–283

فصل اول: مقدمه و مروری بر تحقیقات کذشته
1-1- مقدمه......................................................................................................................................................................2
1-2- هدف و ضرورت تحقیق......................................................................................................................................5
1-3-. تعریف استحصال رواناب و اهمیت بررسی آن...............................................................................................6
1-4- مزایای بهرهگیری از سیستمهای استحصال آب.........................................................................................10
1-5- سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS..................................................................................................................11
1-5-1- تعریف GIS...................................................................................................................................................12
1-5-2- مزایای استفاده از GIS...............................................................................................................................12
1-6- مرور منابع .........................................................................................................................................................13
1-7- طبقهبندی روشهای استحصال آب باران و سامانه سطوح آبگیر............................................................16
1-8- انواع سازههای استحصال آب .........................................................................................................................18
فصل دوم: مواد و روش تحقیق
2- مواد و روش تحقیق .............................................................................................................................................21
2-1- منطقه مورد مطالعه ........................................................................................................................................21
2-1-1- توپوگرافی و فیزیوگرافی ...........................................................................................................................21
2-1-2- هوا و اقلیمشناسی ......................................................................................................................................21
2-2- روش تحقیق .....................................................................................................................................................22
2-2-1- مطالعات کتابخانهای و اقدامات اولیه ......................................................................................................22
2-2-2- تهیه نقشه پارامترهای موثر در ایجاد رواناب .........................................................................................23
2-2-2-1- خطوط توپوگرافی و تهیه نقشه DEM منطقه ................................................................................23
2-2-2-2- نقشه ارتفاع از سطح دریا......................................................................................................................23
2-2-2-3- نقشه شیب................................................................................................................................................24
2-2-2-4- نقشه جهت شیب ..................................................................................................................................25
2-2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه همباران و همدما ..............................................................................................26
الف- بارش ....................................................................................................................................................................26
ب- رابطه ارتفاع- بارش و متوسط بارش منطقه ...................................................................................................27
ج- رژیم حراتی ............................................................................................................................................................28
د- رابطه ارتفاع- درجه حرارت و میانگین دمای سالانه ......................................................................................28
2-2-3- مقدار بارندگی در دوره بازگشتهای مختلف ........................................................................................28
2-2-3-1- مقدار بارش .............................................................................................................................................28


2-2-3-2- حداکثر بارش 24 ساعته ......................................................................................................................29
2-2-3-3- شدت بارندگی .......................................................................................................................................29
2-2-3-4- رابطه ارتفاع و شدت بارش....................................................................................................................30
2-2-4- شرح تیپهای اراضی ..................................................................................................................................31
2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه سنگشناسی و حساسیت سازند به فرسایش....................................................31
2-2-5-1- چینهشناسی واحدهای رسوبی حوزه آبخیز سمبورچای ................................................................31
2-2-5-1-1- نهشتههای قبل از کرتاسه ...............................................................................................................31
2-2-5-1-2- نهشتههای کرتاسه ...........................................................................................................................32
2-2-5-1-3- نهشتههای پالئوسن- میوسن .........................................................................................................32
2-2-5-1-4- نهشتههای الیگوسن- میوسن ........................................................................................................32
2-2-5-1-5- نهشتههای کوارترنر ..........................................................................................................................34
2-2-6- تعیین نفوذپذیری خاک .............................................................................................................................34
2-2-7- گروه هیدرولوژیکی خاک ...........................................................................................................................36
2-2-7-1- تعیین گروههای اصلی خاک به روش SCS .....................................................................................36
2-2-8- تهیه نقشه شاخص پوشش گیاهی ..........................................................................................................37
2-2-9- نقشه نوع استفاده از اراضی .......................................................................................................................38
2-2-10- تقسیمبندی حوزه به واحدهای هیدرولوژیکی و واحد کاری مناسب ............................................38
2-2-11- تعیین مساحت حوزه آبخیز سمبورچای و واحدهای هیدرولوژیک آن .........................................39
2-2-12- رتبهبندی آبراهههای حوزه آبخیز .........................................................................................................40
2-2-13- طول آبراهه اصلی .....................................................................................................................................41
2-2-14- تعیین ضریب شکل زیرحوزههای مورد مطالعه...................................................................................41
2-2-15- تعیین رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال
و 10 سال ......................................................................................................................................................................41
2-2-16- برآورد مقادیر رواناب در هر یک از واحدهای هیدرولوژیک .............................................................42
2-2-16-1- رابطه جاستین .....................................................................................................................................43
2-2-17- برآورد حجم رواناب فصلی و سالانه حوزه آبخیز سمبورچای...........................................................44
2-2-18- محاسبه زمان تمرکز ................................................................................................................................44
2-2-19- نیمرخ طولی آبراهه اصلی و شیب آبراهه اصلی حوزه........................................................................46
2-2-20- برآورد دبی پیک سیلاب .........................................................................................................................46
2-3- بررسی صحت و دقت نقشهها ........................................................................................................................47
2-4- تحلیل دادهها.....................................................................................................................................................47
2-4-1- مدل وزنی طبقهبندی شده .......................................................................................................................47
2-4-2- روش مقایسه زوجی سلسله مراتبیAHP ..............................................................................................48
2-5- مکانیابی عرصههای مناسب استحصال رواناب .........................................................................................51
2-6- مکانیابی عرصههای مناسب استحصال رواناب با استفاده از الگوی سطح منبع متغیر .....................51
فصل سوم: نتایج
3- نتایج تحقیق و بحث در مورد آنها ....................................................................................................................53
3-1- طبقهبندی اقلیمی ...........................................................................................................................................53
3-2- نقشه پارامترهای موثر در ایجاد رواناب .......................................................................................................53
3-3- مقدار بارندگی در دوره بازگشتهای مختلف .............................................................................................60
3-3-1- مقدار بارش ..................................................................................................................................................60
3-3-2- حداکثر بارش 24 ساعته ..........................................................................................................................60
3-3-3- شدت بارندگی ..............................................................................................................................................61
3-4- نتایج مطالعات شدت بارش ............................................................................................................................62
3-5- تیپهای اراضی .................................................................................................................................................65
3-6- نقشههای سنگشناسی و حساسیت سازندها به فرسایش .......................................................................65
3-7- نتایج مطالعات نفوذپذیری خاک ...................................................................................................................67
3-8- تعیین گروههای اصلی خاک به روش SCS ...............................................................................................71
3-9- نقشه شاخص پوشش گیاهی .........................................................................................................................72
3-10- نتایج بررسی واحدهای کاری مناسب .......................................................................................................73
3-11- تهیه نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10
سال و مقادیر آن در هر واحد هیدرولوژیکی ..........................................................................................................76
3-12- رواناب تولیدی از واحدهای هیدرولوژیکی ...............................................................................................78
3-13- زمان تمرکز ....................................................................................................................................................80
3-14- دبی پیک سیلاب ..........................................................................................................................................81
3-15- وزندهی به پارامترها ...................................................................................................................................82
3-16- معیار الویتبندی دادهها ...............................................................................................................................82
3-17- مکانیابی عرصههای مناسب برای استحصال رواناب .............................................................................85
3-18- حجم رواناب فصلی و سالانه حوزه آبخیز سمبور چای ..........................................................................87
3-19- نقشه رواناب خالص تولیدی در منطقه ...................................................................................................89
فصل چهارم: بحث و نتیجهگیری
4-1- بحث و نتیجهگیری .........................................................................................................................................91
4-2- محدودیتهای پژوهش....................................................................................................................................94
4-3- نتیجهگیری کلی ..............................................................................................................................................95
4-5- پیشنهادات...........................................................................................................................................................96
منابع ..............................................................................................................................................................................98
پیوست ........................................................................................................................................................................103
فهرست اشکال
عنوان اشکالصفحه
شکل 3-1: نقشه مدل رقومی ارتفاعی54شکل 3-2: نقشه کلاسهبندی شیب55شکل 3-3: نقشه کلاسهبندی ارتفاعی56شکل 3-4: نقشه جهت طبقه بندی شده در 5 طبقه57شکل 3-5: نقشه کاربری اراضی58شکل 3-6: نقشه مدل رقومی بارش59شکل3-7: نقشه طبقات بارش در 5 کلاس ............................................................................................................59
شکل 3-8: نقشه مدل رقومی دمای متوسط سالانه60شکل 3-9: نقشه طبقات دمایی در 3 کلاس .........................................................................................................60
شکل 3-10: منحنی شدت- مدت- فراوانی ایستگاه برزند61شکل 3-11: نقشه طبقات شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال الف62شکل 3-12: نقشه کلاسهبندی شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل ب ..........................62
شکل 3-13: نقشه طبقات شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال الف63شکل 3-14: نقشه کلاسهبندی شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال ب ....................................63
شکل 3-15: نقشه طبقات شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال الف63شکل 3-16: نقشه کلاسهبندی شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال ب ..................................63
شکل 3-17: نقشه طبقات شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال الف64شکل 3-18: نقشه کلاسهبندی شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال ب .................................64
شکل 3-19: نقشه سازند زمین شناسی حوزه آبخیز سمبورچای67شکل 3-20: منحنی تغییرات سرعت نفوذ نسبت به زمان70شکل 3-21: سرعت نفوذ طبقهبندی شده در حوزه آبخیز سمبورچای71شکل 3-22: نقشه گروهبندی هیدرولوژیکی خاک در حوزه آبخیز سمبورچای72شکل 3-23: نقشه مقادیر NDVI در حوزه آبخیز سمبورچای73
شکل 3-24: نقشه زیر حوزهها و اطلاعات کلی حوزه آبخیز سمبورچای74شکل 3-25: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل الف76
شکل 3-26: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل ب ..................76
شکل 3-27: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال شکل الف77شکل 3-28: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال شکل ب ..............77
شکل 3-29: پروفیل طولی آبراهه اصلی حوزه آبخیز سمبورچای80شکل 3-30، منحنی هیستوگرام جهت طبقه بندی پتانسیل تولید رواناب86شکل 3-31: طبقه بندی اراضی برای استحصال رواناب87شکل 3-32، نقشه حجم رواناب تولیدی در هر زیرحوزه88شکل3-33: نقشه رواناب خالص89فهرست جداول
عنوان جدولصفحه
جدول (2-1): طبقهبندی اقلیمها در روش دومارتن اصلاح شده.......................................................................22
جدول (2-2): مشخصات ایستگاههای بارانسنجی........................................................................................26
جدول (2-3): میانگین بارندگی سالانه ایستگاههای بارانسنجی......27
جدول (2-4): مقیاسی برای مقایسه زوجی (مالکوسکی، 1999).......49
جدول 3-1: ضرایب خشکی دومارتن و نوع اقلیم درچند ایستگاه حوزه آبخیز سمبورچای53جدول 3-2: متوسط شیب درهر زیر حوزه به درصد55جدول 3-3: متوسط ارتفاع زیرحوزهها56جدول 3-4: مساحت کاربریهای مختلف اراضی58جدول 3-5: متوسط بارش سالانه در هر زیرحوزه به میلیمتر59جدول 3-6: درجه حرارت متوسط سالانه زیرحوزههابه درجه سانتیگراد60جدول (3-7)، محاسبه متوسط بارش سالانه ایستگاهها و مقادیر آنها در دوره بازگشتهای مختلف با استفاده از توزیع پیرسون III103جدول (3-8) محاسبه حداکثر بارش 24 ساعته ایستگاهها و مقادیر آنها در دوره بازگشتهای مختلف با استفاده از توزیع گمبل I104جدول 3-9: محاسبه عددی رابطه شدت- مدت- فراوانی ایستگاه برزند61جدول 3-10: شرح تیپهای اراضی حوزه آبخیز سمبورچای65جدول 3-11: راهنمای نقشه زمینشناسی و ضریب مقاومت سنگها به فرسایش66جدول 3-12: مقادیر رطوبت اولیه خاک در محل نمونهبرداری68جدول 3-13: مقادیر سرعت نفوذ لحظهای در آقامحمدبیگلو69جدول 3-14: متوسط سرعت ثابت نفوذ در زیرحوزهها بر حسب سانتیمتر بر ساعت70جدول 3-15: گروههای هیدرولوژیکی خاک در منطقه مورد مطالعه72جدول 3-16: مقادیر متوسط NDVI در هر زیرحوزه73جدول 3-17:پراکنش وسعت واحدهای کاری حوزه سمبورچای74جدول 3-18: رده آبراههها و طول آبراهه اصلی در هر زیرحوزه75جدول 3-19: مقادیر ضریب گراویلیوس در زیرحوزه75جدول 3-20: مقدار رواناب حاصل از شدت بارشهای نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10 سال77جدول 3-21: مقادیر حداکثر، حداقل و متوسط رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10 سال در حوزه آبخیز سمبورچای78جدول 3-22: متوسط بارش سالانه و فصلی حوزه آبخیز سمبورچای به میلیمتر78جدول 3-23: متوسط بارش سالانه و فصلی در زیرحوزههای منطقه مورد مطالعه79جدول 3-24: ارتفاع رواناب فصلی حوزه آبخیز سمبورچای بر حسب سانتیمتر79جدول 3-25: ارتفاع رواناب سالانه زیر حوزههای منطقه مورد مطالعه بر حسب سانتیمتر79جدول 3-26: ارتفاع رواناب فصلی زیر حوزههای منطقه مورد مطالعه بر حسب سانتیمتر80جدول 3-27: زمان تمرکز حوزه آبخیز سمبورچای81جدول 3-28: زمان تمرکز زیرحوزههای حوزه آبخیز سمبورچای81جدول 3-29: برآورد دبی پیک سیلاب با استفاده از روش دیکن81جدول 3-30: برآورد ضریب هر یک ازپارامترها درAHP82جدول 3-31: برآورد رابطه رگرسیونی بین جفت پارامترها83جدول 3-32: نتایج همبستگی مقایسه زوجی پارامترهای موثر در استحصال رواناب85جدول (3-33): مساحت و درصد طبقات87جدول 3-34: حجم رواناب سالانه و فصلی برای حوزه آبخیز سمبورچای بر حسب مترمکعب88جدول 3-35: حجم رواناب سالانه زیرحوزهها بر حسب مترمکعب88جدول 3-36: حجم رواناب فصلی زیرحوزهها بر حسب مترمکعب .........................................................89 فصل اول
مقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته

1-1- مقدمه
مراتع یکی از مهمترین و با ارزشترین منابع طبیعی تجدیدشونده میباشند که نقش بسیار مهمی در حفاظت خاک، تولید آب، تولید گوشت و مواد لبنی دارند. علاوه بر آن محصولات فرعی مرتع همچون محصولات دارویی، صنعتی، خوراکی، حفظ حیاتوحش، تلطیف هوا، پایداری محیط زیست و نیز ذخیره ژنهای گیاهی از جمله استفادههای دیگری است که ارزش حاصل از آنها به مراتب از ارزش تولید علوفه‌ بیشتر بوده است (مقدم، 1377). بنابراین توجه به استفادههای چندگانه آن از طریق افزایش تولید و کاهش تخریب مراتع با بهرهبرداری صحیح و انجام عملیات اصلاح و احیاء امری ضروری و اجتنابناپذیر است.
به دلیل واقع شدن ایران در مناطق خشک و نیمهخشک کره زمین، تأمین آب شیرین سالم و کافی همواره مشکل بوده است. این واقعیت، سختی زندگی مرتعداران و مدیریت دام و بازدهی پایین تولید علوفه در مراتع را به دنبال داشته است. در مراتع مناطق جغرافیایی خشک و نیمهخشک دسترسی به آب مهم‌ترین اولویت است. این اهمیت فقط برای مصرف گلههای دامی نیست بلکه به خاطر زیستن و بقاء مرتع داران در این مناطق جغرافیایی نیز میباشد. مالکیت و حق استفاده از منابع آبی در این مناطق حداقل به اندازه حق بهرهبرداری از مراتع دارای اهمیت است. به همین دلیل آب اساسیترین نیاز بهرهبرداران از مراتع در مناطق خشک و نیمهخشک است (ایفاد، 2004).
در مراتع و به خصوص مراتع قشلاقی کشور، بحران کمبود آب برای مصرف انسان و شرب دام همیشه وجود داشته است. به طوری که بیان میشود ظرفیت مراتع برای تغذیه احشام در بسیاری از مراتع نقاط خشک بیشتر به علت کمبود آب آشامیدنی محدود میشود تا کمبود علوفه (آکادمی ملی علوم واشنگتن، 1364). استحصال آب تمیز از بارندگیهای خیلی کم و همچنین ذخیره کردن آب جمع آوری شده در یک منبع، از مزایای روش جمعآوری رواناب به شمار میآید (پیترسون، 1366). برخی دیگر نیز به کارگیری آب باران را برای رسیدن به توسعه پایدار منابع آب لازم میدانند و استفاده از آن را یک فنآوری کوچک مقیاس اقتصادی و کاربردی میدانند که در مناطق خشک و نیمهخشک به طور معنیداری به حفظ طبیعت و اکولوژی نیز کمک میکنند (اندرو، 2000). کشور ایران در منطقهای واقع است که متوسط بارندگی سالانه آن کمتر از یک سوم میزان بارندگی سالیانه جهان است و میزان آن 250 میلی‌متر گزارش شده است (کردوانی، 1379؛ محسنی ساروی، 1376).
رواناب آبخیزهای مرتعی از چند جهت دارای اهمیت میباشند. رواناب وقتی که در مخازن ذخیرهای جمع میشود، آب مصرفی دام را تأمین میکند. همچنین منبع آبی برای مناطق پاییندست یا مصارف محلی، صنعتی و کشاورزی در خارج از حوزه آبخیز را فراهم مینماید. رواناب به دلیل اینکه موجب شروع فرسایش، انتقال رسوب و مواد حل شدنی در درون رودخانه یا سد میباشد دارای اهمیت است. بنابراین، رواناب بیشترین آلودگی وارد شده به مسیر آب را تولید مینماید (محسنی ساروی، 1387).
جمعآوری آب باران، با اهداف و انگیزههای گوناگونی صورت میگیرد که هدف اصلی آن، بهینهسازی و مدیریت بهرهبرداری از آب باران بر اساس نیاز و مصرف است. بدین معنی که چون باران همواره و هر روز نمیبارد و یا بارش ناکافی است، از آن بهره برد. بدین ترتیب هر جامعه و هر کشوری که در این زمینه قدمهای بزرگ‌تر و مؤثرتری بردارد، موفقتر و آبادتر خواهد بود (طهماسبی و همکاران، 1385). جمعآوری آب باران نه تنها برای تأمین آب در ایام و روزهای بدون باران است، بلکه برای کنترل جریان رودخانهها و جلوگیری از آسیب رساندن به نواحی مسکونی و زراعتی پاییندست هم صورت میگیرد. همچنین برای تولید انرژی (برق) یا پرورش آبزیان جمعآوری میشود. در بسیاری از مناطق خشک و نیمهخشک با جمعآوری آب باران و تنظیم آن در بالادست حوزههای آبخیز، برای تقویت و بهبود عملکرد محصولات دیمکاری برنامهریزی میشود. بخشی از طرحهای آبخیزداری با همین هدف و نیز حفاظت آب و خاک صورت میگیرد. به این ترتیب امکان کوتاه کردن دورههای خشک به وجود میآید و دوره خشک سه ماهه، به دو ماه یا کمتر تقلیل مییابد و صدمه وارد شده به محصول یا هر نوع پوشش گیاهی کاهش پیدا میکند (طهماسبی و همکاران، 1384). امکان دارد جمعآوری آب باران برای تغذیه سفرههای آب زیرزمینی، چشمهها و قناتها باشد. برای این کار، در بالادست قنوات و چشمهها در آبراههها، با احداث بندهای کوتاه، ولی متعدد از حرکت و خروج سریع رواناب جلوگیری میشود. این سیلابها به تدریج در زمین نفوذ میکنند و باعث افزایش آب‌دهی قناتها و چشمهها میشوند و در نتیجه، از تبخیر آب و آلودگی آب جلوگیری میکنند. به علاوه افت سطح ایستایی را، که امروزه مسئله مبتلا به اکثر دشتهای کشور ما است را تا حدودی جبران میکند (طهماسبی و همکاران، 1384). استحصال آب عبارتست از جمعآوری و ذخیره نمودن بارش در زمینی که در آن به منظور افزایش رواناب تغییراتی اعمال شده است (مایرز، 1964).کوریر (1973) جمعآوری آب را فرآیند جمعآوری بارش طبیعی از آبخیزها برای استفاده مفید تعریف کردند.
مفاهیم هیدرولوژیکی قرار دادی نخستین بار در سالهای 1930 و 1940 زمانی که منابع جریان بالادست رودخانهها به عنوان عاملی موثر بر جریانهای پایین دست مورد توجه قرار گرفته بودند، توسعه یافته است. از آنجایی که اغلب فعالیتهای مربوط به کاربری اراضی با سوء استفاده از منابع و اثرات منفی بر پایین دست رودخانهها همراه میباشد لذا یک مبنای مناسب برای تصمیمگیری ضروری به نظر میرسد. مفهوم سطح منبع متغیر محدوده کاملی از جریانات دامنهای را در بر میگیرد. واقعیت این است که این مفهوم یک سیستم پویا و دینامیک است که دارای تغییرات زمانی و مکانی بسیاری میباشد و در شرایط بحرانی مختلف، وضعیتهای متفاوتی را در مسیرهای متنوع ارائه مینماید. پویایی جریانهای سیلابی تابعی از طول شیب و موقعیت گذرگاهها است. همچنین تراکم زهکشهای پویا در سطح حوزه در این امر بیتاثیر نخواهد بود به طوری که در طول یک بارش سنگین، تراکم زهکشی و طول شیب نقش فعالی را ایفا مینماید. تمام قسمتهای سطح یک حوزه آبخیز به طور مساوی در ایجاد رواناب دخالت ندارند. بسیاری از محققین درباره مفهوم سطح منبع متغیر تولید جریان رودخانهای، گزارشهای بسیاری را ارائه نمودهاند. در واقع این مفهوم فرض میکند که مناطق خاصی از سطح آبخیز در ایجاد رواناب دخالت دارند در صورتی که مناطق دیگر به عنوان مناطق تغذیه کننده و ذخیره کننده عمل میکنند (هولت، 1974). عوامل مهمی که در تعیین سطح تولید کننده رواناب دخالت دارند شامل وضعیت فیزیکی آبراهه، خصوصیات خاک و رگبار میباشد. کف درهها عموماً مناطقی هستند که در تولید رواناب دخالت دارند در حالی که سر یالها مناطق تغذیه کننده میباشند. مناطق بین کف درهها و سر یالها اغلب به عنوان مناطق دینامیکی مطرح میباشند که ممکن است در تولید رواناب یا در تغذیه آن شرکت نمایند. این مسأله بستگی به مقدار و خصوصیات موقتی رگبار، رطوبت قبلی و خصوصیات خاک منطقه دارد. میتوان گفت مناطق منبع، مناطقی هستند که پتانسیل بالایی برای تولید رواناب حتی با مقدار کمی بارش را دارند که میتوان با استفاده از سطح منبع متغیر، مناطق منبع یا مناطق تولید کننده رواناب را شناسایی و برای کنترل آلودگیها، استحصال رواناب، کودپاشی و دفع فاضلاب و مواد زائد کشاورزی استفاده کرد. همانطور که میدانیم برای حفظ کیفیت خاک در مراتع و تولید خوب علوفه نیاز به کودپاشی همواره احساس میگردد. با مشخص کردن مناطق تولید کننده رواناب میتوان مدیریت درست و اصولی را برای کودپاشی در نظر بگیریم و مناطق مورد نظر را با اطمینان با کاربرد کود زیاد مورد بهرهبرداری قرار داد و مناطقی که چنین اطمینانی وجود ندارد مشخص کند. همچنین یکی از عوامل اصلی تخریب مراتع و چرای بیش از حد مراتع، کمبود منابع آب در مراتع نمیباشد بلکه عدم توزیع یکنواخت منابع آبی در سطح مراتع میباشد که پس از مشخص شدن عرصههای تولید رواناب میتوان مدیریت جامعی را برای توزیع آبشخوار در مراتع انجام داد. از اهمیت دیگر تعیین سطح منبع متغیر جلوگیری از آلودگی در پایین دست حوزه آبخیز میباشد که با شناسایی مناطق منبع میتوان رواناب را در بالا دست حوزه آبخیز کنترل کرد. با دانستن این موضوع آبخیزدار قادر خواهد بود مناطقی را که میتوان با اطمینان با کاربرد کود زیاد مورد بهرهبرداری قرار داد و مناطقی که در آن‌ها چنین اطمینانی وجود ندارد مشخص کند. با همین روش مناطق مطمئن برای ریختن آشغال و فاضلاب، مواد زائد کشاورزی و دفن به آسانی انتخاب میشوند (محسنی ساروی، 1387).
1-2- هدف و ضرورت تحقیق:
امروزه تلاشهای بسیاری در جهت کاهش زمان و هزینههای مربوط به مکانیابی و تعیین مناطق بالقوه برای معرفی تکنیکهای جمعآوری در نواحی که نیازمند این فرآیند است مانند اکوسیستمهای کشاورزی آبی و دیم صورت پذیرفته است. سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، رویکرد مناسبی را ارائه مینماید، زیرا این سامانه قابلیت پردازش ساختارهایی برای جمعآوری، ذخیرهسازی، تحلیل و تبدیل دادههای مکانی و زمانی را به منظور اهداف خاص را دارا میباشد (پادماواتی و همکاران،1993؛کوسکان و موساگلو،2004). پیشرفت تکنولوژیهای کامپیوتری و بستههای GIS ای، امکان ارزیابی و درونیابی دادهها را در محدودههای تخصصی به منظور مدیریت مکانی و آنالیز دادهها را برای کاربران فراهم میسازد. بنابراین ترکیبی از خصوصیات مکانی حوزهها، راندمان بالاتری را در پردازش هیدرولوژیکی منطقه به همراه دارد. بدین ترتیب پتانسیل کاربرد GIS برای مدل‌سازی هیدرولوژیکی به ویژه هنگامی که دقت و صحت مدلسازی توسط برآوردهای توزیع مکانی و زمانی پارامترهای منابع آبی تحت تأثیر قرار گرفته باشد قابل ارزیابی میباشد (کلارک و گانگوداگامگ، 2001).
برای مشخص کردن مکان مناسب اجرای برنامههای مختلف با استفاده از GIS لازم است به شرایط مورد نیاز برای هر برنامه توجه شود و سپس نقشههای مختلف را با هم تلفیق کرد تا مکان مناسب اجرای طرحها مشخص شود. از اینرو انجام این پژوهش میتواند دستورالعمل مناسبی را در اختیار مرتعداران جهت تأمین آب از طریق روشهای استحصال آب باران قرار دهد. استفاده از GIS علاوه بر افزایش دقت، سبب افزایش سرعت انجام کار، تنوع و کیفیت بهتر ارائه نتایج، کاهش هزینهها، بایگانی و تکثیر راحتتر آن‌ها میگردد. بنابراین این پژوهش با اهداف زیر صورت گرفته است:
1- کارآیی GIS در مدیریت منابع طبیعی برای ذخیره ، تجزیه و تحلیل ، تلفیق دادهها و ارائه نتایج حاصل از اطلاعات، با تأکید بر ذخیره نزولات آسمانی در سطح مراتع.
2- مکانیابی عرصههای مناسب برای استحصال آب باران در سطح حوزه آبخیز.
3- توزیع و مدیریت مناسب آب باران با استفاده از الگوی سطح منبع متغیر.
1-3- تعریف استحصال رواناب و اهمیت بررسی آن
در نظر عامه استحصال آب به صورت زیر تعریف میشود: جمعآوری روانابها از سطح بامها، زمینها و همچنین آبهای گذران فصلی جهت استفاده از روانابها.
جمعآوری آب باران عبارت است از مجموعه اقدامات و عملیات و فعالیتهایی که به ذخیره شدن روانابهای سطحی ناشی از بارش در داخل بانکتها، سطح تراسها و درون حوضچهها و استخرهای ذخیرهی آب برای مصارف گوناگون منجر میشود. این آب برای آبیاری محصولات و مصارف خانگی و ... ذخیره میشود تا در ایام بیباران، کمبود آب حدالامکان جبران شود (طهماسبی و همکاران ، 1385).
در تعریف جمعآوری آب باران بین متخصصان آبشناسی و آبیاری اختلاف نظر وجود دارد. بعضی از این کارشناسان حتی احداث سدهای مخزنی را هم در زمرهی کارهای جمعآوری آب باران میدانند (کلاف،1979). بسیاری از تحقیقات در هند و پاکستان و فلسطین اشغالی نشان میدهد که تلاش اصلی در این جهت است که مردم ساکنان مناطق خشک و نیمهخشک، با فناوری و روشهایی آشنا شوند که از بارندگی موجود با ایجاد رواناب بیشتر، جمعآوری مناسب، ذخیرهی سریع‌تر و عملیتر و محافظت در مقابل تبخیر و هدررفت، به آب بیشتری دسترسی پیدا کنند و امکان استمرار زندگی آن‌ها با حفظ الگوی کشاورزی و دامپروری محقق گردد (حسینی ابریشمی، 1373).
باید توجه داشت در اکثر مناطقی که آب به اندازهی کافی وجود ندارد، به دلیل تراکم کم جمعیت، زمینهای بسیاری وجود دارد، در نتیجه حداقل 5 تا 20 برابر آنچه که میتوان با آب باران موجود و آب زیرزمینی و ... به زیر کشت برد، زمین موجود است. بنابراین امکان تخصیص بخشی از اراضی برای جمعآوری رواناب و سیلاب در بسیاری از این مناطق وجود دارد (طهماسبی و همکاران، 1385).
جمعآوری آب باران به روشهای گوناگونی انجام میشود. در مناطق خشک و نیمهخشک، کمبود آب با جمعآوری آب باران تا حدودی قابل جبران است، این کار شامل ایجاد رواناب، جمعآوری و ذخیره و حفاظت از آب ذخیرهشده است تا به مصرف گیاه و محصول مورد نظر برسد، یعنی از یک طرف در حد امکان در عمق ریشه و در دسترس ریشه ذخیره شود و از طرف دیگر در سطح خاک خیلی راکد باقی نماند که تبخیر شود (طهماسبی و همکاران، 1385).
جمعآوری آب باران در مفهوم گسترده، کلیه روشهای مربوط به متمرکز کردن، ذخیرهسازی و جمعآوری رواناب حاصل از آب باران را به منظور مصارف خانگی و کشاورزی را دربر میگیرد (راکشتورم، 2000؛ شودرلند و فن، 2000). این سیستمها میتوانند در سه گروه عمده طبقهبندی شوند: 1- حفظ رطوبت در مکان (حفاظت آب و خاک) 2- تمرکز رواناب به منظور کشت محصولات در سطح زمین 3- جمعآوری و ذخیره رواناب از سقفها و سطح زمین (در ساختارهای مختلف به منظور مصارف خانگی و کشاورزی) (فالکن مارک و راکشتورم، 2004).
استفاده تولیدی نیز شامل تأمین آب شرب و ذخیره آن، تمرکز روانابها برای گیاهان، درختچهها و درختان و یک استفاده کمتر متداول یعنی پرورش ماهی و اردک میباشد.
واژه استحصال آب برای اولین بار توسط گدس (1963) به کار برده شد، اگر چه این واژه یک واژهی هیدرواگرونومی است، اما هنگامی که برای مهار رواناب سطحی به کار برده شود، میتوان آن را جزو واژگان هیدرولوژی به حساب آورد. علت این امر مبتنی بر توان بالقوه استحصال آب در تأمین و حفاظت آب، مهار سیلابها و فرسایش خاک است. مایرز (1975) و پاسی و کالیس (1986) بر اساس تعریف گدس، "جمعآوری و ذخیره هر نوع رواناب سطحی برای مصرف در کشاورزی" را استحصال آب نامیدهاند.
تعاریف فوق هر چند دارای مفهوم گستردهای است اما بیانگر تعریف کاملی از استحصال آب نمیباشد، زیرا جمعآوری و ذخیره روانابهای سطحی تنها نمیتواند با هدف مصرف آب برای کشاورزی و محدود به آن باشد. از این رو متخصصین زیادی سعی در ارائه‌ی تعاریف جامعتر و گویاتر بعد از تعریف ارائه شده توسط گدس نمودند. به نحوی که هر یک با هدف ویژه مورد نظر خود تعاریفی را بیان داشتهاند (اسمعلی و عبداللهی، 1389).
پاسی و کالیس (1986) با محدود کردن موضوع استحصال آب به جمعآوری آب باران و روانابهای ناشی از آن از طریق احداث سطوح آبگیر کوچک مقیاس که نزولات جوی مستقیما بر آن‌ها نازل میشود، به صورت "جمعآوری و ذخیره آب باران در محل نزول، جهت تأمین آب برای مصارف مختلف" تعریف کردهاند.
مایرز (1964) بیان داشت "به فرآیند جمعآوری و ذخیره بارش از زمینی که به منظور افزایش رواناب حاصل از باران و ذوب برف دست‌کاری شده باشد" را استحصال آب گویند.
هادسون (1981) با ارائه تعریف مشابه، استحصال آب در محل نزول ریزشهای جوی و در اولین مراحل تشکیل روانابهای سطحی را به عنوان استحصال آب برای تأمین و حفاظت آب تلقی نموده است.
با توجه به تعاریف فوق استحصال آب مشتمل بر جمعآوری ذخیره و بهرهبرداری از آبهای جمعآوری شده است که منشأ آبهای استحصالی نیز بارشهای جوی و روانابهای ناشی از آن‌ها در اولین مراحل تشکیل و قبل از پیوستن به رودخانههای دائمی است.
الگوهای بارش در نواحی نیمهخشک از لحاظ پراکنش مکانی و زمانی، غیرقابل پیشبینی هستند. بنابراین برای دستیابی به یک مدیریت موفق، کنترل رواناب از اهمیت بسیار بالایی برخوردار میباشد (امبیلینی و همکاران، 2000). گذشته از این، با توجه به اینکه در چنین مناطقی، حجم اندکی از بارندگی به ناحیه ریشه میرسد، تولید ضعیف محصول و حتی در برخی موارد، عدم موفقیت محصول میتواند از جمله عوامل محدود کننده در چنین مناطقی باشد که استحصال آب از رواناب باران می‌تواند به مشکل کم آبی در منطقه کمک کند (راکشتورم ،2000). مورد دیگر مربوط به توزیع بارندگی میباشد. توزیع بارندگی فرآیندی در خصوص تکرار بارش در فصل خشک میباشد که در چنین مناطقی قابلیت دسترسی آب در خاک در طول فصل رشد، ضعیف میباشد (راکشتورم، 2000). این امر موجب کاهش پتانسیل تولید محصول و در شدتهای زیاد موجب افزایش خطر نابودی محصول میگردد. به این ترتیب کنترل و جمعآوری رواناب در این مناطق از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا حجم رواناب دریافتی میتواند به طور موثری برای حمایت از محصولات کشاورزی طی یک روش محیطی و اقتصادی مناسب، بهرهبرداری گردد (زیادت و همکاران، 2006).
این واقعیت که بارش باران در مناطق خشک و نیمهخشک بسیار ناچیز است و یک میلی‌متر آب ذخیره شده برابر یک لیتر در مترمربع است. اهمیت ذخیرهی آب، جدا از مقدار آب جمعآوری شده، مشخص میشود. از میان سه عامل خاک، آب و انرژی خورشیدی، آب مهمترین عامل محدود کننده تولیدات گیاهی در مناطق خشک است. در بسیاری از نقاط کشور به علت عدم وجود منابع با کیفیت مناسب آب، زندگی و حیات عدهی زیادی از مردم به بهرهبرداری از رواناب و استحصال آب بستگی دارد. به عنوان مثال در منطقه چابهار جمعیتی معادل 338407 نفر از طریق استفاده از رواناب و سیل که با مشارکت اهالی احداث شده، به حیات خود ادامه میدهند (ازکیا، 1374). در شهرستان بیرجند، 82 هزار هکتار اراضی دیم گندم با استفاده از آب باران و بندسار به وجود آمده است. در گناوه حوزه آبخیز درهی گپ، با استفاده از بندسارها به کشت خرما اشتغال دارند (صفاری، 1383). در کل منافعی که مردم از جمعآوری آب دارند، بر زندگی اجتماعی و اقتصادی آن‌ها موثر است و نقش کلیدی در احیا و جلوگیری از تخریب زمینها توسط فرسایش آبی و بادی و ایجاد زمینهای بایر دارد.
هنگامی که استحصال آب برای ذخیرهسازی آن در توده خاک مد نظر باشد، در این صورت سهولت دسترسی گیاهان به آب را دنبال خواهد داشت. نتایج تحقیقات انجام شده بر این نکته تاکید دارند که میزان آب موجود در پروفیل خاک، به ویژه در عمق سطحی خاک، تابعی از رطوبت موجود در عمقهای زیرین است و استحصال ریزشهای جوی در محل نزول، عامل اصلی در افزایش رطوبت مورد نیاز گیاهان در محل استقرار آن‌ها تلقی میشود. این موضوع در شرایطی که میزان بارندگی در فصل رشد گیاهان کافی نباشد، از اهمیت بیشتری برخوردار بوده و ذخیره رطوبت در خاک در فصول پرباران تا حد قابل توجهی نیاز گیاهان را تأمین میکند (راویتز و همکاران، 1981).
در انتخاب روش، قبل از هر چیز جنبههای فرهنگی و اجتماعی باید مورد توجه قرار گیرد، زیرا در موقعیت و شکست فنآوریها اثر میگذارد. از این رو باید به خواستها و علائق مردم و همچنین هزینههای لازم توجه خاص به عمل آید. علاوه بر ملاحظات اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی، در یک برنامه استحصال آب رعایت جنبههای فنی که باعث پایداری میشود، از اهمیت والایی برخوردار است و باید مورد توجه قرار گیرد.
با توجه به اهمیت جمعآوری آب باران در ایران و استفاده از آن در کشاورزی و شرب به چند نکته اشاره میکنیم:
1- هدر رفتن 40 تا 50 میلیارد متر مکعب در سال از آبهای سطحی کشور.
2- فروکش کردن سطح سفره آب زیرزمینی و ضرورت تغذیه بیشتر آن.
3- شور شدن اراضی در بعضی از مناطق مثل خوزستان که رواناب کشور به دلیل جمعآوری نشدن در بالا دست، به آن مناطق سرریز و باعث شور شدن اراضی میشود.
4- ضرورت ایجاد اشتغال در حوزه کشاورزی و منابع طبیعی کشور و تأمین آب در حکم اولین عامل مورد نیاز و اولین عامل امکانسنجی.
5- ضرورت افزایش سرانه پوشش جنگلی که در جهان 7/0 تا 8/0 هکتار برای هر نفر و در ایران 2/0 یا کمتر از آن برای هر نفر است.
6- حفاظت خاک و حفظ حجم مفید مخازن سدهای ساخته شده و در دست احداث.
7- عقب بودن سیستم شبکههای آبیاری و زهکشی، به طوری که از حدود 26 میلیارد مترمکعب جمعآوری شده به کمک سدها، تنها 6 میلیارد مترمکعب در سیستمهای مهندسی آبیاری و زهکشی جریان مییابد.
8- وسعت کشور و اهمیت حفاظت آن در همه مناطق مستعد از نظر بهرهبرداری و مسائل امنیتی.
9- اهمیت سرمایهگذاریهای کوچک با جمعآوری آب باران، به خصوص در مناطق محروم.
10- اهمیت جمعآوری آب از نظر مسائل زیست محیطی تا بسیاری از آلودگیهای وارد شده به سدها را کنترل کند. مثال بارز این آلودگی، سد قشلاق سنندج است که در اثر جریانهای فصلی، آلوده شدهاست.
11- کنترل و مهار رواناب برای کنترل سیلاب و کاهش خسارتهای وارد شده به اراضی کشاورزی، مناطق مسکونی و ساختمانها و تأسیسات راهها.
1-4- مزایای بهرهگیری از سیستمهای استحصال آب
تحقیقات نشان داده است که اگر از سیستمهای بومی موجود استفاده شود و اطلاعات جدید به استفادهکنندگان انتقال یابد و انجام روشها هدفمند باشد، به بهینهسازی مصرف آب کمک میکند (اسمعلی و عبداللهی، 1389) به طوری که:
برای بیابانزدایی نیازمند به برنامهریزی دراز مدت است. با احیا و توسعهی سیستمهای استحصال آب، بین مقابله با بیابانزایی و توسعه استفاده از منابع آب، هماهنگی به وجود میآید.
باعث هماهنگی بین منافع اکولوژیکی، اقتصادی و اجتماعی میشود. زیرا که به افزایش پوشش گیاهی، بهبود وضع معیشتی و ایجاد مشارکت و همدلی بین مردم میانجامد.
با اجرای این شیوه یک مدیریت تدریجی در منابع حاصل میشود.
انجام پروژه به خودکفایی و احیای اقتصادی منجر و باعث تداوم برنامهها و مدیریت بیشتر میشود.
از تخریب مراتع و فرسایش خاک جلوگیری میشود.
راندمان استفاده از منابع افزایش مییابد.
اراضی تخریب یافته و زمینهایی که منشا رسوباند، با هزینه کمی احیا میشوند.
برداشت از سفرههای زیرزمینی کاهش یافته و بین برداشت و تغذیه هماهنگی به وجود میآید و روند شوری کاهش مییابد (به واسطهی استفاده از آب با کیفیت بالا).
1-5- سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)
برنامهریزی جهت انجام هر کاری نیازمند داشتن اطلاعات مربوط به آن است که این نیازمندی برای استفادههای انسان از سرزمین نیز صادق است. بدون داشتن اطلاعات مربوط به منابع اکولوژیکی اساساً نمی‌توان بخشهای دیگر فرآیند برنامهریزی استفاده از سرزمین را انجام داد. گردآوری اطلاعات در ابتدا با آماربرداری و نمونهبرداری از منابع انجام میشد، اما برنامهریزی دقیق و بهتر نیازمند اطلاعات مکانی از منابع یا اطلاعات فضایی منابع میباشد که آن را برنامهریزی با نقشه میگویند. سیستم اطلاعات جغرافیایی در دهه 1970 برای فراهم آوردن قدرت تجزیه و تحلیل مقادیر زیادی از دادههای جغرافیایی توسعه یافتند. مرور علمی بر به کارگیری GIS در جهان نشان میدهد که طراحی و توسعه این سامانه در سال 1963 در کانادا آغاز شد و در سال 1965 به صورت اجرایی در آمد. اولین نمونه GIS در کشور کانادا تحت عنوان CGIS نامیده شد. در حال حاضر این سیستم در بسیاری از کشورهای جهان به طور گستردهای مورد استفاده قرار میگیرد. گستردگی مفهوم و زمینههای کاربرد این سامانه موجب شده است تا واژهGeo Information Sys-- نیز به آن اطلاق و به طور روزافزونی در منابع علمی مورد استفاده قرار میگیرد. لازمه استفاده از GIS داشتن دانش کافی از مبانی، اصول و سازماندهی آن است و نیز آگاهی از قابلیتها و محدودیتهای آن میباشد (مخدوم، 1380).
1-5-1- تعریف GIS
برای GIS تعاریف مختلفی ارایه شده است که به برخی از آن‌ها اشاره میگردد:
مجموعهای از ابزارهای قوی برای گردآوری، ذخیرهسازی، بازخوانی، تغییر شکل و نمایش دادههای مکانی مربوط به جهان واقعی و برای اهداف مشخص میباشد (بوروغ، 1996).
GIS یک سیستم کامپیوتری برای ورود، ذخیرهسازی، بازیابی، آنالیز و نمایش دادههای مکانی است (کلارک، 1986).
به طور کلی GIS برای جمعآوری و تجزیه و تحلیل دادههایی استفاده میشود که موقعیت جغرافیایی آن‌ها یک مشخصه اصلی و مهم محسوب میشود. وظایف یک GIS در چهار گروه کلی شامل کسب، نگهداری، تجزیه و تحلیل و تصمیمگیری میباشد. GIS میتواند به عنوان ابزار سودمند و مفید در جهت نیل به اهداف خاص مورد استفاده قرار بگیرد، همچنین این سامانه میتواند به عنوان واسطه و پلی بین اطلاعات خام و مدلهای جمعآوری رواناب جهت خروج مطمئن دادهها و پردازش آن‌ها به کار گرفته شود، که این سامانهها دارای دو ویژگی هستند:
- ایجاد ارتباط دو طرفه بین اجزای نقشه و دادههای مربوط به آن‌ها در پایگاه دادهها.
- انجام تحلیل بر اساس دادههای موجود و اجرای مدلهای مختلف در منطقه مورد بررسی و کمک به پژوهشگران در ایجاد مدلهای نوین و منطبق با ویژگیهای محل.
1-5-2- مزایای استفاده از GIS
با استفاده از محیط GIS و امکانات نرمافزاری و سختافزاری این سیستم و همچنین با پیاده کردن راهحلهای ریاضی و منطقی در GIS میتوان مدلهای تجربی را به صورت رقومی در یک چارچوب قابل پردازش ارائه کرد.
ویژگی بارز و با ارزشی که GIS را از دیگر سیستمهای اطلاعاتی جدا میسازد، توانایی به کارگیری توأم دادههای مکانی و توصیفی است. توانایی مدیریت عوارض جغرافیایی با مقیاسهای مختلف، از ابزارهای دیگر GIS است که در علوم مختلف کاربرد فراوان دارد.
از نکتههای بسیار مهم در به کارگیری GIS، محاسبه ارزشهای وزنی برای عوامل مختلف حوزه آبخیز است. علاوه بر این GIS به هنگامسازی دادههای وارد شده را در هر زمان امکانپذیر میسازد. بدین ترتیب در صورت هر گونه تغییر در سیمای طبیعی زیرحوزهها، با دخالت آن‌ها میتوان نتایج جدیدتر را اخذ کرد.
1-6- مرور منابع
آکادمی ملی علوم واشنگتن (1985) نشان داد که بهبود منابع تأمین آب شرب در مراتع نیمهخشک یا نقاط دوردست حوزه آبخیز، ارزش چراگاهی آن‌ها را بالا میبرد و استفاده کاملتر از علوفه آن‌ها را امکانپذیر میسازد.
ریسزوو همکاران (1991) نسبتهای مختلف سطح جمعآوری کننده آب باران به سطح زیر کشت را مورد بررسی قرار داده و نتیجه گرفتند عملکرد محصول با نسبت 1 به 1 در مقایسه با شاهد 71/1 برابر عملکرد محصولات غلات شده است.
بور (1994) با انجام آزمایشاتی در پاکستان، سیستم جمعآوری آب باران برای درخت پسته، سطح مناسب جمعآوری کننده رواناب باران را برای منطقهای با بارش متوسط سالانه 240 میلی‌متر، 40 متر مربع ذکر کرده است.
گوپتا (1994) اثر اقدامات و عملیات استحصال آب باران را برای گیاه Neem در مناطق بیابانی هند را مورد بررسی قرار داده و نتیجه گرفت که تولید بیوماس گیاه Neem تا 4 برابر و از 69/1 تن در هکتار به 3/6 تن در هکتار رسید.
بور و بنعاشر (1996) تحقیقات مشابه را در فلسطین اشغالی و نیجر برای محصولات مختلف انجام دادهاند و سطح مناسب جمعآوری کننده رواناب و مقدار تلفات نفوذ عمقی در سالهای پرباران، با باران متوسط را محاسبه کردهاند.
اسچیتکاک و همکاران (2004) تأثیر تکنیکهای جمعآوری آب با حفظ آب و خاک در جنوب استرالیا را مورد مطالعه قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که به ویژه در سالهای خشک در حوزه ایمپلوویوم میتوان آب مورد نیاز برای آبیاری تکمیلی را برای کشت درخت زیتون فراهم کنند به شرط آنکه با توجه به بارش متوسط 235 میلی‌متر، نسبت حوزه آبخیز به تراسهای جمعآوری کننده رواناب حداقل 4/7 باشد.
وینار و همکاران (2005) به بررسی پتانسیل حوزه آبخیز توکلا در جنوب آفریقا برای جمعآوری آب باران از طریق GIS پرداختند و به این نتیجه رسیدند که 18 درصد از منطقه پتانسیل بالایی برای تولید رواناب دارد.
ذاکاری و همکاران (2007) به مقایسه مدل ارزیابی آب و خاک (SWAT) و مدل ابزار یا ارزیابی آب و خاک با سطح منبع متغیر (SWAT-VSA) به پیشبینی رواناب در منطقه کانونسویل در شمال نیومکزیکو پرداختند. آنها همچنین رواناب لحظهای، رواناب سطحی و سفره آب زیرزمینی که در سطح بالاتر از دیگر سفرههای آب زیرزمینی قرار گرفتند را نیز با استفاده از دو مدل فوق مورد بررسی قرار داده و به این نتیجه رسیدند که مدل تلفیقی SWAT-VSA پیشبینی بهتری را انجام میدهد. آنها همچنین نتیجه گرفتند که مدل SWAT-VSA جهت ارزیابی و راهنمایی و مدیریت منابع آبی کاربردیتر است و میتواند به طور دقیقتری پیشبینی کند که رواناب از کجا آغاز میشود تا به صورت بحرانی تحت مدیریت قرار بگیرد.
شیائو و همکاران (2006) اثر جمعآوری آب باران و آبیاری تکمیلی را برای کشت گندم در بهار در هایونچین را مورد ارزیابی قرار داده و نشان دادند که استفاده از آب ذخیره شده برای آبیاری تکمیلی برای کشت در فاروهای بین خطالرأسها 5/5 تا 8/5 درصد بوده است ولی در کشت در گودالهای بر روی خطالرأسها 4/9 تا 6/9 درصد بوده است. آن‌ها به این نتیجه رسیدند که با استفاده از آب باران جمعآوری شده میتوان میزان آب استفاده شده در روش کشت در گودالهای بر روی خطالرأسها را 40/4 درصد در مقابل کشت در فاروها بهبود بخشید.
امبیلینی و همکاران (2007) به مکانیابی مناطق دارای پتانسیل خوب برای جمعآوری آب باران پرداختند و به این نتیجه رسیدندکه 6/23 درصد از حوزه آبخیز ماکانیا در منطقه کلیمانجارو تانزانیا بسیار مناسب برای جمعآوری آب باران میباشد.
ونگ کاهیندا و همکاران (2007) اثر جمعآوری آب باران و آبیاری تکمیلی به منظور افزایش بهرهوری کشاورزی وابسته به باران در مناطق نیمهخشک زیمباوه را بررسی و نتیجه گرفتند که آبیاری تکمیلی ریسک ناشی از شکست کامل محصول از 20 درصد را به 7 درصد کاهش داده و تولید آب از رواناب باعث افزایش تولید محصول از 75/1 کیلوگرم در مترمکعب به 3/2 کیلوگرم در مترمکعب با توجه به کاهش بارندگی درون فصلی شده است.
استورم و همکاران (2009) اقتصادی بودن برداشت آب باران به عنوان منبع آب جایگزین در سایت روستایی در شمال نامبیا را مورد بررسی قرار دادند. در این تحقیق که سقف آهنی موجدار پشت بامها به عنوان مناطق جمعآوری آب باران استفاده شده به این نتیجه رسیدند که این سیستمها از نظر اقتصادی امکانپذیر میباشند.
اسماعیلی (1997) اثر روشهای مختلف استحصال آب باران در عرصههای منابع طبیعی تجدید شونده در آذربایجان شرقی را مطالعه کرده و نتیجه گرفت که این روشها باعث افزایش سبز شدن بذور مرتعی تا میزان 5 برابر شده است.
گازریپور (1997) جمعآوری آب باران برای کشت درخت بادام در منطقهای با بارندگی سالانه 200 میلی‌متر را بررسی کرده و نتیجه گرفت در حوضچههایی با شیب 2 تا 5 درصد، عملکرد بادام تا 40 درصد نسبت به سطح شاهد افزایش داشته است.
طهماسبی و همکاران (1384) رابطه مشخصات اقلیمی، خاک و نیاز آبی ذرت علوفهای (SC 704) در منطقه لشگرک برای طراحی سیستم جمعآوری آب باران در مناطق خشک و نیمهخشک را مورد بررسی قرار دادند و با توجه به دوره رشد گیاه، نیاز آبی، عمق خاک و عمق ریشه نسبت سطح جمعآوری کننده رواناب به حجم مخزن یا استخرهای سرپوشیده مورد نظر برای تأمین حداقل یک سوم تا حدود دو سوم آب مورد نیاز گیاه به ترتیب در سالهای خشک و سالهای پرباران را محاسبه کردهاند.
طهماسبی و رجبیثانی (1385) جمعآوری آب باران در عرصههای طبیعی را راهحلی برای رفع مشکل کم آبی در مناطق خشک و نیمهخشک دانسته و بر اساس مطالعهای که در حوزه آبخیز لتیان انجام داد مناسبترین سطح جمعآوری کننده رواناب برای گیاهان مختلف و نیاز آبی معین را بدست آورد و با انجام پژوهشی مشخص شد چنانچه بخشی از آب باران در استخری ذخیره شود امکان توسعه سطح زیر کشت درختان در مناطق خشک و نیمهخشک وجود دارد.
صادقی و همکاران (1385) به مقایسه دیمزارها و مراتع فقیر در تولید رواناب و رسوب در تابستان و زمستان را با استفاده از بارانساز مصنوعی در حوزه گرگک در استان چهار محال بختیاری انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که میزان رواناب و رسوب در فصل تابستان در مراتع فقیر در سطح اعتماد 99 درصد بیشتر از دیمزارها میباشد در صورتی که در فصل زمستان تولید رواناب و رسوب در دیمزارها در سطح اعتماد مشابه بیشتر از مراتع فقیر میباشد.
مدیریت منابع تجدیدشونده و توسعه پایدار امروزه نیازمند مناسبترین و سریعترین روش تهیه و تلفیق اطلاعات جهت مدیریت بهینه و برنامه‌ریزی‌های خود میباشد. در این زمینه سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) میتواند این نقش را به خوبی به عهده گیرد (نامجویان، 1381).
1-7- طبقهبندی روشهای استحصال آب باران و سامانه سطوح آبگیر
با توجه به منشأ اصلی آب، سامانههای سطوح آبگیر باران به چهار گروه به شرح زیر تقسیم میشوند (ریج و همکاران، 1987):
الف- سامانه ویژهی استحصال آب رودخانههای دائمی و فصلی.
ب- سامانه ویژه استحصال آب از منابع زیرزمینی و روانابهای زیر قشری.
ج- سامانههای ویژه استحصال مستقیم آب باران در محل نزول و یا در اولین مراحل تشکیل روانابهای سطحی و ورقهای شکل.
د- سامانه ویژهی استحصال تندآبها و سیلابها به صورت روانابهای سطحی متلاطم و متمرکز در پای دامنههای شیب‌دار، خشکهرودها، آبراههها و مسیلها.
افزون براین، سامانههای سطوح آبگیر باران را میتوان از لحاظ موقعیت محل استقرار، نوع تیمارهای مصنوعی در سطوح آبگیر، شکل ظاهری، چگونگی عملکرد، کاربرد و نوع رواناب (از لحاظ عمق و حجم جریان آب) به شرح زیر طبقهبندی کرد (اسمعلی و عبداللهی، 1389):
الف- سامانههای سطوح آبگیر باران با سطح تیمار شده (مصنوعی)، شامل:
الف-1- سامانههای جمعآوری آب باران برای ذخیرهی آب جهت مصارف شرب و خانگی.
الف-2- سامانههای جمعآوری آب باران برای ذخیره رطوبت در پروفیل خاک جهت زراعت، درختکاری و احیای پوشش گیاهی در مراتع از طریق استحصال مستقیم ریزشهای جوی در محل نزول و یا روانابهای سطحی و ورقهای.
ب- سامانههای سطوح آبگیر باران با سطح آبگیر طبیعی شامل:
ب-1- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای نسبتاً متلاطم برای آبیاری تکمیلی و یا زراعت سیلابی از طریق ذخیره رطوبت در پروفیل خاک و یا تغذیه مصنوعی آبخوانهای نیمهعمیق و استحصال آب از طریق چاههای دستی.
ب-2- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای متلاطم از طریق ذخیره آب در حوضچهها و مخازن سطحی، جهت تأمین آب شرب دامها و آبیاری تکمیلی.
ب-3- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای متلاطم پرحجم با هدف پخش سیلاب جهت زراعت نیمهدیم، احیای پوشش گیاهی در مراتع، ایجاد مراتع مشجر و جنگلکاری در مناطق خشک و نیمهخشک.
ب-4- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای سطحی با سطوح آبگیر تلفیقی (مصنوعی و طبیعی) جهت ذخیره رطوبت در پروفیل خاک برای زراعت، احیای مراتع، تغذیه آبخوانهای نیمه عمیق و یا ذخیرهسازی آب جهت مصارف مورد نظر.
ج- سامانههای سطوح آبگیر باران زیرزمینی، شامل:
ج-1- سامانههای کاریز یا قنات.
ج-2- سامانه چاه افقی.
علاوه براین، برخی از متخصصین استحصال آب، سامانههای سطوح آبگیر باران را از نظر شکل و کاربرد به گروههای متفاوتی تقسیم کردهاند. به نحوی که در این خصوص مهمترین تقسیمبندی انجام شده شامل موارد زیر است(اسمعلی و عبداللهی، 1389):
1- سامانههای سطوح آبگیر باران مصنوعی جهت جمعآوری آب برای تأمین آب شرب انسان و دام و مصارف خانگی.
2- سامانههای سطوح آبگیر مصنوعی و تیمار شده جهت جمعآوری آب برای تأمین آب کشاورزی و ذخیره رطوبت در پروفیل خاک با هدف احیای پوشش گیاهی در مراتع و جنگلکاری در مناطق خشک و نیمهخشک.
لازم به توضیح است که منظور از سطوح آبگیر تیمار شده، سطوح آبگیری هستند که با انجام یک سری اقدامات نظیر تسطیح، جمعآوری سنگریزه و بقایای گیاهی، کوبیدن و فشردن خاک، سنگفرش و ایجاد سطح غیرقابل نفوذ با استفاده از مواد شیمیایی، سیمان، مالچهای نفتی و ... آماده میشوند.
1-8- انواع سازههای استحصال آب
به طور کلی انواع سازههای استحصال آب باران را میتوان به شرح زیر بیان کرد (اسمعلی و عبداللهی، 1389):
1- بند مخزنی: روش جمعآوری آب به وسیله بند به شکل گسترده در بسیاری از مناطق کشور رواج دارد. با وجود این، متاسفانه آموزش افراد بومی در مهارتهای تکنیکی همگام با اجرای این فن پیش نرفته است، در نتیجه نگهداری و بهرهبرداری از مخازن بیشتر به عهدهی سازمان مرکزی حکومت است.
2- بند رسوبگیر و تنظیمکننده: ثابت شده است در نواحی خیلی خشک، رسوبگیرها موثرتر و قابل اعتمادتر از سیستمهای دیگر جمعآوری آب هستند. با وجود این، کم بودن حجم ذخیره رسوبگیرها ممکن است مانعی برای استفاده از این روش در کشاورزی روی زمینهای وسیع باشد.
3- حفیره: حفیره را میتوان به آسانی طراحی و ساخت. به طوری که این گونه مخازن قادرند با غرقاب کردن زمین، حجم نسبتا زیادی آب را ذخیره کنند. در مناطق نیمهخشک استفاده از حفیره به خاطر سهولت احداث و به کارگیری آن در سیستمهای یکپارچه برای محصولات و کاشت گیاهان مرتعی مناسبتر است.
4- هوتک: هوتکها در اساس پشته خاکی کوچکی است که در قسمتهایی که سیلاب جاری میشود ساخته میشود (کوثر، 1374).
5- خوشاب: در بخش جنوبشرقی ایران این سیستم سنتی به منظور زراعت سیلابی به کار گرفته شده است.
6- سازههای مهندسی: این سازهها دایرههای کوچک یا مربع در روی زمیناند که با ملات آهک و یا سیمان و آهک و ماسه معمولی و ... ساخته میشوند و با به کارگیری آهن و شبکههای آهنی، ورودی و خروجی آنها محافظت میشوند.
7- سازههای تراوشی: یک روش بینظیر ذخیره آب و حفظ رطوبت در پروفیل عمیق و مناسب خاک است که توسط موانع طبیعی حوزهی آبخیز احاطه شدهاند. در این سیستم، رواناب بالادست و سطوح سنگی، در پایین درهها و موانع متوالی جمع میشود و برای ایجاد زراعت در سطح آنها استفاده میشود.
8- سازههای عرضی: که شامل احداث سازههای عمود بر جهت جریان است که یک مقطع خاکریزی همراه با سرریز بوده و برای نگهداشت آب به منظور غرقاب کردن اراضی بالادست در طی فصل بارانی به کار میرود.
9- آهار: در واقع مجموعهای از خاکریزهای به ارتفاع 3 مترند که در اراضی با شیب بسیار کم بر روی خطوط تراز احداث میشوند و طول خاکریزها در برخی موارد به چندین کیلومتر میرسد.
10- آبانبار: روشی برای دسترسی و استفادههای مستقیم از آبهای زیرزمینی است. در آبانبار به جای اینکه با احداث چاه، آب را توسط وسایلی به سطح زمین برسانند با احداث پلههای زیرزمینی، مستقیما به سراغ آن میروند.
11- تورکینست: یک نوع سازهی آبخیزداری است که عموما برای مناطق کم شیب به منظور ذخیره و جمعآوری آب باران و سیلاب احداث میشود. شکل معمول تورکینست دایرهای متمایل به بیضی است.
فصل دوم
مواد و روشها
2- مواد و روشها
2-1- منطقه مورد مطالعه
2-1-1- توپوگرافی و فیزیوگرافی
حوزه آبخیز سمبورچای با مساحت 3/748 کیلومترمربع درشمال استان اردبیل و به دلیل وسعت زیاد، به مقدار 94/72 درصد برابر 07/544 کیلومترمربع در محدوده شهرستان گرمی (مغان)، 68/19 درصد برابر 92/147کیلومترمربع از جنوب در محدوده شهرستان مشگینشهر و 37/7 درصد آن برابر 29/56 کیلومترمربع از شمال در محدوده شهرستان بیلهسوار قرار گرفته است و از نظر موقعیت جغرافیایی بین 14،19،47 تا 59،55،48 طول شرقی (E) و 18،6،37 تا 39،42،39 عرض شمالی (N) واقع شدهاست.
حداکثر ارتفاع حوزه آبخیز 2244 متر در جنوب غربی و حداقل ارتفاع در خروجی آن برابر 320 متر از سطح دریا می‌باشد که به رودخانه دره رود منتهی میشود.
2-1-2- هوا و اقلیم شناسی
این منطقه دارای آب و هوای نیمهخشک است. بارشهای سالانه ایستگاههای موجود در منطقه، در یک دوره مشترک 12 ساله مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتهاند. به منظور تجزیه و تحلیل بارش منطقه، از آمار بارش ایستگاههای اطراف حوزه آبخیز استفاده شده است که در نهایت 12 ایستگاه بارندگی از سازمان هواشناسی کشور را شامل میشود. بر اساس مجموعه آمار ایستگاههای موجود، متوسط بارندگی سالانه 236 میلی‌متر است که از 291 تا 386 میلی‌متر تغییر میکند. در این تحقیق صرفاً از آمار بارش سازمان هواشناسی کشور استفاده شد که این امر به دلیل طول مناسب دوره آماری، همگن بودن و کیفیت خوب آن‌ها میباشد. در بررسی اقلیم منطقه از روش دومارتن اصلاح شده استفاده شده است. جدول 2-1، طبقهبندی اقلیم را در روش دومارتن اصلاح شده نشان میدهد.
رابطه 2-1 A= PT+10که در آن: Ai، شاخص خشکی (ضریب خشکی)؛ P، متوسط بارش سالانه (میلی‌متر)؛ T، متوسط دمای سالانه (درجه سانتیگراد) میباشند.
جدول 2-1: طبقهبندی اقلیمها در روش دومارتن اصلاح شده
>55 55- 33 33- 28 28- 24 24- 20 20- 10 10- 0 مقادیر Ai
بسیار مرطوب ب بسیار مرطوب الف مرطوب نیمه مرطوب مدیترانه‎ای نیمه‎خشک خشک اقلیم
2-2- روش تحقیق
2-2-1- مطالعات کتابخانهای و اقدامات اولیه
جمعآوری اطلاعات، گزارشهای مطالعاتی و پژوهشهای قبلی انجام یافته در رابطه با موضوع تحقیق و مطالعه و بررسی آن‌ها:
1- در این مرحله اقدام به جمعآوری پژوهشهای قبلی گردید و نیز دادههای پایه با استفاده از مطالعات انجام شده توسط سازمانها و ادارات مربوطه تهیه شد. جمعآوری آمار و اطلاعات مختلف حوزه آبخیز از جمله: شدت بارندگی، دمای هوا و ارتفاع از طریق اداره هواشناسی استان اردبیل صورت گرفت.
2- بررسی موقعیت، وضعیت عمومی، زمینی و اقلیمی منطقه مورد مطالعه.
شناخت منطقه یکی از موارد مهم در مطالعات استحصال رواناب است که قبل از انجام مطالعات، موقعیت جغرافیایی، وضعیتهای عمومی پستی و بلندی، زمینی و نیز اقلیمی مورد بررسی قرار گرفت.
3- انتخاب و تهیه نقشههای پایه از منطقه تحقیق شامل توپوگرافی، زمینشناسی، کاربری اراضی، خاکشناسی و قابلیت اراضی با توجه به نیاز ضروری انجام طرح.
نقشههای توپوگرافی مورد نیاز طرح، با توجه به وسعت منطقه و دقت مورد نیاز با مقیاس 50000 :1 سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح و نقشههای زمینشناسی با مقیاس 100000 :1 سازمان زمینشناسی کشور تهیه گردید. به علت عدم وجود سایر نقشههای مورد نظر طرح، اقدام به تهیه آن‌ها از روی عکسهای هوایی و تصاویر ماهوارهای گردید.
4- تهیه و تامین عکسهای هوایی و تصاویر ماهوارهای منطقه و انجام مطالعات سنجش از دور برای کسب اطلاعات مورد نیاز و تهیه نقشههای ضروری مورد نیاز طرح.
عکسهای هوایی 20000 :1 سال 1347 از طریق سازمان نقشهبرداری کشور و سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح و نیز تصاویر ماهوارهای لندست TM و ETM+ مربوط به سالهای 1988 و 2002 از طریق سازمان فضایی کشور تهیه شدند.
2-2-2- تهیه نقشههای پارامترهای مؤثر در ایجاد رواناب
2-2-2-1- خطوط توپوگرافی و تهیه نقشه DEM منطقه
برای بررسی وضعیت توپوگرافی در منطقه از طریق GIS، اقدام به رقومیسازی خطوط توپوگرافی از روی نقشههای توپوگرافی شده و با تهیه نقشهی مدل رقومی ارتفاع، عمدتاً در قالب سه بحث عمده شیب، جهت و ارتفاع بررسیهای لازم صورت میگیرد.
برای تهیه نقشه DEM، ابتدا خطوط تراز منطقه از روی نقشه توپوگرافی50000: 1 وارد کامپیوتر شده و با اندازه پیکسل 20×20 متر (قدرت تفکیک زمینی 20 متری) رقومی شده است. در ایران سیستم تصویری UTM یکی از معمولترین روشها بوده و در این تحقیق نیز از این سیستم استفاده شده است (منطقه مورد مطالعه در داخل زون 39 شمالی بود، بنابراین تمامی مطالعات با در نظر گرفتن این زون زمین مرجع شده است). هر خط تراز در حین رقومی کردن، ارزشهای واقعی خود را میگیرند و بدین ترتیب در نقشه نهایی تهیه شده نیز ارزش هر خط تراز بیانگر ارتفاع از سطح دریای آن خط به متر میباشد (عبداللهی، 1381).
در این تحقیق نقشه DEM، خطوط تراز رقومی شده باید از طریق یک نرمافزار GIS مناسب درونیابی شود. برای تهیه نقشه DEM در نرمافزار ArcGIS 9.3 از طریق گزینه Topo to raster (3D) تهیه گردید.
2-2-2-2- نقشه ارتفاع از سطح دریا
عامل ارتفاع از سطح دریا در حوزه آبخیز سمبورچای از آن جهت حائز اهمیت است که تاثیر ارتفاع در ایجاد رواناب به صورت غیر مستقیم و از طریق تبدیل نوع بارش از بارندگی به برف عمل میکند، چرا که از ارتفاع معینی به بالا، اغلب بارش به صورت برف میباشد و همانطوریکه میدانیم برف از طریق ذوب و نفوذ تدریجی، به طور متفاوتی نسبت به باران در ایجاد رواناب عمل میکند. برای تهیه نقشه طبقات ارتفاعی از نقشه DEM استفاده شد. به منظور کلاسهبندی نقشه ارتفاع به طبقات مختلف، منحنی تجمعی ارتفاع برای نقشه DEM تهیه شد.
2-2-2-3- نقشه شیب
مهم‌ترین عوامل توپوگرافی موثر در ایجاد رواناب منطقه شامل شیب، جهت و ارتفاع از سطح دریا میباشد. در صورت یکسان بودن سایر شرایط، هر چه مقدار شیب افزایش یابد رواناب ایجاد شده بیشتر خواهد بود که دلیل آن کاهش پایداری خاک خواهد بود. بسیاری از پارامترهای اقلیمی مانند بارش و دما با ارتفاع تغییر میکند. ارتفاع بر روی نوع و ویژگیهای نزولات تاثیر دارد. هرگاه ارتفاع از حد معینی تجاوز کند بارندگی به صورت برف نازل میشود. همچنین با افزایش ارتفاع، مقدار شیب دامنهها بیشتر میشود و رخسارههای بیرونزده و توده سنگی بیشتر مشاهده شده و سنگها ناتراواتر میشوند (سراجزاده، 1375). اختلاف ارتفاع بین نقاط مختلف در یک حوزه‌ آبریز، ناهمواریهای اراضی آن حوزه را نشان می‌دهد. نسبت اختلاف ارتفاع دو نقطه به فاصله آن‌ها تحت عنوان شاخص شیب معرفی می‌گردد برای شناخت ناهمواری اراضی و شیب از معیارهای متفاوتی استفاده می‌شود. شیب حوزه‌های آبخیز اثر بسیار زیادی در واکنش هیدرولوژیک حوزه‌ها دارد. سرعت جریان‌های سطحی به طور مستقیم به شیب بستگی دارد. افزایش سرعت آب نیروی جنبشی آب و در نتیجه قدرت تخریبی و حمل آن را افزایش می‌دهد همچنین میزان نفوذ آب در خاک با افزایش شیب کاهش می‌یابد و نهایتاً حجم سیلاب و جریانهای سطحی مستقیماً به شیب حوزه بستگی دارد.
جهت برآورد و تعیین میزان شیب حوزه‌های آبریز روشها و روابط متعددی ارائه گردیده که برخی از آن‌ها عبارتند از روش شبکهبندی، روش هورتون، رابطه جاستین، روش شمارش خطوط تراز و .... در مطالعه حاضر با استفاده از GIS نقشه کلاس‌های شیب در مقیاس 50000 :1 و مشتمل بر 5 کلاس سطح حوزه آبخیز تهیه گردیده. برای تهیه نقشه شیب حوزه آبخیز، از نقشه DEM در محیط نرمافزار ArcGIS با استفاده از گزینهSpatial Analyst استفاده گردید. در این نرمافزار نقشه شیب را می‌توان به دو صورت درجه و درصد شیب تهیه کرد و قابلیت آن در این زمینه بسیار بالا بوده و از دقت زیادی برخوردار است (البته دقت نقشه تهیه شده به پارامترهای دیگری از قبیل قدرت تفکیک زمینی و دقت رقومیسازی نیز بستگی دارد). برای منطقه مورد مطالعه با توجه به نوع وهدف کار، مساحت زیرحوزهها، نقشه شیب به درصد تهیه شد.
برای محاسبه متوسط شیب زیرحوزهها، نقشه پلیگونی زیرحوزهها را با نقشه رستری شیب حوزه آبخیز سمبورچای در محیط نرمافزار ArcGIS با استفاده از نوار ابزار Spatial Analyst و سپس ابزار Zonal Statistics قطع داده شد و متوسط شیب برای هر زیر حوزه به دست آمد.
2-2-2-4- نقشه جهت شیب
جهت شیب جهتی است که اگر از بالای شیب به پائین نگاه کنیم سطح شیب به آن جهت متوجه است و در واقع جهتی است که از آن می‌توان خط عمود فرضی به خطوط تراز سطح شیب رسم کرد. مهمترین اثر جهت شیب در میزان دریافت نور خورشید و اثرات ناشی از آن جمله پیدایش اقالیم محلی یا موضعی است. در نیمکره شمالی زمین جهات رو به جنوب و غرب از جهات رو به شمال و شرق برای مدت طولانی‌تری در معرض تابش نور خورشید قرار می‌گیرند و به همین دلیل نیز گرم‌ترند. اثر تابش بیشتر و گرمای زیادتر جهت رو به جنوب و شرق موجب افزایش تبخیر و تعرق سالیانه و در نتیجه کاهش رطوبت خاک می‌شود و به همین علت نیز در جهات رو به جنوب و شرق وضعیت پوشش گیاهی ار نظر تراکم و نوع گیاهان نسبت به سایر جهات تفاوت دارد و اغلب از تراکم کمتری برخوردار است و نتیجتاً فرسایش خاک و تولید رواناب در این جهات بیشتر است (مهدوی، 1378).
اثر مهم دیگر شیب در ذوب شدن برف است. در جهات رو به جنوب و شرق به دلیل گرمای بیشتر، سرعت ذوب برف شدیدتر است. در این مناطق برف کمتری بر روی زمین میماند و ذوب آن به تدریج در زمستان و اوایل بهار انجام میگیرد. به همین دلیل جریان زمستانی رودخانهها در این مناطق بیشتر و جریانهای آن یکنواختتر است. در حالی که در حوزههای آبخیز با جهات رو به شمال و غرب دوام برف در زمستان بیشتر است و عمق و تراکم آن نیز بالاتر است (مهدوی، 1378).
برای تهیه نقشه جهات جغرافیایی نیز از ویژگی‌های خطوط منحنی میزان و خطوط رودخانه‌ها‌، نهرها و آبراهه‌ها و خطوط یالها و نحوه ارتباط یال و قله بر روی نقشه توپوگرافی استفاده می‌شود. تعیین جهت جغرافیایی بدین صورت می‌باشد که جهت هر یک از دامنه‌ها ( یعنی حد پایین یال و دره ) را نسبت به شمال جغرافیایی مشخص می‌نمایند. همانطور که میدانیم مقدار آزیموت از صفر تا 360 درجه تغییر میکند و برای مناطق مسطح، آزیموتی تعریف نمیشود که به همین خاطر در نقشه جهت تهیه شده، ارزش سلولهای مناطق مسطح به طور خاص (مثلا 1- و یا ؟) نشان داده میشود. در نقشه جهت تهیه شده، ارزش هر پیکسل بیانگر آزیموت آن میباشد.
برای کلاسهبندی نقشه جهت میتوان به صورت زیر عمل کرد (درویشصفت، 1379)، به طوری که:
1= شمال، آزیموت بین صفر تا 5/22 و نیز 5/337 تا 360 درجه.
2= شمالشرق، آزیموت بین 5/22 تا 5/67 درجه.
3= شرق، آزیموت بین 5/67 تا 5/112 درجه.
4= جنوبشرق، آزیموت بین 5/112 تا 5/157 درجه.
5= جنوب، آزیموت بین 5/157 تا 5/202 درجه.
6= جنوبغرب، آزیموت بین 5/202 تا 5/247 درجه.
7= غرب، آزیموت بین 5/247 تا 5/292 درجه.
8= شمالغرب، آزیموت بین 5/292 تا 5/337 درجه.
9 = اراضی مسطح با ارزش ویژه.
نقشه جهت توضیح داده شده به روش فوق، برای کلاسهبندی نقشه جهت به نه طبقه (با یک طبقه مسطح) میباشد که در صورت لزوم میتوان طبقات فوق را با هم تلفیق کرده و نقشه جهت چهار یا پنج طبقهای (با یک طبقه اضافی مسطح) تهیه کرد. برای تهیه نقشه جهت حوزه نیز از نقشه DEM در نرمافزار ArcGIS با دستور Spatial Analysis و انتخاب گزینه Aspect تهیه شدهاست. در نقشه جهت تهیه گردید.
2-2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه همباران و همدما
الف- بارش
در منطقه مورد تحقیق، مقدار بارش سالانه تحت تاثیر ارتفاع از سطح دریا، فصول مختلف سال و توپوگرافی منطقه میباشد. در بررسی مقدار و وضعیت بارش منطقه، از ایستگاههای اطراف حوزه آبخیز استفاده شده است. جداول 2-2 و 2-3 به ترتیب مشخصات کلی ایستگاهها و میانگین بارش سالانه را نشان میدهند.
جدول 2-2: مشخصات ایستگاههای بارانسنجی
برزند اصلاندوز انگوت پارسآباد مشکین اردبیل ایستگاه
´53-◦47 ´25-◦74 ´45-◦47 ´46-◦47 ´41-◦47 ´20 -◦48 طول جغرافیایی
´57-◦38 ´26-◦39 ´03-◦39 ´39-◦36 ´23-◦38 ´13-◦38 عرض جغرافیایی
1085 153 466 6/72 1561 1335 ارتفاع (متر)
جعفرلو مرادلو جعفرآباد قوشه قرهخان بیگلو گرمی ایستگاه
´43-◦47 ´45-◦47 ´05-◦48 ´56-◦47 ´39-◦47 ´05-◦48 طول جغرافیایی
´52-◦38 ´45-◦38 ´26-◦39 ´44-◦38 ´05-◦39 ´03-◦39 عرض جغرافیایی
1280 1380 174 1246 596 759 ارتفاع (متر)
جدول 2-3: میانگین بارندگی سالانه ایستگاههای بارانسنجی
جعفرآباد مرادلو جعفرلو قوشه قرهخانبیگلو گرمی به رزند اصلاندوز انگوت مشگینشهر پارسآباد اردبیل ایستگاه
4/277 8/272 9/304 8/258 6/296 3/353 344 1/285 4/319 6/353 6/265 6/278 متوسط بارش سالانه
ب-رابطه ارتفاع- بارش و متوسط بارش منطقه
برای محاسبه رابطه ارتفاع- بارش، از آمار بارندگی ایستگاههای موجود و همچنین ارتفاع از سطح دریای ایستگاهها استفاده شد که در ابتدا نواقص آماری رفع شده و در نرمافزار Excel با وارد کردن ارقام بارش و ارتفاع در دو ستون مجزا، به نحوی که بارش در محور y و ارتفاع در محور x قرار گیرد، رابطه رگرسیونی این دو پارامتر از طریق نرمافزار Excel محاسبه شد (سعدی مسگری و قدس، 1384). رابطه رگرسیونی ارتفاع از سطح دریا- بارش (گرادیان بارندگی منطقه)، در منطقه تحقیق به صورت زیر به دست آمده است:
رابطه 2-2 P=0.050H+275.2 R²=0.625
که در آن: P، میزان درجه حرارت متوسط سالانه بر حسب سانتیگراد؛ H، ارتفاع از سطح دریا به متر میباشد.
برای بدست آوردن بارش متوسط حوزه آبخیز، از نقشه مدل رقومی بارش استفاده گردید. نحوه تهیه مدل رقومی بارش بدین شکل بوده که بعد از بهدست آوردن رابطه رگرسیونی ارتفاع- بارش در Excel، رابطه فوق به ArcGIS منتقل شد و با استفاده از تابع الحاقی Spatial Analyst نرمافزار ArcGIS 9.3 در منوی Spatial Analyst و در زیر منوی Raster Calculator، DEM منطقه به جای H (عامل ارتفاع) در معادله گرادیان قرار داده شد و نقشه همباران حوزه تهیه شده است. پس از تهیه نقشه مدل رقومی بارش، از طریق دستور Reclassify، اقدام به کلاسهبندی نقشه مدل رقومی بارش به 5 کلاس بارش شد. ج- رژیم حرارتی
رژیم حرارتی یک منطقه عبارت از تغییرات متوسط درجه حرارت هوا بر حسب زمان و در مدت یکسان است. هدف از بررسی درجه حرارت در محدوده طرح، تعیین رابطه گرادیان درجه حرارت و تعیین میانگین حرارتی منطقه بر اساس آمار ایستگاههای موجود بوده است.
د- رابطه ارتفاع- درجه حرارت و میانگین دمای سالانه
با بررسی آمار درجه حرارت ایستگاههای ثبت درجه حرارت در منطقه، مشابه روش تهیه مدل رقومی بارش، برای تهیه نقشه درجه حرارت متوسط نیز، بعد از بهدست آوردن رابطه رگرسیونی ارتفاع- درجه حرارت در Excel، رابطه فوق به ArcGIS منتقل شد و با استفاده از تابع الحاقی Spatial Analyst نرمافزار ArcGIS 9.3 در منوی Spatial Analyst و در زیر منوی Raster Calculator، مدل رقومی ارتفاع منطقه به جای H (عامل ارتفاع) در معادله گرادیان قرار داده شد و نقشه همدما حوزه تهیه شده است. رابطه ارتفاع از سطح دریا- درجه حرارت (گرادیان درجه حرارت) در منطقه تحقیق به صورت زیر به دست آمده است همانند بارندگی:
رابطه 2-3 T=-0.003H+15.14 R²=0.824

aaz5

فصل چهارم : بررسی نمونه مورد مطالعه (روستاهای حسن آباد و نایسر)....................................49
4-1. مقدمه .......................................................................................................................................50
4-2. موقعیت جغرافیایی....................................................................................................................50
4-3. جغرافیای انسانی- اقتصادی منطقه مورد مطالعه..........................................................................50
4-3-1. ویژگیها و تحولات جمعیتی شهر سنندج.............................................................................50
4-3-2. گسترش فضایی شهر سنندج از سال 1355 تا 1385...............................................................52
4-4. معرفی روستاهای مورد مطالعه (حسن آباد و نایسر)...................................................................55
4-4-1. ویژگیها و تحولات جمعیتی روستاهای مورد مطالعه............................................................56
4-4-2. ویژگیها و تحولات اقتصادی روستاهای مورد مطالعه...........................................................57
4-4-3. ویژگیها و تحولات کالبدی روستاهای مورد مطالعه..............................................................58
4-5. جغرافیای طبیعی منطقه مورد مطالعه...........................................................................................63
4-5-1. وضعیت زمین شناسی............................................................................................................63
4-5-2. لرزه خیزی............................................................................................................................64
4-5-3. ژئومورفولوژی......................................................................................................................64
4-5-4. ویژگیهای اقلیمی.................................................................................................................65
4-6. یافتههای تحقیق.........................................................................................................................65
4-6-1. یافتههای توصیفی..................................................................................................................65
4-6-1-1. ترسیم ویژگیهای کلی مخاطبان: وضعیت سن.................................................................66
4-6-1-2. وضعیت تاهل...................................................................................................................67
4-6-1-3. وضعیت تحصیلات..........................................................................................................68
4-6-1-4. وضعیت شغلی..................................................................................................................69
4-6-1-5. وضعیت مالکیت واحد مسکونی.......................................................................................70
4-6-1-6. میزان متوسط درآمد خانوار در ماه....................................................................................71
4-6-1-7. مدت زمان سکونت در واحد مسکونی............................................................................71
4-6-2. یافتههای توصیفی شاخصهای سطوح مختلف مدل نظری...................................................72
4-6-2-1. حسن آباد.........................................................................................................................72
4-6-2-1-1. سازمان دسترسی و فضایی............................................................................................72
4-6-2-1-2. دسترسی به امکانات و خدمات....................................................................................73
4-6-2-1-3. محیط اجتماعی............................................................................................................74
4-6-2-1-4. بهداشت محیط............................................................................................................75
4-6-2-1-5. امکانات داخلی واحدهای مسکونی.............................................................................76
4-6-2-1-6. امکانات خارجی واحدهای مسکونی............................................................................77
4-6-2-2. نایسر................................................................................................................................78
4-6-2-2-1. سازمان دسترسی و فضایی............................................................................................78
4-6-2-2-2. دسترسی به امکانات و خدمات.....................................................................................79
4-6-2-2-3. محیط اجتماعی............................................................................................................79
4-6-2-2-4. بهداشت محیط............................................................................................................80
4-6-2-2-5. امکانات داخلی واحدهای مسکونی..............................................................................81
4-6-2-2-6. امکانات خارجی واحدهای مسکونی............................................................................82
4-6-2-3. وضعیت کلی کیفیت محیط مسکونی در دو روستای ادغام شده در
شهر سنندج........................................................................................................................................83
4-6-2. یافتههای استنباطی.................................................................................................................83
4-6-2-1. ارزیابی میزان کیفیت محیط مسکونی.................................................................................83
4-6-2-1-1. کیفیت سازمان دسترسی و فضایی.................................................................................83
4-6-2-1-2. کیفیت دسترسی به امکانات و خدمات.........................................................................84
4-6-2-1-3. کیفیت محیط اجتماعی................................................................................................85
4-6-2-1-4. کیفیت بهداشت محیط.................................................................................................85
4-6-2-1-5. کیفیت امکانات داخلی واحد مسکونی........................................................................86
4-6-2-1-6. کیفیت امکانات خارجی واحد مسکونی......................................................................86
4-6-2-1-7. کیفیت محیط مسکونی روستاهای ادغام شده در شهر سنندج.....................................87
4-6-2-2. مقایسه کیفیت در دو روستای ادغام شده..........................................................................88
4-6-2-2-1. سازمان دسترسی و فضایی...........................................................................................88
4-6-2-2-2. دسترسی به امکانات و خدمات.....................................................................................89
4-6-2-2-3. محیط اجتماعی............................................................................................................89
4-6-2-2-4. بهداشت محیط.............................................................................................................90
4-6-2-2-5. امکانات داخلی واحدهای مسکونی..............................................................................90
4-6-2-2-6. امکانات خارجی واحدهای مسکونی............................................................................91
4-6-2-3. برازش مدل نظری.............................................................................................................91
4-6-2-3-1. مقایسه اهمیت زیرشاخصهای سازنده کیفیت محیط مسکونی
روستاهای ادغام شده..........................................................................................................................91
4-6-2-3-2. مقایسه اهمیت شاخصهای اصلی سازنده کیفیت محیط مسکونی
روستاهای ادغام شده..........................................................................................................................93
4-6-2-4. سنجش صحت ساختار دسته بندی سوالات پرسشنامه و کفایت مدل .............................97
4-6-3. جمع بندی و نتیجهگیری.....................................................................................................102
منابع و مأخذ....................................................................................................................................104
فصل پنجم : نتیجهگیری و ارائه پیشنهادات..............................................................................105
5-1. مقدمه .....................................................................................................................................105
5-2. یافتههای تحقیق.......................................................................................................................107
5-2-1. نتایج...................................................................................................................................107
5-2-2. آزمون فرضیات تحقیق........................................................................................................110
5-3. راهکارهای پیشنهادی..............................................................................................................111
5-3-1. راهکارهای ارتقاء و بهبود کیفیت محیط مسکونی در روستاهای
ادغام شده (در شهر سنندج)............................................................................................................111
پیوست: پرسشنامه............................................................................................................................113
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول (1-1): مهمترین مطالعات خارجی در رابطه با موضوع مورد مطالعه...........................................7
جدول (1-2): مهمترین مطالعات داخلی در رابطه با موضوع مورد مطالعه..............................................8
جدول (2-1): گونه شناسی تفکرات حاکم بر تعاریف کیفیت محیط سکونت.....................................20
جدول (4-1): تغییرات جمعیت و مساحت شهر سنندج طی دوره 1385-1355.................................51
جدول (4 -2): روستاهای ادغام شده در بافت شهر سنندج طی دوره 1385- 1355............................54
جدول (4-3): تغییرات تعداد و نرخ رشد جمعیت روستاهای
حسن آباد و نایسر (دوره 1385-1355)..............................................................................................57
جدول (4-4): توزیع جنسیت مخاطبان...............................................................................................66
جدول (4-5): توزیع سنی مخاطبان....................................................................................................67
جدول (4-6): وضعیت تاهل مخاطبان................................................................................................67
جدول (4-7): وضعیت تحصیلات مخاطبان.......................................................................................68
جدول (4-8): وضعیت اشتغال مخاطبان.............................................................................................69
جدول (4-9): وضعیت مالکیت واحد مسکونی مخاطبان....................................................................70
جدول (4-10): میزان متوسط درآمد خانوار در ماه..............................................................................71
جدول (4-11): مدت زمان سکونت در واحد مسکونی.......................................................................71
جدول (4-12): یافتههای توصیفی کیفیت شاخص سازمان دسترسی و فضایی....................................73
جدول (4-13): یافتههای توصیفی کیفیت شاخص دسترسی به امکانات و خدمات.............................74
جدول (4-14): یافتههای توصیفی کیفیت شاخص محیط اجتماعی.....................................................75
جدول (4-15): یافتههای توصیفی کیفیت شاخص بهداشت محیط.....................................................76
جدول (4-16): یافتههای توصیفی کیفیت شاخص امکانات داخلی واحدهای مسکونی......................77
جدول (4-17): یافتههای توصیفی کیفیت شاخص امکانات خارجی واحدهای مسکونی....................77
جدول (4-18): یافتههای توصیفی کیفیت شاخص سازمان دسترسی و فضایی....................................78
جدول (4-19): یافتههای توصیفی کیفیت شاخص دسترسی به امکانات و خدمات.............................79
جدول (4-20): یافتههای توصیفی کیفیت شاخص محیط اجتماعی.....................................................80
جدول (4-21): یافتههای توصیفی کیفیت شاخص بهداشت محیط.....................................................81
جدول (4-22): یافتههای توصیفی کیفیت شاخص امکانات داخلی واحدهای مسکونی......................82
جدول (4-23): یافتههای توصیفی کیفیت شاخص امکانات خارجی واحدهای مسکونی....................82
جدول (4- 24): مقایسه سطح کیفیت سازمان دسترسی و فضایی در وضع موجود با حد متوسط...............................................................................................................................................84
جدول (4- 25): مقایسه سطح کیفیت دسترسی به امکانات و خدمات در وضع
موجود با حد متوسط.........................................................................................................................84
جدول (4-26): مقایسه سطح کیفیت محیط اجتماعی در وضع موجود با حد متوسط..........................85
جدول (4-27): مقایسه سطح کیفیت بهداشت محیط در وضع موجود با حد متوسط...........................85
جدول (4-28): مقایسه سطح کیفیت امکانات داخلی واحد مسکونی در وضع
موجود با حد متوسط .........................................................................................................................86
جدول (4-29): مقایسه سطح کیفیت امکانات خارجی واحد مسکونی در وضع
موجود با حد متوسط..........................................................................................................................86
جدول (4-30): مقایسه سطح کیفیت محیط مسکونی روستاهای ادغام شده در شهر
سنندج بر اساس شاخصهای اصلی..................................................................................................88
جدول (4- 31): نتایج آنالیز واریانس برای مقایسه میانگین کیفیت سازمان دسترسی
و فضایی.............................................................................................................................................88
جدول (4- 32): نتایج آنالیز واریانس برای مقایسه میانگین دسترسی به امکانات
و خدمات...........................................................................................................................................89
جدول (4- 33): نتایج آنالیز واریانس برای مقایسه میانگین محیط اجتماعی.........................................89
جدول (4- 34): نتایج آنالیز واریانس برای مقایسه میانگین بهداشت محیط.........................................90
جدول (4- 35): نتایج آنالیز واریانس برای مقایسه میانگین امکانات داخلی
واحدهای مسکونی.............................................................................................................................90
جدول (4- 36): نتایج آنالیز واریانس برای مقایسه میانگین امکانات خارجی
واحدهای مسکونی.............................................................................................................................91
جدول (4- 37): ضرایب بتای زیرشاخصهای عینی محیط مسکونی روستاهای
ادغام شده در شهر سنندج..................................................................................................................92
جدول (4- 38) ضرایب بتای زیرشاخصهای ذهنی محیط مسکونی روستاهای
ادغام شده در شهر سنندج..................................................................................................................93
جدول (4- 39): ضرایب بتای شاخصهای سازنده کیفیت محیط مسکونی
روستاهای ادغام شده..........................................................................................................................94
جدول (4- 40): میزان تاثیر متغیرهای اجتماعی- اقتصادی بر روی ادراک کیفیت
محیط مسکونی ساکنان......................................................................................................................97
جدول (4- 41): نتایج شاخص KMO...........................................................................................................................98
جدول (4-42): نتایج حاصل از دسته بندی سوالات مربوط به شاخصهای ذهنی
کیفیت محیط مسکونی.......................................................................................................................98
ادامه جدول (4-42): نتایج حاصل از دسته بندی سوالات مربوط به شاخصهای
ذهنی کیفیت محیط مسکونی.............................................................................................................99
ادامه جدول (4-42): نتایج حاصل از دسته بندی سوالات مربوط به شاخصهای
ذهنی کیفیت محیط مسکونی...........................................................................................................100
جدول (4-43): نتایج حاصل از دسته بندی سوالات مربوط به شاخصهای عینی
کیفیت محیط مسکونی....................................................................................................................101
جدول (5-1): وضعیت کیفیت محیط مسکونی شاخصها و زیرشاخصهای
مدل نظری......................................................................................................................................108
جدول (5-2): میزان اهمیت شاخصها و زیرشاخصهای سازنده کیفیت
محیط مسکونی.................................................................................................................................109
فهرست نمودار
عنوان صفحه
نمودار (4-1): توزیع جنسیت مخاطبان...............................................................................................66
نمودار (4-2): توزیع سنی مخاطبان....................................................................................................67
نمودار (4-3): وضعیت تاهل مخاطبان................................................................................................68
نمودار (4-4): وضعیت تحصیلات مخاطبان.......................................................................................69
نمودار (4-5): وضعیت اشتغال مخاطبان.............................................................................................70
نمودار (4-6): وضعیت مالکیت واحد مسکونی مخاطبان....................................................................70
نمودار (4-7): میزان متوسط درآمد خانوار در ماه................................................................................71
نمودار (4-8): مدت زمان سکونت در واحد مسکونی.........................................................................72
نمودار (4-9): وضعیت کیفیت محیط مسکونی در دو روستای حسن آباد و نایسر...............................83
نمودار (4-10): ضرایب اهمیت شاخصها و زیرشاخصهای سازنده کیفیت محیط
مسکونی روستاهای ادغام شده در شهر سنندج....................................................................................95
نمودار (5-1): اهداف تحقیق............................................................................................................107
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل (2-1): چهارچوب کیفیت زندگی.............................................................................................16
شکل (2-2): مولفه های موثر بر کیفیت محیط....................................................................................18
شکل (2-3): متغیرهای موثر بر رضایت مندی سکونتی.......................................................................24
شکل (2-4): مدل رضایت مندی محیط مسکونی................................................................................25
شکل (2-5): مولفههای سه گانه کیفیت طراحی محیطهای مسکونی در مدل کانتر..............................30
شکل (2-6): ماهیت سلسله مراتبی کیفیت محیط مسکونی از دیدگاه سیاست گذاران.........................31


شکل (2-7): مدل نظری و پایه ارزیابی مفهوم کیفیت محیط مسکونی در روستاهای
ادغام شده در شهر سنندج...................................................................................................................36
شکل (3-1): فرایند انجام تحقیق........................................................................................................42
شکل (3-2): چهارچوب ارزیابی مفهوم کیفیت محیط مسکونی..........................................................43
فهرست تصاویر
عنوان صفحه
تصویر (4-1): نمایی از ساخت و سازهای جدید در روستای نایسر با استفاده
از مصالح و معماری غیربومی.............................................................................................................58
تصویر (4-2): نمایی از ساخت و سازهای جدید در روستای حسن آباد با استفاده
از مصالح و معماری غیربومی.............................................................................................................58
تصویر (4-3): نمایی از تفکیک زمینهای اطراف روستای حسن آباد..................................................59
تصویر (4-4): شکلگیری برخی خدمات و امکانات جدید در روستاهای مورد مطالعه.......................60
فهرست نقشهها
عنوان صفحه
نقشه (4-1): موقعیت نسبی روستاهای مورد مطالعه............................................................................56
نقشه (4-2): کاربری اراضی روستای نایسر.........................................................................................61
نقشه (4-3): کاربری اراضی روستای حسن آباد..................................................................................62
فصل اول
کلیات تحقیق
فصل اول
کلیات تحقیق

