکتری، نوع خاک و عوامل اقلیمی ممکن است با آزمایش‌های تجربی، با مدل‌های ریاضی و یا با مدل‌های آماری تعیین شود. تعیین درست ضریب نفوذ سیانوباکتری برروی خاک سطحی با آزمایش‌ها و یا روابط ساده از امتیازات روش‌های پیشنهادی خواهد بود. ضریب نفوذ زیست‌توده ممکن است ناشی از نفوذ سیال آب (آب) و یا ناشی از رشد خود رشته‌های سیانوباکتری‌ها باشد. در این پژوهش نفوذ ناشی از رشد رشته‌های سیانوباکتری مورد توجه قرار گرفت. رشد سیانوباکتری در شرایط تلقیح یکسان و برابر با ۲۰ گرم در مترمربع در ۵ نمونه خاک سطحی مناطق بیابانی با روش اشعه مادون قرمز ارزیابی شد. میزان نفوذ با تخلخل خاک بیش‌ترین هبستگی را نشان داد. هم چنین میزان چسبندگی ذرات خاک به یکدیگر و نیز اندازه ذرات به ترتیب اثر کمتری در نفوذ زیست‌توده برخاک سطحی را داشتند. با تعیین ضریب نفوذ زیست‌توده سیانوباکتری برروی خاک سطحی، امکان دست یابی به داده‌های دقیق‌تر از معادله گسترش سطحی سیانوباکتری برخاک فراهم می‌شود که در طراحی عملیات بازسازی خاک مستعد انتشار ریزگرد و مقابله با انتشار ریزگردها مفید است.

ضریب نفوذ؛ بازسازی خاک؛ کویرزدایی؛ مقابله با ریزگردها؛ مدل‌سازی خاک