نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مجید رمضانی مهریان ¹
• اردوان زرندیان ²
• سیده آل‌محمد ³

¹ گروه مطالعات محیطی، پژوهشکده تحقیق و توسعه علوم انسانی، تهران، ایران

² گروه ارزیابی و مخاطرات محیط زیست، پژوهشکده محیط زیست و توسعه پایدار، تهران، ایران

³ دانشکده حکمرانی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

آلودگی غیرنقطه‌ای ناشی از نیتروژن و فسفر به عنوان چالشی جهانی، سلامت اکوسیستم‌ها را تهدید می‌کند. استان زنجان با دارا بودن تنوع کاربری اراضی، نمونه‌ای شاخص از مناطق تحت تاثیر این آلودگی است. این پژوهش با دو هدف اصلی انجام شد: اول، مدل‌سازی فضایی بارگذاری، صدور و ظرفیت نگهداشت مواد مغذی و سپس شناسایی مناطق بحرانی برای مداخلات مدیریت راهبردی. روش پژوهش شامل به کارگیری مدل نسبت تحویل مغذی (NDR) در چارچوب نرم‌افزار InVEST و با استفاده از داده‌هایی شامل مدل رقومی ارتفاع (DEM)، نقشه پوشش/کاربری زمین (LULC) و بارش سالانه بوده است. مطابق یافته‌ها، زیرحوضه‌های استان سه دسته شدند: زیرحوضه‌های بحرانی (۵ و 7) با بالاترین نسبت صدور به بارگذاری شناسایی شدند. زیرحوضه ۵ با ثبت مقدار منفی برای نگهداشت نیتروژن، به عنوان یک "منبع خالص" آلودگی شناخته شد. زیرحوضه‌های با کارایی حفظ بالا (۳ و ۶)، علی‌رغم بارگذاری بسیار زیاد، بیشترین سهم را در نگهداشت مواد مغذی داشتند زیرحوضه‌های با پتانسیل بهبود (۱، ۲ و ۴)، دارای بارگذاری و صدور نسبتاً پایین و عملکرد مطلوب در حفظ مواد مغذی بودند. ظرفیت سالانه نگهداشت مواد مغذی در استان، بیش از ۵۹۷۰۰ تن مواد مغذی است. نوآوری این پژوهش، نقشه‌سازی خدمت اکوسیستمی با وضوح بالا و تلفیق مسیرهای سطحی و زیرسطحی صدور نیتروژن بود. اگرچه شبیه‌سازی تغییرات فصلی ممکن نبود، اما خروجی آن، یک اولویت‌بندی فضایی معتبر برای مدیریت ارائه می‌دهد. مدیریت پایدار در استان نیازمند تمرکز قاطع بر زیرحوضه‌های بحرانی (به ویژه ۵ و ۷) است که به عنوان کانون‌های با ریسک انتقال آلودگی بسیار بالا شناسایی شدند.

کلیدواژه‌ها

• نقشه‌سازی خدمت اکوسیستمی
• NDR
• InVEST
• مناطق بحرانی
• مدلسازی فضایی

عنوان مقاله [English]

Assessing the Nitrogen and phosphorus Retention Ecosystem Service and Strategies for Sub-Watershed Management (Zanjan Province)

نویسندگان [English]

• Majid Ramezani Mehrian ¹
• Ardavan Zarandian ²
• Sayedeh Alemohammad ³

¹ Department of Environmental Studies, the Institute for Research and Development in the Humanities (SAMT), Tehran, Iran.

² Department of Environmental Assessment and Risks, Research Center of Environment and Sustainable Development, Tehran, Iran.

³ Faculty of Governance, University of Tehran, Tehran, Iran,

چکیده [English]

Non-point source pollution from nitrogen and phosphorus poses a global challenge, threatening ecosystem health. Zanjan Province, with its diverse land uses, represents a prominent example of regions affected by such pollution. This study was conducted with two primary objectives: First, spatial modeling of nutrient loading, export, and retention capacity, and then identifying critical areas for strategic management interventions. The research methodology employed the Nutrient Delivery Ratio (NDR) model within the InVEST software framework, utilizing datasets including a Digital Elevation Model (DEM), Land Use/Land Cover (LULC) map, and annual precipitation data. According to the findings, the provincial sub-watersheds were classified into three categories: Critical sub-watersheds (5 and 7) were identified with the highest export-to-loading ratio. Sub-watershed 5, with a recorded negative value for nitrogen retention, was recognized as a "net source" of pollution. Sub-watersheds with high retention efficiency (3 and 6), despite very high loading, contributed the most to nutrient retention. Sub-watersheds with improvement potential (1, 2, and 4) exhibited relatively low loading and export alongside satisfactory nutrient retention performance. The annual nutrient retention capacity within the province exceeds 59,700 tonnes. The innovation of this research lies in high-resolution ecosystem service mapping and the integration of both surface and subsurface nitrogen export pathways. While simulating seasonal variations was not feasible, its output provides a valid spatial prioritization for management. Sustainable management in the province requires the decisive focus on critical sub-basins (especially 5 and 7), which were identified as high-risk pollution transfer hotspots.

کلیدواژه‌ها [English]

• Ecosystem Service Mapping
• NDR
• InVEST
• Critical Areas
• Spatially Modeling