1-1. بیان مساله
توسعه بیرویه و شتابان در نیمه دوم قرن بیستم به ویژه در کشورهای در حال توسعه، یکی از عوامل اصلی در هدفگذاری ابعاد کمی نیازهای ساکنین بوده، به طوری که این امر عاملی بر تشدید بیتوجهی برنامهریزان و سیاست گذاران به مقوله و ابعاد کیفی محیطهای شهری بوده است. از طرف دیگر به دلیل توجه زیاد به ابعاد پایداری محیطی و کیفیت زندگی و اجتماعات سالم در سالهای اخیر محفل بحث و بررسی ابعاد کیفی محیطهای سکونتی شهری به شدت داغ شده(رفیعیان و عسگری، 1386: 1) و کیفیت محیط شهری، به یکی از دغدغههای نوین نهادهای مدیریت و برنامهریزی شهری در سالهای اخیر تبدیل شده است. در چنین بستر و زمینهای رویکرد «سنجش کیفیت محیط سکونت» به عنوان رهیافتی جویای دستیابی به هدف «حیات مطلوب شهری» از سوی جمع کثیری از اندیشمندان حوزههای مختلف علمی نظیر شهرسازی، جامعهشناسی و علوم سیاسی مورد تأکید قرار گرفته است(امین صالحی، 1387: 1). امروزه کیفیت زندگی به عنوان عنصری کلیدی در سیاستگذاری و بررسی سیاستهای حوزه عمومی مورد بحث قرار می گیرد و روابط میان عوامل عینی و ذهنی، سطوح عملکرد، نیاز های اجتماعی و میزان دستاوردهای آن برای افراد در زمینه های بهداشت، آموزش، رفاه اقتصادی، شادکامی، توانایی انجام کارها و کنترل داشتن بر موقعیت ها و فرصت های زندگی، توسط محققان با روشهای مختلف مورد پژوهش قرار گرفته است((Massam, 2002: 141. اهمیت محیطهای مسکونی شهری به عنوان سکونتگاه اصلی مردم، روز به روز در حال افزایش است. به طوری که این محیطها در وهلهی اول ابزار مهمی برای توسعه انواع شاخصهای زندگی (سلامت، خانواده، کار و یا فراغت) را فراهم میآورند. دوم این که، جمعیت زیادی در نواحی به شدت شهرنشین زندگی میکنند و یا در آیندهای نزدیک زندگی خواهند کرد. سرانجام، محیطهای شهری، نواحی هستند که در آن مردم با انواع مخاطرات محیطی، همچون سروصدا، بو، آلودگی هوا، مخاطرات ایمنی خارجی، شلوغی و ازدحام، زباله، و یا فقدان تسهیلات و خدمات مواجه میشوند. اثرات مضر سلامتی این شرایط بر انسان معمولاً آزردگی نامیده میشود. آزردگی به دلیل تحت تأثیر قرار دادن جمعیت زیادی، همواره مورد بحث و نگرانی است. به همین دلیل، مدیریت کیفیت محیطهای مسکونی شهری از اهمیت حیاتی برخوردار است. اولین گام به سوی این امر، سنجش و ارزیابی کیفیت محیط شهری است(رفیعیان و مولودی، 1390: 15). یک محیط مسکونی با کیفیت القاکننده حس رفاه و رضایت مندی به ساکنین از طریق خصوصیات کالبدی، اجتماعی یا نمادین است. چنین محیطی متضمن زندگی با کیفیت و پشتیبان اصلی فعالیت های اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی است. به طوری که امروزه ارتقای کیفیت محیط سکونت به یکی از اهداف اساسی سیاست گذاری و برنامه ریزی شهری بدل شده است(امین صالحی، 1387: 15). رضایت مندی از محیط مسکونی به میزان رضایت در دو معیار واحدهای مسکونی و واحدهای همسایگی به صورت مستقیم و ویژگی های شخصی، فرهنگی، اجتماعی و.. مخاطب به طور غیر مستقیم بستگی دارد. در مدل های تجربی تحقیقات مربوط به سنجش کیفیت و رضایت مندی سکونتی، میزان رضایت از واحدهای سکونتی به عنوان یکی از معیارهای اصلی مطرح شده که به عنوان عامل سازنده خود نظیر تسهیلات، ویژگی های کالبدی، امکان توقف وسیله نقلیه، شرایط داخلی، تسهیلات بیرونی، واحد، هزینه ها تقسیم شده است(Ha & Weber, 1994: 55).
به طور کلی از آنجا که کیفیت محیط سکونت به عنوان یکی از مولفه های اصلی کیفیت زندگی و سلامت عمومی هنوز دارای اهمیت فرعی (خصوصا در جوامع مدرن غربی) محسوب میشود، بررسی و مطالعه آن ضرورت مییابد.
بررسیهای چند دهه گذشته نشان میدهد که افزایش جمعیت، و به تبع آن توسعه کالبدی و فضایی شهرها از ویژگیهای مهم شهرهای بزرگ و کوچک به شمار میرود. پیامدهای عمده شهرنشینی شتابان، گسترش فضایی شهرها و خورندگی روستاها و اراضی پیرامونی آنهاست که در مادرشهرهای منطقهای نمود گستردهای داشته است(ضیاء توانا و قادرمزی، 1388: 119). روستاهایی که طی سالیان درازی با حفظ روابط و پیوندهای متقابل در جوار شهرها به حیات خود ادامه میدادند، امروزه به محلاتی از شهر تبدیل شدهاند. اما این سکونتگاهها به دلیل عدم همبستگی اجتماعی- فرهنگی (یعنی برخورداری از فرهنگ روستانشینی) و اقتصادی- کالبدی با شهر، در عین همبستگی فیزیکی محیط زیست متفاوتی را برای ساکنان عرضه میکنند و از کیفیت محیط شهری متفاوتی برخوردار هستند. از سوی دیگر شهرهای موجود به جهت برخورداری از جمعیت رو به تزاید و نیز تعامل فضایی و روابط عملکردی، همواره دگرگونیها و تغییرات عمدهای را بر نواحی پیرامونی خود تحمیل میکنند. این موضوعی است که کشورهای در حال توسعه از جمله ایران آن را تجربه میکنند. به عنوان مثال شهر تهران در طول 40 سال اخیر بالغ بر 24 واحد جغرافیایی با منشاء روستایی را در محدوده استحفاظی خود شکل داده و دگرگونیهای عمدهای را بر آنها تحمیل کرده است(ابراهیمزاده و همکاران، 1389: 47).
شهر سنندج نیز از این قاعده مستثنی نیست و طی سه دهه اخیر رشد شتابانی در افزایش جمعیت و همچنین در گسترش سطح داشته است، به گونهای که جمعیت آن از 95872 نفر در سال 1355 به 316832 نفر (3/3 برابر) در سال 1385 افزایش یافته است. همچنین در دوره یاد شده مساحت- یا در واقع محدوده قانونی- شهر از 397 هکتار به 3815 هکتار گسترش پیدا کرده، اما تراکم جمعیت شهر از 5/241 نفر در سال 1355 به 83 نفر در سال 1385 کاهش یافته است، این امر نشان دهنده مشخصههای خزش شهری است. در واقع در دوره سی ساله 85-1355 مساحت شهر سنندج نزدیک به 10 برابر بزرگتر شده است. در واقع گسترش فیزیکی پیوسته شهر سنندج طی دوره مذکور فضاهای زیستی پیرامون (روستاها، زمینهای زراعی، باغی و مراتع) را به شدت دگرگون کرده است، به گونهای که در این دوره هشت روستا با تمام زمینهای زراعی، باغی و مراتع پیرامونشان بر اثر «خزش شهری» در بافت شهر ادغام شده و اکنون کوچکترین نشانهای از ساختارهای روستایی خود را ندارند(ضیاء توانا و قادرمزی، 1388: 125). متأسفانه پیشینه مطالعات انجام شده در این مقوله نشان میدهد که تحقیقات صورت گرفته تنها به تغییرات کالبدی در این گونه روستاها یا توسعه کالبدی شهرها بسنده کرده و کمتر به مبحث کیفیت محیط سکونتی شهری و یا حتی کیفیت زندگی در آنها پرداختهاند. اهمیت و نقش کیفیت محیط در سایر جنبههای زندگی، ماهیت ویژه محیط مسکونی، نقش فزاینده محیط مسکونی شهری به عنوان مهمترین سکونتگاه انسانی و وجود تعداد افراد زیادی که به شدت تحت تأثیر شرایط غالب محیط مسکونی شان هستند(Van poll, 1997: 1). بررسی این مسئله را در محدوده شهرها به ویژه در نواحی آسیبپذیری همچون نواحی حومه شهر که در نتیجه ادغام نواحی روستایی در شهرها شکل گرفتهاند، تبیین میکند.
دو روش عمومی برای سنجش و ارزیابی کیفیت محیطی قابل شناسایی است. در یکی از این روشهای متداول، ارزیابیهای کیفیت محیطی بر اساس اندازهگیری میزان تماس با شرایط مضر محیطی، مانند میزان فشار صدا یا میزان تمرکز بو است. در روش دوم، کیفیت محیط بر خلاف روش اول، بر مبنای اندازهگیری میزان اثرات (مضر) محیطی ارزیابی میشود. این اثرات برای مثال شامل اثرات سلامتی، اثرات اقتصادی یا کیفیت ادراکی نازل میشود(رفیعیان و مولودی، 1390: 15). در این بررسی به منظور ارزیابی کیفیت محیط مسکونی روستاهای ادغام شده در شهر سنندج از دیدگاه و روش دوم یعنی اندازهگیری میزان اثرات عوامل محیطی استفاده میشود. یکی از مهمترین معیارهای اندازهگیری میزان اثرات عوامل محیطی در محیطهای مسکونی سنجش سطح عمومی رضایت یا رضایت مندی ساکنان از متغیرهای بیشماری است که بر مطلوبیت کیفیت محیط سکونتی موثرند. لذا در اینجا نیز معیار اصلی برای سنجش کیفیت محیط مسکونی شهری، میزان رضایت مندی ساکنان از انواع متغیرها یا شاخصهای کالبدی، اجتماعی- فرهنگی و محیطی در نظر گرفته میشود.
1-2. اهمیت موضوع تحقیق و دلایل انتخاب آن :
کیفیت محیط شهری، یکی از دغدغههای نوین نهادهای مدیریت و برنامهریزی در سالهای اخیر بوده است. پاسخ به نیازهای سکونتی و خدماتی در شهرها، باعث شده است که کمتر به این مقوله مهم و تأثیرگذار بر کیفیت زندگی شهری توجه شود. متأسفانه نواحی یا روستاهای ادغام شده در شهر به دلایلی همچون عدم شکلگیری بهنگام زیرساختها و خدمات اولیه شهری، پیروی از ساختاری روستاشهری و وجود بنیانهای فرهنگی- اجتماعی سنتی و روستایی، کیفیت محیط مسکونی متفاوتی را برای ساکنین عرضه میکند. بنابراین لازم است که میزان کیفیت محیط مسکونی در این نواحی مورد سنجش و ارزیابی علمی قرار گیرد و برای بهبود و ارتقای آن عوامل و متغیرهای مؤثر شناسایی شوند. لازم به ذکر است که توجه به این مقوله در برنامهریزیها میتواند نقش اساسی را برای ایجاد یکپارچگی نواحی شهری و بهبود کیفیت زندگی در محیطهای شهری ایفا نماید.
1-3. سوالات تحقیق:
با توجه به مباحث فوق سوالات اصلی تحقیق به شرح زیر خواهد بود؛
آیا بین میزان دسترسی به خدمات و کیفیت محیط مسکونی روستاهای ادغام شده در شهر سنندج رابطه معناداری وجود دارد؟
آیا میزان مطلوبیت کیفیت محیط مسکونی براساس ویژگیهای اجتماعی- اقتصادی افراد متفاوت است؟
1-4. فرضیات تحقیق:
در راستای عنوان تحقیق و با توجه به سوالات اساسی تحقیق، فرضیات زیر مطرح میگردد؛
به نظر میرسد که بین میزان دسترسی به خدمات و کیفیت محیط مسکونی روستاهای ادغام شده در شهر سنندج رابطه معناداری وجود دارد.
به نظر میرسد بین برداشت ساکنان از کیفیت محیط مسکونی براساس ویژگیهای اجتماعی- اقتصادی افراد تفاوت وجود دارد.
1-5. اهداف تحقیق :
با توجه به طرح مسئله و بیان اهمیت و ضرورت انجام تحقیق، اهداف کلی تحقیق به صورت زیر بیان میشود؛
هدف کلان:
بررسی و مطالعه میزان کیفیت محیط مسکونی روستاهای ادغام شده در شهرها از دیدگاه ساکنان،
اهداف خرد:
شناخت و مطالعه عوامل مؤثر بر میزان رضایت مندی ساکنان از کیفیت محیط مسکونی،
بررسی میزان تأثیر ویژگیهای فردی بر برداشت ساکنان از کیفیت محیط مسکونی،
1-6. روش تحقیق:
روش تحقیق مورد استفاده در این تحقیق شامل روش توصیفی- تحلیلی است. لذا با استفاده از مطالعات اسنادی و کتابخانهای در راستای تعیین معیارهای سنجش کیفیت محیط و ارائه چهارچوب نظری ارزیابی کیفیت محیط در روستاهای ادغام شده در شهر، مفاهیم مربوط به کیفیت محیط و روستاهای ادغام شده در شهر مطالعه میگردد. در ادامه با شناخت ویژگیهای نمونههای مورد مطالعه (روستاهای حسن آباد و نایسر)، شاخصهای سنجش کیفیت محیط برای مطالعه حاضر انتخاب میشوند.
در ادامه به منظور جمع آوری اطلاعات از شیوه مطالعات میدانی، تهیه و تکمیل پرسشنامه و انجام مصاحبه بهره گرفته میشود. شایان ذکر است که به منظور انتخاب نمونهها از روش نمونه گیری کوکران (Cochran) استفاده میشود. در نهایت، برای تجزیه و تحلیل اطلاعات گردآوری شده نیز از تکنیکهای آماری و نرم افزار SPSS، آزمونهای آماری، نقشه و عکس استفاده میشود.
1-7. روش گردآوری اطلاعات:
روش جمع آوری اطلاعات با توجه به ماهیت مطالعه به صورت کتابخانهای- اسنادی و پیمایش میدانی خواهد بود. در ابتدا به منظور تکمیل مبانی نظری تحقیق با استفاده از روش کتابخانهای مفاهیم، رویکردها، نظریههای تبیین کننده تحقیق و شاخصهای ارزیابی کیفیت محیط مسکونی به دست خواهد آمد. سپس با کمک ابزار پرسشنامه شاخصهای انتخاب شده به بوته آزمون گذاشته خواهد شد.
1-8. پیشینه تحقیق:
پیشینه مطالعاتی در حوزه کیفیت محیط مسکونی شهری را بایستی در دو سطح، یعنی منابع و پژوهشهای خارجی و منابع داخلی مورد بررسی قرار داد. به طور کلی مطالعه سیستماتیک در مورد کیفیت محیط (سکونتی) تقریباً جدید است و به طور کلی منحصر به نیمه دوم قرن بیستم میشود. اف. ام. کارپ و همکارانش مطالعات انجام شده در این زمینه را به دو دسته تقسیم نمودهاند؛ 1- بعضی از مطالعات اولیه به طور جنبی به موضوع کیفیت محیط مرتبطند. ویژگی این مطالعات قدمت بیشتر آنها و بررسی رابطه متقابل فرد با محیط بلافصل خود است (اثرات مجاورت فیزیکی واحدهای مسکونی بر رفتار اجتماعی افراد). 2- بعضی دیگر از تحقیقات انجام شده در زمینه کیفیت محیط، بر روی خصوصیات افراد ساکن در یک محله به عنوان همسایه متمرکز شده است. در بعضی از این مطالعات مشخص شده که خصوصیات افراد ساکن در محله خیلی مهمتر از شاخصهای فیزیکی محلات در تعیین میزان رضایت ساکنان است(مولودی، 1388: 10). با این تعابیر از مهمترین مطالعات خارجی میتوان به مطالعات زیر اشاره کرد:
جدول (1-1): مهمترین مطالعات خارجی در رابطه با موضوع مورد مطالعه
نام نویسنده عنوان پژوهش سال
Bridgeland, W M, Sofranko A J Two Assessments of Community Environmental Quality, The Mayor and The Environmental Activist- Environment and Behavior- vol. 10 No. 1. 1978
Van poll, R The Perceived Quality of Urban Environment: A multi-attribute evaluation- University of Groningen 1997
Bonaiuto, M, Fornara, F, Bonnes, M Index of perceived residential environment quality and neighbourhood attachment in urban environment: a confirmation study on study on the city of Rome- landscape and urban planning journal 2003
Kamp, I, Leidelmeijer, K, Marsman, G, Hollander, A Urban environmental quality and human well-being, Towards a conceptual framework and demarcation of concepts; a literature study- landscape and urban planning journal 2003
محققان داخلی نیز در چند سال اخیر به موضوع کیفیت محیط در مناطق شهری علاقمند شده و در این رابطه تحقیقات خوبی به سرانجام رسیده است. از مهمترین این پژوهشها میتوان به موارد زیر اشاره کرد که میتوانند مهمترین منابع مرتبط به شمار بروند.
جدول (1-2): مهمترین مطالعات داخلی در رابطه با موضوع مورد مطالعه
نام نویسنده عنوان سال
بهرامی نژاد، دهقان شناخت و ارزیابی کیفیت محیط شهری در بافت میانی شهرها مطالعه موردی بافت میانی شهر شیراز، پژوهش کارشناسی ارشد، دانشگاه شیراز 1382
اورنگ، ملاحت سنجش کیفیت محیط در بازسازیهای پس از سانحه (مطالعه موردی: فضاهای عمومی شهر بم)"، به راهنمایی حسن احمدی، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس. 1386
امینصالحی، فرزین ارتقای کیفیت محیط سکونت در مجتمعهای بلند مرتبه و ارائهی راهکارهای مناسب- نمونه مطالعاتی: شهرک اکباتان، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس. 1387
مولودی، جمشید سنجش کیفیت محیط شهری در شهرهای جدید- مطالعه موردی: شهر جدید هشتگرد، به راهنمایی مجتبی رفیعیان، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس. 1388
1-9. مشکلات و موانع تحقیق
معمولاً محققان در مسیر انجام پژوهش خود، ناخواسته با محدودیتها و مشکلاتی مواجه میگردند که بسته به نوع پژوهش متفاوت بوده و گاه این نوع مشکلات بر نتایج تحقیق تاثیرگذار میباشند. عمدهترین مشکلات و موانع این پژوهش شامل موارد ذیل میگردد:
کمبود منابع در موضوع مورد پژوهش،
عدم همکاری برخی از مسئولین جهت ارائه اطلاعات و دادهها،
مشکلات مربوط به جمع آوری اطلاعات و پیمایش میدانی،
1-10. واژه شناسی تحقیق:
کیفیت: واژه کیفیت مفهومی است که در تمامی دانش ها و زمینه های مرتبط با زندگی انسان به کار رفته و مورد استفاده قرار گرفته است. کیفیت در حالت عادی و به معنای کاملا واضح برای وصف درجه کمال اشیاء و پدیده ها به کار برده می شود. اما مفهوم کیفیت، مفهومی نسبی است که واجد معنایی فراتر از از معنای بدیهی و معمول آن است. مفهوم کیفیت دو وجه دارد. یعنی کیفیت در عین حال که مبهم و چند پهلو است، روشن و واضح نیز میباشد. در واقع منظور از کیفیت از طرفی خاصیت ها و ویژگی های اصلی یک چیز است، از طرف دیگر کیفیت، سیستمی از جزء کیفیت هائی است که یک چیز را به وجود آوردهاند(پاکزاد، 1385: 78).
کیفیت محیط: کیفیت محیط به عنوان شاخصی برای اندازه گیری درجهای از محیط که برای زیستن انسان مناسب می باشد، مورد استفاده قرار گرفته است. بر طبق استاندارد های برنامه ریزی شهری چین، مفهوم کیفیط محیط شهری می تواند چنین تعریف شود: کیفیت محیط شهر درجهای است که تمام محیط یا برخی عناصر محیط در مقیاس شهر همانند، اتمسفر و آب جهت زیست انسان، اقتصاد شهری و محیط اجتماعی مناسب باشد. بدین ترتیب، وجوه خاصی از شاخص های کیفی نظیر سلامت و امنیت در ترکیب با جنبه های راحتی و جذابیت محیطی می تواند مفهومی عمیقتر از واژه کیفیت محیطی را در ذهن تداعی کند(حاجی نژاد و همکاران، 1389: 67).
کیفیت محیط مسکونی: کیفیت محیط مسکونی ترکیبی از واحد های مسکونی که واجد ارزش ذهنی محسوب می شود. این ارزش به واسطه ارزش محیط مسکونی شهری که در بردارنده ویژگی های اساسی نظیر رضایت مندی فردی از مسکن، محله و همسایگان است، تعیین می شود. بدین ترتیب ارزش ذهنی کلی محیط مسکونی شهری، معادل مجموع ارزیابی های صورت گرفته از ویژگی ها و مولفه های سازنده محیط است(رفیعیان و همکاران، 1387: 8).
روستاهای ادغام شده در شهر: توسعه فیزیکی شهرها  فرایندی پویا و مداوم  است که طی  آن محدوده های  فیزیکی شهر  و فضاهای  کالبدی آن در جهات عمودی و افقی از حیث کمی و کیفی  افزایش می یابد، و گسترش فضایی شهرها و خورندگی روستاها و اراضی پیرامونی آنها را در بردارد که در مادر شهرهای منطقهای نمود گستردهای داشته است. در نتیجه گسترش کالبدی- فضایی شهر در طی این دوره، روستا را با تمام زمینهای زراعی، باغی و مراتع پیرامونشان در بافت خود ادغام می کند، که علاوه بر این گسترش کالبدی فضایی منجر به تورم جمعیتی و رشد روستاهای پیرامونی می شود. در نتیجه این افزایش جمعیت وگسترش بی رویه فیزیکی شهرها، تبدیل نقش تولیدی – کشاورزی روستاهای پیرامون آن به نقش سکونتی- خوابگاهی را سبب میشود که به این فرایند ادغام روستاها در شهر میگویند.
منابع و مأخذ:
ابراهیمزاده، عیسی، بریمانی، فرامرز، اسکندری ثانی، محمد و رمضانپور، صغری(1389)؛ بررسی تطبیقی سرمایه اجتماعی در روستاهای ادغام شده در شهر و روستاهای مستقل: مورد شناسی روستای ادغام شده تربقان و روستای مستقل رزق آباد کاشمر، فصلنامه روستا و توسعه، سال 13، شماره 1، صص 62-43.
امین صالحی، فرزین(1387)؛ ارتقای کیفیت محیط سکونت در مجتمعهای بلند مرتبه و ارائهی راهکارهای مناسب- نمونه مطالعاتی: شهرک اکباتان، پایان نامه کارشناسی ارشد، به راهنمایی مجتبی رفیعیان، دانشگاه تربیت مدرس.
اورنگ، ملاحت (1386)؛ سنجش کیفیت محیط در بازسازیهای پس از سانحه (مطالعه موردی: فضاهای عمومی شهر بم)"، به راهنمایی حسن احمدی، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.
بهرامی نژاد، دهقان (1382)؛ شناخت و ارزیابی کیفیت محیط شهری در بافت میانی شهرها مطالعه موردی بافت میانی شهر شیراز، پژوهش کارشناسی ارشد، دانشگاه شیراز.
پاکزاد، جهانشاه(1385)، مبانی نظری و فرایند طراحی شهری، وزارت مسکن و شهرسازی، چاپ اول، تهران.
حاجی نژاد، علی، رفیعیان، مجتبی و زمانی، حسین(1389)، بررسی متغیرهای فردی موثر بر رضایت مندی شهروندان از کیفیت محیط زندگی: مطالعه موردی مقایسه بافت قدیم و جدید شیراز، جغرافیا و توسعه، شماره17، صص 82- 63.
رفیعیان، مجتبی و عسگری، علی(1386)؛ مفهوم و شیوه سنجش کیفیت محیط شهری، ارائه در دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات، تهران.
رفیعیان، مجتبی، فرزین، امین صالحی، تقوایی، علی اکبر(1389)، ارتقای کیفیت محیط سکونت در مجتمعهای بلند مرتبه و ارائه راهکارهای مناسب نمونه مطالعاتی: شهرک اکباتان، فصلنامه برنامهریزی و آمایش فضا، دوره چهاردهم، شماره 4.
رفیعیان، مجتبی و مولودی، جمشید(1390)؛ رویکردهای و روشهای سنجش کیفیت محیط مسکونی شهری، انتشارات آذرخش، تهران.
ضیاء توانا، محمد حسن و قادرمزی، حامد(1388)؛ تغییرات کاربری اراضی در فرایند خزش شهری- روستاهای نایسر و حسن آباد سنندج، پژوهشهای جغرافیای انسانی، شماره 68 صص 135-119.
مولودی، جمشید(1388)؛ سنجش کیفیت محیط شهری در شهرهای جدید- مطالعه موردی: شهر جدید هشتگرد، پایان نامه کارشناسی ارشد، به راهنمایی مجتبی رفیعیان، دانشگاه تربیت مدرس.
Bridgeland, W M ., Sofranko A J, (1978), Two Assessments of Community Environmental Quality, The Mayor and The Environmental Activist- Environment and Behavior- vol. 10 No. 1, March.
Bonaiuto, M., Fornara, F., Bonnes, M, (2003), Index of perceived residential environment quality and neighborhood attachment in urban environment: a confirmation study on study on the city of Rome, landscape and urban planning journal.
Ha M., Weber M. J, (1994), “Residential quality and satisfaction: Toward developing residential quality indexes”; Home Economics Research Journal, Vol.22, No.3.
Kamp, I., Leidelmeijer, K., Marsman, G., Hollander, A, (2003), Urban environmental quality and human well-being, towards a conceptual framework and demarcation of concepts; a literature study, landscape and urban planning journal.
Massam, B.H, (2002), Quality of life Public Planning and Private Living. Progress in Planning Vol.58, p.p.141-227
Van poll, R, (1997), the Perceived Quality of Urban Environment: A multi-attribute evaluation, University of Groningen.
فصل دوم
مبانی نظری تحقیق
فصل دوم
مبانی نظری تحقیق

2-1. مقدمه:
در این فصل به منظور فراهم آوردن پشتوانه نظری تحقیق به تشریح مفاهیم و تعاریف پایه و رویکردهای نظری مطرح در زمینه کیفیت محیط (مسکونی) خواهیم پرداخت. سپس مباحث مربوط به ادغام تبیین خواهد شد تا زمینه برای ورود به بحث کیفیت محیط در روستاهای ادغام شده در شهر فراهم شود که در نهایت منجر به ارائه رویکرد نظری تحقیق در آخر فصل میشود. این فصل همچنین مبنایی برای روشهای تجزیه و تحلیل اطلاعات در فصول بعدی خواهد بود.
2-2. کیفیت زندگی:
حیطه مربوط به کیفیت زندگی و سنجش آن شاید در هیچ زمانی به اندازه امروز وسیع نبوده است. اقتصاددانان، دانشمندان علوم اجتماعی و دولتمردان هر کدام از دیدگاه خاصی به این مقوله مینگرند. این امر از آنجا ناشی میشود که شاخصهای مربوط به کیفیت زندگی طیف وسیعی را در بر می گیرند که از تغذیه و پوشاک گرفته تا مراقبتهای بهداشتی، محیط اجتماعی و محیط مادی پیرامون را شامل می شود. اگر چه کیفیت زندگی در بعضی از منابع به سطح زندگی ترجمه شده است ولی سطح زندگی و پیشرفت مادی فقط یکی از پایه های کیفیت مادی زندگی را شامل میشود. در واقع مفهوم کیفیت زندگی یک متغیر مرکب میباشد که از چندین متغیر مرکب متأثرمی گردد. تغییر در سطح درآمد مردم، شرایط زندگی، وضع سلامت محیط، فشار روحی و روانی، فراغت، شادمانی خانوادگی، روابط اجتماعی و چندین متغیر دیگرنظیر آن به شکل مرکب کیفیت زندگی و تغییرات آن را تعییین می کند(جاجرمی و کلکته، 1385: 6).
واژه کیفیت در لاتین (qual) به معنی چیزی و چه و quality به مفهوم چگونگی آمده و qolاز نظر واژه به معنی چگونگی زندگی است و دربرگیرنده تفاوتهای آن است که برای هر فرد منحصر به فرد بوده و با دیگران متفاوت است(کردزنگه، 1385: 20). اصطلاح کیفیت زندگی تا اندازهای مبهم است از یک سو کیفیت زندگی فردی به عنوان پنداشتی از چگونگی گذران فرد مطرح می شود و از بعدی کلیتر کیفیت زندگی موقعیت های زندگی حول یک عامل را شامل میشود. موقعیتهایی نظیر محیط پیرامونی و یا فرهنگ در یک جامعه معین. کالمن در سال (1984) می گوید کیفیت زندگی گستردگی و انبساط آرزو است که از تجارب زندگی نشأت میگیرد. وینسید (1985) معتقد است کیفیت زندگی یک مفهوم بسیار ذهنی و شخصی است که معمولاً بر پایه خوشحالی و رضایت فرد با عواملی که بر روی رفاه اجتماعی، روانی، جسمی، و عملکرد وی تاثیر میگذارد بنا می شود. زان (1992) کیفیت زندگی را درجه رضایت در تجارب زندگی فرد میداند وی ذکر می کند کیفیت زندگی، شامل رضایت از زندگی در تصور از خود و فاکتورهای اجتماعی و اقتصادی است. لیو سه رویکرد را در بررسی مفهوم کیفیت زندگی ارائه میدهد: 1- ارائه تعاریف مشخص از عناصر تشکیل دهنده کیفیت زندگی مانند شادکامی، رضایتمندی، ثروت، کسب زندگی. 2- ارائه تعریف از طریق بکارگیری انواع مشخصی از شاخصهای عینی و ذهنی اجتماعی مانند تولید ناخالص داخلی، بهداشت، شاخص رفاه، شاخص آموزشی.3- ارائه تعریف مستقیم بر اساس تعیین متغیرها یا عوامل و مؤلفههای موثر بر کیفیت زندگی و توجه به زمینه ها و شرایطی که در آن سطح کیفیت زندگی تعیین می شود. در تعریفی دیگر کیفیت زندگی به میزانی از رضایت یا احساس رفاه مردم مربوط میشود که در محیط معینی تجربه می شود. گروه کیفیت زندگی سازمان بهداشت جهانی (1995) نیز کیفیت زندگی را به عنوان ادراک افراد از موقعیت شان در زندگی در متن نظام های فرهنگی و ارزشی که در آن زندگی می کنند و در رابطه با اهداف، انتظارات، استانداردها و علایق شان تعریف می کند. به بیان دیگر رضایت از زندگی به عنوان مؤلفه اصلی کیفیت زندگی مورد تاکید قرار می گیرد. آن گونه که عبدی و گودرزی (1378) نشان میدهند در این رابطه سه نوع رضایت از زندگی وجود دارد. 1- رضایت ناشی از برخورداری افراد از امکانات، 2- رضایت ناشی از ارتباط که معطوف به روابط اجتماعی است، 3- رضایت ناشی از بودن این که ما هستیم در قضاوت ما از کیفیت زندگی مؤثر است. این رضایت به معنای سر زندگی و کنترل بر زندگی خود در مقابل از خود بیگانگی مربوط می شود. علاوه بر بررسی کیفیت زندگی به صورت مفهوم ذهنی ممکن است این مفهوم به منظور مشاهده اثرات تغییرات و سیاستگذاریها و اندازه و اهمیت آن به طور عینی نیز در نظر گرفته شود. به عنوان مثال میلز (1985) نشان می دهد که اصطلاح کیفیت زندگی معمولاً یا به عنوان برآوردهای ذهنی رضایتمندی و بهزیستی توصیف می شود و یا به عنوان مجموعهای از ستانده های اقتصادی و اجتماعی که توسط افراد یا گروه ها بدست آمده است. اما نوع سومی از کیفیت زندگی را که می توان مورد توجه قرار داد که در آن کیفیت زندگی به عنوان مفهومی عینی و ذهنی مورد بررسی قرار می گیرد نه صرفا بر ستاندههای اقتصادی و اجتماعی بلکه بر دستاوردهای سیاستها و تاثیری که افراد از آن میپذیرند تمرکز مییابد. به عنوان مثال در همایش اسکاپ (1998) رویکردی رفاهی اتخاذ گردیده است که کیفیت زندگی را معادل با ریشه کنی فقر و بهبود استاندارهای زندگی می داند همچنین در یک چهارچوب تحلیل سیستمی کیفیت زندگی به عنوان یک رهیافت، بر توانمندی افراد برای ارتقای قابلیتهایشان در رفع محدودیت، جهت دستیابی به اهداف سیستماتیک اشاره دارد. در این رویکرد در واقع انسان محور توسعه قرار می گیرد .دیوید فیلیپس در تعریفی جامع کیفیت زندگی را در ابعاد فردی و جمعی مورد بررسی قرار میدهد که در سطح فردی مؤلفههای عینی و ذهنی را شامل می شود، لازمه کیفیت زندگی فردی در بعد عینی تامین نیازهای اساسی برخورداری از منابع مادی جهت برآوردن خواستهای اجتماعی شهروندان است و در بعد ذهنی به داشتن استقلال عمل در 1- افزایش رفاه ذهنی شامل لذت جویی، رضایتمندی، هدفداری، در زندگی و رشد شخصی 2- رشد و شکوفایی در مسیر سعادت و دگر خواهی 3- مشارکت در سطح گسترده ای از فعالیتهای اجتماعی مربوط می شود. کیفیت زندگی در بعد جمعی آن بر ثبات و پایداری محیط فیزیکی و اجتماعی، منابع اجتماعی درون گروهها و جوامعی که در ان زندگی می کنند شامل انسجام مدنی، همکوشی، یکپارچگی، روابط شبکه های گسترده و پیوندهای موقتی در تمام سطوح جامعه وهنجارها و ارزشها اعم از اعتماد، نوعدوستی و رفتار دگرخواهانه و انصاف، عدالت اجتماعی و برابری تاکید دارد(Phillips: 2006, 242). فرانس (1996) با بررسی مقالات و مطالعات انجام شده در ارتباط با کیفیت زندگی، به لحاظ مفهومی کاربرد این اصطلاح را در 6 حوزه 1- زندگی عادی 2- مطلوبیت اجتماعی3- شادکامی4- رضایت از زندگی5- دستیابی به اهداف مشخص و 6- استعدادهای ذاتی شناسایی و دسته بندی میکند(افتخاری و همکاران، 1389: 33).
2-3. قلمرو مفهوم کیفیت زندگی
یک چهارچوب، یا ساختار، وسیلهای مناسب است که برای فراهم آوردن پشتیبانی یا نظم بخشی به گروهی از ایده ها مورد استفاده قرار می گیرد و هنگام به کار گیری برای موضوعات یک چهارچوب به ارزیابی جامع و شفافیت بخشیدن به بسیاری از موضوعات کمک میکند. یک چهارچوب مناسب به ارایه پیشنهادی یکسان نسبت به موضوعات کمک می کند. چهارچوب می تواند بسیار ساده یا پیچیده باشد. برای مثال مجموعه ای از موضوعات را می توان با بخش اقتصاد، محیط زیست یا مکان جغرافیایی که عمدتا روی آنها تاثیر می گذارند، دسته بندی نمود. خلق و ایجاد یک چهارچوب کیفیت زندگی، در بر گیرنده گسترهای از ساختار دسته بندی موضوعی برای نظم بخشیدن به موضوعات کیفیت زندگی است. این امر با تولید و انتخاب موضوعات دنبال می شود. انتخاب معرفهای کیفیت زندگی برای سنجش موضوعات انتخابی آخرین مرحله از گسترش یک چهارچوب میباشد. یک چهارچوب باید دارای ویژگیهای زیر باشد:
1- چهارچوب می بایست کل نگر باشد یعنی کل نظام سکونتگاهی را توصیف کند.
٢ - چهارچوب می بایست برخی از سطوح قابل انطباق با چهارچوب های موجود در سکونتگاه را حفظ کند.
٣ - چهارچوب می بایست انتخاب معرفهایی را که مرتبط و متناسب با اجتماع هستند، تسهیل نماید.
و به طور همزمان باز خوردی را به انجمن و امور اداری سکونتگاه فراهم کند.

شکل (2-1): چهارچوب کیفیت زندگی (Collados et al, 1999,20).
بررسیهای مختلف نشان میدهد که کیفیت زندگی جنبهها و ابعاد مختلف وضعیت واقعی پیرامون ما را در بر میگیرد. به عبارت دیگر در برگیرنده هر عاملی است که به طور مستقیم و غیرمستقیم بر شرایط زندگی انسان مؤثر باشد. اهمیت بررسی شاخص کیفیت محیط که یکی از ابعاد و مؤلفههای اصلی کیفیت زندگی است، در تمام این بررسیها روشن شده است. ارتباط مستقیم و غیرمستقیم مؤلفه کیفیت زندگی همچون فضای سکونت، هوای پاک و سالم، آرامش عمومی، ادراک بصری و... با کیفیت محیط بیان کننده ضرورت توجه به مفهوم کیفیت محیط است.
2-4. کیفیت محیط
مفهوم کیفیت محیط به وسیله طیف متنوعی از متفکران و پژوهشگران متعلق به حوزههای علمی گوناگون مورد توجه قرار گرفته و تعاریف متعددی از آن ارائه شده است. مرور و بررسی تعاریف موجود، نشان دهنده دو نگرش و رویکرد متفاوت در تعریف مفهوم مورد نظر است؛ تعدادی از نویسندگان قائل به ماهیت مستقل این مفهوم بوده و با تأکید بر مؤلفههای کیفیت محیط: ماهوی دوگانه (عینی – ذهنی) به تبیین و تشریح آن پرداختهاند: کیفیت محیط موضوعی پیچیده دربرگیرنده ادراکات ذهنی، نگرشها و ارزش های گروه ها و افراد مختلف است. کیفیت محیط از برآیند کیفیت اجزای تشکیل شده یک ناحیه معین حاصل می شود. اما با وجود این بیشتر از جمع اجزای سازنده، بر ادراک کلی از یک مکان دلالت دارد. اجزای سازنده (طبیعت، فضای باز، زیرساخت ها، محیط انسان ساخت (مصنوع)، تسهیلات محیط کالبدی و ذخایر طبیعی) هر یک مشخصات و کیفیت های خاص خود را دارا می باشند(Van Kamp and et al: 2003). اما گروهی دیگر از محققان تلقی متفاوتی از مفهوم کیفیت محیط داشته و تعریف آن را در ربط و پیوند با مفهوم کلی تر کیفیت زندگی ممکن میدانند. هم زمان با پدیدار شدن بحرانهای محیطی، کیفیت محیط سکونت به عنوان بخشی از مفهوم کلی کیفیت زندگی شناخته شد. این مفهوم به مثابه بازتابی از تمامی جوانب احساس رفاه فردی، شامل همه متغیرهایی که بر رضایتمندی انسان مؤثرند، فرض شده است(رفیعیان و همکاران، 1389: 67).
تعاریف متعددی از مفهوم کیفیت محیط از جانب محققین ارائه شده است. در زیر به ذکر چند نمونه از این تعاریف میپردازیم:
کیفیت محیط موضوعی پیچیده در بر گیرنده ادراکات ذهنی، نگرشها و ارزشهای گروهها و افراد مختلف است(Porteous, 1971). کیفیت محیط را میتوان به عنوان بخشی اساسی از مفهوم گستردهتر (کیفیت زندگی) تعریف کرد: ترکیبی از کیفیات پایه نظیر سلامت و ایمنی با جوانبی نظیر آسایش و جذابیت. کیفیت محیط از برآیند کیفیت اجزای متشکله یک ناحیه معین حاصل می شود. اما با این وجود بیشتر از جمع اجزای سازنده، بر ادراک کلی از یک مکان دلالت دارد. اجزای سازنده (طبیعت، فضای باز، زیر ساختها، محیط انسان ساخت (مصنوع)، تسهیلات محیط کالبدی و ذخایر طبیعی) هر یک مشخصات و کیفیات خاص خود را دارا می باشند. همزمان با پدیدار شدن بحرانهای محیطی، کیفیت محیط به عنوان بخشی از مفهوم کلی کیفیت زندگی شناخته شد. این مفهوم به مثابه بازتابی از تمامی جوانب احساس رفاه فردی، شامل همه متغیرهایی که بر رضایت مندی انسان موثرند فرض شده است(رفیعیان و همکاران، 1389: 67).

شکل (2-2): مولفههای موثر بر کیفیت محیط (مولودی، 1388: 28).
2-5. کیفیت محیط سکونت: مفاهیم و تعاریف
2-5-1. مفهوم سکونت:
نیاز به مامن و سرپناهی برای زندگی فقط منحصر به انسان نیست. تمامی جانوران به واسطه نیاز به امنیت و در امان ماندن از عوامل مخاطره آمیز جوی (نظیر سیل، طوفان، باد و باران) و تهدیدات احتمالی دیگر جانداران با دغدغه سکونت (گرچه به شکل ابتدایی) مواجهند. با این وجود مفهوم سکونت نزد انسان از حد زیست در سرپناهی صرف فراتر رفته و ابعاد فلسفی می یابد. کریستیان نوربری شولتز معمار اندیشمند نروژی که سعی در تطبیق آرای فلسفی هایدگر با فضای گفتارهای نظری در باب سکونت در حیطه دانش معماری داشت، قائل به تعریفی سه وجهی از این مفهوم است:
1- دیدار با دیگران به آهنگ داد و ستد تولیدات، اندیشه ها و احساسات یعنی آزمودن زندگی به عنوان عرصه امکانات گوناگون،
2- توافق با دیگران یعنی پذیرش مجموعهای از ارزشهای مشترک،
3- یافتن موجودیت از طریق گزینش جهانی و از آن خود،
میتوان مفاهیم یاد برده را به ترتیب شیوه های سکونت (مجتمع)، (عمومی) و (خصوصی) خواند. به هر صورت واژه ی سکونت مکان هایی که از سوی آدمی برای آدمی عینیت بخشیدن به مفاهیم فوق بر پا گشته را نیز در شمول میگیرد(نوربری شولتز، 1381: 9). سکونت، زندگی در ارتباط با محیط، مناظر و جامعه در فضایی مشخص است. هر کس در فضاهای چندگانه ی خود سکونت دارد، ولی در میان آنها، بر روی مرزها و میان این فضاها نیز زندگی می کند. انسان در جسم و بر جسم خود سکونت میکند و در فضاهای میان خود و تصویر غیر سکنا میگزیند(تاجبخش، 1386: 31).
2-5-2. محیط سکونت:
انسان در شرایط بسیار متنوعی قادر به ادامه حیات میباشد. شاید این شرایط، شرایط مطلوبی برای رشد و تعالی انسان نباشد، لیکن می توان در آن زنده ماند. برخلاف حیوانات دیگر، انسان قادر است زیستگاه خود را حتی شرایط فیزیکی بسیار نامساعد با چنان مهارتی بسازد که پاسخگوی نیازهای وی باشد. شاید همین انطباق پذیری است که موجب شده کسانی که در فرآیند برنامهریزی مشارکت دارند(سیاستمداران، برنامهریزان، توسعه گران، منابع اعتباری و غیره) در ساختن همه سکونتگاههای نامطلوب انسانی در شهرها نقش داشته باشند. سکونتگاههایی که به وضوح نیازهای روزانه استفاده کنندگان را برآورده نساخته و حتی موجب بیگانگی آنها نیز گردیده است(بییر، هیگینز، 1385: 210). شاید مناسبترین شکل برخورد با محیطهای مسکونی در نظر گرفتن آنها در ساختاری سلسله مراتبی است. بدین ترتیب میتوان محیط زندگی مردم را به بهترین نحو به عنوان محیطهای سکونتی شامل مسکن، واحدهای همسایگی و محله مفهوم سازی کرد. بنابراین پس از مسکن و واحد همسایگی به عنوان وجوه سکونتی مرتبط با هم، می توان محله را به مثابه سطحی فراتر در سلسله مراتب سکونتی در نظر گرفت((Campbell et al, 1976.
2-5-3. کیفیت محیط سکونت:
یک محیط مسکونی با کیفیت القاکنندهی حس رفاه و رضایت مندی به ساکنین از طریق خصوصیات کالبدی، اجتماعی یا نمادین است. چنین محیطی متضمن زندگی با کیفیت و پشتیبان اصلی فعالیتهای اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی است. به طوری که امروزه ارتقای کیفیت محیط سکونت به یکی از اهداف اساسی سیاستگذاری و برنامه ریزی شهری بدل شده است. کیفیت محیط مسکونی شهرها مفهومی واجد ارزش ذهنی محسوب میشود. این ارزش به واسطه ارزش محیط مسکونی که در بردارندهی ویژگیهای اساسی نظیر رضایت مندی فردی از مسکن، محله و همسایگان است تعیین میشود. بدین ترتیب ارزش ذهنی کلی محیط مسکونی شهری معادل مجموع ارزیابیهای صورت گرفته از ویژگیها و مولفههای سازنده محیط است.
جدول (2-1): گونه شناسی تفکرات حاکم بر تعاریف کیفیت محیط سکونت
نوع تفکر صاحبان تفکر
محیط محور طراحان شهری نو خرد گرا
فرد محور نظریه پردازان شهری دهه 1960
مبتنی بر تعامل فرد با محیط نظریه پردازان تجربهگرا
مأخذ: (امین صالحی،1387: 17)
2-5-4. شاخصهای کمی و کیفی واحد مسکونی:
وضع کنونی مسکن در هر شهر نتیجه یک روند تکاملی است. همه بناها و واحدهای مسکونی شهر در یک زمان ساخته نشدهاند، بلکه نتیجه ساخت و ساز چندین دهه گذشته میباشند(توفیق، 1370: 90). بنابراین برای دستیابی به وضعیت مسکن در هر شهری بررسی دورههای مختلف تکاملی شهر الزامی است. برای همین به شاخصهای احتیاج است که وضعیت مسکن و تحول آن را در هر دوره نشان دهد. بررسی شاخصهای کمی و کیفی مسکن یکی از ابزارها و شیوههای شناخت ویژگی مسکن به شمار می رود که می توان به کمک آن پارامترهای موثر در امر مسکن را شناخت و هر گونه برنامهریزی و تصمیم گیری در مورد مسکن را تسهیل نمود(ملکی، 1382: 60). به طور کلی شاخصهای مسکن را میتوان در دو گروه عمده تقسیم بندی کرد:
شاخصهای کمی واحد مسکونی: برای سنجش میزان ازدحام جمعیت و یا کمیت مسکن به بررسی شاخص های زیر پرداخته میشود؛
1. تراکم نفر در واحد مسکونی: میزان تراکم نفر در واحد مسکونی یکی از شاخصهای عمده سنجش سطح زندگی محسوب میشود. این شاخص نشان دهنده نسبت نفر در واحدهای مسکونی (P/H) میباشد.
2. تراکم خانوار در واحد مسکونی: این شاخص به عنوان یکی از مهمترین شاخصهای بررسی کمی مسکن نشان دهنده تعداد خانوار در مقابل هر واحد مسکونی است.
3. متوسط اتاق در واحد مسکونی؛
4. اتاق برای هر خانوار: این شاخص یکی از شاخصهای تراکم در واحد مسکونی است.
5. تراکم نفر در واحد مسکونی: این شاخص تعداد افراد را در مقابل هر اتاق نشان میدهد. این نسبت غالبا بزرگتر از 1 است و هر چه اندازه آن کوچکتر شود نشانه استقلال بیشتر افراد خانوارها در داخل واحد مسکونی است. این شاخص یکی از شاخصهای مهم سنجش کیفیت زندگی محسوب میشود که توسط کمیته بحران جمعیت سازمان ملل به کار گرفته میشود(آسایش، 1375: 6).
6. تراکم خانوار در اتاق: این شاخص به صورت H/R (خانوار بر اتاق) محاسبه میشود و میزان آن هر چه به صفر نزدیکتر باشد، نشان دهنده وضعیت خوب خانوارها در تصاحب تعداد اتاق است.
7. کمبود واحد مسکونی: این شاخص درصد کمبود و میزان عرضه مسکن را نشان میدهد.
8. نسبت رشد خانوار به واحد مسکونی: در بررسی وضعیت مسکن و تعیین میزان کمبود آن، بررسی روند رشد جمعیت و متعاقب آن افزایش تعداد خانوار مهمترین عامل محسوب می شود. برای سنجش عرضه واحدهای مسکونی با افزایش تعداد خانوار در یک دروه معین میتوان از نسبت زیر استفاده کرد:
H75-h65) / (H75-H65))
در این رابطه H تعداد واحد مسکونی و h تعداد خانوار است.
هرگاه اندازه این شاخص مساوی یا کمتر از یک باشد نشانه آن است در دوره معین افزایش تعداد مسکن از افزایش تعداد خانوار بیشتر بوده و در نتیجه از کمبود مسکن کاسته شده است و هر گاه اندازه این شاخص بزرگتر از یک باشد کمبود مسکن ثابت مانده و یا افزایش یافته است(دهقان، 1380: 79).
شاخصهای کیفی واحد مسکونی: مسکن نقش با اهمیتی در ثبات خانواده، رشد اجتماعی و اقتصادی و بالابردن ضریب ایمنی افراد و خصوصا ارتقای فرهنگی و آرامش روحی اعضای خانواده دارد و به نوبه خود در کل سیستم شهری نیز تاثیر می گذارد(آسایش، 1380: 67). کیفیت مسکن از طریق تعداد تسهیلات و امکانات موجود در واحدهای مسکونی، نحوه تصرف، میزان دوام و همچنین عمر آن میتوان اندازه گیری نمود.
1. تسهیلات و امکانات مسکن: تسهیلات عمده مسکن یکی از شاخصهای اصلی سنجش سطح زندگی محسوب میشود که توسط کمیته بحران جمعیت برای سنجش کیفیت در کلان شهرهای جهان به کار برده میشود که شامل امکانات و تسهیلاتی همچون برق، تلفن، آب لوله کشی، گاز لوله کشی، کولر، دستگاه حرارت مرکزی، دستگاه برودت مرکزی، آشپزخانه، حمام و دستشویی و.. می باشد.
2. نحوه تصرف در واحد مسکونی: برای مردم ما مالکیت زمین و خانه بیش از آنکه معنای ماوا و سرپناه داشته باشد تصور امنیت و ثبات را به همراه دارد و فقدان آن به معنای رها بودن در خلاء است و بی هویتی را با خود به همراه دارد.
3. میزان دوام
4. عمر متوسط (زیاری و زرافشان، 1385: 81).
2-6. رویکردهای نظری
2-6-1. رویکرد رضایتمندی و متغیرهای ارزیابی آن
رویکردهای مختلفی برای بررسی کیفیت محیطهای مسکونی وجود دارد که هر یک منتج از یک حوزه علمی خاص مانند انسان شناسی، معماری، اقتصاد، طراحی محیطی، جغرافیا، روان شناسی، جامعه شناسی و حاصل کاربرد مفاهیم و بسط موضوعات مربوط به آن افق فکری است(Ge and Hokao: 200). با وجود این مروری بر متون نظری و پژوهشهای انجام شده در زمین کیفیت محیط های مسکونی نشان دهنده تأکید اکثر محققان بر نظریه رضایتمندی سکونتی به عنوان رهیافتی مناسب و کار آمد در سنجش میزان کیفیت محیط است. یک محیط مسکونی با کیفیت القاکننده احساس رفاه و رضایت مندی به ساکنان از راه خصوصیات کالبدی، اجتماعی یا نمادین است(Van Poll, 1997: 17). کیفیت محیط مسکونی مفهومی واجد ارزش ذهنی محسوب میشود. این ارزش به واسطه ارزش محیط مسکونی که در بردارنده ویژگیهای اساسی مانند رضایت مندی فردی از مسکن، محله و همسایگان است تعیین میشود. به این ترتیب ارزش ذهنی کلی محیط مسکونی، معادل مجموع ارزیابیهای صورت گرفته از ویژگیها و مؤلفههای سازنده محیط است(Van Poll, 1997: 29-30). انتخاب این رویکرد از سوی محققان برجسته ای مانند جلینکو ا و پیکک (1984)، گروبر و شلتون( 1987) و ها و وبر (1994) برای انجام پژوهشهای متمرکز بر سنجش کیفیت محیط سکونت را می توان دلیل دیگری بر کارایی و مطلوبیت رویکرد یاد شده در تحقق اهداف تحقیق حاضر دانست. به طور کلی نظریه رضایتمندی سکونت به منظور تعیین یک چهارچوب راهنما برای شناخت خصوصیات ساختاری خانوارها و بافت محل سکونت آنها اعم از خانه و محله که بر جوانب گوناگون رضایت مندی تأثیرگذار است، به کار میرود(Galster and Hesser: 1981). رضایتمندی سکونتی از آن جا که بخشی از حوزه رضایتمندی از زندگی در معنای عام محسوب میشود، یکی از موضوعات بسیار مطالعه شده در زمینه محیط مسکونی محسوب میشود(Ge and Hokao: 200).
این مفهوم بنا به تعریف گلستر عبارت است از شکاف قابل مشاهده بین آمال و نیازهای ساکنان و واقعیت موجود بستر سکونتی آنها(Va--y and Preiser, 1998). در تعریفی دیگر، رضایتمندی سکونتی معادل میزان رضایت تجربه شده فرد یا عضو ی از یک خانواده از موقعیت سکونتی فعلی خود محسوب شده است(McCray and Day, 1997).
همچنین رضایتمندی سکونتی به عنوان احساس رضایت حاصل از دست پیدا کردن فرد به آمال و نیازهای سکونتی خویش تعریف شده و به عنوان شاخصی مهم به روش های مختلف به وسیله برنامه ریزان، معماران، توسعه گران و سیاست گذاران به کار میرود(Abdul Mohit and et.al, 2010). در مجموع این مفهوم نشانهای مهم مبنی بر وجود ادراکهای مثبت ساکنان نسبت به کیفیت زندگی خویش تلقی میشود. در طول زمان، بسیاری از محققان خود را وقف مدل سازی و ارزیابی رضایت مندی سکونتی به عنوان یک شاخص کیفیت محیط سکونت کردهاند(Jen Tu and Ting Lin, 2008).
از جمله مدل های ارائه شده از سوی محققان درباره پژوهش درباره رضایت مندی می توان به مدل آمر یگو و آراگونس (1997) اشاره کرد که رویکردی روش شناختی و تئوریک در زمینه مطالعه رضایتمندی سکونتی و دیدگاهی کلی درباره تعامل مردم و محیط مسکونی ارائه دادند. آمریگو ((2002 چهارچوبی برای رویکرد روان شناسانه به بحث رضایت مندی سکونتی بنیان گذاشت. اسمیت 1997)) به عناصر کالبدی که در شکل گیری کیفیت یک محله مؤثرند، پرداخت و چهارچوبی برای فهم ارتباط متقابل کیفیت یک محیط شهری و فرم کالبدی آن ایجاد کرد. هدف از این کار، از بین بردن شکاف موجود بین تحقیق و طراحی و ایجاد ارتباط بین این دو در چهارچوبی جامع بود .کمپ (2003) یک چهارچوب مفهومی میان رشتهای در ارتباط با کیفیت محیط و کیفیت زندگی با هدف بهبود فر ایند توسعه شهر، ارتقای کیفیت محیط و رفاه انسانی ایجاد کرد. شماری از مدلها نیز در پی تبیین پیوند درونی متغیرهای محیط مسکونی و رضایتمندی ادراک شده هستند. ون پل (1997) ناسایی و تحلیل منابع سر و صدا در محیط های مسکونی شهری پرداخت. بونا ئیتو و بونس 1999)) یافتههای برنامه انسان و کره زمین یونسکو را منتشر کردند. این برنامه علاوه بر آزمون تجربی مدلهای تئور یک، ابزاری برای سنجش کیفیت ادراک شده محیط مسکونی ارائه کرد که به معماران در باز طراحی محیطهای شهری کمک می کند. بونائیتو(2003) دو ابزار متفاوت برای سنجش کیفیت تعامل بین ساکنان و محلات آنها ارائه کرد. این ابزارها از 11 مقیاس اندازه گیری کیفیت ادراک شده محیط محلات شهری و یک مقیاس اندازه گیری تعلق محلهای تشکیل میشدند. مارانس ((2003 نیز شاخصهای عینی و ذهنی سنجش کیفیت زندگی محلهای را تبیین کرد. مروری بر مدلهای گوناگون که از دریچه نظریه رضایتمندی سکونتی به بحث در باب کیفیت محیط سکونت پرداختهاند، میتواند در شناخت زوایای این مفهوم و متغیرهای تأثیر گذار بر آن راهگشا باشد. در نگاهی کلی معیارهای تعیین کننده رضایتمندی سکونتی ر ا میتوان در قالب نمودار شکل (2-3)، نشان داد.

شکل (2-3): متغیرهای موثر بر رضایت مندی سکونتی (رفیعیان و همکاران، 1389: 71).
به استناد آنچه که در ادبیات موضوع مورد بحث به آن اشاره شده، رضایت مندی سکونتی متأثراز طیف گستردهای از شرایط ادراک شده عینی و ذهنی است. این مفهوم دارای، ماهیتی مرکب و نمایانگر رضایت فرد از واحد مسکونی، محله و ناحیه سکونتی اوست برای تعیین یک چهارچوب راهنما جهت رضایتمندی سکونتی شناخت خصوصیات ساختاری خانوارها و بافت محل سکونت آ نها اعم از خانه و محله که بر جوانب گوناگون رضایت مندی تاثیر گذار است، به کار میرود. در شکل (2-4) مدل رضایتمندی از واحدهای مسکونی ارائه شده است.
مشخصههای عینی رضایت مندی مسکونی
ویژگیهای شخصیتی
مشخصههای ذهنی رضایت مندی
رفتار سازشی
مقاصد رفتاری
رضایت مندی مسکونی
رضایت کلی از زندگی
مشخصههای عینی رضایت مندی مسکونی
ویژگیهای شخصیتی
مشخصههای ذهنی رضایت مندی
رفتار سازشی
مقاصد رفتاری
رضایت مندی مسکونی
رضایت کلی از زندگی

شکل (2-4): مدل رضایت مندی محیط مسکونی (مأخذ: نگارندگان، سال 1391)
2-6-2. رویکرد ادراکی:
ادراک انسان از محیط از محوری ترین مقولات در روان شناسی محیطی است. «ادراک محیطی» فرآیندی است که از طریق آن انسان داده های لازم را بر اساس نیازش از محیط پیرامون خود بر میگزیند. لذا ادراک فرآیندی هدفمند است. این گونه ادراک را  در اصطلاح  «ادراک حسی» می نامند. در حقیقت «ادراک محیطی» از تعامل «ادراک حسی» و «شناخت» که در ذهن انسان تجربه شدهاند حادث می شوند. در این فرآیند نقش محیط به عنوان عاملی اساسی در رشد، توسعه و در نهایت در یادگیری مورد توجه قرار میگیرد. مکاتب مختلفی سعی کردهاند تا چگونگی ادراک انسان از رفتارش را در محیط و یا از محیط توضیح دهند، مهمترین این مکاتب که تاثیر ژرفی بر نظریه های محیطی و طراحی داشته اند مکتب «روان شناسی گشتالت»، دیدگاه «روان شناسی سازشمند» و مکتب «روان شناسی بوم شناختی» (اپتیکی) جیمز گیبسون هستند. در جایی که «روان شناسی گشتالت» به الگوهای ادراکی و هم ریختی ما بین شکلها و تجربیات ادراک محیطی با فرآیند شکل گیری نظام عصبی در انسان علاقمند است، «سازشمندی» ما بین مشاهده گر و محیط مورد بررسی قرار میدهد، از سویی دیگر «روان شناسی اپتیکی» گیبسون محیط و بوم را پایه و اساس تمامی دادهها میداند، او معتقد بود که دادههای محیطی به گونهای مستقیم و بدون نیاز به نیروی پردازش مغز آدمی از طریق «نوار محیطی» و توسط حواس آدمی که به مثابه یک «نظام» (سیستم) تلقی میگردد دریافت میشود. گرچه تاکنون دو دیدگاه اول از سوی روان شناسان محیطی و معماران مورد توجه بیشتری قرار گرفته است (به ویژه مکتب گشتالت تدریس شد و تقریباً تمام معماران و طراحان مکتب مدرن تحت تاثیر آن قرار داشتند) اما امروزه دیدگاه نو و متهورانه بوم شناختی و یا اکولوژیکی گیبسون دارد جایگاه مناسب خویش را در بررسیها و پژوهشهای محیطی به دست میآورد. روان شناسی محیطی همچنین نظریههای گوناگون را در ارتباط با تاثیر محیط بر انسان و چگونگی ارتباط و تعامل ما بین محیط کالبدی و تجربه انسان از آن خلق کرده و سوالات مناسب را در این ارتباط مطرح ساخته است تا بتواند پژوهش های تجربی متناسب با آن نظریه ها را به اجرا در آورد. لذا روان شناسی محیطی در حقیقت در جهت خلق نظریههای تجربی است که حاصل مشاهدات رفتارهای انسان در محیط روزمره و بوم او است، به گونهای که این نظریهها بتواند در طراحی محیطی مورد استفاده قرار گیرند.
همان گونه که در بالا اشاره شد یکی از مهمترین مباحث نظریههای محیطی نقش محیط در شکل دهی به رفتار انسان است که میتواند در سطوح مختلف مورد بررسی و توجه قرار گیرد، در یک معنا رفتار انسان در مقیاسی جهانی تحت تاثیر نیروهای اکولوژیکی است، این نیروها آنچه را انسان میتواند به آن دست یابد بدون توجه به اهداف و انگیزههای انسانی محدود میسازد. در حقیقت رفتار انسان در چنبره یک اکوسیستم محیطی و در چرخه آن معنا مییابد لذا انسان در این دیدگاه به مثابه موجودی بیاختیار است که مقهور آن اکوسیستم میباشد. این دیدگاه امروزه به علت تحلیل محدودی که از ماهیت انسان دارد طرفداران کمی دارد و نمیتوان آن را به عنوان یک نظریه معتبر جدی گرفت. آنچه روان شناسان امروزه و در این راستا، بیشتر علاقه مند به بررسی آن هستند این است که به واقع کدام رفتار انسان تحت تاثیر نیروهای ژنیتیک و وراثت و کدام یک تحت تاثیر شرایط جغرافیایی شکل میگیرد. به هر حال آنچه اینجا مورد بحث ما است مفهومی است که در ارتباط با محیط کالبدی (معماری و طراحی شهری، طراحی فضای باز و غیره) مورد توجه است. معماری کالبدی در یک تعریف ساده عبارت است از این معنا که با ایجاد دگرگونیها در عناصر معماری محیط و یا توانش های آن می توان رفتار آدمی را به خصوص در سطح رفتارهای اجتماعی دگرگون ساخت. در اینجا جای تعجب نیست که معماران، طراحان شهری وحتی اصلاح طلبان اجتماعی از این نظریه که محیطهای ساخته شده نقشی اساسی در تعیین رفتارهای مردم و حتی عقاید و ارزشهای آنها دارد، حمایت کنند. طراحان و نظریه پردازان در اواخر قرن نوزدهم و ابتدای قرن بیستم در تاثیر محیط بر رفتار مردم، برای دگرگونی در ساخت اجتماعی و روابط بین فردی آنها، تردیدی به خود راه ندادند. طراحی باغ شهرها که توسط ابترز هووارد به عنوان حرکتی اصلاح طلبانه در سامان بخشیدن به ساخت اجتماعی صورت پذیرفت مثال خوبی از اعتقاد به معماری کالبدی بود .
 در ابتدای قرن بیستم و در دهههای سی و چهل میلادی اصول طراحی مسکن در اروپا که توسط سیام ارائه شد بر این اصل استوار بود که با دگرگون ساختن محیط طراحی شده میتوان رفتار آدمی را نیز با آن همساز نمود. این تفکر در معماری مدرن اصلی خدشه ناپذیر به نظر میرسید. لوکوربوزیه از  پیشگامان معماری و طراحی شهری مدرن بر این اعتقاد بود که با ارتقاء کیفیت محیط و یا دگرگون ساختن عناصر طراحی مسکن، معماران میتوانند رفتارهای اجتماعی مردم را دگرگون ساخته و حتی از بروز ناملایمات اجتماعی بدین وسیله جلوگیری نمایند. این جمله از اوست که «معماری و انقلاب: از انقلاب میتوان دوری جست».
سیاست انبوه سازی مسکن در بسیاری از کشورها فرض را بر تاثیر این فضاها بر رفتار آدمی استوار ساخته است. به نظر میرسد کشور ما نیز از این مقوله گریزی ندارد. سیاست ساخت «خانه کوچک» و انبوه سازی آن در ایران بدون نتایج روان شناختی آن در آینده از مسائلی است که ممکن است مردم را که اکنون تنها به ارضاء نیازهای اولیه خویش، به لحاظ مشکلات اقتصادی، میاندیشند و دیگر نیازهای انسانی را در حال حاضر از نظر دور می دارند در آینده دچار «بی علاقگی» به سکونتگاه خویش و لذا بی هویتی مکان سازد. برای اجتناب از این رویداد تأسف با راهی جز انجام پژوهش های نظام وار و تجربی روان شناختی از مردم در ارتباط با محیط روزمره زندگی شان نیست. سیاستها و طرحهای مسکن قبل از این که بر میزهای طراحی نهایی شوند، باید در محیط و در مقابل زمینههای اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی قابل آزمایش باشند. این در حالی است که بدون تردید مشکلات اقتصادی کشور میتواند بر کمیت و کیفیت فضاهای مسکونی تاثیر گذار باشد. مشکلات اقتصادی گرچه مهم هستند اما نمیتوانند در مقابل بحرانهای روانی ناشی از تاثیر محیطهای ساخته شده نا مناسب بر مردم در اولویت اول برنامه ریزی مسکن قرار گیرند(پوراحمد و همکاران، 1390، 22).
از سوی دیگر این رویکرد را از منظر رضایت مندی نیز میتوان مورد توجه و بررسی قرار داد. به طوری که در منابع تحقیقی مربوط به رضایت مندی، سکونت پذیری در زندگی یا رضایتمندی سکونی به امری کاربردی تبدیل شده است که اصولا همسو با برداشت یا درک ساکنان از محیط اطراف خود است. نمونه متداول آن مدل کمپبل (1973)، است که در آن رضایتمندی از زندگی، به صورت رضایت از جنبههای مختلف محیط در نظر گرفته میشود. این رضایتمندی حاصل فرایند ارزیابی، درک، تخمین و رفتار همراه با سازگاری است و ماهیتاً ساختاری سلسله مراتبی دارد و میان خصوصیات عینی و ذهنی تمایز قائل می شود. مارانز و کوپر (2000)، نیز در مدل خود در زمینه رضایتمندی از محل سکونت، رویکرد سلسله مراتبی دارند و در آن، میان سطوح مقیاسهای مختلف همچون (واحد مسکونی) خانه (واحد همسایگی) محله (شهر و جامعه) تمایز قائل شدهاند. مدل وان پل (1997)، و وان کمپ، ساختار سلسله مراتبی از رضایتمندی از محل سکونت را نشان میدهد. در این مدل به ویژگیهای محیطی اهمیت ویژهای داده شده است. تحقیق آنها نشان میدهد که این ساختار سلسله مراتبی برای ویژگیهای محیطی، شیوه مناسب مدل سازی برای کیفیت محیطی است(Van Kamp and et al, 2003: 10 - 12)
تنوعی که در تعریف کیفیت وجود دارد از یک سو، و ادراک سلسله مراتبی انسان که موجب میشود کیفیت شیء از دو منبع یعنی عرصه عینی و عرصه ذهنی سرچشمه بگیرد از سوی دیگر، باعث شده است تا انواع کیفیت وجود داشته باشد. بر این اساس کیفیتهایی که متعلق به عرصه ذهنی هستند، کیفیتهایی به شمار میروند که درون ضمیر فرد ساکناند و متقابلاً کیفیتهای مرتبط با عرصه عینی که کیفیتهای متعلق به شیءاند به شکل موجودیتی خارجی در معرض ذهن قرار میگیرند و با حقایق جهان سروکار مییابند. کیفیتهای ضمیری را میتوان به عنوان ارزشهایی برشمرد که دشوار میتوان آنها را کمی و همچنین اندازه گیری کرد. کیفیتهای مرتبط با بیان مطلوب یا، نامطلوب و زشت و زیبا بودن اشیا معمولاً از این دستهاند. بر خلاف کیفیتهای ضمیری، کیفیتهای حقیقی اشیاء را میتوان آنهایی دانست که ماهیتی قابل اندازه گیری دارند و به ظرفیت های قابل سنجشی نظیر وزن و ارتفاع و سرعت ارتباط دارند. ارزشهای ذهنی- روانی یک شیء یا کیفیتهای مطلوب شیء نظیر زیبایی از فرد نشأت میگیرد در حالی که مقیاسهای اندازه گیری عینی اشیاء یا کیفیتهای ظرفیتی از خود شیء سرچشمه میگیرند. مفهوم کیفیت زندگی، بازتابی است از نگرانی فکری عمیق بشر از به نوعی (از خود بیگانگی) فزاینده و خواست عمیق انسان به بازیابی وجود اجتماعی خویش در زیست بوم طبیعیاش(گلکار، 1380: 65). کیفیت زندگی شهری در برگیرنده ابعادی روانی است که شاخصهایی همچون رضایت و شادمانی و امنیت را در بر میگیرد. اینها در برخی موارد، رضایتهای اجتماعی نیز نامیده میشوند و افزون بر آن همچنین دارای ابعادی محیطی (سنجههایی همچون مسکن، دسترسی به خدمات و امنیت محیطی) و جنبههای دیگر شامل توجه به فرصتهای اجتماعی، امیدهای اشتغال، ثروت و اوقات فراغت هستند. اسزالی (1980)، بیان میدارد که کیفیت زندگی به درجه یا ویژگی رضایت مندی از زندگی اشاره دارد. وضعیت فعلی شخص و آسایش و رضایت او از زندگی، از طرفی به وسیله واقعیات و عوامل بیرونی (عینی) زندگی او، و از طرف دیگر با درک و ارزیابی درونی (ذهنی) او از این عوامل و واقعیات زندگی تعیین میشود.
رضایتمندی از محل سکونت به عواملی از قبیل امکانات و خدمات تفریحی و رفاهی، فرهنگی، آموزشی، امنیت و آرامش و وجود فضای تعاملات اجتماعی بستگی دارد و خود با مهاجرتهای درون شهری مرتبط است و بر میزان این گونه تحرکات جمعیتی به ویژه از بافتهای فرسوده و قدیمی به مناطق با کیفیت بهتر تأثیرگذار است. چنانچه شرایط فعلی در سازگاری نزدیک با همان چیزی باشد که فرد برای نیازها و آرمان هایش تعریف کرده است، رضایتمندی حاصل میگردد. در غیر این صورت، دو حالت امکان پذیر است: حالت اول مربوط به افراد معتقد به سرنوشت و تقدیر است .این افراد با تطبیق دادن ناسازگاری از طریق تجدیدنظر کردن در نیازها و کاستن آرمان ها و یا از طریق ایجاد تغییر در ارزیابی شرایط فعلی، رضایتمندی شان را ایجاد می کنند. حالت دوم مربوط به افرادی است که به هیچ طریقی نمیتوانند خود را با شرایط فعلی سکونت که موجب ایجاد نارضایتی شده است وفق دهند. این افراد در بیشتر موارد، مستعد تلاش برای کاهش نارضایتی شان، چه از طریق تجدیدنظر کردن در نیازها و چه از طریق نقل مکان کردن به شرایط سکونتی با سازگاری بیشتر هستند(پوراحمد و همکاران، 1390: 19).
2-6-3. رویکرد مدل کانتر: مولفههای مکان
مدل معروف دیوید کانتر از پیشگامان مطالعات ادراکی معماری را میتوان از چهارچوبهای نظری که قادر به تبیین مولفههای کیفیت طراحی محیطهای مسکونی است، محسوب نمود. بر اساس مدل مذبور که به مدل مکان مشهور است، محیط مسکونی به مثابه یک مکان متشکل از سه بعد در هم تنیدهی کالبد، فعالیتها و تصورات است. جذابیت و کارایی مدل کانتر باعث شده است تا دیگر صاحب نظران نیز با الهام یا اقتباس از آن روایتهای متنوعی از این مدل ارائه دهند. به عنوان مثال مدل حس مکان جان پانتر را که بر سه گانه بودن مولفههای دخیل در خلق حس مکان دلالت دارد، میتوان از روایتهای فرعی مدل کانتر دانست. بر اساس مدل جان پانتر سه مولفهی کالبد، فعالیت و معنی در خلق حس مکان دخیل می باشند که به نحو قابل ملاحضهای با سه مولفهی پیشنهادی کانتر شباهت دارد(گلکار، 1380).
کالبد
معنی
فعالیت ها
کالبد
معنی
فعالیت ها

—116

2-1-1- توپوگرافی و فیزیوگرافی ...........................................................................................................................21
2-1-2- هوا و اقلیمشناسی ......................................................................................................................................21
2-2- روش تحقیق .....................................................................................................................................................22
2-2-1- مطالعات کتابخانهای و اقدامات اولیه ......................................................................................................22
2-2-2- تهیه نقشه پارامترهای موثر در ایجاد رواناب .........................................................................................23
2-2-2-1- خطوط توپوگرافی و تهیه نقشه DEM منطقه ................................................................................23
2-2-2-2- نقشه ارتفاع از سطح دریا......................................................................................................................23
2-2-2-3- نقشه شیب................................................................................................................................................24
2-2-2-4- نقشه جهت شیب ..................................................................................................................................25
2-2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه همباران و همدما ..............................................................................................26
الف- بارش ....................................................................................................................................................................26
ب- رابطه ارتفاع- بارش و متوسط بارش منطقه ...................................................................................................27
ج- رژیم حراتی ............................................................................................................................................................28
د- رابطه ارتفاع- درجه حرارت و میانگین دمای سالانه ......................................................................................28
2-2-3- مقدار بارندگی در دوره بازگشتهای مختلف ........................................................................................28
2-2-3-1- مقدار بارش .............................................................................................................................................28
2-2-3-2- حداکثر بارش 24 ساعته ......................................................................................................................29
2-2-3-3- شدت بارندگی .......................................................................................................................................29
2-2-3-4- رابطه ارتفاع و شدت بارش....................................................................................................................30
2-2-4- شرح تیپهای اراضی ..................................................................................................................................31
2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه سنگشناسی و حساسیت سازند به فرسایش....................................................31
2-2-5-1- چینهشناسی واحدهای رسوبی حوزه آبخیز سمبورچای ................................................................31
2-2-5-1-1- نهشتههای قبل از کرتاسه ...............................................................................................................31
2-2-5-1-2- نهشتههای کرتاسه ...........................................................................................................................32
2-2-5-1-3- نهشتههای پالئوسن- میوسن .........................................................................................................32
2-2-5-1-4- نهشتههای الیگوسن- میوسن ........................................................................................................32
2-2-5-1-5- نهشتههای کوارترنر ..........................................................................................................................34
2-2-6- تعیین نفوذپذیری خاک .............................................................................................................................34
2-2-7- گروه هیدرولوژیکی خاک ...........................................................................................................................36
2-2-7-1- تعیین گروههای اصلی خاک به روش SCS .....................................................................................36
2-2-8- تهیه نقشه شاخص پوشش گیاهی ..........................................................................................................37
2-2-9- نقشه نوع استفاده از اراضی .......................................................................................................................38
2-2-10- تقسیمبندی حوزه به واحدهای هیدرولوژیکی و واحد کاری مناسب ............................................38
2-2-11- تعیین مساحت حوزه آبخیز سمبورچای و واحدهای هیدرولوژیک آن .........................................39
2-2-12- رتبهبندی آبراهههای حوزه آبخیز .........................................................................................................40
2-2-13- طول آبراهه اصلی .....................................................................................................................................41
2-2-14- تعیین ضریب شکل زیرحوزههای مورد مطالعه...................................................................................41
2-2-15- تعیین رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال
و 10 سال ......................................................................................................................................................................41
2-2-16- برآورد مقادیر رواناب در هر یک از واحدهای هیدرولوژیک .............................................................42
2-2-16-1- رابطه جاستین .....................................................................................................................................43
2-2-17- برآورد حجم رواناب فصلی و سالانه حوزه آبخیز سمبورچای...........................................................44
2-2-18- محاسبه زمان تمرکز ................................................................................................................................44
2-2-19- نیمرخ طولی آبراهه اصلی و شیب آبراهه اصلی حوزه........................................................................46
2-2-20- برآورد دبی پیک سیلاب .........................................................................................................................46
2-3- بررسی صحت و دقت نقشهها ........................................................................................................................47
2-4- تحلیل دادهها.....................................................................................................................................................47
2-4-1- مدل وزنی طبقهبندی شده .......................................................................................................................47
2-4-2- روش مقایسه زوجی سلسله مراتبیAHP ..............................................................................................48
2-5- مکانیابی عرصههای مناسب استحصال رواناب .........................................................................................51
2-6- مکانیابی عرصههای مناسب استحصال رواناب با استفاده از الگوی سطح منبع متغیر .....................51
فصل سوم: نتایج
3- نتایج تحقیق و بحث در مورد آنها ....................................................................................................................53
3-1- طبقهبندی اقلیمی ...........................................................................................................................................53
3-2- نقشه پارامترهای موثر در ایجاد رواناب .......................................................................................................53
3-3- مقدار بارندگی در دوره بازگشتهای مختلف .............................................................................................60
3-3-1- مقدار بارش ..................................................................................................................................................60
3-3-2- حداکثر بارش 24 ساعته ..........................................................................................................................60
3-3-3- شدت بارندگی ..............................................................................................................................................61
3-4- نتایج مطالعات شدت بارش ............................................................................................................................62
3-5- تیپهای اراضی .................................................................................................................................................65
3-6- نقشههای سنگشناسی و حساسیت سازندها به فرسایش .......................................................................65
3-7- نتایج مطالعات نفوذپذیری خاک ...................................................................................................................67
3-8- تعیین گروههای اصلی خاک به روش SCS ...............................................................................................71
3-9- نقشه شاخص پوشش گیاهی .........................................................................................................................72
3-10- نتایج بررسی واحدهای کاری مناسب .......................................................................................................73
3-11- تهیه نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10
سال و مقادیر آن در هر واحد هیدرولوژیکی ..........................................................................................................76
3-12- رواناب تولیدی از واحدهای هیدرولوژیکی ...............................................................................................78
3-13- زمان تمرکز ....................................................................................................................................................80
3-14- دبی پیک سیلاب ..........................................................................................................................................81
3-15- وزندهی به پارامترها ...................................................................................................................................82
3-16- معیار الویتبندی دادهها ...............................................................................................................................82
3-17- مکانیابی عرصههای مناسب برای استحصال رواناب .............................................................................85
3-18- حجم رواناب فصلی و سالانه حوزه آبخیز سمبور چای ..........................................................................87
3-19- نقشه رواناب خالص تولیدی در منطقه ...................................................................................................89
فصل چهارم: بحث و نتیجهگیری
4-1- بحث و نتیجهگیری .........................................................................................................................................91
4-2- محدودیتهای پژوهش....................................................................................................................................94
4-3- نتیجهگیری کلی ..............................................................................................................................................95
4-5- پیشنهادات...........................................................................................................................................................96
منابع ..............................................................................................................................................................................98
پیوست ........................................................................................................................................................................103
فهرست اشکال
عنوان اشکالصفحه
شکل 3-1: نقشه مدل رقومی ارتفاعی54شکل 3-2: نقشه کلاسهبندی شیب55شکل 3-3: نقشه کلاسهبندی ارتفاعی56شکل 3-4: نقشه جهت طبقه بندی شده در 5 طبقه57شکل 3-5: نقشه کاربری اراضی58شکل 3-6: نقشه مدل رقومی بارش59شکل3-7: نقشه طبقات بارش در 5 کلاس ............................................................................................................59
شکل 3-8: نقشه مدل رقومی دمای متوسط سالانه60شکل 3-9: نقشه طبقات دمایی در 3 کلاس .........................................................................................................60
شکل 3-10: منحنی شدت- مدت- فراوانی ایستگاه برزند61شکل 3-11: نقشه طبقات شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال الف62شکل 3-12: نقشه کلاسهبندی شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل ب ..........................62
شکل 3-13: نقشه طبقات شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال الف63شکل 3-14: نقشه کلاسهبندی شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال ب ....................................63
شکل 3-15: نقشه طبقات شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال الف63شکل 3-16: نقشه کلاسهبندی شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال ب ..................................63
شکل 3-17: نقشه طبقات شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال الف64شکل 3-18: نقشه کلاسهبندی شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال ب .................................64
شکل 3-19: نقشه سازند زمین شناسی حوزه آبخیز سمبورچای67شکل 3-20: منحنی تغییرات سرعت نفوذ نسبت به زمان70شکل 3-21: سرعت نفوذ طبقهبندی شده در حوزه آبخیز سمبورچای71شکل 3-22: نقشه گروهبندی هیدرولوژیکی خاک در حوزه آبخیز سمبورچای72شکل 3-23: نقشه مقادیر NDVI در حوزه آبخیز سمبورچای73
شکل 3-24: نقشه زیر حوزهها و اطلاعات کلی حوزه آبخیز سمبورچای74شکل 3-25: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل الف76
شکل 3-26: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل ب ..................76
شکل 3-27: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال شکل الف77شکل 3-28: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال شکل ب ..............77
شکل 3-29: پروفیل طولی آبراهه اصلی حوزه آبخیز سمبورچای80شکل 3-30، منحنی هیستوگرام جهت طبقه بندی پتانسیل تولید رواناب86شکل 3-31: طبقه بندی اراضی برای استحصال رواناب87شکل 3-32، نقشه حجم رواناب تولیدی در هر زیرحوزه88شکل3-33: نقشه رواناب خالص89فهرست جداول
عنوان جدولصفحه
جدول (2-1): طبقهبندی اقلیمها در روش دومارتن اصلاح شده.......................................................................22
جدول (2-2): مشخصات ایستگاههای بارانسنجی........................................................................................26
جدول (2-3): میانگین بارندگی سالانه ایستگاههای بارانسنجی......27
جدول (2-4): مقیاسی برای مقایسه زوجی (مالکوسکی، 1999).......49
جدول 3-1: ضرایب خشکی دومارتن و نوع اقلیم درچند ایستگاه حوزه آبخیز سمبورچای53جدول 3-2: متوسط شیب درهر زیر حوزه به درصد55جدول 3-3: متوسط ارتفاع زیرحوزهها56جدول 3-4: مساحت کاربریهای مختلف اراضی58جدول 3-5: متوسط بارش سالانه در هر زیرحوزه به میلیمتر59جدول 3-6: درجه حرارت متوسط سالانه زیرحوزههابه درجه سانتیگراد60جدول (3-7)، محاسبه متوسط بارش سالانه ایستگاهها و مقادیر آنها در دوره بازگشتهای مختلف با استفاده از توزیع پیرسون III103جدول (3-8) محاسبه حداکثر بارش 24 ساعته ایستگاهها و مقادیر آنها در دوره بازگشتهای مختلف با استفاده از توزیع گمبل I104جدول 3-9: محاسبه عددی رابطه شدت- مدت- فراوانی ایستگاه برزند61جدول 3-10: شرح تیپهای اراضی حوزه آبخیز سمبورچای65جدول 3-11: راهنمای نقشه زمینشناسی و ضریب مقاومت سنگها به فرسایش66جدول 3-12: مقادیر رطوبت اولیه خاک در محل نمونهبرداری68جدول 3-13: مقادیر سرعت نفوذ لحظهای در آقامحمدبیگلو69جدول 3-14: متوسط سرعت ثابت نفوذ در زیرحوزهها بر حسب سانتیمتر بر ساعت70جدول 3-15: گروههای هیدرولوژیکی خاک در منطقه مورد مطالعه72جدول 3-16: مقادیر متوسط NDVI در هر زیرحوزه73جدول 3-17:پراکنش وسعت واحدهای کاری حوزه سمبورچای74جدول 3-18: رده آبراههها و طول آبراهه اصلی در هر زیرحوزه75جدول 3-19: مقادیر ضریب گراویلیوس در زیرحوزه75جدول 3-20: مقدار رواناب حاصل از شدت بارشهای نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10 سال77جدول 3-21: مقادیر حداکثر، حداقل و متوسط رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10 سال در حوزه آبخیز سمبورچای78جدول 3-22: متوسط بارش سالانه و فصلی حوزه آبخیز سمبورچای به میلیمتر78جدول 3-23: متوسط بارش سالانه و فصلی در زیرحوزههای منطقه مورد مطالعه79جدول 3-24: ارتفاع رواناب فصلی حوزه آبخیز سمبورچای بر حسب سانتیمتر79جدول 3-25: ارتفاع رواناب سالانه زیر حوزههای منطقه مورد مطالعه بر حسب سانتیمتر79جدول 3-26: ارتفاع رواناب فصلی زیر حوزههای منطقه مورد مطالعه بر حسب سانتیمتر80جدول 3-27: زمان تمرکز حوزه آبخیز سمبورچای81جدول 3-28: زمان تمرکز زیرحوزههای حوزه آبخیز سمبورچای81جدول 3-29: برآورد دبی پیک سیلاب با استفاده از روش دیکن81جدول 3-30: برآورد ضریب هر یک ازپارامترها درAHP82جدول 3-31: برآورد رابطه رگرسیونی بین جفت پارامترها83جدول 3-32: نتایج همبستگی مقایسه زوجی پارامترهای موثر در استحصال رواناب85جدول (3-33): مساحت و درصد طبقات87جدول 3-34: حجم رواناب سالانه و فصلی برای حوزه آبخیز سمبورچای بر حسب مترمکعب88جدول 3-35: حجم رواناب سالانه زیرحوزهها بر حسب مترمکعب88جدول 3-36: حجم رواناب فصلی زیرحوزهها بر حسب مترمکعب .........................................................89 فصل اول
مقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته

