فرسایش خاک از جمله چالش های مهم زیست محیطی است که در مناطقی که کنترل نمی شود نه تنها سبب وارد آوردن خسارت های جبران ناپذیر به اراضی منابع طبیعی و کشاورزی می شود بلکه با رسوب مواد در آبراهه ها، مخازن، دریاچه سدها و بنادر، سبب کاهش ظرفیت آب گیری آن ها و بنابراین زیان های فراوان می شود. در این پژوهش قابلیت استفاده از سه مدل گوناگون شامل مدل های الگوریتم منطق فازی، swat و الگوریتم ژنتیک - خوشه بندی فازی برای برآورد فرسایش خاک در حوزه آبخیز بازفت (حد فاصل ?34 °49 تا ?32 °50 طول شرقی و ?37 °31 تا ?39 °32 عرض شمالی با مساحت 9/216786 هکتار) بررسی شد. در مدل الگوریتم منطق فازی، سه عامل اصلی موثر بر فرسایش در معادله جهانی هدررفت خاک (usle) شامل درصد شیب، درصد پوشش گیاهی و فاکتور فرسایش پذیری خاک (k در مدل usle) برای مدل سازی خطر فرسایش خاک مورد استفاده قرار گرفتند. در مدل swat، ابتدا امکان استفاده از 3 مجموعه داده اقلیمی مختلف شامل داده های اقلیمی حوزه آبخیز بازفت، داده های اقلیمی جهانی (cru) و داده های اقلیمی ترکیبی بازفت - cru برای شبیه سازی بهتر رواناب جاری در منطقه، بررسی شد. سپس قابلیت استفاده از الگوریتم های glue، sufi-2 و pso برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل ارزیابی گردید. پس از تعیین الگوریتم مناسب از مدل واسنجی و اعتبارسنجی شده برای برآورد میزان هدررفت خاک در منطقه مورد مطالعه استفاده شد. در مدل الگوریتم ژنتیک - خوشه بندی فازی نیز میانگین وزنی 12 پارامتر زودیافت موثر بر فرسایش خاک و تولید رسوب در منطقه برای برآورد خطر فرسایش استفاده شد. بر اساس نتایج مدل الگوریتم منطق فازی، بخش عمده ای از حوزه آبخیز بازفت (حدود 2/42 درصد از وسعت منطقه معادل 91428 هکتار) دارای خطر فرسایش خاک خیلی زیاد (بیش از 50 تن در هکتار در سال) و حدود 6/35 درصد (77225 هکتار، 13 زیرحوزه) نیز دارای خطر فرسایش زیاد (25 تا 50 تن در هکتار در سال) بود. تنها 7 زیرحوزه از مجموع 55 زیرحوزه در کل منطقه مورد مطالعه در گروه خطر فرسایش خاک خیلی کم (کم تر از 5 تن در هکتار در سال) قرار گرفتند. با اجرای مدل swat، حوزه آبخیز بازفت به 55 زیرحوزه و 946 واحد واکنش هیدرولوژیک (hru) تقسیم شد. مدل swat طراحی شده با داده های اقلیمی ترکیبی بازفت - cru، شبیه سازی بهتری از رواناب جاری در منطقه مورد مطالعه داشت. استفاده از الگوریتم pso برای واسنجی مدل، منجر به نتایج بهتری نسبت به الگوریتم های glue و sufi-2 شد و داده های شبیه سازی شده هم بستگی بیش تری با داده های مشاهده ای داشتند. مقدار ضریب نش- ساتکلیف برای مدل واسنجی شده با الگوریتم pso برابر 38/0 بود درحالی که مقدار آن برای مدل واسنجی شده با استفاده از الگوریتم های glue و sufi-2 به ترتیب 21/0 و 31/0 بود. مدل swat، دقت قابل قبولی در شبیه سازی رواناب در هر دو مرحله واسنجی و اعتبارسنجی داشت. مقادیر r-factor و p-factor به دست آمده در مرحله واسنجی به ترتیب برابر 25/1 و 81/0 و ضرایب تبیین و نش- ساتکلیف به دست آمده برای مرحله اعتبارسنجی به ترتیب 64/0 و 60/0 بود. در شبیه سازی رسوب، مقادیر r-factor و p-factor به دست آمده برای مرحله واسنجی به ترتیب برابر 69/0 و 85/0 و برای مرحله اعتبارسنجی برابر 63/0 و 80/0 بودند. با اولویت بندی زیرحوزه ها بر اساس نتایج مدل swat، حدود 7/31 درصد از وسعت حوزه آبخیز (17 زیر حوزه از مجموع 55 زیرحوزه) دارای میزان فرسایش خیلی زیاد بود. زیرحوزه های با فرسایش خاک خیلی زیاد منشأ حدود 84 درصد از رسوب تولیدی در منطقه مورد مطالعه بودند. میزان فرسایش خاک در بخش ناچیزی از منطقه مورد مطالعه (حدود 6/13 درصد) کم تر از 5 تن در هکتار در سال بود. با خوشه بندی زیرحوزه ها بر اساس روش الگوریتم ژنتیک - خوشه بندی فازی در قالب 10 خوشه، خوشه شماره 9 با 12 زیرحوزه و خوشه های شماره 5 و 8 هر کدام با یک زیرحوزه به ترتیب بیش ترین و کم ترین تعداد زیرحوزه را در برگرفتند. با تعیین میزان فاصله شباهت، خوشه شماره 9 دارای بیش ترین شباهت (کم ترین فاصله شباهت) با خوشه فرضی (که در آن 12 پارامتر مورد استفاده برای برآورد خطر فرسایش به صورتی در نظر گرفته شدند تا بیش ترین فرسایش و رسوب حاصل شود) بود. بر اساس نتایج مدل الگوریتم ژنتیک - خوشه بندی فازی، تعداد 12 زیرحوزه از مجموع 55 زیرحوزه در کل حوزه آبخیز بازفت دارای خطر فرسایش خیلی زیاد بودند که در مجموع حدود 5/29 درصد از وسعت کل حوزه (حدود 63879 هکتار) را شامل شدند. بنابراین بر اساس نتایج مدل های مورد مطالعه، بخش وسیعی از حوزه آبخیز بازفت دارای خطر فرسایش خاک زیاد تا خیلی زیاد بود. با اولویت بندی زیرحوزه های بحرانی، زیرحوزه های شماره 7، 4، 8، 9 و 25 به ترتیب دارای بیش ترین میزان فرسایش بوده و به عنوان زیرحوزه-های بحرانی از نظر فرسایش و هدررفت خاک در حوزه آبخیز بازفت به منظور اجرای برنامه های حفاظت خاک و مبارزه با فرسایش و کاهش رسوب زایی در منطقه، معرفی شدند.

