تعيين ضريب نفوذ زيست‌توده سيانوباكتر رشته اي در معادله بازسازي خاك مناطق خشك و بياباني

تغيير اقليم جهاني سبب تغييرات غيرقابل كنترلي در محيط‌زيست شده و به همين دليل نگراني‌هاي زيادي را ايجاد كرده است. براي نمونه تغيير ميزان بارندگي سبب گسترش بيابان‌ها و درنتيجه كانون‌هاي بحراني و فوق‌ بحراني طوفان‌هاي ريزگرد را ايجاد كرده است. مدل‌سازي رياضي تغييرات زيست‌محيطي و منجمله خاك سطحي به‌ويژه در مناطق خشك و بياباني در سازش با اين تغييرات اقليمي اطلاعات مفيدي را فراهم مي‌كند. از آنجايي كه تعداد اندكي مدل رياضي در اين حوزه گزارش شده است، نياز به گسترش آن‌ها ضروري است تا بتوان تعامل اقليم، خاك و آب را پيش‌بيني كرد. اين پژوهش به بررسي ضرايب مدلي پرداخته شده است كه بر اساس معادله ديفرانسيلي جزئي نفوذ-واكنش، رشد سطحي سيانوباكتري‌ها بر روي سطح خاك را بررسي مي‌كند. ضريب نفوذ زيست‌توده سيانوباكتر رشته‌اي در معادله بازسازي خاك مناطق خشك و بياباني، نقش عمده‌اي در گسترش زيست‌توده دارد كه تاكنون بررسي و گزارش نشده است. عبارت‌هاي عمده در معادله دوبعدي ديفرانسيلي جزيي نفوذ-واكنش عبارت‌اند از: تغييرات زماني و مكاني زيست‌توده و نيز عبارت‌هاي مربوط به تغيير ضريب رشد و مرگ ويژه زيست‌توده سيانوباكتري در تعامل با عوامل محيطي مانند نور خورشيد، وجود آب و وجود مواد غذايي كافي. نفوذ زيست‌توده در خاك به دليل موانع ايجاد شده درون خاك بسيار كمتر از نفوذ در محيط مايع است. نفوذ با نوع خاك و ميزان تخلخل، چسبندگي بين ذرات، اندازه ذرات خاك و عوامل متعدد ديگر مانند وجود ديگر موجودات زنده خاك تغيير مي‌يابد. از سوي ديگر نوع سيانوباكتري نيز در ميزان نفوذ در خاك اثر زيادي دارد. ضريب تعامل ميان نوع سيانوباكتري، نوع خاك و عوامل اقليمي ممكن است با آزمايش‌هاي تجربي، با مدل‌هاي رياضي و يا با مدل‌هاي آماري تعيين شود. تعيين درست ضريب نفوذ سيانوباكتري بر روي خاك سطحي با آزمايش‌ها و يا روابط ساده از امتيازات روش‌هاي پيشنهادي خواهد بود. ضريب نفوذ زيست‌توده ممكن است ناشي از نفوذ سيال آب و يا ناشي از رشد خود رشته‌هاي سيانوباكتري‌ها باشد. در اين پژوهش نفوذ ناشي از رشد رشته‌هاي سيانوباكتري مورد توجه قرار گرفت. رشد سيانوباكتري در شرايط تلقيح يكسان و برابر با ۲۰ گرم در مترمربع در ۵ نمونه خاك سطحي مناطق بياباني با روش اشعه مادون قرمز ارزيابي شد. ميزان نفوذ با تخلخل خاك بيشترين هبستگي را نشان داد. ميزان چسبندگي ذرات خاك به يكديگر و نيز اندازه ذرات به ترتيب اثر كمتري در نفوذ زيست‌توده بر خاك سطحي را داشتند. با تعيين ضريب نفوذ زيست‌توده سيانوباكتري بر روي خاك سطحي، امكان دست‌يابي به داده‌هاي دقيق‌تر از معادله گسترش سطحي سيانوباكتري برخاك فراهم مي‌شود كه در طراحي عمليات بازسازي خاك مستعد انتشار ريزگرد و مقابله با انتشار ريز گردها مفيد است.