1-1- مقدمه
مراتع یکی از مهمترین و با ارزشترین منابع طبیعی تجدیدشونده میباشند که نقش بسیار مهمی در حفاظت خاک، تولید آب، تولید گوشت و مواد لبنی دارند. علاوه بر آن محصولات فرعی مرتع همچون محصولات دارویی، صنعتی، خوراکی، حفظ حیاتوحش، تلطیف هوا، پایداری محیط زیست و نیز ذخیره ژنهای گیاهی از جمله استفادههای دیگری است که ارزش حاصل از آنها به مراتب از ارزش تولید علوفه‌ بیشتر بوده است (مقدم، 1377). بنابراین توجه به استفادههای چندگانه آن از طریق افزایش تولید و کاهش تخریب مراتع با بهرهبرداری صحیح و انجام عملیات اصلاح و احیاء امری ضروری و اجتنابناپذیر است.
به دلیل واقع شدن ایران در مناطق خشک و نیمهخشک کره زمین، تأمین آب شیرین سالم و کافی همواره مشکل بوده است. این واقعیت، سختی زندگی مرتعداران و مدیریت دام و بازدهی پایین تولید علوفه در مراتع را به دنبال داشته است. در مراتع مناطق جغرافیایی خشک و نیمهخشک دسترسی به آب مهم‌ترین اولویت است. این اهمیت فقط برای مصرف گلههای دامی نیست بلکه به خاطر زیستن و بقاء مرتع داران در این مناطق جغرافیایی نیز میباشد. مالکیت و حق استفاده از منابع آبی در این مناطق حداقل به اندازه حق بهرهبرداری از مراتع دارای اهمیت است. به همین دلیل آب اساسیترین نیاز بهرهبرداران از مراتع در مناطق خشک و نیمهخشک است (ایفاد، 2004).
در مراتع و به خصوص مراتع قشلاقی کشور، بحران کمبود آب برای مصرف انسان و شرب دام همیشه وجود داشته است. به طوری که بیان میشود ظرفیت مراتع برای تغذیه احشام در بسیاری از مراتع نقاط خشک بیشتر به علت کمبود آب آشامیدنی محدود میشود تا کمبود علوفه (آکادمی ملی علوم واشنگتن، 1364). استحصال آب تمیز از بارندگیهای خیلی کم و همچنین ذخیره کردن آب جمع آوری شده در یک منبع، از مزایای روش جمعآوری رواناب به شمار میآید (پیترسون، 1366). برخی دیگر نیز به کارگیری آب باران را برای رسیدن به توسعه پایدار منابع آب لازم میدانند و استفاده از آن را یک فنآوری کوچک مقیاس اقتصادی و کاربردی میدانند که در مناطق خشک و نیمهخشک به طور معنیداری به حفظ طبیعت و اکولوژی نیز کمک میکنند (اندرو، 2000). کشور ایران در منطقهای واقع است که متوسط بارندگی سالانه آن کمتر از یک سوم میزان بارندگی سالیانه جهان است و میزان آن 250 میلی‌متر گزارش شده است (کردوانی، 1379؛ محسنی ساروی، 1376).
رواناب آبخیزهای مرتعی از چند جهت دارای اهمیت میباشند. رواناب وقتی که در مخازن ذخیرهای جمع میشود، آب مصرفی دام را تأمین میکند. همچنین منبع آبی برای مناطق پاییندست یا مصارف محلی، صنعتی و کشاورزی در خارج از حوزه آبخیز را فراهم مینماید. رواناب به دلیل اینکه موجب شروع فرسایش، انتقال رسوب و مواد حل شدنی در درون رودخانه یا سد میباشد دارای اهمیت است. بنابراین، رواناب بیشترین آلودگی وارد شده به مسیر آب را تولید مینماید (محسنی ساروی، 1387).
جمعآوری آب باران، با اهداف و انگیزههای گوناگونی صورت میگیرد که هدف اصلی آن، بهینهسازی و مدیریت بهرهبرداری از آب باران بر اساس نیاز و مصرف است. بدین معنی که چون باران همواره و هر روز نمیبارد و یا بارش ناکافی است، از آن بهره برد. بدین ترتیب هر جامعه و هر کشوری که در این زمینه قدمهای بزرگ‌تر و مؤثرتری بردارد، موفقتر و آبادتر خواهد بود (طهماسبی و همکاران، 1385). جمعآوری آب باران نه تنها برای تأمین آب در ایام و روزهای بدون باران است، بلکه برای کنترل جریان رودخانهها و جلوگیری از آسیب رساندن به نواحی مسکونی و زراعتی پاییندست هم صورت میگیرد. همچنین برای تولید انرژی (برق) یا پرورش آبزیان جمعآوری میشود. در بسیاری از مناطق خشک و نیمهخشک با جمعآوری آب باران و تنظیم آن در بالادست حوزههای آبخیز، برای تقویت و بهبود عملکرد محصولات دیمکاری برنامهریزی میشود. بخشی از طرحهای آبخیزداری با همین هدف و نیز حفاظت آب و خاک صورت میگیرد. به این ترتیب امکان کوتاه کردن دورههای خشک به وجود میآید و دوره خشک سه ماهه، به دو ماه یا کمتر تقلیل مییابد و صدمه وارد شده به محصول یا هر نوع پوشش گیاهی کاهش پیدا میکند (طهماسبی و همکاران، 1384). امکان دارد جمعآوری آب باران برای تغذیه سفرههای آب زیرزمینی، چشمهها و قناتها باشد. برای این کار، در بالادست قنوات و چشمهها در آبراههها، با احداث بندهای کوتاه، ولی متعدد از حرکت و خروج سریع رواناب جلوگیری میشود. این سیلابها به تدریج در زمین نفوذ میکنند و باعث افزایش آب‌دهی قناتها و چشمهها میشوند و در نتیجه، از تبخیر آب و آلودگی آب جلوگیری میکنند. به علاوه افت سطح ایستایی را، که امروزه مسئله مبتلا به اکثر دشتهای کشور ما است را تا حدودی جبران میکند (طهماسبی و همکاران، 1384). استحصال آب عبارتست از جمعآوری و ذخیره نمودن بارش در زمینی که در آن به منظور افزایش رواناب تغییراتی اعمال شده است (مایرز، 1964).کوریر (1973) جمعآوری آب را فرآیند جمعآوری بارش طبیعی از آبخیزها برای استفاده مفید تعریف کردند.
مفاهیم هیدرولوژیکی قرار دادی نخستین بار در سالهای 1930 و 1940 زمانی که منابع جریان بالادست رودخانهها به عنوان عاملی موثر بر جریانهای پایین دست مورد توجه قرار گرفته بودند، توسعه یافته است. از آنجایی که اغلب فعالیتهای مربوط به کاربری اراضی با سوء استفاده از منابع و اثرات منفی بر پایین دست رودخانهها همراه میباشد لذا یک مبنای مناسب برای تصمیمگیری ضروری به نظر میرسد. مفهوم سطح منبع متغیر محدوده کاملی از جریانات دامنهای را در بر میگیرد. واقعیت این است که این مفهوم یک سیستم پویا و دینامیک است که دارای تغییرات زمانی و مکانی بسیاری میباشد و در شرایط بحرانی مختلف، وضعیتهای متفاوتی را در مسیرهای متنوع ارائه مینماید. پویایی جریانهای سیلابی تابعی از طول شیب و موقعیت گذرگاهها است. همچنین تراکم زهکشهای پویا در سطح حوزه در این امر بیتاثیر نخواهد بود به طوری که در طول یک بارش سنگین، تراکم زهکشی و طول شیب نقش فعالی را ایفا مینماید. تمام قسمتهای سطح یک حوزه آبخیز به طور مساوی در ایجاد رواناب دخالت ندارند. بسیاری از محققین درباره مفهوم سطح منبع متغیر تولید جریان رودخانهای، گزارشهای بسیاری را ارائه نمودهاند. در واقع این مفهوم فرض میکند که مناطق خاصی از سطح آبخیز در ایجاد رواناب دخالت دارند در صورتی که مناطق دیگر به عنوان مناطق تغذیه کننده و ذخیره کننده عمل میکنند (هولت، 1974). عوامل مهمی که در تعیین سطح تولید کننده رواناب دخالت دارند شامل وضعیت فیزیکی آبراهه، خصوصیات خاک و رگبار میباشد. کف درهها عموماً مناطقی هستند که در تولید رواناب دخالت دارند در حالی که سر یالها مناطق تغذیه کننده میباشند. مناطق بین کف درهها و سر یالها اغلب به عنوان مناطق دینامیکی مطرح میباشند که ممکن است در تولید رواناب یا در تغذیه آن شرکت نمایند. این مسأله بستگی به مقدار و خصوصیات موقتی رگبار، رطوبت قبلی و خصوصیات خاک منطقه دارد. میتوان گفت مناطق منبع، مناطقی هستند که پتانسیل بالایی برای تولید رواناب حتی با مقدار کمی بارش را دارند که میتوان با استفاده از سطح منبع متغیر، مناطق منبع یا مناطق تولید کننده رواناب را شناسایی و برای کنترل آلودگیها، استحصال رواناب، کودپاشی و دفع فاضلاب و مواد زائد کشاورزی استفاده کرد. همانطور که میدانیم برای حفظ کیفیت خاک در مراتع و تولید خوب علوفه نیاز به کودپاشی همواره احساس میگردد. با مشخص کردن مناطق تولید کننده رواناب میتوان مدیریت درست و اصولی را برای کودپاشی در نظر بگیریم و مناطق مورد نظر را با اطمینان با کاربرد کود زیاد مورد بهرهبرداری قرار داد و مناطقی که چنین اطمینانی وجود ندارد مشخص کند. همچنین یکی از عوامل اصلی تخریب مراتع و چرای بیش از حد مراتع، کمبود منابع آب در مراتع نمیباشد بلکه عدم توزیع یکنواخت منابع آبی در سطح مراتع میباشد که پس از مشخص شدن عرصههای تولید رواناب میتوان مدیریت جامعی را برای توزیع آبشخوار در مراتع انجام داد. از اهمیت دیگر تعیین سطح منبع متغیر جلوگیری از آلودگی در پایین دست حوزه آبخیز میباشد که با شناسایی مناطق منبع میتوان رواناب را در بالا دست حوزه آبخیز کنترل کرد. با دانستن این موضوع آبخیزدار قادر خواهد بود مناطقی را که میتوان با اطمینان با کاربرد کود زیاد مورد بهرهبرداری قرار داد و مناطقی که در آن‌ها چنین اطمینانی وجود ندارد مشخص کند. با همین روش مناطق مطمئن برای ریختن آشغال و فاضلاب، مواد زائد کشاورزی و دفن به آسانی انتخاب میشوند (محسنی ساروی، 1387).
1-2- هدف و ضرورت تحقیق:
امروزه تلاشهای بسیاری در جهت کاهش زمان و هزینههای مربوط به مکانیابی و تعیین مناطق بالقوه برای معرفی تکنیکهای جمعآوری در نواحی که نیازمند این فرآیند است مانند اکوسیستمهای کشاورزی آبی و دیم صورت پذیرفته است. سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، رویکرد مناسبی را ارائه مینماید، زیرا این سامانه قابلیت پردازش ساختارهایی برای جمعآوری، ذخیرهسازی، تحلیل و تبدیل دادههای مکانی و زمانی را به منظور اهداف خاص را دارا میباشد (پادماواتی و همکاران،1993؛کوسکان و موساگلو،2004). پیشرفت تکنولوژیهای کامپیوتری و بستههای GIS ای، امکان ارزیابی و درونیابی دادهها را در محدودههای تخصصی به منظور مدیریت مکانی و آنالیز دادهها را برای کاربران فراهم میسازد. بنابراین ترکیبی از خصوصیات مکانی حوزهها، راندمان بالاتری را در پردازش هیدرولوژیکی منطقه به همراه دارد. بدین ترتیب پتانسیل کاربرد GIS برای مدل‌سازی هیدرولوژیکی به ویژه هنگامی که دقت و صحت مدلسازی توسط برآوردهای توزیع مکانی و زمانی پارامترهای منابع آبی تحت تأثیر قرار گرفته باشد قابل ارزیابی میباشد (کلارک و گانگوداگامگ، 2001).
برای مشخص کردن مکان مناسب اجرای برنامههای مختلف با استفاده از GIS لازم است به شرایط مورد نیاز برای هر برنامه توجه شود و سپس نقشههای مختلف را با هم تلفیق کرد تا مکان مناسب اجرای طرحها مشخص شود. از اینرو انجام این پژوهش میتواند دستورالعمل مناسبی را در اختیار مرتعداران جهت تأمین آب از طریق روشهای استحصال آب باران قرار دهد. استفاده از GIS علاوه بر افزایش دقت، سبب افزایش سرعت انجام کار، تنوع و کیفیت بهتر ارائه نتایج، کاهش هزینهها، بایگانی و تکثیر راحتتر آن‌ها میگردد. بنابراین این پژوهش با اهداف زیر صورت گرفته است:
1- کارآیی GIS در مدیریت منابع طبیعی برای ذخیره ، تجزیه و تحلیل ، تلفیق دادهها و ارائه نتایج حاصل از اطلاعات، با تأکید بر ذخیره نزولات آسمانی در سطح مراتع.
2- مکانیابی عرصههای مناسب برای استحصال آب باران در سطح حوزه آبخیز.
3- توزیع و مدیریت مناسب آب باران با استفاده از الگوی سطح منبع متغیر.
1-3- تعریف استحصال رواناب و اهمیت بررسی آن
در نظر عامه استحصال آب به صورت زیر تعریف میشود: جمعآوری روانابها از سطح بامها، زمینها و همچنین آبهای گذران فصلی جهت استفاده از روانابها.
جمعآوری آب باران عبارت است از مجموعه اقدامات و عملیات و فعالیتهایی که به ذخیره شدن روانابهای سطحی ناشی از بارش در داخل بانکتها، سطح تراسها و درون حوضچهها و استخرهای ذخیرهی آب برای مصارف گوناگون منجر میشود. این آب برای آبیاری محصولات و مصارف خانگی و ... ذخیره میشود تا در ایام بیباران، کمبود آب حدالامکان جبران شود (طهماسبی و همکاران ، 1385).
در تعریف جمعآوری آب باران بین متخصصان آبشناسی و آبیاری اختلاف نظر وجود دارد. بعضی از این کارشناسان حتی احداث سدهای مخزنی را هم در زمرهی کارهای جمعآوری آب باران میدانند (کلاف،1979). بسیاری از تحقیقات در هند و پاکستان و فلسطین اشغالی نشان میدهد که تلاش اصلی در این جهت است که مردم ساکنان مناطق خشک و نیمهخشک، با فناوری و روشهایی آشنا شوند که از بارندگی موجود با ایجاد رواناب بیشتر، جمعآوری مناسب، ذخیرهی سریع‌تر و عملیتر و محافظت در مقابل تبخیر و هدررفت، به آب بیشتری دسترسی پیدا کنند و امکان استمرار زندگی آن‌ها با حفظ الگوی کشاورزی و دامپروری محقق گردد (حسینی ابریشمی، 1373).
باید توجه داشت در اکثر مناطقی که آب به اندازهی کافی وجود ندارد، به دلیل تراکم کم جمعیت، زمینهای بسیاری وجود دارد، در نتیجه حداقل 5 تا 20 برابر آنچه که میتوان با آب باران موجود و آب زیرزمینی و ... به زیر کشت برد، زمین موجود است. بنابراین امکان تخصیص بخشی از اراضی برای جمعآوری رواناب و سیلاب در بسیاری از این مناطق وجود دارد (طهماسبی و همکاران، 1385).
جمعآوری آب باران به روشهای گوناگونی انجام میشود. در مناطق خشک و نیمهخشک، کمبود آب با جمعآوری آب باران تا حدودی قابل جبران است، این کار شامل ایجاد رواناب، جمعآوری و ذخیره و حفاظت از آب ذخیرهشده است تا به مصرف گیاه و محصول مورد نظر برسد، یعنی از یک طرف در حد امکان در عمق ریشه و در دسترس ریشه ذخیره شود و از طرف دیگر در سطح خاک خیلی راکد باقی نماند که تبخیر شود (طهماسبی و همکاران، 1385).
جمعآوری آب باران در مفهوم گسترده، کلیه روشهای مربوط به متمرکز کردن، ذخیرهسازی و جمعآوری رواناب حاصل از آب باران را به منظور مصارف خانگی و کشاورزی را دربر میگیرد (راکشتورم، 2000؛ شودرلند و فن، 2000). این سیستمها میتوانند در سه گروه عمده طبقهبندی شوند: 1- حفظ رطوبت در مکان (حفاظت آب و خاک) 2- تمرکز رواناب به منظور کشت محصولات در سطح زمین 3- جمعآوری و ذخیره رواناب از سقفها و سطح زمین (در ساختارهای مختلف به منظور مصارف خانگی و کشاورزی) (فالکن مارک و راکشتورم، 2004).
استفاده تولیدی نیز شامل تأمین آب شرب و ذخیره آن، تمرکز روانابها برای گیاهان، درختچهها و درختان و یک استفاده کمتر متداول یعنی پرورش ماهی و اردک میباشد.
واژه استحصال آب برای اولین بار توسط گدس (1963) به کار برده شد، اگر چه این واژه یک واژهی هیدرواگرونومی است، اما هنگامی که برای مهار رواناب سطحی به کار برده شود، میتوان آن را جزو واژگان هیدرولوژی به حساب آورد. علت این امر مبتنی بر توان بالقوه استحصال آب در تأمین و حفاظت آب، مهار سیلابها و فرسایش خاک است. مایرز (1975) و پاسی و کالیس (1986) بر اساس تعریف گدس، "جمعآوری و ذخیره هر نوع رواناب سطحی برای مصرف در کشاورزی" را استحصال آب نامیدهاند.
تعاریف فوق هر چند دارای مفهوم گستردهای است اما بیانگر تعریف کاملی از استحصال آب نمیباشد، زیرا جمعآوری و ذخیره روانابهای سطحی تنها نمیتواند با هدف مصرف آب برای کشاورزی و محدود به آن باشد. از این رو متخصصین زیادی سعی در ارائه‌ی تعاریف جامعتر و گویاتر بعد از تعریف ارائه شده توسط گدس نمودند. به نحوی که هر یک با هدف ویژه مورد نظر خود تعاریفی را بیان داشتهاند (اسمعلی و عبداللهی، 1389).
پاسی و کالیس (1986) با محدود کردن موضوع استحصال آب به جمعآوری آب باران و روانابهای ناشی از آن از طریق احداث سطوح آبگیر کوچک مقیاس که نزولات جوی مستقیما بر آن‌ها نازل میشود، به صورت "جمعآوری و ذخیره آب باران در محل نزول، جهت تأمین آب برای مصارف مختلف" تعریف کردهاند.
مایرز (1964) بیان داشت "به فرآیند جمعآوری و ذخیره بارش از زمینی که به منظور افزایش رواناب حاصل از باران و ذوب برف دست‌کاری شده باشد" را استحصال آب گویند.
هادسون (1981) با ارائه تعریف مشابه، استحصال آب در محل نزول ریزشهای جوی و در اولین مراحل تشکیل روانابهای سطحی را به عنوان استحصال آب برای تأمین و حفاظت آب تلقی نموده است.
با توجه به تعاریف فوق استحصال آب مشتمل بر جمعآوری ذخیره و بهرهبرداری از آبهای جمعآوری شده است که منشأ آبهای استحصالی نیز بارشهای جوی و روانابهای ناشی از آن‌ها در اولین مراحل تشکیل و قبل از پیوستن به رودخانههای دائمی است.
الگوهای بارش در نواحی نیمهخشک از لحاظ پراکنش مکانی و زمانی، غیرقابل پیشبینی هستند. بنابراین برای دستیابی به یک مدیریت موفق، کنترل رواناب از اهمیت بسیار بالایی برخوردار میباشد (امبیلینی و همکاران، 2000). گذشته از این، با توجه به اینکه در چنین مناطقی، حجم اندکی از بارندگی به ناحیه ریشه میرسد، تولید ضعیف محصول و حتی در برخی موارد، عدم موفقیت محصول میتواند از جمله عوامل محدود کننده در چنین مناطقی باشد که استحصال آب از رواناب باران می‌تواند به مشکل کم آبی در منطقه کمک کند (راکشتورم ،2000). مورد دیگر مربوط به توزیع بارندگی میباشد. توزیع بارندگی فرآیندی در خصوص تکرار بارش در فصل خشک میباشد که در چنین مناطقی قابلیت دسترسی آب در خاک در طول فصل رشد، ضعیف میباشد (راکشتورم، 2000). این امر موجب کاهش پتانسیل تولید محصول و در شدتهای زیاد موجب افزایش خطر نابودی محصول میگردد. به این ترتیب کنترل و جمعآوری رواناب در این مناطق از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا حجم رواناب دریافتی میتواند به طور موثری برای حمایت از محصولات کشاورزی طی یک روش محیطی و اقتصادی مناسب، بهرهبرداری گردد (زیادت و همکاران، 2006).
این واقعیت که بارش باران در مناطق خشک و نیمهخشک بسیار ناچیز است و یک میلی‌متر آب ذخیره شده برابر یک لیتر در مترمربع است. اهمیت ذخیرهی آب، جدا از مقدار آب جمعآوری شده، مشخص میشود. از میان سه عامل خاک، آب و انرژی خورشیدی، آب مهمترین عامل محدود کننده تولیدات گیاهی در مناطق خشک است. در بسیاری از نقاط کشور به علت عدم وجود منابع با کیفیت مناسب آب، زندگی و حیات عدهی زیادی از مردم به بهرهبرداری از رواناب و استحصال آب بستگی دارد. به عنوان مثال در منطقه چابهار جمعیتی معادل 338407 نفر از طریق استفاده از رواناب و سیل که با مشارکت اهالی احداث شده، به حیات خود ادامه میدهند (ازکیا، 1374). در شهرستان بیرجند، 82 هزار هکتار اراضی دیم گندم با استفاده از آب باران و بندسار به وجود آمده است. در گناوه حوزه آبخیز درهی گپ، با استفاده از بندسارها به کشت خرما اشتغال دارند (صفاری، 1383). در کل منافعی که مردم از جمعآوری آب دارند، بر زندگی اجتماعی و اقتصادی آن‌ها موثر است و نقش کلیدی در احیا و جلوگیری از تخریب زمینها توسط فرسایش آبی و بادی و ایجاد زمینهای بایر دارد.
هنگامی که استحصال آب برای ذخیرهسازی آن در توده خاک مد نظر باشد، در این صورت سهولت دسترسی گیاهان به آب را دنبال خواهد داشت. نتایج تحقیقات انجام شده بر این نکته تاکید دارند که میزان آب موجود در پروفیل خاک، به ویژه در عمق سطحی خاک، تابعی از رطوبت موجود در عمقهای زیرین است و استحصال ریزشهای جوی در محل نزول، عامل اصلی در افزایش رطوبت مورد نیاز گیاهان در محل استقرار آن‌ها تلقی میشود. این موضوع در شرایطی که میزان بارندگی در فصل رشد گیاهان کافی نباشد، از اهمیت بیشتری برخوردار بوده و ذخیره رطوبت در خاک در فصول پرباران تا حد قابل توجهی نیاز گیاهان را تأمین میکند (راویتز و همکاران، 1981).
در انتخاب روش، قبل از هر چیز جنبههای فرهنگی و اجتماعی باید مورد توجه قرار گیرد، زیرا در موقعیت و شکست فنآوریها اثر میگذارد. از این رو باید به خواستها و علائق مردم و همچنین هزینههای لازم توجه خاص به عمل آید. علاوه بر ملاحظات اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی، در یک برنامه استحصال آب رعایت جنبههای فنی که باعث پایداری میشود، از اهمیت والایی برخوردار است و باید مورد توجه قرار گیرد.
با توجه به اهمیت جمعآوری آب باران در ایران و استفاده از آن در کشاورزی و شرب به چند نکته اشاره میکنیم:
1- هدر رفتن 40 تا 50 میلیارد متر مکعب در سال از آبهای سطحی کشور.
2- فروکش کردن سطح سفره آب زیرزمینی و ضرورت تغذیه بیشتر آن.
3- شور شدن اراضی در بعضی از مناطق مثل خوزستان که رواناب کشور به دلیل جمعآوری نشدن در بالا دست، به آن مناطق سرریز و باعث شور شدن اراضی میشود.
4- ضرورت ایجاد اشتغال در حوزه کشاورزی و منابع طبیعی کشور و تأمین آب در حکم اولین عامل مورد نیاز و اولین عامل امکانسنجی.
5- ضرورت افزایش سرانه پوشش جنگلی که در جهان 7/0 تا 8/0 هکتار برای هر نفر و در ایران 2/0 یا کمتر از آن برای هر نفر است.
6- حفاظت خاک و حفظ حجم مفید مخازن سدهای ساخته شده و در دست احداث.
7- عقب بودن سیستم شبکههای آبیاری و زهکشی، به طوری که از حدود 26 میلیارد مترمکعب جمعآوری شده به کمک سدها، تنها 6 میلیارد مترمکعب در سیستمهای مهندسی آبیاری و زهکشی جریان مییابد.
8- وسعت کشور و اهمیت حفاظت آن در همه مناطق مستعد از نظر بهرهبرداری و مسائل امنیتی.
9- اهمیت سرمایهگذاریهای کوچک با جمعآوری آب باران، به خصوص در مناطق محروم.
10- اهمیت جمعآوری آب از نظر مسائل زیست محیطی تا بسیاری از آلودگیهای وارد شده به سدها را کنترل کند. مثال بارز این آلودگی، سد قشلاق سنندج است که در اثر جریانهای فصلی، آلوده شدهاست.
11- کنترل و مهار رواناب برای کنترل سیلاب و کاهش خسارتهای وارد شده به اراضی کشاورزی، مناطق مسکونی و ساختمانها و تأسیسات راهها.
1-4- مزایای بهرهگیری از سیستمهای استحصال آب
تحقیقات نشان داده است که اگر از سیستمهای بومی موجود استفاده شود و اطلاعات جدید به استفادهکنندگان انتقال یابد و انجام روشها هدفمند باشد، به بهینهسازی مصرف آب کمک میکند (اسمعلی و عبداللهی، 1389) به طوری که:
برای بیابانزدایی نیازمند به برنامهریزی دراز مدت است. با احیا و توسعهی سیستمهای استحصال آب، بین مقابله با بیابانزایی و توسعه استفاده از منابع آب، هماهنگی به وجود میآید.
باعث هماهنگی بین منافع اکولوژیکی، اقتصادی و اجتماعی میشود. زیرا که به افزایش پوشش گیاهی، بهبود وضع معیشتی و ایجاد مشارکت و همدلی بین مردم میانجامد.
با اجرای این شیوه یک مدیریت تدریجی در منابع حاصل میشود.
انجام پروژه به خودکفایی و احیای اقتصادی منجر و باعث تداوم برنامهها و مدیریت بیشتر میشود.
از تخریب مراتع و فرسایش خاک جلوگیری میشود.
راندمان استفاده از منابع افزایش مییابد.
اراضی تخریب یافته و زمینهایی که منشا رسوباند، با هزینه کمی احیا میشوند.
برداشت از سفرههای زیرزمینی کاهش یافته و بین برداشت و تغذیه هماهنگی به وجود میآید و روند شوری کاهش مییابد (به واسطهی استفاده از آب با کیفیت بالا).
1-5- سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)
برنامهریزی جهت انجام هر کاری نیازمند داشتن اطلاعات مربوط به آن است که این نیازمندی برای استفادههای انسان از سرزمین نیز صادق است. بدون داشتن اطلاعات مربوط به منابع اکولوژیکی اساساً نمی‌توان بخشهای دیگر فرآیند برنامهریزی استفاده از سرزمین را انجام داد. گردآوری اطلاعات در ابتدا با آماربرداری و نمونهبرداری از منابع انجام میشد، اما برنامهریزی دقیق و بهتر نیازمند اطلاعات مکانی از منابع یا اطلاعات فضایی منابع میباشد که آن را برنامهریزی با نقشه میگویند. سیستم اطلاعات جغرافیایی در دهه 1970 برای فراهم آوردن قدرت تجزیه و تحلیل مقادیر زیادی از دادههای جغرافیایی توسعه یافتند. مرور علمی بر به کارگیری GIS در جهان نشان میدهد که طراحی و توسعه این سامانه در سال 1963 در کانادا آغاز شد و در سال 1965 به صورت اجرایی در آمد. اولین نمونه GIS در کشور کانادا تحت عنوان CGIS نامیده شد. در حال حاضر این سیستم در بسیاری از کشورهای جهان به طور گستردهای مورد استفاده قرار میگیرد. گستردگی مفهوم و زمینههای کاربرد این سامانه موجب شده است تا واژهGeo Information Sys-- نیز به آن اطلاق و به طور روزافزونی در منابع علمی مورد استفاده قرار میگیرد. لازمه استفاده از GIS داشتن دانش کافی از مبانی، اصول و سازماندهی آن است و نیز آگاهی از قابلیتها و محدودیتهای آن میباشد (مخدوم، 1380).
1-5-1- تعریف GIS
برای GIS تعاریف مختلفی ارایه شده است که به برخی از آن‌ها اشاره میگردد:
مجموعهای از ابزارهای قوی برای گردآوری، ذخیرهسازی، بازخوانی، تغییر شکل و نمایش دادههای مکانی مربوط به جهان واقعی و برای اهداف مشخص میباشد (بوروغ، 1996).
GIS یک سیستم کامپیوتری برای ورود، ذخیرهسازی، بازیابی، آنالیز و نمایش دادههای مکانی است (کلارک، 1986).
به طور کلی GIS برای جمعآوری و تجزیه و تحلیل دادههایی استفاده میشود که موقعیت جغرافیایی آن‌ها یک مشخصه اصلی و مهم محسوب میشود. وظایف یک GIS در چهار گروه کلی شامل کسب، نگهداری، تجزیه و تحلیل و تصمیمگیری میباشد. GIS میتواند به عنوان ابزار سودمند و مفید در جهت نیل به اهداف خاص مورد استفاده قرار بگیرد، همچنین این سامانه میتواند به عنوان واسطه و پلی بین اطلاعات خام و مدلهای جمعآوری رواناب جهت خروج مطمئن دادهها و پردازش آن‌ها به کار گرفته شود، که این سامانهها دارای دو ویژگی هستند:
- ایجاد ارتباط دو طرفه بین اجزای نقشه و دادههای مربوط به آن‌ها در پایگاه دادهها.
- انجام تحلیل بر اساس دادههای موجود و اجرای مدلهای مختلف در منطقه مورد بررسی و کمک به پژوهشگران در ایجاد مدلهای نوین و منطبق با ویژگیهای محل.
1-5-2- مزایای استفاده از GIS
با استفاده از محیط GIS و امکانات نرمافزاری و سختافزاری این سیستم و همچنین با پیاده کردن راهحلهای ریاضی و منطقی در GIS میتوان مدلهای تجربی را به صورت رقومی در یک چارچوب قابل پردازش ارائه کرد.
ویژگی بارز و با ارزشی که GIS را از دیگر سیستمهای اطلاعاتی جدا میسازد، توانایی به کارگیری توأم دادههای مکانی و توصیفی است. توانایی مدیریت عوارض جغرافیایی با مقیاسهای مختلف، از ابزارهای دیگر GIS است که در علوم مختلف کاربرد فراوان دارد.
از نکتههای بسیار مهم در به کارگیری GIS، محاسبه ارزشهای وزنی برای عوامل مختلف حوزه آبخیز است. علاوه بر این GIS به هنگامسازی دادههای وارد شده را در هر زمان امکانپذیر میسازد. بدین ترتیب در صورت هر گونه تغییر در سیمای طبیعی زیرحوزهها، با دخالت آن‌ها میتوان نتایج جدیدتر را اخذ کرد.
1-6- مرور منابع
آکادمی ملی علوم واشنگتن (1985) نشان داد که بهبود منابع تأمین آب شرب در مراتع نیمهخشک یا نقاط دوردست حوزه آبخیز، ارزش چراگاهی آن‌ها را بالا میبرد و استفاده کاملتر از علوفه آن‌ها را امکانپذیر میسازد.
ریسزوو همکاران (1991) نسبتهای مختلف سطح جمعآوری کننده آب باران به سطح زیر کشت را مورد بررسی قرار داده و نتیجه گرفتند عملکرد محصول با نسبت 1 به 1 در مقایسه با شاهد 71/1 برابر عملکرد محصولات غلات شده است.
بور (1994) با انجام آزمایشاتی در پاکستان، سیستم جمعآوری آب باران برای درخت پسته، سطح مناسب جمعآوری کننده رواناب باران را برای منطقهای با بارش متوسط سالانه 240 میلی‌متر، 40 متر مربع ذکر کرده است.
گوپتا (1994) اثر اقدامات و عملیات استحصال آب باران را برای گیاه Neem در مناطق بیابانی هند را مورد بررسی قرار داده و نتیجه گرفت که تولید بیوماس گیاه Neem تا 4 برابر و از 69/1 تن در هکتار به 3/6 تن در هکتار رسید.
بور و بنعاشر (1996) تحقیقات مشابه را در فلسطین اشغالی و نیجر برای محصولات مختلف انجام دادهاند و سطح مناسب جمعآوری کننده رواناب و مقدار تلفات نفوذ عمقی در سالهای پرباران، با باران متوسط را محاسبه کردهاند.
اسچیتکاک و همکاران (2004) تأثیر تکنیکهای جمعآوری آب با حفظ آب و خاک در جنوب استرالیا را مورد مطالعه قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که به ویژه در سالهای خشک در حوزه ایمپلوویوم میتوان آب مورد نیاز برای آبیاری تکمیلی را برای کشت درخت زیتون فراهم کنند به شرط آنکه با توجه به بارش متوسط 235 میلی‌متر، نسبت حوزه آبخیز به تراسهای جمعآوری کننده رواناب حداقل 4/7 باشد.
وینار و همکاران (2005) به بررسی پتانسیل حوزه آبخیز توکلا در جنوب آفریقا برای جمعآوری آب باران از طریق GIS پرداختند و به این نتیجه رسیدند که 18 درصد از منطقه پتانسیل بالایی برای تولید رواناب دارد.
ذاکاری و همکاران (2007) به مقایسه مدل ارزیابی آب و خاک (SWAT) و مدل ابزار یا ارزیابی آب و خاک با سطح منبع متغیر (SWAT-VSA) به پیشبینی رواناب در منطقه کانونسویل در شمال نیومکزیکو پرداختند. آنها همچنین رواناب لحظهای، رواناب سطحی و سفره آب زیرزمینی که در سطح بالاتر از دیگر سفرههای آب زیرزمینی قرار گرفتند را نیز با استفاده از دو مدل فوق مورد بررسی قرار داده و به این نتیجه رسیدند که مدل تلفیقی SWAT-VSA پیشبینی بهتری را انجام میدهد. آنها همچنین نتیجه گرفتند که مدل SWAT-VSA جهت ارزیابی و راهنمایی و مدیریت منابع آبی کاربردیتر است و میتواند به طور دقیقتری پیشبینی کند که رواناب از کجا آغاز میشود تا به صورت بحرانی تحت مدیریت قرار بگیرد.
شیائو و همکاران (2006) اثر جمعآوری آب باران و آبیاری تکمیلی را برای کشت گندم در بهار در هایونچین را مورد ارزیابی قرار داده و نشان دادند که استفاده از آب ذخیره شده برای آبیاری تکمیلی برای کشت در فاروهای بین خطالرأسها 5/5 تا 8/5 درصد بوده است ولی در کشت در گودالهای بر روی خطالرأسها 4/9 تا 6/9 درصد بوده است. آن‌ها به این نتیجه رسیدند که با استفاده از آب باران جمعآوری شده میتوان میزان آب استفاده شده در روش کشت در گودالهای بر روی خطالرأسها را 40/4 درصد در مقابل کشت در فاروها بهبود بخشید.
امبیلینی و همکاران (2007) به مکانیابی مناطق دارای پتانسیل خوب برای جمعآوری آب باران پرداختند و به این نتیجه رسیدندکه 6/23 درصد از حوزه آبخیز ماکانیا در منطقه کلیمانجارو تانزانیا بسیار مناسب برای جمعآوری آب باران میباشد.
ونگ کاهیندا و همکاران (2007) اثر جمعآوری آب باران و آبیاری تکمیلی به منظور افزایش بهرهوری کشاورزی وابسته به باران در مناطق نیمهخشک زیمباوه را بررسی و نتیجه گرفتند که آبیاری تکمیلی ریسک ناشی از شکست کامل محصول از 20 درصد را به 7 درصد کاهش داده و تولید آب از رواناب باعث افزایش تولید محصول از 75/1 کیلوگرم در مترمکعب به 3/2 کیلوگرم در مترمکعب با توجه به کاهش بارندگی درون فصلی شده است.
استورم و همکاران (2009) اقتصادی بودن برداشت آب باران به عنوان منبع آب جایگزین در سایت روستایی در شمال نامبیا را مورد بررسی قرار دادند. در این تحقیق که سقف آهنی موجدار پشت بامها به عنوان مناطق جمعآوری آب باران استفاده شده به این نتیجه رسیدند که این سیستمها از نظر اقتصادی امکانپذیر میباشند.
اسماعیلی (1997) اثر روشهای مختلف استحصال آب باران در عرصههای منابع طبیعی تجدید شونده در آذربایجان شرقی را مطالعه کرده و نتیجه گرفت که این روشها باعث افزایش سبز شدن بذور مرتعی تا میزان 5 برابر شده است.
گازریپور (1997) جمعآوری آب باران برای کشت درخت بادام در منطقهای با بارندگی سالانه 200 میلی‌متر را بررسی کرده و نتیجه گرفت در حوضچههایی با شیب 2 تا 5 درصد، عملکرد بادام تا 40 درصد نسبت به سطح شاهد افزایش داشته است.
طهماسبی و همکاران (1384) رابطه مشخصات اقلیمی، خاک و نیاز آبی ذرت علوفهای (SC 704) در منطقه لشگرک برای طراحی سیستم جمعآوری آب باران در مناطق خشک و نیمهخشک را مورد بررسی قرار دادند و با توجه به دوره رشد گیاه، نیاز آبی، عمق خاک و عمق ریشه نسبت سطح جمعآوری کننده رواناب به حجم مخزن یا استخرهای سرپوشیده مورد نظر برای تأمین حداقل یک سوم تا حدود دو سوم آب مورد نیاز گیاه به ترتیب در سالهای خشک و سالهای پرباران را محاسبه کردهاند.
طهماسبی و رجبیثانی (1385) جمعآوری آب باران در عرصههای طبیعی را راهحلی برای رفع مشکل کم آبی در مناطق خشک و نیمهخشک دانسته و بر اساس مطالعهای که در حوزه آبخیز لتیان انجام داد مناسبترین سطح جمعآوری کننده رواناب برای گیاهان مختلف و نیاز آبی معین را بدست آورد و با انجام پژوهشی مشخص شد چنانچه بخشی از آب باران در استخری ذخیره شود امکان توسعه سطح زیر کشت درختان در مناطق خشک و نیمهخشک وجود دارد.
صادقی و همکاران (1385) به مقایسه دیمزارها و مراتع فقیر در تولید رواناب و رسوب در تابستان و زمستان را با استفاده از بارانساز مصنوعی در حوزه گرگک در استان چهار محال بختیاری انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که میزان رواناب و رسوب در فصل تابستان در مراتع فقیر در سطح اعتماد 99 درصد بیشتر از دیمزارها میباشد در صورتی که در فصل زمستان تولید رواناب و رسوب در دیمزارها در سطح اعتماد مشابه بیشتر از مراتع فقیر میباشد.
مدیریت منابع تجدیدشونده و توسعه پایدار امروزه نیازمند مناسبترین و سریعترین روش تهیه و تلفیق اطلاعات جهت مدیریت بهینه و برنامه‌ریزی‌های خود میباشد. در این زمینه سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) میتواند این نقش را به خوبی به عهده گیرد (نامجویان، 1381).
1-7- طبقهبندی روشهای استحصال آب باران و سامانه سطوح آبگیر
با توجه به منشأ اصلی آب، سامانههای سطوح آبگیر باران به چهار گروه به شرح زیر تقسیم میشوند (ریج و همکاران، 1987):
الف- سامانه ویژهی استحصال آب رودخانههای دائمی و فصلی.


ب- سامانه ویژه استحصال آب از منابع زیرزمینی و روانابهای زیر قشری.
ج- سامانههای ویژه استحصال مستقیم آب باران در محل نزول و یا در اولین مراحل تشکیل روانابهای سطحی و ورقهای شکل.
د- سامانه ویژهی استحصال تندآبها و سیلابها به صورت روانابهای سطحی متلاطم و متمرکز در پای دامنههای شیب‌دار، خشکهرودها، آبراههها و مسیلها.
افزون براین، سامانههای سطوح آبگیر باران را میتوان از لحاظ موقعیت محل استقرار، نوع تیمارهای مصنوعی در سطوح آبگیر، شکل ظاهری، چگونگی عملکرد، کاربرد و نوع رواناب (از لحاظ عمق و حجم جریان آب) به شرح زیر طبقهبندی کرد (اسمعلی و عبداللهی، 1389):
الف- سامانههای سطوح آبگیر باران با سطح تیمار شده (مصنوعی)، شامل:
الف-1- سامانههای جمعآوری آب باران برای ذخیرهی آب جهت مصارف شرب و خانگی.
الف-2- سامانههای جمعآوری آب باران برای ذخیره رطوبت در پروفیل خاک جهت زراعت، درختکاری و احیای پوشش گیاهی در مراتع از طریق استحصال مستقیم ریزشهای جوی در محل نزول و یا روانابهای سطحی و ورقهای.
ب- سامانههای سطوح آبگیر باران با سطح آبگیر طبیعی شامل:
ب-1- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای نسبتاً متلاطم برای آبیاری تکمیلی و یا زراعت سیلابی از طریق ذخیره رطوبت در پروفیل خاک و یا تغذیه مصنوعی آبخوانهای نیمهعمیق و استحصال آب از طریق چاههای دستی.
ب-2- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای متلاطم از طریق ذخیره آب در حوضچهها و مخازن سطحی، جهت تأمین آب شرب دامها و آبیاری تکمیلی.
ب-3- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای متلاطم پرحجم با هدف پخش سیلاب جهت زراعت نیمهدیم، احیای پوشش گیاهی در مراتع، ایجاد مراتع مشجر و جنگلکاری در مناطق خشک و نیمهخشک.
ب-4- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای سطحی با سطوح آبگیر تلفیقی (مصنوعی و طبیعی) جهت ذخیره رطوبت در پروفیل خاک برای زراعت، احیای مراتع، تغذیه آبخوانهای نیمه عمیق و یا ذخیرهسازی آب جهت مصارف مورد نظر.
ج- سامانههای سطوح آبگیر باران زیرزمینی، شامل:
ج-1- سامانههای کاریز یا قنات.
ج-2- سامانه چاه افقی.
علاوه براین، برخی از متخصصین استحصال آب، سامانههای سطوح آبگیر باران را از نظر شکل و کاربرد به گروههای متفاوتی تقسیم کردهاند. به نحوی که در این خصوص مهمترین تقسیمبندی انجام شده شامل موارد زیر است(اسمعلی و عبداللهی، 1389):
1- سامانههای سطوح آبگیر باران مصنوعی جهت جمعآوری آب برای تأمین آب شرب انسان و دام و مصارف خانگی.
2- سامانههای سطوح آبگیر مصنوعی و تیمار شده جهت جمعآوری آب برای تأمین آب کشاورزی و ذخیره رطوبت در پروفیل خاک با هدف احیای پوشش گیاهی در مراتع و جنگلکاری در مناطق خشک و نیمهخشک.
لازم به توضیح است که منظور از سطوح آبگیر تیمار شده، سطوح آبگیری هستند که با انجام یک سری اقدامات نظیر تسطیح، جمعآوری سنگریزه و بقایای گیاهی، کوبیدن و فشردن خاک، سنگفرش و ایجاد سطح غیرقابل نفوذ با استفاده از مواد شیمیایی، سیمان، مالچهای نفتی و ... آماده میشوند.
1-8- انواع سازههای استحصال آب
به طور کلی انواع سازههای استحصال آب باران را میتوان به شرح زیر بیان کرد (اسمعلی و عبداللهی، 1389):
1- بند مخزنی: روش جمعآوری آب به وسیله بند به شکل گسترده در بسیاری از مناطق کشور رواج دارد. با وجود این، متاسفانه آموزش افراد بومی در مهارتهای تکنیکی همگام با اجرای این فن پیش نرفته است، در نتیجه نگهداری و بهرهبرداری از مخازن بیشتر به عهدهی سازمان مرکزی حکومت است.
2- بند رسوبگیر و تنظیمکننده: ثابت شده است در نواحی خیلی خشک، رسوبگیرها موثرتر و قابل اعتمادتر از سیستمهای دیگر جمعآوری آب هستند. با وجود این، کم بودن حجم ذخیره رسوبگیرها ممکن است مانعی برای استفاده از این روش در کشاورزی روی زمینهای وسیع باشد.
3- حفیره: حفیره را میتوان به آسانی طراحی و ساخت. به طوری که این گونه مخازن قادرند با غرقاب کردن زمین، حجم نسبتا زیادی آب را ذخیره کنند. در مناطق نیمهخشک استفاده از حفیره به خاطر سهولت احداث و به کارگیری آن در سیستمهای یکپارچه برای محصولات و کاشت گیاهان مرتعی مناسبتر است.
4- هوتک: هوتکها در اساس پشته خاکی کوچکی است که در قسمتهایی که سیلاب جاری میشود ساخته میشود (کوثر، 1374).
5- خوشاب: در بخش جنوبشرقی ایران این سیستم سنتی به منظور زراعت سیلابی به کار گرفته شده است.
6- سازههای مهندسی: این سازهها دایرههای کوچک یا مربع در روی زمیناند که با ملات آهک و یا سیمان و آهک و ماسه معمولی و ... ساخته میشوند و با به کارگیری آهن و شبکههای آهنی، ورودی و خروجی آنها محافظت میشوند.
7- سازههای تراوشی: یک روش بینظیر ذخیره آب و حفظ رطوبت در پروفیل عمیق و مناسب خاک است که توسط موانع طبیعی حوزهی آبخیز احاطه شدهاند. در این سیستم، رواناب بالادست و سطوح سنگی، در پایین درهها و موانع متوالی جمع میشود و برای ایجاد زراعت در سطح آنها استفاده میشود.
8- سازههای عرضی: که شامل احداث سازههای عمود بر جهت جریان است که یک مقطع خاکریزی همراه با سرریز بوده و برای نگهداشت آب به منظور غرقاب کردن اراضی بالادست در طی فصل بارانی به کار میرود.
9- آهار: در واقع مجموعهای از خاکریزهای به ارتفاع 3 مترند که در اراضی با شیب بسیار کم بر روی خطوط تراز احداث میشوند و طول خاکریزها در برخی موارد به چندین کیلومتر میرسد.
10- آبانبار: روشی برای دسترسی و استفادههای مستقیم از آبهای زیرزمینی است. در آبانبار به جای اینکه با احداث چاه، آب را توسط وسایلی به سطح زمین برسانند با احداث پلههای زیرزمینی، مستقیما به سراغ آن میروند.
11- تورکینست: یک نوع سازهی آبخیزداری است که عموما برای مناطق کم شیب به منظور ذخیره و جمعآوری آب باران و سیلاب احداث میشود. شکل معمول تورکینست دایرهای متمایل به بیضی است.
فصل دوم
مواد و روشها
2- مواد و روشها
2-1- منطقه مورد مطالعه
2-1-1- توپوگرافی و فیزیوگرافی
حوزه آبخیز سمبورچای با مساحت 3/748 کیلومترمربع درشمال استان اردبیل و به دلیل وسعت زیاد، به مقدار 94/72 درصد برابر 07/544 کیلومترمربع در محدوده شهرستان گرمی (مغان)، 68/19 درصد برابر 92/147کیلومترمربع از جنوب در محدوده شهرستان مشگینشهر و 37/7 درصد آن برابر 29/56 کیلومترمربع از شمال در محدوده شهرستان بیلهسوار قرار گرفته است و از نظر موقعیت جغرافیایی بین 14،19،47 تا 59،55،48 طول شرقی (E) و 18،6،37 تا 39،42،39 عرض شمالی (N) واقع شدهاست.
حداکثر ارتفاع حوزه آبخیز 2244 متر در جنوب غربی و حداقل ارتفاع در خروجی آن برابر 320 متر از سطح دریا می‌باشد که به رودخانه دره رود منتهی میشود.
2-1-2- هوا و اقلیم شناسی
این منطقه دارای آب و هوای نیمهخشک است. بارشهای سالانه ایستگاههای موجود در منطقه، در یک دوره مشترک 12 ساله مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتهاند. به منظور تجزیه و تحلیل بارش منطقه، از آمار بارش ایستگاههای اطراف حوزه آبخیز استفاده شده است که در نهایت 12 ایستگاه بارندگی از سازمان هواشناسی کشور را شامل میشود. بر اساس مجموعه آمار ایستگاههای موجود، متوسط بارندگی سالانه 236 میلی‌متر است که از 291 تا 386 میلی‌متر تغییر میکند. در این تحقیق صرفاً از آمار بارش سازمان هواشناسی کشور استفاده شد که این امر به دلیل طول مناسب دوره آماری، همگن بودن و کیفیت خوب آن‌ها میباشد. در بررسی اقلیم منطقه از روش دومارتن اصلاح شده استفاده شده است. جدول 2-1، طبقهبندی اقلیم را در روش دومارتن اصلاح شده نشان میدهد.
رابطه 2-1 A= PT+10که در آن: Ai، شاخص خشکی (ضریب خشکی)؛ P، متوسط بارش سالانه (میلی‌متر)؛ T، متوسط دمای سالانه (درجه سانتیگراد) میباشند.
جدول 2-1: طبقهبندی اقلیمها در روش دومارتن اصلاح شده
>55 55- 33 33- 28 28- 24 24- 20 20- 10 10- 0 مقادیر Ai
بسیار مرطوب ب بسیار مرطوب الف مرطوب نیمه مرطوب مدیترانه‎ای نیمه‎خشک خشک اقلیم
2-2- روش تحقیق
2-2-1- مطالعات کتابخانهای و اقدامات اولیه
جمعآوری اطلاعات، گزارشهای مطالعاتی و پژوهشهای قبلی انجام یافته در رابطه با موضوع تحقیق و مطالعه و بررسی آن‌ها:
1- در این مرحله اقدام به جمعآوری پژوهشهای قبلی گردید و نیز دادههای پایه با استفاده از مطالعات انجام شده توسط سازمانها و ادارات مربوطه تهیه شد. جمعآوری آمار و اطلاعات مختلف حوزه آبخیز از جمله: شدت بارندگی، دمای هوا و ارتفاع از طریق اداره هواشناسی استان اردبیل صورت گرفت.
2- بررسی موقعیت، وضعیت عمومی، زمینی و اقلیمی منطقه مورد مطالعه.
شناخت منطقه یکی از موارد مهم در مطالعات استحصال رواناب است که قبل از انجام مطالعات، موقعیت جغرافیایی، وضعیتهای عمومی پستی و بلندی، زمینی و نیز اقلیمی مورد بررسی قرار گرفت.
3- انتخاب و تهیه نقشههای پایه از منطقه تحقیق شامل توپوگرافی، زمینشناسی، کاربری اراضی، خاکشناسی و قابلیت اراضی با توجه به نیاز ضروری انجام طرح.
نقشههای توپوگرافی مورد نیاز طرح، با توجه به وسعت منطقه و دقت مورد نیاز با مقیاس 50000 :1 سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح و نقشههای زمینشناسی با مقیاس 100000 :1 سازمان زمینشناسی کشور تهیه گردید. به علت عدم وجود سایر نقشههای مورد نظر طرح، اقدام به تهیه آن‌ها از روی عکسهای هوایی و تصاویر ماهوارهای گردید.
4- تهیه و تامین عکسهای هوایی و تصاویر ماهوارهای منطقه و انجام مطالعات سنجش از دور برای کسب اطلاعات مورد نیاز و تهیه نقشههای ضروری مورد نیاز طرح.
عکسهای هوایی 20000 :1 سال 1347 از طریق سازمان نقشهبرداری کشور و سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح و نیز تصاویر ماهوارهای لندست TM و ETM+ مربوط به سالهای 1988 و 2002 از طریق سازمان فضایی کشور تهیه شدند.
2-2-2- تهیه نقشههای پارامترهای مؤثر در ایجاد رواناب
2-2-2-1- خطوط توپوگرافی و تهیه نقشه DEM منطقه
برای بررسی وضعیت توپوگرافی در منطقه از طریق GIS، اقدام به رقومیسازی خطوط توپوگرافی از روی نقشههای توپوگرافی شده و با تهیه نقشهی مدل رقومی ارتفاع، عمدتاً در قالب سه بحث عمده شیب، جهت و ارتفاع بررسیهای لازم صورت میگیرد.
برای تهیه نقشه DEM، ابتدا خطوط تراز منطقه از روی نقشه توپوگرافی50000: 1 وارد کامپیوتر شده و با اندازه پیکسل 20×20 متر (قدرت تفکیک زمینی 20 متری) رقومی شده است. در ایران سیستم تصویری UTM یکی از معمولترین روشها بوده و در این تحقیق نیز از این سیستم استفاده شده است (منطقه مورد مطالعه در داخل زون 39 شمالی بود، بنابراین تمامی مطالعات با در نظر گرفتن این زون زمین مرجع شده است). هر خط تراز در حین رقومی کردن، ارزشهای واقعی خود را میگیرند و بدین ترتیب در نقشه نهایی تهیه شده نیز ارزش هر خط تراز بیانگر ارتفاع از سطح دریای آن خط به متر میباشد (عبداللهی، 1381).
در این تحقیق نقشه DEM، خطوط تراز رقومی شده باید از طریق یک نرمافزار GIS مناسب درونیابی شود. برای تهیه نقشه DEM در نرمافزار ArcGIS 9.3 از طریق گزینه Topo to raster (3D) تهیه گردید.
2-2-2-2- نقشه ارتفاع از سطح دریا
عامل ارتفاع از سطح دریا در حوزه آبخیز سمبورچای از آن جهت حائز اهمیت است که تاثیر ارتفاع در ایجاد رواناب به صورت غیر مستقیم و از طریق تبدیل نوع بارش از بارندگی به برف عمل میکند، چرا که از ارتفاع معینی به بالا، اغلب بارش به صورت برف میباشد و همانطوریکه میدانیم برف از طریق ذوب و نفوذ تدریجی، به طور متفاوتی نسبت به باران در ایجاد رواناب عمل میکند. برای تهیه نقشه طبقات ارتفاعی از نقشه DEM استفاده شد. به منظور کلاسهبندی نقشه ارتفاع به طبقات مختلف، منحنی تجمعی ارتفاع برای نقشه DEM تهیه شد.
2-2-2-3- نقشه شیب
مهم‌ترین عوامل توپوگرافی موثر در ایجاد رواناب منطقه شامل شیب، جهت و ارتفاع از سطح دریا میباشد. در صورت یکسان بودن سایر شرایط، هر چه مقدار شیب افزایش یابد رواناب ایجاد شده بیشتر خواهد بود که دلیل آن کاهش پایداری خاک خواهد بود. بسیاری از پارامترهای اقلیمی مانند بارش و دما با ارتفاع تغییر میکند. ارتفاع بر روی نوع و ویژگیهای نزولات تاثیر دارد. هرگاه ارتفاع از حد معینی تجاوز کند بارندگی به صورت برف نازل میشود. همچنین با افزایش ارتفاع، مقدار شیب دامنهها بیشتر میشود و رخسارههای بیرونزده و توده سنگی بیشتر مشاهده شده و سنگها ناتراواتر میشوند (سراجزاده، 1375). اختلاف ارتفاع بین نقاط مختلف در یک حوزه‌ آبریز، ناهمواریهای اراضی آن حوزه را نشان می‌دهد. نسبت اختلاف ارتفاع دو نقطه به فاصله آن‌ها تحت عنوان شاخص شیب معرفی می‌گردد برای شناخت ناهمواری اراضی و شیب از معیارهای متفاوتی استفاده می‌شود. شیب حوزه‌های آبخیز اثر بسیار زیادی در واکنش هیدرولوژیک حوزه‌ها دارد. سرعت جریان‌های سطحی به طور مستقیم به شیب بستگی دارد. افزایش سرعت آب نیروی جنبشی آب و در نتیجه قدرت تخریبی و حمل آن را افزایش می‌دهد همچنین میزان نفوذ آب در خاک با افزایش شیب کاهش می‌یابد و نهایتاً حجم سیلاب و جریانهای سطحی مستقیماً به شیب حوزه بستگی دارد.
جهت برآورد و تعیین میزان شیب حوزه‌های آبریز روشها و روابط متعددی ارائه گردیده که برخی از آن‌ها عبارتند از روش شبکهبندی، روش هورتون، رابطه جاستین، روش شمارش خطوط تراز و .... در مطالعه حاضر با استفاده از GIS نقشه کلاس‌های شیب در مقیاس 50000 :1 و مشتمل بر 5 کلاس سطح حوزه آبخیز تهیه گردیده. برای تهیه نقشه شیب حوزه آبخیز، از نقشه DEM در محیط نرمافزار ArcGIS با استفاده از گزینهSpatial Analyst استفاده گردید. در این نرمافزار نقشه شیب را می‌توان به دو صورت درجه و درصد شیب تهیه کرد و قابلیت آن در این زمینه بسیار بالا بوده و از دقت زیادی برخوردار است (البته دقت نقشه تهیه شده به پارامترهای دیگری از قبیل قدرت تفکیک زمینی و دقت رقومیسازی نیز بستگی دارد). برای منطقه مورد مطالعه با توجه به نوع وهدف کار، مساحت زیرحوزهها، نقشه شیب به درصد تهیه شد.
برای محاسبه متوسط شیب زیرحوزهها، نقشه پلیگونی زیرحوزهها را با نقشه رستری شیب حوزه آبخیز سمبورچای در محیط نرمافزار ArcGIS با استفاده از نوار ابزار Spatial Analyst و سپس ابزار Zonal Statistics قطع داده شد و متوسط شیب برای هر زیر حوزه به دست آمد.
2-2-2-4- نقشه جهت شیب
جهت شیب جهتی است که اگر از بالای شیب به پائین نگاه کنیم سطح شیب به آن جهت متوجه است و در واقع جهتی است که از آن می‌توان خط عمود فرضی به خطوط تراز سطح شیب رسم کرد. مهمترین اثر جهت شیب در میزان دریافت نور خورشید و اثرات ناشی از آن جمله پیدایش اقالیم محلی یا موضعی است. در نیمکره شمالی زمین جهات رو به جنوب و غرب از جهات رو به شمال و شرق برای مدت طولانی‌تری در معرض تابش نور خورشید قرار می‌گیرند و به همین دلیل نیز گرم‌ترند. اثر تابش بیشتر و گرمای زیادتر جهت رو به جنوب و شرق موجب افزایش تبخیر و تعرق سالیانه و در نتیجه کاهش رطوبت خاک می‌شود و به همین علت نیز در جهات رو به جنوب و شرق وضعیت پوشش گیاهی ار نظر تراکم و نوع گیاهان نسبت به سایر جهات تفاوت دارد و اغلب از تراکم کمتری برخوردار است و نتیجتاً فرسایش خاک و تولید رواناب در این جهات بیشتر است (مهدوی، 1378).
اثر مهم دیگر شیب در ذوب شدن برف است. در جهات رو به جنوب و شرق به دلیل گرمای بیشتر، سرعت ذوب برف شدیدتر است. در این مناطق برف کمتری بر روی زمین میماند و ذوب آن به تدریج در زمستان و اوایل بهار انجام میگیرد. به همین دلیل جریان زمستانی رودخانهها در این مناطق بیشتر و جریانهای آن یکنواختتر است. در حالی که در حوزههای آبخیز با جهات رو به شمال و غرب دوام برف در زمستان بیشتر است و عمق و تراکم آن نیز بالاتر است (مهدوی، 1378).
برای تهیه نقشه جهات جغرافیایی نیز از ویژگی‌های خطوط منحنی میزان و خطوط رودخانه‌ها‌، نهرها و آبراهه‌ها و خطوط یالها و نحوه ارتباط یال و قله بر روی نقشه توپوگرافی استفاده می‌شود. تعیین جهت جغرافیایی بدین صورت می‌باشد که جهت هر یک از دامنه‌ها ( یعنی حد پایین یال و دره ) را نسبت به شمال جغرافیایی مشخص می‌نمایند. همانطور که میدانیم مقدار آزیموت از صفر تا 360 درجه تغییر میکند و برای مناطق مسطح، آزیموتی تعریف نمیشود که به همین خاطر در نقشه جهت تهیه شده، ارزش سلولهای مناطق مسطح به طور خاص (مثلا 1- و یا ؟) نشان داده میشود. در نقشه جهت تهیه شده، ارزش هر پیکسل بیانگر آزیموت آن میباشد.
برای کلاسهبندی نقشه جهت میتوان به صورت زیر عمل کرد (درویشصفت، 1379)، به طوری که:
1= شمال، آزیموت بین صفر تا 5/22 و نیز 5/337 تا 360 درجه.
2= شمالشرق، آزیموت بین 5/22 تا 5/67 درجه.
3= شرق، آزیموت بین 5/67 تا 5/112 درجه.
4= جنوبشرق، آزیموت بین 5/112 تا 5/157 درجه.
5= جنوب، آزیموت بین 5/157 تا 5/202 درجه.
6= جنوبغرب، آزیموت بین 5/202 تا 5/247 درجه.
7= غرب، آزیموت بین 5/247 تا 5/292 درجه.
8= شمالغرب، آزیموت بین 5/292 تا 5/337 درجه.
9 = اراضی مسطح با ارزش ویژه.
نقشه جهت توضیح داده شده به روش فوق، برای کلاسهبندی نقشه جهت به نه طبقه (با یک طبقه مسطح) میباشد که در صورت لزوم میتوان طبقات فوق را با هم تلفیق کرده و نقشه جهت چهار یا پنج طبقهای (با یک طبقه اضافی مسطح) تهیه کرد. برای تهیه نقشه جهت حوزه نیز از نقشه DEM در نرمافزار ArcGIS با دستور Spatial Analysis و انتخاب گزینه Aspect تهیه شدهاست. در نقشه جهت تهیه گردید.
2-2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه همباران و همدما
الف- بارش
در منطقه مورد تحقیق، مقدار بارش سالانه تحت تاثیر ارتفاع از سطح دریا، فصول مختلف سال و توپوگرافی منطقه میباشد. در بررسی مقدار و وضعیت بارش منطقه، از ایستگاههای اطراف حوزه آبخیز استفاده شده است. جداول 2-2 و 2-3 به ترتیب مشخصات کلی ایستگاهها و میانگین بارش سالانه را نشان میدهند.
جدول 2-2: مشخصات ایستگاههای بارانسنجی
برزند اصلاندوز انگوت پارسآباد مشکین اردبیل ایستگاه
´53-◦47 ´25-◦74 ´45-◦47 ´46-◦47 ´41-◦47 ´20 -◦48 طول جغرافیایی
´57-◦38 ´26-◦39 ´03-◦39 ´39-◦36 ´23-◦38 ´13-◦38 عرض جغرافیایی
1085 153 466 6/72 1561 1335 ارتفاع (متر)
جعفرلو مرادلو جعفرآباد قوشه قرهخان بیگلو گرمی ایستگاه
´43-◦47 ´45-◦47 ´05-◦48 ´56-◦47 ´39-◦47 ´05-◦48 طول جغرافیایی
´52-◦38 ´45-◦38 ´26-◦39 ´44-◦38 ´05-◦39 ´03-◦39 عرض جغرافیایی
1280 1380 174 1246 596 759 ارتفاع (متر)
جدول 2-3: میانگین بارندگی سالانه ایستگاههای بارانسنجی
جعفرآباد مرادلو جعفرلو قوشه قرهخانبیگلو گرمی به رزند اصلاندوز انگوت مشگینشهر پارسآباد اردبیل ایستگاه
4/277 8/272 9/304 8/258 6/296 3/353 344 1/285 4/319 6/353 6/265 6/278 متوسط بارش سالانه
ب-رابطه ارتفاع- بارش و متوسط بارش منطقه
برای محاسبه رابطه ارتفاع- بارش، از آمار بارندگی ایستگاههای موجود و همچنین ارتفاع از سطح دریای ایستگاهها استفاده شد که در ابتدا نواقص آماری رفع شده و در نرمافزار Excel با وارد کردن ارقام بارش و ارتفاع در دو ستون مجزا، به نحوی که بارش در محور y و ارتفاع در محور x قرار گیرد، رابطه رگرسیونی این دو پارامتر از طریق نرمافزار Excel محاسبه شد (سعدی مسگری و قدس، 1384). رابطه رگرسیونی ارتفاع از سطح دریا- بارش (گرادیان بارندگی منطقه)، در منطقه تحقیق به صورت زیر به دست آمده است:
رابطه 2-2 P=0.050H+275.2 R²=0.625
که در آن: P، میزان درجه حرارت متوسط سالانه بر حسب سانتیگراد؛ H، ارتفاع از سطح دریا به متر میباشد.
برای بدست آوردن بارش متوسط حوزه آبخیز، از نقشه مدل رقومی بارش استفاده گردید. نحوه تهیه مدل رقومی بارش بدین شکل بوده که بعد از بهدست آوردن رابطه رگرسیونی ارتفاع- بارش در Excel، رابطه فوق به ArcGIS منتقل شد و با استفاده از تابع الحاقی Spatial Analyst نرمافزار ArcGIS 9.3 در منوی Spatial Analyst و در زیر منوی Raster Calculator، DEM منطقه به جای H (عامل ارتفاع) در معادله گرادیان قرار داده شد و نقشه همباران حوزه تهیه شده است. پس از تهیه نقشه مدل رقومی بارش، از طریق دستور Reclassify، اقدام به کلاسهبندی نقشه مدل رقومی بارش به 5 کلاس بارش شد. ج- رژیم حرارتی
رژیم حرارتی یک منطقه عبارت از تغییرات متوسط درجه حرارت هوا بر حسب زمان و در مدت یکسان است. هدف از بررسی درجه حرارت در محدوده طرح، تعیین رابطه گرادیان درجه حرارت و تعیین میانگین حرارتی منطقه بر اساس آمار ایستگاههای موجود بوده است.
د- رابطه ارتفاع- درجه حرارت و میانگین دمای سالانه
با بررسی آمار درجه حرارت ایستگاههای ثبت درجه حرارت در منطقه، مشابه روش تهیه مدل رقومی بارش، برای تهیه نقشه درجه حرارت متوسط نیز، بعد از بهدست آوردن رابطه رگرسیونی ارتفاع- درجه حرارت در Excel، رابطه فوق به ArcGIS منتقل شد و با استفاده از تابع الحاقی Spatial Analyst نرمافزار ArcGIS 9.3 در منوی Spatial Analyst و در زیر منوی Raster Calculator، مدل رقومی ارتفاع منطقه به جای H (عامل ارتفاع) در معادله گرادیان قرار داده شد و نقشه همدما حوزه تهیه شده است. رابطه ارتفاع از سطح دریا- درجه حرارت (گرادیان درجه حرارت) در منطقه تحقیق به صورت زیر به دست آمده است همانند بارندگی:
رابطه 2-3 T=-0.003H+15.14 R²=0.824

—d1924

2-1-2- هوا و اقلیمشناسی ......................................................................................................................................21
2-2- روش تحقیق .....................................................................................................................................................22
2-2-1- مطالعات کتابخانهای و اقدامات اولیه ......................................................................................................22
2-2-2- تهیه نقشه پارامترهای موثر در ایجاد رواناب .........................................................................................23
2-2-2-1- خطوط توپوگرافی و تهیه نقشه DEM منطقه ................................................................................23
2-2-2-2- نقشه ارتفاع از سطح دریا......................................................................................................................23
2-2-2-3- نقشه شیب................................................................................................................................................24
2-2-2-4- نقشه جهت شیب ..................................................................................................................................25
2-2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه همباران و همدما ..............................................................................................26
الف- بارش ....................................................................................................................................................................26
ب- رابطه ارتفاع- بارش و متوسط بارش منطقه ...................................................................................................27
ج- رژیم حراتی ............................................................................................................................................................28
د- رابطه ارتفاع- درجه حرارت و میانگین دمای سالانه ......................................................................................28
2-2-3- مقدار بارندگی در دوره بازگشتهای مختلف ........................................................................................28
2-2-3-1- مقدار بارش .............................................................................................................................................28
2-2-3-2- حداکثر بارش 24 ساعته ......................................................................................................................29
2-2-3-3- شدت بارندگی .......................................................................................................................................29
2-2-3-4- رابطه ارتفاع و شدت بارش....................................................................................................................30
2-2-4- شرح تیپهای اراضی ..................................................................................................................................31
2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه سنگشناسی و حساسیت سازند به فرسایش....................................................31
2-2-5-1- چینهشناسی واحدهای رسوبی حوزه آبخیز سمبورچای ................................................................31
2-2-5-1-1- نهشتههای قبل از کرتاسه ...............................................................................................................31
2-2-5-1-2- نهشتههای کرتاسه ...........................................................................................................................32
2-2-5-1-3- نهشتههای پالئوسن- میوسن .........................................................................................................32
2-2-5-1-4- نهشتههای الیگوسن- میوسن ........................................................................................................32
2-2-5-1-5- نهشتههای کوارترنر ..........................................................................................................................34
2-2-6- تعیین نفوذپذیری خاک .............................................................................................................................34
2-2-7- گروه هیدرولوژیکی خاک ...........................................................................................................................36
2-2-7-1- تعیین گروههای اصلی خاک به روش SCS .....................................................................................36
2-2-8- تهیه نقشه شاخص پوشش گیاهی ..........................................................................................................37
2-2-9- نقشه نوع استفاده از اراضی .......................................................................................................................38
2-2-10- تقسیمبندی حوزه به واحدهای هیدرولوژیکی و واحد کاری مناسب ............................................38
2-2-11- تعیین مساحت حوزه آبخیز سمبورچای و واحدهای هیدرولوژیک آن .........................................39
2-2-12- رتبهبندی آبراهههای حوزه آبخیز .........................................................................................................40
2-2-13- طول آبراهه اصلی .....................................................................................................................................41
2-2-14- تعیین ضریب شکل زیرحوزههای مورد مطالعه...................................................................................41
2-2-15- تعیین رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال
و 10 سال ......................................................................................................................................................................41
2-2-16- برآورد مقادیر رواناب در هر یک از واحدهای هیدرولوژیک .............................................................42
2-2-16-1- رابطه جاستین .....................................................................................................................................43
2-2-17- برآورد حجم رواناب فصلی و سالانه حوزه آبخیز سمبورچای...........................................................44
2-2-18- محاسبه زمان تمرکز ................................................................................................................................44
2-2-19- نیمرخ طولی آبراهه اصلی و شیب آبراهه اصلی حوزه........................................................................46
2-2-20- برآورد دبی پیک سیلاب .........................................................................................................................46


2-3- بررسی صحت و دقت نقشهها ........................................................................................................................47
2-4- تحلیل دادهها.....................................................................................................................................................47
2-4-1- مدل وزنی طبقهبندی شده .......................................................................................................................47
2-4-2- روش مقایسه زوجی سلسله مراتبیAHP ..............................................................................................48
2-5- مکانیابی عرصههای مناسب استحصال رواناب .........................................................................................51
2-6- مکانیابی عرصههای مناسب استحصال رواناب با استفاده از الگوی سطح منبع متغیر .....................51
فصل سوم: نتایج
3- نتایج تحقیق و بحث در مورد آنها ....................................................................................................................53
3-1- طبقهبندی اقلیمی ...........................................................................................................................................53
3-2- نقشه پارامترهای موثر در ایجاد رواناب .......................................................................................................53
3-3- مقدار بارندگی در دوره بازگشتهای مختلف .............................................................................................60
3-3-1- مقدار بارش ..................................................................................................................................................60
3-3-2- حداکثر بارش 24 ساعته ..........................................................................................................................60
3-3-3- شدت بارندگی ..............................................................................................................................................61
3-4- نتایج مطالعات شدت بارش ............................................................................................................................62
3-5- تیپهای اراضی .................................................................................................................................................65
3-6- نقشههای سنگشناسی و حساسیت سازندها به فرسایش .......................................................................65
3-7- نتایج مطالعات نفوذپذیری خاک ...................................................................................................................67
3-8- تعیین گروههای اصلی خاک به روش SCS ...............................................................................................71
3-9- نقشه شاخص پوشش گیاهی .........................................................................................................................72
3-10- نتایج بررسی واحدهای کاری مناسب .......................................................................................................73
3-11- تهیه نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10
سال و مقادیر آن در هر واحد هیدرولوژیکی ..........................................................................................................76
3-12- رواناب تولیدی از واحدهای هیدرولوژیکی ...............................................................................................78
3-13- زمان تمرکز ....................................................................................................................................................80
3-14- دبی پیک سیلاب ..........................................................................................................................................81
3-15- وزندهی به پارامترها ...................................................................................................................................82
3-16- معیار الویتبندی دادهها ...............................................................................................................................82
3-17- مکانیابی عرصههای مناسب برای استحصال رواناب .............................................................................85
3-18- حجم رواناب فصلی و سالانه حوزه آبخیز سمبور چای ..........................................................................87
3-19- نقشه رواناب خالص تولیدی در منطقه ...................................................................................................89
فصل چهارم: بحث و نتیجهگیری
4-1- بحث و نتیجهگیری .........................................................................................................................................91
4-2- محدودیتهای پژوهش....................................................................................................................................94
4-3- نتیجهگیری کلی ..............................................................................................................................................95
4-5- پیشنهادات...........................................................................................................................................................96
منابع ..............................................................................................................................................................................98
پیوست ........................................................................................................................................................................103
فهرست اشکال
عنوان اشکالصفحه
شکل 3-1: نقشه مدل رقومی ارتفاعی54شکل 3-2: نقشه کلاسهبندی شیب55شکل 3-3: نقشه کلاسهبندی ارتفاعی56شکل 3-4: نقشه جهت طبقه بندی شده در 5 طبقه57شکل 3-5: نقشه کاربری اراضی58شکل 3-6: نقشه مدل رقومی بارش59شکل3-7: نقشه طبقات بارش در 5 کلاس ............................................................................................................59
شکل 3-8: نقشه مدل رقومی دمای متوسط سالانه60شکل 3-9: نقشه طبقات دمایی در 3 کلاس .........................................................................................................60
شکل 3-10: منحنی شدت- مدت- فراوانی ایستگاه برزند61شکل 3-11: نقشه طبقات شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال الف62شکل 3-12: نقشه کلاسهبندی شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل ب ..........................62
شکل 3-13: نقشه طبقات شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال الف63شکل 3-14: نقشه کلاسهبندی شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال ب ....................................63
شکل 3-15: نقشه طبقات شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال الف63شکل 3-16: نقشه کلاسهبندی شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال ب ..................................63
شکل 3-17: نقشه طبقات شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال الف64شکل 3-18: نقشه کلاسهبندی شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال ب .................................64
شکل 3-19: نقشه سازند زمین شناسی حوزه آبخیز سمبورچای67شکل 3-20: منحنی تغییرات سرعت نفوذ نسبت به زمان70شکل 3-21: سرعت نفوذ طبقهبندی شده در حوزه آبخیز سمبورچای71شکل 3-22: نقشه گروهبندی هیدرولوژیکی خاک در حوزه آبخیز سمبورچای72شکل 3-23: نقشه مقادیر NDVI در حوزه آبخیز سمبورچای73
شکل 3-24: نقشه زیر حوزهها و اطلاعات کلی حوزه آبخیز سمبورچای74شکل 3-25: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل الف76
شکل 3-26: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال شکل ب ..................76
شکل 3-27: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته با دوره بازگشت 10 سال شکل الف77شکل 3-28: نقشه رواناب حاصل از شدت بارش یک ساعته با دوره بازگشت 10 سال شکل ب ..............77
شکل 3-29: پروفیل طولی آبراهه اصلی حوزه آبخیز سمبورچای80شکل 3-30، منحنی هیستوگرام جهت طبقه بندی پتانسیل تولید رواناب86شکل 3-31: طبقه بندی اراضی برای استحصال رواناب87شکل 3-32، نقشه حجم رواناب تولیدی در هر زیرحوزه88شکل3-33: نقشه رواناب خالص89فهرست جداول
عنوان جدولصفحه
جدول (2-1): طبقهبندی اقلیمها در روش دومارتن اصلاح شده.......................................................................22
جدول (2-2): مشخصات ایستگاههای بارانسنجی........................................................................................26
جدول (2-3): میانگین بارندگی سالانه ایستگاههای بارانسنجی......27
جدول (2-4): مقیاسی برای مقایسه زوجی (مالکوسکی، 1999).......49
جدول 3-1: ضرایب خشکی دومارتن و نوع اقلیم درچند ایستگاه حوزه آبخیز سمبورچای53جدول 3-2: متوسط شیب درهر زیر حوزه به درصد55جدول 3-3: متوسط ارتفاع زیرحوزهها56جدول 3-4: مساحت کاربریهای مختلف اراضی58جدول 3-5: متوسط بارش سالانه در هر زیرحوزه به میلیمتر59جدول 3-6: درجه حرارت متوسط سالانه زیرحوزههابه درجه سانتیگراد60جدول (3-7)، محاسبه متوسط بارش سالانه ایستگاهها و مقادیر آنها در دوره بازگشتهای مختلف با استفاده از توزیع پیرسون III103جدول (3-8) محاسبه حداکثر بارش 24 ساعته ایستگاهها و مقادیر آنها در دوره بازگشتهای مختلف با استفاده از توزیع گمبل I104جدول 3-9: محاسبه عددی رابطه شدت- مدت- فراوانی ایستگاه برزند61جدول 3-10: شرح تیپهای اراضی حوزه آبخیز سمبورچای65جدول 3-11: راهنمای نقشه زمینشناسی و ضریب مقاومت سنگها به فرسایش66جدول 3-12: مقادیر رطوبت اولیه خاک در محل نمونهبرداری68جدول 3-13: مقادیر سرعت نفوذ لحظهای در آقامحمدبیگلو69جدول 3-14: متوسط سرعت ثابت نفوذ در زیرحوزهها بر حسب سانتیمتر بر ساعت70جدول 3-15: گروههای هیدرولوژیکی خاک در منطقه مورد مطالعه72جدول 3-16: مقادیر متوسط NDVI در هر زیرحوزه73جدول 3-17:پراکنش وسعت واحدهای کاری حوزه سمبورچای74جدول 3-18: رده آبراههها و طول آبراهه اصلی در هر زیرحوزه75جدول 3-19: مقادیر ضریب گراویلیوس در زیرحوزه75جدول 3-20: مقدار رواناب حاصل از شدت بارشهای نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10 سال77جدول 3-21: مقادیر حداکثر، حداقل و متوسط رواناب حاصل از شدت بارش نیم ساعته و یک ساعته با دوره بازگشت 2 سال و 10 سال در حوزه آبخیز سمبورچای78جدول 3-22: متوسط بارش سالانه و فصلی حوزه آبخیز سمبورچای به میلیمتر78جدول 3-23: متوسط بارش سالانه و فصلی در زیرحوزههای منطقه مورد مطالعه79جدول 3-24: ارتفاع رواناب فصلی حوزه آبخیز سمبورچای بر حسب سانتیمتر79جدول 3-25: ارتفاع رواناب سالانه زیر حوزههای منطقه مورد مطالعه بر حسب سانتیمتر79جدول 3-26: ارتفاع رواناب فصلی زیر حوزههای منطقه مورد مطالعه بر حسب سانتیمتر80جدول 3-27: زمان تمرکز حوزه آبخیز سمبورچای81جدول 3-28: زمان تمرکز زیرحوزههای حوزه آبخیز سمبورچای81جدول 3-29: برآورد دبی پیک سیلاب با استفاده از روش دیکن81جدول 3-30: برآورد ضریب هر یک ازپارامترها درAHP82جدول 3-31: برآورد رابطه رگرسیونی بین جفت پارامترها83جدول 3-32: نتایج همبستگی مقایسه زوجی پارامترهای موثر در استحصال رواناب85جدول (3-33): مساحت و درصد طبقات87جدول 3-34: حجم رواناب سالانه و فصلی برای حوزه آبخیز سمبورچای بر حسب مترمکعب88جدول 3-35: حجم رواناب سالانه زیرحوزهها بر حسب مترمکعب88جدول 3-36: حجم رواناب فصلی زیرحوزهها بر حسب مترمکعب .........................................................89 فصل اول
مقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته

1-1- مقدمه
مراتع یکی از مهمترین و با ارزشترین منابع طبیعی تجدیدشونده میباشند که نقش بسیار مهمی در حفاظت خاک، تولید آب، تولید گوشت و مواد لبنی دارند. علاوه بر آن محصولات فرعی مرتع همچون محصولات دارویی، صنعتی، خوراکی، حفظ حیاتوحش، تلطیف هوا، پایداری محیط زیست و نیز ذخیره ژنهای گیاهی از جمله استفادههای دیگری است که ارزش حاصل از آنها به مراتب از ارزش تولید علوفه‌ بیشتر بوده است (مقدم، 1377). بنابراین توجه به استفادههای چندگانه آن از طریق افزایش تولید و کاهش تخریب مراتع با بهرهبرداری صحیح و انجام عملیات اصلاح و احیاء امری ضروری و اجتنابناپذیر است.
به دلیل واقع شدن ایران در مناطق خشک و نیمهخشک کره زمین، تأمین آب شیرین سالم و کافی همواره مشکل بوده است. این واقعیت، سختی زندگی مرتعداران و مدیریت دام و بازدهی پایین تولید علوفه در مراتع را به دنبال داشته است. در مراتع مناطق جغرافیایی خشک و نیمهخشک دسترسی به آب مهم‌ترین اولویت است. این اهمیت فقط برای مصرف گلههای دامی نیست بلکه به خاطر زیستن و بقاء مرتع داران در این مناطق جغرافیایی نیز میباشد. مالکیت و حق استفاده از منابع آبی در این مناطق حداقل به اندازه حق بهرهبرداری از مراتع دارای اهمیت است. به همین دلیل آب اساسیترین نیاز بهرهبرداران از مراتع در مناطق خشک و نیمهخشک است (ایفاد، 2004).
در مراتع و به خصوص مراتع قشلاقی کشور، بحران کمبود آب برای مصرف انسان و شرب دام همیشه وجود داشته است. به طوری که بیان میشود ظرفیت مراتع برای تغذیه احشام در بسیاری از مراتع نقاط خشک بیشتر به علت کمبود آب آشامیدنی محدود میشود تا کمبود علوفه (آکادمی ملی علوم واشنگتن، 1364). استحصال آب تمیز از بارندگیهای خیلی کم و همچنین ذخیره کردن آب جمع آوری شده در یک منبع، از مزایای روش جمعآوری رواناب به شمار میآید (پیترسون، 1366). برخی دیگر نیز به کارگیری آب باران را برای رسیدن به توسعه پایدار منابع آب لازم میدانند و استفاده از آن را یک فنآوری کوچک مقیاس اقتصادی و کاربردی میدانند که در مناطق خشک و نیمهخشک به طور معنیداری به حفظ طبیعت و اکولوژی نیز کمک میکنند (اندرو، 2000). کشور ایران در منطقهای واقع است که متوسط بارندگی سالانه آن کمتر از یک سوم میزان بارندگی سالیانه جهان است و میزان آن 250 میلی‌متر گزارش شده است (کردوانی، 1379؛ محسنی ساروی، 1376).
رواناب آبخیزهای مرتعی از چند جهت دارای اهمیت میباشند. رواناب وقتی که در مخازن ذخیرهای جمع میشود، آب مصرفی دام را تأمین میکند. همچنین منبع آبی برای مناطق پاییندست یا مصارف محلی، صنعتی و کشاورزی در خارج از حوزه آبخیز را فراهم مینماید. رواناب به دلیل اینکه موجب شروع فرسایش، انتقال رسوب و مواد حل شدنی در درون رودخانه یا سد میباشد دارای اهمیت است. بنابراین، رواناب بیشترین آلودگی وارد شده به مسیر آب را تولید مینماید (محسنی ساروی، 1387).
جمعآوری آب باران، با اهداف و انگیزههای گوناگونی صورت میگیرد که هدف اصلی آن، بهینهسازی و مدیریت بهرهبرداری از آب باران بر اساس نیاز و مصرف است. بدین معنی که چون باران همواره و هر روز نمیبارد و یا بارش ناکافی است، از آن بهره برد. بدین ترتیب هر جامعه و هر کشوری که در این زمینه قدمهای بزرگ‌تر و مؤثرتری بردارد، موفقتر و آبادتر خواهد بود (طهماسبی و همکاران، 1385). جمعآوری آب باران نه تنها برای تأمین آب در ایام و روزهای بدون باران است، بلکه برای کنترل جریان رودخانهها و جلوگیری از آسیب رساندن به نواحی مسکونی و زراعتی پاییندست هم صورت میگیرد. همچنین برای تولید انرژی (برق) یا پرورش آبزیان جمعآوری میشود. در بسیاری از مناطق خشک و نیمهخشک با جمعآوری آب باران و تنظیم آن در بالادست حوزههای آبخیز، برای تقویت و بهبود عملکرد محصولات دیمکاری برنامهریزی میشود. بخشی از طرحهای آبخیزداری با همین هدف و نیز حفاظت آب و خاک صورت میگیرد. به این ترتیب امکان کوتاه کردن دورههای خشک به وجود میآید و دوره خشک سه ماهه، به دو ماه یا کمتر تقلیل مییابد و صدمه وارد شده به محصول یا هر نوع پوشش گیاهی کاهش پیدا میکند (طهماسبی و همکاران، 1384). امکان دارد جمعآوری آب باران برای تغذیه سفرههای آب زیرزمینی، چشمهها و قناتها باشد. برای این کار، در بالادست قنوات و چشمهها در آبراههها، با احداث بندهای کوتاه، ولی متعدد از حرکت و خروج سریع رواناب جلوگیری میشود. این سیلابها به تدریج در زمین نفوذ میکنند و باعث افزایش آب‌دهی قناتها و چشمهها میشوند و در نتیجه، از تبخیر آب و آلودگی آب جلوگیری میکنند. به علاوه افت سطح ایستایی را، که امروزه مسئله مبتلا به اکثر دشتهای کشور ما است را تا حدودی جبران میکند (طهماسبی و همکاران، 1384). استحصال آب عبارتست از جمعآوری و ذخیره نمودن بارش در زمینی که در آن به منظور افزایش رواناب تغییراتی اعمال شده است (مایرز، 1964).کوریر (1973) جمعآوری آب را فرآیند جمعآوری بارش طبیعی از آبخیزها برای استفاده مفید تعریف کردند.
مفاهیم هیدرولوژیکی قرار دادی نخستین بار در سالهای 1930 و 1940 زمانی که منابع جریان بالادست رودخانهها به عنوان عاملی موثر بر جریانهای پایین دست مورد توجه قرار گرفته بودند، توسعه یافته است. از آنجایی که اغلب فعالیتهای مربوط به کاربری اراضی با سوء استفاده از منابع و اثرات منفی بر پایین دست رودخانهها همراه میباشد لذا یک مبنای مناسب برای تصمیمگیری ضروری به نظر میرسد. مفهوم سطح منبع متغیر محدوده کاملی از جریانات دامنهای را در بر میگیرد. واقعیت این است که این مفهوم یک سیستم پویا و دینامیک است که دارای تغییرات زمانی و مکانی بسیاری میباشد و در شرایط بحرانی مختلف، وضعیتهای متفاوتی را در مسیرهای متنوع ارائه مینماید. پویایی جریانهای سیلابی تابعی از طول شیب و موقعیت گذرگاهها است. همچنین تراکم زهکشهای پویا در سطح حوزه در این امر بیتاثیر نخواهد بود به طوری که در طول یک بارش سنگین، تراکم زهکشی و طول شیب نقش فعالی را ایفا مینماید. تمام قسمتهای سطح یک حوزه آبخیز به طور مساوی در ایجاد رواناب دخالت ندارند. بسیاری از محققین درباره مفهوم سطح منبع متغیر تولید جریان رودخانهای، گزارشهای بسیاری را ارائه نمودهاند. در واقع این مفهوم فرض میکند که مناطق خاصی از سطح آبخیز در ایجاد رواناب دخالت دارند در صورتی که مناطق دیگر به عنوان مناطق تغذیه کننده و ذخیره کننده عمل میکنند (هولت، 1974). عوامل مهمی که در تعیین سطح تولید کننده رواناب دخالت دارند شامل وضعیت فیزیکی آبراهه، خصوصیات خاک و رگبار میباشد. کف درهها عموماً مناطقی هستند که در تولید رواناب دخالت دارند در حالی که سر یالها مناطق تغذیه کننده میباشند. مناطق بین کف درهها و سر یالها اغلب به عنوان مناطق دینامیکی مطرح میباشند که ممکن است در تولید رواناب یا در تغذیه آن شرکت نمایند. این مسأله بستگی به مقدار و خصوصیات موقتی رگبار، رطوبت قبلی و خصوصیات خاک منطقه دارد. میتوان گفت مناطق منبع، مناطقی هستند که پتانسیل بالایی برای تولید رواناب حتی با مقدار کمی بارش را دارند که میتوان با استفاده از سطح منبع متغیر، مناطق منبع یا مناطق تولید کننده رواناب را شناسایی و برای کنترل آلودگیها، استحصال رواناب، کودپاشی و دفع فاضلاب و مواد زائد کشاورزی استفاده کرد. همانطور که میدانیم برای حفظ کیفیت خاک در مراتع و تولید خوب علوفه نیاز به کودپاشی همواره احساس میگردد. با مشخص کردن مناطق تولید کننده رواناب میتوان مدیریت درست و اصولی را برای کودپاشی در نظر بگیریم و مناطق مورد نظر را با اطمینان با کاربرد کود زیاد مورد بهرهبرداری قرار داد و مناطقی که چنین اطمینانی وجود ندارد مشخص کند. همچنین یکی از عوامل اصلی تخریب مراتع و چرای بیش از حد مراتع، کمبود منابع آب در مراتع نمیباشد بلکه عدم توزیع یکنواخت منابع آبی در سطح مراتع میباشد که پس از مشخص شدن عرصههای تولید رواناب میتوان مدیریت جامعی را برای توزیع آبشخوار در مراتع انجام داد. از اهمیت دیگر تعیین سطح منبع متغیر جلوگیری از آلودگی در پایین دست حوزه آبخیز میباشد که با شناسایی مناطق منبع میتوان رواناب را در بالا دست حوزه آبخیز کنترل کرد. با دانستن این موضوع آبخیزدار قادر خواهد بود مناطقی را که میتوان با اطمینان با کاربرد کود زیاد مورد بهرهبرداری قرار داد و مناطقی که در آن‌ها چنین اطمینانی وجود ندارد مشخص کند. با همین روش مناطق مطمئن برای ریختن آشغال و فاضلاب، مواد زائد کشاورزی و دفن به آسانی انتخاب میشوند (محسنی ساروی، 1387).
1-2- هدف و ضرورت تحقیق:
امروزه تلاشهای بسیاری در جهت کاهش زمان و هزینههای مربوط به مکانیابی و تعیین مناطق بالقوه برای معرفی تکنیکهای جمعآوری در نواحی که نیازمند این فرآیند است مانند اکوسیستمهای کشاورزی آبی و دیم صورت پذیرفته است. سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، رویکرد مناسبی را ارائه مینماید، زیرا این سامانه قابلیت پردازش ساختارهایی برای جمعآوری، ذخیرهسازی، تحلیل و تبدیل دادههای مکانی و زمانی را به منظور اهداف خاص را دارا میباشد (پادماواتی و همکاران،1993؛کوسکان و موساگلو،2004). پیشرفت تکنولوژیهای کامپیوتری و بستههای GIS ای، امکان ارزیابی و درونیابی دادهها را در محدودههای تخصصی به منظور مدیریت مکانی و آنالیز دادهها را برای کاربران فراهم میسازد. بنابراین ترکیبی از خصوصیات مکانی حوزهها، راندمان بالاتری را در پردازش هیدرولوژیکی منطقه به همراه دارد. بدین ترتیب پتانسیل کاربرد GIS برای مدل‌سازی هیدرولوژیکی به ویژه هنگامی که دقت و صحت مدلسازی توسط برآوردهای توزیع مکانی و زمانی پارامترهای منابع آبی تحت تأثیر قرار گرفته باشد قابل ارزیابی میباشد (کلارک و گانگوداگامگ، 2001).
برای مشخص کردن مکان مناسب اجرای برنامههای مختلف با استفاده از GIS لازم است به شرایط مورد نیاز برای هر برنامه توجه شود و سپس نقشههای مختلف را با هم تلفیق کرد تا مکان مناسب اجرای طرحها مشخص شود. از اینرو انجام این پژوهش میتواند دستورالعمل مناسبی را در اختیار مرتعداران جهت تأمین آب از طریق روشهای استحصال آب باران قرار دهد. استفاده از GIS علاوه بر افزایش دقت، سبب افزایش سرعت انجام کار، تنوع و کیفیت بهتر ارائه نتایج، کاهش هزینهها، بایگانی و تکثیر راحتتر آن‌ها میگردد. بنابراین این پژوهش با اهداف زیر صورت گرفته است:
1- کارآیی GIS در مدیریت منابع طبیعی برای ذخیره ، تجزیه و تحلیل ، تلفیق دادهها و ارائه نتایج حاصل از اطلاعات، با تأکید بر ذخیره نزولات آسمانی در سطح مراتع.
2- مکانیابی عرصههای مناسب برای استحصال آب باران در سطح حوزه آبخیز.
3- توزیع و مدیریت مناسب آب باران با استفاده از الگوی سطح منبع متغیر.
1-3- تعریف استحصال رواناب و اهمیت بررسی آن
در نظر عامه استحصال آب به صورت زیر تعریف میشود: جمعآوری روانابها از سطح بامها، زمینها و همچنین آبهای گذران فصلی جهت استفاده از روانابها.
جمعآوری آب باران عبارت است از مجموعه اقدامات و عملیات و فعالیتهایی که به ذخیره شدن روانابهای سطحی ناشی از بارش در داخل بانکتها، سطح تراسها و درون حوضچهها و استخرهای ذخیرهی آب برای مصارف گوناگون منجر میشود. این آب برای آبیاری محصولات و مصارف خانگی و ... ذخیره میشود تا در ایام بیباران، کمبود آب حدالامکان جبران شود (طهماسبی و همکاران ، 1385).
در تعریف جمعآوری آب باران بین متخصصان آبشناسی و آبیاری اختلاف نظر وجود دارد. بعضی از این کارشناسان حتی احداث سدهای مخزنی را هم در زمرهی کارهای جمعآوری آب باران میدانند (کلاف،1979). بسیاری از تحقیقات در هند و پاکستان و فلسطین اشغالی نشان میدهد که تلاش اصلی در این جهت است که مردم ساکنان مناطق خشک و نیمهخشک، با فناوری و روشهایی آشنا شوند که از بارندگی موجود با ایجاد رواناب بیشتر، جمعآوری مناسب، ذخیرهی سریع‌تر و عملیتر و محافظت در مقابل تبخیر و هدررفت، به آب بیشتری دسترسی پیدا کنند و امکان استمرار زندگی آن‌ها با حفظ الگوی کشاورزی و دامپروری محقق گردد (حسینی ابریشمی، 1373).
باید توجه داشت در اکثر مناطقی که آب به اندازهی کافی وجود ندارد، به دلیل تراکم کم جمعیت، زمینهای بسیاری وجود دارد، در نتیجه حداقل 5 تا 20 برابر آنچه که میتوان با آب باران موجود و آب زیرزمینی و ... به زیر کشت برد، زمین موجود است. بنابراین امکان تخصیص بخشی از اراضی برای جمعآوری رواناب و سیلاب در بسیاری از این مناطق وجود دارد (طهماسبی و همکاران، 1385).
جمعآوری آب باران به روشهای گوناگونی انجام میشود. در مناطق خشک و نیمهخشک، کمبود آب با جمعآوری آب باران تا حدودی قابل جبران است، این کار شامل ایجاد رواناب، جمعآوری و ذخیره و حفاظت از آب ذخیرهشده است تا به مصرف گیاه و محصول مورد نظر برسد، یعنی از یک طرف در حد امکان در عمق ریشه و در دسترس ریشه ذخیره شود و از طرف دیگر در سطح خاک خیلی راکد باقی نماند که تبخیر شود (طهماسبی و همکاران، 1385).
جمعآوری آب باران در مفهوم گسترده، کلیه روشهای مربوط به متمرکز کردن، ذخیرهسازی و جمعآوری رواناب حاصل از آب باران را به منظور مصارف خانگی و کشاورزی را دربر میگیرد (راکشتورم، 2000؛ شودرلند و فن، 2000). این سیستمها میتوانند در سه گروه عمده طبقهبندی شوند: 1- حفظ رطوبت در مکان (حفاظت آب و خاک) 2- تمرکز رواناب به منظور کشت محصولات در سطح زمین 3- جمعآوری و ذخیره رواناب از سقفها و سطح زمین (در ساختارهای مختلف به منظور مصارف خانگی و کشاورزی) (فالکن مارک و راکشتورم، 2004).
استفاده تولیدی نیز شامل تأمین آب شرب و ذخیره آن، تمرکز روانابها برای گیاهان، درختچهها و درختان و یک استفاده کمتر متداول یعنی پرورش ماهی و اردک میباشد.
واژه استحصال آب برای اولین بار توسط گدس (1963) به کار برده شد، اگر چه این واژه یک واژهی هیدرواگرونومی است، اما هنگامی که برای مهار رواناب سطحی به کار برده شود، میتوان آن را جزو واژگان هیدرولوژی به حساب آورد. علت این امر مبتنی بر توان بالقوه استحصال آب در تأمین و حفاظت آب، مهار سیلابها و فرسایش خاک است. مایرز (1975) و پاسی و کالیس (1986) بر اساس تعریف گدس، "جمعآوری و ذخیره هر نوع رواناب سطحی برای مصرف در کشاورزی" را استحصال آب نامیدهاند.
تعاریف فوق هر چند دارای مفهوم گستردهای است اما بیانگر تعریف کاملی از استحصال آب نمیباشد، زیرا جمعآوری و ذخیره روانابهای سطحی تنها نمیتواند با هدف مصرف آب برای کشاورزی و محدود به آن باشد. از این رو متخصصین زیادی سعی در ارائه‌ی تعاریف جامعتر و گویاتر بعد از تعریف ارائه شده توسط گدس نمودند. به نحوی که هر یک با هدف ویژه مورد نظر خود تعاریفی را بیان داشتهاند (اسمعلی و عبداللهی، 1389).
پاسی و کالیس (1986) با محدود کردن موضوع استحصال آب به جمعآوری آب باران و روانابهای ناشی از آن از طریق احداث سطوح آبگیر کوچک مقیاس که نزولات جوی مستقیما بر آن‌ها نازل میشود، به صورت "جمعآوری و ذخیره آب باران در محل نزول، جهت تأمین آب برای مصارف مختلف" تعریف کردهاند.
مایرز (1964) بیان داشت "به فرآیند جمعآوری و ذخیره بارش از زمینی که به منظور افزایش رواناب حاصل از باران و ذوب برف دست‌کاری شده باشد" را استحصال آب گویند.
هادسون (1981) با ارائه تعریف مشابه، استحصال آب در محل نزول ریزشهای جوی و در اولین مراحل تشکیل روانابهای سطحی را به عنوان استحصال آب برای تأمین و حفاظت آب تلقی نموده است.
با توجه به تعاریف فوق استحصال آب مشتمل بر جمعآوری ذخیره و بهرهبرداری از آبهای جمعآوری شده است که منشأ آبهای استحصالی نیز بارشهای جوی و روانابهای ناشی از آن‌ها در اولین مراحل تشکیل و قبل از پیوستن به رودخانههای دائمی است.
الگوهای بارش در نواحی نیمهخشک از لحاظ پراکنش مکانی و زمانی، غیرقابل پیشبینی هستند. بنابراین برای دستیابی به یک مدیریت موفق، کنترل رواناب از اهمیت بسیار بالایی برخوردار میباشد (امبیلینی و همکاران، 2000). گذشته از این، با توجه به اینکه در چنین مناطقی، حجم اندکی از بارندگی به ناحیه ریشه میرسد، تولید ضعیف محصول و حتی در برخی موارد، عدم موفقیت محصول میتواند از جمله عوامل محدود کننده در چنین مناطقی باشد که استحصال آب از رواناب باران می‌تواند به مشکل کم آبی در منطقه کمک کند (راکشتورم ،2000). مورد دیگر مربوط به توزیع بارندگی میباشد. توزیع بارندگی فرآیندی در خصوص تکرار بارش در فصل خشک میباشد که در چنین مناطقی قابلیت دسترسی آب در خاک در طول فصل رشد، ضعیف میباشد (راکشتورم، 2000). این امر موجب کاهش پتانسیل تولید محصول و در شدتهای زیاد موجب افزایش خطر نابودی محصول میگردد. به این ترتیب کنترل و جمعآوری رواناب در این مناطق از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا حجم رواناب دریافتی میتواند به طور موثری برای حمایت از محصولات کشاورزی طی یک روش محیطی و اقتصادی مناسب، بهرهبرداری گردد (زیادت و همکاران، 2006).
این واقعیت که بارش باران در مناطق خشک و نیمهخشک بسیار ناچیز است و یک میلی‌متر آب ذخیره شده برابر یک لیتر در مترمربع است. اهمیت ذخیرهی آب، جدا از مقدار آب جمعآوری شده، مشخص میشود. از میان سه عامل خاک، آب و انرژی خورشیدی، آب مهمترین عامل محدود کننده تولیدات گیاهی در مناطق خشک است. در بسیاری از نقاط کشور به علت عدم وجود منابع با کیفیت مناسب آب، زندگی و حیات عدهی زیادی از مردم به بهرهبرداری از رواناب و استحصال آب بستگی دارد. به عنوان مثال در منطقه چابهار جمعیتی معادل 338407 نفر از طریق استفاده از رواناب و سیل که با مشارکت اهالی احداث شده، به حیات خود ادامه میدهند (ازکیا، 1374). در شهرستان بیرجند، 82 هزار هکتار اراضی دیم گندم با استفاده از آب باران و بندسار به وجود آمده است. در گناوه حوزه آبخیز درهی گپ، با استفاده از بندسارها به کشت خرما اشتغال دارند (صفاری، 1383). در کل منافعی که مردم از جمعآوری آب دارند، بر زندگی اجتماعی و اقتصادی آن‌ها موثر است و نقش کلیدی در احیا و جلوگیری از تخریب زمینها توسط فرسایش آبی و بادی و ایجاد زمینهای بایر دارد.
هنگامی که استحصال آب برای ذخیرهسازی آن در توده خاک مد نظر باشد، در این صورت سهولت دسترسی گیاهان به آب را دنبال خواهد داشت. نتایج تحقیقات انجام شده بر این نکته تاکید دارند که میزان آب موجود در پروفیل خاک، به ویژه در عمق سطحی خاک، تابعی از رطوبت موجود در عمقهای زیرین است و استحصال ریزشهای جوی در محل نزول، عامل اصلی در افزایش رطوبت مورد نیاز گیاهان در محل استقرار آن‌ها تلقی میشود. این موضوع در شرایطی که میزان بارندگی در فصل رشد گیاهان کافی نباشد، از اهمیت بیشتری برخوردار بوده و ذخیره رطوبت در خاک در فصول پرباران تا حد قابل توجهی نیاز گیاهان را تأمین میکند (راویتز و همکاران، 1981).
در انتخاب روش، قبل از هر چیز جنبههای فرهنگی و اجتماعی باید مورد توجه قرار گیرد، زیرا در موقعیت و شکست فنآوریها اثر میگذارد. از این رو باید به خواستها و علائق مردم و همچنین هزینههای لازم توجه خاص به عمل آید. علاوه بر ملاحظات اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی، در یک برنامه استحصال آب رعایت جنبههای فنی که باعث پایداری میشود، از اهمیت والایی برخوردار است و باید مورد توجه قرار گیرد.
با توجه به اهمیت جمعآوری آب باران در ایران و استفاده از آن در کشاورزی و شرب به چند نکته اشاره میکنیم:
1- هدر رفتن 40 تا 50 میلیارد متر مکعب در سال از آبهای سطحی کشور.
2- فروکش کردن سطح سفره آب زیرزمینی و ضرورت تغذیه بیشتر آن.
3- شور شدن اراضی در بعضی از مناطق مثل خوزستان که رواناب کشور به دلیل جمعآوری نشدن در بالا دست، به آن مناطق سرریز و باعث شور شدن اراضی میشود.
4- ضرورت ایجاد اشتغال در حوزه کشاورزی و منابع طبیعی کشور و تأمین آب در حکم اولین عامل مورد نیاز و اولین عامل امکانسنجی.
5- ضرورت افزایش سرانه پوشش جنگلی که در جهان 7/0 تا 8/0 هکتار برای هر نفر و در ایران 2/0 یا کمتر از آن برای هر نفر است.
6- حفاظت خاک و حفظ حجم مفید مخازن سدهای ساخته شده و در دست احداث.
7- عقب بودن سیستم شبکههای آبیاری و زهکشی، به طوری که از حدود 26 میلیارد مترمکعب جمعآوری شده به کمک سدها، تنها 6 میلیارد مترمکعب در سیستمهای مهندسی آبیاری و زهکشی جریان مییابد.
8- وسعت کشور و اهمیت حفاظت آن در همه مناطق مستعد از نظر بهرهبرداری و مسائل امنیتی.
9- اهمیت سرمایهگذاریهای کوچک با جمعآوری آب باران، به خصوص در مناطق محروم.
10- اهمیت جمعآوری آب از نظر مسائل زیست محیطی تا بسیاری از آلودگیهای وارد شده به سدها را کنترل کند. مثال بارز این آلودگی، سد قشلاق سنندج است که در اثر جریانهای فصلی، آلوده شدهاست.
11- کنترل و مهار رواناب برای کنترل سیلاب و کاهش خسارتهای وارد شده به اراضی کشاورزی، مناطق مسکونی و ساختمانها و تأسیسات راهها.
1-4- مزایای بهرهگیری از سیستمهای استحصال آب
تحقیقات نشان داده است که اگر از سیستمهای بومی موجود استفاده شود و اطلاعات جدید به استفادهکنندگان انتقال یابد و انجام روشها هدفمند باشد، به بهینهسازی مصرف آب کمک میکند (اسمعلی و عبداللهی، 1389) به طوری که:
برای بیابانزدایی نیازمند به برنامهریزی دراز مدت است. با احیا و توسعهی سیستمهای استحصال آب، بین مقابله با بیابانزایی و توسعه استفاده از منابع آب، هماهنگی به وجود میآید.
باعث هماهنگی بین منافع اکولوژیکی، اقتصادی و اجتماعی میشود. زیرا که به افزایش پوشش گیاهی، بهبود وضع معیشتی و ایجاد مشارکت و همدلی بین مردم میانجامد.
با اجرای این شیوه یک مدیریت تدریجی در منابع حاصل میشود.
انجام پروژه به خودکفایی و احیای اقتصادی منجر و باعث تداوم برنامهها و مدیریت بیشتر میشود.
از تخریب مراتع و فرسایش خاک جلوگیری میشود.
راندمان استفاده از منابع افزایش مییابد.
اراضی تخریب یافته و زمینهایی که منشا رسوباند، با هزینه کمی احیا میشوند.
برداشت از سفرههای زیرزمینی کاهش یافته و بین برداشت و تغذیه هماهنگی به وجود میآید و روند شوری کاهش مییابد (به واسطهی استفاده از آب با کیفیت بالا).
1-5- سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)
برنامهریزی جهت انجام هر کاری نیازمند داشتن اطلاعات مربوط به آن است که این نیازمندی برای استفادههای انسان از سرزمین نیز صادق است. بدون داشتن اطلاعات مربوط به منابع اکولوژیکی اساساً نمی‌توان بخشهای دیگر فرآیند برنامهریزی استفاده از سرزمین را انجام داد. گردآوری اطلاعات در ابتدا با آماربرداری و نمونهبرداری از منابع انجام میشد، اما برنامهریزی دقیق و بهتر نیازمند اطلاعات مکانی از منابع یا اطلاعات فضایی منابع میباشد که آن را برنامهریزی با نقشه میگویند. سیستم اطلاعات جغرافیایی در دهه 1970 برای فراهم آوردن قدرت تجزیه و تحلیل مقادیر زیادی از دادههای جغرافیایی توسعه یافتند. مرور علمی بر به کارگیری GIS در جهان نشان میدهد که طراحی و توسعه این سامانه در سال 1963 در کانادا آغاز شد و در سال 1965 به صورت اجرایی در آمد. اولین نمونه GIS در کشور کانادا تحت عنوان CGIS نامیده شد. در حال حاضر این سیستم در بسیاری از کشورهای جهان به طور گستردهای مورد استفاده قرار میگیرد. گستردگی مفهوم و زمینههای کاربرد این سامانه موجب شده است تا واژهGeo Information Sys-- نیز به آن اطلاق و به طور روزافزونی در منابع علمی مورد استفاده قرار میگیرد. لازمه استفاده از GIS داشتن دانش کافی از مبانی، اصول و سازماندهی آن است و نیز آگاهی از قابلیتها و محدودیتهای آن میباشد (مخدوم، 1380).
1-5-1- تعریف GIS
برای GIS تعاریف مختلفی ارایه شده است که به برخی از آن‌ها اشاره میگردد:
مجموعهای از ابزارهای قوی برای گردآوری، ذخیرهسازی، بازخوانی، تغییر شکل و نمایش دادههای مکانی مربوط به جهان واقعی و برای اهداف مشخص میباشد (بوروغ، 1996).
GIS یک سیستم کامپیوتری برای ورود، ذخیرهسازی، بازیابی، آنالیز و نمایش دادههای مکانی است (کلارک، 1986).
به طور کلی GIS برای جمعآوری و تجزیه و تحلیل دادههایی استفاده میشود که موقعیت جغرافیایی آن‌ها یک مشخصه اصلی و مهم محسوب میشود. وظایف یک GIS در چهار گروه کلی شامل کسب، نگهداری، تجزیه و تحلیل و تصمیمگیری میباشد. GIS میتواند به عنوان ابزار سودمند و مفید در جهت نیل به اهداف خاص مورد استفاده قرار بگیرد، همچنین این سامانه میتواند به عنوان واسطه و پلی بین اطلاعات خام و مدلهای جمعآوری رواناب جهت خروج مطمئن دادهها و پردازش آن‌ها به کار گرفته شود، که این سامانهها دارای دو ویژگی هستند:
- ایجاد ارتباط دو طرفه بین اجزای نقشه و دادههای مربوط به آن‌ها در پایگاه دادهها.
- انجام تحلیل بر اساس دادههای موجود و اجرای مدلهای مختلف در منطقه مورد بررسی و کمک به پژوهشگران در ایجاد مدلهای نوین و منطبق با ویژگیهای محل.
1-5-2- مزایای استفاده از GIS
با استفاده از محیط GIS و امکانات نرمافزاری و سختافزاری این سیستم و همچنین با پیاده کردن راهحلهای ریاضی و منطقی در GIS میتوان مدلهای تجربی را به صورت رقومی در یک چارچوب قابل پردازش ارائه کرد.
ویژگی بارز و با ارزشی که GIS را از دیگر سیستمهای اطلاعاتی جدا میسازد، توانایی به کارگیری توأم دادههای مکانی و توصیفی است. توانایی مدیریت عوارض جغرافیایی با مقیاسهای مختلف، از ابزارهای دیگر GIS است که در علوم مختلف کاربرد فراوان دارد.
از نکتههای بسیار مهم در به کارگیری GIS، محاسبه ارزشهای وزنی برای عوامل مختلف حوزه آبخیز است. علاوه بر این GIS به هنگامسازی دادههای وارد شده را در هر زمان امکانپذیر میسازد. بدین ترتیب در صورت هر گونه تغییر در سیمای طبیعی زیرحوزهها، با دخالت آن‌ها میتوان نتایج جدیدتر را اخذ کرد.
1-6- مرور منابع
آکادمی ملی علوم واشنگتن (1985) نشان داد که بهبود منابع تأمین آب شرب در مراتع نیمهخشک یا نقاط دوردست حوزه آبخیز، ارزش چراگاهی آن‌ها را بالا میبرد و استفاده کاملتر از علوفه آن‌ها را امکانپذیر میسازد.
ریسزوو همکاران (1991) نسبتهای مختلف سطح جمعآوری کننده آب باران به سطح زیر کشت را مورد بررسی قرار داده و نتیجه گرفتند عملکرد محصول با نسبت 1 به 1 در مقایسه با شاهد 71/1 برابر عملکرد محصولات غلات شده است.
بور (1994) با انجام آزمایشاتی در پاکستان، سیستم جمعآوری آب باران برای درخت پسته، سطح مناسب جمعآوری کننده رواناب باران را برای منطقهای با بارش متوسط سالانه 240 میلی‌متر، 40 متر مربع ذکر کرده است.
گوپتا (1994) اثر اقدامات و عملیات استحصال آب باران را برای گیاه Neem در مناطق بیابانی هند را مورد بررسی قرار داده و نتیجه گرفت که تولید بیوماس گیاه Neem تا 4 برابر و از 69/1 تن در هکتار به 3/6 تن در هکتار رسید.
بور و بنعاشر (1996) تحقیقات مشابه را در فلسطین اشغالی و نیجر برای محصولات مختلف انجام دادهاند و سطح مناسب جمعآوری کننده رواناب و مقدار تلفات نفوذ عمقی در سالهای پرباران، با باران متوسط را محاسبه کردهاند.
اسچیتکاک و همکاران (2004) تأثیر تکنیکهای جمعآوری آب با حفظ آب و خاک در جنوب استرالیا را مورد مطالعه قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که به ویژه در سالهای خشک در حوزه ایمپلوویوم میتوان آب مورد نیاز برای آبیاری تکمیلی را برای کشت درخت زیتون فراهم کنند به شرط آنکه با توجه به بارش متوسط 235 میلی‌متر، نسبت حوزه آبخیز به تراسهای جمعآوری کننده رواناب حداقل 4/7 باشد.
وینار و همکاران (2005) به بررسی پتانسیل حوزه آبخیز توکلا در جنوب آفریقا برای جمعآوری آب باران از طریق GIS پرداختند و به این نتیجه رسیدند که 18 درصد از منطقه پتانسیل بالایی برای تولید رواناب دارد.
ذاکاری و همکاران (2007) به مقایسه مدل ارزیابی آب و خاک (SWAT) و مدل ابزار یا ارزیابی آب و خاک با سطح منبع متغیر (SWAT-VSA) به پیشبینی رواناب در منطقه کانونسویل در شمال نیومکزیکو پرداختند. آنها همچنین رواناب لحظهای، رواناب سطحی و سفره آب زیرزمینی که در سطح بالاتر از دیگر سفرههای آب زیرزمینی قرار گرفتند را نیز با استفاده از دو مدل فوق مورد بررسی قرار داده و به این نتیجه رسیدند که مدل تلفیقی SWAT-VSA پیشبینی بهتری را انجام میدهد. آنها همچنین نتیجه گرفتند که مدل SWAT-VSA جهت ارزیابی و راهنمایی و مدیریت منابع آبی کاربردیتر است و میتواند به طور دقیقتری پیشبینی کند که رواناب از کجا آغاز میشود تا به صورت بحرانی تحت مدیریت قرار بگیرد.
شیائو و همکاران (2006) اثر جمعآوری آب باران و آبیاری تکمیلی را برای کشت گندم در بهار در هایونچین را مورد ارزیابی قرار داده و نشان دادند که استفاده از آب ذخیره شده برای آبیاری تکمیلی برای کشت در فاروهای بین خطالرأسها 5/5 تا 8/5 درصد بوده است ولی در کشت در گودالهای بر روی خطالرأسها 4/9 تا 6/9 درصد بوده است. آن‌ها به این نتیجه رسیدند که با استفاده از آب باران جمعآوری شده میتوان میزان آب استفاده شده در روش کشت در گودالهای بر روی خطالرأسها را 40/4 درصد در مقابل کشت در فاروها بهبود بخشید.
امبیلینی و همکاران (2007) به مکانیابی مناطق دارای پتانسیل خوب برای جمعآوری آب باران پرداختند و به این نتیجه رسیدندکه 6/23 درصد از حوزه آبخیز ماکانیا در منطقه کلیمانجارو تانزانیا بسیار مناسب برای جمعآوری آب باران میباشد.
ونگ کاهیندا و همکاران (2007) اثر جمعآوری آب باران و آبیاری تکمیلی به منظور افزایش بهرهوری کشاورزی وابسته به باران در مناطق نیمهخشک زیمباوه را بررسی و نتیجه گرفتند که آبیاری تکمیلی ریسک ناشی از شکست کامل محصول از 20 درصد را به 7 درصد کاهش داده و تولید آب از رواناب باعث افزایش تولید محصول از 75/1 کیلوگرم در مترمکعب به 3/2 کیلوگرم در مترمکعب با توجه به کاهش بارندگی درون فصلی شده است.
استورم و همکاران (2009) اقتصادی بودن برداشت آب باران به عنوان منبع آب جایگزین در سایت روستایی در شمال نامبیا را مورد بررسی قرار دادند. در این تحقیق که سقف آهنی موجدار پشت بامها به عنوان مناطق جمعآوری آب باران استفاده شده به این نتیجه رسیدند که این سیستمها از نظر اقتصادی امکانپذیر میباشند.
اسماعیلی (1997) اثر روشهای مختلف استحصال آب باران در عرصههای منابع طبیعی تجدید شونده در آذربایجان شرقی را مطالعه کرده و نتیجه گرفت که این روشها باعث افزایش سبز شدن بذور مرتعی تا میزان 5 برابر شده است.
گازریپور (1997) جمعآوری آب باران برای کشت درخت بادام در منطقهای با بارندگی سالانه 200 میلی‌متر را بررسی کرده و نتیجه گرفت در حوضچههایی با شیب 2 تا 5 درصد، عملکرد بادام تا 40 درصد نسبت به سطح شاهد افزایش داشته است.
طهماسبی و همکاران (1384) رابطه مشخصات اقلیمی، خاک و نیاز آبی ذرت علوفهای (SC 704) در منطقه لشگرک برای طراحی سیستم جمعآوری آب باران در مناطق خشک و نیمهخشک را مورد بررسی قرار دادند و با توجه به دوره رشد گیاه، نیاز آبی، عمق خاک و عمق ریشه نسبت سطح جمعآوری کننده رواناب به حجم مخزن یا استخرهای سرپوشیده مورد نظر برای تأمین حداقل یک سوم تا حدود دو سوم آب مورد نیاز گیاه به ترتیب در سالهای خشک و سالهای پرباران را محاسبه کردهاند.
طهماسبی و رجبیثانی (1385) جمعآوری آب باران در عرصههای طبیعی را راهحلی برای رفع مشکل کم آبی در مناطق خشک و نیمهخشک دانسته و بر اساس مطالعهای که در حوزه آبخیز لتیان انجام داد مناسبترین سطح جمعآوری کننده رواناب برای گیاهان مختلف و نیاز آبی معین را بدست آورد و با انجام پژوهشی مشخص شد چنانچه بخشی از آب باران در استخری ذخیره شود امکان توسعه سطح زیر کشت درختان در مناطق خشک و نیمهخشک وجود دارد.
صادقی و همکاران (1385) به مقایسه دیمزارها و مراتع فقیر در تولید رواناب و رسوب در تابستان و زمستان را با استفاده از بارانساز مصنوعی در حوزه گرگک در استان چهار محال بختیاری انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که میزان رواناب و رسوب در فصل تابستان در مراتع فقیر در سطح اعتماد 99 درصد بیشتر از دیمزارها میباشد در صورتی که در فصل زمستان تولید رواناب و رسوب در دیمزارها در سطح اعتماد مشابه بیشتر از مراتع فقیر میباشد.
مدیریت منابع تجدیدشونده و توسعه پایدار امروزه نیازمند مناسبترین و سریعترین روش تهیه و تلفیق اطلاعات جهت مدیریت بهینه و برنامه‌ریزی‌های خود میباشد. در این زمینه سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) میتواند این نقش را به خوبی به عهده گیرد (نامجویان، 1381).
1-7- طبقهبندی روشهای استحصال آب باران و سامانه سطوح آبگیر
با توجه به منشأ اصلی آب، سامانههای سطوح آبگیر باران به چهار گروه به شرح زیر تقسیم میشوند (ریج و همکاران، 1987):
الف- سامانه ویژهی استحصال آب رودخانههای دائمی و فصلی.
ب- سامانه ویژه استحصال آب از منابع زیرزمینی و روانابهای زیر قشری.
ج- سامانههای ویژه استحصال مستقیم آب باران در محل نزول و یا در اولین مراحل تشکیل روانابهای سطحی و ورقهای شکل.
د- سامانه ویژهی استحصال تندآبها و سیلابها به صورت روانابهای سطحی متلاطم و متمرکز در پای دامنههای شیب‌دار، خشکهرودها، آبراههها و مسیلها.
افزون براین، سامانههای سطوح آبگیر باران را میتوان از لحاظ موقعیت محل استقرار، نوع تیمارهای مصنوعی در سطوح آبگیر، شکل ظاهری، چگونگی عملکرد، کاربرد و نوع رواناب (از لحاظ عمق و حجم جریان آب) به شرح زیر طبقهبندی کرد (اسمعلی و عبداللهی، 1389):
الف- سامانههای سطوح آبگیر باران با سطح تیمار شده (مصنوعی)، شامل:
الف-1- سامانههای جمعآوری آب باران برای ذخیرهی آب جهت مصارف شرب و خانگی.
الف-2- سامانههای جمعآوری آب باران برای ذخیره رطوبت در پروفیل خاک جهت زراعت، درختکاری و احیای پوشش گیاهی در مراتع از طریق استحصال مستقیم ریزشهای جوی در محل نزول و یا روانابهای سطحی و ورقهای.
ب- سامانههای سطوح آبگیر باران با سطح آبگیر طبیعی شامل:
ب-1- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای نسبتاً متلاطم برای آبیاری تکمیلی و یا زراعت سیلابی از طریق ذخیره رطوبت در پروفیل خاک و یا تغذیه مصنوعی آبخوانهای نیمهعمیق و استحصال آب از طریق چاههای دستی.
ب-2- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای متلاطم از طریق ذخیره آب در حوضچهها و مخازن سطحی، جهت تأمین آب شرب دامها و آبیاری تکمیلی.
ب-3- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای متلاطم پرحجم با هدف پخش سیلاب جهت زراعت نیمهدیم، احیای پوشش گیاهی در مراتع، ایجاد مراتع مشجر و جنگلکاری در مناطق خشک و نیمهخشک.
ب-4- سامانههای جمعآوری آب باران و روانابهای سطحی با سطوح آبگیر تلفیقی (مصنوعی و طبیعی) جهت ذخیره رطوبت در پروفیل خاک برای زراعت، احیای مراتع، تغذیه آبخوانهای نیمه عمیق و یا ذخیرهسازی آب جهت مصارف مورد نظر.
ج- سامانههای سطوح آبگیر باران زیرزمینی، شامل:
ج-1- سامانههای کاریز یا قنات.
ج-2- سامانه چاه افقی.
علاوه براین، برخی از متخصصین استحصال آب، سامانههای سطوح آبگیر باران را از نظر شکل و کاربرد به گروههای متفاوتی تقسیم کردهاند. به نحوی که در این خصوص مهمترین تقسیمبندی انجام شده شامل موارد زیر است(اسمعلی و عبداللهی، 1389):
1- سامانههای سطوح آبگیر باران مصنوعی جهت جمعآوری آب برای تأمین آب شرب انسان و دام و مصارف خانگی.
2- سامانههای سطوح آبگیر مصنوعی و تیمار شده جهت جمعآوری آب برای تأمین آب کشاورزی و ذخیره رطوبت در پروفیل خاک با هدف احیای پوشش گیاهی در مراتع و جنگلکاری در مناطق خشک و نیمهخشک.
لازم به توضیح است که منظور از سطوح آبگیر تیمار شده، سطوح آبگیری هستند که با انجام یک سری اقدامات نظیر تسطیح، جمعآوری سنگریزه و بقایای گیاهی، کوبیدن و فشردن خاک، سنگفرش و ایجاد سطح غیرقابل نفوذ با استفاده از مواد شیمیایی، سیمان، مالچهای نفتی و ... آماده میشوند.
1-8- انواع سازههای استحصال آب
به طور کلی انواع سازههای استحصال آب باران را میتوان به شرح زیر بیان کرد (اسمعلی و عبداللهی، 1389):
1- بند مخزنی: روش جمعآوری آب به وسیله بند به شکل گسترده در بسیاری از مناطق کشور رواج دارد. با وجود این، متاسفانه آموزش افراد بومی در مهارتهای تکنیکی همگام با اجرای این فن پیش نرفته است، در نتیجه نگهداری و بهرهبرداری از مخازن بیشتر به عهدهی سازمان مرکزی حکومت است.
2- بند رسوبگیر و تنظیمکننده: ثابت شده است در نواحی خیلی خشک، رسوبگیرها موثرتر و قابل اعتمادتر از سیستمهای دیگر جمعآوری آب هستند. با وجود این، کم بودن حجم ذخیره رسوبگیرها ممکن است مانعی برای استفاده از این روش در کشاورزی روی زمینهای وسیع باشد.
3- حفیره: حفیره را میتوان به آسانی طراحی و ساخت. به طوری که این گونه مخازن قادرند با غرقاب کردن زمین، حجم نسبتا زیادی آب را ذخیره کنند. در مناطق نیمهخشک استفاده از حفیره به خاطر سهولت احداث و به کارگیری آن در سیستمهای یکپارچه برای محصولات و کاشت گیاهان مرتعی مناسبتر است.
4- هوتک: هوتکها در اساس پشته خاکی کوچکی است که در قسمتهایی که سیلاب جاری میشود ساخته میشود (کوثر، 1374).
5- خوشاب: در بخش جنوبشرقی ایران این سیستم سنتی به منظور زراعت سیلابی به کار گرفته شده است.
6- سازههای مهندسی: این سازهها دایرههای کوچک یا مربع در روی زمیناند که با ملات آهک و یا سیمان و آهک و ماسه معمولی و ... ساخته میشوند و با به کارگیری آهن و شبکههای آهنی، ورودی و خروجی آنها محافظت میشوند.
7- سازههای تراوشی: یک روش بینظیر ذخیره آب و حفظ رطوبت در پروفیل عمیق و مناسب خاک است که توسط موانع طبیعی حوزهی آبخیز احاطه شدهاند. در این سیستم، رواناب بالادست و سطوح سنگی، در پایین درهها و موانع متوالی جمع میشود و برای ایجاد زراعت در سطح آنها استفاده میشود.
8- سازههای عرضی: که شامل احداث سازههای عمود بر جهت جریان است که یک مقطع خاکریزی همراه با سرریز بوده و برای نگهداشت آب به منظور غرقاب کردن اراضی بالادست در طی فصل بارانی به کار میرود.
9- آهار: در واقع مجموعهای از خاکریزهای به ارتفاع 3 مترند که در اراضی با شیب بسیار کم بر روی خطوط تراز احداث میشوند و طول خاکریزها در برخی موارد به چندین کیلومتر میرسد.
10- آبانبار: روشی برای دسترسی و استفادههای مستقیم از آبهای زیرزمینی است. در آبانبار به جای اینکه با احداث چاه، آب را توسط وسایلی به سطح زمین برسانند با احداث پلههای زیرزمینی، مستقیما به سراغ آن میروند.
11- تورکینست: یک نوع سازهی آبخیزداری است که عموما برای مناطق کم شیب به منظور ذخیره و جمعآوری آب باران و سیلاب احداث میشود. شکل معمول تورکینست دایرهای متمایل به بیضی است.
فصل دوم
مواد و روشها
2- مواد و روشها
2-1- منطقه مورد مطالعه
2-1-1- توپوگرافی و فیزیوگرافی
حوزه آبخیز سمبورچای با مساحت 3/748 کیلومترمربع درشمال استان اردبیل و به دلیل وسعت زیاد، به مقدار 94/72 درصد برابر 07/544 کیلومترمربع در محدوده شهرستان گرمی (مغان)، 68/19 درصد برابر 92/147کیلومترمربع از جنوب در محدوده شهرستان مشگینشهر و 37/7 درصد آن برابر 29/56 کیلومترمربع از شمال در محدوده شهرستان بیلهسوار قرار گرفته است و از نظر موقعیت جغرافیایی بین 14،19،47 تا 59،55،48 طول شرقی (E) و 18،6،37 تا 39،42،39 عرض شمالی (N) واقع شدهاست.
حداکثر ارتفاع حوزه آبخیز 2244 متر در جنوب غربی و حداقل ارتفاع در خروجی آن برابر 320 متر از سطح دریا می‌باشد که به رودخانه دره رود منتهی میشود.
2-1-2- هوا و اقلیم شناسی
این منطقه دارای آب و هوای نیمهخشک است. بارشهای سالانه ایستگاههای موجود در منطقه، در یک دوره مشترک 12 ساله مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتهاند. به منظور تجزیه و تحلیل بارش منطقه، از آمار بارش ایستگاههای اطراف حوزه آبخیز استفاده شده است که در نهایت 12 ایستگاه بارندگی از سازمان هواشناسی کشور را شامل میشود. بر اساس مجموعه آمار ایستگاههای موجود، متوسط بارندگی سالانه 236 میلی‌متر است که از 291 تا 386 میلی‌متر تغییر میکند. در این تحقیق صرفاً از آمار بارش سازمان هواشناسی کشور استفاده شد که این امر به دلیل طول مناسب دوره آماری، همگن بودن و کیفیت خوب آن‌ها میباشد. در بررسی اقلیم منطقه از روش دومارتن اصلاح شده استفاده شده است. جدول 2-1، طبقهبندی اقلیم را در روش دومارتن اصلاح شده نشان میدهد.
رابطه 2-1 A= PT+10که در آن: Ai، شاخص خشکی (ضریب خشکی)؛ P، متوسط بارش سالانه (میلی‌متر)؛ T، متوسط دمای سالانه (درجه سانتیگراد) میباشند.
جدول 2-1: طبقهبندی اقلیمها در روش دومارتن اصلاح شده
>55 55- 33 33- 28 28- 24 24- 20 20- 10 10- 0 مقادیر Ai
بسیار مرطوب ب بسیار مرطوب الف مرطوب نیمه مرطوب مدیترانه‎ای نیمه‎خشک خشک اقلیم
2-2- روش تحقیق
2-2-1- مطالعات کتابخانهای و اقدامات اولیه
جمعآوری اطلاعات، گزارشهای مطالعاتی و پژوهشهای قبلی انجام یافته در رابطه با موضوع تحقیق و مطالعه و بررسی آن‌ها:
1- در این مرحله اقدام به جمعآوری پژوهشهای قبلی گردید و نیز دادههای پایه با استفاده از مطالعات انجام شده توسط سازمانها و ادارات مربوطه تهیه شد. جمعآوری آمار و اطلاعات مختلف حوزه آبخیز از جمله: شدت بارندگی، دمای هوا و ارتفاع از طریق اداره هواشناسی استان اردبیل صورت گرفت.
2- بررسی موقعیت، وضعیت عمومی، زمینی و اقلیمی منطقه مورد مطالعه.
شناخت منطقه یکی از موارد مهم در مطالعات استحصال رواناب است که قبل از انجام مطالعات، موقعیت جغرافیایی، وضعیتهای عمومی پستی و بلندی، زمینی و نیز اقلیمی مورد بررسی قرار گرفت.
3- انتخاب و تهیه نقشههای پایه از منطقه تحقیق شامل توپوگرافی، زمینشناسی، کاربری اراضی، خاکشناسی و قابلیت اراضی با توجه به نیاز ضروری انجام طرح.
نقشههای توپوگرافی مورد نیاز طرح، با توجه به وسعت منطقه و دقت مورد نیاز با مقیاس 50000 :1 سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح و نقشههای زمینشناسی با مقیاس 100000 :1 سازمان زمینشناسی کشور تهیه گردید. به علت عدم وجود سایر نقشههای مورد نظر طرح، اقدام به تهیه آن‌ها از روی عکسهای هوایی و تصاویر ماهوارهای گردید.
4- تهیه و تامین عکسهای هوایی و تصاویر ماهوارهای منطقه و انجام مطالعات سنجش از دور برای کسب اطلاعات مورد نیاز و تهیه نقشههای ضروری مورد نیاز طرح.
عکسهای هوایی 20000 :1 سال 1347 از طریق سازمان نقشهبرداری کشور و سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح و نیز تصاویر ماهوارهای لندست TM و ETM+ مربوط به سالهای 1988 و 2002 از طریق سازمان فضایی کشور تهیه شدند.
2-2-2- تهیه نقشههای پارامترهای مؤثر در ایجاد رواناب
2-2-2-1- خطوط توپوگرافی و تهیه نقشه DEM منطقه
برای بررسی وضعیت توپوگرافی در منطقه از طریق GIS، اقدام به رقومیسازی خطوط توپوگرافی از روی نقشههای توپوگرافی شده و با تهیه نقشهی مدل رقومی ارتفاع، عمدتاً در قالب سه بحث عمده شیب، جهت و ارتفاع بررسیهای لازم صورت میگیرد.
برای تهیه نقشه DEM، ابتدا خطوط تراز منطقه از روی نقشه توپوگرافی50000: 1 وارد کامپیوتر شده و با اندازه پیکسل 20×20 متر (قدرت تفکیک زمینی 20 متری) رقومی شده است. در ایران سیستم تصویری UTM یکی از معمولترین روشها بوده و در این تحقیق نیز از این سیستم استفاده شده است (منطقه مورد مطالعه در داخل زون 39 شمالی بود، بنابراین تمامی مطالعات با در نظر گرفتن این زون زمین مرجع شده است). هر خط تراز در حین رقومی کردن، ارزشهای واقعی خود را میگیرند و بدین ترتیب در نقشه نهایی تهیه شده نیز ارزش هر خط تراز بیانگر ارتفاع از سطح دریای آن خط به متر میباشد (عبداللهی، 1381).
در این تحقیق نقشه DEM، خطوط تراز رقومی شده باید از طریق یک نرمافزار GIS مناسب درونیابی شود. برای تهیه نقشه DEM در نرمافزار ArcGIS 9.3 از طریق گزینه Topo to raster (3D) تهیه گردید.
2-2-2-2- نقشه ارتفاع از سطح دریا
عامل ارتفاع از سطح دریا در حوزه آبخیز سمبورچای از آن جهت حائز اهمیت است که تاثیر ارتفاع در ایجاد رواناب به صورت غیر مستقیم و از طریق تبدیل نوع بارش از بارندگی به برف عمل میکند، چرا که از ارتفاع معینی به بالا، اغلب بارش به صورت برف میباشد و همانطوریکه میدانیم برف از طریق ذوب و نفوذ تدریجی، به طور متفاوتی نسبت به باران در ایجاد رواناب عمل میکند. برای تهیه نقشه طبقات ارتفاعی از نقشه DEM استفاده شد. به منظور کلاسهبندی نقشه ارتفاع به طبقات مختلف، منحنی تجمعی ارتفاع برای نقشه DEM تهیه شد.
2-2-2-3- نقشه شیب
مهم‌ترین عوامل توپوگرافی موثر در ایجاد رواناب منطقه شامل شیب، جهت و ارتفاع از سطح دریا میباشد. در صورت یکسان بودن سایر شرایط، هر چه مقدار شیب افزایش یابد رواناب ایجاد شده بیشتر خواهد بود که دلیل آن کاهش پایداری خاک خواهد بود. بسیاری از پارامترهای اقلیمی مانند بارش و دما با ارتفاع تغییر میکند. ارتفاع بر روی نوع و ویژگیهای نزولات تاثیر دارد. هرگاه ارتفاع از حد معینی تجاوز کند بارندگی به صورت برف نازل میشود. همچنین با افزایش ارتفاع، مقدار شیب دامنهها بیشتر میشود و رخسارههای بیرونزده و توده سنگی بیشتر مشاهده شده و سنگها ناتراواتر میشوند (سراجزاده، 1375). اختلاف ارتفاع بین نقاط مختلف در یک حوزه‌ آبریز، ناهمواریهای اراضی آن حوزه را نشان می‌دهد. نسبت اختلاف ارتفاع دو نقطه به فاصله آن‌ها تحت عنوان شاخص شیب معرفی می‌گردد برای شناخت ناهمواری اراضی و شیب از معیارهای متفاوتی استفاده می‌شود. شیب حوزه‌های آبخیز اثر بسیار زیادی در واکنش هیدرولوژیک حوزه‌ها دارد. سرعت جریان‌های سطحی به طور مستقیم به شیب بستگی دارد. افزایش سرعت آب نیروی جنبشی آب و در نتیجه قدرت تخریبی و حمل آن را افزایش می‌دهد همچنین میزان نفوذ آب در خاک با افزایش شیب کاهش می‌یابد و نهایتاً حجم سیلاب و جریانهای سطحی مستقیماً به شیب حوزه بستگی دارد.
جهت برآورد و تعیین میزان شیب حوزه‌های آبریز روشها و روابط متعددی ارائه گردیده که برخی از آن‌ها عبارتند از روش شبکهبندی، روش هورتون، رابطه جاستین، روش شمارش خطوط تراز و .... در مطالعه حاضر با استفاده از GIS نقشه کلاس‌های شیب در مقیاس 50000 :1 و مشتمل بر 5 کلاس سطح حوزه آبخیز تهیه گردیده. برای تهیه نقشه شیب حوزه آبخیز، از نقشه DEM در محیط نرمافزار ArcGIS با استفاده از گزینهSpatial Analyst استفاده گردید. در این نرمافزار نقشه شیب را می‌توان به دو صورت درجه و درصد شیب تهیه کرد و قابلیت آن در این زمینه بسیار بالا بوده و از دقت زیادی برخوردار است (البته دقت نقشه تهیه شده به پارامترهای دیگری از قبیل قدرت تفکیک زمینی و دقت رقومیسازی نیز بستگی دارد). برای منطقه مورد مطالعه با توجه به نوع وهدف کار، مساحت زیرحوزهها، نقشه شیب به درصد تهیه شد.
برای محاسبه متوسط شیب زیرحوزهها، نقشه پلیگونی زیرحوزهها را با نقشه رستری شیب حوزه آبخیز سمبورچای در محیط نرمافزار ArcGIS با استفاده از نوار ابزار Spatial Analyst و سپس ابزار Zonal Statistics قطع داده شد و متوسط شیب برای هر زیر حوزه به دست آمد.
2-2-2-4- نقشه جهت شیب
جهت شیب جهتی است که اگر از بالای شیب به پائین نگاه کنیم سطح شیب به آن جهت متوجه است و در واقع جهتی است که از آن می‌توان خط عمود فرضی به خطوط تراز سطح شیب رسم کرد. مهمترین اثر جهت شیب در میزان دریافت نور خورشید و اثرات ناشی از آن جمله پیدایش اقالیم محلی یا موضعی است. در نیمکره شمالی زمین جهات رو به جنوب و غرب از جهات رو به شمال و شرق برای مدت طولانی‌تری در معرض تابش نور خورشید قرار می‌گیرند و به همین دلیل نیز گرم‌ترند. اثر تابش بیشتر و گرمای زیادتر جهت رو به جنوب و شرق موجب افزایش تبخیر و تعرق سالیانه و در نتیجه کاهش رطوبت خاک می‌شود و به همین علت نیز در جهات رو به جنوب و شرق وضعیت پوشش گیاهی ار نظر تراکم و نوع گیاهان نسبت به سایر جهات تفاوت دارد و اغلب از تراکم کمتری برخوردار است و نتیجتاً فرسایش خاک و تولید رواناب در این جهات بیشتر است (مهدوی، 1378).
اثر مهم دیگر شیب در ذوب شدن برف است. در جهات رو به جنوب و شرق به دلیل گرمای بیشتر، سرعت ذوب برف شدیدتر است. در این مناطق برف کمتری بر روی زمین میماند و ذوب آن به تدریج در زمستان و اوایل بهار انجام میگیرد. به همین دلیل جریان زمستانی رودخانهها در این مناطق بیشتر و جریانهای آن یکنواختتر است. در حالی که در حوزههای آبخیز با جهات رو به شمال و غرب دوام برف در زمستان بیشتر است و عمق و تراکم آن نیز بالاتر است (مهدوی، 1378).
برای تهیه نقشه جهات جغرافیایی نیز از ویژگی‌های خطوط منحنی میزان و خطوط رودخانه‌ها‌، نهرها و آبراهه‌ها و خطوط یالها و نحوه ارتباط یال و قله بر روی نقشه توپوگرافی استفاده می‌شود. تعیین جهت جغرافیایی بدین صورت می‌باشد که جهت هر یک از دامنه‌ها ( یعنی حد پایین یال و دره ) را نسبت به شمال جغرافیایی مشخص می‌نمایند. همانطور که میدانیم مقدار آزیموت از صفر تا 360 درجه تغییر میکند و برای مناطق مسطح، آزیموتی تعریف نمیشود که به همین خاطر در نقشه جهت تهیه شده، ارزش سلولهای مناطق مسطح به طور خاص (مثلا 1- و یا ؟) نشان داده میشود. در نقشه جهت تهیه شده، ارزش هر پیکسل بیانگر آزیموت آن میباشد.
برای کلاسهبندی نقشه جهت میتوان به صورت زیر عمل کرد (درویشصفت، 1379)، به طوری که:
1= شمال، آزیموت بین صفر تا 5/22 و نیز 5/337 تا 360 درجه.
2= شمالشرق، آزیموت بین 5/22 تا 5/67 درجه.
3= شرق، آزیموت بین 5/67 تا 5/112 درجه.
4= جنوبشرق، آزیموت بین 5/112 تا 5/157 درجه.
5= جنوب، آزیموت بین 5/157 تا 5/202 درجه.
6= جنوبغرب، آزیموت بین 5/202 تا 5/247 درجه.
7= غرب، آزیموت بین 5/247 تا 5/292 درجه.
8= شمالغرب، آزیموت بین 5/292 تا 5/337 درجه.
9 = اراضی مسطح با ارزش ویژه.
نقشه جهت توضیح داده شده به روش فوق، برای کلاسهبندی نقشه جهت به نه طبقه (با یک طبقه مسطح) میباشد که در صورت لزوم میتوان طبقات فوق را با هم تلفیق کرده و نقشه جهت چهار یا پنج طبقهای (با یک طبقه اضافی مسطح) تهیه کرد. برای تهیه نقشه جهت حوزه نیز از نقشه DEM در نرمافزار ArcGIS با دستور Spatial Analysis و انتخاب گزینه Aspect تهیه شدهاست. در نقشه جهت تهیه گردید.
2-2-2-5- تهیه و تکمیل نقشه همباران و همدما
الف- بارش
در منطقه مورد تحقیق، مقدار بارش سالانه تحت تاثیر ارتفاع از سطح دریا، فصول مختلف سال و توپوگرافی منطقه میباشد. در بررسی مقدار و وضعیت بارش منطقه، از ایستگاههای اطراف حوزه آبخیز استفاده شده است. جداول 2-2 و 2-3 به ترتیب مشخصات کلی ایستگاهها و میانگین بارش سالانه را نشان میدهند.
جدول 2-2: مشخصات ایستگاههای بارانسنجی
برزند اصلاندوز انگوت پارسآباد مشکین اردبیل ایستگاه
´53-◦47 ´25-◦74 ´45-◦47 ´46-◦47 ´41-◦47 ´20 -◦48 طول جغرافیایی
´57-◦38 ´26-◦39 ´03-◦39 ´39-◦36 ´23-◦38 ´13-◦38 عرض جغرافیایی
1085 153 466 6/72 1561 1335 ارتفاع (متر)
جعفرلو مرادلو جعفرآباد قوشه قرهخان بیگلو گرمی ایستگاه
´43-◦47 ´45-◦47 ´05-◦48 ´56-◦47 ´39-◦47 ´05-◦48 طول جغرافیایی
´52-◦38 ´45-◦38 ´26-◦39 ´44-◦38 ´05-◦39 ´03-◦39 عرض جغرافیایی
1280 1380 174 1246 596 759 ارتفاع (متر)
جدول 2-3: میانگین بارندگی سالانه ایستگاههای بارانسنجی
جعفرآباد مرادلو جعفرلو قوشه قرهخانبیگلو گرمی به رزند اصلاندوز انگوت مشگینشهر پارسآباد اردبیل ایستگاه
4/277 8/272 9/304 8/258 6/296 3/353 344 1/285 4/319 6/353 6/265 6/278 متوسط بارش سالانه
ب-رابطه ارتفاع- بارش و متوسط بارش منطقه
برای محاسبه رابطه ارتفاع- بارش، از آمار بارندگی ایستگاههای موجود و همچنین ارتفاع از سطح دریای ایستگاهها استفاده شد که در ابتدا نواقص آماری رفع شده و در نرمافزار Excel با وارد کردن ارقام بارش و ارتفاع در دو ستون مجزا، به نحوی که بارش در محور y و ارتفاع در محور x قرار گیرد، رابطه رگرسیونی این دو پارامتر از طریق نرمافزار Excel محاسبه شد (سعدی مسگری و قدس، 1384). رابطه رگرسیونی ارتفاع از سطح دریا- بارش (گرادیان بارندگی منطقه)، در منطقه تحقیق به صورت زیر به دست آمده است:
رابطه 2-2 P=0.050H+275.2 R²=0.625
که در آن: P، میزان درجه حرارت متوسط سالانه بر حسب سانتیگراد؛ H، ارتفاع از سطح دریا به متر میباشد.
برای بدست آوردن بارش متوسط حوزه آبخیز، از نقشه مدل رقومی بارش استفاده گردید. نحوه تهیه مدل رقومی بارش بدین شکل بوده که بعد از بهدست آوردن رابطه رگرسیونی ارتفاع- بارش در Excel، رابطه فوق به ArcGIS منتقل شد و با استفاده از تابع الحاقی Spatial Analyst نرمافزار ArcGIS 9.3 در منوی Spatial Analyst و در زیر منوی Raster Calculator، DEM منطقه به جای H (عامل ارتفاع) در معادله گرادیان قرار داده شد و نقشه همباران حوزه تهیه شده است. پس از تهیه نقشه مدل رقومی بارش، از طریق دستور Reclassify، اقدام به کلاسهبندی نقشه مدل رقومی بارش به 5 کلاس بارش شد. ج- رژیم حرارتی
رژیم حرارتی یک منطقه عبارت از تغییرات متوسط درجه حرارت هوا بر حسب زمان و در مدت یکسان است. هدف از بررسی درجه حرارت در محدوده طرح، تعیین رابطه گرادیان درجه حرارت و تعیین میانگین حرارتی منطقه بر اساس آمار ایستگاههای موجود بوده است.
د- رابطه ارتفاع- درجه حرارت و میانگین دمای سالانه
با بررسی آمار درجه حرارت ایستگاههای ثبت درجه حرارت در منطقه، مشابه روش تهیه مدل رقومی بارش، برای تهیه نقشه درجه حرارت متوسط نیز، بعد از بهدست آوردن رابطه رگرسیونی ارتفاع- درجه حرارت در Excel، رابطه فوق به ArcGIS منتقل شد و با استفاده از تابع الحاقی Spatial Analyst نرمافزار ArcGIS 9.3 در منوی Spatial Analyst و در زیر منوی Raster Calculator، مدل رقومی ارتفاع منطقه به جای H (عامل ارتفاع) در معادله گرادیان قرار داده شد و نقشه همدما حوزه تهیه شده است. رابطه ارتفاع از سطح دریا- درجه حرارت (گرادیان درجه حرارت) در منطقه تحقیق به صورت زیر به دست آمده است همانند بارندگی:
رابطه 2-3 T=-0.003H+15.14 R²=0.824
که در آن:T، میزان درجه حرارت متوسط سالانه بر حسب سانتیگراد؛ H، ارتفاع از سطح دریا به متر.میباشد.
2-2-3- مقدار بارندگی در دوره بازگشتهای مختلف
2-2-3-1- مقدار بارش

