بررسي خدمت اكوسيستم توليد آب با استفاده از نرم‌افزار InVEST (مطالعه موردي: حوزه آبخيز دليچاي)

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

سابقه و هدف: مزاياي متعددي كه انسان‌ها از اكوسيستم‌ها بدست مي‌آورند را خدمات اكوسيستم مي‌نامند. اين خدمات داراي طيف گسترده‌اي هستند و يكي از با ارزش‌ترين آن‌ها خدمات توليد آب است. توليد آب به معناي مجموع ميانگين بلند مدت جريان سالانه رودخانه‌ها و تغذيه سفره‌هاي آب زيرزميني بوسيله بارش مي‌باشد. با توجه به بهره‌برداري‌هاي مختلف از اراضي و تفاوت در ميزان توليد آب در هر يك از اين كاربري‌ها برآورد و پيش بيني توليد آب هر يك از اين اراضي از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. لذا هدف از اين مطالعه بررسي و نقشه‌سازي ميزان توليد آب در كاربري‌هاي مختلف اراضي از جمله مرتع، كشاورزي، مناطق مسكوني، زمين باير و ذخيره‌گاه ارس است تا بتوان بوسيله آن تصميمات مديريتي مناسب‌تر در راستاي توان منطقه اتخاذ كرد و توان هر كاربري اراضي در ميزان توليد آب را مشخص كرد. مواد و روش‌ها: اين تحقيق در حوزه آبخيز دليچاي كه از زيرحوزه‌هاي شمالي حوزه آبخيز حبله‌رود واقع در استان تهران است، انجام شد. توليد رواناب در اين مدل بر پايه منحني باديكو محاسبه گرديد كه در واقع ميزان رواناب هر پيكسل را از بارش منهاي بخشي از آب كه تبخير و تعرق مي شود، مشخص مي‌كند. داده‌هاي مورد نياز اين مدل شامل نقشه‌هاي مرز حوزه، بارش، تبخير و تعرق پتانسيل، عمق خاك، آب قابل دسترس گياه و كاربري‌هاي اراضي و پوشش گياهي و همچنين يك جدول خصوصيات بيوفيزيكي مي‌باشد كه در نرم‌افزار InVEST 3.3.2 وارد شده و بوسيله آن به مدل‌ و نقشه‌سازي ميزان توليد آب پرداخته شد. يافته‌ها: پس از وارد كردن داده‌هاي مورد نياز مدل و همچنين مقايسه نتايج اوليه بدست آمده با داده‌هاي واقعي در خروجي حوزه، اقدام به كاليبراسيون مدل توسط پارامتر هيدروژئولوژيكي Z گرديد و در نهايت نتايج نهايي پس از كاليبراسيون بدست آمد. طبق نتايج ميزان توليد رواناب در كل حوزه آبخيز دليچاي به طور سالانه حدود 42 ميليون متر مكعب است. نتايج مربوط به كاربري‌هاي مختلف نشان دهنده اين است كه بيشترين ميزان توليد رواناب در كاربري‌ها با مقدار 2923/992 متر مكعب در هكتار مربوط به زمين‌هاي باير بوده و پس از آن كاربري مناطق مسكوني و مرتع با مقدار 2370/408 و 1263/36 متر مكعب در هكتار بترتيب بيشترين مقدار را داشتند. همچنين كمترين ميزان توليد رواناب مربوط به ذخيره‌گاه ارس با مقدار 459/04 متر مكعب در هكتار بوده است. نتيجه‌گيري: نتايج اين تحقيق نشان داد كه مدل InVEST با وجود اينكه از اطلاعات نسبتا كم و قابل دسترسي استفاده مي‌كند، كارايي بالايي دارد و به‌ وسيله آن مي‌توان خدمات اكوسيستم را نقشه سازي كرد و در تصميمات مديريتي از آن استفاده كرد. عوامل فيزيوگرافي و اقليمي تاثير فراواني بر ميزان توليد رواناب در سطح حوزه آبخيز دارند كه مي‌توان از بين اين عوامل ارتفاع و بارش را تاثير‌گذارترين آن‌ها ناميد. البته نبابد از تاثير نوع پوشش گياهي و ميزان آن نيز بر توليد رواناب چشم پوشي كرد. لذا با توجه به اهميت فراهم‌سازي آب و مشكلات موجود در تامين آب براي مردم ساكن در منطقه با استفاده از اين مدل يا ساير مدل‌ها مي‌توان برآورد نسبي از ميزان رواناب جاري شده و نقش پوشش گياهي در كاهش آن داشت.

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.