آلودگی خاک ها به هیدروکربن های نفتی (tphs) یکی از مهم ترین مشکلات زیست محیطی در برخی از نقاط کشور به ویژه در اطراف پالایشگاه های نفت، نظیر پالایشگاه نفت تهران می باشد. وجود آلاینده های نفتی در خاک می تواند سبب بروز سمیت برای انسان و سایر موجودات زنده شده و موجبات آلودگی منابع آب های زیرزمینی و سطحی را فراهم آورد. همچنین نگرانی های زیادی درباره حضور این آلاینده ها در محیط زیست به ویژه به سبب ورود این ترکیبات به زنجیره غذایی موجودات زنده وجود دارد. بنابراین، پالایش این ترکیبات از محیط زیست ضروری است. روش های متعددی جهت پالایش خاک های آلوده به نفت وجود دارند اما از آنجا که بسیاری از این روش ها گران قیمت و با اثرات جانبی مضر برای محیط زیست هستند، امروزه به روش های زیستی نظیر گیاه پالایی (پالایش خاک های آلوده با استفاده از گیاه) توجه زیادی شده است. در این پژوهش نیز قابلیت استفاده از روش تحریک گیاهی به عنوان یک راهکار مقبول از لحاظ زیست محیطی و اقتصادی جهت پالایش خاک های آلوده به نفت، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا جوانه زنی و رشد هفت گیاه مختلف در سه خاک با سطوح مختلف آلودگی نفتی مورد مطالعه قرار گرفت. تیمارهای آلودگی عبارت بودند از تیمار co (خاک غیر آلوده) و تیمارهای 1c و 2c (به ترتیب نسبت وزنی 1:1 و 1:3 خاک کاملاً آلوده به خاک غیر آلوده). سپس چهار گیاه با درصد جوانه زنی بالا و رشد مناسب تر برای آزمایش گیاه پالایی انتخاب و میزان کاهش غلظت این آلاینده ها در انتهای یک دوره 120 روزه تعیین گشت. نتایج نشان داد که وجود هیدروکربن های نفتی در خاک بر جوانه زنی آفتابگردان، گلرنگ، اگروپایرون و شبدر تأثیر معنی داری نداشت. در مقابل جوانه زنی پوکسنلیا در تیمارهای 1c و 2c به ترتیب 32 و 56 درصد نسبت به تیمار co کاهش یافت. شبدر و کلزا نیز نسبت به وجود این آلاینده ها در خاک حساس بوده و در نتیجه فاقد عملکرد ماده خشک گیاهی در انتهای دوره آزمایش بودند. اما حضور آلاینده های نفتی در خاک کمترین اثر را بر رشد و نمو اگروپایرون، تال فسکیو و پوکسنلیا داشت. بنابراین چهار گیاه آفتابگردان، گلرنگ، اگروپایرون و تال فسکیو جهت گیاه-پالایی آلاینده های نفتی انتخاب شدند. در آزمایش گیاه پالایی، وجود هیدروکربن های نفتی در خاک موجب کاهش رشد و عملکرد ماده خشک ریشه و اندام هوایی همه گیاهان مورد مطالعه در تیمارهای آلودگی در مقایسه با تیمار شاهد (بدون آلودگی) شد که این کاهش رشد و عملکرد در تیمار 2c مشهودتر بود. همچنین حضور اگروپایرون در تیمار 2c نقش موثرتری نسبت به تال فسکیو در افزایش فعالیت و تنفس میکروبی در خاک داشت ولی اختلاف معنی داری بین ریزوسفر آفتابگردان و گلرنگ با تیمار شاهد (بدون گیاه) در فعالیت ریزجانداران خاک در این تیمار مشاهده نشد. میزان کاهش غلظت tphs در خاک در حضور گیاهان مختلف نیز متفاوت بود. به شکلی که بیشترین میزان کاهش غلظت tphs در حضور اگروپایرون و تال فسکیو به ویژه در سطح پایین تر آلودگی (تیمار 1c) بود به طوری که غلظت این آلاینده ها به ترتیب حدود 71 و 69 درصد نسبت به غلظت اولیه کاهش یافت. همچنین حضور تال فسکیو و اگروپایرون موجب کاهش 42 تا 45 درصدی غلظت tphs در تیمار 2c شد، اما حضور آفتابگردان تأثیر معنی داری بر غلظت این آلاینده های نفتی در هیچ یک از تیمارها نداشت. با توجه به نتایج این پژوهش، گیاه اگروپایرون جهت گیاه پالایی خاک های آلوده به نفت منطقه مورد مطالعه پیشنهاد می شود اگرچه انجام مطالعات تکمیلی جهت یافتن راهکارهای استقرار بهتر گیاه و افزایش کارایی گیاه پالایی لازم است.