—d1522

1-7) تعریف واژه ها واصطلاحات پژوهش 10
فصل دوم- مبانی نظری وپیشینه پژوهش
مقدمه....…......... 13
مبانی نظری پژوهش13
چاقی......................................................................................................................................................................13
) تنظیم تعادل انرژی14
2-2-3) کنترل اشتها و هموستاز انرژی15
هیپوتالاموس17
2-2-5) سیگنال های عصبی و هورمونی کنترل اشتها 18
2-2-6) سیستم کنترل مرکزی20
2-2-7)کنترل محیطی اشتها22
تنظیم کننده های وزن و متابولیسم بدن23
) نروپپتایدها24
2-3-1-1) نوروپپتید Y (NPY)24
2-3-1-2)ارکسین25
2-3-1-3)گالانین26
2-3-1-4) نوروپتیید w-2327
2-3-2)هورمون ها27
2-3-2-1)گرلین27
2-3-2-2)ابستاتین28
2-3-2-3)لپتین29
نوروپتیید w30
گیرنده های NPW31
توزیع مرکزی NPW32
2-4-3) توزیع محیطی NPW33
توزیع NPBWR1-2 34
تنظیم تغذیه ومتابولیسم انرژی بوسیله NPW35
عملکرد اندوکرین NPW37
کورتیزول38
کورتیزول و فعالیت بدنی39
متابولیسم انرژی در فعالیت ورزشی41
فعالیت ورزشی فزاینده و شدید41
فعالیت ورزشی دراز مدت41
تاثیرات اسمولاریته بروی هورمون ها42
ارتباط کورتیزول با واسطه های متابولیکی43
ارتباط هورمون کورتیزول با اسید لاکتیک44
ارتباط هورمون کورتیزول با کراتینین44
کورتیزول و چاقی45
2-5-5-1) لینک پتانسیل بین کورتیزول و اشتها46
اثرات مضر چاقی ناشی ازکورتیزول46
تیروکسین47
تاثیر تیروکسین بر متابولیسم: 47
بی حرکت حاد و مزمن بر روی هورمون تیروئیدی48
هورمون های تیروئیدی و لپتین50
هورمون های تیروئیدی وگیاهان داروی51
2-7)جمع بندی 52
فصل سوم- روش شناسی پژوهش
3-1) روش پژوهش 54
3-2) طرح پژوهش54
3-3) جمع آوری وشیوه عصاره گیری ولیک (سرخ وسیاه) 55
3-3-1) جمع آوری میوه ولیک (سرخ وسیاه) 55
3-3-2) عصاره گیری آبی میوه ولیک (سرخ وسیاه) 55
3-3-3) مقدار دوز عصاره مصرفی موش ها55
3-4) جامعه و نمونه آماری و روش نمونه گیری56
3-5) محیط پژوهش56
3-6) تغذیه آزمودنی ها57
3-7) دوره و زمان بندی تمرینی57
3-8) وسایل و ابزار استفاده شده در پژوهش59
3-9) متغیرهای پژوهش60
3-9-1) متغیر مستقل60
3-9-2) متغیرهای وابسته60
3-10) روش اندازه گیری متغیرهای پژوهش60
3-10-1) روش اندازه گیری متغییر های وابسته61
3-10-1-1) روش اندازه گیری NPW 61
3-10-1-2) روش اندازه گیری هورمون کورتیزول 61
3-10-1-3) روش اندازه گیری هورمون T461
3-11) روش اندازه گیری ترکیبات سرخ ولیک , سیاه ولیک با استفاده از GC-MS : 62
3-12) روش ها آماری62
فصل چهارم- تجزیه وتحلیل
4-1) مقدمه65
4-2) توصیف داده ها65
4-2-1) مشخصات آزمودنی های حیوانی65
4-2-2) یافتههای مربوط به متغیرهای مورد مطالعه66
4-3) تجزیه و تحلیل استنباطی یافتههای پژوهش66
4-3-1) یافته های مربوط به نوروپپتید W پلاسمایی68
4-3-2) یافته های مربوط به نوروپپتید w کبدی72
4-3-3) یافته های مربوط به کورتیزول پلاسمایی76
4-3-4) یافته های مربوط به هورمون تیروئید T481
فصل پنجم- بحث ونتیجه گیری
5-1) مقدمه88
5-2) خلاصهی پژوهش88
5-3) بحث و بررسی(نوروپپتید w پلاسمایی و کبدی ، هورمون کورتیزول و T489
5-4) نتیجهگیری93
5-5) پیشنهادات برای پژوهشهای بیشتر94
منابع..................................................................................................................................................................................................95
چکیده انگلیسی112
فهرست شکل
عنوان صفحه
شکل 2- 1) تنظیمات جبرانی دریافت و مصرف کالری 15
شکل 2 – 2) طراحی شماتیک ساده از مناطق هیپوتالاموس 17
شکل 2 – 3) گردش هورمون های موثر بر تعادل انرژی از طریق هسته کمانی 20
شکل 2-4 ) تنظیم مصرف غذا 23
شکل 2-5) فعال سازی سلول های عصبی NPY / AGRP 25
شکل 2-6) گرلین قبل و بعد از دریافت غذا28
شکل 2- 7 ) لپتین 30
شکل 2- 8) فرق نوروپتیید 23- w و نوروپتیید 30- w ( انسان ، خوک ، رت ، موش)32
شکل 2- 9 ) تصویر شماتیک بر اساس یافته های مطالعات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی تنظیم اشتها در هیپوتالاموس توسط سلول های عصبی NPW و پپتید مرتبط با تغذیه در هیپوتالاموس36
شکل 3-1) مراحل اجرای طرح تحقیق در موش های صحرایی نر58
فهرست جدول ها
عنوان صفحه
جدول 2-1) مولکول های سیگنالی کاندید در هموستاز انرژی در CNS 22
جدول 3-1) حجم نمونه و مشخصات آزمودنی های هر گروه56
جدول 3- 2) پروتکل تمرین 8 هفته ای59
جدول 3- 3) مقادیر متغیر های مربوطه برای استخراج الکلی روغن سرخ ولیک63
جدول 4-1)، میانگین و انحراف استاندارد وزن موش های مورد پژوهش65
جدول 4-2) شاخص های توصیفی متغیرهای اصلی پژوهش66
جدول (4-3)، نتایج آزمون لون جهت بررسی هم واریانسی گروه های تحقیق67
جدول4-4) آزمون تحلیل واریانس یک طرفه برای مقایسه نوروپپتید W پلاسمایی68
جدول4-5) آزمون تحلیل واریانس یک طرفه برای مقایسه نوروپپتید W کبدی72
جدول4-6) آزمون تحلیل واریانس یک طرفه برای مقایسه کورتیزول پلاسمایی 76
جدول 4-7) نتایج آزمون توکی برای بررسی تفاوت بین گروه ها در کورتیزول پلاسمایی 77
جدول4-8)، آزمون تحلیل واریانس یک طرفه برای مقایسه هورمون تیروئید T4 81
جدول( 4-9) نتایج آزمون توکی برای بررسی تفاوت بین گروه ها در هورمون تیروئید T482
فهرست نمودار ها
عنوان صفحه
نمودار (4-1)، مقایسه سطوح نوروپپتید w پلاسمایی گروه های تحقیق71
نمودار (4-2)، مقایسه سطوح نوروپپتید w کبدی گروه های تحقیق75
نمودار (4-3)، مقایسه سطوح کورتیزول پلاسمایی گروه های تحقیق80


نمودار (4-4)، مقایسه سطوح هورمون تیروئید T4 گروه های تحقیق85
فصل اول:
طرح پژوهش

1-1: مقدمه
تغییر سبک زندگی و عدم توجه به برنامه های غذایی، جوامع امروزه را به سمت افزایش وزن، چاقی و عدم مدیریت اشتهای کاذب و به همراه آن به سوی بی تحرکی سوق داده است. چاقی و افزایش بیش از حد بافت چربی یکی از مشکلات سلامت در کشورهای مختلف جهان است که به دنبال تغییر شرایط زندگی و کاهش فعالیت فیزیکی و در نتیجه عدم تعادل انرژی دریافتی و مصرفی رخ می دهد. در سالهای اخیر، چاقی شیوع رو به افزایشی داشته است ]2،1[. چاقی، به عنوان بحران سلامت عمومی شناخته می شود ]3[.
شیوع چاقی و پیشرفت سریع آن موجب شده که پژوهش ها به سمت تنظیم و تعادل وزن بدن پیش رود. در اصل، چاقی و اضافه وزن نتیجه عدم تعادل انرژی است که به موجب آن انرژی دریافت شده بیشتر از انرژی مصرف شده است. یکی از عوامل تاثیرگذار بر چاقی میزان دریافت غذاست. دریافت غذا رفتار پیچیده ای است که سطوح مختلف کنترلی و تنظیمی را در بر می گیرد ]4[. افزایش وزن و یا چاقی که خود مقدمه بسیاری از بیماری های انسانی و مرگ و میر شده است. امروزه در حوزه بهداشت، سلامت و شیوع شناسی و به تازگی در حوزه فیزیولوژی ورزش با عنایت بر تاثیر فعالیت بدنی و ورزشی در اشکال مختلف در مدیریت وزن و تنظیم و تعادل انرژی، توجهات در جهت ساز و کارهای اصلی درگیر جلب شده است. اگر چه هنوز معادله انرژی، هزینه کرد و انرژی دریافتی جزء پایه ای پژوهش های حوزه سلامت تلقی می شود. اما تغییرات در نوع منبع بکارگیری جهت تامین انرژی های سلولی در بدن که بخش قابل ملاحظه ای از آن توسط هیپوتالاموس و بخش دیگری که از اهمیت نیز برخوردار است، توسط عوامل محیطی کنترل می شود. در دهه های گذشته تا قبل از کشف و معرفی تعدادی از پروتئین ها و پپتیدهای موثر در تنظیم انرژی، عقیده بر این بوده است که دستگاه عصبی مرکزی، به ویژه هیپوتالاموس تنها اندام درگیر در تنظیم تعادل انرژی و سوخت و ساز است. اکنون دیگر مطلق بودن حاکمیت هیپوتالاموس در کنترل تعادل و تنظیم انرژی جای خود را به همگرایی مرکز و محیط داده است، به همین خاطر پژوهشگران پپتیدهای مرتبط با کنترل و تنظیم انرژی و اشتها، دریچه ای نو را به سوی این دنیای عظیم موثر بر روند زندگی سالم باز کرده اند]7،6،5[.
با این وجود، به نظر می رسد که هنوز هیپوتالاموس محوریت لازم را در کنترل تعادل انرژی، سوخت ساز قند و اشتها داشته باشد. شاید به این خاطر باشد که تعداد زیادی از نورپپتیدهای مترشحه (AGRP،NPY،CART،POMC ، اورکسین، MCH ، گالانین ، پپتید شبه گلوکاکن، عامل رهایی کورتیکوتروپین) از این اندام در مقایسه با اندامهای محیطی دیگر مشارکت بیشتری را در این امر دارند ]8[. نوروپپتید w یکی از این نوروپپیدهاست که نقش مهمی در متابولیسم تغذیه و انرژی دارد ]9[.
1-2: بیان مسئله:
تمرین و فعالیت بدنی به عنوان یکی از عوامل موثر در تحلیل منابع انرژی سلولی از جمله گلوکز و گلیکوژن است، که می تواند تغییراتی در پپتیدهای و هورمون های موثر بر تنظیم و تعادل انرژی بوجود آورد. همچنین اظهار شده است که بازسازی و ریکاوری آنی ذخایر انرژی از جمله گلوکز و گلیکوژن نیز می توانند بر غلظت این پپتیدها اثرگذار باشند. در صورت عدم بازسازی مناسب و به موقع با مشکلاتی چون تغییر در غلظت پپتیدهای موثر بر تنظیم انرژی مواجه خواهیم شد. عدم تعادل بین پپتیدهای مهارگر و تحریک کننده دریافت غذا مانند لپتین، AGRP,NPY,CART,POMC, و گرلین به عنوان عوامل دخیل در روند سازوکاری می تواند به افزایش درصد چربی بدن، چاقی و غلبه روند اشتهاآوری بر ضد اشتهایی شود. اتخاذ راه کاری صحیح و آنی برای مقابله با این عدم تعادل می تواند از اختلالات سوخت و سازی تعادل و تنظیم انرژی (افزایش وزن یا کاهش غیرمنطقی، اتلاف انرژی) جلوگیری نماید. هرچند نوروپپتیدw در انسان اخیرا کشف شده است]10[ اما از زمان کشف نروپپتایدها، دانش ما از تنظیم وزن، اشتها و تعادل انرژی به نحو چشمگیری افزایش یافت. بسیاری از متخصصان حوزه سلامت، بهداشت و به خصوص تنظیم وزن، امیدوارند که با شناسایی جنبه های مهم و ناشناخته این نروپپتایدها و عوامل موثر بر آنها به روش های درمانی کارآمد و کشف داروهای جدیدی را برای امراضی چون چاقی دست یابند .امروزه تقریبا تاثیر نوروپپتیدها بروی هورمون ها ثابت شده است. از طرفی تغییر در هورمون ها نیز باعث تغییر در وزن بدن می شود.گزارش های رسیده نیز نشان می دهد که NPW نه تنها در تنظیم انرژی بلکه در هموستاز هورمونی نیز نقش دارد، ]11[
هورمون ها نقش مهمی در تنظیم اشتها، متابولیسم بدن و تنظیم سطح انرژی دارند]12[. فعالیت و تمرینات ورزشی روی سطوح خونی هورمون ها تاثیر می گذارند و به کاهش یا افزایش سطح برخی از هورمون ها نسبت به حالت استراحت منجر می شوند. در واقع این نوسانات هورمونی را می توان واکنش بدن در برابر فشارهای تمرینی قلمداد کرد، تا حالت هموستاز بدن برقرار شود ]13،14[. عدم تعادل در سطح هورمون ها در گیر در اشتها ( انسولین ، گلوکاگون ، کورتیزول و هورمون‌های غده تیروئید) می تواند به افزایش وزن منجر شود.
هورمون کوتیزول که یک گلوکوکورتیکوئید است ، و از بخش قشری غدد فوق کلیوی ترشح می شود، نقش بسزایی در برقراری این هموستاز دارد ]15[ . کورتیزول به طور مستقیم بر ذخیره چربی و افزایش وزن در افراد تاثیر دارد . یکی از اثرات مهم کورتیزول، نقش آن روی سوخت و ساز کربوهیدرات ها، پروتئین ها و چربی ها است.این هورمون فرآیند گلوکونئوژنز را از اسیدهای آمینه تسهیل، لیپوژنز کبد را کاهش و چربی های موجود در بافت چربی را به حرکت در می آورد . کورتیزول سوبسترای لازم را برای عمل گلوکرنئوژنز (اسیدهای آمینه) و سوخت های جایگزین را برای متابولیسم انرژی عضله اسکلتی (اسیدهای چرب) تامین کند]16،17،18،19[
هورمون تیرکسین یکی از هورمون های مهم متابولیسمی بدن است ]20[. که توسط غده ی تیرویید که تحت تاثیر محور هیپوتالاموس- هیپوفیز- تیرویید ( H-P-T) است ،تنظیم می شود ]21[ . در بررسی های متعدد ، اثر بسیاری از عوامل مانند دمای محیط ، استرس ، هورمون های دیگر ، ترکیبات شیمیایی ، نوسانات شبانه روزی ،... بر محور نامبرده به اثبات رسیده است. هورمون تیرویید ارتباط ویژه ای با رشد ، اشتها ، متابولیسم ، تنظیم اسمزی و تولید مثل دارد ]22[ افزایش میزان سوخت و ساز پایه، اثر اصلی هورمون های تیروئید است. عمل عمده ی این هورمون ها افزایش سوخت و ساز قندها و چربیها است]23[.
از طرفی استفاده از مواد مغذی ، به ویژه مواد قندی،اسیدهای چرب، نوشیدنی های ورزشی حاوی اسیدهای آمینه ، مواد معدنی و ویتامین ها ، آنتی اکسیدنها پس از تمرین و فعالیت بدنی، برای بازسازی سریع و افزون سازی منابع انرژی (گلیکوژن و ATP ) و کنترل وزن و اشتها توسط متخصصین و مربیان آگاه توصیه شده و می شود. در این راستا، استفاده از مکمل های غذایی طبیعی و صناعی بر عملکرد ورزشی، توازن بین اکساینده ها و ضد اکسایش کننده های بدن، توسط ورزشکاران ، مربیان ، متخصصین و پژوهشگران توصیه و بررسی شده است. علاوه بر موارد فوق، تاثیر برخی از گیاهان خوراکی و دارویی از قبیل: شنبلیله ]24[ ، برگ ریحان ]25[، توت هندی ]26[، لئوکاس سفالوتز (نوعی علف هرز خوراکی در هند) ]27[، بر روند بازسازی منابع انرژی به ویژه گلیکوژن در نمونه های حیوانی مطالعه شده است. با این وجود در هیچ یک از پژوهش های انجام شده به تاثیر این گیاهان دارویی و غذایی بر پپتیدهای درگیر در تنظیم تعادل انرژی، سوخت وساز قند، اشتها و وزن، با و یا بدون فعالیت بدنی و تمرین مورد توجه قرار نگرفته است. همچنین ، ولیک به عنوان یک گیاه دارویی منحصر به فرد از حیث ترکیبات و خواص به طور جدی در حوزه ی فیزیولوژی ورزش مورد توجه قرار نگرفته است.
ولیک یکی از قدیمی ترین گیاهان دارویی در طب اروپایی می باشد و برای اولین با توسط دیوسکورید در قرن 1 شرح داده شد]28[. عصاره ولیک از گل، برگ و میوه این گیاه مشتق می شود. مطالعه بالینی کمی به بررسی میوه ولیک به تنهایی پرداخته است ]29[. برگ، گل و میوه ولیک دارای مقادیر زیادی پروسیانیدین الیگومریک ، فلاونوئیدها می باشد، که مسئول اثر دارویی آن است]30[.
گیاه ولیک سرخ با اسامی مختلفی از قبیل هاثرن و از خانواده روزاسه به صورت سنتی به عنوان تونیک قلبی استفاده می شود. ترکیبات مختلفی در ولیک سرخ وجود دارد که شامل: ساپونین های تری ترپن، فلاونوئیدها، کاتیشن، اپی کاتشین می باشد ]31[.
گزارش شده است سرخ ولیک یک گیاه دارویی با ارزش از تیره گل سرخ است که امروزه در درمان ضایعات قلبی و گردش خون و به ویژه به عنوان ضد عفونت ها و آنتی اکسیدان، تب بر قابل استفاده می شو د؛ و اهمیت دارویی آن به دلیل وجود ترکیبات فنلی است که در این رده فلاونوئیدها نقش دارویی مهمی دارند]32[.همچنین مصرف آنتی اکسیدانهای غذایی می تواند از شیوع بیماری های متابولیک کم کند]33[.فلاونوئیدها بخاطر آنتی اکسیدان بودن در تنظیم تغذیه دخیل است و باعث تنظیم چربی خون ،تنظیم متابولیسم گلوکز و کربوهیدارت می شود ]34[ .
بنابراین ، این پژوهش قصد دارد تا تأثیر همزمانی تمرین با شدت بالا را به همراه دو نوع ولیک ( کراتاگوس ) سرخ و سیاه بر شاخص های مربوط به اشتها را در نمونه حیوانی ( مریوط به موش های نر) مورد ارزیابی قرار دهد. آیا تمرین شدید بر سطوح نوروپپتید W ، T4 ، کورتیزول پلاسمایی و بر سطوح نوروپپتید W کبدی درموش های صحرایی نر اثر دارد؟ آیا مکمل سازی آبی ولیک بر سطوح نوروپپتید W ، T4 ، کورتیزول پلاسمایی و بر سطوح نوروپپتید W کبدی درموش های صحرایی نر اثر دارد؟.
1-3: ضرورت و اهمیت تحقیق:
از آنجایی که بررسی و نمونه برداری بافت های انسانی از دشواری های زیادی برخوردار است و پژوهش های انجام شده بر روی مدل های حیوانی که شباهت های عملکردی با انسان دارند، می تواند تا حدودی بیانگر رخدادهای عملکردی در انسان باشند، از این رو در مطالعه حاضر انجام پژوهش روی پلاسما و بافت موش های صحرائی نر صورت پذیرفته است.
همان طور که گفته شد چاقی و اضافه وزن از یک سو و کمبود وزن و بی اشتهایی از سوی دیگر دو انتهای طیفی می باشند که همواره سلامتی جامعه را تهدید کرده و به عنوان یکی از معضلات جوامع امروزی باشند. شیوع گسترش چاقی و بیماری های مرتبط با آن در سطح جهان، شاهدی بر این مدعاست که پیشرفت های علمی در زمینه شناخت عوامل و مکانیسم های تنظیم وزن و به خصوص پیشگیری ، مبارزه و درمان چاقی توفیق چندانی نداشته است]4[. متاسفانه درکشور ما نیز، چاقی شیوع گسترده ای دارد. بر اساس پژوهش های صورت گرفته در ایران، بررسی ۸۹۹۸ فرد سنین 81 – 35 ساله (2005- 2002) نشان داد که 2/62٪ افراد دارای اضافه وزن و 28٪ ان ها چاق بوده اند ]35[. این در حالی است که چاقی با ابتلا به بیماری های بسیاری همراه است ]36[.دلایل ابتلا به چاقی متعدد می باشند، اما از نظر فیزیولوژی، چاقی ناشی از عدم تعادل انرژی است و درمان اولیه ی آن شامل کاهش دریافت غذا یا افزایش مصرف انرژی و یا هر دوی این موارد می باشد ]36،35[.
بنابراین از جنبه سلامت و بهداشت عمومی، شناخت عوامل و مکانیسم های موثر بر تعادل انرژی و تنظیم وزن می تواند به ارتقاء سطیح سلامت جامعه و صرفه جویی در هزینه های درمانی کمک نماید. هم چنین در شماری از بیماری ها، کاهش اشتها و تعادل منفی انرژی باعث بروز مشکلات عدیده و افزایش مرگ و میر می شود. مشخص شده که در این شرایط نیز نروپپتایدها نقش کلیدی دارند. بنابراین می توان امیدوار بود که شناخت مکانیسم این فرآیندها به درمان آنها اقدام کرد. از طرف دیگر نوروپپتید w که به تازگی (حدود یک دهه) کشف شده است و با توجه به نقش کلیدی خود در هموستاز و تنظیم وزن، تحقیقات بسیار کمی درباره این نوروپپتید صورت گرفته است، همچنین تحقیقات زیادی به تمرین به عنوان یک عامل مهم و موثر بر تعادل انرژی و تنظیم وزن و ارتباط آن نوروپپتید w انجام نشده است .همانطور که دیده می شود متخصصینی که در مورد نوروپتیید w و سایر نروپتاییدها مطالعه می کنند به ورزش ، تمرین و فعالیت بدنی عنایتی نداشته اند. برخی شرایط مانند فعالیت بدنی و تمرین می تواند تغییراتی را در پپتیدهای موثر برتنظیم و تعادل انرژی بوجود آورند. تمرین و فعالیت بدنی ، تعادل انرژی در سلول ها را به هم زده و هزینه ی انرژی سلول ها را افزایش می دهد. فعالیت های بدنی منظم ، دستگاه های مختلف انرژی را در گیر کرده و موجب سازگاری های عضلانی ، تنفسی ، قلبی – عروقی ، و سازگار ی متابولیکی می شود ]37[. از آنجایی که تاکنون پژوهشی در مورد تاثیر تمرین ورزشی و عصاره ولیک بر روی نوروپپتیدW پلاسمایی و بافتی صورت نگرفته ، پژوهش حاضر قصد دارد با بررسی اثر فعالیت ورزشی و عصاره میوه ولیک بر روی این نوروپپتید را بررسی نماید.
1-4 – اهداف پژوهش:
1-4-1-هدف کلی:
هدف کلی این پژوهش تعیین اثر8 هفته تمرین شدید بر سطوح نوروپپتید W پلاسمایی و کبدی، پاسخ های هورمون کورتیزول و T4 در موشهای صحرایی نر با و بدون عصاره آبی ولیک (سرخ و سیاه ) می باشد.
1-4-2-اهداف ویژه:
تعیین اثر 8 هفته تمرین شدید با و بدون عصاره آبی سرخ و سیاه ولیک بر سطح نوروپپتید w پلاسما
تعیین اثر 8 هفته تمرین شدید باو بدون عصاره آبی سرخ و سیاه ولیک بر سطح نوروپپتید w کبد
تعیین اثر 8 هفته تمرین شدید باو بدون عصاره آبی سرخ و سیاه ولیک بر هورمون کورتیزول
تعیین اثر 8 هفته تمرین شدید باو بدون عصاره آبی سرخ و سیاه ولیک بر هورمون تیروکسین
بررسی ارتباط سطوح نوروپپتید w پلاسما ، با دیگر متغییر ها
1-5 - فرضیه های پژوهش:
فرضیه 1 : هشت تمرین شدید همراه با مصرف عصاره آبی (سرخ و سیاه) ولیک برسطح نوروپپتید W پلاسما موشهای صحرایی نر اثر دارد
فرضیه 2: هشت تمرین شدید همراه با مصرف عصاره آبی (سرخ و سیاه) ولیک برسطح نوروپپتید W کبدی موشهای صحرایی نر اثر دارد
فرضیه3: هشت تمرین شدید همراه با مصرف عصاره آبی (سرخ و سیاه) ولیک برسطح هورمون کورتیزول پلاسما موشهای صحرایی نر اثر دارد
فرضیه 4: هشت تمرین شدید همراه با مصرف عصاره آبی (سرخ و سیاه) ولیک بر سطح هورمون تیروکسین پلاسما موشهای صحرایی نر اثر دارد
1-6- محدودیت های پژوهش :
1-6-1- محدودیت های غیر قابل کنترل
ـ عدم کنترل دقیق فعالیت شبانه آزمودنی ها
ـ عدم اندازه گیری مقدار غذای مصرفی برای هر نمونه بدلیل نبودن امکانات کافی
ـ عدم کنترل تاثیر عوامل وراثتی آزمودنی ها
1-7- تعریف واژها و اصطلاحات پژوهش
ولیک (کراتاکوس) cratacgus
ولیک یک گیاه دارویی با ارزش است که امروزه در درمان ضایعات قلبی و گردش خون و به ویژه به عنوان ضد عفونت ها و آنتی اکسیدان، تب بر استفاده می شود؛ و اهمیت دارویی آن به دلیل وجود ترکیبات فنلی است که در این رده فلاونوئیدها نقش دارویی مهمی دارند. همچنین مصرف آنتی اکسیدانهای غذایی می تواند از شیوع بیماری های متابولیک کم کند. فلاونوئیدها بخاطر آنتی اکسیدان بودن در تنظیم تغذیه دخیل است و باعث تنظیم چربی خون ،تنظیم متابولیسم گلوکز و کربوهیدارت می شود .
نوروپپتید w: نوروپپتید W تشکیل شده از 30 اسید آمینه و مشتق شده از یک پری پرو پروتئین 165 آمینو اسید است که ژن آن در انسان توسط تاناکا و هکارانش شناسای شد. NPW به ایفای نقش به عنوان عامل ضد اشتها عمل و باعث افزایش دما و متابولیسم بدن می شود.
کورتیزول: هورمون کوتیزول که یک گلوکوکورتیکوئید است ، و از بخش قشری غدد فوق کلیوی ترشح می شود، نقش بسزایی در برقراری هموستاز بدن دارد . هورمون کورتیزول در بدن به صورت دوره ای ترشح می شود، که دامنه و میزان ترشح آن را ریتم شبانه روزی تنظیم می کند. غلظت این هورمون در گردش خون، صبح زود به دلیل افزایش دامنه و میزان ترشح آن در بالاترین سطح است. میزان ترشح کورتیزول به تدریج در طول روز کاهش می یابد و غلظت آن در شب به حداقل میزان خود می رسد .پژوهش ها نشان داده اند که وزن و درصد چربی بدن بر ترشح کورتیزول تاثیر می گذارد.
هورمون تیروکسین یا 4T: تیروکسین به هورمون ترشح شده ازغده تیروئید می‌گویند. هورمون غده تیروئید تری یدوتیرونین 3 Tو تیروکسین 4Tاست .این هورمون از اضافه شدن چهار اتم ید به آمینواسید تیروزین ساخته می‌شود. هورمون های تیروئیدی در سوخت و ساز کلی بدن نقش داشته و نقص در عملکرد غده تیروئید و ترشح نامناسب این هورمون ها عواقب متعدد فیزیولوژیک را به دنبال دارد. برای مثال کاهش غلظت پلاسمایی هورمون های تیروئیدی باعث افزایش وزن و کاهش اشتها می گردد و افزایش آنها کاهش وزن و پرخوری را به دنبال دارد.
تمرین شدید : فعالیت ورزشی دویدن روی نوار گردان ( 5 روز در هفته ، با سرعت 34 متر در دقیقه ، شیب صفر درجه و به مدت 60 دقیقه ) انجام شد.
فصل دوم:
مبانی نظری و پیشینه پژوهش

:2-1مقدمه
در این فصل ابتدا مبانی نظری پژوهش مورد بحث و بررسی قرار خواهد گرفت.پیشنه و مبانی نظری پژوهش ، طیف وسیعی از اطلاعات و نظریه های علمی است که بیان کننده کمیت و کیفت اطلاعات موجود در رابطه با موضوع پژوهشی می باشد و به تشریح پژوهش های مرتبط با موضوع می پردازد . در این فصل پژوهشگر ابتدا به بررسی و مطالعه مفاهیم اساسی که در حوزه پژوهش دارای اهمیت هستند ، نظیر مکمل سازی ، پروتکل تمرینی و ... می پردازدو در پایان اطلاعات ارائه شده ، تحقیقات قبلی انجام شده و نتایج انها بیان می شود.
2-2: مبانی نظری تحقیق
2-2-1:چاقی
چاقی اختلالی است که از عدم تعادل دریافت و هزینه کرد انرژی ناشی می شود. عدم تعادل انرژی به عنوان فیدبکی برای فیزیولوژی و محیط عمل کرده و بر هزینه کرد و دریافت انرژی اثر می گذارد ]38[. ما انرژی را به صورت چربی ذخیره سازی می کنیم، چرا که هم نسبت به کربوهیدرات متراکم تر است و هم برای ذخیره شدن نیاز به مقدار زیادی آب ندارد. پدیده چاقی دو وجهه کاملا متفاوتی داردکه ژنتیک و محیط ]38[.
اطلاعات و آمار نشان می دهد که چاقی در کشورهای غربی در حال افزایش است . و عوامل مختلفی را می توان در این مورد دخیل دانست. از جمله تماشای تلویزیون، غذاهای فوری، کم تحرکی و استفاده از وسایل ماشینی در انجام امور روزمره و ... اشاره کرد. عقیده کلی بر این است که تعادل انرژی و وزن باید به گونه ای تنظیم شود تا اثرات تعادل بین هزینه کرد و دریافت انرژی بر چاقی و وزن بدن کنترل شود . لذا وزن بدن باید به طریقی تنظیم شود، که می دانیم هموستاز انرژی از طریق سیستم عصبی پیچیده ای تنظیم می شود که اثر فراز و نشیبهای کوتاه مدت در تعادل انرژی را بر روی توده بدن به حداقل می رساند. اخیرا مولکول های میانجی و مسیرهای دریافت غذا و تنظیم وزن در مغز شناسایی شده اند ]39[. گزارش کرده اند که با وجود کاهش در مقدار غذای دریافتی روزانه قادر به کاهش وزن نیستند. این ادعا به ایجاد این فرضیه منجر شد که چاقی در اثر اختلال های متابولیکی و نادرست بودن عادت های رفتاری است ، که موجب کاهش انرژی مصرفی در افراد چاق می شود ]40[.
2-2-2:تنظیم تعادل انرژی
عقیده ی کلی بر این است که تعادل انرژی و وزن بدن پدیده ای اند که باید تنظیم شوند. این عقیده از آن جا ناشی می شود که اثر بالقوه عدم تعادل بین هزینه انرژی و دریافت آن بر چاقی وزن بدن مشاهده می شود ]38[. به همین منظور هموستاز انرژی از راه سیستم عصبی پیچیده ای تنظیم می شود که اثر فراز و نشیب های کوتاه مدت در تعادل انرژی را بر روی توده ی چربی بدن به حداقل می رساند. اخیراً مولکول های میانجی و مسیرهای تنظیمی غذا خوردن و تنظیم وزن در مغز شناسایی شده اند ]39[.
محتوای انرژی سلول ها به تعادل بین تولید و مصرف انرژی در سلول ها بستگی دارد. یکی از شرایطی که می تواند تعادل انرژی را در سلول به هم زده و نیازهای هاصی را به سلول تحمیل نماید، ازدیاد هزینه کرد انرژی در اثر فشارهای مختلف روانی و جسمانی از جمله انجام فعالیت بدنی و تمیرن است. به بیان دیگر، در نتیجه تمرین و فعالیت بدنی، تعادل انرژی در سلول به هم خورده و هزینه ی انرژی سلول افزایشمی یابد. سلول در پاسخ به این وضعیت جدید پاسخ های موقتی و لازم را از خود نشان می دهد که در صورت تداوم یافتن این وضعیت، رفته رفته به سازگاری مناسب متابولیکی نایل می شود و در صورت رفع این فشار تدریجاً وضعیت انرژی سلولی به حالت اولیه ی خود برمی گردد. بنابراین گفته می شود که سلول یا اندام یا دستگاه درگیر در مقابل فشار فیزیکی وارده سازگار شده است. تمرین و فعالیت های بدنی منظم، دستگاه های مختلف انرژی را درگیر کرده و موجب سازگاری های عضلانی، تنفسی، قلبی – عروقی و سازگاری متابولیکی می شود که متعاقب فعالیت های بدنی و ورزشی رخ می دهند ]37[.

شکل 2- 1) تنظیمات جبرانی دریافت و مصرف کالری در پاسخ به تغییرات در محتوای چربی بدن است.]47[
2-2-3:کنترل اشتها و هموستاز انرژی
مرکز اصلی هموستاز یا تعادل انرژی در انسان هیپوتالاموس می باشد ، هرچند نواحی مختلفی از مغز از کورتکس گرفته تا ساقه مغز در رفتار دریافت غذا و هموستاز انرژی دخالت دارند . در بیشترین بزرگسالان ذخایر چربی و وزن بدن علیرغم تغییرات بسیار گسترده مصرف غذای روزانه و مصرف انرژی به طور چشمگیری ثابت است. برای برقراری تعادل بین انرژی دریافتی و مصرف غذای روزانه و مصرف انرژی به طور چشمگیری ثابت است. برای برقراری تعادل بین انرژی دریافتی و مصرفی یک سیستم فیزیولوژیکی پیچیده شامل سیگنال های آوران و وابران فعالیت می کند] 1[. این سیستم شامل مسیرهای چندگانه ای است که در تعامل با هم وزن را کنترل می نماید .در گردش خون هورمون هایی وجود دارند که به صورت حاد و موقت غذا خوردن را شروع یا خاتمه می دهند وهم هورمون هایی هستند که منعکس کننده چاقی و تعادل انرژی بدن می باشد. این سیگنال ها به وسیله اعصاب محیطی و مراکز مغری از جمله هیپوتالموس و ساقه مغزی یکپارچه می شوند هنگامی که سیگنال ها یکپارچه شوند ، نوروپتید های مرکزی را ، که غذا خوردن و هزینه انرژی را تغییر می دهند ، تنظیم می کنند ] 1[.
پیچیدگی رفتار دریافت غذا منعکس کننده ی تعداد نواحی در گیر در مغز است. به عنوان مثال ، قشر پیشانی چشمی در گیر در سیری ویژه حسی است در حالی که آمیگدال در ارزیابی مزه و طعم غذا دخالت دارد . بنابراین رفتار دریافت غذا را می توان به فاز های مختلفی از جمله فاز اشتها ، که شامل جستجو برای غذا است ، و فاز مصرف شامل خوردن واقعی غذا است ، تقسیم بندی کرد ]41[.
برای حفظ یک وزن ثابت در یک دوره ی زمانی نسبتا طولانی همواره باید توازنی بین دریافت غذا و هزینه انرژی برقرار باشد . هیپوتالاموس اولین مرکز ی است که حدود 50 سال قبل نقش آن در این فرایند شناخته شد . علیرغم در گیری نقاط مختلفی از مغز در رفتار غذا خوردن ، هیپوتالاموس به عنوان مرکز اصلی غذا خوردن مطرح می باشد .در اوایل دهه 1940 نشان داده شد که تزریق یا تحریک الکتریکی هسته ها ویژه ای در هیپوتالاموس ، رفتار تغذیه ای را تغییر می دهد. هیپوتالاموس شامل چندین هسته می باشد که در دریافت غذا دخالت دارند شامل هسته های کمانی (ARC) ، هسته ای مجاور بطنی (PVN) ، بخش های جانبی هیپوتالاموس (LHA) ، هسته های بطنی میانی (VMH) و هسته های خلفی میانی (DMH). در ARC دو دسته اصلی نورون که به وضعیت تغذیه ای حساس هستند و جود دارند . یکی دسته از ان ها دریافت غذا و اشتها را تحریک و دسته دیگر ان را مهار می کنند ]41[. هسته های بطنی میانی (VM) به عنوان « مرکز سیری» و هسته های جانبی هیپوتالاموس (LH) عنوان «مرکز گرسنگی» شناخته شده اند. هسته های کمانی (ARC) هیپوتالاموس نیز به عنوان محلی که این سیگنال های تنظیمی اشتها را یکپارچه می کند شناخته شده است ]42[ .

شکل 2 – 2) طراحی شماتیک ساده از مناطق هیپوتالاموس که در مصرف مواد غذایی نقش اصلی ایفا می کند.]41[
2-2-4:هیپوتالاموس
برای حفظ یک وزن در یک دوره زمانی نسبتاً طولانی همواره باید توازنی بین دریافت غذا و هزینه انرژی برقرار باشد. هیپوتالاموس اولبین مرکزی است که حدود 50 سال قبل نقش ان در این فرایند شناخته شد. در اوایل دهه 1940 نشان داده شد که تزریق یا ایجاد تحریک در هسته های ویژه ای از هیپوتالاموس باعث تغییر در رفتار تغذیه ای و دریافت غذا می شود. در هیپوتالاموس هسته های بطنی میانی (VMH) ، به عنوان «مرکز گرسنگی» شناخته شده اند. هسته های کمانی (ARC) هیپوتالاموس نیز به عنوان محلی که این سیگنال های تنظیمی اشتها را یکپارچه می کنند شناخته شده است. چرخه های عصبی متعددی در هیپوتالاموس قرار دارد. بر اساس دانسته های ما شبکه های عصبی و انشعابات آنها در داخل هیپوتالاموس قرار دارد. بر اساس دانسته های ما شبکه های عصبی و انشعابات آنها در داخل هیپوتالاموس گسترش پیدا می کنند و اجتماعات عصبی مجزا، نروترانسمیترهای ویژه ای را ترشح کرده که بردریافت غذا و یا هزینه کرد انرژی اثر گذاشته که خود توسط سیگنال های خاص وضعیت تغذیه ای تنظیم می شوند. سیگنال های محیطی درگیر در تهادل انرژی، از قبیل هورمون های روده ای مثل پپتاید YY و GLP-1 از طریق یک مکانیسم فیرقابل اشباع از سد خونی- مغزی گذشته و بنابراین به ARC می رسند. البته سیگنال های دیگری از قبیل لپتین و انسولین از طریق یک مکانیسم قابل اشباع از خون به مغز می رسند. بنابراین سد خونی – مغزی یک نقش تنظیمی پویا در عبور دادن برخی سیگنال های انرژی گردش خون دارد. در ARC دو دسته اصلی نرون که به وضعیت تغذیه ای حساس هستند ، وجود دارند . یک دسته از انها دریافت غذا و اشتها را تحریک و دسته دیگر ان را مهار می کنند عوامل اشتها آور و شد اشتها به ترتیب فعالیت سیستم عصبی سمپاتیک را کاهش و افزایش می دهند و به موجب آن ذخایر چربی بدن و هزینه انرژی را تنظیم می کنند . این عمل از طریق تغییر گرمازایی در BAT و احتمالاً در محل های دیگری از قبیل بافت سفید چربی وعضله، از طریق القاء پروتئین جفت نشده میتوکندریایی یک UCP-1 و UCP-2 و UCP-3، انجام می شود. ارتباط بین دریافت غذا و فعالیت سمپاتیک از طریق مواد انتقال دهنده عصبی متعددی صورت می گیرد. نروپتایدها عناصر مهم سیستم تنظیم کننده دریافت غذا هستند. هورمون ها ، انتقال دهنده های عصبی و نروپتایدهایی که بر دریافت غذا اثر می گذارند. مولکول های تحریک کننده اشتها شامل نوراپی نفرین، گاما آمینو بوتیریک اسید و هفت دسته از نروپتایدها هستند، در حالی که مولکول های مهار کننده غذا اشتها شامل سروتونین، دوپامین و تعداد زیادی از پپپتایدهای روده ای – مغزی هستند ]42[ .
2-2-5:سیگنال های عصبی و هورمونی کنترل اشتها
در موجودات تکامل یافته، نظیر انسان سیستم تنظیم دریافت غذا شامل دو بخش شبکه تنظیم اشتها و سیگنال های عصبی و هورمونی ارسالی از نواحی مختلف بدن به شبکه تنظیم اشتها می باشد که بخش اول از نورون های ایجاد کننده اشتها یا نورون های اورکسیژنیک و نورون های ایجاد کننده بی اشتهایی یا نورون های انورکسیژنیک تشکیل شده است که همگی در هسته های مختلف هیپوتالاموس قرار دارند و این دو دسته نورون شبکه تنظیم اشتها با یکدیگر در ارتباط هستند و بر فعالیت یکدیگر اثر می گذارند ]43[ . بنابراین عوامل تنظیمی متعددی چون هسته های مختلف هیپوتالاموس واقع در سیستم عصبی مرکزی، ذخایر انرژی و هورمون ها در تنظیم اشتها و دریافت غذا بصورت دراز مدت وکوتاه مدت دخالت دارند . در انسان انتقال دهنده های سیستم عصبی و پپتیدهای روده ای متعددی از عوامل مهم تنظیم اشتها می باشند]44[. اکثر مطالعات انجام گرفته در زمینه اشتها و دریافت غذا، روی دو هورمون لپتین و گرلین متمرکز است. این دو هورمون بعنوان تنظیم کننده های اصلی شبکه تنظیم اشتها و دریافت غذا درهسته های مختلف هیپوتالاموس مطرح هستند]45[.
هورمون لپتین محصول ژن چاقی است که در تنظیم فرایندهای متابولیک دخیل است و نمایانگر میزان ذخیره چربی بدن است . این هورمون با گیرنده های ویژه ای در هیپوتالاموس و با مهار باعث کاهش اشتها می شود و از طرف دیگر ترشح نوروپپتید Y با افزایش فعالیت سیستم عصبی سمپاتیک و لیپولیز موجب افزایش میزان متابولیسم بدن، میزان انرژی مورد نیاز و در نتیجه میزان چربی بدن را کنترل می کند]46[.
گرلین به عنوان یک لیگاند درون زاد برای گیرنده ترشح دهنده هورمون رشد مطرح است. سلول های غده اکسینتیک موکوس فوندوس معده منبع اصلی این پپتید اشتها آور است ]47[. مطالعات گذشته نشان داده است درحالی که تزریق انسولین در برخی از هسته های هیپوتالاموس سیستم اعصاب مرکزی دریک روش وابسته به دوز بعد از ورود به فضای بین سلولی درمغز به رسپتورهای خود نظیر نورون های، نوروپپتید Y متصل و آن را مهار می کند و یا از طریق تحریک انتقال دهنده عصبی α –MSH به دلیل افزایش تولید وترشح لپتین سبب کاهش دریافت غذا می شود ولی افزایش سطح سرمی انسولین (به صورت محیطی) در صورتیکه باعث کاهش غلظت گلوکزخون شود می تواند اشتها را تحریک نماید ]48[.

شکل 2 – 3 ) گردش هورمون های موثر بر تعادل انرژی از طریق هسته کمانی ]44[
2-2-6:سیستم کنترل مرکزی
سیگنال های نماینده چاقی در CNS یکپارچه می شوند. در داخل CNS دریافت غذا و تنظیم وزن به طور موثری انجام می شود. در CNS و بطور اختصاصی در هیپوتالاموس دو سیستم موثر آنابولیک و کاتابولیک وجود دارد که وزن بدن و توده چربی را تنظیم می نمایند . مسیرهای که سیگنال های چاقی از لپتین (مترشحه از آدیپوسیت ها) و انسولین (مترشحه از پانکراس ) با چرخه های خودکار مرکزی اندازه غذا را تنظیم می کنند.لپتین و انسولین مسیر کاتابولیک (نرون های POMC/CART ) را تحریک و مسیر آنابولیک (نرون های NPY/AGRP ) که از ARC منشأ می گیرندۀ را مهار می کنند. درون دادهای آوران وابسته به سیری از کبد و مجاری معده ای ـ روده ای و از پپتیدهایی مثل CCK از طریق عصب واگ و تارهای سمپاتیک به NTS ، یعنی جای که با درون دادهای پایین رونده هیپوتالاموس یکپارچه می شوند. برون داد عصبی خالص از NTS و سایر نواحی بصل النخاع و مخچه مغز منجر به خاتمه غذا خوردن می شوند. کاهش درون دادهای از سیگنال های چاقی ( در حین کاهش وزن ناشی از رژیم) بنابراین باعث افزایش اندازه غذا به وسیله کاهش پاسخ های ساقه مغز به سیگنال های سیری می شوند]4[.
مسیر های که سیگنال های جاقی از لپتین (مترشحه از آدیپوسیت ها) و انسولین (مترشحه از پانکراس) با چرخه های خودکار مرکزی اندازه غذا را تنظیم می کنند. لپتین و انسولین مسیر کاتابولیک (نرون های POMC/CART ) را تحریک و مسیر آنابولیک (نرون های NPY/AGRP ) که از ARC منشأ می گیرند ، را مهار می کنند. درون دادهای آوران وابسته به سیری از کبد و مجاری معده ای-روده ای و از پپتیدهایی مثل CCK از طریق عصب واگ و تارهای سمپاتیک به NTS ، یعنی جای که با درون دادهای پایین رونده هیپوتالاموس یکپارچه می شوند. برون داد عصبی خالص از NTS و سایر نواحی بصل النخاع و مخچه مغز منجر به خاتمه غذا خوردن می شوند. کاهش درون دادها از سیگنال های چاقی (درحین کاهش وزن ناشی از رژیم) بنابراین باعث افزایش اندازه غذا به وسیله کاهش پاسخ های ساقه مغز به سیگنال های سیری می شوند. ]4[.

جدول 2-1- مولکول های سیگنالی کاندید در هموستاز انرژی در CNS ]39[.
سیستم موثر آنابولیک باعث افزایش دریافت غذا، اکتساب وزن، کاهش هزینه انرژی و برعکس سیستم موثر کاتابولیک باعث کاهش دریافت غذا ، از دست دادن وزن و افزایش هزینه انرژی می شود .
2-2-7:کنترل محیطی اشتها
سیگنال های محیطی درگیر در تعادل انرژی، از قبیل هورمون های روده ای مثل پپتاید و GLP1 از راه یک مکانیسم غیرقابل اشباع از سدخونی- مغزی گذشته و بنابراین به ARC می رسند. البته سیگنال های دیگر از قبیل لپتین و انسولین از راه یک مکانیسم قابل اشباع از خون به مغز می رسند. بنابراین سد خونی- مغزی یک نقش تنظیمی پویا در عبور دادن برخی سیگنال های انرژی گردش خون دارد ]49[.
گرلین اولین هورمونی است که به دنبال تزریق محیطی موجب افزایش غذا خوردن می شود. در انسان ها گرلین پلاسمایی قبل زا هر وعده غذا افزایش ناگهانی و پس از صرف هر وعده غذایی به صورت کوتاهی سقوط می کند. این یافته ها دلالت بر این دارند که گرلین سممکن است به عنوان یک شاخص تعادل انرژی کوتاه مدت تلقی شود و ممکن است به عنوان یک مولکول سیگنالینگ در طول مدت زمان تخلیه انرژی در نظر گرفته شده است ]49[.

شکل 2-4 ) تنظیم مصرف غذا بوسیله ی هورمون های محیطی و مسیرهای سیگنالینگ مرکزی انها.]45[
2-3 :تنظیم کننده های وزن و متابولیسم بدن
گزارش ها نشان که وزن و متابولیسم بدن توسط نوروپپتید ها و هورمون های متعددی کنترل و تنظیم می شود.که به اختصار به توضیح برخی از مهمترین آنها می پردازیم.
2-3-1:نروپپتایدها
2-3-1-1: نوروپپتید Y (NPY)
NPY یک پپتید 36 اسید آمینه ای و یکی از فراوان ترین و گسترده ترین (از لحاظ توزیع) عوامل انتقال دهنده عصبی در مغز پستانداران می باشد. ARC محل اصلی بیان NPY در داخل نرون های هیپوتالاموس می باشد. هر چند NPY پس از تزریق مرکزی اثرات گوناگونی روی رفتار و عملکرد به جا می گذارد. ولی قابل توجه ترین اثر آن تحریک غذا خوردن است. تزریق چندباره NPY به داخل PVN یا دهلیزهای مغزی باعث چاقی می شود که نشان دهنده آن است که NPY قادر به مهار سیگنال های مهار کننده دریافت غذا می باشد. NPY باعث تعادل مثبت انرژی از طریق افزایش دریافت غذا می شود و همچنین باعث کاهش هزینه انرژی از طریق کاهش گرمازایی در BAT و همچنین تسهیل ذخیره چربی در بافت سفید چربی از طریق افزایش فعالیت انسولین می گردد ]50[. NPY در ARC سنتز شده و به داخل PVN ترشح می شود و توسط سیگنال های مثل لپتین، انسولین (که هر دو مهار کننده) و گلوکورتیکوئیدها (فعال کننده)، تنظیم می شود. سنتز و ترشح NPY در مدل های با شرایط کمبود انژژی یا افزایش نیازهای متابولیکی از قبیل گرسنگی ، دیابت وابسته به انسولین، شیردهی و فعالیت بدنی افزایش می یابد. نقش فیزیولوژیکی اصلی نرون های ARC ، NPY، احتمالا برقراری مجدد تعادل انرژی و ذخایر چربی بدن در شرایطی است که بدن با کمبود انررژی مواجه است. علیرغم شواهد کافی برای نشان دادن نقش کلیدی NPY در هموستاز انرژی، عجیب این است که در موش های که ژن NPY آنها کاملا حذف شده بود دارای فنوتیپ نرمال بودند به جز اینکه مستعد به جمله ناگهانی شده بودند. بنابراین هنوز کاملا مشخص نیست که آیا NPY فقط در شرایط حادی از قبلی موش های تراریخته ob/ob در پراشتهایی یا چاقی نقش دارد یا آیا فنوتیپ نرمال به علت مکانیسم های جبرانی توسط سایر سیگنال های اشتهاآور است که جایگزین NPY می شوند و به حفظ تغذیه طبیعی و تنظیم وزن کمک می کنند ]51[.

شکل 2-5) فعال سازی سلول های عصبی NPY / AGRP دارای یک اثر اشتهاآور، در حالی که فعال سازی سلول های عصبی POMC / CART اثر ضد اشتهای می باشد.
2-3-1-2: ارکسین ارکسین اخیرا به عنوان دسته ای از نروپپتیدها شناخته شده که همچنین تحت عنوان هیپوکرتینز نامگذاری می شود. ارکسین A و B به ترتیب دارای 23 و 28 اسید آمینه بوده و 46 درصد مشابهت دارند. هر دو پپتید توسط یک ژن کدگذاری شده و در نرون های خلفی و جانبی هیپوتالاموس قرار دارند. تزریق ارکسین A به طور معنی داری موثرتر از ارکسین B می باشد. البته اثر ارکسین بر تحریک غذا خورئن از اثر NPY خفیف تر است. ارکسین احتمالا بیشتر درگیر کنترل متابولیسم انرژی است تا دریافت غذا . ناشتایی باعث تظاهر افزایش ژن ارکسین در هیپوتالاموس می شود ]49[.
2-3-1-3: گالانین
گالانین یک پپتید 29 اسیدآمینه ای است که در دسته ی نورونی PVN , DMH , ARC توزیع شده است. گالانین دریافت غذا در موش های صحرایی پس از تزریق به داخل CV و همچنین VMH , LH , PVN و هسته های مرکزی آمیگدال را تحریک می کند. همانند MCH و ارکسین، غذا خوردن ناشی از گالانین ضعیف تر از NPY بوده و تزریق مداوم گالانین اثری بر حفظ چاقی یا پراشتهایی ندارد. از لحاظ آناتومیکی و عملکردی ارتباط نزدیکی بین نرون های تولید کننده گالانین وسایر سیگنال های اشتهاآور وجود دارد. هر چند سیستم NPY ارتباط نزدیکی با مصرف و هضم کربوهیدرات ها دارد، گالانین احتمالا در وهله اول در کنترل مصرف چربی ها و افزایش ذخیره بافت چربی از طریق کاهش در هزینه کرد انرژی دخالت دارند. گالانین در حین دوره میانی چرخه غذایی طبیعی فعال شده و یک رژیم با چربی بالا می تواند تولید گالانین را در PVN افزایش داده که ارتباط نزدیکی با چاقی بدن دارد ]49[.
2-3-1-4: نوروپتیید w-23
نوروپتیید W-23 که در ده اخیر کشف شده از 23آمینو اسید تشکیل شده است.که در تنظیمات تغذیه ای و هورمونی مشارکت دارد. مطالعات نشان می دهد ، تزریق داخل بطن مغزی NPW23 باعث افزایش جذب غذا و تحریک آزادسازی پرولاکتین]52[ و کورتیکوسترون ]53[ در موش صحرایی می شود،همچنین تحقیقات آزمایشگاهی نشان داده که افزایش غلظت NPW23 ، به طور قابل توجهی بر پرولاکتین، هورمون رشد و انتشار ACTH از سلولهای هیپوفیز قدامی را تغییر می دهد ]53[.
2-3-2:هورمون ها
2-3-2-1:گرلین
گرلین برای اولین بار در سال 1999 توسط کوجیما و همکارانش از معده موش جداسازی شد و به عنوان لیگاند درونی برای گیرنده GHS-Ra مطرح گردید. گرلین به هنگام گرسنگی به مقدار زیادی در سلولهای مخاط معده و به مقدار اندکی در سایر اندام ها از جمله مغز، هیپوفیز، سلولهای لایدیگ و سلولهای سرتولی نیز به نسبت کمتر تولید می شود ]54[. مطالعات نشان داده گرلین علاوه بر افزایش هورمون رشد ]55[ سبب افزایش تخلیه معده، افزایش اشتها، افزایش وزن بدن ]56[ تحریک ترشح ACTH ، مهار LH 6 و کاهش غلظت هورمون های تیروئیدی می شود ]57[. تزریق گرلین از طریق افزایش بیان ژن ها ی AgRP و NPY در هستۀ ARC هیپوتالاموس که نورونهای آنها مستقیماً بر روی TRH گیرنده دارند سبب کاهش هورمونهای تیروییدی می شوند ]58[.

شکل 2-6) گرلین قبل و بعد از دریافت غذا
2-3-2-2:ابستاتین
زانگ و همکاران (۲۰۰۵) پپتید ۲۳ اسید آمینه ای دیگری به نام ابستاتین را شناسایی کردند. این پپتید از ژن سازنده ی گرلین مشتق شده که بعد از ترجمه، دستخوش تغییرات متفاوتی شده است. یافته های بررسی ها نشان داد درمان جوندگان با ابستاتین منجر به تعادل انرژی منفی از راه کاهش دریافت غذا و تخلیه ی معده می شود. بنابراین برخی پژوهشگران به این نتیجه رسیدند که گرلین و ابستاتین اثرات متضادی بر تنظیم وزن دارند و ممکن است عملکرد نامطلوب ابستاتین در پاتوفیزیولوژی چاقی درگیر باشد.]59[
پژوهش قنبری نیاکی و همکاران نشان داد کسر و گلیکوژن کبدی ناشی از تزریق اتیونین در موش ها ATP منجر به افزایش سطح گرلین پلاسما می شود که می تواند به عنوان یک آغازگر مهم دریافت غذا مد نظر قرار گیرد؛ هم چنین مشاهده شد سطح ابستاتین پلاسما مورد تاثیر و گلیکوژن کبد نیست و انجام تمرین های ATP کاهش ورزشی نیز نتوانست این نتیجه را مورد تاثیر قرار دهد. پژوهشگران این گونه نتیجه گیری کردند که گرلین نسبت به ابستاتین به کسر انرژی کبد حساس تر است ]60[. گائو و همکاران(2009) انجام پژوهشی روی زنان و مردان چاق دریافتند سطح گرلین و ابستاتین آزمودنی های چاق پایین تر، اما نسبت گرلین به ابستاتین آنها از آزمودنی های با وزن طبیعی بالاتر بود ]61[.
زامرازیلوا و همکاران (۲۰۰9) نیز نسبت سطح گرلین به ابستاتین پلاسما را در زنان با وزن طبیعی، چاق و دچار بی اشتهایی عصبی اندازه گیری نمودند. یافته ها نشان داد نسبت سطح گرلین به ابستاتین در زنان با بی اشتهایی عصبی به طور معنی داری بالاتر از سایر گروه ها بود ]62[. در کل نقش واقعی ابستاتین در سازوکار چاقی هنوز مشخص نیست، اما تعادل بین گرلین و ابستاتین نقش مهمی در سازوکار چاقی و بیماری های متابولیکی ایفا می کند]63[.
2-3-2-3:لپتین
لپتین، پروتئین 167 اسید آمینهای است که در تنظیم فرآیندهای متابولیک دخالت دارد و نمایانگر ذخیره چربی بدن است]64[ برخی از پژوهشگران لپتین را عامل هشدار دهنده در تنظیم محتوای چربی بدن ذکر کرده اند ]65[ لپتین پس از تولید در بافت چربی به داخل خون ریخته می شود . در سد خونی مغز ناقل هایی وجود دارد که باعث ورود لپتین به دستگاه عصبی مرکزی شده و با شرکت در سرکوب سنتز نوروپپتیدهایی از قبیل نوروپپتیدy (عامل افزایش اشتها)، باعث کاهش اشتها می شود]66[ . بنابراین اثر خالص عملکرد لپتین در جهت کاهش وزن است اما کمبود این هورمون و یا مقاومت نسبت به آثار آن، هر دو می تواند سبب افزایش وزن شوند]67[ .
پژوهش استاد رحیمی و همکاران روی زنان چاق، نشان داد توده بافت چربی از پیشگویی کننده های اصلی غلظت لپتین بوده و همبستگی معنی داری بین توده چربی و لپتین وجود دارد ]68[ نتایج پژوهش ضرغامی و همکاران نشان داد که مقادیر سرمی لپتین در زنان چاق حدود 3 برابر زنان با وزن طبیعی بوده و همبستگی مستقیمی بین لپتین و شاخص توده بدن وجود دارد ]69[. همبستگی بین غلظت سرمی لپتین با شاخص توده بدن، درصد و توده چربی بدن، ذخایر مختلف چربی و همچنین ضخامت چربی زیر پوستی در تحقیقات دیگر نیز مشاهده شده است ]70[ این همبستگی در زنان چاق 3 برابر بیش تر از مردان چاق است ]71[.
87630-80645
شکل 2- 7 ) لپتین به عنوان بخشی از یک حلقه بازخورد به حفظ ذخائر ثابت از چربی عمل می کند. از دست دادن چربی بدن منجر به کاهش در لپتین، که مولکول های تغذیه محرک در هیپوتالاموس، مانند NPY را فعال می سازد. در مقابل، افزایش چربی بدن منجر به افزایش لپتین، که مولکول های تغذیه بازدارنده مانند MC را فعال می سازد. ]49[
2-4: نوروپتیید w
نوروپتیید w که اولین بار از هیپوتالاموس خوک جدا شده به دو شکل وجود دارد که شامل نوروپتیید 23- w (NPW23) یا نوروپتیید 30- w (NPW30) که 23 و 30 نشان از تعداد آمینو اسید تشکیل دهنده آن است.این نوروپتییدها به یکی از دو دریافت کننده NPW ، شامل GPR7 (NPBWR1) و GPR8(NPBWR2) متصل می گردد که به خانواده ی گروه پروتیین G تعلق دارند. GPR7 در مغز و قسمت های بیرونی و خارجی بدن انسان و جانوران جونده وجود دارد، در حالیکه GPR8 در جانوران جونده وجود ندارد . mRNA GPR7 در جانوران جونده به شکل گسترده ای در بسیاری از مناطق هیپوتالاموس ، شامل قسمت بطنی ، بصری ، میانی جلویی ، پشتی ، فوقانی وقسمت های قوس داربیان شده است .
مشاهدات نشان می دهد که GPR7 نقش مهم و حیاتی در تعدیل عملکرد غده های درون زا و عصبی ایفا می کند. تزریق بطنی مغزی NPW نشان داده شده که مانع جذب غذا شده و در وزن بدن اختلال ایجاد می نماید و موجب افزایش تولید گرما و حرارت و دمای بدن می شود، این نشان می دهد که NPW به عنوان یک مولکول نشانگر کاتابولیسم درونی عمل می کند ]72[.
2-4-1:گیرنده های NPW
در سال 1995 ، ادد و همکارانش از الیگونکلوتیدهای بر مبنای گیرنده ی اپیوئیدی و همینطور گیرنده ی سوماتواستاتین جهت شناسایی دو ژن GPR7 و GPR8 استفاده کردند.که پیش بینی می شود این دو دریافت کننده مسئول کد گذاری گروه پروتئینی G درون مغز انسان هستند. mRNA GPR7 در مغز انسان و جانوران جونده نشان داده شده ، در حالیکه ژن GPR8 در مغز انسان و خرگوش و نه جانوران جونده شناسایی شده است ]73[. در سال 2002، شیمومورا و همکارانش لیگاندهای درون زا را در مورد-8 GPR7 با در معرض قرار دادن سلول های تخمدان موش های چینی (CHO) با ذره های هیپوتالامیک خوک، تغییراتی در سطح CAMP مشاهده نمودند. علاوه بر این، وقتی بیان سلول GPR7 یا GPR8با عصاره ی هیپوتامیک القا شد تولید CAMP ناشی از فورسکولین متوقف می شود. این دریافت کننده ها به دریافت کننده های گروه پروتیینی Gi متصل بودند ]52[.
تجزیه و تحلیل ساختاری بیشتر در مورد لیگاندهای مسئول مهار تولید cAMP منجر به شناسایی یک پپتید جدید به نام NPW گردید. شیمومورا و همکاران توالی پپتید بالغ 23 و30 آمینو اسید باقی مانده از خوک ، موش و انسان را شناسایی کردند.NPW به دو شکل بالغش : NPW30 (شامل 30 آمینو اسید) و NPW23 (شامل 23 آمینو اسید) نام گذاری شده است که در ژن انسان بوسیله تاناکا و همکاران (2003) شناسای شد ]72[.

شکل 2- 8) فرق نوروپتیید 23- w و نوروپتیید 30- w ( انسان ، خوک ، رت ، موش)].72[
2-4-2: توزیع مرکزی NPW
بر اساس آنالیز RT-PCR ، برزلین و همکارانش (2003)گزارش داده اند که ژن NPW در سیستم عصبی مرکزی انسان مانند جسم سیاه و نخاع ، و در حد متوسط ​​در هیپوکامپ، آمیگدال، جسم پینه ای هیپوتالاموس ، مخچه و ریشه پشتی نخاع بیان شده است. شیمی سلولی هیبریداسیون در جوندگان نشان داده است که ژنNPW در چند مناطق محدود مغزی شامل PAG، هسته EW و هسته پشتی جنین توزیع شده است ]74،53،10 [. در حالی که کیتامورا و همکاران،( 2006) گزارش داده اند که این موضوع به هسته های خاصی در مغز میانی و ساقه مغز محدود می شود. با این حال، بر اساس تجزیه و تحلیل RT-PCR، گزارش داده اند که NPW mRNA در قسمت PVN، VMH ، ARC و LH موش بیان می شود]75[.مطالعه دیگری نیز حاکی از توزیع NPW در قسمت های متعددی از مغز موش صحرایی بوده است ]76[.
مطالعات ایمونوهیستوشیمی نشان داده است که NPW-LI به طور عمده در مناطق هیپوتالاموس، ARC و غده هیپوفیز خلفی ، با یک سطح پایین تر در PVN مشاهده شده است. جالب این است که سلول های NPW-LI هیپوتالاموس نر نسبت به ماده بیشتر است ]76[. در مطالعه دیگری، کیتامورا و همکاران (2006) از استقرار زیادی از NPW-LI را در سلول مغز میانی، شامل PAG و EW خبر داده اند. علاوه بر این، آنها برای اولین بار حضور NPW-LI و فرآیندهای آن را در PVN، VMH و آمیگدال در سطح میکروسکوپ الکترونی شناسایی و بررسی کرده اند]77[. همچنین، رشته های عصبی NPW-LI به وفور در مغز میانی و در دستگاه لیمبیک، از جمله CEA و BST توزیع شده بود، این امر نشان می دهد که NPW ممکن است در فرایند تعدیل ترس و اضطراب و همچنین در رفتار تغذیه نقش مهمی ایفا کند]78،77،76،75[.
2-4-3: توزیع محیطی NPW
در بافت های محیطی، NPW در نای ، در سلول سرطانی لنفوسیت نابالغ کلیه جنین و سرطان روده بزرگ بیان می شود]79[.سلول های وابسته به قشر غده فوق کلیوی نیز NPW تولید می کند]78[.هوکل وهمکاران (2006) گزارشی مبنی بر توزیع NPW در تیروئید و غدد پاراتیروئید، پانکراس، غدد آدرنال، تخمدان و بیضه در موش ارائه کردند.درحالیکه روکینیسکی و همکاران (2007) واکنش پذیری ایمنی NPW در تمام سلول های پانکراس شامل سلول های A ،B وD رانشان داده اند. درمقابل ، دزاکی و همکاران ( 2008) واکنش پذیری ایمنی NPW را در سلول های B ، و نه سلول های A یا D یافتند. بعلاوه NPW mRNA در سیستم ادراری تناسلی از جمله کلیه، بیضه ها، رحم، تخمدان، و جفت توزیع شده است ]80[.
بر اساس انالیز RT-PCR ، از حضور ژنNPW در در غده هیپوفیز، غده فوق کلیوی و معده را تایید کرد ]81[. این مشاهدات نشان می دهد که NPW ممکن است نقش مهمی در تنظیم سیستم غدد درون ریز را در پاسخ به استرس و همچنین در فعال شدن محورهیپوتالاموس هیپوفیز فوق کلیوی (HPA) ایفا کند ]81،82[.
2-4-4: توزیع GPR7-8
تجزیه و تحلیل RT-PCR در انسان نشان داد که ژن GPR7 به شدت در آمیگدال، هیپوکامپ، نئوکورتکس، و هیپوتالاموس بیان می شود ]73[. مطالعات مربوط به شیمی سلولی نشان داده است که ژن GPR7 در هیپوتالاموس موش، از جمله ARC، VMH، PVN و DMH، موجود است .ایشیی و همکاران (2003) گزارش داده اند که از بین بردن NPBW1 باعث پر خوری و توسعه چاقی می شود. سینگ و همکاران (2004) از دریافت کننده ی رادیوگرافی [125I]-NPW استفاده کرده و توزیع قابل توجهی از NPBW1 در آمیگدال موش و هیپوتالاموس، و همچنین در BST، MPA ، PAG ، ارگان سابفورنیکال و سطوح خاکستری رنگ سوپریور کولیکلوس ( قسمتی از مغز میانی) را نشان دادند. به طور کلی، GPR7 در سطح وسیعی در آمیگدال بیان می شود ]84،83،74[. اگر چه BST بالاترین سطح بیان GPR7 در پستانداران کوچک را نشان داده است، این پدیده در انسان ثابت نشده است. کیتامورا و همکاران ( 2006) گزارش کرده اند که GPR7 بیشتر در CeA و BST، موش صحرایی توزیع شده است که این امر ممکن است نشان دهد که GPR7 در تنظیم استرس، احساسات، ترس و اضطراب دخالت دارد. از طرف دیگر ژن های GPR7-8 در غده هیپوفیز و غده فوق کلیوی ( قشری و مرکزی ) بیان شده است ]72[ . این مشاهدات نشان می دهد که GPR7-8 ممکن است در پاسخ به استرس از طریق محور HPA درگیر باشد]82 [.
زیلوکوسکا و همکاران (2009 ) اخیرا آزمایشی مبنی بر توزیع و عملکرد NPW، NPB، و GPR7 در سلول های مانند یاخته ی استخوانی موش صحرایی و همچنین نتایج آن را که حاکی از تاثیر مستقیم بر روی تکثیر سلول ها بود را انجام دادند. NPB در پستانداران بزرگ، و همچنین در خرگوش شناسایی شده است، اما در موش صحرای و هیچ یک از موش ها بیان نشده است. تجزیه و تحلیل RT-PCR نشان داده است که ژن GPR8 است که به شدت در آمیگدال، هیپوکامپ، غده هیپوفیز، غده فوق کلیوی و بیضه ها و همچنین در سلول های قشری در غدد فوق کلیوی بیان شده است ]72[ .
2-4-5: تنظیم تغذیه ومتابولیسم انرژی بوسیله NPW
حذف GPR7 در موش های باعث پرخوری و کاهش مصرف انرژی می شود. این امر نشان می دهد که NPW ممکن است به عنوان یک تعدیل کننده تغذیه عمل کند. تزریق داخل بطن مغزی NPW در موشهای صحرایی نر باعث افزایش جذب غذا طی 2 ساعت اول در فاز نور می شود ]52[. همچنین لوین و همکاران (2005) گزارش کرده اند که تزریق NPW به PVN مصرف مواد غذایی را افزایش می دهد . این نتایج نشان می دهد که NPW به عنوان یک پپتید اشتها آور حاد عمل می کند. با این حال، موندال و همکاران (2003) گزارش کرده اند که هر دو شکل NPW باعث سرکوب تغذیه در فاز تاریک می شود،این نشان می دهد که اثر NPW در مورد تغذیه متفاوت است بسته به اینکه آیا حیوانات در نور و یا فاز تاریک نگهداری می شود]72[.
مطالعات عصبی انجام شده نشان داد که رابطه عصبی بین NPW و دیگر نوروپپتید های درگیر در تنظیم تغذیه باعث فعل و انفعالات عصبی بسیار نزدیک بین رشته های عصبی حاوی NPW و ارکسین یا هورمون MCH و رشته های عصبی در مغز موش های صحرایی می شود ]85[. در حالی که لوین و همکاران (2005) نشان داد که توزیع c-fos در نورون های حاوی ارکسین در منطقه ی پریفورنیکل در LH بعد از تزریق NPW در داخل بطن مغزی (icv) رخ داده است. جالب این است، که آنها همچنین سلول های NPW-LI در VMH، را نیز شناسایی کردند که به عنوان یک مرکز سیری شناخته شده است ]75[.
تاثیر لپتین بر روی عصب در VMH ، باعث کاهش میزان جذب غذا می شود و دیت و همکاران (2010) گزارش داده اند که سلول های عصبی NPW-LI و گیرنده های لپتین در این منطقه از مغز متمرکز شده اند . بیان NPW نیز به طور قابل توجهی در OB / OB و db/db موش تنظیم می شود. بنابراین، NPW ممکن است نقش مهمی در متابولیسم تغذیه و انرژی داشته باشد، و به عنوان یک جایگزین برای لپتین عمل کنید ]9[. علاوه بر این، NPW جذب مواد غذایی را از طریق گیرنده ملانوکورتین – 4 کاهش می دهد ، این بیانگر این است که NPW ممکن است نورون ها حاوی POMC را فعال و نورون های حاوی NPY را در ARC مهار کرده به کنترل و تنظیم در تغذیه بپردازد ]9[.
58420241935
شکل 2- 9 ) تصویر شماتیک بر اساس یافته های مطالعات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی تنظیم اشتها در هیپوتالاموس توسط سلول های عصبی NPW و پپتید مرتبط با تغذیه در هیپوتالاموس.]72[
به تازگی، اسکرزبپسکی و همکاران (2012) نشان داده اند که NPB و NPW بیان و ترشح لپتین و رزیستین را تنظیم می کند ، و باعث افزایش لیپولیز چربی در موش می شود]84[ . هنگامی که NPW به موش داده شد، محققان نمی توانستند بالا رفتن فعالیت های حرکتی را شناسایی کنند ، اما افزایش میزان مصرف O2 و افزایش تولید CO2، و همچنین افزایش دمای بدن را مشاهد نمودند ]86[ . جالب توجه است، مندال و همکاران (2006) گزارش کرده اند که سطح NPW جدا شده از سلول های آنترال معده موش در حیوانات که غذا نخورده اند پایین تر است ، و میزان آن در حیواناتی که به آنها غذا داده شد افزایش یافت. در مقابل، GPR7 ( - / - ) موش های ماده فعالیت های پر خوری از خود در مقایسه با موش هایی از نوع وحشی نشان نمی دهند ]87[. علاوه بر این، دان و همکاران (2003) وجود تفاوت بین موش های نر و ماده با توجه به میزان توزیع NPW ارائه داده اند.
2-4-6: عملکرد اندوکرین NPW
مطالعات ایمنوهیستوشیمی نشان داده که GPR7 در PVN، غده هیپوفیز وغدد فوق کلیوی در انسان و موش ]88،79،73،10[، به ویژه درسلول های PVN و هیپوفیز خلفی بیان شده است . با این وجود گزارش نشده است که NPW برای رها سازی دیگر هورمون های هیپوفیز قدامی تاثیر بگذارد. تاثیرات نورواندوکرین NPW به طور مستقیم از طریق GPR7 در سلول های غده هیپوفیز به عنوان واسطه عمل نمی کند ،اما ممکن است به طور غیر مستقیم از طریق کنترل آزاد سازی هورمون هیپوتالاموس و آزاد سازی هورمون محرک قشر غده ی فوق کلیوی عمل کند ]89،73[.
NPW نقش مهمی در پاسخ هیپوتالاموس به استرس ایفا می کند. با این حال، سطوح هورمون رشد در پلاسما بعد از تزریق داخل بطن مغزی این پپتید مهار می شود. این یافته ها نشان می دهد که NPW لیگاند درون زا برای GPR7 و / یا GPR8 است و به عنوان یک میانجی نورواندوکرین عمل می کند ]53،52[.علاوه بر این، تیلور و همکاران (2005) گزارش کرده اند که تزریق NPW محور HPA را فعال می کند، و باعث افزایش در سطح کورتیکوسترون پلاسما در موش های هوشیار می شود. اما باعث تحریک آزادی اکسی توسین و وازوپرسین نمی شود و همچنین در گردش خون محیطی، تغییرات فشار خون و ضربان قلب را نغییر نمی دهد. علاوه بر این، تزریق داخل بطن مغزی آنتاگونیست CRF باعث کاهش قابل توجهی سطح کورتیکوسترون نمی شود، اگر چه قبل از تزریق آنتاگونیست CRF به طور قابل توجهی افزایش مرکزی NPW سطح کورتیکوسترون را کاهش می دهد ]90[.
پرایس و همکاران (2008) گزارش کرده اند که با توجه به اثرات مرکزی NPW از فعال شدن سلول های عصبی سوماتوستاتین کمانی، می تواند بیان هورمون های آزاد کننده هورمون رشد را متوقف کند. این یافته ها نشان می دهد که NPW درون زا ممکن است یک نقش فیزیولوژیک مرتبط در پاسخ نورواندوکرین به استرس در مغز بازی کند]91[.
2-5: کورتیزول
کورتیزول از بخش قشری غدد فوق کلیوی ترشح می شود. یکی از اثرات مهم کورتیزول، نقش آن روی سوخت و ساز کربوهیدرات ها، پروتئین ها و چربی ها است. این هورمون فرآیند گلوکونئوژنز را از اسیدهای آمینه تسهیل، لیپوژنز کبد را کاهش و چربی های موجود در بافت چربی را به حرکت در می اورد. دو تاثیر مهم دیگر کورتیزول عبارتند از: حفظ واکنش عروقی به کاتکولامین ها و جلوگیری از واکنش های التهابی و پاسخ طبیعی بافت ها نسبت به آسیب. کورتیزول یکی از مهم ترین هورمون های استروئیدی است که در تنظیم عملکردهای قلبی- عروقی، ایمونولوژیکی، هموستازی و متابولیکی نقش دارد]92[.
2-5-1:کورتیزول و فعالیت بدنی
فعالیت بدنی نشانه تلاش فردی برای حرکت از یک محل به محل دیگر است. توانایی فرد برای اجرای فعالیت معین به نوع تغذیه و تمرین، مقاومت خارجی و متغیرهای دیگر وابسته است. علاوه بر این، فعالیت بدنی می تواند 1)سبک، متوسط و یا سنگین باشد .2) کوتاه مدت یا دراز مدت باشد. 3)گروه خاصی از عضلات و یا عموم عضلات را درگیر کند [93].
در جریان این امر الگویی که نقش هورمون ها به هنگام ورزش، در فعالیت بدنی را می توان به پنج مرحله تقسیم کرد:
1.مرحله قبل از شروع فعالیت
2.مرحله شروع فعالیت
3. مرحله فعالیت

—d1738

عنوانصفحه
TOC h z t "فهرست اشکال,1" شکل 1-1- متابولیسم NADH H+ و تولید متان در نشخوارکنندگان PAGEREF _Toc142952501 h 4شکل 1-2- روند تخمیر توسط باکتری‌های شکمبه‌ای PAGEREF _Toc142952502 h 8شکل 1-3- گیاه دارویی Crambe orientalis L PAGEREF _Toc142952503 h 15شکل 1-4- گیاه گلپر PAGEREF _Toc142952504 h 19شکل 1-5- گیاه دارویی zosima absinthifolia PAGEREF _Toc142952505 h 22شکل 1-6- گیاه دارویی Teucrium polium PAGEREF _Toc142952506 h 24شکل 1-7- گیاه دارویی Oregano vulgare L PAGEREF _Toc142952507 h 25

فهرست جداول
عنوانصفحه
TOC h z t "فهرست جداول;1" جدول 1-1- موقعیت و مقدار اسیدهای چرب در عصاره C.orientalis PAGEREF _Toc369168412 h 17جدول 2-1- محلول مواد معدنی کم نیاز (A) PAGEREF _Toc369168413 h 34جدول 2-2- محلول مواد معدنی اصلی (C) PAGEREF _Toc369168414 h 35جدول 2-3- محلول بافر مواد معدنی (B) PAGEREF _Toc369168415 h 35جدول 2-4- محلول ریزازورین PAGEREF _Toc369168416 h 35جدول 2-5- محلول احیاء کننده PAGEREF _Toc369168417 h 35جدول 2-6- نسبت محلول‌ها در ترکیب بزاق مصنوعی PAGEREF _Toc369168418 h 36جدول 2-7 PAGEREF _Toc369168419 h 45جدول 2-8 PAGEREF _Toc369168420 h 45جدول 2-9 PAGEREF _Toc369168421 h 45جدول 2-10- اجزای محیط کشت جهت رشد باکتری‌های شکمبه PAGEREF _Toc369168422 h 46جدول 2-11- ترکیب رقیق کننده بی‌هوازی (A.D.S) PAGEREF _Toc369168423 h 47جدول 3-1 گاز حاصل از تخمیر جیره و عصاره‌های گیاهان دارویی پس از 96 ساعت انکوباسیون PAGEREF _Toc369168424 h 51جدول 3-2- اثر سطوح مختلف پنج عصاره بر فراسنجه‌های تولید گاز PAGEREF _Toc369168425 h 52جدول 3-3- تعداد کل باکتری‌ها در هر میلی لیتر مایع شکمبه بعد از تاثیر عصاره‌ها PAGEREF _Toc369168426 h 56
فصل اولمقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته
1-1- مقدمهدر بین حیوانات اهلی گیاهخوار، نشخوارکنندگان سهم بزرگی را در تامین خوراک و سلامت بشر دارند. از طرفی تغذیه نقش اصلی را در بازده اقتصادی و عملکردی این دام‌ها داشته به طوری که تقریبا دوسوم از کل هزینه تولیدات دامی در واحدهای مختلف پرورش دام به هزینه‌های خوراک اختصاص داشته و از طرفی با توجه به مسئله کمبود پروتئین حیوانی و افزایش تولید با منابع علوفه‌ای موجود، لازم است تا از ارزش تغذیه‌ای منابع خوراکی قابل دسترس و مکمل‌های قابل استفاده به منظور افزایش راندمان تولید اطلاع کافی وجود داشته باشد (امیرخانی، 1386). از این رو اهمیت تغذیه مناسب نشخوارکنندگان ایجاب می‌نماید که ارزش غذایی هر یک از مواد خوراکی و اجزای تشکیل دهنده آنها طبق روش‌های صحیح و استاندارد تعیین گردد (قورچی، 1374).
معده حیوانات نشخوارکننده از چهار بخش شکمبه، نگاری، هزارلا و شیردان تشکیل گردیده است (آلاوونگ و همکاران، 2010). سه بخش اول فاقد هر گونه غده بوده و پیش معده نامیده شده و دو بخش آخر جایی است که هضم میکروبی یا تخمیر در آن صورت می‌پذیرد (منصوری و همکاران، 1381). شکمبه دارای انواع باکتری، پروتوزوآ و قارچ است اما باکتری در تمام جنبه‌های تخمیر شکمبه‌ای نقش غالب را بازی می‌کند (راسل و همکاران، 2002).
حیوانات نشخوارکننده (گاو، گوسفند، بز و غیره) آنزیم‌های تجزیه‌کننده فیبر را نمی‌سازند و برای استفاده از ترکیبات دیواره سلولی گیاهان متکی به میکروارگانیسم‌های مستقر در دستگاه گوارش خود می‌باشند به این ترتیب که حیوان برای میکروارگانیسم‌ها زیستگاهی فراهم می‌کند به نام شکمبه و در عوض میکروارگانیسم‌ها نیز با تخمیر خوراک و تولید انواع اسیدها، پروتئین‌های میکروبی و ویتامین‌ها را برای نشخوارکننده قابل استفاده می‌نمایند (راسل و همکاران، 2002).
متناسب با نوع خوراک مصرفی روزانه در گاو 100 تا 190 لیتر بزاق ترشح می‌شود (منصوری و همکاران، 1381). بزاق مرکب از بی کربنات و فسفات بوده و به عنوان یک عامل بافری مهم در شکمبه عمل می‌نماید (منصوری و همکاران، 1381).
1-2- محتویات شکمبه و ویژگی‌های تخمیر در نشخوارکنندگانمحتویات شکمبه به صورت لایه‌هایی از ناحیه شکمی تا ناحیه پشتی از هم متمایز می‌باشند همچنین بین محتویات قسمت‌های قدامی و خلفی شکمبه نیز تفاوت‌هایی وجود دارد گازهای حاصل از تخمیر در قسمت فوقانی شکمبه تجمع می‌یابند، علوفه‌های بلند یک لایه بزرگ و متراکم از مواد جامد را تشکیل می‌دهند که مقدار نسبتا کمی مایع همراه آن وجود دارد و ذرات ریزتر در زیر آن قرار می‌گیرند. بخش مایع نیز پایین‌ترین قسمت را اشغال می‌کند (منصوری و همکارن، 1381).
1-2-1- گازهای حاصل از تخمیرتولید گاز در نشخوارکنندگانی نظیر گاو 2 تا 4 ساعت بعد از هر وعده غذایی به سقف 40 لیتر در ساعت می‌رسد یعنی زمانی که سرعت تخمیر در بیشترین مقدار خود می‌باشد (چیبا و همکاران، 2009). گازهای اصلی شکمبه عبارتند از:
(60%) 2CO، (30 تا 40) 4CH، مقادیر متفاوتی از 2N، مقدار کمی 2H و 2O (چیبا و همکاران، 2009). گازهای تجمع‌یافته در قسمت فوقانی شکمبه را عمدتا گازهای کربنیک و متان تشکیل می‌دهند (منصوری و همکاران، 1381). نشخوارکنندگان مسئول تولید 16 الی 20 درصد از گاز متان گلخانه‌ای اتمسفر می‌باشند که 75% آن به وسیله‌ی گاوها تولید می‌شود (بهاتا و همکاران، 2007).
متان یک گاز گلخانه‌ای قوی می‌باشد (سیروهی و همکاران، 2012) و بعد از 2CO عامل اصلی اثر گلخانه‌ای است به طوری که حدود 20 درصد از اثر گلخانه‌ای به دلیل حضور گاز متان می‌باشد. نشخوارکنندگان مسئول تولید 16 الی 20 درصد از گاز متان گلخانه‌ای اتمسفر می‌باشند (شکل 1-1) که 75% آن به وسیله‌ی گاوها تولید می‌شود و تولید متان حدود 2 الی 12 درصد از کل انرژی حاصله از غذا را از دسترس حیوان خارج کرده (بهاتا و همکاران، 2007) لذا امروزه متخصصین تغذیه دام به منظور کاهش اتلاف انرژی فوق، به ترکیبات ضد میکروبی مانند یونوفرها، آنتی بیوتیک‌ها و اخیرا گیاهان دارویی توجه بسیاری مبذول داشته‌اند زیرا این ترکیبات بر روی فعالیت میکروارگانیسم‌های تولیدکننده هیدروژن اثر ممانعت کنندگی دارند (سیروهی و همکاران، 2012). متان بعد از عامل اصلی اثر گلخانه‌ای است حدود 20 درصد از اثر گلخانه‌ای به دلیل حضور گاز متان می‌باشد (بهاتا و همکاران، 2007).

شکل 1-1- متابولیسم NADH H+ و تولید متان در نشخوارکنندگان1-2-2- اسیدهای چرب فرارمقدار اسیدهای چرب فرار کوتاه زنجیر 4 ساعت بعد از مصرف خوراک به حداکثر می‌رسد (آلاوونگ و همکاران، 2010). اسیدهای چرب فرار منبع اصلی تامین انرژی قابل متابولیسم برای حیوان نشخوارکننده می‌باشند (منصوری و همکاران، 1381). حدود 60 الی 70 درصد از انرژی اپیتلیوم روده از اسیدهای چرب کوتاه زنجیر، به ویژه از بوتیرات مشتق شده اسیدهای چرب کوتاه زنجیر حدود 80 درصد از انرژی نگهداری نشخوارکنندگان را تامین می‌کنند، اسیدهای چرب فرار اصلی شکمبه به ترتیب فراوانی عبارتند از: استیک، پروپیونیک، بوتیریک، ایزوبوتیریک، والریک، ایزو والریک، 2-متیل بوتیریک، هگزانوئیک و هپتانوئیک اسید که در بخش‌های مختلف شکمبه بر اثر تخمیر میکروبی فیبر جیره تولید می‌شوند (آلاوونگ و همکاران، 2010). تولید اسیدهای چرب فرار حاصل از تخمیر میکروبی، باعث کاهش pH شکمبه شده که توسط بزاق مجددا به حد نرمال (7/6=pH) خود باز گردانده می‌شود (سوناگاوا و همکاران، 2007). زیرا کاهش pHشکمبه تا کمتر از 2/6 سرعت هضم را کاهش داده و باعث افزایش مرحله تاخیر در هضم می‌شود. بزاق غدد بناگوشی سرشار از یون‌های نمکی (به ویژه سدیم، پتاسیم، فسفر و بی کربنات) است که ظرفیت بافری بزاق را تامین می‌کنند (منصوری و همکاران، 1381).
1-2-3- نیتروژن آمونیاکیتجزیه پروتئین‌ها و اسیدهای آمینه برای تولید آمونیاک بسیار مورد توجه بوده زیرا آمونیاک برای رشد بسیاری از میکروارگانیسم‌های شکمبه که کربوهیدرات‌ها را تخمیر می‌کنند ضروری است (منصوری و همکاران، 1381). از طرفی سنتز پروتئین میکروبی بستگی به حضور انرژی (حاصل از تخمیر مواد آلی موجود در شکمبه) و حضور نیتروژن حاصل از تجزیه‌ی منابع پروتئینی و غیر پروتئینی دارد و در عین حال آمونیاک شکمبه‌ای منبع اصلی برای سنتز پروتئین میکروبی به وسیله‌ی باکتری‌های شکمبه است (کارسلی و همکاران، 2000). آمونیاک سوبسترای مطلوب برای سنتز پروتئین توسط باکتری‌های سلولوتیک، متانزا و بعضی باکتری‌های آمیلولیتیک است (منصوری و همکاران، 1381). غلظت نرمال مورد نیاز از آمونیاک شکمبه‌ای برای حداکثر سنتز پروتئین میکروبی نامشخص است ولی در شرایط آزمایشگاهی این مقدار mg/dl 5 می‌باشد (کارسلی و همکاران، 2000).
1-2-4- ترکیب جمعیت‌های میکروبی در بخش‌های مختلف شکمبهاز نظر اکولوژیکی چند بخش مختلف در شکمبه وجود دارد و ترکیب جمعیت‌های میکروبی موجود در این بخش‌ها نیز متناسب با محل آن‌ها متفاوت می‌باشد (منصوری و همکاران، 1381). مثلا باکتری‌های تجزیه کننده اوره به دیواره شکمبه می‌چسبند، قسمت عمده‌ی تک‌یاخته‌ها و قارچ‌ها در قسمت سطح محتویات شکمبه قرار دارند، بخش مایع عمدتا مخزن باکتری‌های هضم کننده مواد غیر سلولزی است که اجزای محلول در آب را تجزیه می‌کنند، لایه‌های پایینی شکمبه که آبکی‌تر بوده و هنوز هم دارای مقدار قابل توجهی الیاف قابل تخمیر است احتمالا غنی ترین منبع باکتری‌های سلولایتیک می‌باشد (منصوری و همکاران، 1381).
1-3- میکروارگانیسم‌های شکمبهثبات محیط شکمبه و جریان منظم خوراکهای با قابلیت تخمیر بالا به عنوان سوبسترا به داخل آن، شکمبه را به عنوان محل مناسبی برای استقرار و رشد و تکثیر میکروارگانیسم‌ها جهت فعالیت‌های تخمیری مطلوب گردانده است، به طوری که در آن گونه‌های متنوع میکروبی به طور مشترک در تجزیه کربوهیدرات‌ها و پروتئین‌ها دخالت دارند. به طور کلی میکروارگانیسم‌های شکمبه به سه دسته باکتری‌ها، تک‌یاخته‌ها و قارچ‌های بی‌هوازی تقسیم بندی می‌شوند (منصوری و همکاران، 1381).
1-3-1- باکتری‌هاهر میلی لیتر از مایع شکمبه حاوی 10 الی 50 بیلیون باکتری می‌باشد (چیبا 2009). تا کنون بیش از 200 گونه باکتری از شکمبه جداسازی و شناسایی شده است (منصوری و همکاران، 1381). گروه‌های اصلی باکتری‌های شکمبه عبارتند از:
الف) سلولایتیک‌ها: سلولز را هضم می‌کنند.
ب) همی سلولولایتیک‌ها: همی سلولز را هضم می‌کنند.
پ) آمیلولایتیک‌ها: نشاسته را هضم می‌کنند.
ت) پروتئولایتیک‌ها: پروتئین را هضم می‌کنند.
س) پکتینولایتیک: پکتین را هضم می‌کنند.
ج) لیپولایتیک: لیپید را هضم می‌کنند.
چ) مصرف‌کننده‌های قندها: مونوساکاریدها و دی ساکاریدها را مصرف می‌کنند.
ح) مصرف‌کننده‌های اسیدها: اسیدهای لاکتیک، سوکسینیک، مالیک و غیره را مصرف می‌کنند.
خ) تولیدکننده‌های آمونیاک
د) سنتزکننده‌های ویتامین‌ها
ز) تولیدکننده‌های متان (چیبا، 2009).
همه‌ی این باکتری‌ها بی‌هوازی می‌باشند و بیشتر آن‌ها تخمیرکننده‌ی کربوهیدرات‌ها هستند از جمله باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی و باکتری‌های ثابت و متحرک. باکتری‌ها در روند تخمیر شکمبه‌ای نقش بسیار مهمی دارند (شکل 2-1)، هیدروژن ورودی منتقل می‌شود و سپس با مصرف شدن توسط متانوژن‌ها مقدار آن به تعادل می‌رسد. اگر باکتری‌های گرم مثبت کاهش یابند مقدار هیدروژن ورودی نیز کاهش می‌یابد و تخمیر به سمت پروپیونات، لاکتات و بوتیرات تغییر می‌یابد (چیبا، 2009). جمعیت زیادی از باکتری‌های آمیلولایتیک، پروتئولایتیک و باکتری‌های مصرف‌کننده اسید لاکتیک در روز اول پس از تولد در شکمبه ظاهر می‌شوند، باکتری‌های به شدت هوازی در روز دوم پس از تولد در شکمبه تجمع می‌یابند، باکتری‌های سلولایتیک و متان زا در روز چهارم ظاهر می‌شوند. 10 روز پس از تولد تعداد باکتری‌ها به حدود 108 در هر میلی‌لیتر می‌رسد (منصوری و همکاران، 1381).

شکل 1-2- روند تخمیر توسط باکتری‌های شکمبه‌ای1-3-2- تک‌یاخته‌هاتک‌یاخته‌ها متعلق به کلاس کینتوفراگمفرا و زیر کلاس وستیبولیفرا می باشند مژکداران به دو شاخه تریکوستوماتا و انتودیتیومورفیدا دسته‌بندی می‌شوند. تک‌یاخته‌ها از باکتری‌ها بزرگتر بوده و طول آن‌ها بین 5 تا 25 میکرومتر است (منصوری و همکاران، 1381). تراکم تک‌یاخته‌ها در شکمبه بین 104 تا 106 در هر میلی لیتر از مایع شکمبه گزارش شده و عمده تک‌یاخته‌های شکمبه مژکدار هستند اگر چه تعداد کمی تک‌یاخته تاژکدار نیز در شکمبه پیدا شده است (شین و همکاران، 2004). تک‌یاخته‌های مژکدار بعد از باکتری‌ها و قارچ‌ها در شکمبه ظاهر می‌گردند و به ندرت تا سن 2 هفتگی در نوزاد نشخوارکنندگان یافت می‌شوند آن‌ها معمولا در خلال هفته دوم پس از تولد یعنی هنگامی که غذای جامد جایگزین غذای مایع می‌شود در شکمبه ظاهر می‌شوند (منصوری و همکاران، 1381).
1-3-3- قارچ‌هاقارچ‌های بی‌هوازی شکمبه حدود 20 درصد توده میکروبی شکمبه را تشکیل می‌دهند که در 5 جنس نئوکالیماستکیس، کائکومایسس، آنائرومایسس، پیرومایسس و ارپینومایسس تقسیم‌بندی گردیده‌اند (منصوری و همکاران، 1381). سیکل زندگی قارچ‌ها دارای دو مرحله است: مرحله متحرک (زئوسپوری) که در این مرحله به صورت آزاد در مایع شکمبه یافت می‌شوند و دارای یک یا چند تاژک هستند و مرحله رشد و تکثیر گیاهی (اسپورانژیوم) که در این مرحله به وسیله‌ی سیستم رایزوئیدی به ذرات گیاهی می‌چسبد (دنمن و همکاران، 2006). چرخه زندگی قارچ‌ها در محیط کشت 24 تا 32 ساعت است (منصوری و همکاران، 1381). تراکم زواسپورها در مایع شکمبه 103 تا 105 در هر میلی لیتر مایع شکمبه است (منصوری و همکاران، 1381). قارچ‌های شکمبه تمام آنزیم‌های لازم برای تجزیه سلولز و همی سلولز و هیدرولیز الیگوساکاریدهای آزاد را تولید می‌کنند (دنمن و همکاران، 2006).
پروسه‌ی هضم در نشخوارکنندگان به وسیله‌ی واکنش‌های شیمیایی و محصولات تخمیری حاصل از عملکرد میکروارگانیسم‌های شکمبه انجام می‌پذیرد. با گسترش استفاده از مواد شیمیایی و تهدید میکروب‌های نامطلوب در طول چند دهه گذشته، تعادل میکروبی شکمبه در معرض خطر قرار گرفته است. امروزه فلور میکروبی شکمبه به عنوان یک عامل اساسی برای دستکاری شکمبه به منظور به دست آوردن بهترین عملکرد رشد حیوان و جلوگیری از بر هم خوردن تعادل میکروبی شکمبه مورد توجه قرار گرفته است (فروم هواتز، 2010). دستکاری شکمبه‌ای از طریق بهینه‌سازی فرمول جیره، استفاده از افزودنی‌های خوراکی و افزایش یا مهار گروه خاصی از میکروب‌ها امکان پذیر می‌باشد (کالسامیگلیا و همکاران، 2006).
استفاده از آنتی بیوتیک‌ها در تغذیه حیوانات، به عنوان محرکهای رشد ضد میکروبی بی‌شک برای بهبود فراسنجه‌های عملکردی حیوانات و پیشگیری از بیماری‌ها سودمند است. موننسین، گازولوسید و لیدلومایسین پروپیونات، اسپیرامایسین، ویرژینیامایسین و تایلوزین فسفات رایج‌ترین آنتی بیوتیک‌هایی هستند که در نشخوارکنندگان مصرف شده و همگی به خانواده آنتی بیوتیک‌های یون دوست تعلق دارند (برودیسکو و همکاران، 2000). نحوه عمل آنها مختل کردن شیب یونها از غشای سلول باکتریهای مستعد (یعنی آنهایی که این آنتی بیوتیک‌ها به صورت تخصصی علیه آنها عمل می‌کنند) می‌باشد و نتیجه آن تغییرات مفید در الگوی تخمیر شکمبه‌ای، افزایش نسبت پروپیونات به استات تولیدی، کاهش تولید متان و کاهش تجزیه پروتئین خوراک در شکمبه است که همه این‌ها باعث افزایش بازده غذایی و همچنین کاهش بروز اسیدوز و نفخ میگردد (کالاوی و همکاران، 2003).
اما تهدید امنیت زیستی برای سلامت انسان و حیوان، ناشی از افزایش مقاومت عوامل بیماریزا به آنتی بیوتیک‌ها و تجمع بقایای آنتی بیوتیک‌ها در تولیدات دامی و محیط باعث اعتراض گسترده برای حذف آنتی بیوتیک‌های محرک رشد از جیره حیوانات شده است. تولیدات طبیعی گیاهان، جایگزین‌های بالقوه‌ای برای آنتی بیوتیک‌هایی هستند که به خوراک دام افزوده می‌شوند. در سال‌های اخیر علاقه به خواص دارویی محصولات طبیعی (گیاهان، ادویه‌ها، گیاهان دارویی) به عنوان مکمل و افزودنی خوراک دام با پتانسیل بهبود سلامت و تولیدات دام و کاستن اثرات محیطی از تغذیه دام، به طور چشمگیری افزایش یافته است(محیطی اصل و همکاران، 1389).
گیاهان دارویی یک سری از متابولیت‌های ثانویه گوناگون مانند عصاره‌ها و اسانس‌ها را تولید می‌کنند که زمانی که این ترکیبات، استخراج شده و تغلیظ گردند می‌توانند بر جمعیت گونه‌های مختلف میکروارگانیسم‌های شکمبه شامل: باکتری‌ها، قارچ‌ها، پروتوزوآ و ویروس‌ها و به دنبال آن بر قابلیت هضم خوراک توسط نشخوارکنندگان اثرگذار باشند زیرا قابلیت هضم خوراک در نشخوارکنندگان تحت تاثیر عوامل گیاهی، حیوانی و میکروبی قرار دارد (محیطی اصل و همکاران، 1389).
از جمله مناطقی که می‌توان گیاهان داروئی خودرو را به فراوانی در آن‌ها یافت مراتع می‌باشند. مراتع با ارزش‌ترین و در عین حال ارزان‌ترین منبع خوراک دام در مناطق مختلف ایران از جمله استان اردبیل می‌باشند. از کل مساحت استان اردبیل که بالغ بر 1786730 هکتار می‌باشد 1076968/6 هکتار آن عرصه منابع طبیعی بوده که 1015000 هکتار آن را مراتع غنی از انواع گیاهان دارویی تشکیل می‌دهد. گیاهان دارویی در فصول مختلف و به فراوانی در سطح مراتع استان اردبیل یافت می‌شوند که از آن جمله می‌توان به اسطوخودوس، پنیرک، جاشیر، مرزنجوش، گلپر، هویج کوهی، مریم نخودی، بابونه، بومادران، پونه، گزنه، پولک، مریم گلی، علف چای، بارهنگ، گل گاو زبان، بولاغ اوتی، پاخری، سپیده، آویشن و غیره اشاره کرد (اداره آمار و اطلاعات سازمان جهاد کشاورزی استان اردبیل،1390).
نبود اطلاعات کافی از ارزش تغذیه‌ای گیاهان دارویی ، ارزش درمانی و موارد مصرف آنها، امکان استفاده بهینه از این منابع را در تغذیه دام و افزایش راندمان تولید، محدود ساخته است (نیکخواه،1385). در مجموع با احتساب و ارائه این گونه اطلاعات کمک قابل توجهی به افزایش تمایل کشت و مدیریت گیاهان دارویی و افزایش راندمان تولید دام صورت می‌گیرد. بنابراین در راستای تولید اطلاعات قابل استفاده در مدیریت دام و گیاهان دارویی منطقه، هدف این پژوهش تعیین اثر برخی از گیاهان دارویی مراتع استان اردبیل بر جمعیت میکروبی شکمبه تحت شرایط آزمایشگاهی می‌باشد.
1-4- اهمیت گیاهان داروییهزاران سال است که انسان از گیاه و عصاره‌های استخراج شده از آن‌ها استفاده می‌نماید. اولین اطلاعات ثبت شده در این خصوص به حدود 2600 سال قبل از میلاد در بین النهرین برمی‌گردد. قدیمی‌ترین سند نوشته شده در مورد تهیه عصاره‌های گیاهی به نوشته‌های مورخ یونانی، هرودوتوس برمی‌گردد (425 الی 484 قبل از میلاد مسیح).
با توجه به خصوصیات بیولوژیکی فعال و چندگانه عصاره‌های گیاهان داروئی این ترکیبات می‌توانند یک افزودنی جایگزین مناسب بسیاری از افزودنی‌های دیگر از جمله آنتی بیوتیک‌ها گردند. از جمله این خصوصیات می‌توان به فعالیت آنتی اکسیدانی، فعالیت ضدقارچی، فعالیت تسکین‌دهندگی، فعالیت ضد باکتریایی و ضد ویروسی اشاره کرد. به علاوه عصاره گیاهان داروئی به دلیل طعم و عطر خاص خود منجر به تحریک مصرف خوراک می‌شوند، کاهش تلفات و عدم نیاز به رعایت حذف پیش از کشتار در اغلب موارد و احتمال نبود ترکیبات باقیمانده مضر در تولیدات حیوانی و در عین حال حفظ سلامت محیط زیست از دیگر خواص گیاهان داروئی می‌باشد. به طور کلی میکروفلور دستگاه گوارش، مورفولوژی روده، تخلیه معده، فعالیت بخش‌های گوارشی داخلی و در نهایت فراسنجه‌های عملکردی تحت تاثیر ترکیبات گیاهی قرار می‌گیرد. عصاره‌های گیاهان داروئی باید در کشورهای کمتر توسعه یافته‌ای چون ایران بیشتر مورد توجه قرار گیرند زیرا دراین کشورها مشکلات حمل و نقل مانع بازاریابی برای محصولات کشاورزی حجیم شده و افزایش هزینه‌ها را در پی دارد اما عصاره‌های گیاهی از جمله گیاهان داروئی به دلیل کم حجم بودن این مشکلات را مرتفع نموده و استفاده از آنها مقرون به صرفه می‌باشد (محیطی اصل و همکاران، 1389).
1-5- عوامل موثر در تولید عصاره‌های گیاهی1-5-1- اندام‌های خاص تولیدکننده عصاره‌های گیاهیمیزان و ترکیب عصاره گیاهی به نوع اندام مورد بررسی بستگی دارد. عصاره‌های گیاهی تجمع‌یافته در اندام‌های مختلف یک گیاه ممکن است به لحاظ ترکیب و مقدار متفاوت باشند. از جمله این اندام‌ها می‌توان به: پوست درخت، توت‌ها، گل‌ها، برگ‌ها، پوست میوه، رزین، ریشه، ریزوم، دانه‌ها و چوب اشاره کرد. اما در اکثر موارد اندام‌های مختلف دارای خصوصیات مشابهی هستند (محیطی اصل و همکاران، 1389).
1-5-2- ساختار ترشحیعصاره‌های گیاهی توسط ساختارهای تخصص یافته متنوعی در گیاه تولید، ذخیره و آزاد می‌شود. ساختارهای ترشحی عبارتند از:
1-5-2-1- ساختار ترشحی خارجیتریکوم‌ها، نعناع، سدابیان، گرانیاسه، سیب‌زمینی و شاهدانه خانواده شمعدانی.
اسموفورها خانواده فلفل، ارکیده و شیپوریان.
1-5-2-2- ساختار ترشحی داخلیایدوبلاستها: خانواده برگ بو، مگنولیا، فلفل، شیپوریان، زرآوند، گل یخ.
حفره: خانواده سدابیان، مورد، میوپوراسه، هیپریکاسه و بقولات.
مجاری: خانواده چتریان، شمعدانی، کاج، مورد، بقولات و آناکاردیاسه (محیطی اصل و همکاران، 1389).
1-5-3- عوامل اکولوژیکیتولید عصاره تا حد زیادی تحت زیادی تحت تاثیر عوامل اکولوژیکی و شرایط آب و هوایی از جمله تاثیرات خاک، مواد مغذی، آب، نور و دما قرار دارد. به طور کلی، افزایش نور و دما، اثر مطلوبی بر تولید عصاره‌های گیاهی دارد (فیگوییردو، 2008) تنش آبی در برخی گونه‌ها مانند اوسیوم باسیلی، ترخون (Ar--isia dracunculus) و شوید (Anethum graveolens) منجر به تولید دو برابر عصاره‌های گیاهی و تغییر در ترکیب آن‌ها می‌شود (سایمون و همکاران، 1992).
1-5-4- کشت و فرآوری گیاهمنشا گیاهان مورد استفاده برای تولید عصاره‌های گیاهی نقش مهمی در کیفیت عصاره به دست آمده دارد. امروزه گونه‌های حاوی عصاره قادر به رشد در مناطقی غیر از منطقه بومی خود می‌باشند. علاوه بر رویه مناسب کشاورزی، بهبود عملکرد محصولات باعث شده تا تولیدکنندگان کنترل لازم را بر روی تولید گیاهان دارویی و فرآیند آنها به منظور تهیه محصولی با کیفیت داشته باشد.
1-6- مشخصات گیاه‌شناسی گونه‌های مورد مطالعه1-6-1-گیاه سپیده (Crambe orientalis)این گیاه با 34 گونه یکی از بزرگ‌ترین جنس‌ها‌ی خانواده brassiceae از زیرخانواده‌های brassicaceae می‌باشد (رضوی و همکاران، 2009) خانواده brassicaceae شامل 13-19 زیرخانواده، 350 جنس و حدود 3500 گونه در جهان است.
جنس crambe در گیاه‌نامه ایران با سه گونه نمایش داده شده است C. Hispanical، C.kotschyana و C. orientalis L.
Crambe orientalis L گسترده‌ترین گونه‌ی مربوط به این جنس در ایران می‌باشد که سپیده نامیده می‌شود (شکل 3-1). این گونه به اندازه 5/1 متر رشد می‌کند و دارای ساقه و برگ‌های موج‌دار است که ممکن است به طول 5/0 متر هم برسد. گل‌ها سفید هستند و طی ماه‌های آوریل – جولای پدیدار می‌شوند. گونه‌های مختلفی از crambe ممکن است به عنوان سبزیجات، خوراک دام و یا گیاه دارویی مورد استفاده قرار گیرد (رضوی و همکاران، 2009).

شکل 1-3- گیاه دارویی Crambe orientalis LCrambe orientalis L یک گیاه پایا و دائمی به طول 30 الی 120 سانتیمتر بسته به فصل و توده جمعیت آن و گاهی 1/2 متر می‌باشد که اکثرا در مزرعه‌ها، دامنه‌ی کوه‌ها، باتلاق‌های خشک، زمین‌های سنگلاخی و خاک‌های رس رشد می‌کند. گیاه دارویی کرامپ در شرایط متفاوت از جمله در دماهای مختلف، ارتفاع، شرایط آفتابی و خشک سالی قادر به رشد و ادامه حیات می‌باشد که باعث شده این گیاه انتشار گسترده‌ای از غرب به شرق یافته است به طوری که از اروپا و شرق مدیترانه، به غرب آسیا و ایران گسترده شده است این گیاه برگ‌های بزرگی دارد که گاهی به طول 60 سانتیمتر می‌رسد برگ‌ها پر شکل و آویزان هستند و رایحه‌ای شبیه کلم پیچ دارد. برگ‌های جوان آن مزه و بوی خوشایندی نزدیک بوی فندق دارد (رضوی و همکاران، 2009) گل‌ها‌ی این گیاه سفید یا زرد و خوشه‌ای شکل هستند میوه‌های آن حتما به بلوغ می‌رسند مگر در باران‌های سنگین و بادهای تند (توتوس و همکاران، 2009).
تحقیقات فیتوشیمیایی اخیر روی بخش‌های هوایی برخی گونه‌های crambe حضور گلوکوزینولات‌ها و فلاونوئیدهای مختلف مانند لوتئولین، آپیژنین، کوئرستین و کامپفرول را آشکار ساخته است. این نشان می‌دهد که پتانسیل آنتی اکسیدانی قوی این گیاه در عصاره‌های متانولی و دی کلرو متانولی آن مربوط به فلاونوییدهای آن است. گلوکوزینولات تجزیه شده و تبدیل به ایزوتیوسیانات می‌شود لذا عصاره و اسانس گل‌ها و برگ‌های این گیاه دارای اثرات سیتوتوکسینی و فیتوتوکسینی می‌باشند. ترکیب اصلی عصاره و اسانس گل‌ها و سرگل‌های این گیاه، 2-متیل-5-هگزن انیتریل و 3-بوتنیل ایزوتیوسیانات می‌باشد عصاره هگزانی آن فعالیت ضدمیکروبی ندارد. ولی عصاره متانولی آن دارای اثرات ضد باکتریایی قوی علیه هر دو نوع باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی می‌باشد که می‌تواند به دلیل ایزوتیوسیانات باشد. این ترکیبات می‌توانند به راحتی به غشا نفوذ کنند بنابراین نقش دفاعی فعالی را برای گیاهان علیه امراض و گیاه خواران بازی می‌کنند. عصاره متانولی این گیاه قوی ترین اثر را نسبت به سایر انواع عصاره‌ها دارد. عصاره‌های هگزانی، دی کلرو متانولی و متانولی این گیاه بیشترین اثر Allelopathic را نشان می‌دهند که می‌تواند مرتبط با گلوکوزینولات و ایزوتیوسیانات باشد. به خاطر پتانسیل بالای خاصیت ضدمیکروبی برگ‌های C. orientalis این گیاه می‌تواند به عنوان یک گندزدای قوی و یک آنتی بیوتیک علیه میکروارگانیسم‌ها استفاده شود (رضوی و همکاران، 2009). دانه‌ها و میوه‌ی این گیاه غنی از روغن‌های فراری از جمله میرستیک، پالمیتیک، استئاریک، اولئیک، آراشیک، آراشیدونیک، اروسیک، لینولئیک، لینولنیک، پالمیتولئیک، لیگنوسرینیک و ایکوزانوئیک اسید (جدول 1-1) می‌باشند (اخونوو و همکاران، 2012). اروسیک اسید که در میان سایر اسیدهای چرب مربوط به روغن‌های فرار کرامپ بیشترین مقدار (39/39 درصد) را دارد یک هیدروکربن دارای 22 اتم کربن و یک پیوند دو گانه (22:1) می‌باشد. این ساختار نقطه‌ی ذوب و نقطه‌ی تبخیر بالایی (C229) به این ترکیب می‌دهد. توانایی بالا در برابر حرارت زیاد و داشتن حالت مایع در دماهای پایین این روغن را به چرب‌کننده‌ای قوی مبدل ساخته است.
جدول 1-1- موقعیت و مقدار اسیدهای چرب در عصاره C.orientalisاسیدهای چرب(%)تعداد کربن‌هامقدار در گیاه (%)
پالمیتولئیک اسید16:120/0
پالمیتیک اسید16:027/3
لینولئیک اسید18:242/12
لینولنیک اسید18:321/21
اولئیک اسید18:161/1


استئاریک اسید18:053/0
آراشیدونیک اسید20:042/0
اروسیک اسید22:139/39
نروونیک اسید24:199/0
لیگنوسریک اسید24:020/0
سیس-ایکوزانوئیک اسید20:195/9
ترانس- ایکوزانوئیک اسید20:139/1
SAFA87/4
MUFA 53/53
PUFA 63/33
جمع58/91
SAFA: saturated fatty acidsMUFA:monounsaturated fatty acids PUFA:polyunsaturated fatty acids

این گیاه همچنین محتوی آلکالوئید نیز می‌باشد. ترکیبات اصلی این گیاه از گروه الکالوئیدها عبارتند از:
بوتن-1-ایزوتیوسیانات و هیدروکربن‌های 2-متیوکسی هگزن و 3-متوکسی-4-هیدروکسی استیرن. کرامپ همچنین دارای انواع فیبر از جمله هولوسلولز، آلفا سلولز، سلولز، لیگنین، خاکستر و سیلیکا می‌باشد. محتوای لیگنین کرامپ 24/5 درصد و نسبت سلولز آن 40/1 درصد می‌باشد. بالاترین قابلیت انحلال‌پذیری آن با %1 NaoH برابر 34/9% می‌باشد. نسبت هولوسلولز و -سلولز آن نیز 70/50% است (اخونوو و همکاران، 2012).
گیاه دارویی کرامپ در شرایط متفاوت از جمله در دماهای مختلف، ارتفاع، شرایط آفتابی و خشک‌سالی قادر به رشد و ادامه حیات می‌باشد.
1-6-2- گیاه گلپر (Heracleum persicum)گونه‌های مختلفی از جنس Heracleum در قرن 19 میلادی از جنوب غرب آسیا به اروپا معرفی شدند و در حال حاضر به طور گسترده‌ای در بسیاری از کشورها یافت می‌شود جنس Heracleum در دنیا دارای حدود 60 الی 70 گونه می‌باشد که همه آن‌ها گونه‌های پایا و یا دو ساله هستند تا جایی که شناخته شده گونه‌های Heracleum هیبرید و با فرمول 22=n2 می‌باشند. جنس Heracleum شامل بیش از 70 گونه در سرتاسر جهان است و در ایران 10 گونه بومی دارد (حاج هاشمی و همکاران، 2009) که بیشتر بومی مناطق البرز و شمال ایران در این مناطق تا محدوده ارتفاعی 2000 الی 3000 متری نیز رشد می‌کند (مجاب و همکاران، 2003).
Heracleum persicum که معمولا به زبان فارسی گلپر نامیده میشود (شکل 4-1) از خانواده Apiaceae بوده و از جمله گیاهان گلدار محسوب میشود این گیاه یک گیاه دو یا چند ساله پرتخم است که بومی ایران، ترکیه و عراق می‌باشد (همتی و همکاران، 2010).
شکل 1-4- گیاه گلپر تاریخ شناخت گونه Heracleum persicum نامشخص است و تقریبا به اوایل سال 1829 نسبت داده می‌شود (دهقان نوده و همکاران، 2010) گونه‌های H. laciniatum auct، H.tromsoensis و H.CF.pubescens هم‌خانواده و مترادف این گونه می‌باشند. گونه H.persicum که گاهی با گونه‌های H.mantegazzianum و H.sosnowskyiاشتباه گرفته می‌شود، گیاهی بلند و ایستاده است که در مناطق معتدل نیمکره شمالی و همچنین در کوههای بلند گسترده شده است. تمرکز بیش‌ترین تنوع گونه‌های آن در کوه‌های قفقاز و چین است (دهقان نوده و همکاران، 2010). از میوه‌های این گونه به طور گسترده‌ای به عنوان ادویه‌جات و از ساقه‌های جوان آن نیز در تهیه خیار شور استفاده می‌شود (همتی و همکاران، 2010). این گونه دارای روغن‌های فرار، فلاونوییدها و فورانوکومارین‌ها می‌باشد (دهقان نوده و همکاران، 2010). در ریشه این گیاه ترکیباتی از قبیل pimpinelin، isopimpinellin، bergapten، isobergapten، sphondin و furanocoumarins وجود دارد. عصاره هیدروالکلی آن حاوی تعدادی فورانوکومارین است که از آن جمله می‌توان به sphondin اشاره کرد. گزارش شده است که این ترکیب ممانعت کننده‌ی 8-beta است که این ترکیب تحریک کننده ترشح آنزیم سیکلواکشیژناز دو می‌باشد از آنجایی که این آنزیم یک نقش کلیدی در درد و التهاب دارد می‌تواند اثر تسکین‌دهنده‌ی این گیاه را توضیح دهد. بر خلاف عصاره هیدروالکلی این گیاه کومارین‌ها در روغن ضروری آن یافت نمی‌شود و اثر تسکین‌دهندگی آن ممکن است مربوط به ترکیبات استری آن باشد (حاج هاشمی و همکاران، 2009). عصاره استونی دانه‌های این گیاه دارای برخی ترکیبات ترپنی از جمله eugenol، Cineol و Linalool می‌باشد که دارای اثر بی‌حس‌کنندگی، سست‌کنندگی عضلات و همچنین اثر بازدارندگی بر رو‌ی تحرک می‌باشند. به همین دلیل ترکیبات ترپنی موجود در دانه‌ها ممکن است مسئول اثر تسکین دهندگی آن‌ها باشند (همتی و همکاران، 2010). اسانس میوه‌های گیاه شامل 95% استرهای آلیفاتیک، 4% الکل‌های آلیفاتیک و 1% مونوترپن‌ها می‌باشد. ترکیب اصلی در اسانس برگ‌های این گیاه trans-anetholeمی‌باشد (مجاب و همکاران، 2003).
روغن‌های فرار آن حاوی ترکیباتی مانند هگزیل بوتیرات (56/5%)، اکتیل استات (16/5%)هگزیل-2متیل بوتانات (56/5%)(butanoat) و هگزیل ایزوبوتیرات (3/4%) می‌باشند. به دلیل وجود این مواد فعالیت‌های آنتی اکسیدانی، ضدمیکروبی و ضد قارچی در این گیاه دیده می‌شود. اسانس این گیاه همچنین خاصیت سیتو توکسینی دارد که به دلیل حضور فنول‌هایی از قبیل thymol، carvacrol، آلدهیدهایی از قبیل geranial، citronella و الکل‌هایی از قبیل geraniol، linalool، citronellol و lavandulol است. عصاره هیدروآلکالوئیدی این گونه حاوی ساپونین می‌باشد عصاره هیدروالکلی و اسانس این گیاه دارای اثرantinociceptive و ضد فساد هستند. عصاره ریشه و بخش‌های هوایی این گیاه به طور کلی رشد bacillus anthracis را متوقف می‌کند. این گیاه می‌تواند هر دو نوع ایمنی هومورال و سلولی را تحریک کند و در عین حال افزایشی در پاسخ ایمنی به وجود آورد که این به دلیل حضور فلاونوئیدها یا کومارین‌ها می‌باشد که می‌توانند پاسخ هومورال را به وسیله‌ی تحریک ماکروفاژها و افزایش β-lymphocytesکه در سنتز آنتی‌بادی‌ها دخالت دارند افزایش دهند. در عین حال انواع متنوعی از فلاونوئیدهای موجود در این گیاه می‌توانند فعالیت سلول‌های T، سیتوکین‌ها، اینترفرون گاما و ماکروفاژها را به طور معنی‌دار‌ی افزایش دهند و بنابراین برای درمان بیماری‌های مربوط به سیستم ایمنی مفید باشند عصاره متانولی این گیاه به خاطر دارا بودن هگزیل استات و اکتیل بوتیرات دارای خاصیت ضد توموری می‌باشد (همتی و همکاران، 2010).
1-6-3- گیاه zosima absinthifoliaاین گیاه یکی از اعضای خانواده Apiaceae می‌باشد (رضوی و همکاران،2010). جنس zosima دارای چهار گونه است که عبارتند از:
Z. absinthifolia، Z. korovinii، Z gilliana و Z. Radians (منه من و همکاران، 2001).جنس zosimaدر ایران شامل گیاهان 6 ساله یا همیشگی است. zosima absinthifolia یک گونه‌ی شناخته شده از این جنس است که در ایران، ترکیه، عراق و کشورهای مختلف قفقاز، شرق میانه و آسیای مرکزی یافت می‌شود (شکل 5-1). این گیاه در استپ‌ها، زمین‌ها و دامنه‌های آهکی رشد می‌کند و ساقه‌های شیار دارش ممکن است به ارتفاع یک متری نیز برسد. برگ‌های این گیاه سه پر است و گل هایش به رنگ سبز روشن تا زرد می‌باشد. دوره گلدهی آن از آوریل شروع می‌شود و تا جولای ادامه می‌یابد. شکل میوه‌هایش بیضوی مایل به دایره با حاشیه‌های آماس کرده است. به غیر از گونه‌یHeracleum گونه‌ی Z. absinthifolia نیز در ایران معمولا به نام گلپر شناخته می‌شود زیرا میوه‌هایش به عنوان طعم‌دهنده و ادویه غذایی به کار برده می‌شوند (رضوی و همکاران، 2010). جنس zosimaنخستین بار در سال 1814 به وسیله‌ی هافمن معرفی شد وی همچنین تشخیص داد که گونه‌های Heracleum absinthifolium و Tordylium absinthifolium هم خانواده‌های Z. orientalis می‌باشند.

شکل 1-5- گیاه دارویی zosima absinthifoliaجنس Zosima بر اساس شکل میوه‌ها با گونه‌ی Heracleum فرق دارد. در Heracleum میوه‌ها دارای پره‌های شفاف (زائده‌های حبابی شکل) در بخش‌های جانبی هستند که تشکیل یک لبه ضخیم را می‌دهد. ارتفاع این گیاه از 30 تا 100 سانتیمتر در Z. absinthifolia، 50 تا 85 سانتیمتر در Z.gilliana، 35 تا 50 سانتیمتر در Z.koroviniiو 30 تا 50 سانتیمتر در Z.--ians متفاوت است. همه‌ی گونه‌های این جنس یک یقه‌ی لیفی محکم تولید می‌کنند که از پایه برگ‌ها تا بالاتر از ریشه ادامه دارد. ساقه در همه‌ی گونه‌ها مودار است (منه من و همکاران، 2001).
اسانس دانه‌های Z.absinthifolia که به وسیله‌ی اکتیل استات (87/4%)، اکتیل اکتانات (5% octyloctanoate) و 1-اکتانول (%2/3 1-octanol) به دست آمده دارای اثر ضد باکتریایی بالایی علیه باکتری‌های گرم مثبتی مانند Bacillus subtilis، Bacillus pumilusمی‌باشد. همچنین عصاره دانه‌های این گونه فعالیت آنتی اکسیدانی و فیتوتوکسینی نشان می‌دهد. مانند سایر گونه‌های Apiaceae گونه‌ی Z.absinthifolia نیز دارای کومارین می‌باشد (رضوی و همکاران، 2010). عصاره n- هگزانی میوه‌های این گیاه دارای سه مشتق کومارین می‌باشد که عبارتند از: imperatorin، auapteneو 7-prenyloxycoumarine.همچنین دیگر مشتقات کومارینی (bergapten، deltoin، columbianadin، isobergapten، isopimpinellin، imperatorin، pimpinellin، sophodin و umbelliferone)، انواع فلاونوئیدها (quercetin، kaempferol)، و آلکالوئیدها ازz.absinthifolia استخراج شده‌اند. از این میان deltoinو columbianadin ترکیبات اصلی هر دو عصاره n-هگزانی و اتانولی می‌باشند. در هر دو قسمت ریشه و بخش‌های هوایی محتوای deltoinبیشتر از columbianadinاست و همچنین کل محتوای deltoin وcolumbianadin در ریشه بیشتر از بخش‌های هوایی می‌باشد (باهادیر و همکاران، 2010).
Imperatorin در بسیاری از جنس‌های خانواده Apiaceae مانند Angelica، Prangosو Heracleum وجود دارد (رضوی و همکاران، 2010).
1-6-4- گیاه مریم نخودی Teucrium polium l.گیاه Teucrium polium از خانواده Lamiaceae یکی از300 گونه‌ی مربوط به جنس Teucrium است. این گیاه به صورت باستانی و بر اساس عادات بومی به عنوان چای دارویی مورد استفاده قرار می‌گیرد (میرغضنفری و همکاران، 2010). جنس مریم نخودی شامل بیش از 340 گونه در سراسر جهان می‌باشد. در ایران 12 گونه یک ساله و چند ساله از این گیاه وجود دارد که 3 گونه آن انحصاری ایران می‌باشد. گل‌هایش کوچک هستند و رنگی بین صورتی تا سفید دارند. این گیاه درختچه‌ای شکل، آروماتیک و دارای برگ‌های بیضی شکل است (مقتدر، 2009). ارتفاع این گیاه 50-20 سانتیمتر است و برگ‌هایش به رنگ سبز مایل به خاکستری می‌باشند (شکل 6-1). گل‌های این گیاه در ماه‌های جون تا آگوست دیده می‌شوند. این گیاه به صورت وحشی در اروپای جنوبی، آسیای جنوب غربی و مرکزی و آفریقای شمالی رشد می‌کند.

شکل 1-6- گیاه دارویی Teucrium poliumگونه‌های دارویی مریم نخودی شامل Teucrium poliumو Teucrium chamaedrys می‌باشد از آنجا که این گیاه منجر به کاهش قند خون می‌شود برای درمان دیابت نیز به کار می‌رود. این گیاه در درمان بسیاری از بیماری‌های پاتوفیزیولوژیکی از قبیل بیماری‌های روده ای، دیابت و روماتیسم به کار می‌رود سایر اثرات درمانی این گیاه عبارتند از: اثر آنتی اکسیدانی، ضد فساد، ضد درد، ضد تب، اثر ضد میکروبی، محافظ کبد، ضد زخم معده و سیتوتوکسین. عصاره آن دارای فعالیت‌هایی از قبیل کاهش فشار خون، ضد التهاب، ضد تشنج، ضد باکتری و ضد تب می‌باشد (ساخانده و همکاران، 2000). عصاره هیدروالکلی این گیاه سطح انسولین سرم را در موش کاهش می‌دهد. ترکیبات شیمیایی عصاره متانولی این گیاه عبارتند از dimethoxyflavone-7 و 4-hydroxy-5 عصاره متانولی این گیاه ترشح انسولین را تحریک می‌کند. فقط عصاره‌های الکلی این گیاه ترشح انسولین را افزایش می‌دهند که این ممکن است به دلیل وجود ترکیبات بیواکتیو موجود در عصاره متانولی و الکلی این گیاه باشد (میرغضنفری و همکاران، 2010). آنالیز شیمیایی این گیاه وجود ترکیباتی مانند فلاونوئیدها، Cirsiliol و Iridoids را نشان می‌دهد (ساخانده و همکاران، 2000). تاکنون از گونه‌های مختلف مریم نخودی انواع نئوکلرودان، دی ترپنوئید و نیز تری ترپنوئید جداسازی شده‌اند .تعداد کمی فورانودی ترپن از عصاره‌های این گیاه به دست آمده است. حدود 28 ترکیب از اسانس این گیاه استخراج شده است که به طور کلی عبارتند از:
آلفا-پیین، لینالول، کاریوفینل، بتا پیین و غیره. به نظر می‌رسد که منطقه جغرافیایی این گیاه بر ترکیب اسانس و عصاره آن تاثیر مهم بگذارد (مقتدر، 2009). مهم‌ترین و تاکسونومیکی‌ترین گونه‌های polium عبارتند از T. polium و T.Capitatum که در نواحی مدیترانه، ایران و توران می‌باشند (دولجا و همکاران، 2010).
1-6-5- گیاه پونه (Oregano vulgare L.)پونه یک گیاه دارویی است که همچنین به عنوان یک گیاه تزئینی نیز به کار می‌رود (شکل 7-1). این گیاه متعلق به خانواده Verbenaceae می‌باشد (نیبلاس و همکاران، 2011) و از ماه آگوست به طور همزمان میوه و دانه می‌دهد (نورزی و همکاران، 2009). پونه گیاهی پرپشت و درختچه‌ای شکل می‌باشد و متعلق به مناطق نیمه خشک است (نیبلاس و همکاران، 2011).

شکل 1-7- گیاه دارویی Oregano vulgare Lاین گیاه به طور کلی از لحاظ مورفولوژیکی و شیمیایی بسیار تغییرپذیر است که مرتبط است با محل رویش آن، شکل گیاه و همچنین مسائلی از قبیل میزان آب و نیتروژن موجود در خاک، مرحله‌ی رشد و فصل رویش.به عنوان مثال: گونه‌ی vulgare L.ssp.hirtum. که در آب و هوای مدیترانه‌ای رشد می‌کندغنی از اسانس است در حالی که همین گونه در آب و هوای قاره‌ای دارای اسانس بسیار کمی می‌باشد. افزایش نیتروژن خاک به اندازه kg/ha 80 موجب افزایش ارتفاع و بازدهی گیاه می‌شود و یا کاهش آب در خاک وزن گیاه را کاهش می‌دهد ولی محتوای اسانس آن را کاهش نمی‌دهد. این گیاه دارای خواص آنتی باکتریال، آنتی اکسیدانی و آرام بخشی است (نورزی و همکاران، 2009). اسانس این گونه با گونه‌ی Oregano(Lippa palmeri S.wats) قابل مقایسه می‌باشد (نیبلاس و همکاران، 2011).
عصاره و اسانس این گیاه حاوی حدود 45 ترکیب شیمیایی می‌باشد (نیبلاس و همکاران، 2011) که برخی از آن‌ها عبارتند از: sabinene، β-pinene، β-(z)-ocimene، β-(E)-ocimene، φ-terpinene، e-caryophyllene، germacreneD، bicyclogermacrene، α-(E,E)-farnesene،
germacrene-D-4-ol، تیمول و کارواکرول (ستین و همکاران، 2009). از این میان اصلی‌ترین و مهم‌ترین ترکیبات عبارتند از: کاواکرول، تیمول، ائوژنول، لینالول، ترپن‌ها، Cimene و Pinene (کاردازو و همکاران، 2005). زمانی که گیاه در اوج زمان گلدهی باشد بیشترین میزان اسانس و عصاره را دارد. در طول دوره گلدهی با افزایش محتوای تیمول به طور همزمان غلظت کارواکرول کاهش می‌یابد تا زمانی که دیگر در گیاه نباشد. با خشک شدن گیاه میزان آن‌ها به حدود 5/0 الی 5.1 درصد در هر برگ کاهش می‌یابد (ستین و همکاران، 2009). این ترکیبات خواص ضد باکتریایی، ضد قارچی، ضدحشرات و ضد ویروسی به گیاه بخشیده‌اند. گیاهان این خانواده به دلیل محتوای بالای ترپن‌ها مصارف دارویی دارند که عبارتند از: limonene، myrcene، durene،p-cymene که همچنین به گیاه خواص ضد میکروبی می‌بخشند(کاردازو و همکاران، 2005). فعالیت ضد باکتریایی بسیار قوی این گیاه ممکن است مربوط به محتوای بالای phenolic monoterpene و یا thymol acetate، ائوژنول و یا متیل ائوژنول موجود در این گیاه باشد. مکانیسم عمل این ترکیبات مرتبط است با آب‌گریزی ترکیبات موجود در اسانس و عصاره این گیاه که آن‌ها را قادر می‌سازد لیپید غشای سلولی باکتریایی را بشکند سپس نفوذ پذیری یون‌ها را افزایش می‌دهد و به دنبال آن یون و لیپید به درون سلول نشر پیدا می‌کنند که به نوبه خود باعث لیز شدن سلول می‌شود (نیبلاس و همکاران، 2011). در عین حال حضور فنولیک هیدروکسیل به ویژه در کارواکرول دلیلی بر فعالیت ضدپاتوژنی عصاره و اسانس این گیاه می‌باشد (کادازو وهمکاران، 2005).
یکی از گسترده ترین کاربردهای گیاهان دارویی استفاده از آن‌ها به منطور کاهش گازهای شکمبه‌ای به ویژه متان است. نشخوارکنندگان رابطه‌ای هم زیستی با میکروارگانیسم‌های شکمبه دارند به طوری که حیوان مواد مغذی مورد نیاز و شرایط مطلوب زیست میکروازگانیسم هارا فراهم می‌کند و در عوض میکروارگانیسم‌ها نیز فیبر جیره را تخمیر می‌کنند و پروتئین میکروبی را به عنوان یک منبع انرژی برای حیوان تامین می‌کنند اما در هر صورت این رابطه‌ی هم زیستی منجر به از دست دادن انرژی به شکل متان و از دست دادن پروتئین به شکل آمونیاک می‌گردد. بنابراین دستکاری شکمبه‌ای و استفاده از افزودنی‌هایی از قبیل گیاهان دارویی برای کاهش اتلاف انرژی به شکل گازهای شکمبه‌ای مورد توجه قرار گرفته است (سلامت آذر و همکاران، 2011). از این رو روش‌های بسیاری به منظور ارزیابی ارزش غذایی خوراک در شرایط آزمایشگاهی و یا به طور مستقیم بر روی حیوان مورد استفاده قرار گرفته است که یکی از پرکاربردترین آن‌ها روش آزمون گاز تست می‌باشد (گوئل و همکاران، 2006). تکنیک تولید گاز در شرایط آزمایشگاهی یک روش مفید برای ارزیابی ارزش غذایی علوفه مورد استفاده دام است چرا که تخمینی از میزان تخمیر مواد مغذی در شکمبه می‌دهد (سیروهی و همکاران، 2009). به طور کلی آزمون تولید گاز یک پارامتر مناسب برای پیش بینی قابلیت هضم، تخمیر، سنتز و تولید پروتئین میکروبی از سوبسترا به وسیله‌ی میکروب‌های شکمبه در سیستم in vitro می‌باشد (سامورت و همکاران، 2000). در روش تولید گاز ضمن آن که ثبت سرعت تخمیر خیلی آسان است، با یک انکوباسیون علاوه بر قابلیت هضم ظاهری، قابلیت هضم حقیقی را نیز می‌توان برآورد نمود، زیرا حجم گاز تولیدی بهترین شاخص و معرف برای قابلیت هضم ظاهری است و ماده آلی ناپدید شده نیز بیانگر قابلیت هضم حقیقی می‌باشد (منصوری و همکاران، 1381).
1-7- روش آزمون گازتولید گاز آزمایشگاهی مطابق با روش منک و استین گاس (1988) اندازه‌گیری می‌شود. در این روش، نمونه‌های مواد خوراکی (200 میلی گرم) پس از خشک شدن در غذا با دقت وزن شده، سپس در سرنگ‌های دارای پیستون قرار داده می‌شود. مایع بافری شکمبه (30 میلی لیتر) با پیپت به سرنگ‌های حاوی مواد خوراکی اضافه می‌شود (منک و استین گاس، 1988). مقدار گاز تولیدی در زمان‌های 2، 4، 6، 8، 12، 24، 48، 72 و 96 ساعت اندازه‌گیری می‌شود (منک و استین گاس، 1988). گازهای حاصل از سوبسترای مورد آزمایش در حین تخمیر آزمایشگاهی، عبارتند از دی اکسید کربن، متان و هیدروژن (هاگ و همکاران، 1998). بر اساس مشاهدات منک و استین (1988) گاز دی اکسید کربن یا از تخمیر مستقیم خوراک و یا از تاثیر اسیدهای چرب فرار بر بافر بیکربنات ناشی می‌شود. با انکوباسیون مواد خوراکی با مایع بافری شکمبه کربوهیدرات‌ها به اسیدهای چرب کوتاه زنجیر و گازها، به ویژه دی اکسیدکربن، متان و همچنین سلول‌های میکروبی تخمیر می‌شود (بلومل و ارسکوف، 1993). اسیدهای چرب حاصل با بافر بی کربنات واکنش انجام می‌دهد و در نتیجه گاز کربنیک خارج می‌شود، در نتیجه هنگام هضم الیاف، هم زمان با تولید اسیدهای چرب گاز نیز تولید می‌شود و به این ترتیب اطلاعات خوبی در مورد هضم سلولز در اختیار می‌گذارند (اسکوفیلد و همکاران، 1994). سیستم تولید گاز می‌تواند به شناسایی بهتر کمیت مواد مغذی کمک کند و دقت آن به اثبات رسیده است (سالام، 2005). گازی که بر اثر انکوباسیون مواد غذایی و تحت شرایط آزمایشگاهی آزاد می‌شود مربوط به قابلیت هضم آن ماده غذایی است و ارزش انرژی‌زایی آن ماده غذایی را برای نشخوارکنندگان بیان می‌کند (منک و همکاران، 1979).
فصل دوممواد و روش‌ها2-1- منطقه مورد مطالعه و نحوه نمونه‌برداری2-1-1- منطقه نمونه‌برداریاستان اردبیل در شمال غربی ایران واقع شده که با مساحتی برابر 1786730 هکتار حدود 09/1 درصد از مساحت کل کشور را در بر می‌گیرد. 1015000 هکتار از کل مساحت این استان را مراتع تشکیل می‌دهد که معادل 8/56 درصد از مساحت کل استان می‌باشد (بی نام، 1388). به دلیل گستردگی مراتع استان اردبیل، جهت نمونه‌برداری بخشی از مراتع منطقه آستارا انتخاب گردید. آستارا یکی از شهرستان‌های استان گیلان با 65 هزار نفر جمعیت (3600 نفر جمعیت شهری) با وسعت 334 کیلومتر مربع در شمال غربی این استان واقع گردیده است. این منطقه با ارتفاع 27 متر بالاتر از سطح دریا در موقعیت جغرافیایی 48 درجه و51 دقیقه طول شرقی و 38 درجـــه و 26 دقیقه عرض شمالی واقع گردیده است. شهرستان آستارا از سمت غرب به کوه های پوشیده ازجنگل‌های تالش و از شرق بــه سواحل دریای خزر محدود می‌شود (بی نام، 1388).
2-1-2- زمان نمونه‌برداری و انتقال نمونه‌ها به آزمایشگاهنمونه‌برداری از گیاهان دارویی Crambe orientalis، Heracleum persicum،Zosima absinthi، Teucrium polium و Oregano vulgare در فصل تابستان و در تیر ماه 1390 آغاز شد. از هر نمونه گیاه دارویی دسته‌هایی به وزن تقریبی 2 الی 5/2 کیلوگرم جمع‌آوری شد. نمونه‌ها به گونه‌ای انتخاب شد که همه قسمت‌های گیاه از جمله گل، برگ، ساقه و ریشه را دربرگیرد. نمونه‌های به دست آمده به مدت یک هفته در دمای اتاق و به دور از تابش مستقیم نور خورشید خشک شدند. نمونه‌ها سپس دو بار آسیاب شده و با توری 1 میلی متری الک شدند. برای تهیه عصاره‌های متانولی هر یک از گیاهان دارویی مورد مطالعه مقدار 50 گرم از نمونه‌های آسیاب شده هر گیاه با نیم لیتر حلال متانول به وسیله دستگاه سوکسله موجود در دانشگاه محقق اردبیلی در دانشکده علوم پایه به مدت یک هفته عصاره گیری شد زیرا ابتدا عصاره هگزانی سپس عصاره دی کلرومتانولی و آنگاه عصاره متانولی از هر نمونه گیاه گرفته شد. به منظور جداسازی حلال متانول از عصاره حاصل از دستگاه rotary (روتاری) در دمای45 درجه سانتیگراد استفاده شد. عصاره‌های حاصل به شیشه‌های پنی سلین تزریق شده و به آزمایشگاه تغدیه و فیزیولوژی دام در موسسه تحقیقات علوم دامی کشور منتقل شدند.
2-2- آزمون گازبرای انجام آزمون گاز از دستگاه نیمه اتوماتیک تولید گاز مدل WT-Binder 87532 ساخت کشور آلمان استفاده گردید.
2-2-1- آماده‌سازی نمونه‌‌ها برای آزمون گازابتدا باید مقدار 200 میلی گرم از نمونه‌ها در دمای مناسب خشک گردند زیرا دمای زیاد با اثر بر پروتئین تولید گاز را کاهش می‌دهد (راب و همکاران، 1983). سپس نمونه‌ها آسیاب شده و از الک 1میلی متری عبور می‌کنند (سالام، 2005). همبستگی خطی بالایی بین مقدار سوبسترای انکوباسیون شده و مقدار گاز تولید شده در 24 ساعت وجود دارد (راب و همکاران، 1983).
2-2-2- مایع شکمبه و بافرمایع شکمبه از دام فیستولاگذاری شده گرفته می‌شود و سپس در ظرف‌های ایزوله شده قرار داده می‌شود. مایع شکمبه به وسیله پارچه سه لایه صاف می‌شود و سپس با استفاده از گاز کربنیک محیط بی‌هوازی می‌شود.مایع شکمبه به محلول بافری که در حمام آب 39 درجه سانتیگراد نگهداری می‌شود با نسبت حجم 2:1 (محلول بافری 2 و مایع شکمبه 1) اضافه می‌شود (سالام و همکاران، 2007). محلول بافری باید مواد معدنی مورد نیاز برای میکروارگانیسم‌ها را داشته باشد (منک و استین، 1988) خوراک‌های فیبری، خوراک‌هایی که به آرامی تجزیه می‌شوند و کاهش اندازه‌ی ذرات خوراک سرعت تولید گاز را افزایش می‌دهند که ممکن است به دلیل افزایش سطح و در نتیجه دسترسی بهتر میکروب‌ها به خوراک باشد (رایمر و همکاران، 2005).
2-2-3- زمان‌های ثبت تولید گازگاز حاصل معمولا برای علوفه بعد از 2، 4، 6، 8، 12، 24، 48، 72، و 96 ساعت از انکوباسیون گزارش می‌شود (منک و همکاران، 1979). در تمام مدت انکوباسیون محتوی دیواره سلولی (NDF) و دیواره سلولی بدون همی سلولز (ADF) با تولید گاز همبستگی منفی دارد (سالام و همکاران، 2007).
2-2-4- مزایا و معایب آزمون گازگاز تولیدی در روش آزمون گاز از تبدیل کربوهیدرات‌ها به استات، پروپیونات و بوتیرات به وجود می‌آید و میزان این گاز می‌تواند معرفی از حجم تغییرات انجام شده در بخش کربوهیدرات‌ها باشد(دویله و همکاران، 2001). از آنجا که در سیستم تولید گاز نیاز به نگهداری حیوان فیستولا شده وجود ندارد می‌توان پاسخ حیوان را با حداقل هزینه در محیط آزمایشگاهی تخمین زد (سالام، 2005). نسبت حجم پروتئین خام به حجم گاز، دقت پیش‌گویی ماده آلی قابل هضم در حیوان زنده را بهبود می‌بخشد و از سوی دیگر در این روش تعداد زیادی از نمونه‌ها را می‌توان آنالیز کرد (ماکار، 2005). از آنجایی که گاز تولیدی حاصل از تخمیر در زمان‌های متفاوتی ثبت می‌شود، امکان تعیین میزان و سرعت مواد خوراکی هم وجود دارد (منصوری و همکاران، 1381).
معایب آزمون گاز این است که تخمیر خوراک به صورت خطی با تولید گاز مرتبط نمی‌باشد و از این رو تفسیر آن مشکل است (گروت و همکاران، 1998). خوراک‌هایی که پروپیونات بیشتری تولید می‌کنند در مقایسه با خوراک‌هایی که استات و پروپیونات بیشتری تولید می‌کنند، گاز کمتری تولید می‌نمایند که این کار باعث پیچیده‌تر شدن تفسیر نتایج آزمون گاز می‌شود (جانگ و همکاران، 1995).
2-2-5- آماده‌سازی عصاره‌ها برای آزمون گازبرای تهیه سطوح 100، 200 و 300 میلی‌ گرم بر لیتر از عصاره‌ها مقدار 01/0، 02/0 و 03/0 میلی گرم از هر عصاره به وسیله‌ی ترازوی دیجیتال توزین شده و به طور جداگانه در نیم میلی لیتر حلال متانول حل گردید سپس حجم هر یک از محلول‌های حاصل با آب مقطر به 2 میلی لیتر رسانده شد.
2-2-6- آماده‌سازی نمونه خوراک و سرنگ‌هادر این روش، برای اندازه‌گیری تخمیر از سرنگ‌های شیشه‌ای مدرج مخصوص، با قطر داخلی 32 میلی متر و طول 200 میلی متر و با حجم 100 میلی لیتر، استفاده گردید. روز قبل از آزمایش حدود 200 میلی گرم از ماده خشک نمونه خوراک مورد آزمایش شامل علوفه یونجه و کاه (به نسبت 3 به ا) و کنسانتره (جو 08/15، ذرت 08/15، سویا 03/6، سبوس گندم 02/3، کربنات کلسیم 45/0 و مکمل ویتامین45/0بر حسب درصد) به نسبت 60 (علوفه) به 40 (کنسانتره) که قبلا آسیاب و با توری یک میلی متری الک گردیده بود، به داخل هر سرنگ ریخته شد. به منظور حرکت آسان‌تر پیستون و همچنین جلوگیری از خروج گاز در حین تخمیر، اطراف پیستون با وازلین آغشته گردید. پس از قرار دادن پیستون در داخل سرنگ، سرنگ‌ها در داخل انکوباتور 39 درجه سانتیگراد گرم شدند. برای هر نمونه 3 تکرار استفاده شد.
2-2-7- تهیه مایع شکمبهمایع شکمبه از سه گاو نر تالشی فیستولادار استفاده شد. این گاوها از نژاد تالشی با وزن متوسط 400 تا 450 کیلوگرم بودند که در سطح نگهداری با جیره مورد نظر تغذیه شده بودند. شیرابه حدود نیم ساعت قبل از وعده خوراک صبح از طریق فیستول جمع‌آوری و با استفاده از دو لایه پارچه مخصوص صاف گردیده و در فلاسک محتوی گاز کربنیک ریخته شد و با قرار دادن ظرف محتوی مایع شکمبه در آب گرم 39 درجه سانتیگراد، سریعا به آزمایشگاه منتقل گردید.
2-2-8- تهیه بزاق مصنوعیبرای تهیه مخلوط بزاق مصنوعی مطابق روش منک و همکاران (1979) و روش تصحیح شده منک و استینگس (1978)، روز قبل از آزمایش مقدار کافی از محلول مواد معدنی کم نیاز (محلولA) محلول مواد معدنی اصلی (محلول C)، محلول بافر مواد معدنی (محلول B) و محلول ریزازورین 1/0% و محلول احیاکننده به طور جداگانه تهیه گردید و برای مصارف بعدی در یخچال و در دمای 4 درجه سانتیگراد نگهداری شد (جداول 2-1 الی 2-6).
جدول 2-1- محلول مواد معدنی کم نیاز (A)ترکیب شیمیاییمقدار (گرم)
کلرید کلسیم (O2H2 .2CaCl)13/2
کلرید منگنز (O2H4 .2MnCl)10/0
کلرید کبالت (O2H6 .2CoCl)1/0
کلرید آهن (O2H6 .3FeCl) 0/8
حجم محلول با آب مقطر به 100 میلی لیتر رسانده شد.
جدول 2-2- محلول مواد معدنی اصلی (C)نوع موادمقدار (گرم)
فسفات هیذروژن سدیم (4HPO2Na)5/7
فسفات هیدروژن پتاسیم (4PO2KH)6/2
سولفات منیزیم (O2H7 .4MgSO)0/6
حجم محلول با آب مقطر به 1000 میلی لیتر رسانده شد.
جدول 2-3- محلول بافر مواد معدنی (B)نوع موادمقدار(گرم)
بیکربنات سدیم (3NaHCO)35/0
بیکربنات آمونیوم (3HCO (4NH))4/0
حجم محلول با آب مقطر به 1000 میلی لیتر رسانده شد.
جدول 2-4- محلول ریزازورین
100 میلی گرم در 100 میلی لیتر آب مقطر
جدول 2-5- محلول احیاء کنندهنوع موادمقدار مواد
آب مقطر 47/5 میلی لیتر
سود یک نرمال (N 1 NaOH,)2/0 میلی لیتر
سولفید سدیم (O2H7 . S2Na)285/0 میلی گرم

جدول 2-6- نسبت محلول‌ها در ترکیب بزاق مصنوعینوع محلولمقدار(میلی لیتر)
آب مقطر 474/0
محلول A0/12
محلول B237/0
محلول ریزازورین 1/22
محلول احیاء کننده 49/50
2-2-9- تهیه نمونه شاهدبا توجه به اینکه مایع شکمبه گرفته شده حاوی مقداری مواد مغذی است که بدون قرار دادن نمونه خوراک در سرنگ‌ها هم مقداری گاز تولید می‌کند، برای تصحیح گاز تولیدی با منشا مایع شکمبه، در هر مرحله در سه عدد سرنگ بدون استفاده از نمونه خوراک فقط 30 میلی لیتر از مخلوط مایع شکمبه و بزاق مصنوعی ریخته شد (نمونه شاهد) و در هر زمان اندازه‌گیری، میانگین گاز تولیدی در این سرنگ‌ها، از حجم گاز تولیدی در سرنگ‌های محتوی نمونه خوراک کسر شد تا مقدار گاز تولیدی ناشی از تخمیر خوراک مورد آزمایش به دست آید.
2-2-10- تزریق مخلوط بزاق مصنوعی و مایع شکمبه در سرنگ‌هامقدار 474 میلی لیتر آب مقطر، 12/0 میلی لیتر محلول A، 237 میلی لیتر محلول C و 237 میلی لیتر محلول B در بالن دو لیتری ریخته شد و در حالی که جریان مستمر گاز کربنیک به داخل مخلوط برقرار بود و با همزن الکتریکی هم زده می‌شد، آن را به آرامی حرارت داده تا به دمای 39 درجه سانتیگراد رسید. در مرحله بعدی محلول احیاء کننده شامل 5/47 میلی لیتر آب مقطر، 2 میلی لیتر سود یک نرمال و 285 میلی گرم O2H7 . S2Na تهیه گردید و به مخلوط بالا اضافه شد. جریان گاز کربنیک تا وقتی که شرایط بی‌هوازی گردد و رنگ معرف ریزازورین از آبی به بی‌رنگ تبدیل شود، ادامه یافت. سپس مایع شکمبه صاف شده با بزاق مصنوعی به نسبت 1 (مایه شکمبه) به 2 (بزاق مصنوعی) مخلوط گردید و در حالی که جریان گاز کربنیک به داخل مخلوط ادامه داشت، با استفاده از پیپت مخصوص مقدار 30 میلی لیتر از مخلوط مایع شکمبه و محیط کشت در داخل سرنگ‌های حاوی نمونه خوراک و دارای دمای 39 درجه سانتیگراد ریخته شد، سپس با جلو راندن پیستون حباب‌های داخل سرنگ خارج و با گیره روی لوله پلاستیکی متصل به انتهای سرنگ، بسته شد. سرنگ‌ها در انکوباتور 39 درجه سانتیگراد در دستگاه با سرعت چرخش یک دور در دقیقه قرار داده شد.
2-2-11- تزریق عصاره‌ها به سرنگ‌هابرای تهیه‌ی سطوح مختلف عصاره‌های مورد آزمایش ابتدا مقدار 01/0 میلی گرم از هر عصاره به کمک ترازوی دیجیتال توزین گردید سپس این مقدار در لوله فالوپ گذاشته شد و با 5/0 میلی لیتر حلال متانول حل شد سپس حجم محلول با آب مقطر به 100 سی سی رسیده شد و با استفاده از همزن لرزه‌ای به مدت چند دقیقه هم زده شد تا از حل شدن کامل عصاره اطمینان حاصل شود به این ترتیب سطح 100 میلی گرم بر لیتر از عصاره مورد نظر تهیه شد. برای تهیه سطوح 200 و 300 میلی گرم بر لیتر از عصاره نیز به ترتیب مقادیر 02/0 و 03/0 میلی گرم از هر عصاره توزین شد و مراحل فوق متعاقبا برای آن‌ها طی شد. بعد از آماده‌سازی سه سطح مورد آزمایش از هر عصاره، به منظور افزودن آن‌ها به سرنگ‌های از پیش آماده شده‌ی گاز تست، مقدار 6/0 میلی لیتر از سه سطح هر عصاره با استفاده از سرنگ‌های ظریف انسولین کشیده شد و با سرعت و دقت زیاد به سرنگ‌های گاز تست افزوده شدند.، سپس با جلو راندن پیستون حباب‌های داخل سرنگ خارج و با گیره روی لوله پلاستیکی متصل به انتهای سرنگ، بسته شد. سرنگ‌ها در انکوباتور 39 درجه سانتیگراد در دستگاه با سرعت چرخش یک دور در دقیقه قرار داده شد.
2-2-12- انکوباسیون و قرائت گاز تولیدیگاز تولیدی از نمونه‌ها در زمان‌های 2، 4، 6، 8، 12، 24، 48، 72 و 96 ساعت پس از انکوباسیون قرائت و ثبت گردید (منک و همکاران، 1988). هنگامی که حجم گاز و محتویات هر سرنگ به حدود 60 میلی لیتر می‌رسید گیره پلاستیکی انتهای سرنگ باز می‌شد و پیستون به جلو رانده می‌شد تا گاز خارج شده و پیستون سرنگ مجددا در موقعیت 30 میلی لیتر قرار داده شود.
2-2-13- تعیین حجم گاز تولیدی حجم گاز تولیدی بر اساس وزن نمونه در هر زمان با استفاده از نمونه‌های شاهد، با استفاده از روابط زیر تصحیح گردید:
رابطه (1-2)(ect - 1)b + a = P
در این رابطه:
P =تولید گاز در زمان ta =تولید گاز از بخش تجزیه‌پذیر سریع (میلی لیتر)
b = تولید گاز از بخش تجزیه‌پذیر کند (میلی لیتر)
c = مقدار ثابت تولید گاز بخش b (میلی لیتر)
a+b = پتانسیل تولید گاز (میلی لیتر)
t = زمان انکوباسیون
رابطه (2-2)V=200(Vt-Vb)W که در این رابطه:
V = حجم گاز تصحیح شده بر حسب میلی لیتر به ازای 200 میلی گرم ماده خشک نمونه خوراک
Vt = حجم گاز تولیدی در سرنگ‌های حاوی نمونه خوراک بر حسب میلی لیتر
Vb = حجم گاز تولیدی در سرنگ‌های فاقد نمونه خوراک بر حسب میلی لیتر
W = وزن ماده خشک نمونه خوراک بر حسب میلی گرم (منصوری و همکاران، 1381).
2-3- تهیه و آماده‌سازی مایع شکمبه جهت تهیه محیط کشتبا توجه به این که در مایع شکمبه مواد مغذی لازم جهت رشد کلیه میکروارگانیسم‌های شکمبه وجود دارد، در تهیه محیط کشت، جهت کشت باکتری‌های شکمبه از مایع شکمبه نیز به عنوان جزیی از ترکیب محیط کشت استفاده می‌شود. به همین منظور برای تخمین جمعیت باکتری‌ها، ابتدا از سه راس گاو فیستول‌گذاری شده، در حالت ناشتا (قبل از وعده غذایی صبح) با استفاده از تلمبه مخصوص مایع شکمبه اخذ گردیده و به نسبت مساوی با هم مخلوط گردید. با استفاده از 3 لایه پارچه کرباس، مایع شکمبه صاف شد. سپس برای تهیه مایع شکمبه استاندارد به روش گراب و دهوریتی (1976)، مایع صاف شده شکمبه به مدت ده دقیقه در 1000× g سانتریفوژ گردید. قسمت مایع را جدا نموده و تا زمان استفاده در ترکیب محیط کشت، در ظروف در بسته و در فریزر (18- درجه سانتیگراد) نگهداری گردید.
2-3-1-محیط کشتیک محیط کشت مناسب، باید شرایط محیطی لازم و مواد مغذی مورد نیاز برای رشد میکروارگانیسم‌ها را تامین کند (منصوری و همکاران، 1381). در محیط کشت‌هایی که در شرایط آزمایشگاهی تهیه می‌شوند، چون جذب صورت نمی‌گیرد، برای اجتناب از اسیدی شدن بیش از حد و بالا رفتن بیش از حد فشار اسمزی محیط باید سوبسترا و همچنین میکروارگانیسم‌ها به اندازه کافی رقیق شده باشند (منصوری و همکاران، 1381). چون میزان سوبسترای قابل دسترس تعیین‌کننده فرآورده‌های تولیدی می‌باشند، غلظت سوبسترا نباید از 1% حجم محیط کشت بیشتر باشد و حتی می‌تواند کمتر نیز باشد (ونسوست و همکاران، 1994). در تهیه محیط کشت قسمت عمده اکسیژن با وارد کردن گاز کربنیک از محیط خارج می‌شود. مقادیر جزیی اکسیژن باقیمانده با کربنات سدیم یا سیستئین خارج می‌شود (منصوری و همکاران، 1381). معرف ریزازورین برای ارزیابی قابلیت زنده ماندن و آلودگی باکتریایی و همچنین برای تست فعالیت ضد میکروبی به کار می‌رود (پالومین و همکاران، 2002). معرف بی‌هوازی ریزازورین، شاخص مفیدی برای تشخیص مقادیر جزیی اکسیژن است. این معرف در حالت احیا شده و در عدم حضور اکسیژن بی‌رنگ بوده و در حضور اکسیژن به رنگ آبی مایل به صورتی در می‌آید (منصوری و همکاران، 1381). مایع شکمبه صاف شده و گندزدایی شده، یک منبع برای تهیه محیط کشت در مطالعاتی است که برای جدا کردن و مشخص کردن میکروارگانیسم‌ها به کار برده می‌شود و همچنین برای تامین مواد مغذی مورد نیاز میکروارگانیسم‌ها به محیط کشت اضافه می‌شود (منصوری و همکاران، 1381). مقدار کافی بافر و مواد معدنی مورد نیاز میکروارگانیسم‌ها با اضافه کردن محلول‌های نمکی تامین می‌شود از سویی اسیدهای چرب با زنجیر منشعب، ویتامین‌ها و سایر عوامل دیگر را می‌توان به طور مستقیم به محیط کشت اضافه کرد و یا آن‌ها را از طریق اضافه کردن مایع شکمبه صاف شده (که حدود 20% حجم محیط کشت را تشکیل می‌دهد) تامین نمود (منصوری و همکاران، 1381).

2-3-2- تهیه محلول 0/1 درصد همینبرای تامین آهن مورد نیاز میکروارگانیسم‌ها از محلول 1/0 درصد همین در ترکیب محیط کشت استفاده شد. با توجه به این که همین در شرایط اسیدی و خنثی در آب حل نمی‌شود برای تهیه محلول 1/0%، ابتدا 100 میلی گرم همین را در 10 میلی لیتر آب مقطر ریخته و با ریختن چند قطره سود و قلیایی کردن محیط، همین در آب حل گردید و برای استفاده در ترکیب محیط کشت در یخچال (4 درجه سانتیگراد) نگهداری گردید.
2-3-3- تهیه مخلوط اسیدهای چرب فرارنسبت‌های مشخص از اسیدهای استیک، بوتیریک، ایزوبوتیریک، n- والریک، ایزووالریک وآلفا-متیل-بوتیریک اسید (شرکت مرک آلمان) با هم مخلوط گردید و در ظرف دربسته در یخچال (4 درجه سانتیگراد) نگهداری گردید.
2-3-4- تهیه محلول مواد معدنی شماره Iبرای تهیه این محلول، مقدار 3 گرم دی پتاسیم فسفات (4HPO2K) را در آب مقطر حل نموده و به حجم یک لیتر رسانده شد و تا هنگام مصرف در یخچال نگهداری گردید.
2-3-5- محلول مواد معدنی شماره IIبرای تهیه این محلول، مقادیر مشخص از مونوپتاسیم فسفات (4PO2KH)، کلرور سدیوم، سولفات منیزیوم، کلرور کلسیم و سولفات آمونیوم را در آب مقطر حل نموده و حجم محلول با آب مقطر به یک لیتر رسانده شد و تا هنگام مصرف در دمای یخچال (4 درجه سانتیگراد) نگهداری شد.
2-3-6- تهیه محیط کشتمحیط کشت مورد استفاده جهت شمارش باکتری‌ها به روش حداکثر تعداد احتمالی (MPN)، بر اساس روش مورد استفاده اّبیسپو و دهوریتی (1992) تهیه گردید. برای تهیه محیط کشت بی‌هوازی ابتدا محلول‌های مواد معدنی شماره I و شماره II به طور مجزا تهیه گردید (جدول 9-2) سپس نسبت‌های مشخص شده از این محلول‌ها (جدول 7-2) در بالن 2 لیتری ریخته و در حالی که جریان مستمر گاز کربنیک به داخل آن برقرار گردید و توسط همزن الکتریکی به طور مستمر هم زده می‌شد، محلول 1/0 درصد همین و قندهای محلول گلوکز، سلوبیوز، مالتوز و زایلوز اضافه گردید. از محلول 1/0 درصد ریزازورین به عنوان معرف برای برقراری شرایط بی‌هوازی استفاده شد. سپس عصاره مخمر، تریپتیکاز و مخلوط اسیدهای چرب فرار، مایع شکمبه، آب مقطر و سوسپانسیون 03/0 سلولز به مخلوط اضافه گردید و مخلوط حاصل به مدت 2 ساعت در معرض جریان گاز کربنیک قرار داده شد. سپس محلول 03/0 سیستئین هیدروکلراید در آب مقطر و محلول 012/0 کربنات سدیم نیز اضافه شد. با اضافه کردن محلول ریزازورین به محیط کشت، رنگ مخلوط بنفش می‌شود و با ادامه تزریق گاز کربنیک به تدریج محیط کشت به رنگ ارغوانی، صورتی کمرنگ درآمده و سرانجام بی‌رنگ می‌شود.
2-3-7- توزیع محیط کشتپس از آن که محلول بی‌رنگ شد، با استفاده از پمپ مخصوص که بر روی بالن محتوی مخلوط محیط کشت قرار داده شد، در حالی که جریان گاز کربنیک به داخل مخلوط ادامه داشت، مقداری گاز کربنیک شیشه‌های پنی سیلین (به حجم 20 میلی لیتر)، دمیده شد تا هوای داخل آن خارج گردد و در حالی که دمیدن گاز کربنیک به داخل شیشه‌ها ادامه داشت، مقدار 9 میلی لیتر از محیط کشت اشباع شده از گاز کربنیک را به داخل لوله ریخته و سریعا درب آن بسته شد تا مانع از ورود هوا به داخل آن گردد. پس از آن که تمام محیط کشت درون شیشه‌ها ریخته شد، به منظور از بین بردن کلیه میکروارگانیسم‌های موجود در آن، بلافاصله شیشه‌های حاوی محیط کشت به مدت 15 دقیقه در اتوکلاو و با دمای 120 درجه سانتیگراد و فشار 5/1 اتمسفر گندزدایی (استریل) گردیدند. قبل از تزریق محیط کشت به داخل شیشه‌های پنی سیلین pH محیط کشت اندازه‌گیری شد. با توجه به این که دمیدن گاز کربنیک موجب کاهش pHمی‌شود، با اضافه کردن مقدار کمی سود یک نرمال، pH محیط کشت به 6/6 رسانده شد و در حین تزریق به داخل شیشه‌ها نیز مرتباpH محیط کشت کنترل گردیده و در صورت لزوم برای حفظ pHدر حدود 6/6، مقدار کمی سود یک نرمال، به محیظ کشت اضافه گردید.
2-3-8- تهیه محلول رقیق کننده بی‌هوازیبرای تهیه رقیق‌کننده بی‌هوازی (جدول 9-2) محلول‌های مواد معدنی I و II با غلظت‌های مشابه در محیط کشت به کار رفته و همچنین برای نشان دادن برقراری شرایط بی‌هوازی از محلول 1/0% ریزازورین استفاده گردید. پس از مخلوط نمودن محلول‌های مواد معدنی I و II و اضافه کردن ریزازورین و آب مقطر، جریان گاز کربنیک (از طریق شیلنگ نازکی که تا انتهای بالن امتداد یافته بود)، به داخل محلول برقرار گردید و برای اشباع کردن محلول از دی اکسید کربن، حدود 2 ساعت گاز کربنیک در داخل محلول تزریق گردید. سپس سیستئین هیدروکلراید و کربنات سدیم اضافه شد و تا بی‌رنگ شدن محلول، جریان گاز کربنیک به داخل محلول و هم زدن آن با همزن مغناطیسی ادامه یافت. پس از بی‌رنگ شدن محلول، مشابه نحوه تزریق محیط کشت به داخل شیشه‌های پنی سیلین به حجم 20 میلی لیتر، مقدار 9 میلی لیتر محلول رقیق‌کننده‌ی بی‌هوازی اشباع شده از گاز کربنیک به داخل هرشیشه ریخته شد و درب آن بسته شد و بلافاصله، به مدت 15 دقیقه در دمای 120 درجه سانتیگراد و فشار 5/1 اتمسفر گندزدایی (استریل) شدند.
2-3-9- تهیه مایع شکمبه تازهبرای هر زمان نمونه‌برداری در هر دام، ابتدا مایع شکمبه تازه از طریق فیستول از هر دام جمع‌آوری و پس از صاف کردن آن توسط پارچه مخصوص، مایع صاف شده شکمبه در بطری پلاستیکی مخصوص که در آن قبلا گاز کربنیک دمیده شده بود، ریخته شد و بلافاصله با فشار دادن بطری، هوای قسمت فوقانی آن تخلیه و درب آن محکم بسته شد و بطری در فلاسک محتوی آب 39 درجه سانتیگراد قرار داده شد و برای کشت دادن بلافاصله به آزمایشگاه منتقل گردید.
2-3-10- تهیه رقت‌های مختلف از مایع شکمبهتعداد 495 شیشه پنی سیلین فراهم شد که از این تعداد 270 شیشه پنی سیلین برای محیط کشت و 225 شیشه برای محلول رقیق کننده بی‌هوازی در نظر گرفته شد.
قبل از تهیه مایع شکمبه تازه، شیشه‌های محتوی محلول رقیق کننده بی‌هوازی، در انکوباتور 39 درجه سانتیگراد قرار داده شد تا به هنگام وارد کردن مایع شکمبه به داخل محلول رقیق‌کننده تغییر ناگهانی دما، به جمعیت میکروبی شوک وارد ننماید. بعد از انتقال مایع صاف شده تازه شکمبه به آزمایشگاه، ابتدا مقدار 20 میلی لیتر از مایع صاف شده شکمبه را با 180 میلی لیتر محلول رقیق‌کننده‌ی بی‌هوازی مخلوط نموده(ابتدا مقدار 1 میلی لیتر از مایع صاف شده شکمبه به یک شیشه حاوی 9 میلی لیتر محلول رقیق‌کننده بی‌هوازی تزریق شد تا رقت 1-10 حاصل شود) و با استفاده از همزن لرزه‌ای مدت سه دقیقه، مخلوط هم زده شده، سپس به منظور پرهیز از ورود احتمالی میکروارگانیسم‌های موجود در محیط به داخل محلول رقیق کننده، با استفاده ازسرنگ انسولین گندزدائی شده و در دستگاه انکوباتور، مقدار یک میلی لیتر از مایع شکمبه رقیق شده1-10 را برداشته و به داخل شیشه محتوی 9 میلی لیتر محلول رقیق‌کننده استریل اضافه نموده و با استفاده از همزن لرزه‌ای کاملا مخلوط گردید بدین ترتیب مخلوط 100 برابر رقیق‌شده مایع شکمبه با رقت 2-10 به دست آمد. مجددا یک میلی لیتر از رقت 2-10 به داخل یک شیشه محتوی 9 میلی لیتر محلول رقیق کننده ریخته شد تا رقت 3-10 حاصل شود و به همین ترتیب کار را ادامه داده و از رقت 2-10 تا 12-10 تهیه گردید.
جدول 2-7 تا 2-11 محلول‌های مورد استفاده در ترکیب محیط کشت
جدول 2-7محلول مواد معدنی شماره Iمقدار)گرم در لیتر(
4HPO2K3
جدول 2-8محلول مواد معدنی شماره IIمقدار)گرم در لیتر(
4HPO2K3/0
4SO2(4NH)6/0
NaCl6/0
4MgSO0/6
2CaCl0/6
جدول 2-9مخلوط اسیدهای چرب فرارمقدار (میلی لیتر)
Acetic Acid17
Prorionic Acid6
Butyrie Acid4
Iso Butyrie Acid1
N-Valeric Acid1
Iso Valeric Acid1
Butyric Acid - 3CH - 1
محلول %0/1 ریزازورین
100 میلی گرم در صد میلی لیتر آب مقطر
محلول %0/1 همین
100 میلی گرم در صد میلی لیتر آب مقطر
جدول 2-10- اجزای محیط کشت جهت رشد باکتری‌های شکمبه
درصد در محیط کشت اجزای محیط کشت
15 Mineral Solution I (V/V)
15 Mineral Solution II (V/V)
0/1 (V/V) %1/0 Resazurin
40 Rumen Fluide (V/V)
23/7 Distilled Water (V/V)
0/1

—d1220

TOC o "1-3" h z u
فصل اول: مقدمه PAGEREF _Toc412822401 h 01-1. مقدمه PAGEREF _Toc412822402 h 11-2. تعریف مسأله و بیان اصلی تحقیق PAGEREF _Toc412822403 h 21-3. اهمیت و ضرورت انجام کار PAGEREF _Toc412822404 h 21-4. فرضیات تحقیق PAGEREF _Toc412822405 h 51-5. سوالات تحقیق PAGEREF _Toc412822406 h 61-6. اهداف تحقیق PAGEREF _Toc412822407 h 61-7. نوآوری تحقیق PAGEREF _Toc412822408 h 71-8. استفاده کنندگان تحقیق PAGEREF _Toc412822409 h 81-9. ساختار تحقیق PAGEREF _Toc412822410 h 8فصل دوم: ادبیات تحقیق PAGEREF _Toc412822411 h 92-1. مقدمه PAGEREF _Toc412822412 h 322-2. مبانی نظری PAGEREF _Toc412822413 h 322-3. پیشینه تجربی PAGEREF _Toc412822414 h 392-3-1. مطالعات داخلی PAGEREF _Toc412822415 h 392-3-2. مطالعات خارجی PAGEREF _Toc412822416 h 452-4. جمع بندی و پیشنهاد مدل PAGEREF _Toc412822417 h 47فصل سوم: روش شناسی تحقیق PAGEREF _Toc412822418 h 553-1. مقدمه PAGEREF _Toc412822419 h 563-2. نوع تحقیق PAGEREF _Toc412822420 h 563-3. جامعه آماری تحقیق PAGEREF _Toc412822421 h 573-4. متغیرهای تحقیق PAGEREF _Toc412822422 h 573-5. تعریف مفهومی و عملیاتی متغیرهای تحقیق PAGEREF _Toc412822423 h 583-5-1. هوش تجاری PAGEREF _Toc412822424 h 583-5-2. بلوغ سیستم های هوش تجاری PAGEREF _Toc412822425 h 593-5-3. کیفیت محتوایی و دسترسی اطلاعات PAGEREF _Toc412822426 h 603-5-4. استفاده از اطلاعات در فرآیندهای کسب و کار PAGEREF _Toc412822427 h 623-5-5. فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی PAGEREF _Toc412822428 h 623-6. ابزار جمع آوری داده ها PAGEREF _Toc412822429 h 673-6-1. روایی پرسشنامه PAGEREF _Toc412822430 h 673-6-2. پایایی پرسشنامه PAGEREF _Toc412822431 h 683-7. روش تجزیه و تحلیل داده ها PAGEREF _Toc412822432 h 69فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده ها PAGEREF _Toc412822433 h 714-1. مقدمه PAGEREF _Toc412822434 h 724-2. ویژگی های پاسخ گویان PAGEREF _Toc412822435 h 724-2-1. جنسیت PAGEREF _Toc412822436 h 724-2-3. میزان تحصیلات PAGEREF _Toc412822437 h 734-3. تجزیه و تحلیل های تک متغیره PAGEREF _Toc412822438 h 744-3-1. بلوغ سیستم هوش تجاری PAGEREF _Toc412822439 h 744-3-2. کیفیت محتوای اطلاعات PAGEREF _Toc412822440 h 754-3-3. کیفیت دسترسی اطلاعات PAGEREF _Toc412822441 h 764-3-4. استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار PAGEREF _Toc412822442 h 764-3-5. فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی PAGEREF _Toc412822443 h 774-4. تجزیه و تحلیل های دو متغیره PAGEREF _Toc412822444 h 784-4-1. بررسی بلوغ سیستم هوش تجاری و کیفیت محتوای اطلاعات PAGEREF _Toc412822445 h 784-4-2. بررسی رابطه بلوغ سیستم هوش تجاری و کیفیت دسترسی اطلاعات PAGEREF _Toc412822446 h 794-4-3. بررسی رابطه کیفیت محتوای اطلاعات و استفاده از آن در فرآیند کسب و کار PAGEREF _Toc412822447 h 804-4-4. بررسی رابطه ی بین کیفیت دسترسی اطلاعات و استفاده از آن در فرآیند کسب و کار PAGEREF _Toc412822448 h 814-5. تجزیه و تحلیل چند متغیره PAGEREF _Toc412822449 h 824-5-1. رگرسیون چندگانه مرحله اول PAGEREF _Toc412822450 h 834-5-2. رگرسیون مرحله دوم PAGEREF _Toc412822451 h 864-5-3. رگرسیون مرحله سوم PAGEREF _Toc412822452 h 894-5-4. بررسی تاثیر غیر مستقیم بلوغ هوش تجاری بر متغیر وابسته PAGEREF _Toc412822453 h 934-5-5. رگرسیون مرحله چهارم PAGEREF _Toc412822454 h 944-6. آزمون فرضیه ها PAGEREF _Toc412822455 h 1014-7. جمع بندی و نتیجه گیری PAGEREF _Toc412822456 h 104فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات PAGEREF _Toc412822457 h 1075-1. مقدمه PAGEREF _Toc412822458 h 1085-2. یافته های پژوهش PAGEREF _Toc412822459 h 1085-3. محدودیت های تحقیق PAGEREF _Toc412822460 h 1125-4. پیشنهادات تحقیق PAGEREF _Toc412822461 h 1135-4-1. پیشنهادات کاربردی PAGEREF _Toc412822462 h 1135-4-2. پیشنهاداتی برای تحقیقات آتی PAGEREF _Toc412822463 h 115فهرست منابع PAGEREF _Toc412822464 h 117
فهرست جداول
عنوان صفحه
50806061800
TOC f h z t "جداول;1" جدول 2-1: خلاصه مطالعات داخلی PAGEREF _Toc412823313 h 48جدول 2-2: خلاصه مطالعات داخلی PAGEREF _Toc412823314 h 51جدول 3-1: مقیاس و طیف سنجش متغیرها PAGEREF _Toc412823315 h 58جدول 3-2: سطوح متغیرهای تحقیق PAGEREF _Toc412823316 h 64جدول 3-3: ضریب پایایی پرسشنامه PAGEREF _Toc412823317 h 68جدول4-1: فراوانی مربوط به جنسیت PAGEREF _Toc412823318 h 73جدول4-2: فراوانی مربوط به سن PAGEREF _Toc412823319 h 73جدول4-3: فراوانی مربوط به میزان تحصیلات PAGEREF _Toc412823320 h 74جدول4-4: آماره های توصیفی متغیر بلوغ سیستم هوش تجاری PAGEREF _Toc412823321 h 75جدول4-5: آماره های توصیفی متغیر کیفیت محتوای اطلاعات PAGEREF _Toc412823322 h 75جدول4-6: آماره های توصیفی متغیر کیفیت دسترسی اطلاعات PAGEREF _Toc412823323 h 76جدول4-7: آماره های توصیفی متغیر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار PAGEREF _Toc412823324 h 77جدول4-8: آماره های توصیفی متغیر فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی PAGEREF _Toc412823325 h 77جدول4-9: نتایج آزمون همبستگی بین بلوغ سیستم هوش تجاری و کیفیت محتوای اطلاعات PAGEREF _Toc412823326 h 79جدول4-10: نتایج آزمون همبستگی بین بلوغ سیستم هوش تجاری و کیفیت دسترسی اطلاعات PAGEREF _Toc412823327 h 80جدول4-11: نتایج آزمون همبستگی کیفیت محتوای اطلاعات و استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار PAGEREF _Toc412823328 h 80جدول4-12: نتایج آزمون همبستگی بین ریسک دریافت شده از ابزارهای مدیریت دانش و نیات خرید PAGEREF _Toc412823329 h 81جدول4-13: نتایج رگرسیون در مرحله اول PAGEREF _Toc412823330 h 83جدول4-14: آنالیز واریانس مرحله اول PAGEREF _Toc412823331 h 84جدول4-15: ضرایب رگرسیون در مرحله اول PAGEREF _Toc412823332 h 85جدول 4-16: نتایج رگرسیون در مرحله دوم PAGEREF _Toc412823333 h 87جدول 4-17: آنالیز واریانس مرحله دوم PAGEREF _Toc412823334 h 87جدول 4-18: ضرایب رگرسیون در مرحله دوم PAGEREF _Toc412823335 h 87جدول 4-19: نتایج رگرسیون در مرحله سوم قسمت اول PAGEREF _Toc412823336 h 89جدول 4-20: آنالیز واریانس مرحله سوم قسمت اول PAGEREF _Toc412823337 h 90جدول 4-21: ضرایب رگرسیون در مرحله سوم قسمت اول PAGEREF _Toc412823338 h 90جدول 4-22: نتایج رگرسیون در مرحله سوم قسمت دوم PAGEREF _Toc412823339 h 91جدول 4-23: آنالیز واریانس مرحله سوم قسمت دوم PAGEREF _Toc412823340 h 92جدول 4-24: ضرایب رگرسیون در مرحله اول PAGEREF _Toc412823341 h 92جدول4-25: اثرات غیر مستقیم بلوغ هوش تجاری بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار PAGEREF _Toc412823342 h 94جدول 4-26: نتایج رگرسیون در مرحله چهارم قسمت اول PAGEREF _Toc412823343 h 95جدول 4-27: آنالیز واریانس مرحله چهارم قسمت اول PAGEREF _Toc412823344 h 95جدول 4-28: ضرایب رگرسیون در مرحله چهارم قسمت اول PAGEREF _Toc412823345 h 96جدول 4-29: نتایج رگرسیون در مرحله چهارم قسمت دوم PAGEREF _Toc412823346 h 97جدول 4-30: آنالیز واریانس مرحله چهارم قسمت دوم PAGEREF _Toc412823347 h 97جدول 4-31: ضرایب رگرسیون در قسمت دوم PAGEREF _Toc412823348 h 98جدول 4-32: نتایج رگرسیون در مرحله چهارم قسمت سوم PAGEREF _Toc412823349 h 99جدول 4-33: آنالیز واریانس مرحله چهارم قسمت سوم PAGEREF _Toc412823350 h 100جدول 4-34: ضرایب رگرسیون در مرحله چهارم قسمت سوم PAGEREF _Toc412823351 h 100جدول4-35: نتایج آزمون فرضیات PAGEREF _Toc412823352 h 104
فهرست اشکال
1397027985300عنوان صفحه
TOC f h z t "اشکال;1" شکل2-1 : مدل تحقیق PAGEREF _Toc412823464 h 54شکل 4-1: مدل کلی پژوهش PAGEREF _Toc412823465 h 82شکل 4-2: اثرات مستقیم در مرحله اول PAGEREF _Toc412823466 h 86شکل 4-3: تحلیل رگرسیون مرتبه دوم PAGEREF _Toc412823467 h 88شکل 4- 3: تحلیل مسیر مرتبه سوم قسمت اول PAGEREF _Toc412823468 h 91شکل 4- 4: تحلیل مسیر مرتبه سوم قسمت دوم PAGEREF _Toc412823469 h 92شکل 4- 6: تحلیل مسیر مرتبه چهارم قسمت اول PAGEREF _Toc412823470 h 97شکل 4- 7: تحلیل مسیر مرتبه چهارم قسمت دوم PAGEREF _Toc412823471 h 99شکل 4- 8: تحلیل مسیر مرتبه چهارم قسمت دوم PAGEREF _Toc412823472 h 101
306324075565مقدمه
00مقدمه

3492531111500 مقدمه
1-1. مقدمهامروزه داشتن توان رقابتی اساس بقای سازمان ها است و برخورداری از توان رقابتی و حفظ آن بیش از هر چیزی نیازمند اطلاعات است. به طوری که گردآوری و ارزیابی اطلاعات مربوط به کسب و کار سازمان نقشی حیاتی در بقای سازمان دارد. هر قدر سازمان ها اطلاعات بیشتری را به دست آورند احتمال آنکه تصمیمات موثرتری گرفته و به موفقیت دست یابند، افزایش می یابد.
هوشمندی تجاری به عنوان یک ابزار استراتژیک و یکی از زمینه های رشد کسب و کار در دنیا به شمار می رود. آن همچنین از جمله تکنیک های مهم در ایجاد مزیت رقابتی است.
هوش تجاری فرایند مداومی است که اطلاعات قابل استفاده ای را در اختیار تصمیم گیرندگان می گذارد. آن دستیابی به داده ها و اطلاعات در فرآیند کسب و کار را فراهم می نماید. هوش رقابتی به شرکت ها کمک می کند تا تصمیمات آگاهانه ای را پیرامونه همه امور خود از جمله بازاریابی؛ تحقیق و توسعه؛ سرمایه گذاری و راهبردهای کسب و کار اتخاذ کنند.
تمرکز هوش تجاری بر تصمیم گیری بوده و در حال حاضر نه تنها شرکت های بزرگ بلکه کسب و کارهای کوچک نیز از آن بهره می برند. اکثر سازمان ها برای افزایش قابلیت تصمیم گیری مدیران خود به ایجاد سیستم هوش تجاری اقدام کرده و به دنبال بهره گیری از فواید تجاری آن در بحث تصمیم گیری هستند. آن ها طراحی می شوند تا تصمیم گیری درست را با ارائه اطلاعات مناسب در زمان مناسب، مکان مناسب و در شکل درست فراهم نمایند.
1-2. تعریف مسأله و بیان اصلی تحقیقدنیای امروز، دنیای تغییرات سریع است و این مسئله نیاز به امکان پیش بینی به موقع مسائل کسب و کار را بیش از پیش برای ایجاد مزیت رقابتی آشکار می سازد. پیش بینی در صورتی موثر می باشد که دانش کافی نسبت به وضعیت فعلی وجود داشته باشد تا با شناخت روندها و بررسی تغییرات قبلی بتوان برای آینده برنامه ریزی نمود. هوش تجاری در این زمینه کمک قابل توجهی به سازمان ها برای تصمیم گیری درست می کند. هوش تجاری با جمع آوری و یکپارچه سازی داده ها امکان دریافت گزارش های خاص و به موقعی را برای مدیران فراهم می سازد، تا از این طریق مدیران بتوانند تصمیمات درست را در زمان مناسب اتخاذ نمایند[1]. ادبیات سیستم های اطلاعاتی(IS) از مدت ها بر تاثیر مثبت اطلاعات ارائه شده توسط سیستم های هوش تجاری (BIS) در تصمیم گیری، به ویژه زمانی که سازمان درمحیط کاملا رقابتی فعالیت می کند، تاکید دارد. بررسی اثر سیستم های هوش تجاری (BIS) برای درک ما از ارزش و اثربخشی اعمال مدیریتی و سرمایه گذاری حیاتی است. با این حال، در حالی که موفقیت های سیستم های اطلاعاتی(IS) به خوبی بررسی شده است اما درک ما از چگونگی ارتباط ابعاد سیستم های هوش تجاری (BIS)، و این که چگونه آنها سیستم های هوش تجاری (BIS) راتحت تاثیر قرار می دهند، محدود است. به همین منظور، ما به بررسی رابطه بین بلوغ سیستم هوش تجاری (BIS)، کیفیت اطلاعات و دسترسی، فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی و استفاده از اطلاعات برای تصمیم گیری به عنوان عناصر مهم موفقیت سیستم های هوش تجاری (BIS) می پردازیم.
1-3. اهمیت و ضرورت انجام کاردر تجارت رقابتی، پیچیده و به سرعت در حال تغییر اطلاعات محور، وجود بینش صحیح و بهنگام از فعالیت ها و شرایط تجارت برای کنترل میزان سلامت و مطابقت با نرم های تجاری ضرورت دارد. مسلما اطلاعات برای داشتن این بینش نقشی حساس بازی کرده و می تواند به تنهایی مفید واقع شود، مشروط بر آنکه راهنمایی کننده، متمرکز، بهنگام و به سادگی قابل دسترس بوده و هر دو جنبه کلان و خرد شرکت را نشان دهد. به خاطر پیشرفت فناوری اطلاعات، تکنولوژی های هنر گونه نظیر هوش تجاری(BI) توسعه داده شده اند تا برای ما ترکیب فوق را آماده کنند[12]. بدیهی است مهم ترین سوالات پژوهش ها در زمینه فن آوری اطلاعات (IT)/ سیستم اطلاعات (IS)، به طور کلی شامل اندازه گیری ارزش کسب و کار خود[44]، موفقیت خود و شناسایی عوامل حیاتی موفقیت است[27]. در زمینه پشتیبانی از تصمیم، سیستم های هوش تجاری (BIS) به عنوان ارائه دهنده راه حل های یکپارچه سازی داده ها و قابلیت های تحلیلی برای ذینفعان در سطوح مختلف سازمانی با اطلاعات ارزشمند برای تصمیم گیری به وجود آمده است. هوش تجاری (BI) به روش های مختلف کامپیوتری و فرآیندهای تبدیل داده به اطلاعات و پس از آن به دانش اشاره دارد[41]، که در نهایت به بهبود تصمیم گیری سازمانی کمک می کند[57]. هوش تجاری(BI) و سیستم هوش تجاری(BIS) به عنوان اطلاعات با کیفیت در ذخیره اطلاعات با طراحی مناسب، همراه با ابزار نرم افزاری کسب و کار پسند است که ارائه دسترسی به موقع به دانش، تجزیه و تحلیل موثر و ارائه بصری از اطلاعات صحیح، مدیران را قادر به اعمال درست و یا تصمیمات درست می نماید. هوش تجاری(BI) به عنوان توانایی یک سازمان یا کسب و کار برای استدلال، برنامه ریزی، پیش بینی، حل مسائل، تفکر انتزاعی، نوآوری و یادگیری برای افزایش دانش سازمانی، اطلاع رسانی برای پردازش های تصمیم گیری، توانمندسازی اقدامات موثر و کمک به ایجاد و دستیابی به اهداف کسب و کار است[48].
مؤسسات برای دو مقصود اصلی نیاز به استفاده از هوش تجاری دارند. ابتدا، برای انجام تجزیه و تحلیل که می تواند به آنها در تصمیم گیری بهتر کمک کند. تجزیه و تحلیل به آنها کمک می کند که روندهای کسب وکار را بشناسند و مراقبت ها را برای مشتریان و شکایات مهم فراهم آورند. دوم، کمک زیادی به پیش بینی آینده رفتار مشتری و تقاضای بازار می کند.
برخی از دلایل دیگر عبارتند از:
در رسیدن به اهداف اساسی سازمان مانند کاهش هزینه ها، بهبود بهره وری، توسعه محصول، توسعه خدمات مشتریان، افزایش درآمدها و غیره، شرکت ها را یاری از طریق تجزیه و تحلیل دادههای ورودی و خروجی می تواند به رسیدن BI می دهد، به این اهداف به مقدار کافی شرکت ها را کمک کند.
اطلاعات استراتژیک را برای تصمیم گیرندگان فراهم می آورد. BI این امکان را به موسسات می دهد که از طریق تحلیل اطلاعات از مقادیر بزرگ اطلاعات به منظور یافتن الگوهای رفتاری مشتریان و رقبا بهره برداری کنند. این می تواند به مقدارکافی به یک سازمان کمک کند که به گونه ای مناسب، برنامه ها و نقشه هایش را در جنبه های گوناگون تجاری مثل تولید، توزیع، قیمت گذاری و برنامه ریزی ظرفیت تغییر دهد. دسترسی آنلاین به چنین اطلاعاتی می تواند به تصمیم گیری کمک کند و تغییرات پویایی را فراهم کند که به بهبود خط اصلی شرکت یاری رساند[36].
شناسایی رفتار معاملات با استفاده از ابزار BI، تحلیلی از مدل های معامله می تواند بینشی مهم از رفتار مشتری به شرکت بدهد. رفتار مشتری، الگوی پرداخت و معاملات می توانند برای ارزیابی مشتریان مورد استفاده قرار گیرند. بانک ها به طور وسیعی هوش تجاری را به منظور تحریک پیشبرد ارگانیک استراتژیک خود از طریق به کارگیری دارایی اطلاعات برای بهینه کردن هزینه ها، تقویت سودآوری مشتری و توسعه محصول جدید به کار می برند.
1-4. فرضیات تحقیقبا توجه به مطالب فوق، فرضیه اصلی پژوهش به صورت زیر تدوین گردیده است:
بلوغ سیستم هوش تجاری بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار تاثیر مثبت دارد.
و در راستای آن، فرضیه های فرعی زیر تدوین می گردد:
بلوغ سیستم هوش تجاری بر کیفیت محتوای اطلاعات تاثیر مثبت دارد.
بلوغ سیستم هوش تجاری بر کیفیت دسترسی اطلاعات تاثیر مثبت دارد.
کیفیت محتوای اطلاعات بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار تاثیر مثبت دارد.
کیفیت دسترسی اطلاعات بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار تاثیر مثبت دارد.
فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی بر رابطه بین کیفیت محتوای اطلاعات و استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار تاثیر مثبت دارد.
فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی بر رابطه بین کیفیت دسترسی اطلاعات و استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار تاثیر مثبت دارد.
1-5. سوالات تحقیقسوال اصلی پژوهش این است که:
بلوغ سیستم هوش تجاری چه تاثیری بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار دارد؟
و سوالات فرعی پژوهش به صورت زیر می باشند:
بلوغ سیستم هوش تجاری چه تاثیری بر کیفیت محتوای اطلاعات دارد؟
بلوغ سیستم هوش تجاری چه تاثیری بر کیفیت دسترسی اطلاعات دارد؟
کیفیت محتوای اطلاعات چه تاثیری بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار دارد؟
کیفیت دسترسی اطلاعات چه تاثیری بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کاردارد؟
فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی چه تاثیری بر رابطه بین کیفیت محتوای اطلاعات و استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار دارد؟
فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی چه تاثیری بر رابطه بین کیفیت دسترسی اطلاعات و استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار دارد؟
1-6. اهداف تحقیقهدف اصلی تحقیق حاضر این است که:
بررسی تاثیر بلوغ سیستم هوش تجاری بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار.
و اهداف فرعی به صورت زیر می باشد:
بررسی تاثیر بلوغ سیستم هوش تجاری بر کیفیت محتوای اطلاعات.
بررسی تاثیر بلوغ سیستم هوش تجاری بر کیفیت دسترسی اطلاعات.
بررسی تاثیر کیفیت محتوای اطلاعات بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار.
بررسی تاثیر کیفیت دسترسی اطلاعات بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار.
بررسی تاثیر فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی بر رابطه بین کیفیت محتوای اطلاعات و استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار.
بررسی تاثیر فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی بر رابطه بین کیفیت دسترسی اطلاعات و استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار.
1-7. نوآوری تحقیقهوش تجاری از موضوعات روز در حوزه صنعت، تجارت و شرکت ها می باشد زیرا به عنوان توانایی یک سازمان یا کسب و کار برای استدلال، برنامه ریزی، پیش بینی، حل مسائل، تفکر انتزاعی، درک، نوآوری و یادگیری برای افزایش دانش سازمانی، اطلاع رسانی برای پردازش های تصمیم گیری، توانمندسازی اقدامات موثر و کمک به ایجاد و دستیابی به اهداف کسب و کار است و در سال های اخیر مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است، بنابراین می توان گفت جنبه نوآوری این پژوهش، بررسی موضوعی جدید و نو در زمینه سیستم های اطلاعاتی سازمان ها می باشد. علاوه بر آن بررسی تاثیر فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی به عنوان متغیر تعدیل کننده رابطه بین کیفیت محتوایی و دسترسی اطلاعات با متغیر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار نیز بعد نوآورانه این تحقیق به شمار می آید، به طوری که این متغیر، فرهنگ سازمان ها و تاثیرپذیری تصمیم گیری ها از فرهنگ مدیران و سازمان را تشریح می نماید.
1-8. استفاده کنندگان تحقیقتمامی شرکت ها و مدیران آن ها در شرکت های مختلف بازرگانی و خصوصی و حتی دستگاه های دولتی می توانند از نتیجه این پژوهش بهره ببرند، زیرا در تمامی آن ها تصمیم گیری و استفاده از اطلاعات برای بهبود آن برای موفقیت سازمان ها مد نظر می باشد.
1-9. ساختار تحقیقپژوهش حاضر با موضوع «تاثیر بلوغ سیستم هوش تجاری بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار با توجه به فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی در بین مدیران بانک صادرات ایران» در چهار فصل گزارش می گردد. بعد از ارائه مقدمه مشتمل بر بیان موضوع، اهمیت و ضرورت آن،سوالات و اهداف پژوهش، در فصل اول، مبانی نظری پژوهش و مطالعات خارجی و داخلی انجام شده در این حوزه مورد بررسی قرار می گیرد. فصل دوم، روش شناسی پژوهش را در برمی گیرد و فصل سوم تجزیه و تحلیل داده های جمع آوری شده از طریق مطالعات میدانی و کتابخانه ای را بر عهده دارد و در نهایت فصل چهارم نتایج پژوهش را به طور مفصل ارائه کرده و پیشنهادات لازم جهت به کارگیری نتایج و همچنین موضوعاتی برای مطالعه در پژوهش های آتی را فراهم می کند.
306324075565فصل دوم
00فصل دوم

left34434200 ادبیات تحقیق
2-1. مقدمهاین مطالعه اهمیت سیستم هوش تجاری در فرآیند کسب و کار را مورد بحث قرار می دهد. سیستم هوش تجاری با شناسایی و پردازش داده ها و اطلاعات انبوه و متفاوت به دانش و هوشمندی ناب مورد نیاز مدیریت، کمک بزرگی به سازمان ها می کند. سیستم هوش تجاری، اطلاعات کسب و کار را به موقع و به صورت مناسب برای استفاده ارائه می دهد و توانایی استدلال و فهم معانی پنهان در اطلاعات در کسب و کار را تامین می نماید[19]. در واقع آن باعث می شود تا سازمان داده ها را یکپارچه و منسجم ساخته و به آگاهی تبدیل کند. کسب، به کارگیری، انتقال دانش و اطلاعات و بازیابی آن ها در سازمان، بقای سازمان ها را تضمین می کند و باعث می شود سازمان ها هوشمندانه عمل کنند.
کارکرد اصلی سیستم هوش تجاری، کمک به تصمیم گیری در سازمان است، لذا استفاده از داده های باساختار و بدون ساختار سیستم های سازمانی، مبنای هوش تجاری در سازمان به حساب می آید. آن در کلیه سطوح سازمانی کاربرد دارد و جریان موثر اطلاعات را در سازمان برقرار می کند. با استفاده صحیح از سیستم هوش تجاری، سطح آگاهی و عملکرد سازمانی بهبود می یابد و مزیت رقابتی برای سازمان ایجاد می کند.
با توجه با این مطالب، در این بخش به بررسی مبانی نظری پژوهش پرداخته و مطالعات خارجی و داخلی انجام شده در سال های اخیر را مورد بررسی قرار می دهیم و در نهایت جمع بندی نهایی در مورد پایه های نظری و تجربی پژوهش ارائه می گردد.
2-2. مبانی نظریبه کارگیری فناوری نوین اطلاعات در سازمان ها باعث بهبود فرآیند کسب و کار و افزایش مزیت رقابتی آن ها نسبت به رقبا می شود. نقش اطلاعات در سازمان های امروزی بر کسی پوشیده نیست. در عصر اطلاعات و محیط کسب و کار رقابتی و به سرعت در حال تغییر کنونی، دسترسی به اطلاعات صحیح، خلاصه شده و کاربردی مورد نیاز سازمان، می تواند سازمان ها را در پیش بینی، تحلیل های تجربی و تصمیم گیری در مورد فعالیت های خود یاری کند. از آنجایی که مدیران با حجم گسترده و پراکنده یی از اطلاعات و گزارش های ارائه شده توسط نرم افزارهای عملیاتی در سازمان خود مواجه هستند، نیاز به سیستمی خواهند داشت تا بتواند گزارش های تحلیلی و چند بعدی را در زمان کوتاهی تهیه و اطلاعات لازم برای تصمیم گیری مدیران را فراهم نماید تا دیدگاه عمیق و یکپارچه ای را برای اتخاذ تصمیم های استراتژیک به آن ها ارائه کند. در واقع سازمان ها به سیستمی نیاز دارند تا بتواند اطلاعات مورد نیاز مدیران را در حداقل زمان ممکن و به صورتی اثربخش، سازماندهی کرده و قادر به یکپارچه سازی میان داده های مختلف، پراکنده و ناهمگون در سازمان باشد. هوش تجاری به عنوان یک سیستم یا ابزار می تواند علاوه بر ایفای این نقش باعث شود تا سازمان ها با به کارگیری اطلاعات موجود، از مزیت رقابتی و پیش رو بودن در بازار بهره مند شوند و امکان کنترل و ردگیری فرآیندهای کلیدی سازمان برای مدیران فراهم شود[6].
هوش تجاری یک اصطلاح چترگونه است که به وسیله گروه گارنر و محقق آن، هوارد درسنر، در سال 1989 معرفی شد تا مجموعه ای از مفاهیم و روش شناسی هایی را که در کسب و کار، از طریق به کارگیری وقایع و سیستم های مبتنی بر وقایع باعث بهبود تصمیم گیری می شود، تشریح و بیان کند. کاربردهای هوش تجاری جانی دوباره به استراتژی یک سازمان می بخشد. آنها دقت و موفقیت اهداف و مقاصد شرکت را انداز ه گیری می کنند[50].
هوش تجاری به یک فلسفه و ابزار مدیریتی اشاره دارد که به سازمان ها در مدیریت و پالایش اطلاعات کسب و کار به منظور اخذ تصمیمات اثربخش کمک می کند[35].
هوش تجاری به عنوان مجموعه ای از عملیات منسجم با کاربرد پشتیبانی از تصمیم و پایگاه داده برای فراهم کردن فرآیند کسب و کار با دسترسی آسان به داده های تجاری می باشد[46].
هوش تجاری به فرایند تبدیل داده های خام به اطلاعات تجاری و مدیریتی اطلاق می گردد که به تصمیم گیرندگان سازمان کمک می کند تا تصمیمات خود را بهتر و سریعتر گرفته و بر اساس اطلاعات صحیح، عمل نمایند. داده ها با ورود به سیستم هوش تجاری، مورد پردازش قرار گرفته و تبدیل به دانش می شوند، سپس دانش به دست آمده مورد تحلیل قرار گرفته و از نتایج تحلیلی آن، مدیران در تصمیم گیری خود بهره گرفته و اقداماتی را جهت بهبود عملکرد سازمان انجام می دهند [49].
اصطلاح هوش تجاری می تواند در اشاره به این موارد به کار گرفته شود[41]:
اطلاعات و دانش مر بوط به سازمان که محیط کسب و کار، خود سازمان و وضعیت بازار، مشتریان، رقبا و ملاحظات اقتصادی را تشریح می کند.
یک فرایند سیستمی و سازمان یافته که توسط آن سازمان ها اطلاعات را در جهت تصمیم گیری در فعالیت های کسب و کار، از منابع درونی و بیرونی کسب، تحلیل و توزیع می کنند.
هوش تجاری یک چارچوب کاری شامل فرآیندها، ابزارها، نرم افزارها و فناوری های مختلفی است که اطلاعات پراکنده و حجیم را سازماندهی، منسجم و یکپارچه می کند و از طریق تحلیل آن ها می تواند اطلاعات مورد نیاز سازمان را فراهم سازد[57].
هوش تجارى یا هوش کسب و کار که قالب عمده ترى را مانند استفاده هاى تجارى و غیر تجارى (نظامى و غیر انتفاعى) در بر دارد، عبارت است از بُعد وسیعى از کاربردها و فناورى براى جمع آورى داده و دانش جهت ایجاد پرس و جو در راستاى تجزیه و تحلیل بنگاه براى اتخاذ تصمیمات تجارى دقیق و هوشمند [17]. یک هوش تجارى براساس یک معمارى بنگاه تشکیل شده است و در قالب پردازش تحلیلى همزمان به تحلیل داده هاى تجارى و اتخاذ تصمیمات دقیق و هوشمند مى پردازد. هوش تجارى، نه به عنوان یک محصول و نه به عنوان یک سیستم، بلکه به عنوان یک معمارى و رویکردى جدید موردنظر است که البته شامل مجموعه اى از برنامه هاى کاربردى و تحلیلى است که به استناد پایگاه هاى داده عملیاتى و تحلیلى به اخذ و کمک به تصمیم گیرى براى فعالیت هاى هوشمند تجارى و کسب و کار کمک مى کند [30]. از منظر معمارى و فرایند به هوش تجارى به عنوان یک چارچوب که عامل افزایش کارایى سازمان و یکپارچگى فرایندها که نهایتاً بر فرایندهاى تصمیم گیرى در سطوح مختلف سازمانى متمرکز است، نگریسته مى شود. بازار هوش تجارى را ابزارى براى برترى رقابتى و پایشگر و تحلیلگر بازار و مشتریان مى داند[15].
از نقطه نظر فناورى نیز هوش تجارى یک سیستم هوشمند است که با پردازش دقیق داده ها، نقطه دخالت سخت افزار و نرم افزار در مغزافزار ها به حساب مى آید. ولى به بیان ساده تر هوش تجارى چیزى نیست مگر فرایند بالابردن سود دهى سازمان در بازار رقابتى با استفاده هوشمندانه از داده هاى موجود در فرآیند تصمیم گیرى[18].
به طور کلی هوش تجاری یکی از شاخه های فناوری اطلاعات است که تکنیک ها و برنامه های کاربردی از قبیل پردازش تراکنش برخط، پردازش تحلیل بر خط و نیز پایگاه داده تحلیلی، داده کادوی و همچنین مدیریت دانش بهره می گیرد و هدف آن تحلیل و ارتقای کیفیت عملیات است. افزون براین، هوش تجاری با فرآیند کسب و کار و زنجیره ارزش سازمانی ارتباط مستقیمی دارد. در واقع هوش تجاری از یک سو با تامین کنندگان سازمان در ارتباط بوده و بر عملیات و فعالیت های سازمان تاثیر می گذارد و از سوی دیگر نیز با مشتریان خود ارتباط دارد. بنابراین هوش تجاری این امکان را به سازمان می دهد که با کسب بینش، درک صحیح و دیدگاه کلان، نیازمندی های همه ی ذینفعان سیستم را مد نظر قرار دهد[31].
جالونن و لونکویست (2009) بیان نموده اند که هوش تجاری تحلیل ها و گزارشهایی در مورد روندهای محیط کسب وکار و مسائل درونی سازمان تولید می کند و این تحلیل ها می تواند به صورت خودکار و سیستماتیک(نظام مند) یا بر اساس درخواست یا شرایط ویژه تهیه شوند و مرتبط با محتوای یک تصمیم خاص باشند و دانش به دست آمده به وسیلۀ تصمیم گیرنده در سطوح مختلف سازمان به کار گرفته می شود.
مایکرویاندیز و تئودولیدیز در سال 2010 هوش تجاری را به صورت مجموعه ای از تکنیک ها و ابزارها، که هدف آن فراهم کردن پشتیبانی های مورد نیاز برای تصمیم گیری در فرآیند کسب و کار است، معرفی می کند.
در حقیقت هوش تجاری، ارزش اولیه را در ابتدای زنجیره ارزش اطلاعات به آن اضافه می کند، آن داده های جمع آوری شده و ساختار یافته را به اطلاعات تبدیل می کند. هوش تجاری می تواند دسترسی سریع اطلاعات، تجزیه و تحلیل آسان، سطح بالایی از تعامل، بهبود داده به منظور فرآیندهای منسجم و سایر فعالیت های مدیریت داده مرتبط را فراهم نماید[48].
در ادبیات هوش تجاری، دو رویکرد عمده و اصلی وجود دارد: رویکرد مدیریتی و رویکرد فنی. در رویکرد مدیریتی، هوش تجاری را به عنوان فرآیندی در نظر می گیرد که در آن داده های جمع آوری شده از منابع داخلی و خارجی، به منظور تولید اطلاعات مرتبط با فرآیند تصمیم گیری، یکپارچه و ادغام می گردند. نقش هوش تجاری در این رویکرد، ایجاد سیستمی است که در آن داده ها از منابع مختلف گردآوری، یکپارچه و ادغام شود و پس از تجزیه و تحلیل، به شکل گزاش ها و یا یک داشبورد اطلاعاتی در اختیار مدیر قرار گیرد. داشبورد اطلاعاتی، صفحاتی از اطلاعات رایانه ای مرتبط به بخش های مختلف سازمان است که به دلخواه مدیران قابل تنظیم است. این داشبورد وضعیت عملکردی سازمان را به صورت آنلاین نشان می دهد و راهکارهایی برای اتخاذ تصمیم های بهینه به مدیران ارائه می کند.
رویکرد فنی، هوش تجاری را به عنوان مجموعه ای از ابزارها و نرم افزارهایی توصیف می کند که از فرآیند مربوط به رویکرد مدیریتی مطرح شده پشتیبانی می کند. در این رویکرد تاکید روی فرآیند نیست بلکه تاکید بر فناوریهایی است که ذخیره و تجزیه و تحلیل کردن اطلاعات است.
از آنجایی که اولا وظیفه ی هوش تجاری در هر دو، گردآوری، تجزیه و تحلیل و توزیع اطلاعات است و ثانیا هدف هوش تجاری پشتیبانی از فرآیند تصمیم گیری استراتژیک سازمان است، هر دو رویکرد هدف و مبنای مشترکی دارند[6].
کارکرد هوش تجاری را در سازمان می توان در سه سطح بررسی کرد: سطح استراتژیک، سطح تاکتیکی، سطح عملیاتی
در سطح استراتژیک، تصمیم گیری های کلان سازمانی توسط مدیران ارشد سازمان انجام می گیرد. کارکرد هوش تجاری در سطح استراتژیک در دفعات کم و در دوره های طولانی انجام می شود و همراه با حجم بالایی از اطلاعات و پردازش است. تصمیم های گرفته شده در این سطح بیشتر در حوزه ی مسائل غیرساخت یافته ی سازمانی هستند که نتایج حاصل از آن، تاثیرات بلندمدت و کلانی در سطح سازمان دارد. کاربرد هوش تجاری در سطح استراتژیک را می توان به نوعی کمک به افزایش کارایی سازمان و بهینه ساختن فرآیندهای کاری در نظر گرفت. سیستم هوش تجاری بر شاخص کلیدی مالی سازمان و سایر پارامترهای مهم در افزایش کارایی سازمان متمرکز می شود و عملکرد سازمان را بهبود می بخشد[31].
کارکرد هوش تجاری در سطح تاکتیکی مربوط به عملیاتی است که در حوزه ی مدیران میانی انجام می شود. این عملیات شامل پیگیری عملیات در سطوح پایینی و میانی سازمان، چگونگی اجرای آن، گزارش گیری و در نهایت جمع بندی داده های مفید برای اتخاذ تصمیم های میان مدت سازمان است. تصمیم ها یگرفته شده در این سطح بیشتر در حوزه ی مسائل نیمه ساخت یافته است و توسط مدیران میانی سازمان اتخاذ می گردد.
سطح عملیاتی، پایین ترین سطح انجام فعالیت های تجاری یک سازمان است که در دفعات زیاد و معمولا به صورت تکراری قابل اجرا بوده و با حجم کمی از داده ها سرو کار دارد. تصمیم های گرفته شده در این سطح بیشتردر حوزه مسائل ساخت یافته بوده و توسط مدیران رده پایین و سرپرستان سازمان اتخاذ می گردد. نتایج حاصل از این تصمیم ها نیز تاثیرات کوتاه مدت و خرد در سطح سازمان دارد[6].
با توجه به مطالب مطرح شده، تحقیق حاضر بر رویکرد مدیریتی هوش تجاری اشاره دارد. نقش هوش تجاری در این رویکرد، ایجاد سیستمی است که در آن داده ها از منابع مختلف گردآوری، یکپارچه و ادغام شود و پس از تجزیه و تحلیل، به شکل گزاش ها و یا یک داشبورد اطلاعاتی در اختیار مدیر برای تصمیم گیری در حوزه های مختلف قرار گیرد. علاوه بر این از سه سطح استراتژیک، تاکتیکی و عملیاتی که هوش تجاری در آن مورد استفاده قرار می گیرد، تحقیق حاضر به استفاده از هوش تجاری در سطح استراتژیک می پردازد.
2-3. پیشینه تجربی2-3-1. مطالعات داخلیآبداری و اسفیدانی (1392) در تحقیقی با هدف ارائه طرحی برای پیاده سازی سیستم مبتنی بر هوش تجاری جهت کمک به تصمیم سازی در حوزه های مختلف در شرکت های بیمه دریافتند که هوش تجاری با تبدیل داده به اطلاعات و سپس دانش، پیمودن این مسیر را برای مدیران هموارتر می کند. اگرچه سیستم های اطلاعاتی گزارش های تحلیلی و آماری برای سازمان فراهم می کنند، اما از طرفی این گزارش ها بیشتر برای مدیران میانی مناسب هستند و مدیران ارشد معمولا به طور مستقیم از این گزارش ها بهره مند نمی شوند و از طرف دیگر هیچ یک از این گزارش ها نمی توانند همه ابعا مورد نظر را در یک جا جمع کنند. با توجه به قابلیت یکپارچه سازی، گزارش گیری چند بعدی و ارتقا مداوم دانش، در صورت پیاده سازی سیستم هوش تجاری امکان کنترل روال ها، تشخیص به هنگام نقاط بحرانی برای مدیران ارشد فراهم می گردد.
غضنفری و همکاران (1391) به بررسی ارتباط سیستم های برنامهریزی منابع سازمان با هوش تجاری و پشتیبانی تصمیم گیری پرداختند. در این پژوهش با توجه به طراحی و اجرای یک پیمایش، نیازهای اساسی مدیران سطوح مختلف سازمان از سیستم های برنامهریزی منابع سازمان در جهت پشتیبانی تصمیم گیری مدیریت و ایجاد هوش تجاری مورد پرسش قرار گرفته و با توجه به تحلیل ویژگیهای مدیریتی و ماهیت تصمیم گیری مدیران، ارتباط سیستم های برنامهریزی منابع سازمان و تصمیم گیری مدیریت بررسی شده اند. این تحقیق که در سازمان توسعه تجارت ایران انجام پذیرفته است نشان داد که استفاده از سیستمهای اطلاعاتی در فرآیند تصمیم گیری در میان مدیران سطوح مختلف سازمان متفاوت است و لازمۀ موفقیت این سیستمها پاسخ به نیازهای هوش تجاری و پشتیبانی تصمیمگیری مدیریت در سطوح مختلف است.
حقیقت منفرد و شعبان مایانی (1390) به بررسی تاثیر ابعاد محتوایی سازمان (فرهنگ، تکنولوژی، استراتژی) بر اثر بخشی هوش تجاری با توجه به نقش تعدیل کننده مدیریت دانش پرداخته اند. این پژوهش در بین کلیه مدیران و کارشناسان بانک سامان شعب شمال تهران و از طریق پرسشنامه انجام شده است. نتایج حاصل از پژوهش بیان گر ارتباط مثبت و معنادار بین ابعاد محتوایی سازمان و اثربخشی هوش تجاری است . بنابراین بانک سامان به منظور توانایی رقابت در بازار و افزایش سطح رضایتمندی مشتریان، تسهیل در فرایند تصمیم گیری، تشخیص زود هنگام تهدیدات و شناسایی فرصت های محیطی نیاز به اثربخش بودن سیستم هوش تجاری دارد تا بتواند اطلاعات سازمانی را یکپارچه و منسجم کرده و این امکان را به سازمان بدهد تا با به کارگیری این اقدامات از مزیت رقابتی و پیشرو بودن استفاده نماید و اثربخش بودن سیستم هوش تجاری ضمن برقراری این اهداف موجب می شود سطح آگاهی سازمان نیز افزایش یابد و گزارشات تحلیلی و چند بعدی را نیز که از نیازهای اساسی بانک به شمار می رود، در مدت زمان کوتاهی در اختیار مدیران قرار گیرد. نتایج همچنین نشان دهنده آن است که مدیریت دانش به عنوان یک متغیر تعدیل گر ارتباط بین ابعاد محتوایی و اثربخشی هوش تجاری را تقویت می کند. بنابراین با به کارگیری سیستم مدیریت دانش نیز می توان مزیت رقابتی بلند مدت را استمرار بخشیده و اثربخشی سیستم هوش تجاری را در بانک افزایش داد.
سازور و همکاران (1390) به ارایه الگویى جهت بهبود هوش تجارى در صنعت بیمه الکترونیک پرداخته است. جامعه آمارى این تحقیق مدیران و کارشناسان 35 نمایندگى بیمه نوین در سطح شهر تهران است. به منظور جمع آورى اطلاعات لازم از یک پرسشنامه هوش تجارى محقق ساخته شامل چهار بعد (فناورى اطلاعات، کارکنان سازمان، دانش سازمان و فرهنگ و نوآورى) و 20 شاخص استفاده شده است. نتایج آزمون من-ویتنى حاکى از وجود شکاف بین وضعیت موجود و مطلوب در تمامى ابعاد هوش تجارى در این سازمان بود. این پژوهش با شناسایى و بهبود شاخص هاى بحرانى هوش تجارى بیمه الکترونیک در بیمه نوین، در راستاى توسعه مفهوم هوش کسب و کار در این صنعت سودآور به این نتیجه رسیده است که از طریق راهکارهایى همانند شایستگى در امکانات و تجهیزات فناورى اطلاعات، ارتباط با سایر نهادها، آموزش کاربردى کارکنان، وجود یک مآموریت دقیق و تعریف شده براى سازمان، وجود رویه هاى تعریف شده، تفویض اختیار بر اساس مهارت کارکنان، کنترل و ارزیابى ماهانه، ایجاد فرهنگ کار تیمى، بازخور در مراحل مختلف از مشتریان بیمه و رشد فعالیت هاى پژوهشى برون سپارى شده صنعت بیمه قادر خواهد بود که حداقل هاى هوش تجارى در صنعت بیمه کشور را بهبود دهد.
حقیقت منفرد و رضایی (1390) در پژوهشی به بررسی عملکرد هوش تجاری بر مبنای فرآیند تحلیل شبکه فازی پرداختند. در این پژوهش سعی شده است تا با شناسایی و معرفی مهمترین فاکتورها و عوامل مؤثر در عملکرد یک سیستم هوش تجاری، یک مدل ارزیابی عملکرد هوش تجاری (در قالب یک مطالعه موردی در یک سازمان تولید کننده نرم افزار) ارایه گردد و با توجه به عدم استقلال و وجود وابستگی بین عامل های مؤثر، از روش فرآیند تحلیل شبکه فازی برای شناسایی وابستگی های ممکن بین عوامل و اندازه گیری آنها برای توسعه مدل ارزیابی استفاده شده و در ادامه، نتایج حاصله با روش های فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی و فرآیند تحلیل شبکه غیر فازی مقایسه شده است. آن ها دریافتند که پیاده سازی سیستم هوش تجاری می تواند در کاهش هزینه ها، افزایش کارایی و رقابت پذیری سازمان، از طریق یکپارچه سازی اطلاعات داخل و خارج مؤسسه، تحلیل و تفسیر داده ها، و تبدیل آنها به اطلاعات ارزشمند برای تصمیم گیری ها به صورت جدی تاثیر گذار باشد.
نیکو مرام و محمودی (1390) به بررسی رابطه بین سیستم اطلاعات حسابداری مدیریت مبتنی بر پشتیبانی تصمیم گیری و هوش تجاری بر اساس معیارها و خصوصیاتی در قالب چهار گروه شامل سیستم های مبتنی بر ارتباطات و استنتاج، سیستم های هشدار دهنده و گزارش دهنده، ابزارهای تحلیل و تصمیم گیری اثر بخش به منظور سنجش تاثیر در تصمیم گیری مدیران اقدام نموده اند. این پژوهش با استفاده از ابزار پرسشنامه کتبی نسبت به جمع آوری نظرات مدیران مالی شرکت های بورس اوراق بهادار تهران در رابطه با سیستم های اطلاعات حسابداری مدیریت مبتنی بر پشتیبانی تصمیم گیری و هوش تجاری و متغییر های تصمیم گیری در واحد اقتصادیشان شامل به موقع بودن، کسب بازده مطلوب، ریسک پذیری و شرایط محیطی طی سال 1389 اقدام کرده است. نمونه تصادفی ساده از بین مدیران مالی شرکت های بورس اوراق بهادار تهران انتخاب گردیده و نتایج حاصل از آزمون رگرسیون ناپارامتریک، ضریب همبستگی رتبه ای اسپیرمن نشان می دهد اکثر مولفه های سیستم اطلاعات حسابداری مدیریت مبتنی بر پشتیبانی تصمیم گیری و هوش تجاری در قالب سیستم های مبتنی بر ارتباطات و استنتاج، سیستم های هشدار دهنده و گزارش دهنده، ابزارهای تحلیل و تصمیم گیری اثر بخش با متغییرهای تصمیم گیری ارتباط معنی داری نداشته، لیکن برخی از مولفه ها مانند استفاده از فرایند استدلال دانش پیش رو پس رو و بهینه سازی با فرایند تصمیم گیری مبتنی بر کسب بازده مطلوب، استفاده از تصمیم گیری گروهی و خلاصه سازی با فرایند تصمیم گیری ریسک پذیر و استفاده از عامل هوشمند، گزارشهای گرافیکی، تصمیم گیری گروهی و خلاصه سازی با فرایند تصمیم گیری بر اساس شرایط محیطی ارتباط معنی داری در سطح 95 درصد دارند. لذا در فرایند تصمیم گیری مبتنی بر کسب بازده مطلوب، ریسک پذیری و شرایط محیطی استفاده از مولفه های فرایند استدلال دانش پیش رو پس رو، بهینه سازی، تصمیم گیری گروهی، خلاصه سازی و عامل هوشمند، گزارشهای گرافیکی، تصمیم گیری گروهی و خلاصه سازی بترتیب پیشنهاد می گردد.
رهنمای رودپشتی و محمودی (1389) در پژوهشی با عنوان تبیین الگوی هوش تجاری در سیستم اطلاعات حسابداری مدیریت، با استفاده از روش مطالعه اسنادی برخی از معیارها و شاخص های کاربردی در زمینه سیستم های اطلاعاتی حسابداری مبتنی برخصیصه هوش تجاری را بررسی کرده است. بر این اساس چهار دسته ارتباطات و استنتاج، سیستم های هشدار دهنده و گزارش دهنده، ابزار های تحلیل و تصمیم گیری اثر بخش به دست آمده است که در آن ها معیارهایی از قبیل تصمیم گیری گروهی، بهینه سازی، یکپارچه سازی، شبیه سازی، فرایند استدلال دو طرفه، فناوری آگاه سازی، اطلاع رسانی بر حسب محتوا، فازی سازی، داده کاوی، مخزن داده، فرایند تحلیل بهنگام، ایجاد کانال های ارتباطی، ایجاد عامل هوشمند و غیره قرار دارند.
حقیقت منفرد و همکاران (1389) در پروژه - ریسرچای تحت عنوان هوش تجاری، ابزار بهبود عملکرد سازمانی، ضمن تشریح نقش، عملکرد و اهداف هوش تجاری در سازمان، به بررسی رویکردها و کاربردهای هوش تجاری پرداختند. نتایج پژوهش نشان داد که هوش تجاری با فرآیند تجاری و زنجیره ی ارزش سازمانی ارتباط مستقیمی دارد و باعث بهبود تصمیم های اخذ شده توسط مدیران و افزایش مزیت رقابتی سازمان نسبت به رقبا می شود. این سیستم امکان پیش بینی محیط رقابتی را برای سازمان فراهم می کند و باعث می شود تا سازمان ضمن کسب بینش جامع و کلان و لحاظ کردن نیازهای ذینفعان، بتواند هوشمندانه رفتار کند.
انصاری و همکاران (1389) به بررسی تاثیر فن آوری اطلاعات برهوش تجاری مدیران از طریق پرسشنامه و نظرخواهی از جامعه آماری تحقیق که شامل کلیه مدیران بانک ها ی ملی شهر تبریز (73 نفر) بود، اقدانم نمودند که به دلیل محدودیت تعداد بانک های مورد بررسی کل جامعه آماری مورد بررسی قرارگرفت. براساس این تحقیق صورت گرفته فن آوری اطلاعات به مدیران کمک می کند تا تصمیم گیری مبتنی بر دانش داشته باشند و از آنجا که نیازهای مشتریان از یک سو و قوانین دولتی از سوی دیگر متغیر است و نیز ابزارهای اعمال قدرت در بازار و مسایلی چون رقابت، فشارهایی را بر سازمان تحمیل می کنند، بنابراین مدیران با بکارگیری هر چه بیشتر فن آور ی اطلاعات می توانند به ارتقای هوش تجاری خود بپردازند و به مزیت رقابتی پایدار دست یابند.
محقر و همکاران (1387) در پژوهشی به بررسی کاربرد هوش تجاری به عنوان یک تکنولوژی اطلاعات استراتژیک در بانکداری پرداخته اند. آن ها به این نتیجه رسیدند که در محیط کسب و کار رقابتی و به سرعت در حال تغییر امروز، دسترسی به اطلاعات به موقع، مرتبط و خلاصه شده و آسان و ساده می تواند نقش استراتژیک در کارهای بازرگانی مانند پیش بینی، تحلیل تجاری و تصمیم گیری و غیره ایفا کند. این ویژگی ها تنها از طریق تکنولوژی و فناوری های پیشرفته اطلاعات استراتژیک مانند هوش تجاری می تواند تحقق یابد که قابلیت های اداره و تحلیل حجم عظیمی از داده ها، در شکل محکم و منسجمی که هم داده های کلی و خلاصه شده و هم دید جزئی از شرایط بنگاه ارائه می دهد را دارد و همچنین داده های تاریخی را ذخیره می کند، بنابراین یک شرکت می تواند عملکرد خود را در دوره زمانی مشخص مشاهده کرده و با عملکرد مورد انتظار مقایسه و کنترل نماید.
در پژوهش کارشناسی ارشد امین گلستانی با عنوان هوش تجاری و تصمیمات کلان سازمانی در شرکت مهندسین مشاور لار در سال 1387 به موارد قابل توجهی در معماری هوش تجاری و مزایای آن به همراه نحوه برخورد و نوع پیاده سازی آن پرداخته شده است، در پژوهش فوق هوش تجاری نه به عنوان یک ابزار یا یک محصول و یا حتی سیستم، بلکه به عنوان یک رویکرد جدید در معماری سازمانی بر اساس سرعت در تحلیل اطلاعات به منظور اتخاذ تصمیمات دقیق و هوشمند کسب و کار در حداقل زمان ممکن مطرح می شود[7].
2-3-2. مطالعات خارجیچانگ هانگ هو (2012) به بررسی اثر رضایت کاربر در استفاده از سیستم و عملکرد فردی با سیستم های هوش تجاری پرداخته است. داده ها از 330 کاربر نهایی سیستم هوش تجاری در صنعت الکترونیک تایوان جمع آوری گردیده است. نتایج حاصل از پژوهش نشان داده است که استفاده زیاد و موثر از سیستم هوش تجاری منجر به بهبود عملکرد فرد در تصمیم گیری می شود.
آیسیک و همکاران (2012) نقش محیط تصمیم گیری در قابلیت های هوش تجاری برای رسیدن به موفقیت هوش تجاری را بررسی کرده اند. در محیط تصمیم گیری، نوع تصمیمات اتخاذ شده و پردازش اطلاعات مورد نیاز سازمان بررسی گردیده است. یافته های پژوهش نشان داد که قابلیت های فنی مانند کیفیت اطلاعات، دسترسی کاربر و ادغام هوش تجاری با سیستم های دیگر برای موفقیت هوش تجاری ضروری است. با این حال، محیط تصمیم گیری ارتباط بین موفقیت هوش تجاری و قابلیت های آن از جمله انعطاف پذیری پشتیبانی هوش تجاری و ریسک در تصمیم گیری را تحت تاثیر قرار می دهد.
پاپوویک و همکاران در پژوهشی در سال 2012 به بررسی موفقیت سیستم های هوش تجاری در 181 سازمان متوسط و بزرگ با استفاده از آمار توصیفی و معادله ساختاری پرداختند. نتایج پژوهش حاکی از تاثیر سیستم هوش تجاری بر کیفیت دسترسی به اطلاعات می باشد و تنها کیفیت محتوای اطلاعات بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار موثر است و فرهنگ تصمیم گیری ضرورتا استفاده از اطلاعات را بهبود می بخشد اما تاثیر مستقیمی بر محتوای کیفیت اطلاعات ندارد.
در تحقیقی که در سال 2009 توسط موهیب آلنوکری با عنوان به کارگیری راهکارهای هوش تجاری برای دستیابی به استراتژی سازمانی انجام شد، به این نکته پرداخته می شود که هوش تجاری به عنوان چهارچوب فناوری اطلاعات می تواند به سازمان ها کمک کند تا دارایی های نامشهود خود (دانش و اطلاعات) را مدیریت کرده و آنها را توسعه دهند. همچنین این پژوهش با استفاده از تحلیل همبستگی به این موضوع می پردازد که چطور اثربخش بودن هوش تجاری می تواند به سازمان ها کمک کند که استراتژی های خود را برنامه ریزی کرده و دستیابی به آنها را میسر می کند به طوری که سازمان ها می توانند از طریق حصول دانش به عنوان یک مزیت رقابتی، داده های بیشتری را برای تصمیمات استراتژیک خود فراهم آورد[7].
چنگ و همکاران (2009) با بررسی کاربرد هوش تجاری در سیستم مدیریت دانش مالی دریافتند که اطلاعات ایجاد شده برای تصمیم گیری اعم از داده ها، مدل ها، پارامترها و نتایج، ارزش ویژه ای را برای سیستم هوش تجاری ایجاد می کنند و ادغام پشتیبانی تصمیم گیری و فرایندهای مدیریت دانش برای سازمان ها با برخورداری از هوش تجاری، در حفظ مزایای رقابتی جهانی موثر است.
جالونن و لونکویست (2009) بیان نموده اند که هوش تجاری، تحلیل ها و گزارشهایی در مورد روندهای محیط کسب وکار و مسائل درونی سازمان تولید می کند و این تحلیل ها می تواند به صورت خودکار و سیستماتیک (نظام مند) یا بر اساس درخواست یا شرایط ویژه تهیه شوند و مرتبط با محتوای یک تصمیم خاص باشند و دانش به دست آمده به وسیلۀ تصمیم گیرنده در سطوح مختلف سازمان به کار گرفته می شود.
البشیر و همکاران در سال 2008 به بررسی تاثیرات سیستم هوش تجاری در ارتباط با فرآیند کسب و کار و عملکرد سازمانی پرداخته اند. آن ها سیستم هوش تجاری را بر اساس درک درستی از ویژگی های سیستم در چارچوب فرآیندها توسعه داده اند. نتایج پژوهش نشان داد که از سیستم هوش تجاری می توان علاوه بر تصمیم گیری، برای بهبود فرآیند تاکتیکی و عملیاتی، زنجیره تامین، تولید و خدمات به مشتریان نیز استفاده کرد. این تحولات جدید به مدیران اجازه می دهد تا به اطلاعات مربوط و به موقع برای تصمیم گیری بهتر و آنی دسترسی داشته باشند. فواید گزارش شده برای فرآیندهای کسب و کار نیز نشان از حرکت کنونی توسعه سیستم های هوش تجاری در سطح عملیاتی است و سازمان ها می توانند از طیف گسترده ای از مزایای آن در طول زنجیره ارزش خود بهره بگیرند.
السزاک، سیلینا و زیامبا در سال 2007 در پژوهشی با عنوان رویکردی به ساخت و پیاده سازی سیستم هوش تجاری، به تشریح فرایندهایی می پردازند که در ساخت سیستم های هوش تجاری به کار می رود. در نتیجه بررسی ویژگی های سیستم های هوش تجاری، پژوهشگران متدولوژی ویژه ای را برای ایجاد و به کارگیری این گونه سیستم ها در سازمان پیشنهاد کرده اند. این بررسی ها که با استفاده از تحلیل ضریب همبستگی اسپیرمن انجام شده، متمرکز بر هدف ها و سطوح کارکردی هوش تجاری در سازمان ها است. بر این اساس، رویکرد مورد نظر، دو مرحله اصلی را در برمی گیرد که از یک تقابل نسبت به یکدیگر برخوردارند؛ یعنی ایجاد سیستم هوش تجاری و به کار گیری سیستم هوش تجاری[7].


2-4. جمع بندی و پیشنهاد مدلدر این بخش خاستگاه تئوریکی پژوهش و ادبیات تحقیق در سال های اخیر مورد بحث و بررسی قرار گرفت. در قسمت اول، با بررسی هوش تجاری در تعاریف مختلف و از نقطه نظرات متفاوت مشخص گردید که دو رویکرد عمده و اصلی در ادبیات هوش تجاری وجود دارد: رویکرد مدیریتی و رویکرد فنی. علاوه بر این، سیستم هوش تجاری در سه سطح: استراتژیک، تاکتیکی و سطح عملیاتی قابل بررسی است و مدیران در سطوح مختلف سازمان می توانند از مزایای این سیستم بهره مند شوند. در قسمت دوم، پژوهش های انجام شده در کشورها خارجی و مطالعات داخلی در مورد روابط بین متغیرهای مختلف مدیریت دانش مشتری و تجارت الکترونیکی مورد کنکاش قرار گرفت تا حمایت تجربی لازم از طریق مرور پژوهش های مختلف به دست آید.
در زیر پیشینه تجربی پژوهش به طور خلاصه و به تفکیک مطالعات خارجی و داخلی ارائه شده است.
جدول 2-1: خلاصه مطالعات داخلیعنوان پژوهش سال محققان پژوهش نتایج پژوهش
نگاهی به سیستم هوش تجاری در صنعت بیمه 1392 طاهره آبداری و محمد رحیم اسفیدانی با توجه به قابلیت یکپارچه سازی، گزارش گیری چند بعدی و ارتقا مداوم دانش، در صورت پیاده سازی سیستم هوش تجاری امکان کنترل فرآیندها، تشخیص به هنگام نقاط بحرانی برای مدیران ارشد فراهم می گردد.
نیازمندیهای ارزیابی هوش تجاری در ERP
مطالعه موردی سازمان توسعه تجارت ایران 1391 مهدی غضنفری، مصطفی جعفری، محمدتقی تقوی فرد، سعید رو حانی استفاده از سیستمهای اطلاعاتی در فرآیند تصمیم گیری در میان مدیران سطوح مختلف سازمان متفاوت است و لازمۀ موفقیت این سیستمها پاسخ به نیازهای هوش تجاری و پشتیبانی تصمیم گیری مدیریت در سطوح مختلف است.
بررسی اثر ابعاد محتوایی سازمان بر اثربخشی هوش تجاری با توجه به نقش مدیریت دانش مطالعه موردی: بانک سامان 1390 جلال حقیقت منفرد و محبوبه شعبان مایانی نتایج حاصل از پژوهش بیان گر ارتباط مثبت و معنادار بین ابعاد محتوایی سازمان و اثربخشی هوش تجاری است.
ارایه الگویى براى بهبود هوش تجارى در بازاریابى صنعت بیمه الکترونیک 1390 اعظم سازور، میرزا حسن حسینى، مژگان فرهمند توسعه مفهوم هوش تجاری در این صنعت از طریق راهکارهایى همانند شایستگى در امکانات و تجهیزات فناورى اطلاعات و غیره قادر خواهد بود که حداقل هاى هوش تجارى در صنعت بیمه کشور را بهبود دهد.
ارائه مدل ارزیابی عملکرد هوش تجاری برمبنای فرآیند تحلیل شبکه فازی 1390 جلال حقیقت منفرد و آزاده رضایی پیاده سازی سیستم هوش تجاری می تواند در کاهش هزینه ها، افزایش کارایی و رقابت پذیری سازمان، از طریق یکپارچه سازی اطلاعات داخل و خار ج مؤسسه، تحلیل و تفسیر داده ها، و تبدیل آنها به اطلاعات ارزشمند برای تصمیم گیری ها به صورت جدی تاثیر گذار باشد.
سنجش تاثیر سیستم اطلاعات حسابداری مدیریت مبتنی بر پشتیبانی تصمیم و هوش تجاری در تصمیم گیری مدیران واحدهای اقتصادی 1390 هاشم نیکو مرام و محمد محمودی سیستم اطلاعات حسابداری مدیریت مبتنی بر پشتیبانی تصمیم گیری و هوش تجاری در قالب سیستم های مبتنی بر ارتباطات و استنتاج، سیستم های هشدار دهنده و گزارش دهنده، ابزارهای تحلیل و تصمیم گیری اثر بخش با متغییرهای تصمیم گیری ارتباط معنی داری دارد.
تبیین الگوی هوش تجاری در سیستم اطلاعات حسابداری مدیریت 1389 فریدون رهنمای رودپشتی، محمد محمودی برخی از معیارها و شاخص های کاربردی در زمینه سیستم های اطلاعاتی حسابداری مبتنی برخصیصه هوش تجاری شامل چهار دسته ارتباطات و استنتاج، سیستم های هشدار دهنده و گزارش دهنده، ابزارهای تحلیل و تصمیم گیری اثر بخش می باشد.
هوش تجاری، ابزار بهبود عملکرد سازمانی 1389 جلال حقیقت منفرد، علی عوض ملایری و محبوبه شعبان مایانی هوش تجاری با فرآیند تجاری و زنجیره ی ارزش سازمانی ارتباط مستقیمی دارد و باعث بهبود تصمیم های اخذ شده توسط مدیران و افزایش مزیت رقابتی سازمان نسبت به رقبا می شود.
تأثیر فن آوری اطلاعات بر هوش تجاری مدیران 1389 محمداسماعیل انصاری، زهرا الله وردی، ابوالفضل باغبانی آرانی، مریم سپیانی فن آوری اطلاعات به مدیران کمک می کند تا تصمیم گیری مبتنی بر دانش داشته باشند. بنابراین آنها با بکارگیری هر چه بیشتر فن آور ی اطلاعات می توانند به ارتقای هوش تجاری خود بپردازند و به مزیت رقابتی پایدار دست یابند.
کاربرد هوش تجاری به عنوان یک تکنولوژی اطلاعات استراتژیک در بانکداری: بازرسی و کشف تقلب 1387 علی محقر، کارولوکس، فرید حسینی، آصف علی منشی در محیط رقابتی و به سرعت در حال تغییر امروز، دسترسی به اطلاعات به موقع، مرتبط و خلاصه شده و آسان و ساده می تواند نقش استراتژیک در کارهای بازرگانی مانند پیش بینی، تحلیل تجاری و تصمیم گیری و غیره ایفا کند.
هوش تجاری و تصمیمات کلان سازمانی در شرکت مهندسین مشاور لار 1387 امین گلستانی هوش تجاری نه به عنوان یک ابزار یا یک محصول و یا حتی سیستم، بلکه به عنوان یک رویکرد جدید در معماری سازمانی بر اساس سرعت در تحلیل اطلاعات به منظور اتخاذ تصمیمات دقیق و هوشمند کسب و کار در حداقل زمان ممکن مطرح است.
جدول 2-2: خلاصه مطالعات داخلیعنوان پژوهش سال محققان پژوهش نتایج پژوهش
بررسی اثر رضایت کاربر در استفاده از سیستم و عملکرد فردی با سیستم های هوش تجاری: مطالعه ای از صنعت الکترونیک تایوان 2012 چانگ هانگ هو نتایج حاصل از پژوهش نشان داده است که استفاده زیاد و موثر از سیستم هوش تجاری منجر به بهبود عملکرد فرد در تصمیم گیری می شود.
موفقیت هوش تجاری: نقش قابلیت های هوش تجاری و محیط تصمیم گیری 2012 اویکو آیسیک، ماری سی جونز و اننا سیدورووا قابلیت های فنی مانند کیفیت اطلاعات، دسترسی کاربر و ادغام هوش تجاری با سیستم های دیگر برای موفقیت هوش تجاری ضروری است و محیط تصمیم گیری ارتباط بین موفقیت هوش تجاری و قابلیت های آن از جمله انعطاف پذیری پشتیبانی هوش تجاری و ریسک در تصمیم گیری را تحت تاثیر قرار می دهد.
در راستای موفقیت سیستم های هوش تجاری: تاثیر بلوغ و فرهنگ بر تصمیم گیری تحلیلی 2012 آلیش پاپوویک، ری هاکنی، پدرو سیمون کوالهو و جورج جاکلیش نتا نتایج پژوهش حاکی از تاثیر سیستم هوش تجاری بر کیفیت دسترسی به اطلاعات می باشد و تنها کیفیت محتوای اطلاعات بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار موثر است و فرهنگ تصمیم گیری ضرورتا استفاده از اطلاعات را بهبود می بخشد اما تاثیر مستقیمی بر محتوای کیفیت اطلاعات ندارد. یج حاصل از پژوهش بیان گر ارتباط مثبت و معنادار بین ابعاد محتوایی سازمان و اثربخشی هوش تجاری است.
به کارگیری راهکارهای هوش تجاری برای دستیابی به استراتژی سازمانی 2009 موهیب آلنوکری چطور اثربخش بودن هوش تجاری می تواند به سازمان ها کمک کند که استراتژی های خود را برنامه ریزی کرده و دستیابی به آنها را میسر می کند به طوری که سازمان ها می توانند از طریق حصول دانش به عنوان یک مزیت رقابتی، داده های بیشتری را برای تصمیمات استراتژیک خود فراهم آورد.
کاربرد هوش تجاری در سیستم مدیریت دانش مالی 2009 هیلاری چنگ، یی چان لو و کلوین شو و همکاران اطلاعات ایجاد شده برای تصمیم گیری اعم از داده ها، مدل ها، پارامترها و نتایج، ارزش ویژه ای را برای سیستم هوش تجاری ایجاد می کنند و ادغام پشتیبانی تصمیم گیری و فرایندهای مدیریت دانش برای سازمان ها با برخورداری از هوش تجاری، در حفظ مزایای رقابتی جهانی موثر است.
تاثیرات سیستم هوش تجاری: ارتباط با فرآیند کسب و کار و عملکرد سازمانی 2008 محمد البشیر، فیلیپ کولیر و میشل داورن از سیستم هوش تجاری می توان علاوه بر تصمیم گیری، برای بهبود فرآیند تاکتیکی و عملیاتی، زنجیره تامین، تولید و خدمات به مشتریان نیز استفاده کرد. این تحولات جدید به مدیران اجازه می دهد تا به اطلاعات مربوط و به موقع برای تصمیم گیری بهتر و آنی دسترسی داشته باشند.
رویکردی به ساخت و پیاده سازی سیستم هوش تجاری 2007 السزاک، سیلینا و زیامبا بر این اساس، رویکرد مورد نظر، دو مرحله اصلی را در برمی گیرد که از یک تقابل نسبت به یکدیگر برخوردارند؛ یعنی ایجاد سیستم هوش تجاری و به کار گیری سیستم هوش تجاری.
با توجه به پیشینه نظری و تجربی فوق متغیرها و مدل های مختلفی در حوزه هوش تجاری و استفاده اطلاعات در سازمان ها ارائه شده است، ولی مطالعه ای به بررسی و ارائه یک مدل جامع برای بلوغ هوش تجاری از دو بعد توانمندی تحلیلی و انسجام داده ها که در آن ابعاد محتوایی و دسترسی اطلاعات نیز مطالعه شده باشد و تاثیر این متغیرها بر استفاده اطلاعات جمع آوری شده از طریق سیستم هوش تجاری در فرآیندهای کسب و کار سازمان ها نپرداخته اند، به همین دلیل در این پژوهش، ما با کنار هم قرار دادن این متغیرها و تاثیر بررسی آن ها به غنی سازی ادبیات هوش تجاری افزوده و در راستای پیشرفت آن گام خواهیم برداشت. با توجه به این امر مدل زیر پیشنهاد می گردد:
204470630555شکل2-1 : مدل تحقیق305684777064فصل سوم
00فصل سوم

left34416900 روش شناسی تحقیق3-1. مقدمهدر تجارت جهانی رقابتی، پیچیده و به سرعت در حال تغییر اطلاعات محور، وجود بینش صحیح و بهنگام از فعالیت ها و شرایط تجارت برای کنترل میزان سلامت و مطابقت با نرم های تجاری ضرورت دارد. مسلماً برای داشتن این بینش، اطلاعات نقشی حساسی بازی می کند و می تواند به تنهایی مفید واقع شود، مشروط بر آن که راهنمایی کننده، متمرکز، بهنگام و به سادگی قابل دسترس بوده و هر دو جنبه کلان (استراتژیک) و خرد (عملیاتی) شرکت را مد نظر داشته باشد. به خاطر پیشرفت فناوری اطلاعات، تکنولوژی های هنرگونه مانند هوش تجاری (BI) توسعه داده شده اند، تا برای ما ترکیب فوق را آماده نمایند. با توجه به این مطالب، پژوهش حاضر به بررسی هوش تجاری در راستای استفاده از اطلاعات در تصمیم گیری می پردازد تا مدیران را متوجه چگونگی استفاده مناسب از اطلاعات در تصمیم گیری های خود نماید و بدین صورت تصمیم گیری و عملکرد را بهبود بخشد.

user8287

7 13-1-چارچوب کلان نظری
8 14-1نقشه راه
9 15-1-شرح واژه‌ها و اصطلاحات تحقیق

فصل دوم: ادبیات تحقیق
10 1-2- مقدمه
10 2-2-بخش اول: سرمایه اجتماعی
19 1-2-2-تاریخچه سرمایه اجتماعی
19 2-2-2- ماهیت سرمایه اجتماعی
21 3-2-2-انواع سرمایه اجتماعی
22 1-3-2-2- سرمایه اجتماعی رسمی و غیر رسمی
22 2-3-2-2- سرمایه اجتماعی متراکم و غیر متراکم
22 3-3-2-2- سرمایه اجتماعی درون نگر و برون نگر
23 4-3-2-2- سرمایه اجتماعی گسسته و پیوسته
24 5-3-2-2- سرمایه اجتماعی زنجیره ای
24
25
26
27
27
28
30
31
31
32
32
4-2-2- سطوح خرد و کلان سرمایه اجتماعی
5-2-2- مؤلفه های سرمایه اجتماعی
6-2-2- منابع سازنده سرمایه اجتماعی
7-2-2-قالب و ظرف شکل گیری سرمایه اجتماعی
8-2-2-نتایج و آثار وجود سرمایه اجتماعی
1-8-2-2-اثرات مثبت سرمایه اجتماعی
2-8-2-2- اثرات منفی سرمایه اجتماعی
9-2-2- نظریه های سرمایه اجتماعی
1-9-2-2- نظریه سرمایه اجتماعی جیمز کلمن
2-9-2-2- نظریه بوردیو
3-9-2-2- نظریه رابرت دی پوتنام
33 3-2-بخش دوم: توسعه پایدار گردشگری
34
36 1-3-2-ابعاد توسعه پایدار
2-3-2- اصول گردشگری پایدار
38
40
42 3-3-2-ابعاد گردشگری پایدار
4-2- بخش سوم : رابطه توسعه پایدار گردشگری و سرمایه اجتماعی
5-2- پیشینه تحقیق
فصل سوم: روش تحقیق
45 1-3- مقدمه
45 2-3- روش تحقیق
45 3-3- جامعه آماری و ویژگی‌های آن
45 4-3- حجم نمونه و روش نمونه گیری
46 5-3- متغیرهای مستقل و وابسته تحقیق
47 6-3- سوالات و فرضیات تحقیق
47 7-3- ابزار گردآوری داده‌ها
47 8-3- تخصیص سوالات پرسش نامه
48 9-3- روایی و پایایی ابزار گردآوری داده‌ها
48 1-9-3- روایی پرسش نامه
49 2-9-3- پایایی پرسش نامه
49 1-2-9-3- ضریب آلفای کرونباخ
50 10-3- روش تجزیه و تحلیل داده‌ها
50 1 -10-3-آزمون رگرسیون خطی ساده با‌ نرم افزار SPSS19
50 2-10-3- تحلیل عاملی تاییدی مرتبه اول با‌نرم افزار LISREL8.8
51 3-10-3-تحلیل مدل معادلات ساختاری با‌نرم افزار LISREL8.8
52 4-10-3-شاخص‌های نکوئی‌برازش
53 11-3-جمع بندی فصل سوم
فصل چهارم : تجزیه و تحلیل داده‌ها
54 1-4-مقدمه
54 2-4-آمارتوصیفی
54 1-2-4-تحلیل وضعیت جامعه پاسخ گویان تحقیق
55 1-1-2-4-جنسیت
55 2-1-2-4- سن
56 3-1-2-4-فعالیت اصلی
57 4-1-2-4- تحصیلات
59 5-1-2-4- فعالیت در بخش گردشگری
60 6- 1- 2-4- میزان در آمد حاصل از گردشگری
61 7-1- 2-4-نوع فعالیت در بخش گردشگری
63 3-4- آمار استنباطی
63 1-3-4-آزمون نرمال بودن متغیرهای پژوهش
63 2-3-4- آزمون فرضیات فرعی پژوهش با استفاده از روش رگرسیون خطی ساده
65 3-3-4- رتبه بندی روابط میان متغیرهای مستقل و وابسته پژوهش
66 4-3-4- تحلیل عاملی تاییدی گویه‌ها و شاخص‌های پژوهش
82 5-3-4- سهم و رتبه هرشاخص و الویت بندی آنها
82 6-3-4- مدل سازی معادلات ساختاری
84 7-3-4- برازش مدل مفهومی پژوهش
84 8-3-4- مدل مفهومی پژوهش بعد از‌بررسی
85 9-3-4- پاسخ به فرضیه‌های اصلی پژوهش‌بر‌اساس روش معادلات ساختاری
فصل پنجم : بحث و نتیجه گیری
86 1-5-مقدمه
86 2-5-بررسی نتایج فرضیه‌ها و آزمون‌های آماری
86 1-2-5-بخش اول: نتایج مرتبط با‌ سرمایه اجتماعی در روستای ابیانه
87 2-2-5-بخش دوم : نتایج مرتبط با‌ توسعه پایدار در روستای ابیانه
87 3-2-5-بخش سوم: نتایج مرتبط با‌ رابطه بین سرمایه اجتماعی و توسعه پایدار
87 3-5-بررسی نتایج فرضیات فرعی پژوهش
87 4-5- -بررسی نتایج فرضیه اصلی
89 5-5-نتیجه گیری نهایی
89 6-5-جنبه‌های نوآوری پژوهش
91 7-5-محدودیت‌های تحقیق
91 8-5-ارائه پیشنهادبه مدیران‌بر‌مبنای یافته‌های تحقیق
91 9-5-ارائه پیشنهادها‌برای تحقیقات آتی
92 6- منابع و مآخذ
93 7- پیوست‌ها
i 1-7- پرسش نامه های پژوهش
v 2-7-خروجی نرم افزارهای آماری SPSS و LISREL
فهرست شکل‌ها
صفحه
عنوان
3 شکل1- 1 : رابطه جامعه میزبان ، محیط و گردشگران (قادری،1382،135)
7 شکل2-1 : چارچوب نظری تحقیق
8 شکل3-1 : نقشه راه
13 شکل 1- 2 : ابعاد سرمایه اجتماعی (گروتات و باستلر 2001)
20 شکل2- 2 : مدل ارتباطی کلمن
21 شکل3-2 : جامعه، شبکه های اجتماعی، کنش جمعی، کنش بین فردی
34 شکل4-2 : ابعاد توسعه پایدار سازمان ملل (زاهدی، 1390)
67 شکل1- 4 : مدل در حالت تخمین ضرایب استاندارد‌برای گویه‌های همکاری
68 شکل2- 4 : مدل درحالت معناداری‌برای گویه‌های همکاری
69 شکل3- 4 : مدل در حالت تخمین ضرایب استانداردبرای گویه‌های شبکه های اجتماعی
69 شکل4- 4 : مدل درحالت معناداری‌برای گویه‌های شبکه های اجتماعی
70 شکل5- 4 : مدل در حالت تخمین ضرایب استاندارد‌برای گویه‌های اعتماد
71 شکل6- 4 : مدل درحالت معناداری‌برای گویه‌های اعتماد
72 شکل7- 4 : مدل در حالت تخمین ضرایب استاندارد‌برای گویه‌های ارزش های اجتماعی
72 شکل8- 4 : مدل درحالت معناداری ‌برای گویه‌های ارزش های اجتماعی
73 شکل9- 4 : مدل در حالت تخمین ضرایب استاندارد‌برای گویه‌های بعد فرهنگی
74 شکل10- 4 : مدل درحالت معناداری‌برای گویه‌های بعد فرهنگی
75 شکل11- 4 : مدل در حالت تخمین ضرایب استاندارد‌برای گویه‌های بعد زیست محیطی
75 شکل12- 4 : مدل درحالت معناداری‌برای گویه‌های بعد زیست محیطی
76 شکل13- 4 : مدل در حالت تخمین ضرایب استاندارد‌برای گویه‌های بعد اقتصادی
77 شکل14- 4 : مدل درحالت معناداری‌برای گویه‌های بعد اقتصادی
78 شکل15- 4 : مدل در حالت تخمین ضرایب استانداردبرای گویه‌های بعد اجتماعی
78 شکل16- 4 : مدل درحالت معناداری‌برای گویه‌های بعد اجتماعی
79 شکل17- 4 : مدل در حالت تخمین ضرایب استاندارد‌برای شاخص های سرمایه اجتماعی
80 شکل18- 4 : مدل درحالت معناداری‌برای شاخص های سرمایه اجتماعی
81 شکل19- 4 : مدل در حالت تخمین ضرایب استانداردبرای شاخص های توسعه پایدار
81 شکل20- 4 : مدل درحالت معناداری‌برای شاخص های توسعه پایدار
83 شکل21- 4 : مدلسازی معادلات ساختاری مدل مفهومی تحقیق (تخمین استاندارد)
83 شکل22- 4 : مدلسازی معادلات ساختاری مدل مفهومی تحقیق (معناداری ضرایب)
85 شکل23- 4 : مدل نهایی پژوهش

فهرست جدول‌ها
صفحه عنوان
15 جدول1-2: بررسی تعاریف سرمایه اجتماعی و ابعاد موضوع
18 جدول2-2: صورتبندی مفهوم سرمایه اجتماعی در ابعاد و سطوح مختلف (علمباز، 1388)
46 جدول1- 3 : متغیرهای مستقل تحقیق
46 جدول2- 3: متغیرهای وابسته تحقیق
47 جدول 3- 3 : چگونگی تخصیص سوالات پرسش نامه‌های پژوهش
49 جدول 4 - 3 : آلفای کرونباخ ‌برای شاخص‌های تحقیق
50 جدول5- 3 : آلفای کرونباخ ‌برای کل پرسش نامه‌ها
53 جدول6- 3 : روش‌های آماری پژوهش
55 جدول1-4:توزیع فراوانی مربوط به جنسیت پاسخ دهندگان
56 جدول2-4: توزیع فراوانی مربوط به سن پاسخ دهندگان
57 جدول3-4: توزیع فراوانی فعالیت اصلی
58 جدول4-4:توزیع فراوانی مربوط به تحصیلات پاسخ دهندگان
59 جدول5-4:توزیع فراوانی مربوط به فعالیت در بخش گردشگری
60 جدول6-4:توزیع فراوانی مربوط به درآمد حاصل از گردشگری
61 جدول7-4:توزیع فراوانی مربوط به نوع فعالیت در بخش گردشگری
64 جدول8-4: نتایج آزمون رگرسیون بین همکاری و توسعه پایدار گردشگری
64 جدول9- 4 نتایج آزمون رگرسیون بین شبکه و توسعه پایدار گردشگری
65 جدول10-4 : نتایج آزمون رگرسیون بین اعتماد و توسعه پایدار گردشگری
65 جدول11-4 : نتایج آزمون رگرسیون بین ارزش و توسعه پایدار گردشگری
66 جدول12-4 : رتبه بندی روابط میان متغیرهای مستقل و وابسته پژوهش
82 جدول13- 4 : اولویت بندی شاخص های تحقیق
84 جدول14- 4 : شاخص های نکوئی برازش مدل پژوهش و نتایج آن
فهرست نمودارها
صفحه
عنوان
55 نمودار 1- 4: نموداردایره ای مربوط به جنسیت پاسخ دهندگان
56 نمودار 2-4: نموداردایره ای مربوط به سن پاسخ دهندگان
57 نمودار 3- 4: نموداردایره ای مربوط به فعالیت اصلی پاسخ دهندگان
58 نمودار4- 4: نمودار‌دایره ای مربوط به تحصیلات پاسخ دهندگان
59 نمودار5- 4: نمودار‌دایره ای مربوط به فعالیت در بخش گردشگری
60 نمودار6- 4: نمودار‌دایره ای مربوط به میزان درآمد حاصل از گردشگری
62 نمودار7- 4: نمودار‌دایره ای مربوط به نوع فعالیت در بخش گردشگری

فصل اول:کلیات تحقیق1-1-مقدمه
در عصر حاضر ،گردشگری و اقتصاد گردشگری در حال تبدیل شدن به یکی از سریع ترین صنایع رو به رشد جهان، ابزاری برای ایجاد درآمد ملی ،از اصلی ترین ارکان اقتصادی جهان و نیز از مفاهیم ، اشکال و ارکان توسعه پایدار قلمداد می شود.(راتناسوونگچی، 1998، 2) این در حالی است که با آنکه مفاهیم توسعه پایدار از سال 1980 به بعد در نوشتارهای توسعه جهان به طور گسترده مورد توجه صاحبنظران واقع شده ،اما توجه به گردشگری پایدار از دهه 1960 با شناسایی تاثیر بالقوه گردشگری انبوه و توجه به تاثیر فعالیتهای گردشگری بر اقتصاد ،محیط زیست و فرهنگ مقاصد گردشگری (میزبان)،آغاز شد (چویی، 2003، 7). این روند در سال 1970 با شکل گیری و پیدایش مفهوم گردشگری سبز ادامه یافت و بیشتر بر حفاظت از منابع طبیعی و فرهنگی و سایر منابع گردشگری بر استفاده دائم نسل فعلی و نسل های آینده معطوف گردید.
در بحث سرمایه اجتماعی جوامعی که در آنها سرمایه اجتماعی به عنوان مولفه اساسی نقش دارد نسبت به سایر جوامع دارای پیشرفت و عملکرد بهتری در گردشگری پایدار می باشند. چرا که سرمایه اجتماعی از نوع سرمایه هایی است که در ارتباط با دیگران شکل می گیرد و همانطور که می دانیم گردشگری یک صنعت خدماتی است و افراد و ارتباطات آنها به عنوان بازیگران اصلی مطرح می شوند. بر این اساس سرمایه اجتماعی با ایجاد اعتماد متقابل و در گیر کردن افراد در شبکه های انسانی موجب بهبود روابط انسانی / پایبندی مردم به هنجارهای اجتماعی شده در نتیجه در جوامعی که از سرمایه اجتماعی بالاتر برخوردار هستند میزان بزهکاری و جرایم اجتماعی کاهش یافته در نتیجه افزایش امنیت جامعه را به همراه داشته که این خود زمینه جذب گردشگر را فراهم می کند.
در این راستا در این پژوهش محقق در نظر دارد با استفاده از شاخص های سرمایه اجتماعی ، میزان دستیابی به توسعه پایدار را در روستای ابیانه به عنوان یکی از مقاصد مهم گردشگری روستایی کشور بررسی کند.
2-1- بیان مسئله
با کاهش صنایع سنتی روستایی مانند کشاورزی، استخراج معدن، جنگلبانی در طی چند دهه گذشته ، بسیاری از جوامع روستایی نیازمند اشکال جایگزین برای تقویت پایه های اقتصادی خود شدند . بنابراین جوامع روستایی در پی یافتن صنایعی برای تقویت و متنوع ساختن اقتصاد خود بر آمدند. گردشگری روستایی به عنوان یکی از اولین صنایعی که می تواند به تنوع اقتصادی جوامع محلی کمک کند شناخته شد. توسعه گردشگری همواره با آسیب رساندن به محیط زیست همراه بوده است و این تخریب ها می تواند منجر به از دست دادن منابع و سبب تضاد منافع بین ذینفعان مختلف شود .
زمانی که ساکنان جامعه در فرایند برنامه ریزی مشارکت کنند ، توسعه گردشگری به شکل مناسب توسط جامعه محلی پذیرفته می شود. مطالعات مختلف نشان می دهند که سرمایه اجتماعی توسعه گردشگری را تحت تاثیر قرار می دهد .از جمله یون (2009) بیان کرده است که بیشتر اشکال سرمایه اجتماعی نگرش ساکنان و میزان حمایت آنان از توسعه پایدار گردشگری را تحت تاثیر قرار می دهند.
مکبث و همکاران (2004) بیان کردند که توسعه گردشگری به سطح مشخصی از سرمایه اجتماعی ، سیاسی و فرهنگی نیاز دارد تا بتواند یک ابزار موفق توسعه روستایی باشد و اینکه جوامع روستایی را پایدار نگه دارد.
همچنین پژوهش های قبلی که در این زمینه انجام شده است نشان می دهد که حسن انجام کار و همکاری ساکنان در جامعه میزبان از اولین اجزای اساسی توسعه پایدار هستند. و در طی زمان تجربیات نشان داده است که بدون همکاری ، حمایت و مشارکت جامعه محلی نمی توان صنعت پایدار گردشگری را ایجاد کرد ( چو و جمال، 2009).
شبکه های اجتماعی محلی هم می توانند بصورت افقی و عمودی خود را گسترش دهندو شبکه های اجتماعی افقی در خانواده ها و شبکه های اجتماعی عمودی در سازمان ها ، مناطق و کشور ها به وجود می آیند. جامعه ای که از شبکه های اجتماعی افقی قوی تشکیل شده است از سرمایه اجتماعی لازم برای ایجاد فرصت های جدید مانند توسعه گردشگری برخوردار خواهد بود . همچنین جامعه ای که دارای شبکه های اجتماعی عمودی قوی است، در برابر گردشگری ذهنیتی روشن تر و بازتر دارد (مکبث ، 2004، 502-522).
در همین راستا محقق در نظر دارد به بررسی امکان دستیابی به توسعه پایدار از طریق تقویت سرمایه اجتماعی افراد جامعه محلی بپردازد . چرا که هر جا سرمایه اجتماعی بالاتری وجود دارد می توان انتظار داشت سطح بالاتری از عملکرد تحقق یابد .
3-1-اهمیت و ضرورت موضوع
امروزه پارادایم پایداری به طور عام و در صنعت گردشگری به صورتی خاص به دغدغه ای جهانی تبدیل شده و در نوشتار توسعه گردشگری مفهوم پایداری به کانون اصلی مباحث علمی و دانشگاهی جهان تبدیل شده است. (ماسون و ون در برگ ، 2002). شواهد و قرائن حاکی از آنست که توسعه گردشگری از توسعه اقتصاد محور رایج به سمت توسعه اجتماعی پایدار سوق یافته است (چویی، 2003، 7).
رهیافت گردشگری پایدار ، گردشگری را در قالب مرزها بررسی می کند و رابطه مثلث وار میان جامعه میزبان و جامعه میهمان با صنعت گردشگری برقرار می سازد(شکل 1-1) و قصد دارد فشار و بحران موجود بین ضلع مثلث را تعدیل و در طولانی مدت موازنه ای برقرار سازد (قادری 1382، 135).

شکل 1-1رابطه جامعه میزبان، محیط و گردشگران
همانگونه که مشاهده می شود مردم به عنوان یکی از ارکان اصلی در رابطه با دستیابی به توسعه پایدار محسوب می شوند.
از جمله عواملی که نقش مهمی را در این راستا ایفا می کند میزان سرمایه اجتماعی موجود بین مردم است. که امروزه در کنار سرمایه های انسانی ، مالی و اقتصادی ، مورد بهره برداری قرار گرفته است. این مفهوم به پیوندها و ارتباطات میان اعضای یک شبکه به عنوان منبعی با ارزش اشاره دارد. که با خلق هنجار ها و اعتماد متقابل موجب تحقق اهداف اعضا می شود. (الوانی و سید نقوی ، 1381، 3 )
در دیدگاه های سنتی مدیریت ، توسعه سرمایه های اقتصادی ، فیزیکی و انسانی مهمترین نقش را ایفا می کردند. اما در عصر حاضر برای توسعه ، بیشتر از آنچه به سرمایه اقتصادی، فیزیکی و انسانی نیازمند باشیم به سرمایه اجتماعی نیازمندیم ، زیرا بدون این سرمایه استفاده از دیگر سرمایه ها به طور بهینه انجام نخواهد شد. در جامعه ای که فاقد سرمایه اجتماعی کافی است، سایر سرمایه ها تلف می شوند. از این رو موضوع سرمایه اجتماعی به عنوان یک اصل محوری برای دستیابی به توسعه محسوب شده و مدیرانی موفق قلمداد تلقی می گردند، که بتوانند در ارتباط با جامعه به تولید و توسعه سرمایه اجتماعی بیشتری نایل گردند (الوانی و شیروانی 1383، 16).
بانک جهانی سرمایه اجتماعی را پدیده ای می داند که حاصل تاثیر نهاد های اجتماعی ، روابط انسانی و هنجارها بر کمیت و کیفیت تعاملات اجتماعی است و تجارب این سازمان نشان داده است که این پدیده تاثیر زیادی بر اقتصاد و توسعه کشور های مختلف دارد . از آنجایی که افزایش این سرمایه می تواند موجب پایین آمدن جدی سطح هزینه ها ی اداره جامعه و نیز هزینه های عملیاتی شود (آریان پور ، 1387:157)، ضرورت دارد که با شناخت هر چه بیشتر سرمایه اجتماعی ، بتوان آنرا به نحو احسن به عنوان ابزاری برای دستیابی به توسعه پایدار بهبود بخشید و تقویت کرد.
4-1-گزاره‌های تحقیق:
1-4-1- پرسش‌ اصلی:
آیا رابطه ای بین سرمایه اجتماعی و توسعه پایدار گردشگری وجود دارد؟
2-4-1-فرضیه‌های تحقیق:
1-2-4-1-فرضیه اصلی
بین سرمایه اجتماعی و توسعه پایدار گردشگری رابطه معناداری وجود دارد.
2-2-4-1-فرضیه‌های فرعی
شاخص اعتماد سرمایه اجتماعی بر توسعه پایدار گردشگری تأثیر معناداری دارد.
شاخص ارزش های اجتماعی سرمایه اجتماعی بر توسعه پایدار گردشگری تأثیر معناداری دارد.
شاخص همکاری سرمایه اجتماعی بر توسعه پایدار گردشگری تأثیر معناداری دارد.
شاخص شبکه اجتماعی سرمایه اجتماعی بر توسعه پایدار گردشگری تأثیر معناداری دارد.
5-1-هدف‌های تحقیق یا نتایج مورد انتظار:
پژوهش حاضر با هدف بررسی سرمایه اجتماعی در روستای ابیانه و رابطه آن باتوسعه پایدارگردشگری انجام می گیرد. امید است این پژوهش با نشان دادن اهمیت سرمایه اجتماعی و رابطه آن با توسعه پایدار گردشگری در روستای ابیانه ، مقدمه‌ای برای بکارگیری موثر از سرمایه اجتماعی و بهره مندی از مزایای آن در صنعت گردشگری کشور باشد.
6-1-روش کلی تحقیق: روش تحقیق این پژوهش بصورت توصیفی- پیمایشی می‌باشد.
7-1-قلمرو مکانی جامعه تحقیق:
مکان مورد مطالعه در این پژوهش، روستای ابیانه می باشد.
8-1- قلمرو زمانی تحقیق:
این تحقیق اوایل بهمن ماه سال 1391 شروع و در پایان آذرماه 1392 به پایان رسید.
9- 1-روش نمونه گیری و تخمین حجم جامعه:
با توجه به هدف پژوهش و موضوع تحقیق و با در نظر گرفتن این نکته که پژوهش در راستای بررسی رابطه بین سرمایه اجتماعی و توسعه پایدار گردشگری می باشد بنابراین جامعه آماری این تحقیق را ساکنین روستای ابیانه تشکیل می دهند و با توجه به آمار سرشماری سال 1390 روستای ابیانه دارای 284 نفر جمعیت می باشد، که به منظور تعیین حجم نمونه از فرمول کوکران استفاده شده است. بنابراین تعداد 166 نفر به عنوان نمونه انتخاب شده است . روش نمونه گیری به صورت تصادفی بوده است.
10- 1- روشهای گردآوری داده‌ها و ابزار مورد استفاده برای آن:
در این تحقیق برای جمع آوری اطلاعات علاوه بر بهره گیری ازمنابع کتابخانه‌ای همچون کتاب‌ها، مقالات، مجله‌ها، متون اینترنتی، گزارشات علمی و پایان نامه‌ها و... و از پرسش نامه با توجه به هدفهای پژوهش و ماهیت آن به عنوان مناسب ترین روش برای گردآوری اطلاعات مورد نیاز، استفاده شده است.
11-1- روشهای تحلیل داده‌ها:
دراین تحقیق برای تجزیه و تحلیل داده‌های بدست آمده از نمونه‌ها از روش آمار توصیفی و هم از روش آمار استنباطی استفاده شد.در ابتدا با استفاده ازداده‌های جمع آوری شده از بخش اول پرسش نامه به کمک روش آمار توصیفی، اطلاعات جمعیت شناختی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و در بخش آمار استنباطی برای آزمون فرضیه‌های فرعی از آزمون رگرسیون و برای آزمون فرضیه‌ی اصلی پژوهش از روش مدل معادلات ساختاری برای بررسی رابطه توسعه پایدار و سرمایه اجتماعی استفاده شد.
12-1- موانع ومحدودیتهای تحقیق :
این تحقیق نیز همانند سایر تحقیقات عاری از محدودیت نبود و با توجه به اینکه محدودیت‌های آن در طی مراحل تحقیق آشکار شد به برخی از محدودیت‌های تحقیق به صورت زیر می‌توان اشاره کرد:
دشواری فرایند تکمیل پرسشنامه ها به دلیل میانگین سنی بالای جامعه مورد بررسی.
عدم آشنایی جامعه محلی با مفاهیم سرمایه اجتماعی و توسعه پایدار.
کمبود منابع اطلاعاتی و مقالات درزمینه سرمایه اجتماعی در گردشگری.

13-1-چارچوب کلان نظری تحقیق:
14954251314450003057525134302500152400152400همکاری
00همکاری
152400923925شبکه
00شبکه
1905001657350اعتماد
00اعتماد
1905002400300ارزش
00ارزش
4572000161925004600575895350004610100166687500462915023907750015430501419225سرمایه اجتماعی
00سرمایه اجتماعی
31623001466850توسعه پایدار
00توسعه پایدار
4591050209550بعد فرهنگی
00بعد فرهنگی
4524375942975بعد زیست محیطی
00بعد زیست محیطی
46196251714500بعد اقتصادی
00بعد اقتصادی
46672502476500بعد اجتماعی
00بعد اجتماعی

-14033523812500-12128521907500-161925-18669000-159385-83820000 8128022796500 164465-315087000 -283210-315087000-283210-356997000-274320-437007000 شکل2-1 : چارچوب نظری تحقیق (مدل سرمایه اجتماعی پاتنام 1995 و مدل توسعه پایدار کریس کویی و سیراکایا،2006)
14-1- نقشه راه
66103510922000
شکل3-1 نقشه راه
15- 1-شرح واژه‌ها و اصطلاحات تحقیق:


سرمایه اجتماعی : عبارت است از شبکه های اجتماعی ، هنجار های مشترک ، همکاری و اعتماد متقابل که همکاری و هماهنگی را برای کسب منافع مشترک تسهیل می کند (پوتنام، 1995، 684).
سرمایه اجتماعی شامل میزان تعاملات فعال در میان افراد است و شامل : اعتماد ، درک متقابل رفتار ها و ارزش های مشترک می باشد که اعضای شبکه های انسانی و گرو ه ها را به هم پیوند می دهد و امکان فعالیت های همکارانه را در سازمان ایجاد می کنند (کوهن و پروساک، 2001، 17).
شبکه اجتماعی : بعد ارتباطی سرمایه اجتماعی توصیف کننده نوعی روابط شخصی است که افراد با یکدیگر به خاطر سابقه تعاملاتشان برقرار می کنند (گرانووتر، 1992).
هنجار های مشترک : به معنای وجود مجموعه معینی از هنجار ها یا ارزش های غیر رسمی است که اعضای گروهی که همکاری و تعاون میانشان وجود دارد، در آن سهیم هستند (فوکویاما ، 1379، 54).
اعتماد : یعنی انتظار مثبت از شخص دیگری که با سخن گفتن ، عمل کردن یا تصمیم گرفتن به طور فرصت طلبانه عمل نکند، عبارت انتظار مثبت در این تعریف، آگاهی و آشنایی نسبت به شخص سوم را مسلم فرض می کند (رابینز،2001 ،336).
ارزش : ارزش،شیوه‌ای از بودن یا عمل‌است‌که یک شخص یا جمع به عنوان آرمان می‌شناسد و افراد یا رفتارهایی را که بدان نسبت داده می‌شوند، مطلوب و متشخص‌ می‌سازد (روشه،1367 ، 76).
توسعه پایدار گردشگری: از اشکال توسعه که بر مبنای آن منابع طبیعی ، فرهنگی و سایر منابع گردشگری برای استفاده مداوم در آینده حفظ شود و در عین حال برای جامعه کنونی سودمند و مفید باشد (اینسکیپ، 1994).

فصل دوممروری بر ادبیات موضوع
1-2 مقدمه:
این فصل در سه بخش ارائه می شود ابتدا به بررسی مفهوم سرمایه اجتماعی می پردازیم تعاریف و نظریه های مطرح شده در این قسمت را مورد بررسی قرار می دهیم در ادامه به بیان مقدمه ای در مورد توسعه پایدار گردشگری و بیان ابعاد آن می پردازیم در بخش آخر نیز تحقیقاتی که در زمینه گردشگری با توجه به مفهوم سرمایه اجتماعی انجام گرفته است را مرور می کنیم.
2-2- سرمایه اجتماعی
در فرهنگ واژگان سیاسی بریتانیکا ، در تعریف سرمایه اجتماعی آمده است: «سرمایه اجتماعی به شبکه های اجتماعی ، سیستم های روابط متقابل ، مجموعه ای از هنجارها یا سطوح اعتمادی که افراد یا گروه ها می توانند داشته باشند گفته می شود که امکان استفاده از منابع یکدیگر را برای اعضا فراهم می کند.
شهرت کنونی این مفهوم ناشی از کار های سه جامعه شناس به نام های پیر بوردیو ، جیمز کلمن و رابرت پوتنام است که هر یک از آنها به ارائه مفهومی خاص از سرمایه اجتماعی پرداخته اند» (دائره المعارف بریتانیکا).
بوردیو بیان کرد که دامنه ای از انواع سرمایه شامل سرمایه های اقتصادی ، فرهنگی و اجتماعی وجود دارد که هر یک از این انواع سرمایه به هم وابسته اند و می توانند جایگزین یکدیگر نیز بشوند. او در تحقیقات خود سرمایه اجتماعی را چنین تعریف کرده است :« سرمایه اجتماعی منابع بالقوه یا بالفعلی است که عضویت در یک گروه به دلیل شناخت و اعتماد متقابل برای اعضا به وجود می آورد». توجه اساسی بوردیو معطوف به بررسی این موضوع بود که چگونه نخبگان قدرتمند جامعه ، برتری خود را حفظ می کنند (بوردیو ، 1381، 32 ).
تعریف کلمن از سرمایه اجتماعی از کارهای تجربی او در دهه 1980 نشأت گرفته است ، او ارتباط میان آسیب های اجتماعی، جامعه و تحصیلات را مورد بررسی قرار داد. ادعای او این بود که بچه هایی که عضو یک گروه با سرمایه اجتماعی بالا هستند (مثلا کسانی که در یک مدرسه کاتولیک درس می خوانند ) بازدهی تحصیلی بالاتری دارند. به طور عام او سرمایه اجتماعی را مجموعه ای از منابع نهفته در یک گروه می داند که فعالیت های خاص را برای اعضای گروه تسهیل می کند (کلمن، 1988، 98).
یکی از مهمترین تعاریف ارائه شده در مورد سرمایه اجتماعی تعریفی است که رابرت پوتنام ارئه نموده است. او بیان می کند که : «سرمایه اجتماعی ، ویژگی هایی از زندگی اجتماعی شامل شبکه ها ، هنجار ها و اعتماد است که مشارکت کنندگان را قادر می سازد تا در همکاری با هم اثر بخش تر باشند و بتوانند یک هدف مشترک را دنبال کنند به طور خلاصه سرمایه اجتماعی شامل شبکه اجتماعی ، هنجار های مشترک و اعتماد در جامعه می باشد». به عبارت دیگر از منظر پوتنام سرمایه اجتماعی به سه ویژگی زندگی اجتماعی شامل شبکه اجتماعی، هنجار های اجتماعی و اعتماد بستگی دارد (پوتنام ، 1995، 66).
فرانسیس فوکویاما، در تعریف خود از سرمایه اجتماعی بر ضرورت اعتماد تأکید زیادی دارد، به طوری که اعتماد را شاخص اندازه گیری سرمایه اجتماعی می داند. او رابطه میان اعتماد و موفقیت های اقتصادی را بررسی می کند و می گوید سرمایه اجتماعی که با اعتماد نشان داده می شود اثری معادل سرمایه های فیزیکی در توسعه اقتصادی دارد. طبق نظر فوکویاما، موفقیت اقتصادی، از میزان اعتماد اثر می پذیرد و اقتصاد هایی که شهروندان آنها سطوح بالایی از اعتماد به یکدیگر را دارند- که مترادف با سرمایه اجتماعی است -اقتصاد های برتر در قرن بیست و یکم خواهند بود. به نظر فوکویاما در اعتماد نوعی پرهیزکاری اجتماعی وجود دارد که در خلق موفقیت مؤثر است. او سرمایه اجتماعی را توانایی افراد برای کار کردن با یکدیگر به منظور دستیابی به هدفی مشترک تعریف نموده است و در سال 1999 سرمایه اجتماعی را هنجار های شناخته شده ای دانسته است که همکاری بین دو یا چند نفر را توسعه می دهد (فوکویاما، 1999، 187).
بر اساس تعریف سازمان همکاری اقتصادی و توسعه سرمایه اجتماعی، شبکه های اجتماعی است که دارای هنجار ها، ارزش ها و درک مشترکی هستند و همکاری های درون و برون گروهی را تسهیل می نمایند (OECD,2001).
بانک جهانی نیز سرمایه اجتماعی را نهاد ها، روابط و هنجارهایی می داند که کیفیت و کمیت تعاملات اجتماعی را تعیین می کنند (اررو، 2000، 48). در تعریف دیگری کاواچی و همکارانش، ویژگی هایی از سازمان اجتماعی مانند مشارکت و هنجار های تعامل و اعتماد به دیگران که همکاری برای دستیابی به منافع مشترک را تسهیل می کند را سرمایه اجتماعی دانسته اند (کاواچی و همکاران، 1997، 409).
کاهن و پروساک (2001، 19) چنین بیان کرده اند که سرمایه اجتماعی شامل موجودی تعاملات میان افراد است و آنها معتقدند که اعتماد، درک متقابل، رفتارها و ارزش های مشترک در سازمان، اعضای شبکه های انسانی و گروه ها را به هم پیوند می دهد و امکان فعالیت های مشترکی را در سازمان فراهم می نماید.
در تعریف دیگری از سرمایه اجتماعی چنین آمده است که سرمایه اجتماعی، شبکه ها، هنجار ها و روابطی است که به اثر بخشی جوامع کمک می کند (مک گلیوری، 2002، 12).
واین بیکر (1382، 5) در کتاب مدیریت و سرمایه اجتماعی بیان کرده است که سرمایه اجتماعی منابعی است که از درون شبکه های کسب و کار در دسترس است این منابع شامل اطلاعات، اندیشه ها، راهنمایی ها و فرصت های کسب و کار، سرمایه های مالی و قدرت نفوذ، پشتیبانی احساسی، خیر خواهی، اعتماد و همکاری می باشند.
در ادامه به معرفی برخی از تعاریف متأخر که توسط اساتید جامعه شناس ایرانی تدوین و ارائه شده است پرداخته می شود.
کیان تاجبخش (1382، 10) در مطالعات خود تحت عنوان " سرمایه اجتماعی: اعتماد، دموکراسی و توسعه"، پیرامون سرمایه اجتماعی و وضعیت آن در ایران برای اولین بار به طور جدی این موضوع را مورد بررسی قرار داد. به بیان تاجبخش سرمایه اجتماعی عبارت است از" آگاهی و توجه به امور اجتماعی سیاسی به عنوان منبعی جهت کنش جمعی بوده که در آن میزان آگاهی افراد رابطه متقابلی با مفاهیمی چون فعالیت مدنی ، وساطت اجتماعی و ارزش زندگی دارد".
همچنین دکتر پرویز پیران، میر طاهر موسوی و ملیحه شیانی در پروژه - ریسرچای تحت عنوان " کارپایه مفهومی و مفهوم سازی سرمایه اجتماعی" به ارائه تعاریف متعدد مفهوم سرمایه اجتماعی پرداخته و با تأکید بر شرایط ایران به مفهوم سازی این موضوع پرداخته اند و سرمایه اجتماعی را به شرح زیر تعریف می کنند:
"سرمایه اجتماعی به طور عام به هنجارهای اعتماد و دوسویگی یا روابطی با رفت و برگشت اشاره دارد که معمولاً در درون شبکه های اجتماعی رخ می دهد و به نتایج عمدتاً مثبت و در مواردی منفی منجر می گردد و هدف آن استفاده از منابعی است که افراد به دلایل گوناگون از جمله ویژگی های فردی چون جنس، سن، تحصیلات، پایگاه و منزلت اجتماعی و نظایر آن طی زمان انباشته اند سرمایه اجتماعی مقید به زمان و مکان بوده و با ویژگی های ساختار جامعه و عناصر و اجزا آن رابطه ای تنگاتنگ دارد" (پیران و دیگران ، 1385، 31 و 32).
یکی دیگر از تعاریف ارائه شده در خصوص سرمایه اجتماعی در ایران توسط دکتر محمد عبداللهی و میر طاهر موسوی در پروژه - ریسرچای تحت عنوان " سرمایه اجتماعی در ایران؛ وضعیت موجود، دورنمای آینده و امکان شناسی گذار" که بر پایه طرح ملی سنجش سرمایه اجتماعی در ایران تدوین شده است، به بررسی این موضوع و ابعاد آن می پردازد. به بیان آنها سرمایه اجتماعی مفهومی پیچیده و چند وجهی مشتمل بر جنبه عینی – ساختاری (چون "شبکه روابط" بین اعیان اجتماعی) و جنبه ذهنی –شناختی (نظیر "اعتماد اجتماعی" بین اشخاص و گروهها و نهادهای اجتماعی) است، و بین جنبه های عینی و ذهنی و بین عوامل کلیدی سرمایه اجتماعی همبستگی ارگانیک برقرار است که در تعامل با هم کلیت واحدی را به نام سرمایه اجتماعی پدید می آورند.

شکل 1. 2. ابعاد سرمایه اجتماعی گروتارت و باستلر، 2001
در تعاریف صاحبنظران ایرانی می توان به نکات مهمی به شرح ذیل، اشاره نمود:
مفهوم سرمایه اجتماعی دارای دو جنبه "عینی" و "ذهنی" می باشد.
این مفهوم "پیچیده" و در عین حال یک "کلیت واحد" را پدید می آورد.
سرمایه اجتماعی مجموع منابع بالقوه و بالفعلی است که بر پایه اعتماد و هنجارها در قالب شبکه ی روابط عمل نموده و موجب تسهیل کنش جمعی می گردد.
سرمایه اجتماعی ارتقاء دهنده جامعه از جمع جبری افراد آن است و موجب تسهیل کنش های بین فردی و کنش های جمعی می گردد.
میزان منفعت افراد از سرمایه اجتماعی وابسته به ویژگی های فردی مانند جنس، سن، تحصیلات، پایگاه و منزلت اجتماعی می باشد.
سرمایه اجتماعی در شرایط زمانی و مکانی ماهیت متفاوتی می یابد.
ماهیت و میزان سرمایه اجتماعی به شرایط جامعه و بستر اجتماعی بستگی شدیدی دارد.
سرمایه اجتماعی علی رغم سرمایه اقتصادی به طور کامل قابل انتقال نیست و در صورت عدم استفاده کاهش یافته و یا از بین می رود.
چنانچه تعاریف ارائه شده در قالب اجزا و عوامل کلیدی مفهوم سرمایه اجتماعی مورد موشکافی قرار بگیرد، می توان همپوشانی ها و نواقص برخی تعاریف را شناخته در ارائه تعریفی مناسب تر از آن بهره برد. همچنین با شناخت و استخراج مهمترین ابعاد موضوع می توان پایه و چارچوبی مفهومی جهت شکل دهی بحث پیرامون "سنجش وضعیت سرمایه اجتماعی در ایران" و به طور خاص در "روستای ابیانه " ایجاد نمود.
بحث سرمایه اجتماعی جابه جایی منابع بالقوه سرمایه را امکان پذیر می داند و فاصله میان جنبه های جامعه شناختی و اقتصادی را می کاهد.
جدول شماره 1-2 با ارائه تطبیقی تعاریف، به تفکیک ماهیت، مؤلفه ها، سر منشاء، بستر شکل گیری و در نهایت کارکردهای سرمایه اجتماعی می پردازد و به دنبال پاسخ به سئوالات زیر می باشد.
ماهیت یا جوهر سرمایه اجتماعی چیست؟
ابعاد و مؤلفه های سرمایه اجتماعی که مهمترین و بیشترین نقش را در ایجاد آن ایفا می کنند، چه هستند؟
سرمایه اجتماعی از کجا سرچشمه می گیرد؟
سرمایه اجتماعی در چه قالب و محملی شکل می گیرد؟
کارکردهای سرمایه اجتماعی در جامعه چیست؟

جدول شماره 1-2 بررسی تعاریف سرمایه اجتماعی و ابعاد موضوع (علمباز، 1388)
ارائه کننده تعریف ماهیت سرمایه اجتماعی مولفه های سرمایه اجتماعی منشاء سرمایه اجتماعی بستر و ظرف شکل گیری سرمایه اجتماعی کارکردهای سرمایه اجتماعی
دورکهیم،
1369 ــــــــ ــــــــ اخلاق ــــــــ ایجاد همبستگی و مهار
خودخواهی ها
مارکس، 1885 ارزش تولید ــــــــ تولید و کار ــــــــ ــــــــ
هانی فان،
1916 ارزش دهی و معنا بخشی ــــــــ کار خیر، دلسوزی
و دوستی واحد اجتماعی ــــــــ
جکوبز، 1961 ــــــــ ــــــــ روابط شبکه های شهری ــــــــ
هانرز، 1969 منبع نیت خیر نیت و قصد خیر ــــــــ پیشرفت، ترقی و کم به فقرزدایی
بوردیو، 1986 منابع بالفعل و بالقوه تعهدات، وظایف و مسئولیتهای اجتماعی آشنایی شبکه
روابط متقابل ــــــــ
بیکر، 1990 منبع بالقوه شخصی روابط متقابل روابط متقابل ساختارهای اجتماعی دستیابی به علایق شخصی
برت، 1992 فرصت شخصی ارتباط دوستی شبکه روابط عمومی دستیابی به علایق شخصی
کلمن، 1990 دارایی فردی اعتماد و تعهد، ایدئولوژی و ثبات ساختار
اجتماعی کنش اجتماعی سازمان اجتماعی افزایش کیفیت زندگی
لوری، 1992 دارایی شخصی تبادل مهارت تبادل مهارت در
روابط متقابل شبکه روابط اجتماعی متقابل رقابت در جامعه
پوتنام، 1995 منبع در اختیار شخص
با مالکیت عمومی اعتماد، هنجار و شبکه ها همکاری متقابل سازمان اجتماعی تسهیل گری در جهت منافع
مشترک
فوکویاما،
1995،1997 توانایی همکاری اعتماد، هنجارها و ارزشها همکاری
و مشارکت گروه و سازمان نظم اجتماعی و توسعه اقتصادی
بانک جهانی،
1998 ملاط(عامل
پیوند دهنده) اعتماد، هنجارها و حس مسئولیت مدنی کنش و واکنش
اجتماعی نهادها و روابط توسعه اقتصادی و اجتماعی
نهاپایت و
گوشال، 1998 منابع بالفعل و بالقوه
(متعلق به فرد یا واحد اجتماعی) ــــــــ ــــــــ شبکه روابط اجتماعی متقابل امکان بسیج دارایی ها
پورتس، 1998 منافع توانایی کسب منافع عضویت در شبکه
اجتماعی شبکه و ساختار
اجتماعی ــــــــ
نارایان، 2000 ــــــــ هنجارها و شبکه ها آشنایی شبکه روابط تسهیل کنش جمعی
چای یووا،
2005 اطلاعات مفید ــــــــ رابطه و پیوند شبکه پیوندها تسهیل کنش اجتماعی
منیات، 2005 منبع بالقوه ــــــــ ــــــــ سازمان اجتماعی امکان مهار برای اهداف مهم
تاجبخش،
1384 ــــــــ فعالیت مدنی و وساطت اجتماعی آگاهی و توجه به
امور سیاسی روابط رضایت از زندگی
پیران و
دیگران،
1385 منبع بالقوه اعتماد، هنجارهای متقابل و ویژگی های
ساختاری جامعه روابط دوسویه و
رفت و برگشتی شبکه اجتماعی استفاده از منابع بالقوه شخصی
طرفین رابطه
عبداللهی و
موسوی، 1385 کلیت پیچیده روابط انجمنی
هنجارها و اعتماد اجتماعی
پیوندها و اعتماد بین فردی
همبستگی انسجام اجتماعی
احساس برخورداری از حمایت جمعی همبستگی و
انسجام اجتماعی شبکه روابط در سطوح مختلف به طور رسمی و غیر رسمی تسهیل کنش فردی و جمعی
پس از بررسی و تطبیق تعاریف مختلف سرمایه اجتماعی، مشاهده می گردد دامنه تعریف این مفهوم با گذشت زمان گسترده تر شده است. با توجه به متعاریف متاُخر در این زمینه راه های ایجاد سرمایه اجتماعی متنوع تر شده به صورتی که می توان سرمایه اجتماعی را در سطوح مختلف کلان، میانه و خرد، رسمی و غیررسمی جستجو نمود. برآیند جدول1-2را می توان به شرح زیر خلاصه نمود.
ماهیت سرمایه اجتماعی، مجموعه منابع بالفعل و بالقوهای که به فرم ها و انواع مختلف مانند دارایی، مهارت، دانش و تحصیلات وجود دارد.
مؤلفه های سرمایه اجتماعی، مؤلفه های سرمایه اجتماعی در سه سطح کلان، میانه و خرد طبقه بندی می گردند.
سطح کلان
آگاهی و توجه به امور سیاسی
اعتماد عمومی
هنجارهای تعمیم یافته
مشارکت رسمی
سطح میانه
اعتماد اجتماعی نهادی
هنجارهای همکاری متقابل
مشارکت رسمی و غیر رسمی
روابط اجتماعی انجمنی
سطح خرد
اعتماد بین فردی
مشارکت غیر رسمی
روابط و پیوندهای بین فردی
منشاء سرمایه اجتماعی، در واقع سرمایه اجتماعی حاصل "کنش اجتماعی" و "همکاری متقابل " می باشد.
بستر و ظرف شکل گیری سرمایه اجتماعی "شبکه روابط" در سطوح مختلف (کلان، میانی و خرد) به طور رسمی و غیر رسمی زمینه را جهت ایجاد سرمایه اجتماعی فراهم می کند.
کارکردهای سرمایه اجتماعی، به طور عام عبارت اند از:
کسب سریع تر و بیشتر اطلاعات و مهارت ها
کسب نفوذ و قدرت اجتماعی
دستیابی به علایق شخصی
رقابت در جامعه
افزایش مشارکت مدنی
پیشرفت، ترقی و کمک به فقرزدایی
ایجاد همبستگی و مهار خودخواهی ها
تسهیل گری در جهت منافع مشترک
افزایش نظم و انسجام اجتماعی
افزایش کارآیی اقتصادی
توسعه اقتصادی (ملی و محلی)
افزایش کیفیت زندگی (تندرستی، شادی و رضایت)
تسهیل کنش فردی و جمعی
سرمایه اجتماعی مفهومی جدید، مهم، قابل توجه و پویاست که با تأکید بر متغیرهای اجتماعی در تحلیل های اقتصادی بر غنای علوم اجتماعی می افزاید. به تدریج کاربرد سرمایه اجتماعی و مفید بودن آن در حیطه هایی چون توسعه اجتماعی، توسعه اقتصادی، منطقه ای و محلی، مطالعات اجتماع محلی، خانواده، جوانان، مردم سالاری، جرم و خشونت و بهداشت عمومی و پایداری زیست محیطی به اثبات رسیده است. در عین حال، روز به روز محدودیت های سرمایه اجتماعی نیز روشن تر شده و توجه به آن واقع گرایانه شده است ( پیران و دیگران، 1385، 39). اگر در سرمایه انسانی دانش، مهارت و تجربه فرد مهم است، در سرمایه اجتماعی چه کسانی را شناختن مهم است. جدول شماره 2. 2 تلاش دارد با صورت بندی مفهوم سرمایه اجتماعی در ابعاد و سطوح مختلف، مؤلفه های سرمایه اجتماعی را در هر یک از ابعاد و سطوح متناظر جای دهد.

جدول شماره 2-2 صورتبندی مفهوم سرمایه اجتماعی در ابعاد و سطوح مختلف (علمباز، 1388)
بعد مؤلفه ها معرف سطح کلید واژه های پرسشنامه
ذهنی شناختی آگاهی و توجه به امور سیاسی آگاهی از امور عمومی، سیاسی و اجتماعی کلان آگاهی از اطلاعات و اخبار روز جامعه آگاهی از عملکرد دولت، مجلس، شهر داری و شورای شهر
حساسیت به امور جامعه حساسیت و توجه نسبت به نحوه عملکرد حکومت
اعتماد اعتماد عمومی ارزیابی از وضعیت جامعه
اعتماد به مسؤولان
اطمینان از رعایت حقوق شهروندی
اعتماد اجتماعی- نهادی میانه اعتماد به نهاد های مدنی
اعتماد به گروه های اجتماعی
اعتماد بین فردی خرد اعتماد به دوستان، خویشاوندان و همسایگان
هنجار هنجارهای تعمیم یافته کلان ارزش های حاکم بر جامعه
اطمینان از رعایت ارزش های اخلاقی در جامعه
هنجارهای همکاری متقابل میانه انسجام بین قومی
ارزش های حاکم بر قومیت ها یا مذاهب
-عینی رفتاری مشارکت مشارکت رسمی کلان شرکت در انتخابات ریاست جمهوری، مجلس، شورای شهر
میانه هرگونه همکاری با نهاد های مدنی و گروه های اجتماعی ( کمک فکری ، کمک مالی)
قبول مسئولیت اجرایی
حضود در جلسات نهاد های مدنی و گروه های اجتماعی
مشارکت غیر رسمی خرد هر گونه همکاری داوطلبانه
(مراسم های مذهبی، کمک به دوستان و همسایگان و...)
شبکه روابط روابط اجتماعی- انجمنی میانه عضویت در نهاد های مدنی و گروه های اجتماعی
حضور در برنامه های نهاد های مدنی
روابط و پیوند های بین فردی خرد تعداد دوستان و چگونگی روابط میان افراد

تاریخچه سرمایه اجتماعی
اصطلاح سرمایه اجتماعی قبل از سال 1916 در پروژه - ریسرچای توسط هانی فان از دانشگاه ویرجینیای غربی مطرح شده است اما نخستین بار در اثر کلاسیک جین جاکوب "مرگ و زندگی شهر های بزرگ امریکا " (1916) به کار رفته ، که در آن او توضیح داده بود که شبکه های اجتماعی فشرده در محدوده حومه ی قدیمی و مختلط شهری، صورتی از سرمایه اجتماعی را تشکیل می دهند و در ارتباط با حفظ نظافت، جلوگیری از جرم و جنایت خیابانی و دیگر تصمیمات در مورد بهبود کیفیت زندگی، در مقایسه با نهاد های رسمی مانند نیرو های حفاظتی پلیس و نیرو های انتظامی، مسئولیت بیشتری از خود نشان می دهند ( الوانی و شیروانی ، 1382، 16). گلن لوری اقتصاد دان نیز همچون ایوان لایت جامعه شناس در دهه 1970 برای توصیف مشکل اقتصادی درون شهری به کار برد. در دهه 1980، این اصطلاح توسط جیمز کلمن جامعه شناس در معنای وسیع تری مورد استقبال قرار گرفت و رابرت پوتنام دانشمند علوم سیاسی، نفر بعدی بود که بحث قوی را در مورد سرمایه اجتماعی و جامعه مدنی هم در ایتالیا و هم در ایالت متحده آغاز کرد ( فوکویاما، 1379 ،10) .
به هر حال کاربرد این مفهوم به تدریج از دهه 1990 به این سو در پایان نامه ها و مقالات دانشگاهی به ویژه در رشته های جامعه شناسی، اقتصاد، سیاست و آموزش با کارهای افرادی چون جیمز کلمن، پیر بوردیو، رابرت پوتنام و فرانسیس فوکویاما افزایش یافته است (وال ، 1998، 259 ، به نقل از محمود زاده ، 1390 ).
2-2-2- ماهیت سرمایه اجتماعی
به بیان جیمز کلمن (1990) ، سرمایه فیزیکی کاملاً ملموس است و به صورت مادی و قابل مشاهده تجسم یافته است در حالیکه سرمایه انسانی ناملموس است و در مهارت ها و دانشی که فردی کسب می کند تجسم می یابد، سرمایه اجتماعی حتی کمتر از این محسوس است، زیرا در روابط میان افراد تجسم می یابد. "سرمایه انسانی در نقاط تقاطع و سرمایه اجتماعی در روابط میان افراد شکل می گیرد " ( کلمن، 1386، 363و 365 ).

شکل شماره 2-2 مدل ارتباطی کلمن
جوهر سرمایه اجتماعی منابع انباشت شده متعلق به افراد در مجموعه های متنوع اجتماعی است. ماهیت سرمایه اجتماعی به مثابه یک مجموعه یا کل پیچیده، متشکل از عوامل متعدد گوناگون در مقیاس های متفاوت، با اتکا و وابستگی ذاتی و جدایی ناپذیر و دارای کنش متقابل با یکدیگر است که نمی توان یکی از عوامل را حذف کرد (شریفیان و سید آبادی، 1385، ش 23). سایر ویژگی های سرمایه اجتماعی بر پایه تحلیل کلمن عبارت است از:
سرمایه اجتماعی منبعی است که براساس آن می توان بر روی منابع دیگر، سرمایه گذاری کرد امید بازگشت سرمایه بیشتری را هم داشت.
سرمایه اجتماعی تصاحب شدنی و تا حدودی تبدیل پذیر است و می توان آن را برای سایر کاربردها مورد استفاده قرار دارد.
برعکس سرمایه مالی و مانند سرمایه فیزیکی و انسانی، برای آن که قدرت تولید خود را حفظ کند نیازمند نگهداری است . در این سرمایه شخص برای استفاده از سرمایه اجتماعی نیازمند مشارکت طرف های متعددی است.
مانند سرمایه انسانی و برعکس سرمایه فیزیکی، فاقد نرخ استهلاک قابل پیش بینی است زیرا روابط متقابل افراد در صورت استفاده بیشتر محکمتر می گردند نه فرسوده!
انگستروم، جایگاه یک کنشگر در رابطه با سایر کنشگران معنادار می شود. بنابراین سرمایه اجتماعی کالایی عمومی است نه ملک شخصی.
به عقیده پوتنام (1993، 169) سرمایه اجتماعی نیز مانند سایر فرم های سرمایه، تولید کننده است و امکان دستیابی به اهداف مشخصی که در فقدان سرمایه اجتماعی، قابل دستیابی نیستند را فراهم می کند. با توجه به ویژگی سرمایه به طور مرسوم، افرادی که دارای میزانی از سرمایه اجتماعی هستند، تمایل به افزایش و انباشت بیشتر آن دارند.
شکل شماره 3-2 ارتباطات کنشگر فردی، کنشگر جمعی، شبکه اجتماعی و جامعه را به صورت انتزاعی نشان می دهد. و تصویر واضح تری در خصوص سرمایه اجتماعی و ماهیت آن ارائه می کند.

شکل شماره 3-2 جامعه، شبکه های اجتماعی، کنش جمعی، کنش بین فردی (به نقل از علمباز، 1388)
3-2-2- انواع سرمایه اجتماعی
همانگونه که سرمایه فیزیکی جسم یا ماده ای واحد نیست و شکل های مختلفی دارد، سرمایه اجتماعی به معنای شبکه های اجتماعی و هنجارهای ارتباط متقابل، با شکل ها و اندازه های بسیار مختلف و کاربردهای متفاوتی رواج یافته است. مثلا خانواده نوعی از سرمایه اجتماعی را نشان می دهد که از سرمایه اجتماعی فرد در محیط کار، همکلاسی های دانشگاه، سازمان های داوطلبانه و یا گروه های اینترنتی که فرد در آنها عضو است، متفاوت است و این در حالی است که هر یک از این ها نشان دهنده نوعی از سرمایه اجتماعی است که با هم متفاوت نیز هستند (محمود زاده، 1390)
با توجه به مقدمه ای که بیان گردید تفاوت در انواع سرمایه اجتماعی نشان داده می شود، اما دانشمندان مختلفی به طبقه بندی انواع سرمایه اجتماعی پرداخته اند.
رابرت پوتنام (2002) سرمایه اجتماعی را به چهار دسته تقسیم کرده است که عبارت اند از سرمایه اجتماعی رسمی و غیر رسمی، سرمایه اجتماعی متراکم و غیر متراکم، سرمایه اجتماعی درون نگر و برون نگر و سرمایه اجتماعی گسسته و پیوسته. وولکاک نیز معتقد است که علاوه بر طبقه بندی رابرت پوتنام نوع دیگری از سرمایه اجتماعی تحت عنوان سرمایه اجتماعی زنجیره تأمین نیز وجود دارد.
3-2-2 سرمایه اجتماعی رسمی و غیر رسمی
بعضی شکل های سرمایه اجتماعی مانند سازمان های اولیاء و مربیان و یا اتحادیه های کارگری به طور رسمی سازمان یافته اند به نوعی که دارای مسؤولان مشخص، شرایط عضویت، وظایف، جلسات معین و مانند آن هستند. اما ترتیب دادن بازی های بسکتبال یا بازی های محل یا گروه هایی از دوستان که در یک رستوران غذا می خورند کاملا غیر رسمی است. هر دوی اینها شبکه هایی را تشکیل می دهند که ارتباط متقابل در آنها می تواند توسعه یابد و این ارتباطات می تواند نتایج خصوصی و عمومی متفاوتی را در بر داشته باشد (پوتنام، 2002، 12).
3- 2- 2 سرمایه اجتماعی متراکم و غیر متراکم
بعضی از شکل های سرمایه اجتماعی ، در هم پیچیده و چند رشته ای هستند، مثلا گروهی از کارکنان فولاد سازی که هر روز با هم در کارخانه کار می کنند. روزهای شنبه برای تفریح بیرون می روند و یکشنبه با هم به کلیسا می روند. اما سرمایه اجتماعی غیر متراکم نیز وجود دارد. این نوع سرمایه اجتماعی ، تقریبا رشته های نامرئی سرمایه اجتماعی است مثلا سلامی که افراد گاهی در صف سوپر مارکت با هم رد و بدل می کنند و یا روبه رو شدن احتمالی با شخص دیگری در آسانسور نوعی از سرمایه اجتماعی غیر متراکم را تشکیل می دهد. زیرا این شکل های کاملاً تصادفی از سرمایه اجتماعی می توانند شکل های خاصی از روابط دو جانبه را ترغیب کند. تجربه نشان داده است که فقط سرتکان دادن برای یک غریبه محبت را افزایش می دهد و موجب می شود که در هنگام بروز حادثه، دیگران به کمک ما بشتابند. به عبارت دیگر، پیوندی ظریف و تک رشته ای که از پیوند بین بستگان نزدیک متفاوت است، می تواند نمونه ای از شبکه اجتماعی غیر متراکم را تشکیل دهد ( پوتنام ، 2002، 12).
3- 2- 2 سرمایه اجتماعی درون نگر و برون نگر
برخی شکل های سرمایه اجتماعی به میل خود یا به اجبار، درون نگر است و تمایل دارد منافع مادی، اجتماعی یا سیاسی اعضای خود را افزایش دهد. در حالی که شکل های دیگر برون نگر هستند و به منافع عمومی می پردازند.
گروه های دسته اول عموماً بر اساس طبقه، جنسیت، نژاد، صنف و مانند آن سازمان یافته و وجود دارند تا پیوند های مولد را حفظ و تقویت کنند. مانند اتاق اصناف، سازمان های همکار، اتحادیه های کارگری، تعاونی های اعتبار غیر رسمی که توسط مهاجران در کشورهای غربی ایجاد شده است.
سرمایه اجتماعی برون نگر، اشاره به گروه هایی دارد که در جهت منافع عمومی فعالیت دارند مانند سازمان های داوطلبانه، صلیب سرخ، جنبش های حقوق شهروندی، جنبش های محیط زیست و ... که در کشورهای پیشرفته تقریباً در دهه های 1970و1980 میلادی پدید آمدند ( پوتنام ، 2002، 10).
3- 2- 2 سرمایه اجتماعی گسسته و پیوسته
دوگانگی درون نگری و برون نگری ارتباط نزدیکی با محورهای گسستگی و پیوستگی دارد. اما از نظر مفهومی با آنها تفاوت دارد. سرمایه اجتماعی پیوسته افرادی را دور هم جمع می کند که از جنبه های مهمی مانند «سن»، «جنس» یا «طبقه اجتماعی» شبیه هم هستند. اما سرمایه اجتماعی گسسته به شبکه های اجتماعی اشاره دارد که افرادی را دور هم جمع می کنند که شباهت زیادی به هم ندارند. این تمایز مهمی است زیرا آثار خارجی شبکه های گسسته احتمالا ثبت شده است اما در شبکه های پیوسته (محدود شده به موقعیت اجتماعی خاص) برای تولید نتایج منفی در مخاطره بیشتری قرار دارد زیرا گروه های کاملا منسجم و همگرا، آسانتر برای اهداف منفی متحد می شوند ( آلدر و کوون ، 2002، 2 ).
پوتنام اعتقاد دارد که در پیوستگی، روابط میان گروه های منسجم مطرح است، مانند روابطی که در قلمروهای نژادی وجود دارد. او پیوند های موجود در شبکه های همگرای متراکم را به «چسب قوی اجتماعی» تشبیه می کند و اعتقاد دارد که آنها، مناسب ترین حمایت های اجتماعی درونی را برای اعضای خود فراهم می کنند از طرف دیگرپوتنام تأکید دارد که سرمایه اجتماعی گسسته بسیار واگرا است از نظر او این شکل از سرمایه اجتماعی بر مفهوم پیوند های ضعیف، با منابع پراکنده برای افرادی که در جستجوی پیشرفت هستند واقعاً ارزش بیشتری از پیوند های قوی با خویشاوندان و دوستان نزدیک دارد مطالعات نشان داده است که روابط حمایت گرانه ای که از سرمایه اجتماعی پیوسته حاصل می شود، در کاهش استرس اجتماعی و افزایش سلامت روانی انسان ها بسیار مؤثر است و حتی در عملکرد سیستم ایمنی بدن اثر گذار است ( کندی و همکاران، 1990، 264).
مطالعات طولی نشان داده است که شبکه های اجتماعی پیوسته (خانواده) بر سلامتی افراد خصوصا در دوران کودکی و کهنسالی بسیار اثر گذار است. این مطالعات به بررسی کودکانی که در پرورشگاه بزرگ شده اند پرداخت و نشان داد که حتی با وجود رژیم های غذایی کامل رشد ذهنی و جسمی این کودکان به طور معنی داری پایین تر از کودکانی است که در میان خانواده پرورش می یابند و علت آن فقدان وجود روابط عاشقانه و سرمایه اجتماعی پیوسته است. همین طور میزان بیماری و جراحی های مهم در افراد کهنسال که در خانه های سالمندان نگهداری می شوند به مراتب بیشتر از کسانی بود که در کنار خانواده زندگی می کردند ( برکمن و گلس، 2000، 37).

3- 2- 2 سرمایه اجتماعی زنجیره ای
علاوه بر پوتنام، وولکاک نیز به دسته بندی سرمایه اجتماعی پرداخته است. او معتقد است علاوه بر سرمایه اجتماعی پیوسته و گسسته، نوع دیگری از سرمایه اجتماعی تحت عنوان سرمایه اجتماعی زنجیره ای نیز وجود دارد. او اعتقاد دارد سرمایه اجتماعی گسسته به عنوان روابط افقی میان گروهی عمل می کند در حالی که سرمایه اجتماعی زنجیره ای به پیوندهایی اشاره دارد که بین طبقات مختلف ثروت و مقام ایجاد می شود. او به رابطه بین افراد و گروه ها در طبقه های اجتماعی متفاوت در یک سلسله مراتب اشاره دارد. جایی که قدرت، مقام اجتماعی و ثروت در دسترس گروه های مختلف است.
وولکاک اعتقاد دارد، چنین شبکه هایی برای جذب اطلاعات و ایده ها از سوی نهاد های بالاتر اجتماعی به خصوص برای توسعه اقتصادی نقش کلیدی دارند (وولاک، 2000، 13).
سطوح خرد و کلان سرمایه اجتماعی
ابعاد جامعه شناسی، اقتصادی، سیاسی و مدیریتی سرمایه اجتماعی، ارتباط نزدیکی با سطوح سرمایه اجتماعی دارند. در ادبیات، دو دیدگاه در خصوص سرمایه اجتماعی وجود دارد. یک دیدگاه بیشتر بر ویژگی های فردی تأکید دارد و دیدگاه دیگر بیشتر بر جنبه های جمعی آن اصرار می ورزد.
مکتب اول بر این تأکید دارد که چگونه افراد به شبکه های اجتماعی دسترسی می یابند تا از آنها کسب منفعت نمایند. مثلا در زمینه شغل یابی یا کسب حمایت های اجتماعی از آن استفاده کنند. این مکتب اغلب در بین جامعه شناسان به خصوص در بین تحلیل گران شبکه های اجتماعی طرفدارانی دارد. مثلا بوردیو(1985)، کلمن(1990) و لین (2001) طرفداران این مکتب هستند ( اوستروم و آهن، 2001، 25).
در طول زمان این مفهوم گسترش یافته است به طوری که برخی از عوامل اثر گذار در سطح جمعی را در برگرفته است. مثلا در سطح جمعی پوتنام در 1993 در مطالعات خود به بررسی اثرات اقتصادی و سیاسی نیز پرداخته است. تمرکز اصلی این دیدگاه توصیف فرایند ها و عناصری است که در درون مفهوم سرمایه اجتماعی وجود دارند؛ مثلا چگونه شبکه ها، هنجارها و اعتماد بر ایجاد و حفظ دارایی های عمومی اثر می گذارند ( لین، 2001، 72). در این مکتب سرمایه اجتماعی به عنوان مفهومی شناخته می شود که به افراد اجازه می دهد تا مشکلات فعالیت های جمعی را آرام تر حل نمایند. مثال های این مکتب را می توان کار های بوردیو در 1985، کار کلمن در 1988 و تحقیقات تجربی پوتنام در سال های 1993،1995و2000 دانست ( فرلاندر، 2003، 65).
این واقعیت که سرمایه اجتماعی می تواند در سطوح مختلف مورد تحلیل قرار بگیرد سبب گردیده است تا نوعی پیچیدگی نظری و روش شناختی در ادبیات به وجود آید ( لین، 2001، 27). به علاوه ابهام و پیچیدگی به دلیل روش هایی که برخی از مراجع این علم مانند بوردیو و کلمن در خصوص سطوح مختلف سرمایه اجتماعی استفاده کرده اند نیز بروز می کند (محمود زاده، 1390).
5-2-2- مؤلفه های سرمایه اجتماعی
مولفه "اعتماد" یکی از مولفه های سرمایه اجتماعی می باشد که در "بعد ذهنی - شناختی" قرار می گیرد و دارای سه سطح کلان ( اعتماد عمومی)، میانی ( اعتماد اجتماعی – نهادی) و خرد (اعتماد بین فردی) می باشد. افراد بر اساس ذهنیتها و باورهایی که در مورد دیگران دارند، ارتباطات خود را شکل می دهند، ادامه می دهند و یا قطع می کنند.
اینگلهارت(1997)، ماهیت سرمایه اجتماعی را در برخی ویژگی های فرهنگی شناخته است که زمینه شکل گیری نهادهای اجتماعی را ایجاد می کند. وی در تعریف خود عنوان می کند:
"فرهنگ اعتماد و مداراست که در درون آن شبکه های گسترده و انجمن های داوطلبانه پدید می آید."
رابرت پوتنام" اعتماد" را مؤلفه ضروری و زمینه ساز سرمایه اجتماعی می داند که در صورت فقدان آن، هیچگونه قرارداد و رابطه ای قطعیت نخواهد داشت و بنابراین جامعه به حالتی نیمه مجرمانه و جرم خیز افول پیدا می کند.
اعتماد داشتن افراد به یکدیگر به مثابه روغنکاری یک دستگاه، موجب تسهیل فعالیتهای همکارانه افراد در انجمن ها، نهادها و سایر شبکه های اجتماعی می گردد. همچنین وجود سطوح بالایی از اعتماد، فرصت مناسبی برای فعالیتهای مشارکتی و همکارانه فراهم می نماید. اعتماد اجتماعی با ترکیب بندی مدرن آن ناشی از دو منبع مرتبط با هم یعنی هنجارهای متقابل و شبکه های اجتماعی بوجود می آید" (پوتنام، 1993، 169-170 .
" هنجار اجتماعی"، یکی از مؤلفه های سرمایه اجتماعی است که در "بعد ذهنی- شناختی" قرار می گیرد و دارای دو سطح کلان (هنجارهای تعمیم یافته) و میانی (هنجارهای همکاری متقابل) می باشد. هنجارهای اجتماعی، در واقع حق کنترل یک فعالیت می باشند که از یک فرد (عامل) به دیگران انتقال می یابند. هنگامی که یک فعالیت خروجی ها و بازخوردهای مشابهی برای مجموعه ای افراد در پی دارد، هنجارهای اجتماعی رخ می نمایند. پوتنام در تعریف هنجارهای اجتماعی به "متقابل بودن و دوسویه بودن" آن تأکید فراوانی دارد و هنجارهایی را که همکاری متقابل افراد را می طلبند، تولید کننده بخش اصلی سرمایه اجتماعی می داند. هنجارهای همکاری متقابل به منظور همراه کردن منافع افراد و انسجام میان گروهی نقش بسیار مؤثری ایفا می کند ( پوتنام ، 1993، 172 – 173).
" شبکه اجتماعی" نیز یکی دیگر از مولفه های سرمایه اجتماعی است که در "بعد عینی رفتاری" قرار می گیرد و دارای دو سطح میانی ( روابط اجتماعی – انجمنی) و خرد ( روابط و پیوندهای بین فردی) می باشد. شبکه های اجتماعی شهری، مانند شورای محله، انجمن ها، گروه های ورزشی، گروه های موسیقی، گروه های توده محور نشان دهنده تعاملات و روابط قوی افقی هستند. شبکه های اجتماعی شهری، افزایش دهنده ارزشها ی بالقوه موجود در میان افراد گروه بوده و به برخی هنجارهای اجتماعی شکل می دهد، در واقع هنجارهای انعطاف پذیر توسط شبکه روابط تقویت می شوند. همچنین وجود روابط شبکه ای موجب افزایش و دستیابی به سطوح بالاتری از اعتماد متقابل گشته و موجب همکاری آسانتر افراد می شود. ( پوتنام، 1993، 173-174) . بنابراین مشاهده می شود که میان عوامل کلیدی سرمایه اجتماعی وابستگی متقابلی وجود دارد، هر یک به گونه ای خاص بر یکدیگر اثر گذار هستند.
وی در تعریف "شبکه های اجتماعی" با تأکید بر روابط افقی و هم سطح عنوان می کند:
هر جامعه ای، چه سنتی، چه مدرن، چه دموکراتیک، چه استبدادی، چه آزاد یا سرمایه داری، به هر صورت توسط شبکه های دورنی اجتماع خواه رسمی یا غیر رسمی، هویت می یابند. فرم بعضی از روابط به صورت افقی و هم سطح است و در بعضی از جوامع روابط دارای سلسله مراتبی از بالا به پایین می باشند. در دنیای واقعی، همه شبکه ها در واقع ترکیبی از روابط افقی و عمودی هستند" ( پوتنام، 1993، 173 ).
"مشارکت" نیز یکی دیگر از مؤلفه های سرمایه اجتماعی است که در " بعد عینی رفتاری" قرار می گیرد و دارای سه سطح کلان، میانی( مشارکت رسمی) و خرد ( مشارکت غیررسمی) می باشد. مشارکت به معنای عام آن عبارت است از عمل درگیر شدن و شرکت نمودن در یک فعالیت (دیکشنری آکسفورد ، 1995) . مشارکت رسمی در سطوح مختلف دارای اشکال متفاوتی می باشد. از شرکت در انتخابات ریاست جمهوری، مجلس، شورای شهر و محله گرفته تا هر گونه همکاری ( کمک فکری یا کمک مالی) با نهادهای مدنی و گروه های اجتماعی ، قبول مسئولیت اجرایی و حتی حضور در جلسات نهادهای مدنی و گروههای اجتماعی متغیر است. مشارکت غیررسمی نیز شامل هر گونه همکاری داوطلبانه در مراسم های مذهبی، کمک به دوستان و همسایگان می باشد ( علمباز ، 1388) .
منابع سازنده سرمایه اجتماعی
امیل دورکهیم (1369) ، "اخلاق" را منبع سازنده سرمایه اجتماعی می داند. هانی فان ( 1916) ، هانرز (1969) و آدلر و کوون (1998) منبع سرمایه اجتماعی را "نیت خیر و نیک خواهی" معرفی کرده اند (پیران و دیگران، 1385، 35-33). جکوبز (1961) ، بوردیو (1986) ، برت (1992) و نارایان (2000) و چای یووا (2005) "دوستی و آشنایی" را و بیکر(1990) ، لوری (1992) و پیران و دیگران (1385) " روابط متقابل" را به عنوان منبع سازنده سرمایه اجتماعی می شناسند.
به بیان جیمز کلمن (1990) ،کنش اجتماعی سرمنشأ پدید آورنده سرمایه اجتماعی بوده و به عقیده پوتنام و فوکویاما ، "همکاری متقابل" افراد موجب شکل گیری سرمایه اجتماعی می گردد. در واقع هنجارهای اجتماعی متقابل را که همکاری متقابل افراد را موجب می شوند، تولید کننده بخش اصلی سرمایه اجتماعی می داند. هنگامی که افراد خود را موظف به کمک متقابل در برابر کمکی که دریافت نموده اند، می دانند فرم اولیه سرمایه اجتماعی شکل می گیرد.
با نگاهی به کارهای پژوهشی انجام شده در زمینه سرمایه اجتماعی می توان منابع و عواملی را که می توانند سبب شکل گیری و یا تخریب سرمایه اجتماعی شوند مشخص کرد:
بانک جهانی و OECD هشت منبع یا بعد را که سبب توسعه سرمایه اجتماعی می شوند بدین شکل نام برده اند: خانواده، جوامع محلی، شرکت ها، جامعه مدنی، بخش عمومی، جنسیت و قومیت
طبق نظر AIFS دسترسی افراد به سرمایه اجتماعی ممکن است با تغییر عواملی مانند : سن، جنسیت و سلامت، شرایط خانوادگی، تحصیلات، وضعیت شغل و مالکیت داشتن خانه، ارزش ها و نگرش ها و ویژگی های محلی که فرد در آن زندگی می کند مانند میزان شهری شدن و سطح معایب اجتماعی _اقتصادی ، تغییر کند (کیسیون بهره وری استرالیا، 2003).
7-2-2- قالب و ظرف شکل گیری سرمایه اجتماعی
بسترهای متفاوت سرمایه اجتماعی شامل روابط کاری، هنری، دولتی و سیاسی، مذهبی و روابط میان جوانان و خانواده ها می گردد. بر اساس تعاریف متعدد بررسی شده در بخش های قبل و جدول شماره 1. 2. مشاهده می گردد اکثر صاحبنظران، نوعی از یک واحد اجتماعی مانند سازمان اجتماعی، نهاد مدنی، انجمن خیریه که در آن شبکه ای از روابط میان افراد جریان دارد را بستر و ظرف شکل گیری سرمایه اجتماعی می دانند. بنابراین شبکه های مجازی که امروزه مورد استفاده فراوانی قرار گرفته است و افراد بدون شناخت یکدیگر تنها از طریق اینترنت و فضای مجازی با هم در ارتباط هستند، نیز به نوعی قالب شکل گیری سرمایه اجتماعی را فراهم می نماید (علمباز، 1388)
8-2-2- نتایج و آثار وجود سرمایه اجتماعی
سرمایه اجتماعی به طور عام به هنجارهای اعتماد و دوسویگی یا روابطی با رفت و برگشت اشاره دارد که معمولاً در درون شبکه های اجتماعی رخ می دهد و به نتایجی عمدتاً مثبت و در مواردی منفی منجر می گردد.
سرمایه اجتماعی برحسب شرایط و نوع گروه یا شبکه ای که در آن پدید می آید، اثرات متفاوتی خواهد داشت. این اثرات می تواند به نفع جامعه باشد یا به ضرر آن عمل کند. پورتز (1998) ، در مورد کاربرد خوش بینانه سرمایه اجتماعی و معرفی آن به عنوان کلید گمشده مشکلات جامعه هشدار می دهد از این رو باید میان دو گونه سرمایه اجتماعی تمایز قائل شد "سرمایه اجتماعی درون گروهی" ، به روابط مبتنی بر اعتماد و همکاری میان اعضای یک گروه اشاره دارد که سایر گروه ها برای اعضای آن غریبه محسوب می شوند. بنابراین منافع حاصل از سرمایه اجتماعی تنها از سوی اعضای گروه و نه همگان، مورد بهره برداری قرار می گیرد. این گونه سرمایه اجتماعی می تواند به عنوان مانعی برای توسعه عمل کند. سرمایه اجتماعی بین گروهی ، به اعتماد میان گروه های مختلف موجود در جامعه اشاره دارد. وجود سرمایه اجتماعی بین گروهی، می تواند موجب افزایش توسعه اقتصادی و رشد شهر شود زیرا با فراهم کردن فضای اعتماد، همکاری را میان گروه های مختلف امکان پذیر می کند ( فیروز آبادی و ایمانی، 1385، 204-203).
بالا بودن سرمایه اجتماعی درون گروهی دارای برخی پیامدهای منفی بوده که در تضاد با منافع کل جامعه قرار می گیرد. به عنوان مثال برخی گروه ها با در اختیار گرفتن سرمایه، فرصتها و منابع، افراد غیر خودی را جهت استفاده از این منابع درون خود راه نمی دهند (طرد بیرونی ها) همچنین عضویت در برخی گروهها موجب محدودیت آزادی های فردی و محرومیت از برخی مزایای جامعه می گردد.
8- 2- 2 اثرات مثبت سرمایه اجتماعی
یک فرض در بسیاری از ادبیات وجود دارد که سرمایه اجتماعی - پایبندی به هنجارهای اجتماعی، شبکه های به خوبی توسعه یافته و سطوح مربوط به اعتماد - به طور کلی دارای اثرات مفید است. مطالعات متعددی ارتباط مثبت بین شاخص های سرمایه اجتماعی و نتایجی نظیر نرخ جرم و جنایت پایین تر، بهبود سلامت، دستیابی به امکانات آموزشی، اثر بخشی دولتی، درآمد فردی و در سطح کل، عملکرد اقتصادی را بیان کرده اند.
مکانیسمی که توسط آن این نتایج ممکن است به دست آید عبارتند از:
کاهش هزینه های معامله
تسهیل اشاعه دانش و نوآوری
با ترویج همکاری و / یا رفتار اجتماعی
کاهش هزینه های معامله:
هنجارهای اجتماعی می توانند هزینه های مبادله را از طریق ایجاد انتظارات و قوانین غیر رسمی کاهش دهند شبکه های خوب توسعه یاقته نیز می توانند هزینه های مبادله را به دو طریق کاهش دهند. اول، افرادی که به خوبی باجامعه در ارتباط هستند، فردی که مهارت و یا دانش مورد نیاز آنها را در اختیار دارد به خوبی می شناسند که این خود هزینه جستجو کردن را برای آنها کاهش می دهد. دوم، شبکه ها، انطباق با هنجارهای گروه را تقویت می کنند ( که همراه با کاهش دادن هزینه های مبادله است).
سطح بالایی از اعتماد در سرمایه اجتماعی برای بسیاری از معاملات ضروری است:
معاملات غیر رسمی روزانه مانند غرض گرفتن کمی پول از یک دوست و یا وسایل باغبانی از یک همسایه بدون وجود اعتماد میسر نخواهد بود.
در محل کار، زمانی که اعتماد دو طرفه بین کارفرما و کارمند وجود داشته باشد، نیاز کمتری به نظارت وجود دارد و کارمندان دارای محیط کار منعطف تر (از نظر ساعات کاری متغیر و یا کارکردن از خانه) خواهند بود.
و حتی برای مواقفت نامه های تجاری بزرگ، سطح بالایی از اعتماد بین طرفین می تواند نیاز به قرار داد های پر از جزئیات و تفاسیر و همچنین نیاز به نظارت های دقیق را کاهش دهد.
اشاعه دانش و نو آوری:
افزایش اشکال خاصی از سرمایه اجتماعی می تواند سبب افزایش سرعت و تسهیل انتقال ایده ها، دانش و اطلاعات در جامعه گردد. به طور کلی هر چه جامعه به هم پیوسته تر باشد ، افراد راحت تر می توانند به اطلاعات دسترسی داشته باشند و همچنین افراد بیشتری به این اطلاعات دسترسی خواهند داشت.
ارتقاء همکاری و یا رفتار اجتماعی
از زمانی که آدام اسمیت(1776) این نظریه معروف را بیان کرد که" به علت خیرخواهی قصاب ، فروشنده آبجو و یا نانوا نیست که ما انتظار شام داریم، بلکه به علت توجه آنها به منافع شخصی شان است" نقشی که منافع شخصی افراد می تواند در ارتقا دادن کالاهای عمومی داشته باشد ، به طور وسیعی مورد توجه قرار گرفت.
با این حال، نظریه اقتصادی نیز به طیف وسیعی از شرایط اشاره دارد که در آن انجام دادن کارها با توجه به علایق شخصی خود به احتمال زیاد منجر به بازده اجتماعی ناقص و یا حتی برعکس می شود. این مورد زمانی بروز می کند که کارهای فردی سبب تحمیل هزینه روی سایرین می شود و یا به عبارت دیگر زمانی که برای به دست آوردن نتایج بهتر اجتماعی همکاری ضروری باشد.
منافع فردی واجتماعی

user8275

جدول3- 1 خلاصه حالت ترمودینامیکی نقاط سیکل نشان داده شده در شکل3-3.............................42
جدول3- 2 خلاصه معادلات بقای جرم و انرژی جهت تحلیلی سیکل های تک اثره جذبی44 TOC h z c "جدول6-"
جدول4- 1 خلاصهای از آنالیز سوخت – محصول و اتلافات برای سیکل تبرید جذبی تک اثره لیتیم برماید-آب69 HYPERLINK l "_Toc226876930" جدول4- 2 خلاصهای از روابط ترمواکونومیکی برای سیکل تبرید جذبی تک اثره لیتیم برماید-آب
81
جدول4- 3 قیمت انواع مختلف کالکتور های خورشیدی بر واحد سطح کالکتور82جدول5- 1 مقادیر پایه جهت تحلیل ترمودینامیک و اگزرژتیک سیکل جذبی تک اثره لیتیم برماید-آب88جدول5- 2 میزان پارامتر های ترمودینامیکی و اگزرژتیکی حاصله از تحلیل سیکل در حالت پایه89جدول5- 3 میزان مشخصه های مفید اگزرژتیکی حاصله از تحلیل سیکل در حالت پایه.....................90 TOC h z c "جدول3-" جدول5- 5 میزان مقدار کل تابش خورشید روی کالکتور در ساعات گوناگون ماه های گرمایی کشور ایران...........................................................................................................................................................................91جدول5- 6 نتایج حاصل از شبیه سازی دینامیکی سیستم جهت ماه های می ،ژوئن و جولای...........94 TOC h z c "جدول6-" جدول5- 6 ادامه نتایج حاصل از شبیه سازی دینامیکی سیستم جهت مه های می ،ژوئن و جولای..95جدول5- 7 میزان پارامتر های ترمو اکونومیکی نقاط مختلف سیکل حاصله از تحلیل سیستم در حالت پایه با در نظر گرفتن سیستم تامین حرارت خورشیدی..............................................................................100جدول5- 8 میزان مشخصه های مفید ترمواکونومیکی حاصله از تحلیل سیکل در حالت پایه..........101جدول5- 9 مقادیر بهینه در قیاس با مقادیر پایه حاصل از بهینه سازی ترمواکونومیک سیکل جذبی خورشیدی تک اثره لیتیم برماید-آب...............................................................................................................111
جدول5- 10 پارامترهای بهینه ترمواکونومیکی در قیاس با وضعیت پایه..............................................112 TOC h z c "جدول2-" جدول7- 1 ضرایب عددی جهت استفاده در معادله (7-15)127 TOC h z c "جدول3-" جدول7- 2 ضرایب عددی جهت استفاده در معادله(7-16)..................................................................... 127جدول7- 3 ضرایب عددی جهت استفاده در معادله(7-17)128 TOC h z c "جدول6-" جدول7- 4 ضرایب عددی جهت استفاده در معادله(7-18)129جدول7- 5 ضرایب عددی جهت استفاده در معادله(7-19).................................................................... 129جدول7- 6 ضرایب عددی جهت استفاده در معادله(7-20)...................................................................130فهرست اشکال TOC h z c "شکل1-" شکل(1) نمای یک سیکل تهویه مطبوع خورشیدی3شکل1- 1 شرح ترمودینامیکی سیستم سرمایش9شکل1-2 تشریح شماتیکی چیلر جذبی تک مرحله ای10 TOC h z c "شکل2-"
TOC h z c "شکل3-" شکل2- 2 فلودیگرام سیکل جذبی خورشیدی همراه با منابع ذخیره مبرد و محلول28شکل2- 3 نمونهای از چیدمان و نحوه کنترل سیکلهای جذبی خورشیدی با منبع ذخیره آب داغ29 TOC h z c "شکل4-" شکل2- 4 نمونه ای از سیکل های متداول سیستم های جذبی خورشیدی دو اثره30شکل2- 5 سطح مقطع یک نوع کالکتور تخت و چیدمان آن در یک ساختمان32 TOC h z c "شکل5-" شکل2- 6 آرایش کالکتورهای لولهای و سطح مقطع آن34شکل2- 7 سطح مقطع یک لوله از کالکتورهای لوله‌ای غیرمتمرکز با جزئیات آن35 TOC h z c "شکل6-"
شکل1- 3 نمودار تعادلی محلول آبی لیتیم برماید – آب(Duhring Chart)38شکل3- 2 نمودار آنتالپی-غلظت جهت محلول آبی LiBr39شکل3- 3 شماتیکی از سیکل جذبی تک اثره آب-لیتیم برماید40شکل3- 4 شماتیکی از سیکل جذبی تک اثره آب-لیتیم برماید با در نظر گرفتن جریان سیال در حلقههای خارجی مبدل های حرارتی47
شکل3- 5 شماتیکی از کارکردسیکل جذبی تک اثره آب-لیتبم برماید بر روی دیاگرام Duhring50شکل3- 6 نمای یک سیکل تهویه مطبوع خورشید....................................................................................... 51شکل3- 7 مقدار کل تابش خورشیدی و مقدار تابش مستقیم53شکل3- 8 تغییرات ضریب تلفات حرارتی (UL) نسبت به دمای صفحه کلکتور و درجه حرارت محیط54شکل3- 9 پارامتر (tfi–tat ) بر‌حسب راندمان (η)55شکل4- 1 دسته بندی تعادل اگزرژی61شکل4- 2 شماتیک سیستم حرارتی74شکل4- 3 تعیین قیمت بر واحد حجم تانک های ذخیره آب داغ در سیکل های جذبی خورشیدی...83
شکل5- 1 پلانی از خانه به کار رفته جهت تهویه با بار خنک کنندگی 11kw86
شکل5-2 میزان درجه حرارت محیط در ساعات گوناگون ماه های گرمایی کشور ایران92شکل5-3 میزان تغییر درجه حرارت گره میانی مخزن در طول ساعات روز را برای سطوح مختلف کالکتور خورشیدی و در ماه می با فرض=1500 Kg WTANK،=85 T1196شکل5-4 میزان تغییر بار حرارتی هیتر کمکی در طول ساعات روز را برای سطوح مختلف کالکتور خورشیدی و در ماه می با فرض=1500 Kg WTANK،=85 T1196شکل5- 5 میزان تغییر درجه حرارت گره میانی مخزن در طول ساعات روز را برای سطوح مختلف کالکتور خورشیدی و در ماه می با فرض=50 m2 Ac،=85 T1197شکل5- 6 میزان تغییر بار حرارتی هیتر کمکی در طول ساعات روز را برای سطوح مختلف کالکتور خورشیدی و در ماه می با فرض=1500 Kg WTANK،=85 T1197شکل5- 7 روند تغییر در نرخ هزینه محصول در اثر تغییر در سطح کالکتور خورشیدی102شکل5-8 روند تغییر در نرخ هزینه محصول در اثر تغییر در حجم تانک ذخیره آب داغ.................. 102شکل5-9 روند تغییر دمای تانک ذخیره آب داغ در ساعت 14 از یک روز در ماه می و میزان انرژی مصرفی در هیتر کمکی نسبت به تغییرات دمای آب داغ ورودی به ژنراتور103شکل5-10 روند تغییر سطوح تبادل حرارتی در تجهیزات سیکل جذبی و میزان نرخ اتلافات اگزرژی کل سیکل نسبت به تغییر دمای آب داغ ورودی به ژنراتور104شکل5-11 روند تغییر نرخ تولید محصول در اواپراتور نسبت به تغییر دمای آب داغ ورودی به ژنراتور104 TOC h z c "شکل1-"
TOC h z c "شکل2-" شکل7- 3 تغییرات بار حرارتی با دمای تبخیرکنننده (، 40°C = TC=TA، ،ESHX=0.40 ، TG=90°C)119شکل7- 4 تغییرات بارهای حرارتی با دمای کندانسور (TC=5°C ، ،TC=TA=ESHX=0.40 ،TG =90°C )............................................................................................................................................................... 120شکل7- 5 تغییرات بارهای حرارتی با دمای جاذب (TE=5°C ، 40°C TC= ،ESHX=0.40 ، TG=90°C)120شکل7- 6 تغییرات پارامترهای کارایی با دمای ژنراتور کننده (TE=5°C ، 40°C TA=TC= ،ESHX=0.40 ، TG=90°C)............................................................................................................................121شکل7- 7 تغییرات پارامترهای کارایی با دمای تبخیرکننده(40°C = TA=TC ،ESHX=0.40 ، TG=90°C)121شکل7- 8 تغییرات پارامترهای کارایی با دمای کندانسور (TE=5°C ، 40°C TA=TC= ،ESHX=0.40 ، TG=90°C)..........................................................................................................................122شکل7- 9 تغییرات پارامترهای کارایی با دمای جاذب (TE=5°C ، 40°C = TC=TA ، ESHX=0.40 ، TG=90°C).............................................................................................................................122شکل7- 10 تغییرات دمای محلول با اثرگذاری SHX (TE=5°C ، 40°C = TA=TC ،TG=90°C)123شکل7- 11 تغییرات کاهش بار حرارتی با اثرگذاری SHX (TE=5°C ، 40°C = TA=TC ، TG=90°C)123شکل7- 12 تغییرات PIR با اثرگذاری SHX(TE=5°C ، 40°C = TA=TC ، TG=90°C)124شکل7- 13- تغییرات پارامترهای کارایی با اثرگذاری SHX (=5°C TE ، 40°C TA=TC=،ESHX=0.40 ،TG=90°C)................................................................................................................124شکل7- 14 تغییرات TCRبا غلظت LiBr125 HYPERLINK l "_Toc226876988" شکل7- 15 تغییراتCOP با دمای ژنراتور و همچنین اثر SHX بر روی خط بلورینگی(TE=5°C
40°C TA=TC=)125

فهرست علائم و اختصارات
COP ضریب عملکرد
Tدما(℃)
Qحرارت(kw)
xغلظت(%)
mجرم(kg)
LiBr لیتیم برماید
hآنتالپی ویژه(kwkg)
mدبی جرمی(kgs)
CRنسبت گردش محلول(%)
Wکار پمپ محلول،وزن تانک ذخیره آب داغ(kgوkw)
vحجم مخصوص
Pفشار (kpa)
Uضریب انتقال حرارت کلی (kwatt℃*m2)
Aسطح تبادل حرارتی(m2)
ΔTlmاختلاف دمای لگاریتمی(℃)
εکارآیی مبدل حرارتی
qUمقدار حرارت مفید کسب شده بوسیله کالکتور بر حسب(wattm2)
Itθمقدار کل تابش خورشید روی کالکتور بر حسب(wattm2)
,)θ ضریب عبور پوشش ، ضریب جذب صفحه در زاویه برخورد θ
FRضریب انتقال حرارت کالکتور
ηراندمان
Fضریب تابع کنترلی اعمالی بر سیستم حورشیدی
CPگرمای ویژه فشار ثابت آب(kjkg)
FNPکسر بار خورشیدی از بار کل
اگزرژی(kj)
نرخ اگزرژی(kw)
راندمان اگزرژتیک
راندمان اگزرژتیک
نرخ بازگشت ناپذیری(kw)
نرخ هزینه($Year)
نرخ هزینه دستگاه($Year)
هزینه واحد اگزرژی($Gj)
نرخ هزینه ثابت($Year)
هزینه تعیرات و نگهداری
هزینه خرید تجهیز($)
ضریب بازگشت سرمایه
نرخ بهره
تعداد سال عملکرد سیستم
s آنتروپی(kj)
u انرژی داخلی(kj)
e اگزرژی ویژهkjkgfkفاکتور اگزرژواکونومیک
qمیزان انتقال حرارت بر واحد جرم
PIRنسبت افزایش کارایی
Rدمای آب ورودی و خروجی برج خنک کن(℃)
Aدمای آب ورودی و دمای حباب تر(℃)
Fدبی آب ورودی به برج خنک کن
زیرنویس
Lسطح پایین دمایی، اتلاف حرارتی از کالکتور،اتلاف اگزرژی
Hسطح بالای دمایی
Aسطح میانی دمایی
e اواپراتور
g ژنراتور
c کندانسور،کالکتور خورشیدی،کارنو
a جاذب
shx مبدل حرارتی محلول
lلیتیم برماید
wآب
sh-hسمت گرم مبدل حرارتی محلول
sh-cسمت سرد مبدل حرارتی محلول
highسطح فشاری بالای سیکل
lowسطح فشاری پایین سیکل
Rتبریدی
hحرارتی
gminحداقل دمای مورد نیاز ژنراتور جهت حصول دمای اواپراتور
pسفحه جاذب کالکتور
atمحیط
fiورودی جریان به کالکتور
feخروجی جریان از کالکتور
apمساحت دهانه‌ای از کالکتور که اجازه عبور پرتوهای رسیده را داده است
θ زاویه تلاقی خورشیدی
offخاموش شدن پمپ مابین تانک و کالکتور
onروشن شدن پمپ مابین تانک و کالکتور
m,iجریان شبکه در گره iاز تانک ذخیره آب داغ
S,iوضعیت تانک در گره iاز تانک
COخروجی از کالکتور
L,rخروجی از بار(ژنراتور)
inter ورود به سطح تماس دو گره در تانک ذخیره آب داغ
refمرجع(ورود به ژنراتور)
auxهیتر کمکی
loadبار(ژنراتور)
Dتخریب اگزرژی
Pمحصول
fسوخت
Wکار
qانتقال حرارت
insادوات کنترلی و ابزار دقیق
SCکالکتور خورشیدی
Tتانک ذخیره آب داغ
Tankتانک ذخیره آب داغ
Collectorکالکتور خورشیدی
Cقیمت بر واحد سطح کالکتور خورشیدی
wbحباب تر
Cooling Towerبالانویس
Lبار وارده از طرف تانک ذخیره آب داغ به کالکتور
cکالکتور خورشیدی
CH شیمیایی
PH فیزیکی
CI هزینه های سرمایه گذاری
OMهزینه های عملیاتی و تعمیرات
CH شیمیایی
مقدمهتولید سرمایش در زمینه زندگی روزمره بشری، کابردهای بسیار فراوانی از قبیل تولید مواد غذایی، مصارف تهویه مطبوع، موارد تولید دارو، سرمایش صنعتی و....دارد. سیکلهای سرمایش قدیمی و اولیه مانند سیکلهای تراکمی بخار دارای دو مشکل عمده هستند که امروزه نیز با آن دست در گریبانند. این دو مشکل عبارتند از[1]:
-افزایش جهانی مصرف انرژیهای اولیه و فسیلی: سیکلهای سرمایش قدیمی که توسط الکتریسیته و حرارت عمل میکنند، به طور شدیدی میزان زیادی انرژی فسیلی و اکتریکی را مصرف میکنند. انستیتوی بین المللی تبرید و سرمایش در پاریس(IIFIIR) %15از میزان کل انرژی الکتریکی که در جهان تولید میشود را به اهداف سرمایشی و تهویه مطبوع در انواع گوناگون آن اختصاص داده است. مطابق با گزارش این سازمان، %45 از سهم انرژیهای مصرفی برای زمینههای تهویه مطبوع، به مصارف ساختمانهای مسکونی و تجاری اختصاص دارد. علاوه بر آن در تابستان مشکلات بسیار زیاد در افزایش چشمگیر پیک مصرف همچنان ذهن محققان را در کاهش آن به خود مشغول داشته است.
-سیستمهای سرمایش متداول سبب مشکلات زیست محیطی جدی میشدند: سیالات عامل مرسوم و غیر طبیعی در سیستمهای تجاری سابق(همانند کلرو فلو کربن ها(CFCs)، هیدروکلرو فلوروکربنها(HCFCs)و هیدروفلروکربنها(HFCs))سبب هر دو مشکل تخریب لایه اوزون و افزایش گرما در سرتاسر جهان میشدند. از زمان تصویب پروتوکل مونترال در سال 1987، توافقات بینالمللی بر کاهش استفاده از این سیالات تأکید کردهاند. به عنوان مثال اتحادیه اروپا بیان کرده که تا سال 2015 تمامی سیستمهایی که با سیال HFCFs کار میکنند میبایست از مدار خارج گردند.
بعد از بحران نفتی دهه 1970 در اروپا و به ویژه در سالهای اخیر، تحقیقات بر روی توسعه تکنولوژیهایی که سبب کاهش در مصرف انرژی، تقاضای پیک اکتریسیته و قیمت انرژی بدون کاهش در سطح شرایط مطبوع لازمه گردند، معطوف گشتهاند. به همین دلیل در سالهای اخیر امکان استفاده از انرژی خورشیدی برای سرمایش و رطوبت زدایی ذهن بشر را به خود مشغول کرده است و موجب پیشرفت در تکنولوژی بهره برداری از انرژی خورشیدی شده است. در مناطق گرم سیری جهان که ضرورت سرمایش و تهویه مطبوع به طور جدی وجود دارد، ذهن بشر متوجه استفاده از انرژی در دسترس خورشیدی است تا بتواند با استفاده از آن رفاه و آسایش زندگی را فراهم آورد. علاوه بر این، کاربرد انرژی خورشیدی در مقایسه با سایر کاربردها جذابیت بیشتری دارد زیرا زمانی که نیاز به آن وجود دارد (سرمایش و تهویه مطبوع) میزان انرژی خورشیدی زیاد است و می توان از آن بهره گیری کرد. سیستمهای سرمایش جذبی خورشیدیدارای هر دو مزیت عدم خطرناک بودن از لحاظ زیست محیطی و کم بودن مصرف انرژی به ویژه در ساعات پیک الکتریکی را دارا هستند.
در مقایسه با دیگر کاربردهای انرژی خورشیدی این کاربرد پیچیدگی بیشتری دارد چه به لحاظ مفهومی و چه به لحاظ کاربردی. به همین دلیل توسعه و کاربرد جهانی پیدا نکرده است. در این روش تنها دریافت و جذب انرژی خورشیدی کافی نیست، بلکه باید بتوانیم این روش را به سرما تبدیل کنیم و سپس به طرف فضای مورد نظر بفرستیم. باید وسیله ای وجود داشته باشد که حرارت را از دمای پایین (فضای مورد تهویه) گرفته و با دمای بالاتر (فضای بیرون) انتقال دهد یا در اصطلاح ترمودینامیکی به یک پمپ حرارتی نیاز است. در شکل 1 نمای یک سیکل تهویه مطبوع خورشیدی با تمام تجهیزات به طور کامل نشان داده شده است.
سیال منتقل کننده حرارت در کالکتورهای خورشیدی تا دمای بالاتر از دمای محیط گرم شده و به عنوان محرک و انرژی در یک سیکل قدرت (که خود یک پمپ حرارتی است) وارد میگردد.
سیال انتقال دهنده گرما ممکن است هوا، آب و یا سیال دیگری باشد. گرما میتواند برای زمانهایی که تابش خورشید وجود ندارد نیز ذخیره گردد. گرمای گرفته شده از سیکل خنککن خورشیدی به محیط اطراف منتقل میشود، این کار به وسیله هوای محیط یا آب خروجی از برج خنک کن خنک میشود.


تجهیزات سرمایش ممکن است اثر سرمایش را به طرق مختلف ایجاد کنند. یکی از روشها تولید آب سرد و فرستادن به سمت تجهیزاتی است که به وسیله ی آب سرد محیط را خنک میکنند (به کمک هواساز) و یا فنهای بادزن. همچنین میتوان هوا را به صورت مستقیم خنک کرد و به سمت فضای مورد تهویه فرستاد.
کالکتورهای خورشیدی قسمت مهمی از هر سیستم خورشیدی هستند که انرژی خورشیدی را به گرما در دمای مناسب تبدیل میکنند، که این گرما قدرت مورد نیاز برای سیکل سرمایش است. کالکتورها انواع مختلفی دارند که از صفحات تخت با دمای پایین تا صفحات پیچیده با دمای بسیار بالا را شامل میشوند. با افزایش تقاضا برای تهویه مطبوع در سالهای اخیر به خصوص در مناطق گرمسیر و مرطوب تقاضا برای مصرف انرژی زیاد شده است. از آنجایی که در فصل گرما تقاضا برای مصرف انرژی الکتریکی بسیار زیاد میشود در این فصل با قطعی جریان برق مواجه هستیم و تقاضای بیشتر برای انرژی الکتریکی با مشکل مواجه است. با استفاده از تکنولوژیهای جدید میتوان از انرژی خورشیدی در چنین مواقعی استفاده کرد.

شکل (1): نمای یک سیکل تهویه مطبوع خورشیدی
در این نوشتار سیکلهای جذبی خورشیدی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. ابتدا مطالعه مقدماتی و حرارتی سیستمهای جذبی متداول و سیستمهای جذبی خورشیدی مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به متغیر بودن میزان تابش خورشیدی در طول ماهها و ساعات مختلف فصول گرمایی، آنالیز حرارتی و ترمودینامیکی به صورت وابسته به زمان ( آنالیز دینامیکی) مورد تحلیل وبررسی قرار گرفته است. در مرحله بعد آرایش کامل سیستمهای جذبی خورشیدی از نظر موضوعات اگزرژی و قانون دوم مورد بررسی قرار گرفته تا به کمک آن تحلیل جامع ترمواکونومیک سیستم و بهینه سازی آن قابل بررسی باشد.
مرور تحقیقات انجام شده قبلیکارایی کلی سیکلهای جذبی در مورد اثر تبریدی در واحد انرژی ورودی ضعیف است. هرچند حرارت اتلافی مانند آنچه از وسایل برقی دفع میشود را میتوان برای به دست آوردن بهرهوری انرژی کلی بکار گرفت. سیستمهای آمونیاک/آب (NH3/H2O) به صورت گسترده درمواردی که دمای کمتر مورد نیاز است، بکار گرفته میشوند. هرچند، سیستمهای آب/ برمید لیتیم (H2O/LiBr) به صورت وسیع در مواردی که دمای معتدل مورد نیاز است، مورد استفاده قرار میگیرند (دستگاه تهویه هوا) و سیستم دوم نسبت به سیستم اول کارآمدتر است. مطالعات گوناگونی برای انتخاب سیال عامل مناسب اجرا شده است.در تحقیق Saravanan و Maiya [2] یک سیستم مبرد جذبی بخار بر پایه آب با چهار مخلوط دو دویی مورد آزمایش قرار گرفت. اختلاف کاراییهای گوناگون پارامترها برای ترکیبات سیالات عامل بر پایه آب مورد مقایسه قرار گرفت. در تحقیق Sun [3]خصوصیات ترمودینامیکی مخلوط های دودویی بر پایه آمونیاک (NH3-H2O,NH3-LiO2,NH3-NaSCN) داده شدو کارایی سیکلها مورد مقایسه قرار گرفت. Yoon و Kown [4] خصوصیت کارکردی سیال عامل جدید (H2O/LiBr + HO(CH2)3OH) را به عنوان جانشین H2O/LiBr ارائه کرد، و یک شبیه سازی سیکل برای بررسی طراحی بهینه و شرایط کارکردی سیستم جذبی هوای خنک شده انجام شد. Kayanaki و Yamanka--eniz [5] اثر مبدلهای حرارتی که برای احیاء انرژی حرارتی در ARS ها بکار میروند، را بر روی ضریب کارایی (COP) مورد بررسی قرار دادند. یک محلول آمونیاک-آب به عنوان یک جفت مبرد- جاذب در نظر گرفته شد. آنالیزهای ترمودینامیکی برروی سیستم انجام شد و خصوصیات ترمودینامیکی آمونیاک و محلول آمونیاک- آب ارائه گردید. Mos--vi و Agnew[6و7] اثر دمای محدود را بر روی واحدهای جذبی که در آنها لیتیم برماید – آب بکار میرفت، آزمودند. آثار دماهای ورودی آب خنک کننده، آب داغ و آب خنک بر روی ناحیه سطحی جاذب و خصوصیات جاذب به وسیله Atmaca و همکاران[8] مورد بررسی قرار گرفت.
Srikhirin و همکاران[9] یک پروژه - ریسرچمروری در مورد تکنولوژی مبردهای جذبی مانند مدلهای گوناگون ARS ها، تحقیقات انجام شده در مورد سیالات عامل و اصلاح فرآیندهای جذبی ارائه کردند. Kececiler و همکاران [10] یک مطالعه تجربی درمورد آنالیز ترمودینامیکی یک ARS بازگشت پذیر با استفاده از مخلوط آب و برمید لیتیم انجام داد. Joudi و Lafta [11] یک مدل شبیه سازی کامپیوتری حالت- ثابت برای پیش بینی کارایی یک ARS که در آن از لیتیم برماید – آب استفاده می شود، ارائه داد.
علاوه بر اینها، در مطالعات پارامتری Wijeysundera [12]اختلاف بیشترین ظرفیت خنک کنندگی، ضریب کارایی و راندمان قانون دوم یک نوع سیکل جذبی با متغیرهای کارکردی مورد بررسی قرار گرفتند. یک مطالعه مشابه به وسیله Chen [13] انجام شد که در آن نرخ انتروپی تولید و پارامترهای اولیه کارکردی یک سیکل مبرد جذبی مورد محاسبه قرار گرفت. . Kreider و Kreith [14]در 1981 یک سیستم تهویه هوای خورشیدی LiBr-H2O با دو تانک ذخیره آب داغ را معرفی کردند. فواید این سیستم آن است که گرمای جمعآوری شده به وسیله یک آرایه کالکتور داده شده، ممکن است به وسیله فاکتور 3/1 تا 5/1 افزایش یافته باشد. در همین زمان، COP فصلی ممکن است 15% افزایش یابد. Butz و همکاران[15]، یک شبیه سازی کامپیوتری را بر روی سیستم تهویه هوای خورشیدی LiBr-H2O انجام دادند که وابسته بودن بودن خروجی بر سطح کالکتور و طریقهای که در آن راندمان سالیانه سیستم با افزایش سطح کالکتور، کاهش مییابد، را نشان میدهد. Tsilingiris [16]نیز تئوری مدل میکروکامپیوتری مناسب برای پیش بینی کارایی و بررسی رفتار کارکردی نمونه ساده سیستم خنک کننده LiBr-H2O برای کاربردهای خانگی را گسترش داد. نتایج بدست آمده بهینه سازی طراحی و تخمین اقتصادی اولیه سیستم برای کارکرد تحت شرایط آب و هوایی محلی (یونان) را میسر ساخت. همچنین بیان شد که با قیمت حال حاضر سوختهای فسیلی، انرژی الکتریکی و اجزاء مکانیکی، کاربرد تهویه هوای خورشیدی بدون ترکیب با گرم کننده خورشیدی، اقتصادی و کم حاشیه است. Muneer و Uppal[17] مدل شبیهسازی عددی جزئی برای چیلرهای جذبی خورشیدی در دسترس از لحاظ تجاری، ارائه کردند. نتایج نشان داد حجم ذخیره به سطح کالکتور دارای که یک نسبت بهینه است. همچنین، با سطح کالکتورهای نسبتاً کوچک، کسر بالایی انرژی خورشیدی میتوان بدست آورد حتی اگر کالکتورها از نوع ارزان قیمت باشند. نکته جالب این بود که سیستم در شرایط بار طراحی شده با دمای ژنراتور کمتر از ℃80 کار میکند با توجه به این حقیقت که در شرایط خشک Sahara دمای خیلی پایین آب خنک کننده در دسترس است. هدف از این پروژه - ریسرچارائه فواید سیستم ذخیره سازی طبقهبندی شده زمانی که برای یک سیستم جذبی تعریف میشود، میباشد. بنابراین، یک مدل شبیهسازی عددی جزئی برای چنین سیستم خنک کننده جذبی اصلاح شده ارائه میشود و نتایج نشان میدهد که با تانک ذخیره طبقهبندی شده، اثر خنک کنندگی خیلی زودتر از سیستمهای جذبی سنتی با تانک ذخیره یکتا، میتواند آزاد شود.
Misra و همکاران [18و19] روش میانگین هزینهها را برای بهینهسازی سیستم مبرد جذبی لیتیم برماید- آب به کار بردند. این روش شامل آنالیزهای اگزرژی جزئی به همراه میانگین هزینه در واحد اگزرژی همه جریانهای داخلی و محصولات ظاهر شده در سیستم ترمواکونومیک مورد نظر است. Sahin و Kodal [20] و Kodal و همکاران[21] آنالیز کارایی را با استفاده از ترمواکونومیک زمان محدود بر اساس تابع هدف ترمودینامیک برای مبردهای جذبی و پمپهای حرارتی انجام دادند. Sahoo و همکاران [22] در باره حداقل کردن کارکرد کلی و هزینه استهلاک سیستم مبرد جذبی آمونیاک-آب مطالعاتی انجام دادند. Accadia و Vanoli[23] از روش ساختاری برای بهینه سازی ترمواکونومیک کندانسور پمپ حرارتی متراکم کننده بخار استفاده کردند. Al-Otaibi و همکاران[24] بهینه سازی ترمواکونومیک سیستم مبرد متراکم کننده بخار با استفاده از قانون اول ترمودینامیک و آنالیز هزینه سیستم را مورد مطالعه قرار دادند. Accadia و Rossi [25]کاربرد تئوری ترمواکونومیک برای بهینه سازی اقتصادی دستگاه مبرد مرسوم با هدف حداقل کردن کارکرد کلی و هزینه استهلاک را بررسی کردند. Valdes و همکاران [26]راه ممکنی برای بدست آوردن بهینه سازی ترمواکونومیک سیکل ترکیبی دستگاه توربین گازی نشان دادند. بهینه سازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام شد.
فصل یکم-تکنولوژی چیلر های جذبی مقدمه:در عمل تفاوت چندانی بین تجهیزات پمپ حرارتی و ماشین گرمایی وجود ندارد. سیکلهایی که با دفع و جذب حرارت از دو منبع سرد و گرم به تولید کار میپردازند (ماشین گرمایی) دارای کار خروجی قابل مشاهده میباشند و کار آنها به طور مستقیم برای راه اندازی بخشهای دیگر مورد استفاده قرار میگیرد.
در پی بحران انرژی در دهه 1970، تحولات بزرگی در استفاده از انرژی خورشیدی روی داد بهطوری که طی چند سال شاهد افزایش تقاضا برای بهکارگیری انرژی خورشیدی برای راه اندازی سیستمهای موتورگرمایی و پمپ حرارتی بودهایم. موتور گرمایی که میتواند در سیکل استرلینگ یا رانکین به کار گرفته شود، از یک سیال عامل بهره می گیرد. پمپ حرارتی از کمپرسورهای بخار موسوم به تجهیزات سرمایشی کمک میگیرد، هرچند بسیاری از تلاشها در حد کاربرد در مصارف آزمایشگاهی بوده است.
آزمایشها نشان داده است که سیستم سیکل بسته برای سیستمهای خورشیدی بر پایه سیکل جذبی مناسب تر است، که در نهایت تقابل بین دو قسمت ماشین از بین میرود. سیستمهای جذبی دارای مزایای زیر میباشند :
در گسترهی وسیعی از دمای چشمه (منبع حرارتی گرم) و چاه (منبع حرارتی سرد) کار میکنند،
قادرند برای افزایش COP تا چند مرحله دمای چشمه را افزایش دهند،
به دلیل نداشتن تجهیزات متحرک زیاد، دارای سر و صدای کمی هستند،
سیال عامل آنها از لحاظ زیست محیطی مناسب است و به ویژه قابلیت عملکرد در فاز خورشیدی به عنوان پشتیبانی حرارتی را دارا میباشد.
علاوه بر این، سیستمهای جذبی قادرند به عنوان تجهیزات سرمایش در سیستمهای خورشیدی به کار گرفته شوند. استفاده و کابرد سیکلهای جذبی از زمان اختراعشان در قرن نوزدهم بر اساس قیمت نسبی سوخت و الکتریسیته و بهبود در تکنولوژی تراکم مکانیکی و جذب ، متغاوت بوده است.
1-1اصول اولیه ترمودینامیکیبا توجه به گزینههای مختلف که برای سیستم پمپ حرارتی به کار گرفته در سیستم خورشیدی وجود دارد، ابتدا باید به اصول ترمودینامیکی تجهیزات سرمایش پمپ حرارتی پرداخته شود. نوعاً سیستم مذکور بین دمای منبع حرارتی در سه سطح دمایی کار میکند: دمای پایین فضای سرمایش یا فضای مورد تهویه، دمای بالای فراهم شده توسط انرژی خورشیدی، که دمای میانی سرد و گرم است و در واقع دمای محیط است که به عنوان چاه حرارتی مورد استفاده قرار میگیرد (شکل 1-1‌).
همان طور که در شکل 1-1 نشان داده شده است تجهیزات سرمایش میتوانند در غالب عبارات ترمودینامیکی به صورت تلفیقی از پمپ حرارتی و موتور گرمایی تشریح شوند. موتور گرمایی حرارت را در دمای از منبع گرم (انرژی خورشیدی) دریافت و به چاه حرارتی در دمای (محیط) انتقال میدهد و کار مکانیکی w را ایجاد مینماید. با توجه به قانون دوم ترمودینامیک میدانیم اگر سیکل تحت شرایط بازگشت پذیر طبق الگوی سیکل کارنو کار کند، بهترین کارآیی را خواهد داشت. تحت چنین شرایط بهینهای، ضریب کلی عملکرد سیستم (COP) سرمایش عبارت است از :
(1-1)
همان طور که در معادلهی 1-1 مشاهده میشود ضریب عملکرد سیستم سرمایش وابستگی زیادی به دمای عملکرد سیستم دارد که به طور قطع افزایش دمای موجب افزایش کارآیی سیستم میگردد.[27] بنابراین نوع کالکتور به کار گرفته شده در سیستم خورشیدی تأثیر مستقیم روی COP دارد و در واقع عامل محدود کننده (کنترل کننده) COP است.
با استفاده از کالکتورهای صفحه تخت معمولی، گرمای بهدست آمده در دمایی نه چندان بالا حاصل خواهد شد. کالکتورهای متمرکزکننده دمای بالاتری را فراهم میآورند ولی دارای قیمت بالاتری هستند و هم پیچیدگی و مشکلات بیشتری به سبب نیاز به تعقیب مسیر خورشید دارند. نتیجه گیری دیگری که از رابطه 1-1 میتوان کرد این است که می توان کارآیی (COP) را با کاهش دمای (چاه حرارتی، محیط) افزایش داد. با توجه به این نکته میتوان نتیجه گیری کرد که سرمایش با آب نسبت به هوا دارای مزیت است[27].

شکل 1-1 شرح ترمودینامیکی سیستم سرمایش[27]1-2 سیکل سرمایش جذبیبه طور کلی عملکرد سیستمهای جذبی مشابه سیستمهای تراکمی بوده ولی وابستگی شیمیایی ماده جاذب به مبرد سبب به وجود آمدن اثر سرمایش خواهد شد. این سیکل با در نظر گرفتن عملکرد 4 جزء اصلی آن یعنی جاذب، ژنراتور، میعان کننده یا کندانسور و تبخیر کننده به خوبی درک خواهد شد. شکل 1-2 شماتیکی از یک سیستم تبرید جذبی را در ساده ترین حالت (تک اثره ) نمایش میدهد. روش کار چیلر جذبی تک اثره به طور جامع در مراجع معرفی شده آورده شده است ولی به طور مختصر در اینجا اشاره میشود. مایع مبرد در فشار و دمای بالا در شکل 1-2 وارد کندانسور شده و با ازدست دادن حرارت خود به مایع تبدیل می شود. به جز سیستمهای کاملاً کوچک، در سایر موارد از کندانسورهای خنک شونده با آب استفاده میشود. سپس مایع مبرد داغ از طریق یک اوریفیس منبسط و وارد اواپراتور میشود. این مایع که در دما و فشار بسیار کمی قرار دارد در آنجا تبخیر شده و حرارت خود را از محیطی که قرار است سرد شود دریافت میکند. سپس بخار خروجی از از اواپراتور در همان فشار پایین وارد قسمت جاذب شده و جذب محلول LiBr غلیظ میشود. فرآیند جذب، به علت قابلیت مولکولی مابین مبردو ماده جاذب امکانپذیر بوده و گرمای ناشی از این عمل به مجموعه دسته لوله جاذب که از آب یک برج خنک کن یا هر سیستم دور ریزش حرارتی قابل تأمین است، انتقال مییابد. معمولاً این سیستم با سیتم دور ریزش حرارتی در کندانسور یکی خواهد شد. سپس محلول به وسیله یک پمپ با عبور از یک مبدل حرارتی تماس مستقیم) و به منظور بالا بردن دمای مخلوط و افزایش راندمان، با صرف کمی کار وارد ژنراتور میشود.

3486159144000شکل 1-2 تشریح شماتیکی چیلر جذبی تک مرحله ای[28]شکل 1-3نمایش یک سیکل جذبی تک اثره در سطوح مختلف دمایی و فشاردر این قسمت با صرف میزان کمی انرژی حرارتی، ماده جاذب از مبرد با افزایش حرارت مخلوط و به علت تفاوت در نقطه جوش جدا و ماده مبرد به سمت کندانسور و محلول غلیظ ماده جاذب به سمت مبدل حرارتی رفته و در آنجا خنک و به جذب کننده برگشته و سیکل کامل میشود.
همانطور که آشکار است سیستم بین دو سطح فشار کار می کند و با سه منبع حرارتی مختلف تبادل حرارت دارد(شکل 1-3) : دمای پایین در اواپراتور ، دمای متوسط در کندانسور و جاذب و دمای بالا در ژنراتور . همانطور که از بحث قبل مشاهده شد یک سیستم جاذب با دو سیال (مبرد و جاذب) کار میکند، در حالی که در سیکلهای تراکمی از یک سیال استفاده میشود.
1-3 تکنولوژی چیلر های جذبی:تقسیم بندی
اولین اساس برای تقسیم بندی سیستمهای جذبی نوع سیال عامل به کار رفته در آنها است. زوج لیتیم برماید – آب و زوج آب و آمونیاک (NH3-H2O) معمولترین سیالهای رایج در سیستمهای تبرید جذبی هستند. در زوج آب- لیتیم برماید، آب به عنوان ماده مبرد و نمک لیتیم برماید به عنوان ماده جاذب و در زوج آب آمونیاک، آب ماده جاذب و آمونیاک ماده مبرد است. اکثر واحدهای سرمایش جذبی تجاری و با ظرفیتهای بالا از سیال عامل آب - لیتیم برماید استفاده میکنند. این در حالیست که سیستمهای آب- آمونیاک نیاز به دماهای بالاتری در سطوح انتقال حرارت مربوطه دارند و نیز عملکرد آنها نسبتاً پایین است در حالیکه دماهای پایین تر از نقطه انجماد را میتوان در آنان ایجاد نمود (در این حالت آب نقش جاذب را دارد). بنابراین برای کاربردهای تبریدی مورد استفاده قرار میگیرد، در صورتی که سیستم تشریح شده با سیال آب و لیتیم برماید برای مصارف تهویه به کار میروند. سیالات دیگری نیز در سیستمهای جذبی وجود دارند که اخیراً محققان از آنها برای سیستمهای جذبی خورشیدی استفاده میکنند. از این موارد میتوان به زوجهای NH3-CACL2و NH3-SRCL2 و سهگانههایی از قبیل NAOH-KOH-CSOH نام برد.[1]
سیستمهای جذبی عادی را همچنین میتوان بر اساس منبع حرارتی در ژنراتورهای آنها تقسیمبندی نمود[28]:
- واحدهای اشتعالی مستقیم که حرارت را به طور مستقیم از طریق اشتعال گاز طبیعی یا هرگونه سوخت فسیلی توسط مشعل تأمین میکنند،
- واحدهای اشتعالی غیر مستقیمکه حرارت را از طریق بخار آب تأمین می کنند،
- واحد های استفاده کننده از گاز خروجی دیگر واحدها (مانند خروجی توربین گاز) یا واحدهای بازیابی حرارت،.
-کالکتورهای خورشیدی.
در نهایت مشخصات غالب سیستمهای جذبی که هم اکنون مورد استفاده قرار میگیرند عبارتند از[28]:
5429250شکل 1-4نمای جانبی و شماتیک یک چیلر جذبی تک اثره[28]
- ساده بودن طراحی بدون وجود اجزاء متحرک و کارکرد در دماها و فشار های نسبتا پایین،
- نیاز به انرژی الکتریکی کم،
- نرخ بالای دور رریزش حرارتی به منبع بالای گرمایی که نسبت به سیستم های تراکمی نیازمند برج های خنک کن با ظرفیت بالا و انرژی زیاد فن و پمپ میباشد،
-اندازه و وزن نسبتا زیاد این تجهیزات،
-استفاده این سیستمها از سیالات عامل بی خطر و بدون تأثیرات گرمایشی زمین و بیخطر برای لایه اوزون.
1-3-1 سیکل های جذبی یک یا چند اثره با سیال عامل لیتیم برماید:
سیکل نمایش داده شده در شکلهای 1-3و1-4 سیکل یک مرحلهای یا تکاثره نامیده میشود. میزان دمای لازمه برای ژنراتور این گونه چیلرها در حدود 93 تا 132 درجه سانتیگراد میباشد و بخار آب به کار رفته در ژنراتور این تجهیزات میبایست دارای فشار 6/1 تا 2 بار باشد. [28]چنانچه دمای کاری چیلر کمتر از مقدار حداقل فوق باشد، راندمان سیکل به شدت کاهش خواهد یافت. اگرچه مطابق با استانداردهای امروزی سیستمهای یک مرحلهای از لحاظ حرارتی ناکارآمد هستند، اما زمانیکه قیمت بخار ارزان بوده و یا در حالتیکه در خروجی تجهیزات دیگر به صورت بازیابی حرارتی به کار گرفته شود، کارا و مفید هستند. ولی به طور کلی در بهترین حالت ضریب عملکرد این تجهیزات به میزان حدود 7/0 تا 8/0نمیرسد. اشکال1-4 تا 1-6 بیانگر شکل تجاری این گونه سیستمها میباشند. در فصل 2 جزییات ترمودینامیکی بیشتری از این سیکلها در آرایش خورشیدی آنان بیان خواهند شد.
سیستمهای جاذب تک اثره خورشیدی با COP محدود 7/0تا8/0کار می کنند. سیستمهای یک مرحلهای برای حصول دماهای بالاتر از 100در جه سانتیگراد مناسب نمیباشند، علاوه بر آن بر خلاف سایر سیکلهای پمپ حرارتی ، در اثر افزایش بیش از حد دمای ژنراتور میزان ضریب عملکرد سیکل، به علت افزایش در تلفات مخلوط شدن وگردش جریان ، به شدت کاهش خواهد یافت. به همین علت برای غلبه بر این مشکل و افزایش ظرفیت و راندمان سیکل و بهره گیری از منابع گرمایی با دمای بالا، سیستم جذبی (بخش جذب) را می توان با استفاده از مراحل بیشتر تبدیل نمود.

9144000شکل1-5 برشی از یک چیلر جذبی تک اثره تجاری[28]
تفاوت مابین سیکل یک اثره و چند اثره استفاده از گرمای دفع شده در کندا نسور در ژنراتور میباشد، در نتیجه بدون به کارگیری منابع جدید حرارتی خورشید سرمایش تولیدی را میتوان 2 تا 3 برابر افزایش داد. برای این سیستمها دمای کاری ژنراتور در حدود 188 درجه سانتیگراد و فشار کاری آنان 9/8 بار است. میزان ضریب عملکرد آنها نیز در حدود 22/1 تا 19/1 است. سیستمهای جذبی دو اثره از نظر نوع جریان مابین مبدلهای حرارتی آنها به سه دسته تقسیم میشوند: جریان موازی، جریان سری و جریان معکوس. در حالت جریان سری، محلول ضعیف لیتیم برماید در طول مبدلهای حرارتی دما پایین و دما بالا قبل از وارد شدن به ژنراتور اصلی به صورت سری باهم جریان مییابد. در حالت جریان موازی، محلول ضعیف بعد از خارج شدن از مبدل حرارتی اولیه، دو قسمت شده که یکی به مبدل حرارتی جریان بالا و دیگری به ژنراتور ثانویه میرود. در حالت جریان معکوس، محلول ضعیف توسط بخار ژنراتور اصلی قبل از ورود به ژنراتور دوم گرم میشود. [28]
771525330136500

شکل1-6نمایی از دو چیلر جذبی تک اثره متفاوت[28]
در شکل 1-7 نمایی از سیستم جذبی دو اثره نمایش داده شده است که در آن یک سیستم جذبی با سیال آب – لیتیم برماید و دو ژنراتور و یک کندانسور و با به کار گیری یک جاذب و اواپراتور کار میکند. در شکل 1-9 نیز نوع دیگری از این سیستم ارائه شده است.

شکل1-7نمایی از فلودیاگرام سیکل جذبی چند مرحله ای[28]

شکل1-8 برشی از یک سیکل جذبی چند مرحله ای تجاری[28]
این سیستم همانند سیستم ارائه شده در شکل (1-3) است با این تفاوت که کندانسور ، ژنراتور ، مبدل و شیر فشارشکن به آن اضافه شدهاند. در عملکرد این سیستم 3سطح فشار و 4سطح دمایی وجود دارد، محلول رقیق جاذب را ترک می کند و به داخل دو ژنراتور که به صورت سری اند جریان یافته و در دو مرحله عمل جدا سازی در ژنراتور صورت میگیرد. در ژنراتور دما پایین سطح حرارتی پایینتری مورد استفاده قرار میگیرد که این حرارت از کندانسور تأمین میشود.

شکل 1-9 نمایش یک سیکل جذبی چند اثره خورشیدی در سطوح مختلف دمایی و فشار[27]
در سیستمهای چند اثره، خروجی کندانسورها در فشارشکن منبسط شده و این در حالی است که در سیستمهای تک اثره از یک کندانسور استفاده میشود، لذا این سیستمها را سیستمهای تبرید دو اثره می نامند. همین قوانین را می توان با به کارگیری 3ژنراتور و 3 کندانسور در سیستمی موسوم به سیستم جذبی سه اثره مورد استفاده قرار داد و این در حالی است که حرارت منبع گرمایی به اندازه کافی باشد. در این سیستم ها نیز که نمونهای از فلو دیاگرام آنان در شکل (1-12) توضیح داده شده است، بازده حرارتی سیستم در حدود %50افزایش یافته و به مقادیر ضریب عملکرد در حدود 4/1نیز دست مییابند. همچنین ظرفیت برج خنک کن و میزان آب آرایشی برای این سیکلها نیز به علت نیازمندیهای کمتر انرژی ورودی سیستم، کاهش مییابند.[28]
یک نوع طراحی که همچنان در حال توسعه میباشد، شامل دوآبشار چیلر تک مرحلهای که یکی در دمای سابق و دیگری در دمای بالاتری کار میکند، میباشد. همانطور که قبلاً گفته شد سیستمهای تبرید جذبی غالباً سیستمهای تبرید جذبی تک اثره با دمای ژنراتور نسبتاً پایین میباشند. با توسعه سیستمهای تبرید جذبی گاز سوز خصوصاً در آمریکا و ژاپن، سیستمهای تبرید با COP بالا در دسترس قرار گرفته است. همچنین سیستمهای جذبی دو اثره با COP 1-2/1 و نیز سه اثره با COP 7/1 در بازار موجود است. این سیستمها را میتوان برای تبرید جذبی خورشیدی به شرط فراهم شدن حرارت لازم به کار گرفت.

شکل1-10نمایی از چیلر جذبی 2 مرحله ای تجاری[28]

شکل 1-11 ضریب عملکرد به عنوان تابعی از دمای تأمین شده در سیکل تبرید یک، دو و سه
مرحله ای[28]

شکل 1-12 نمایی از فلودیاگرام یک چیلر جذبی 3 مرحله ای [28]
شکل 1-11 COP را بر حسب دمای تأمین شده خورشیدی در ژنراتور برای سیستمهای تبرید جذبی یک، دو، سه اثره با اجزای یکسان نشان میدهد. آب سرد ورودی در 30 درجه وارد و در 7 درجه خارج می شود. همچنین در این شکل عملکرد یک سیستم که در یک سیکل کارنو کار میکند برای مقایسه ارائه شده است، آشکار است که برای سیستم چنانچه درجه حرارت ژنراتور تأمین شده کمتر از این دمای حداقل باشد، سیستم قادر به کارکردن نمیباشد.[28]
1-3-2 سیستمهای جذبی آب-آمونیاک
این گونه سیستم-ها در کابردهای سرمایشی و تهویه مطبوع برای منازل مسکونی و تجاری مورد استفاده قرار نگرفته و بیشتر برای موارد سرمایشی و تبریدی در درجه حرارتهای بسیار پایین ودر ظرفیتهای محدود مورد استفاده قرار میگیرند. یکی از موارد اصلی تحقیق و توسعه سیستمهای جذبی در حال حاضر استفاده از این گونه چیلرها در مدلهایی که دارای ظرفیت بالاتر و بازدهی حرارتی بهتری هستند ، می باشد.
همانطور که در بالا توضیح داده شد، در چیلرهای جذبی آب-آمونیاک، آب به عنوان ماده جاذب و آمونیاک به عنوان مبرد عمل می کند. در این گونه سیکل ها باز تولید محلول غلیظ ماده جاذب توسط فرآیند تقطیر جزئی در بالای ژنراتور صورت میگیرد(به علت طبیعت فیزیکی و شیمیایی آب وآمونیاک)همچنین در این آرایش یک نوع مبدل حرارتی برای ماده مبرد که پیش خنک کن نامیده می شود در بالای اواپراتور قرار داده شده تا از این طریق میزانی از گرمای جذب کننده را نیز قبل از تبخیر کسب کند و راندمان سیکل افزایش یابد.

شکل 1-13 فلودیگرام سیکل جذبی آب-آمونیاک[28]

شکل1-14دو چیلر مونتاژ شده 25 تنی مستقیم اشتعالی و هوا خنک شونده آب-آمونیاک [28]
در حال حاضر سیستمهای دو یا چند مرحلهای لیتیم برماید-آب ضرایب عملکرد بالاتری را نسبت به این گونه سیستم ها نشان میدهند. اما سیستمهای لیتیم برماید-آب نیز دارای محدودیت هایی میباشند. یکی از بزرگترین محدودیتهای سیستمهای لیتیم برماید آب که در همین فصل به آن اشاره خواهد شد، عدم توانایی عملکرد این چیلرها در کارکرد در دماهای پایین اواپراتور (دماهای زیر 4/4 درجه سانتیگراد)میباشد [28].در سیستمهای جذبی آب- آمونیاک این مشکل وجود نداشته و می توانند به طور نا محدودی در درجه حرارت های بسیار پایین اواپراتور عمل و از این لحاظ با سیستم های تراکمی چه از نظر قیمت و چه از نظر راندمان قابل رقابت هستند. این امر کاربرد این سیتم ها را در موارد سرمایشهای فرآیندی و صنعتی و به عنوان مثال ذخیره سازی یخ مناسب می سازد.
سیستمهای آب-آمونیک همچنین قادرند تا در فشار های کندانسور در حدود 1/20بار و فشار های اواپراتور در حدود 8/4 بار کار کرده و نیاز به قطر مخزن تحت فشار پایین 6 اینچ می باشند. در این چیلرها پمپ لازمه برای بالا بردن فشار محلول ضعیف، میبایست از نوع جابجایی مثبت باشد.همچنین با توجه به فشار بالای کندانسور میتوان در این سیتم ها از خنک کاری هوایی به جای خنک کاری تبخیری یا توسط برج خنک کن ،استفاده نمود که از این منظر از هزینه های کلی تجهیزات،تعمیرات و پیچیدگی سیستم های تبخیری اجتناب می شود.در شکل 1-13 نمونه ای از فلو دیاگرام اینگونه سیستم ها نمایش داده شده است.در شکل 1-14 نیز مونتاژ یک مدل چیلر جذبی آب-آمونیاکی با خنک کاری هوایی نشان داده شده است.
1- 4 بلورینگی
بلورینگی یا تشکیل ذرات جامد، در سیستم های جذبی لیتیم برماید-آب یک مسأله نگران کننده تاریخی در زمینه عملکرد این سیستمها می باشد. چنانچه دمای محلول کاهش یابد، میزان غلظت مجاز حداکثر نیز کاهش و ذرات جامد شروع و تشکیل و مسیر سیال در سیستمهای لوله کشی چیلر بسته شده و عملکرد دستگاه متوقف خواهد شد. یکی از مکانهایی در سیکل که بیشترین امکان را برای این امر دارد، خروجی مبدل حرارتی مابین ژنراتور و جذب کننده و قبل از جذب کننده است. در این حالت گرم کردن مسیر لوله به منظور ذوب ذرات جامد و روان نمودن حرکت محلول امری اجتناب ناپذیر خواهد بود. بلورینگی میتواند از عواملی مانند درجه حرارت بسیار پایین آب مایع در کندانسور یا عوامل دیگری مانند عیوب توانی و یا نشتی هوا به سیستم و یا عملکرد در بار بسیار پایین چیلر به وجودآید.
معمولا دمای آب کندانسور به حداقل درجه حرارت 13 تا 16 درجه سانتیگراد محدود و این امر توسط یک شیر کنار گذرتامین خواهد شد. همچنین در اغلب طرحها یک لوله جریان مازادکه سبب گرمایش مسیر سیال از ژنراتور به جذب کننده شده و امکان رفع بلورینگی و توقف حرکت سیال را در هر کجای سیکل با اعمال حرارت به وجود میآورد، تعبیه میشود. [28]
یکی از موارد مهم توسعه و تحقیق در تجهیزات جذبی، امکان استفاده از طرحهای متفاوت جریان سیال در سیکل است که امکان عملکرد در بارهای پایین با درجه حرارت و غلظت های پایین محلول را به وجود آورده و در عین حال امکان بلورینگی نیز از بین برود. تحقیق در این زمینه جهت استفاده از تجهیزات کنترلی پیشرفته جهت این مشکل و امکان پذیر کردن استفاده ازآنان در مدلهای تجاری توجه محققان را به خود معطوف ساخته است.
فصل دوم-تکنولوژی چیلرهای جذبی خورشیدی
مقدمهدر فصل قبل به اجزاء جذبی و حرارتی سیستم های جذبی خورشیدی اشاره شد. در این فصل به معرفی کامل این سیستم ها و تلفیق اجزاء فوق میپردازیم. همانطور که اشاره شد در سیستمهای جذبی خورشیدی حرارت لازمه در ژنراتور توسط کالکتورهای خورشیدی تأمین میشود. اما کنار هم قرار دادن اجزاء جذبی و حرارتی مستلزم تکنولوژی مجزا و متفاوت از سیستم های جذبی معمولی است. در این فصل به مهمترین تکنولوژیها و مزایا و معایب این سیستم ها اشاره می شود.
در سه دهه گذشته پروژههای بسیاری با استفاده از انرژی خورشیدی برای سیستمهای تبرید جذبی خصوصاً با سیال آب-لیتیم برماید (در سیستم جذبی تک اثره) مورد بهره برداری قرار گرفتهاند. سیستمهای اولیه مورد استفاده در اصل برای سوختهای فسیلی طراحی شده بودند. به همین دلیل، بسیاری از تجهیزات از کارآیی بالایی برخوردار نبودند (به علت کم بودن دمای ژنراتور در سیستم خورشدی نسبت به استفاده از سوخت فسیلی). پس از آن تلاشهای بسیاری جهت اصلاح سیستم فوق و بهره گیری از حرارت انرژی خورشیدی انجام گرفت.
با وجود پتانسیل بسیار بالای بازار برای چیلرهای جذبی خورشیدی، سیستمهای خورشیدی موجود به علت قیمتهای اولیه کلی بالای اجزاء آن با سایر سیستمهای راننده جذبی مانند الکتریسیته و گاز طبیعی قابل رقابت نیستند. سیستمهای برودتی خورشیدی متفاوتی همانند سیستم های جذبی بخار–مایع(سیکل بسته)،سیستم های جذبی بخار-جامد(سیکل باز) و سیستمهای تراکمی عادی و فوتو ولتیک توسط محققان مورد آزمایش قرار گرفته اند که بسیاری از آنان به مرحله تجاری و تولید عمده نرسیده اند. [29]
مهمترین مشکل سیستمهای برودتی خورشیدی، وابستگی شدید آنها به پارامترهای محیطی مانند دمای آب خنککن، دمای هوا، میزان تشعشع محلی خورشیدی، سرعت باد و ...است. به عبارتی دیگر، راندمان تبدیل انرژتیک آنان پایین و از منظر اقتصادی قابل قیاس با سیستمهای قدیمی نیستند.
همانطور که در قسمتهای قبل اشاره شد، معمولاً سیستمهای برودتی خورشیدی را بر اساس تفاوت در تکنولوژی های مورد استفاده در دو بخش حرارتی و جذبی آنان تقسیم بندی میکنند. حال در این قسمت نیز به طور خلاصه به بیان کلی تقسیم بندی هر دو جزء سیستم که توسط Best and Ortega [29]در سال 1998 ایجاد شد میپردازیم:
انواع اجزاء حرارتی در سیستمهای جذبی خورشیدی عبارتند از:
کالکتور های تخت،
کالکتور های لوله ای غیر متمرکز،
کالکتور های ایستگاهی به صورت فشرده و بدون شکل،
کالکتور های فشرده بشقابی،
کالکتور های فشرده با زوم خطی،
استخر های خورشیدی،
سیستمهای فوتوولتیک و ترمو الکتریک.
انواع اجزاء جذبی در سیستمهای جذبی خورشیدی عبارتند از:
سیستمهای جذبی مداوم از نوع سیکل بسته،
سیستمهای جذبی متناوب از نوع سیکل بسته،
سیستمهای جذبی جامد-گاز(سیکل باز)،
سیستمهای تصعیدی.
تحقیقات اخیر اغلب به علت طبیعت تناوبی تابش خورشید در طول روز بر توسعه سیستمهای جذبی خورشیدی متناوب معطوف گشتهاند. اما برای سیستمهای دائمی به علت توسعه دانش در طی سالیان دراز در بهبود راندمان و ضریب عملکرد بالای آنها در طی این تحقیقات، نتایج مفیدی حاصل شده و تقریباً به طورکامل برای مصارف تهویه مطبوعی سازگار گشتهاند.
همانطور که در قسمت قبلی اشاره شد، یک نوع بسیار مهم تقسیم بندی سیستمهای جذبی بر اساس نوع سیال عامل آنها است. در سیستمهای جذبی خورشیدی نیز فاکتور سیال عامل امری مهم در بررسی این گونه سیستمها میباشد. WilburوMitchell [30]در سال 1975ضرایب عملکرد سیستمهای جذبی را با سیالات عامل متفاوت مقایسه نمودند. بر اساس دلایل و تفاوتهای مابین سیستمهای لیتیم برماید-آب وآمونیاک-آب و معایب و مزایای آنها و به طور خلاصه بر اساس دلایل زیر که در قسمت قبل نیز به آن اشاره شد، از سیال عامل لیتیم برماید-آب در سیستمهای جذبی خورشیدی استفاده میشود. هر چند که به دلیل مشکل تشکیل کریستال در سیکلهای لیتیم برماید-آب امروزه بیشترین تلاش محققان در توسعه این گونه تجهیزات بر استفاده از سیالات عامل دیگر معطوف گشته است:
ضریب عملکرد سیستمهای جذبی لیتیم برماید-آب از سیستمهای با سیالات عامل آب-آمونیاک بالاتر است. به طور کلی این سیستمها به میزان 10 تا 15 درصد از نظر جزء خورشیدی نسبت به سیستمهای آب- لیتیم برماید عملکرد پایینتری دارند. [31]
سیستمهای آب- آمونیاک نیازمند دمای ورودی ژنراتور بالاتری هستند. این میزان برای سیستمهای لیتیم برماید- آب در حدود 70 تا 80 درجه سانتیگراد (نوع تک مرحلهای)بوده در حالیکه برای این سیستمهای آب- آمونیاک در حدود 90 تا 108 درجه سانتیگراد است. چنانچه این سیستمها با کالکتورهای نوع تخت کار کنند، دارای ضریب عملکرد بسیار پایینی میباشند.
سیستمهای آب-آمونیاک نیازمند فشار بالاتری در ژنراتور بوده و در نتیجه نیازمند توان الکتریکی بالای پمپ میباشند.
به علت وجود سیستم تفکیک تقطیری در ژنراتور، سیکلهای جذبی آب-آمونیاک نیازمند تجهیزات بیشتر و پیچیدهتری هستند(مانندبرج تفکیکگر و یکسوساز).
به علت طبیعت خطرناک آمونیاک، در کاربردهای خانگی و تجاری دارای محدودیت استفاده هستند.
در مطالب بالا به ساختار کلی و نوع سیال عامل سیستمهای جذبی خورشیدی متدوال پرداخته شد. حال در قسمت بعد به بیان انواع این سیستمها میپردازیم. به طور کلی در اغلب این سیستمها از کالکتورهای مسطح یا لولهای خلاء استفاده میشود. انواع سیستمهای جذبی خورشیدی از نوع سیکل بسته عبارتند از:
چیلرهای جذبی خورشیدی تک مرحلهای،
چیلرهای جذبی خورشیدی تک مرحله ای با تانک ذخیره مبرد،
چیلرهای جذبی خورشیدی تک مرحله ای با تانک ذخیره آب داغ،
چیلرهای جذبی خورشیدی دو اثره،
چیلرهای جذبی خورشیدی دو مرحلهای،
چیلرهای جذبی خورشیدی دو سیکلی.
2-1 چیلرهای جذبی خورشیدی تک مرحله ایشکل 2-1 بیانگر پایه بسیاری از تحقیقات و آزمایشات در 3 دهه اخیر در مورد سیستمهای جذبی خورشیدی است. همانطور که ملاحظه میشود، آب گرم شده توسط کالکتورهای خورشیدی توسط یک پمپ سیرکولاسیون در یک تانک ذخیره و به سوی سیستم متداول قبلی که در قسمت قبلی توضیح داده شد، میرود. از انرژی این آب داغ برای تأمین انرژی ژنراتور استفاده می شود. بقیه مراحل سیکل همانند سیکل متداول قبلی است. برای سادگی از اجزاء داخلی چیلر جذبی صرفنظر شده است. همانطور که مشاهده میشود، برای دور ریزش حرارتی از یک برج خنک کن استفاده شده است که آب آن توسط یک پمپ سیرکولاسیون ابتدا وارد جذب کننده و سپس رهسپار کندانسور میشود.علت این امر آن است که درجه حرارت جذب کننده تأثیر بسیار بیشتری را نسبت به درجه حرارت کندانسور بر روی ضریب عملکرد سیستم میگذارد
اولین ژنراتور تجاری برای مصارف تهویه مطبوع و کاربردهای خورشیدی بر مبنای مبدل مشابه سوخت گازی ساخته شد. این واحد در بین مهندسانی که در زمینه سرمایش خورشیدی کار میکنند شهرت زیادی دارد و در پروژههای تجربی بیشماری مورد استفاده قرار گرفته است. قیمت آن برای واحدهای کوچک کمی بالاست. دیری نگذشت که تولید کنندههای دیگری چیلرهای جذبی با سیال آب و لیتیم برماید را با قابلیت به کارگیری در سیستمهای خورشیدی روانه بازار کردند.

شکل2-1 نمایش شماتیک سیستم های اولیه جذبی با کمک انرژی خورشیدی[32]
2-1-1 هیترهای های کمکیدر طراحی سیستمهای تبرید جذبی خورشیدی دو مسأله مهم وجود دارد که آن را از سیستمهای تبرید با سوخت فسیلی رایج متمایز میسازد، نخست آن که تبادل حرارت ژنراتور در این واحدها با دمای پایین صورت میگیرد که این معمولاً پایینتر از 100 درجه سانتیگراد میباشد، زیرا که دماهای قابل دسترسی در کالکتورهای تخت محدود به 100 درجه سانتیگراد (حداکثر) میباشد و دوم اینکه نیاز به یک سیستم پشتیبان است که در زمان کاهش انرژی گرفته شده از خورشید جبران انرژی ورودی به سیستم برای سرمایش را انجام دهد. برای مشکل اول طراحی ژنراتور بر اساس انتقال حرارت استخری رایج میتواند بسیار کارگشا باشد، همچنین استفاده از یک پیش گرمکن پس از مبدل و قبل از ورودی ژنراتور میتواند سهم بسزایی در کاهش هزینه و اندازه سیستم و همچنین افزایش عملکرد مجموعه داشته باشد (شکل 2-1‌). مشکل مربوط به سیستم پشتیبان پیچیدهتر است. یک طرح خوب طرحی است که در آن سیستم سرمایش نه تنها قادر به تأمین تمام تقاضای سرمایش باشد بلکه بتواند از انرژی خورشیدی چه در زمان تابش مستقیم و چه در لحظاتی که تابش کم است (و یا نیست) استفاده کافی بنماید. در واقع هیتر کمکی در سیکلهای جذبی خورشیدی, همان گرمکن آب ورودی به ژنراتور در سیکلهای جذبی عادی است که با توجه به نوع کاربرد، آرایش و نحوه قرار گیری آن در سیکل تغییر یافته است.
شبیهسازیهای انجام شده نشان می دهد که در شرایط کاهش تابش خورشیدی، کالکتورهایی که به صورت سری با منبع حرارتی کمکی (فسیلی) قرار گرفته اند به عنوان چاه حرارتی عمل میکنند تا چشمه حرارتی و این موجب کاهش کارآیی سیکل می شود.لذا معمولاً سعی می شود که از چیدمان موازی استفاده شود.در این حالت تا زمانی که دمای تانک به زیر مقدار معینی نرسد، مدار کمکی به جریان نمیافتد. [31]
2- 1-2 منبع ذخیره آب گرمدر یک سیستم جذبی خورشیدی ، وجود منبع ذخیره آب گرم بسیار اهمیت دارد. چرا که همانند یک دریافت کننده و بهبود دهنده عمل کرده وحرارت خروجی از کالکتورها را در طول روز به منظور استفاده در ژنراتور یکنواخت میکند. Lof و Tybout [33]در تحقیقاتی که بر روی این مخزن انجام دادند حجم بهینه آن را در حدود 50 کیلوگرم به ازای هر متر مکعب کالکتور گزارش دادند. یک مشکل مهم در این مخازن میزان افت حرارتی قابل توجه آنها به محیط اطراف است که ممکن است حتی به میزانی در حدود 2 ساعت انرژی لازمه برای ژنراتور برسد. [31] البته با عایقکاری مناسب این مخازن می توان میزان اتلافات را به حداقل رساند.
2-1-3 منبع ذخیره آب سردهمانند منبع ذخیره آب گرم به منظور یکنواخت نمودن آب لازمه برای مطبوع نمودن محیط مسکونی از منبع ذخیره آب خنک شده در اواپراتور استفاده میشود. تفاوت این مخزن با قبلی در این است که به علت پایین بودن درجه حرارت محیط مطبوع، مشکلات تلفات حرارتی از مخزن مشاهده نمیشود.
مهمترین پارامتری که که بر روی عملکرد یک چیلر تاثیر میگذارد، دمای آب خنک کننده است. این امر بدین علت است که چنانچه این دما کاهش یابد، فشار اواپراتور و در نتیجه جذب کننده نیز کاهش و در نهایت این امر سبب افزایش غلظت محلول خروجی از مبدل حرارتی و در نهایت عمل کریستال زدایی خواهد شد و ضریب عملکرد سیستم به شدت کاهش خواهد یافت. [31] در سیستمهای خورشیدی که امکان کار در بارهای پایین چیلر، به علت نوسان در میزان حرارت ورودی به ژنراتور، به میزان زیاد وجود دارند، این امر بسیار محتمل تر است. البته تولید کریستال در این سیستمها می تواند توسط کاهش یافتن دمای آب خنک کننده در برج خنککن نیز حاصل شود که با در نظر گرفتن پیچیدگی و تعمیرات این تجهیزات محققان در سالیان اخیر توجه خویش را بر روی استفاده از سیستم های خنککن هوایی در سیکلهای لیتیم برمایدمعطوف کرده اند. در سال 1979Chartersو Chen [34]گزارش کاملی از مقایسه این دو سیستم و انتخاب آنان گزارش داده اند. برای حل مشکل کریستال زدایی اخیراً محققان راه حلهایی از قبیل اضافه نمودن نوعی نمک تحت عنوانLiSCN به محلول لیتیم برماید انجام دادهاند که سبب پایین آمدن فشار بخار محلول ودر نتیجه بهبود در مشخصههای محلول برای استفاده در نوع هوا خنک اینگونه سیکلها شده است.
آزمایشهای انجام شده بر روی پروژههای صورت گرفته سیستمهای جذبی تک اثره با سیال آب – لیتیم برماید خورشیدی نشان دادهاند که محدودیت اصلی به کارگیری این سیستمها مسائل مالی است که توسط بخش تأمین انرژی توسط خورشید ایجاد شده است.
سیستمهای تک اثره در محدودهی دمایی 80 تا100 درجه سانتیگراد بهترین بازده را دارند. در صورت افزایش دما از 100 تا 160 بهتر است که نوع سیستم به سیستم دو اثره تبدیل شود، همچنین در صورت تأمین دمای بالاتر 160 بهتر است که از سیستم سه اثره استفاده کنیم.
با استفاده و کابرد قوانین اول و دوم ترمودینامیک،Mansooriو Patel [35]در سال 1979 حدود بالا و پایینی را برای ضریب عملکرد چیلرهای جذبی خورشیدی تک مرحلهای ارائه دادند. این اشخاص نشان دادند که حدود بالایی و پایینی عملکردی این تجهیزات نه تنها به پارامترهای محیطی و اجزاء سیکل وابسته بوده، بلکه به شدت وابسته به خواص ترمودینامیکی مواد مبرد، جاذب و محلول آن دو دارند. از روی این مفهوم است که میتوان یک مقایسه کمی و کیفی برای مجموعههای متفاوت ماده جاذب و ماده مبرد ارائه داد.
هم اکنون یکی از مهمترین تکنیکهای توسعه تکنولوژی این تجهیزات، انجام مقایسه و انتخاب بهترین مجمموعه از بین زوج هایی از قبیل H2O-NH3,NH3-NaSCN,LiBr-H2O میباشد.
2-2 چیلرهای جذبی خورشیدی تک مرحله ای با تانک ذخیره مبرد و آب داغیکی از موارد بهبود در توسعه طراحی چیلرهای جذبی خورشیدی، استفاده از منبع ذخیره ماده مبرد میباشد. ایده و مفهوم کلی استفاده از این تجهیز، قرار گرفتن یک منبع ذخیره ماده مبرد مابین کندانسور و اواپراتور برای ذخیره و در دسترس داشتن ماده مبرد در تمام مدت زمان کاری سیکل در طول روز و استفاده از آن در موقع مقتضی میباشد .می توان مشابه چنینی منبعی را نیز برای ذخیره محلول رقیق جاذب-مبرد مابین جذب کننده و پمپ قبل از ژنراتور در نظر گرفت. آزمایشات و تحقیقات بر روی این منابع کاهش حجم برج خنک کن و عدم نیاز به گرم کننده کمکی در بسیاری از ساعات روز را نشان دادند [36].در شکل 2-2 فلودیگرام سیکل جذبی خورشیدی همراه با منابع ذخیره مبرد و محلول نمایش داده شده است. از معایب این سیستمها می توان به هدر رفتن بسیاری از میزان انرژی خورشیدی ذخیره شده در کالکتورها به علت موجود بودن ماده مبرد کافی در بسیاری از ساعات روز قبل از غروب آفتاب، پیچیده بودن سیستم از لحاظ کنترل و عملکرد پایین چیلر به علت کاهش در غلظت محلول و افزایش دما و فشار آن اشاره نمود.

شکل2-2 فلودیگرام سیکل جذبی خورشیذی همراه با منابع ذخیره مبرد و محلول [31]
یکی از راههای دیگر بالا بردن راندمان سیکلهای جذبی خورشیدی، استفاده از دو منبع ذخیره آب گرم به جای یک منبع ذخیره آب گرم است که یکی در دمای پایین تر و با حجم بیشتر و دیگری در دمای بالاتر و با حجم کمتر توسط تجهیزات کنترلی هوشمندی مابین کالکتورها و ژنراتور قرار میگیرند.

شکل 2-3نمونه ای از چیدمان و نحوه کنترل سیکل های جذبی خورشیدی با منابع ذخیره آب داغ [31]
منبع با دمای بالاتر حدود 70 تا 75 درصد از حرارت مورد نیاز در ژنراتور را تأمین و مابقی توسط منبع دما بالا که دارای تمهیدات عایق کاری است، تأمین خواهد شد. در شکل (2-3) نمونهای از چیدمان و نحوه کنترل این گونه منابع نشان داده شدهاست. آزمایشات بیانگر این مطلب است که استفاده از این نوع منابع سبب افزایش میزان حرارت ذخیره شده توسط کالکتورها را به میزان 3/1 تا 5/1 برابر و سبب 15 تا 20 درصد بهبود در ضریب عملکرد سیکل خواهد شد. محققان کاهش 30 تا 40 درصدی در سطح کالکتور های مورد نیاز را برای سیکل گزارش دادند. [31]
2-3 چیلرهای جذبی خورشیدی دو اثرهراجع به طرز کار و مفهوم استفاده از چیلرهای جذبی دو یا چند اثره در فصل 1 به طور خلاصه مطالبی شرح داده شد. اصول کار یک چیلر جذبی خورشیدی دو یا چند اثره دقیقا همانند نوع عادی آن است، با این تفاوت که حرارت لازمه برای ژنراتور دما پایین آن توسط کالکتورهای خورشیدی تأمین میشود. همانطور که در فصل 1 اشاره شد، علاوه بر آنکه ضریب عملکرد سیستمهای دو یا چند اثره به میزان قابل توجهی از سیستمهای تک اثره بالاتر است، میزان نیاز بار کندانسور یا به عبارتی دیگر برج خنک کن نیز بسیار کاهش مییابد. نمونهای متداول از این سیستمها در شکل 4-2 نمایش داده شده است.

شکل2-4 نمونه ای از سیکل های متداول سیستم های جذبی خورشیدی دو اثر [31]
در سیستمهای خورشیدی دو اثره چنانچه دمای تأمین شده از 100درجه سانتیگراد کمتر شود، عملکرد سیستم به شدت کاهش یافته به طوری که از سیستم یک اثره مشابه نیز عملکرد پایینتری ارائه میدهد. بنابراین وجود یک پشتیبان برای جلوگیری از افت دما در سیستم ضروری میباشد.
در صورت در دسترس بودن سیستمهای گازسوز دما بالا سوال زیر مطرح می شود :
با وجود COP بالا (در صورت وجود سیستم کمکی) به کارگیری کدام سیستم (تک اثره یا چند اثره) برای کاربرهای سرمایش خورشیدی مناسب تر است؟
برای پاسخ به سوال فوق مقایسه ای توسط بین سیستمهای یک، دو، و سه اثره انجام داده شده است. نتایج مقایسهها نشان میدهد که مسائل اقتصادی به شدت به قسمت خورشیدی وابسته است. به نظر میرسد که سیستمهای چند اثره نسبت به تک اثره دارای برتری نسبی میباشند که در آنها COP بالاتر در مساحت کمتر کالکتور به ازای کیلو وات سرمایش تأمین میشود، با وجود این سیستمهای چند اثره هزینه زیادتری نسبت به سیستم تک اثره که از دمای پایینتری استفاده میکند، دارند. توسعه انرژی خورشیدی در به کارگیری از دماهای بالاتر در منبع حرارتی، موجب فراهم گشتن COP بالاتر در سیستمهای خورشیدی میشود. در جدول 2-1 نمونه ای از اولین مقایسات اقتصادی انجام شده بر روی سیستمهای جذبی خورشیدی که توسط Grossmsn [27]ارائه شده است.(این فرد طراح برنامه ای به نامABSIM در زمینه تحلیل و طراحی کامل سیستم های جذبی بوده و صاحب بسیاری از تحقیقات و مقالات در این زمینه است) مطالعه بر روی این جدول صحت مطالب بالا را تأیید میکند.
جدول2-1مقایسه فنی و اقتصادی چیلرهای جذبی خورشیدی یک اثره با دو و سه اثر [27]

در این فصل به سیستمهای تثبیت شده جذبی خورشیدی و قسمتهای مختلف آن اشاره کردیم. تمامی این سیستم ها برای دمای ژنراتور پایین 100 درجه سانتیگراد به مرحله استفاده تجاری رسیدهاند. .همانطور که در بالا نشان داده شد، دمای ورودی به ژنراتور و قیمت و نوع کالکتور مهمترین عوامل موثر در طراحی و به صرفه بودن و بررسی نوع عملکرد این تجهیزات است. همانطور که در کنار بعضی از مطالب فصول گذشته اشاره شد، این سیکلها دارای پتانسیل بسیار بالایی برای تحقیق و توسعه بوده و آرایشهای بسیار فراوانی توسط محققان کشف و مورد آزمایش قرار گرفته که صرفاًجنبه تحقیقاتی داشته و به مرحله تجاری نرسیدهاند. از جمله مهمترین این آرایشها میتوان به سیکلهای دوتاییLiBr-H2O)وNH3-H2Oا)، سیکلهای جدید تلفیقی تراکمی جذبی، سیکلهای جذبی خورشیدی سه مرحلهای و سیکل های جذبی خورشیدی با سیال عامل NH3-H2O اشاره نمود که تحقیقات در این زمینه همچنان ادامه دارند.
2-4 تکنولوژی کالکتورهای خورشیدی
کالکتورخورشیدی دستگاهی است که برای جمع‌آوری انرژی حرارتی خورشید و انتقال و ذخیره آن در محل بهره‌برداری، مورد استفاده قرار می‌گیرد. کالکتورها انواع مختلفی دارند که معمولترین آنها عبارتند از‌: کالکتورهای تخت (که پرتوهای مستقیم و پراکنده خورشیدی را جمع‌آوری می‌کنند) و کالکتورهای متمرکزکننده (که فقط پرتوهای مستقیم خورشیدی را جمع می‌کنند)همانطور که در قسمت های قبلی اشاره شد این دستگاهها دارای تنوع بسیاری بوده که به دلیل کاربرد کالکتورهای تخت در سیستمهای سرمایش، در این قسمت به معرفی این نوع از کالکتورها پرداخته و از معرفی مابقی موارد صرفنظر میکنیم.
2-4-1 کالکتورهای تخت
اقتصادی‌ترین روش جمع‌آوری انرژی خورشید استفاده از کالکتورهای تخت می‌باشد. از این نوع کالکتورها در انواع مختلف و طرحهای متفاوت به تعداد خیلی زیاد در کشورهای مختلف جهان ساخته شده و تحت آزمایش قرار گرفته است.
یک کالکتور صفحه تخت به طور کلی شامل اجزاء نشان داده شده در شکل (2-5) می‌باشد :
1- ماده شفاف که معمولاً شیشه بوده ممکن است یک لایه و یا چند لایه باشد.
2- صفحه جذب‌کننده که معمولاً به رنگ سیاه می‌باشد و می‌تواند صفحه صاف، موجدار و یا شیاردار باشد که لوله ها و یا گذرگاهها به آن متصل می‌شوند.
3- لوله‌ها و یا گذرگاهها که می‌توانند به اشکال مختلف باشند و برای هدایت سیال ناقل حرارت بکار برده می‌شوند.
4- جمع‌کننده‌ها و تقسیم‌کننده‌ها که برای عبور و تخلیه سیال ناقل حرارت به کار می‌روند.
5- عایق حرارتی که برای کاهش اتلافات حرارتی کالکتور، از سمت پشت و اطراف به کار برده می‌شود.

user8250

گیرنده های NPW31
توزیع مرکزی NPW32
2-4-3) توزیع محیطی NPW33
توزیع NPBWR1-2 34
تنظیم تغذیه ومتابولیسم انرژی بوسیله NPW35
عملکرد اندوکرین NPW37
کورتیزول38
کورتیزول و فعالیت بدنی39
متابولیسم انرژی در فعالیت ورزشی41
فعالیت ورزشی فزاینده و شدید41
فعالیت ورزشی دراز مدت41
تاثیرات اسمولاریته بروی هورمون ها42
ارتباط کورتیزول با واسطه های متابولیکی43
ارتباط هورمون کورتیزول با اسید لاکتیک44
ارتباط هورمون کورتیزول با کراتینین44
کورتیزول و چاقی45
2-5-5-1) لینک پتانسیل بین کورتیزول و اشتها46
اثرات مضر چاقی ناشی ازکورتیزول46
تیروکسین47
تاثیر تیروکسین بر متابولیسم: 47
بی حرکت حاد و مزمن بر روی هورمون تیروئیدی48
هورمون های تیروئیدی و لپتین50
هورمون های تیروئیدی وگیاهان داروی51
2-7)جمع بندی 52
فصل سوم- روش شناسی پژوهش
3-1) روش پژوهش 54
3-2) طرح پژوهش54
3-3) جمع آوری وشیوه عصاره گیری ولیک (سرخ وسیاه) 55
3-3-1) جمع آوری میوه ولیک (سرخ وسیاه) 55
3-3-2) عصاره گیری آبی میوه ولیک (سرخ وسیاه) 55
3-3-3) مقدار دوز عصاره مصرفی موش ها55
3-4) جامعه و نمونه آماری و روش نمونه گیری56
3-5) محیط پژوهش56
3-6) تغذیه آزمودنی ها57
3-7) دوره و زمان بندی تمرینی57
3-8) وسایل و ابزار استفاده شده در پژوهش59
3-9) متغیرهای پژوهش60
3-9-1) متغیر مستقل60


3-9-2) متغیرهای وابسته60
3-10) روش اندازه گیری متغیرهای پژوهش60
3-10-1) روش اندازه گیری متغییر های وابسته61
3-10-1-1) روش اندازه گیری NPW 61
3-10-1-2) روش اندازه گیری هورمون کورتیزول 61
3-10-1-3) روش اندازه گیری هورمون T461
3-11) روش اندازه گیری ترکیبات سرخ ولیک , سیاه ولیک با استفاده از GC-MS : 62
3-12) روش ها آماری62
فصل چهارم- تجزیه وتحلیل
4-1) مقدمه65
4-2) توصیف داده ها65
4-2-1) مشخصات آزمودنی های حیوانی65
4-2-2) یافتههای مربوط به متغیرهای مورد مطالعه66
4-3) تجزیه و تحلیل استنباطی یافتههای پژوهش66
4-3-1) یافته های مربوط به نوروپپتید W پلاسمایی68
4-3-2) یافته های مربوط به نوروپپتید w کبدی72
4-3-3) یافته های مربوط به کورتیزول پلاسمایی76
4-3-4) یافته های مربوط به هورمون تیروئید T481
فصل پنجم- بحث ونتیجه گیری
5-1) مقدمه88
5-2) خلاصهی پژوهش88
5-3) بحث و بررسی(نوروپپتید w پلاسمایی و کبدی ، هورمون کورتیزول و T489
5-4) نتیجهگیری93
5-5) پیشنهادات برای پژوهشهای بیشتر94
منابع..................................................................................................................................................................................................95
چکیده انگلیسی112
فهرست شکل
عنوان صفحه
شکل 2- 1) تنظیمات جبرانی دریافت و مصرف کالری 15
شکل 2 – 2) طراحی شماتیک ساده از مناطق هیپوتالاموس 17
شکل 2 – 3) گردش هورمون های موثر بر تعادل انرژی از طریق هسته کمانی 20
شکل 2-4 ) تنظیم مصرف غذا 23
شکل 2-5) فعال سازی سلول های عصبی NPY / AGRP 25
شکل 2-6) گرلین قبل و بعد از دریافت غذا28
شکل 2- 7 ) لپتین 30
شکل 2- 8) فرق نوروپتیید 23- w و نوروپتیید 30- w ( انسان ، خوک ، رت ، موش)32
شکل 2- 9 ) تصویر شماتیک بر اساس یافته های مطالعات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی تنظیم اشتها در هیپوتالاموس توسط سلول های عصبی NPW و پپتید مرتبط با تغذیه در هیپوتالاموس36
شکل 3-1) مراحل اجرای طرح تحقیق در موش های صحرایی نر58
فهرست جدول ها
عنوان صفحه
جدول 2-1) مولکول های سیگنالی کاندید در هموستاز انرژی در CNS 22
جدول 3-1) حجم نمونه و مشخصات آزمودنی های هر گروه56
جدول 3- 2) پروتکل تمرین 8 هفته ای59
جدول 3- 3) مقادیر متغیر های مربوطه برای استخراج الکلی روغن سرخ ولیک63
جدول 4-1)، میانگین و انحراف استاندارد وزن موش های مورد پژوهش65
جدول 4-2) شاخص های توصیفی متغیرهای اصلی پژوهش66
جدول (4-3)، نتایج آزمون لون جهت بررسی هم واریانسی گروه های تحقیق67
جدول4-4) آزمون تحلیل واریانس یک طرفه برای مقایسه نوروپپتید W پلاسمایی68
جدول4-5) آزمون تحلیل واریانس یک طرفه برای مقایسه نوروپپتید W کبدی72
جدول4-6) آزمون تحلیل واریانس یک طرفه برای مقایسه کورتیزول پلاسمایی 76
جدول 4-7) نتایج آزمون توکی برای بررسی تفاوت بین گروه ها در کورتیزول پلاسمایی 77
جدول4-8)، آزمون تحلیل واریانس یک طرفه برای مقایسه هورمون تیروئید T4 81
جدول( 4-9) نتایج آزمون توکی برای بررسی تفاوت بین گروه ها در هورمون تیروئید T482
فهرست نمودار ها
عنوان صفحه
نمودار (4-1)، مقایسه سطوح نوروپپتید w پلاسمایی گروه های تحقیق71
نمودار (4-2)، مقایسه سطوح نوروپپتید w کبدی گروه های تحقیق75
نمودار (4-3)، مقایسه سطوح کورتیزول پلاسمایی گروه های تحقیق80
نمودار (4-4)، مقایسه سطوح هورمون تیروئید T4 گروه های تحقیق85
فصل اول:
طرح پژوهش

1-1: مقدمه
تغییر سبک زندگی و عدم توجه به برنامه های غذایی، جوامع امروزه را به سمت افزایش وزن، چاقی و عدم مدیریت اشتهای کاذب و به همراه آن به سوی بی تحرکی سوق داده است. چاقی و افزایش بیش از حد بافت چربی یکی از مشکلات سلامت در کشورهای مختلف جهان است که به دنبال تغییر شرایط زندگی و کاهش فعالیت فیزیکی و در نتیجه عدم تعادل انرژی دریافتی و مصرفی رخ می دهد. در سالهای اخیر، چاقی شیوع رو به افزایشی داشته است ]2،1[. چاقی، به عنوان بحران سلامت عمومی شناخته می شود ]3[.
شیوع چاقی و پیشرفت سریع آن موجب شده که پژوهش ها به سمت تنظیم و تعادل وزن بدن پیش رود. در اصل، چاقی و اضافه وزن نتیجه عدم تعادل انرژی است که به موجب آن انرژی دریافت شده بیشتر از انرژی مصرف شده است. یکی از عوامل تاثیرگذار بر چاقی میزان دریافت غذاست. دریافت غذا رفتار پیچیده ای است که سطوح مختلف کنترلی و تنظیمی را در بر می گیرد ]4[. افزایش وزن و یا چاقی که خود مقدمه بسیاری از بیماری های انسانی و مرگ و میر شده است. امروزه در حوزه بهداشت، سلامت و شیوع شناسی و به تازگی در حوزه فیزیولوژی ورزش با عنایت بر تاثیر فعالیت بدنی و ورزشی در اشکال مختلف در مدیریت وزن و تنظیم و تعادل انرژی، توجهات در جهت ساز و کارهای اصلی درگیر جلب شده است. اگر چه هنوز معادله انرژی، هزینه کرد و انرژی دریافتی جزء پایه ای پژوهش های حوزه سلامت تلقی می شود. اما تغییرات در نوع منبع بکارگیری جهت تامین انرژی های سلولی در بدن که بخش قابل ملاحظه ای از آن توسط هیپوتالاموس و بخش دیگری که از اهمیت نیز برخوردار است، توسط عوامل محیطی کنترل می شود. در دهه های گذشته تا قبل از کشف و معرفی تعدادی از پروتئین ها و پپتیدهای موثر در تنظیم انرژی، عقیده بر این بوده است که دستگاه عصبی مرکزی، به ویژه هیپوتالاموس تنها اندام درگیر در تنظیم تعادل انرژی و سوخت و ساز است. اکنون دیگر مطلق بودن حاکمیت هیپوتالاموس در کنترل تعادل و تنظیم انرژی جای خود را به همگرایی مرکز و محیط داده است، به همین خاطر پژوهشگران پپتیدهای مرتبط با کنترل و تنظیم انرژی و اشتها، دریچه ای نو را به سوی این دنیای عظیم موثر بر روند زندگی سالم باز کرده اند]7،6،5[.
با این وجود، به نظر می رسد که هنوز هیپوتالاموس محوریت لازم را در کنترل تعادل انرژی، سوخت ساز قند و اشتها داشته باشد. شاید به این خاطر باشد که تعداد زیادی از نورپپتیدهای مترشحه (AGRP،NPY،CART،POMC ، اورکسین، MCH ، گالانین ، پپتید شبه گلوکاکن، عامل رهایی کورتیکوتروپین) از این اندام در مقایسه با اندامهای محیطی دیگر مشارکت بیشتری را در این امر دارند ]8[. نوروپپتید w یکی از این نوروپپیدهاست که نقش مهمی در متابولیسم تغذیه و انرژی دارد ]9[.
1-2: بیان مسئله:
تمرین و فعالیت بدنی به عنوان یکی از عوامل موثر در تحلیل منابع انرژی سلولی از جمله گلوکز و گلیکوژن است، که می تواند تغییراتی در پپتیدهای و هورمون های موثر بر تنظیم و تعادل انرژی بوجود آورد. همچنین اظهار شده است که بازسازی و ریکاوری آنی ذخایر انرژی از جمله گلوکز و گلیکوژن نیز می توانند بر غلظت این پپتیدها اثرگذار باشند. در صورت عدم بازسازی مناسب و به موقع با مشکلاتی چون تغییر در غلظت پپتیدهای موثر بر تنظیم انرژی مواجه خواهیم شد. عدم تعادل بین پپتیدهای مهارگر و تحریک کننده دریافت غذا مانند لپتین، AGRP,NPY,CART,POMC, و گرلین به عنوان عوامل دخیل در روند سازوکاری می تواند به افزایش درصد چربی بدن، چاقی و غلبه روند اشتهاآوری بر ضد اشتهایی شود. اتخاذ راه کاری صحیح و آنی برای مقابله با این عدم تعادل می تواند از اختلالات سوخت و سازی تعادل و تنظیم انرژی (افزایش وزن یا کاهش غیرمنطقی، اتلاف انرژی) جلوگیری نماید. هرچند نوروپپتیدw در انسان اخیرا کشف شده است]10[ اما از زمان کشف نروپپتایدها، دانش ما از تنظیم وزن، اشتها و تعادل انرژی به نحو چشمگیری افزایش یافت. بسیاری از متخصصان حوزه سلامت، بهداشت و به خصوص تنظیم وزن، امیدوارند که با شناسایی جنبه های مهم و ناشناخته این نروپپتایدها و عوامل موثر بر آنها به روش های درمانی کارآمد و کشف داروهای جدیدی را برای امراضی چون چاقی دست یابند .امروزه تقریبا تاثیر نوروپپتیدها بروی هورمون ها ثابت شده است. از طرفی تغییر در هورمون ها نیز باعث تغییر در وزن بدن می شود.گزارش های رسیده نیز نشان می دهد که NPW نه تنها در تنظیم انرژی بلکه در هموستاز هورمونی نیز نقش دارد، ]11[
هورمون ها نقش مهمی در تنظیم اشتها، متابولیسم بدن و تنظیم سطح انرژی دارند]12[. فعالیت و تمرینات ورزشی روی سطوح خونی هورمون ها تاثیر می گذارند و به کاهش یا افزایش سطح برخی از هورمون ها نسبت به حالت استراحت منجر می شوند. در واقع این نوسانات هورمونی را می توان واکنش بدن در برابر فشارهای تمرینی قلمداد کرد، تا حالت هموستاز بدن برقرار شود ]13،14[. عدم تعادل در سطح هورمون ها در گیر در اشتها ( انسولین ، گلوکاگون ، کورتیزول و هورمون‌های غده تیروئید) می تواند به افزایش وزن منجر شود.
هورمون کوتیزول که یک گلوکوکورتیکوئید است ، و از بخش قشری غدد فوق کلیوی ترشح می شود، نقش بسزایی در برقراری این هموستاز دارد ]15[ . کورتیزول به طور مستقیم بر ذخیره چربی و افزایش وزن در افراد تاثیر دارد . یکی از اثرات مهم کورتیزول، نقش آن روی سوخت و ساز کربوهیدرات ها، پروتئین ها و چربی ها است.این هورمون فرآیند گلوکونئوژنز را از اسیدهای آمینه تسهیل، لیپوژنز کبد را کاهش و چربی های موجود در بافت چربی را به حرکت در می آورد . کورتیزول سوبسترای لازم را برای عمل گلوکرنئوژنز (اسیدهای آمینه) و سوخت های جایگزین را برای متابولیسم انرژی عضله اسکلتی (اسیدهای چرب) تامین کند]16،17،18،19[
هورمون تیرکسین یکی از هورمون های مهم متابولیسمی بدن است ]20[. که توسط غده ی تیرویید که تحت تاثیر محور هیپوتالاموس- هیپوفیز- تیرویید ( H-P-T) است ،تنظیم می شود ]21[ . در بررسی های متعدد ، اثر بسیاری از عوامل مانند دمای محیط ، استرس ، هورمون های دیگر ، ترکیبات شیمیایی ، نوسانات شبانه روزی ،... بر محور نامبرده به اثبات رسیده است. هورمون تیرویید ارتباط ویژه ای با رشد ، اشتها ، متابولیسم ، تنظیم اسمزی و تولید مثل دارد ]22[ افزایش میزان سوخت و ساز پایه، اثر اصلی هورمون های تیروئید است. عمل عمده ی این هورمون ها افزایش سوخت و ساز قندها و چربیها است]23[.
از طرفی استفاده از مواد مغذی ، به ویژه مواد قندی،اسیدهای چرب، نوشیدنی های ورزشی حاوی اسیدهای آمینه ، مواد معدنی و ویتامین ها ، آنتی اکسیدنها پس از تمرین و فعالیت بدنی، برای بازسازی سریع و افزون سازی منابع انرژی (گلیکوژن و ATP ) و کنترل وزن و اشتها توسط متخصصین و مربیان آگاه توصیه شده و می شود. در این راستا، استفاده از مکمل های غذایی طبیعی و صناعی بر عملکرد ورزشی، توازن بین اکساینده ها و ضد اکسایش کننده های بدن، توسط ورزشکاران ، مربیان ، متخصصین و پژوهشگران توصیه و بررسی شده است. علاوه بر موارد فوق، تاثیر برخی از گیاهان خوراکی و دارویی از قبیل: شنبلیله ]24[ ، برگ ریحان ]25[، توت هندی ]26[، لئوکاس سفالوتز (نوعی علف هرز خوراکی در هند) ]27[، بر روند بازسازی منابع انرژی به ویژه گلیکوژن در نمونه های حیوانی مطالعه شده است. با این وجود در هیچ یک از پژوهش های انجام شده به تاثیر این گیاهان دارویی و غذایی بر پپتیدهای درگیر در تنظیم تعادل انرژی، سوخت وساز قند، اشتها و وزن، با و یا بدون فعالیت بدنی و تمرین مورد توجه قرار نگرفته است. همچنین ، ولیک به عنوان یک گیاه دارویی منحصر به فرد از حیث ترکیبات و خواص به طور جدی در حوزه ی فیزیولوژی ورزش مورد توجه قرار نگرفته است.
ولیک یکی از قدیمی ترین گیاهان دارویی در طب اروپایی می باشد و برای اولین با توسط دیوسکورید در قرن 1 شرح داده شد]28[. عصاره ولیک از گل، برگ و میوه این گیاه مشتق می شود. مطالعه بالینی کمی به بررسی میوه ولیک به تنهایی پرداخته است ]29[. برگ، گل و میوه ولیک دارای مقادیر زیادی پروسیانیدین الیگومریک ، فلاونوئیدها می باشد، که مسئول اثر دارویی آن است]30[.
گیاه ولیک سرخ با اسامی مختلفی از قبیل هاثرن و از خانواده روزاسه به صورت سنتی به عنوان تونیک قلبی استفاده می شود. ترکیبات مختلفی در ولیک سرخ وجود دارد که شامل: ساپونین های تری ترپن، فلاونوئیدها، کاتیشن، اپی کاتشین می باشد ]31[.
گزارش شده است سرخ ولیک یک گیاه دارویی با ارزش از تیره گل سرخ است که امروزه در درمان ضایعات قلبی و گردش خون و به ویژه به عنوان ضد عفونت ها و آنتی اکسیدان، تب بر قابل استفاده می شو د؛ و اهمیت دارویی آن به دلیل وجود ترکیبات فنلی است که در این رده فلاونوئیدها نقش دارویی مهمی دارند]32[.همچنین مصرف آنتی اکسیدانهای غذایی می تواند از شیوع بیماری های متابولیک کم کند]33[.فلاونوئیدها بخاطر آنتی اکسیدان بودن در تنظیم تغذیه دخیل است و باعث تنظیم چربی خون ،تنظیم متابولیسم گلوکز و کربوهیدارت می شود ]34[ .
بنابراین ، این پژوهش قصد دارد تا تأثیر همزمانی تمرین با شدت بالا را به همراه دو نوع ولیک ( کراتاگوس ) سرخ و سیاه بر شاخص های مربوط به اشتها را در نمونه حیوانی ( مریوط به موش های نر) مورد ارزیابی قرار دهد. آیا تمرین شدید بر سطوح نوروپپتید W ، T4 ، کورتیزول پلاسمایی و بر سطوح نوروپپتید W کبدی درموش های صحرایی نر اثر دارد؟ آیا مکمل سازی آبی ولیک بر سطوح نوروپپتید W ، T4 ، کورتیزول پلاسمایی و بر سطوح نوروپپتید W کبدی درموش های صحرایی نر اثر دارد؟.
1-3: ضرورت و اهمیت تحقیق:
از آنجایی که بررسی و نمونه برداری بافت های انسانی از دشواری های زیادی برخوردار است و پژوهش های انجام شده بر روی مدل های حیوانی که شباهت های عملکردی با انسان دارند، می تواند تا حدودی بیانگر رخدادهای عملکردی در انسان باشند، از این رو در مطالعه حاضر انجام پژوهش روی پلاسما و بافت موش های صحرائی نر صورت پذیرفته است.
همان طور که گفته شد چاقی و اضافه وزن از یک سو و کمبود وزن و بی اشتهایی از سوی دیگر دو انتهای طیفی می باشند که همواره سلامتی جامعه را تهدید کرده و به عنوان یکی از معضلات جوامع امروزی باشند. شیوع گسترش چاقی و بیماری های مرتبط با آن در سطح جهان، شاهدی بر این مدعاست که پیشرفت های علمی در زمینه شناخت عوامل و مکانیسم های تنظیم وزن و به خصوص پیشگیری ، مبارزه و درمان چاقی توفیق چندانی نداشته است]4[. متاسفانه درکشور ما نیز، چاقی شیوع گسترده ای دارد. بر اساس پژوهش های صورت گرفته در ایران، بررسی ۸۹۹۸ فرد سنین 81 – 35 ساله (2005- 2002) نشان داد که 2/62٪ افراد دارای اضافه وزن و 28٪ ان ها چاق بوده اند ]35[. این در حالی است که چاقی با ابتلا به بیماری های بسیاری همراه است ]36[.دلایل ابتلا به چاقی متعدد می باشند، اما از نظر فیزیولوژی، چاقی ناشی از عدم تعادل انرژی است و درمان اولیه ی آن شامل کاهش دریافت غذا یا افزایش مصرف انرژی و یا هر دوی این موارد می باشد ]36،35[.
بنابراین از جنبه سلامت و بهداشت عمومی، شناخت عوامل و مکانیسم های موثر بر تعادل انرژی و تنظیم وزن می تواند به ارتقاء سطیح سلامت جامعه و صرفه جویی در هزینه های درمانی کمک نماید. هم چنین در شماری از بیماری ها، کاهش اشتها و تعادل منفی انرژی باعث بروز مشکلات عدیده و افزایش مرگ و میر می شود. مشخص شده که در این شرایط نیز نروپپتایدها نقش کلیدی دارند. بنابراین می توان امیدوار بود که شناخت مکانیسم این فرآیندها به درمان آنها اقدام کرد. از طرف دیگر نوروپپتید w که به تازگی (حدود یک دهه) کشف شده است و با توجه به نقش کلیدی خود در هموستاز و تنظیم وزن، تحقیقات بسیار کمی درباره این نوروپپتید صورت گرفته است، همچنین تحقیقات زیادی به تمرین به عنوان یک عامل مهم و موثر بر تعادل انرژی و تنظیم وزن و ارتباط آن نوروپپتید w انجام نشده است .همانطور که دیده می شود متخصصینی که در مورد نوروپتیید w و سایر نروپتاییدها مطالعه می کنند به ورزش ، تمرین و فعالیت بدنی عنایتی نداشته اند. برخی شرایط مانند فعالیت بدنی و تمرین می تواند تغییراتی را در پپتیدهای موثر برتنظیم و تعادل انرژی بوجود آورند. تمرین و فعالیت بدنی ، تعادل انرژی در سلول ها را به هم زده و هزینه ی انرژی سلول ها را افزایش می دهد. فعالیت های بدنی منظم ، دستگاه های مختلف انرژی را در گیر کرده و موجب سازگاری های عضلانی ، تنفسی ، قلبی – عروقی ، و سازگار ی متابولیکی می شود ]37[. از آنجایی که تاکنون پژوهشی در مورد تاثیر تمرین ورزشی و عصاره ولیک بر روی نوروپپتیدW پلاسمایی و بافتی صورت نگرفته ، پژوهش حاضر قصد دارد با بررسی اثر فعالیت ورزشی و عصاره میوه ولیک بر روی این نوروپپتید را بررسی نماید.
1-4 – اهداف پژوهش:
1-4-1-هدف کلی:
هدف کلی این پژوهش تعیین اثر8 هفته تمرین شدید بر سطوح نوروپپتید W پلاسمایی و کبدی، پاسخ های هورمون کورتیزول و T4 در موشهای صحرایی نر با و بدون عصاره آبی ولیک (سرخ و سیاه ) می باشد.
1-4-2-اهداف ویژه:
تعیین اثر 8 هفته تمرین شدید با و بدون عصاره آبی سرخ و سیاه ولیک بر سطح نوروپپتید w پلاسما
تعیین اثر 8 هفته تمرین شدید باو بدون عصاره آبی سرخ و سیاه ولیک بر سطح نوروپپتید w کبد
تعیین اثر 8 هفته تمرین شدید باو بدون عصاره آبی سرخ و سیاه ولیک بر هورمون کورتیزول
تعیین اثر 8 هفته تمرین شدید باو بدون عصاره آبی سرخ و سیاه ولیک بر هورمون تیروکسین
بررسی ارتباط سطوح نوروپپتید w پلاسما ، با دیگر متغییر ها
1-5 - فرضیه های پژوهش:
فرضیه 1 : هشت تمرین شدید همراه با مصرف عصاره آبی (سرخ و سیاه) ولیک برسطح نوروپپتید W پلاسما موشهای صحرایی نر اثر دارد
فرضیه 2: هشت تمرین شدید همراه با مصرف عصاره آبی (سرخ و سیاه) ولیک برسطح نوروپپتید W کبدی موشهای صحرایی نر اثر دارد
فرضیه3: هشت تمرین شدید همراه با مصرف عصاره آبی (سرخ و سیاه) ولیک برسطح هورمون کورتیزول پلاسما موشهای صحرایی نر اثر دارد
فرضیه 4: هشت تمرین شدید همراه با مصرف عصاره آبی (سرخ و سیاه) ولیک بر سطح هورمون تیروکسین پلاسما موشهای صحرایی نر اثر دارد
1-6- محدودیت های پژوهش :
1-6-1- محدودیت های غیر قابل کنترل
ـ عدم کنترل دقیق فعالیت شبانه آزمودنی ها
ـ عدم اندازه گیری مقدار غذای مصرفی برای هر نمونه بدلیل نبودن امکانات کافی
ـ عدم کنترل تاثیر عوامل وراثتی آزمودنی ها
1-7- تعریف واژها و اصطلاحات پژوهش
ولیک (کراتاکوس) cratacgus
ولیک یک گیاه دارویی با ارزش است که امروزه در درمان ضایعات قلبی و گردش خون و به ویژه به عنوان ضد عفونت ها و آنتی اکسیدان، تب بر استفاده می شود؛ و اهمیت دارویی آن به دلیل وجود ترکیبات فنلی است که در این رده فلاونوئیدها نقش دارویی مهمی دارند. همچنین مصرف آنتی اکسیدانهای غذایی می تواند از شیوع بیماری های متابولیک کم کند. فلاونوئیدها بخاطر آنتی اکسیدان بودن در تنظیم تغذیه دخیل است و باعث تنظیم چربی خون ،تنظیم متابولیسم گلوکز و کربوهیدارت می شود .
نوروپپتید w: نوروپپتید W تشکیل شده از 30 اسید آمینه و مشتق شده از یک پری پرو پروتئین 165 آمینو اسید است که ژن آن در انسان توسط تاناکا و هکارانش شناسای شد. NPW به ایفای نقش به عنوان عامل ضد اشتها عمل و باعث افزایش دما و متابولیسم بدن می شود.
کورتیزول: هورمون کوتیزول که یک گلوکوکورتیکوئید است ، و از بخش قشری غدد فوق کلیوی ترشح می شود، نقش بسزایی در برقراری هموستاز بدن دارد . هورمون کورتیزول در بدن به صورت دوره ای ترشح می شود، که دامنه و میزان ترشح آن را ریتم شبانه روزی تنظیم می کند. غلظت این هورمون در گردش خون، صبح زود به دلیل افزایش دامنه و میزان ترشح آن در بالاترین سطح است. میزان ترشح کورتیزول به تدریج در طول روز کاهش می یابد و غلظت آن در شب به حداقل میزان خود می رسد .پژوهش ها نشان داده اند که وزن و درصد چربی بدن بر ترشح کورتیزول تاثیر می گذارد.
هورمون تیروکسین یا 4T: تیروکسین به هورمون ترشح شده ازغده تیروئید می‌گویند. هورمون غده تیروئید تری یدوتیرونین 3 Tو تیروکسین 4Tاست .این هورمون از اضافه شدن چهار اتم ید به آمینواسید تیروزین ساخته می‌شود. هورمون های تیروئیدی در سوخت و ساز کلی بدن نقش داشته و نقص در عملکرد غده تیروئید و ترشح نامناسب این هورمون ها عواقب متعدد فیزیولوژیک را به دنبال دارد. برای مثال کاهش غلظت پلاسمایی هورمون های تیروئیدی باعث افزایش وزن و کاهش اشتها می گردد و افزایش آنها کاهش وزن و پرخوری را به دنبال دارد.
تمرین شدید : فعالیت ورزشی دویدن روی نوار گردان ( 5 روز در هفته ، با سرعت 34 متر در دقیقه ، شیب صفر درجه و به مدت 60 دقیقه ) انجام شد.
فصل دوم:
مبانی نظری و پیشینه پژوهش

:2-1مقدمه
در این فصل ابتدا مبانی نظری پژوهش مورد بحث و بررسی قرار خواهد گرفت.پیشنه و مبانی نظری پژوهش ، طیف وسیعی از اطلاعات و نظریه های علمی است که بیان کننده کمیت و کیفت اطلاعات موجود در رابطه با موضوع پژوهشی می باشد و به تشریح پژوهش های مرتبط با موضوع می پردازد . در این فصل پژوهشگر ابتدا به بررسی و مطالعه مفاهیم اساسی که در حوزه پژوهش دارای اهمیت هستند ، نظیر مکمل سازی ، پروتکل تمرینی و ... می پردازدو در پایان اطلاعات ارائه شده ، تحقیقات قبلی انجام شده و نتایج انها بیان می شود.
2-2: مبانی نظری تحقیق
2-2-1:چاقی
چاقی اختلالی است که از عدم تعادل دریافت و هزینه کرد انرژی ناشی می شود. عدم تعادل انرژی به عنوان فیدبکی برای فیزیولوژی و محیط عمل کرده و بر هزینه کرد و دریافت انرژی اثر می گذارد ]38[. ما انرژی را به صورت چربی ذخیره سازی می کنیم، چرا که هم نسبت به کربوهیدرات متراکم تر است و هم برای ذخیره شدن نیاز به مقدار زیادی آب ندارد. پدیده چاقی دو وجهه کاملا متفاوتی داردکه ژنتیک و محیط ]38[.
اطلاعات و آمار نشان می دهد که چاقی در کشورهای غربی در حال افزایش است . و عوامل مختلفی را می توان در این مورد دخیل دانست. از جمله تماشای تلویزیون، غذاهای فوری، کم تحرکی و استفاده از وسایل ماشینی در انجام امور روزمره و ... اشاره کرد. عقیده کلی بر این است که تعادل انرژی و وزن باید به گونه ای تنظیم شود تا اثرات تعادل بین هزینه کرد و دریافت انرژی بر چاقی و وزن بدن کنترل شود . لذا وزن بدن باید به طریقی تنظیم شود، که می دانیم هموستاز انرژی از طریق سیستم عصبی پیچیده ای تنظیم می شود که اثر فراز و نشیبهای کوتاه مدت در تعادل انرژی را بر روی توده بدن به حداقل می رساند. اخیرا مولکول های میانجی و مسیرهای دریافت غذا و تنظیم وزن در مغز شناسایی شده اند ]39[. گزارش کرده اند که با وجود کاهش در مقدار غذای دریافتی روزانه قادر به کاهش وزن نیستند. این ادعا به ایجاد این فرضیه منجر شد که چاقی در اثر اختلال های متابولیکی و نادرست بودن عادت های رفتاری است ، که موجب کاهش انرژی مصرفی در افراد چاق می شود ]40[.
2-2-2:تنظیم تعادل انرژی
عقیده ی کلی بر این است که تعادل انرژی و وزن بدن پدیده ای اند که باید تنظیم شوند. این عقیده از آن جا ناشی می شود که اثر بالقوه عدم تعادل بین هزینه انرژی و دریافت آن بر چاقی وزن بدن مشاهده می شود ]38[. به همین منظور هموستاز انرژی از راه سیستم عصبی پیچیده ای تنظیم می شود که اثر فراز و نشیب های کوتاه مدت در تعادل انرژی را بر روی توده ی چربی بدن به حداقل می رساند. اخیراً مولکول های میانجی و مسیرهای تنظیمی غذا خوردن و تنظیم وزن در مغز شناسایی شده اند ]39[.
محتوای انرژی سلول ها به تعادل بین تولید و مصرف انرژی در سلول ها بستگی دارد. یکی از شرایطی که می تواند تعادل انرژی را در سلول به هم زده و نیازهای هاصی را به سلول تحمیل نماید، ازدیاد هزینه کرد انرژی در اثر فشارهای مختلف روانی و جسمانی از جمله انجام فعالیت بدنی و تمیرن است. به بیان دیگر، در نتیجه تمرین و فعالیت بدنی، تعادل انرژی در سلول به هم خورده و هزینه ی انرژی سلول افزایشمی یابد. سلول در پاسخ به این وضعیت جدید پاسخ های موقتی و لازم را از خود نشان می دهد که در صورت تداوم یافتن این وضعیت، رفته رفته به سازگاری مناسب متابولیکی نایل می شود و در صورت رفع این فشار تدریجاً وضعیت انرژی سلولی به حالت اولیه ی خود برمی گردد. بنابراین گفته می شود که سلول یا اندام یا دستگاه درگیر در مقابل فشار فیزیکی وارده سازگار شده است. تمرین و فعالیت های بدنی منظم، دستگاه های مختلف انرژی را درگیر کرده و موجب سازگاری های عضلانی، تنفسی، قلبی – عروقی و سازگاری متابولیکی می شود که متعاقب فعالیت های بدنی و ورزشی رخ می دهند ]37[.

شکل 2- 1) تنظیمات جبرانی دریافت و مصرف کالری در پاسخ به تغییرات در محتوای چربی بدن است.]47[
2-2-3:کنترل اشتها و هموستاز انرژی
مرکز اصلی هموستاز یا تعادل انرژی در انسان هیپوتالاموس می باشد ، هرچند نواحی مختلفی از مغز از کورتکس گرفته تا ساقه مغز در رفتار دریافت غذا و هموستاز انرژی دخالت دارند . در بیشترین بزرگسالان ذخایر چربی و وزن بدن علیرغم تغییرات بسیار گسترده مصرف غذای روزانه و مصرف انرژی به طور چشمگیری ثابت است. برای برقراری تعادل بین انرژی دریافتی و مصرف غذای روزانه و مصرف انرژی به طور چشمگیری ثابت است. برای برقراری تعادل بین انرژی دریافتی و مصرفی یک سیستم فیزیولوژیکی پیچیده شامل سیگنال های آوران و وابران فعالیت می کند] 1[. این سیستم شامل مسیرهای چندگانه ای است که در تعامل با هم وزن را کنترل می نماید .در گردش خون هورمون هایی وجود دارند که به صورت حاد و موقت غذا خوردن را شروع یا خاتمه می دهند وهم هورمون هایی هستند که منعکس کننده چاقی و تعادل انرژی بدن می باشد. این سیگنال ها به وسیله اعصاب محیطی و مراکز مغری از جمله هیپوتالموس و ساقه مغزی یکپارچه می شوند هنگامی که سیگنال ها یکپارچه شوند ، نوروپتید های مرکزی را ، که غذا خوردن و هزینه انرژی را تغییر می دهند ، تنظیم می کنند ] 1[.
پیچیدگی رفتار دریافت غذا منعکس کننده ی تعداد نواحی در گیر در مغز است. به عنوان مثال ، قشر پیشانی چشمی در گیر در سیری ویژه حسی است در حالی که آمیگدال در ارزیابی مزه و طعم غذا دخالت دارد . بنابراین رفتار دریافت غذا را می توان به فاز های مختلفی از جمله فاز اشتها ، که شامل جستجو برای غذا است ، و فاز مصرف شامل خوردن واقعی غذا است ، تقسیم بندی کرد ]41[.
برای حفظ یک وزن ثابت در یک دوره ی زمانی نسبتا طولانی همواره باید توازنی بین دریافت غذا و هزینه انرژی برقرار باشد . هیپوتالاموس اولین مرکز ی است که حدود 50 سال قبل نقش آن در این فرایند شناخته شد . علیرغم در گیری نقاط مختلفی از مغز در رفتار غذا خوردن ، هیپوتالاموس به عنوان مرکز اصلی غذا خوردن مطرح می باشد .در اوایل دهه 1940 نشان داده شد که تزریق یا تحریک الکتریکی هسته ها ویژه ای در هیپوتالاموس ، رفتار تغذیه ای را تغییر می دهد. هیپوتالاموس شامل چندین هسته می باشد که در دریافت غذا دخالت دارند شامل هسته های کمانی (ARC) ، هسته ای مجاور بطنی (PVN) ، بخش های جانبی هیپوتالاموس (LHA) ، هسته های بطنی میانی (VMH) و هسته های خلفی میانی (DMH). در ARC دو دسته اصلی نورون که به وضعیت تغذیه ای حساس هستند و جود دارند . یکی دسته از ان ها دریافت غذا و اشتها را تحریک و دسته دیگر ان را مهار می کنند ]41[. هسته های بطنی میانی (VM) به عنوان « مرکز سیری» و هسته های جانبی هیپوتالاموس (LH) عنوان «مرکز گرسنگی» شناخته شده اند. هسته های کمانی (ARC) هیپوتالاموس نیز به عنوان محلی که این سیگنال های تنظیمی اشتها را یکپارچه می کند شناخته شده است ]42[ .

شکل 2 – 2) طراحی شماتیک ساده از مناطق هیپوتالاموس که در مصرف مواد غذایی نقش اصلی ایفا می کند.]41[
2-2-4:هیپوتالاموس
برای حفظ یک وزن در یک دوره زمانی نسبتاً طولانی همواره باید توازنی بین دریافت غذا و هزینه انرژی برقرار باشد. هیپوتالاموس اولبین مرکزی است که حدود 50 سال قبل نقش ان در این فرایند شناخته شد. در اوایل دهه 1940 نشان داده شد که تزریق یا ایجاد تحریک در هسته های ویژه ای از هیپوتالاموس باعث تغییر در رفتار تغذیه ای و دریافت غذا می شود. در هیپوتالاموس هسته های بطنی میانی (VMH) ، به عنوان «مرکز گرسنگی» شناخته شده اند. هسته های کمانی (ARC) هیپوتالاموس نیز به عنوان محلی که این سیگنال های تنظیمی اشتها را یکپارچه می کنند شناخته شده است. چرخه های عصبی متعددی در هیپوتالاموس قرار دارد. بر اساس دانسته های ما شبکه های عصبی و انشعابات آنها در داخل هیپوتالاموس قرار دارد. بر اساس دانسته های ما شبکه های عصبی و انشعابات آنها در داخل هیپوتالاموس گسترش پیدا می کنند و اجتماعات عصبی مجزا، نروترانسمیترهای ویژه ای را ترشح کرده که بردریافت غذا و یا هزینه کرد انرژی اثر گذاشته که خود توسط سیگنال های خاص وضعیت تغذیه ای تنظیم می شوند. سیگنال های محیطی درگیر در تهادل انرژی، از قبیل هورمون های روده ای مثل پپتاید YY و GLP-1 از طریق یک مکانیسم فیرقابل اشباع از سد خونی- مغزی گذشته و بنابراین به ARC می رسند. البته سیگنال های دیگری از قبیل لپتین و انسولین از طریق یک مکانیسم قابل اشباع از خون به مغز می رسند. بنابراین سد خونی – مغزی یک نقش تنظیمی پویا در عبور دادن برخی سیگنال های انرژی گردش خون دارد. در ARC دو دسته اصلی نرون که به وضعیت تغذیه ای حساس هستند ، وجود دارند . یک دسته از انها دریافت غذا و اشتها را تحریک و دسته دیگر ان را مهار می کنند عوامل اشتها آور و شد اشتها به ترتیب فعالیت سیستم عصبی سمپاتیک را کاهش و افزایش می دهند و به موجب آن ذخایر چربی بدن و هزینه انرژی را تنظیم می کنند . این عمل از طریق تغییر گرمازایی در BAT و احتمالاً در محل های دیگری از قبیل بافت سفید چربی وعضله، از طریق القاء پروتئین جفت نشده میتوکندریایی یک UCP-1 و UCP-2 و UCP-3، انجام می شود. ارتباط بین دریافت غذا و فعالیت سمپاتیک از طریق مواد انتقال دهنده عصبی متعددی صورت می گیرد. نروپتایدها عناصر مهم سیستم تنظیم کننده دریافت غذا هستند. هورمون ها ، انتقال دهنده های عصبی و نروپتایدهایی که بر دریافت غذا اثر می گذارند. مولکول های تحریک کننده اشتها شامل نوراپی نفرین، گاما آمینو بوتیریک اسید و هفت دسته از نروپتایدها هستند، در حالی که مولکول های مهار کننده غذا اشتها شامل سروتونین، دوپامین و تعداد زیادی از پپپتایدهای روده ای – مغزی هستند ]42[ .
2-2-5:سیگنال های عصبی و هورمونی کنترل اشتها
در موجودات تکامل یافته، نظیر انسان سیستم تنظیم دریافت غذا شامل دو بخش شبکه تنظیم اشتها و سیگنال های عصبی و هورمونی ارسالی از نواحی مختلف بدن به شبکه تنظیم اشتها می باشد که بخش اول از نورون های ایجاد کننده اشتها یا نورون های اورکسیژنیک و نورون های ایجاد کننده بی اشتهایی یا نورون های انورکسیژنیک تشکیل شده است که همگی در هسته های مختلف هیپوتالاموس قرار دارند و این دو دسته نورون شبکه تنظیم اشتها با یکدیگر در ارتباط هستند و بر فعالیت یکدیگر اثر می گذارند ]43[ . بنابراین عوامل تنظیمی متعددی چون هسته های مختلف هیپوتالاموس واقع در سیستم عصبی مرکزی، ذخایر انرژی و هورمون ها در تنظیم اشتها و دریافت غذا بصورت دراز مدت وکوتاه مدت دخالت دارند . در انسان انتقال دهنده های سیستم عصبی و پپتیدهای روده ای متعددی از عوامل مهم تنظیم اشتها می باشند]44[. اکثر مطالعات انجام گرفته در زمینه اشتها و دریافت غذا، روی دو هورمون لپتین و گرلین متمرکز است. این دو هورمون بعنوان تنظیم کننده های اصلی شبکه تنظیم اشتها و دریافت غذا درهسته های مختلف هیپوتالاموس مطرح هستند]45[.
هورمون لپتین محصول ژن چاقی است که در تنظیم فرایندهای متابولیک دخیل است و نمایانگر میزان ذخیره چربی بدن است . این هورمون با گیرنده های ویژه ای در هیپوتالاموس و با مهار باعث کاهش اشتها می شود و از طرف دیگر ترشح نوروپپتید Y با افزایش فعالیت سیستم عصبی سمپاتیک و لیپولیز موجب افزایش میزان متابولیسم بدن، میزان انرژی مورد نیاز و در نتیجه میزان چربی بدن را کنترل می کند]46[.
گرلین به عنوان یک لیگاند درون زاد برای گیرنده ترشح دهنده هورمون رشد مطرح است. سلول های غده اکسینتیک موکوس فوندوس معده منبع اصلی این پپتید اشتها آور است ]47[. مطالعات گذشته نشان داده است درحالی که تزریق انسولین در برخی از هسته های هیپوتالاموس سیستم اعصاب مرکزی دریک روش وابسته به دوز بعد از ورود به فضای بین سلولی درمغز به رسپتورهای خود نظیر نورون های، نوروپپتید Y متصل و آن را مهار می کند و یا از طریق تحریک انتقال دهنده عصبی α –MSH به دلیل افزایش تولید وترشح لپتین سبب کاهش دریافت غذا می شود ولی افزایش سطح سرمی انسولین (به صورت محیطی) در صورتیکه باعث کاهش غلظت گلوکزخون شود می تواند اشتها را تحریک نماید ]48[.

شکل 2 – 3 ) گردش هورمون های موثر بر تعادل انرژی از طریق هسته کمانی ]44[
2-2-6:سیستم کنترل مرکزی
سیگنال های نماینده چاقی در CNS یکپارچه می شوند. در داخل CNS دریافت غذا و تنظیم وزن به طور موثری انجام می شود. در CNS و بطور اختصاصی در هیپوتالاموس دو سیستم موثر آنابولیک و کاتابولیک وجود دارد که وزن بدن و توده چربی را تنظیم می نمایند . مسیرهای که سیگنال های چاقی از لپتین (مترشحه از آدیپوسیت ها) و انسولین (مترشحه از پانکراس ) با چرخه های خودکار مرکزی اندازه غذا را تنظیم می کنند.لپتین و انسولین مسیر کاتابولیک (نرون های POMC/CART ) را تحریک و مسیر آنابولیک (نرون های NPY/AGRP ) که از ARC منشأ می گیرندۀ را مهار می کنند. درون دادهای آوران وابسته به سیری از کبد و مجاری معده ای ـ روده ای و از پپتیدهایی مثل CCK از طریق عصب واگ و تارهای سمپاتیک به NTS ، یعنی جای که با درون دادهای پایین رونده هیپوتالاموس یکپارچه می شوند. برون داد عصبی خالص از NTS و سایر نواحی بصل النخاع و مخچه مغز منجر به خاتمه غذا خوردن می شوند. کاهش درون دادهای از سیگنال های چاقی ( در حین کاهش وزن ناشی از رژیم) بنابراین باعث افزایش اندازه غذا به وسیله کاهش پاسخ های ساقه مغز به سیگنال های سیری می شوند]4[.
مسیر های که سیگنال های جاقی از لپتین (مترشحه از آدیپوسیت ها) و انسولین (مترشحه از پانکراس) با چرخه های خودکار مرکزی اندازه غذا را تنظیم می کنند. لپتین و انسولین مسیر کاتابولیک (نرون های POMC/CART ) را تحریک و مسیر آنابولیک (نرون های NPY/AGRP ) که از ARC منشأ می گیرند ، را مهار می کنند. درون دادهای آوران وابسته به سیری از کبد و مجاری معده ای-روده ای و از پپتیدهایی مثل CCK از طریق عصب واگ و تارهای سمپاتیک به NTS ، یعنی جای که با درون دادهای پایین رونده هیپوتالاموس یکپارچه می شوند. برون داد عصبی خالص از NTS و سایر نواحی بصل النخاع و مخچه مغز منجر به خاتمه غذا خوردن می شوند. کاهش درون دادها از سیگنال های چاقی (درحین کاهش وزن ناشی از رژیم) بنابراین باعث افزایش اندازه غذا به وسیله کاهش پاسخ های ساقه مغز به سیگنال های سیری می شوند. ]4[.

جدول 2-1- مولکول های سیگنالی کاندید در هموستاز انرژی در CNS ]39[.
سیستم موثر آنابولیک باعث افزایش دریافت غذا، اکتساب وزن، کاهش هزینه انرژی و برعکس سیستم موثر کاتابولیک باعث کاهش دریافت غذا ، از دست دادن وزن و افزایش هزینه انرژی می شود .
2-2-7:کنترل محیطی اشتها
سیگنال های محیطی درگیر در تعادل انرژی، از قبیل هورمون های روده ای مثل پپتاید و GLP1 از راه یک مکانیسم غیرقابل اشباع از سدخونی- مغزی گذشته و بنابراین به ARC می رسند. البته سیگنال های دیگر از قبیل لپتین و انسولین از راه یک مکانیسم قابل اشباع از خون به مغز می رسند. بنابراین سد خونی- مغزی یک نقش تنظیمی پویا در عبور دادن برخی سیگنال های انرژی گردش خون دارد ]49[.
گرلین اولین هورمونی است که به دنبال تزریق محیطی موجب افزایش غذا خوردن می شود. در انسان ها گرلین پلاسمایی قبل زا هر وعده غذا افزایش ناگهانی و پس از صرف هر وعده غذایی به صورت کوتاهی سقوط می کند. این یافته ها دلالت بر این دارند که گرلین سممکن است به عنوان یک شاخص تعادل انرژی کوتاه مدت تلقی شود و ممکن است به عنوان یک مولکول سیگنالینگ در طول مدت زمان تخلیه انرژی در نظر گرفته شده است ]49[.

شکل 2-4 ) تنظیم مصرف غذا بوسیله ی هورمون های محیطی و مسیرهای سیگنالینگ مرکزی انها.]45[
2-3 :تنظیم کننده های وزن و متابولیسم بدن
گزارش ها نشان که وزن و متابولیسم بدن توسط نوروپپتید ها و هورمون های متعددی کنترل و تنظیم می شود.که به اختصار به توضیح برخی از مهمترین آنها می پردازیم.
2-3-1:نروپپتایدها
2-3-1-1: نوروپپتید Y (NPY)
NPY یک پپتید 36 اسید آمینه ای و یکی از فراوان ترین و گسترده ترین (از لحاظ توزیع) عوامل انتقال دهنده عصبی در مغز پستانداران می باشد. ARC محل اصلی بیان NPY در داخل نرون های هیپوتالاموس می باشد. هر چند NPY پس از تزریق مرکزی اثرات گوناگونی روی رفتار و عملکرد به جا می گذارد. ولی قابل توجه ترین اثر آن تحریک غذا خوردن است. تزریق چندباره NPY به داخل PVN یا دهلیزهای مغزی باعث چاقی می شود که نشان دهنده آن است که NPY قادر به مهار سیگنال های مهار کننده دریافت غذا می باشد. NPY باعث تعادل مثبت انرژی از طریق افزایش دریافت غذا می شود و همچنین باعث کاهش هزینه انرژی از طریق کاهش گرمازایی در BAT و همچنین تسهیل ذخیره چربی در بافت سفید چربی از طریق افزایش فعالیت انسولین می گردد ]50[. NPY در ARC سنتز شده و به داخل PVN ترشح می شود و توسط سیگنال های مثل لپتین، انسولین (که هر دو مهار کننده) و گلوکورتیکوئیدها (فعال کننده)، تنظیم می شود. سنتز و ترشح NPY در مدل های با شرایط کمبود انژژی یا افزایش نیازهای متابولیکی از قبیل گرسنگی ، دیابت وابسته به انسولین، شیردهی و فعالیت بدنی افزایش می یابد. نقش فیزیولوژیکی اصلی نرون های ARC ، NPY، احتمالا برقراری مجدد تعادل انرژی و ذخایر چربی بدن در شرایطی است که بدن با کمبود انررژی مواجه است. علیرغم شواهد کافی برای نشان دادن نقش کلیدی NPY در هموستاز انرژی، عجیب این است که در موش های که ژن NPY آنها کاملا حذف شده بود دارای فنوتیپ نرمال بودند به جز اینکه مستعد به جمله ناگهانی شده بودند. بنابراین هنوز کاملا مشخص نیست که آیا NPY فقط در شرایط حادی از قبلی موش های تراریخته ob/ob در پراشتهایی یا چاقی نقش دارد یا آیا فنوتیپ نرمال به علت مکانیسم های جبرانی توسط سایر سیگنال های اشتهاآور است که جایگزین NPY می شوند و به حفظ تغذیه طبیعی و تنظیم وزن کمک می کنند ]51[.

شکل 2-5) فعال سازی سلول های عصبی NPY / AGRP دارای یک اثر اشتهاآور، در حالی که فعال سازی سلول های عصبی POMC / CART اثر ضد اشتهای می باشد.
2-3-1-2: ارکسین ارکسین اخیرا به عنوان دسته ای از نروپپتیدها شناخته شده که همچنین تحت عنوان هیپوکرتینز نامگذاری می شود. ارکسین A و B به ترتیب دارای 23 و 28 اسید آمینه بوده و 46 درصد مشابهت دارند. هر دو پپتید توسط یک ژن کدگذاری شده و در نرون های خلفی و جانبی هیپوتالاموس قرار دارند. تزریق ارکسین A به طور معنی داری موثرتر از ارکسین B می باشد. البته اثر ارکسین بر تحریک غذا خورئن از اثر NPY خفیف تر است. ارکسین احتمالا بیشتر درگیر کنترل متابولیسم انرژی است تا دریافت غذا . ناشتایی باعث تظاهر افزایش ژن ارکسین در هیپوتالاموس می شود ]49[.
2-3-1-3: گالانین
گالانین یک پپتید 29 اسیدآمینه ای است که در دسته ی نورونی PVN , DMH , ARC توزیع شده است. گالانین دریافت غذا در موش های صحرایی پس از تزریق به داخل CV و همچنین VMH , LH , PVN و هسته های مرکزی آمیگدال را تحریک می کند. همانند MCH و ارکسین، غذا خوردن ناشی از گالانین ضعیف تر از NPY بوده و تزریق مداوم گالانین اثری بر حفظ چاقی یا پراشتهایی ندارد. از لحاظ آناتومیکی و عملکردی ارتباط نزدیکی بین نرون های تولید کننده گالانین وسایر سیگنال های اشتهاآور وجود دارد. هر چند سیستم NPY ارتباط نزدیکی با مصرف و هضم کربوهیدرات ها دارد، گالانین احتمالا در وهله اول در کنترل مصرف چربی ها و افزایش ذخیره بافت چربی از طریق کاهش در هزینه کرد انرژی دخالت دارند. گالانین در حین دوره میانی چرخه غذایی طبیعی فعال شده و یک رژیم با چربی بالا می تواند تولید گالانین را در PVN افزایش داده که ارتباط نزدیکی با چاقی بدن دارد ]49[.
2-3-1-4: نوروپتیید w-23
نوروپتیید W-23 که در ده اخیر کشف شده از 23آمینو اسید تشکیل شده است.که در تنظیمات تغذیه ای و هورمونی مشارکت دارد. مطالعات نشان می دهد ، تزریق داخل بطن مغزی NPW23 باعث افزایش جذب غذا و تحریک آزادسازی پرولاکتین]52[ و کورتیکوسترون ]53[ در موش صحرایی می شود،همچنین تحقیقات آزمایشگاهی نشان داده که افزایش غلظت NPW23 ، به طور قابل توجهی بر پرولاکتین، هورمون رشد و انتشار ACTH از سلولهای هیپوفیز قدامی را تغییر می دهد ]53[.
2-3-2:هورمون ها
2-3-2-1:گرلین
گرلین برای اولین بار در سال 1999 توسط کوجیما و همکارانش از معده موش جداسازی شد و به عنوان لیگاند درونی برای گیرنده GHS-Ra مطرح گردید. گرلین به هنگام گرسنگی به مقدار زیادی در سلولهای مخاط معده و به مقدار اندکی در سایر اندام ها از جمله مغز، هیپوفیز، سلولهای لایدیگ و سلولهای سرتولی نیز به نسبت کمتر تولید می شود ]54[. مطالعات نشان داده گرلین علاوه بر افزایش هورمون رشد ]55[ سبب افزایش تخلیه معده، افزایش اشتها، افزایش وزن بدن ]56[ تحریک ترشح ACTH ، مهار LH 6 و کاهش غلظت هورمون های تیروئیدی می شود ]57[. تزریق گرلین از طریق افزایش بیان ژن ها ی AgRP و NPY در هستۀ ARC هیپوتالاموس که نورونهای آنها مستقیماً بر روی TRH گیرنده دارند سبب کاهش هورمونهای تیروییدی می شوند ]58[.

شکل 2-6) گرلین قبل و بعد از دریافت غذا
2-3-2-2:ابستاتین
زانگ و همکاران (۲۰۰۵) پپتید ۲۳ اسید آمینه ای دیگری به نام ابستاتین را شناسایی کردند. این پپتید از ژن سازنده ی گرلین مشتق شده که بعد از ترجمه، دستخوش تغییرات متفاوتی شده است. یافته های بررسی ها نشان داد درمان جوندگان با ابستاتین منجر به تعادل انرژی منفی از راه کاهش دریافت غذا و تخلیه ی معده می شود. بنابراین برخی پژوهشگران به این نتیجه رسیدند که گرلین و ابستاتین اثرات متضادی بر تنظیم وزن دارند و ممکن است عملکرد نامطلوب ابستاتین در پاتوفیزیولوژی چاقی درگیر باشد.]59[
پژوهش قنبری نیاکی و همکاران نشان داد کسر و گلیکوژن کبدی ناشی از تزریق اتیونین در موش ها ATP منجر به افزایش سطح گرلین پلاسما می شود که می تواند به عنوان یک آغازگر مهم دریافت غذا مد نظر قرار گیرد؛ هم چنین مشاهده شد سطح ابستاتین پلاسما مورد تاثیر و گلیکوژن کبد نیست و انجام تمرین های ATP کاهش ورزشی نیز نتوانست این نتیجه را مورد تاثیر قرار دهد. پژوهشگران این گونه نتیجه گیری کردند که گرلین نسبت به ابستاتین به کسر انرژی کبد حساس تر است ]60[. گائو و همکاران(2009) انجام پژوهشی روی زنان و مردان چاق دریافتند سطح گرلین و ابستاتین آزمودنی های چاق پایین تر، اما نسبت گرلین به ابستاتین آنها از آزمودنی های با وزن طبیعی بالاتر بود ]61[.
زامرازیلوا و همکاران (۲۰۰9) نیز نسبت سطح گرلین به ابستاتین پلاسما را در زنان با وزن طبیعی، چاق و دچار بی اشتهایی عصبی اندازه گیری نمودند. یافته ها نشان داد نسبت سطح گرلین به ابستاتین در زنان با بی اشتهایی عصبی به طور معنی داری بالاتر از سایر گروه ها بود ]62[. در کل نقش واقعی ابستاتین در سازوکار چاقی هنوز مشخص نیست، اما تعادل بین گرلین و ابستاتین نقش مهمی در سازوکار چاقی و بیماری های متابولیکی ایفا می کند]63[.
2-3-2-3:لپتین
لپتین، پروتئین 167 اسید آمینهای است که در تنظیم فرآیندهای متابولیک دخالت دارد و نمایانگر ذخیره چربی بدن است]64[ برخی از پژوهشگران لپتین را عامل هشدار دهنده در تنظیم محتوای چربی بدن ذکر کرده اند ]65[ لپتین پس از تولید در بافت چربی به داخل خون ریخته می شود . در سد خونی مغز ناقل هایی وجود دارد که باعث ورود لپتین به دستگاه عصبی مرکزی شده و با شرکت در سرکوب سنتز نوروپپتیدهایی از قبیل نوروپپتیدy (عامل افزایش اشتها)، باعث کاهش اشتها می شود]66[ . بنابراین اثر خالص عملکرد لپتین در جهت کاهش وزن است اما کمبود این هورمون و یا مقاومت نسبت به آثار آن، هر دو می تواند سبب افزایش وزن شوند]67[ .
پژوهش استاد رحیمی و همکاران روی زنان چاق، نشان داد توده بافت چربی از پیشگویی کننده های اصلی غلظت لپتین بوده و همبستگی معنی داری بین توده چربی و لپتین وجود دارد ]68[ نتایج پژوهش ضرغامی و همکاران نشان داد که مقادیر سرمی لپتین در زنان چاق حدود 3 برابر زنان با وزن طبیعی بوده و همبستگی مستقیمی بین لپتین و شاخص توده بدن وجود دارد ]69[. همبستگی بین غلظت سرمی لپتین با شاخص توده بدن، درصد و توده چربی بدن، ذخایر مختلف چربی و همچنین ضخامت چربی زیر پوستی در تحقیقات دیگر نیز مشاهده شده است ]70[ این همبستگی در زنان چاق 3 برابر بیش تر از مردان چاق است ]71[.
87630-80645
شکل 2- 7 ) لپتین به عنوان بخشی از یک حلقه بازخورد به حفظ ذخائر ثابت از چربی عمل می کند. از دست دادن چربی بدن منجر به کاهش در لپتین، که مولکول های تغذیه محرک در هیپوتالاموس، مانند NPY را فعال می سازد. در مقابل، افزایش چربی بدن منجر به افزایش لپتین، که مولکول های تغذیه بازدارنده مانند MC را فعال می سازد. ]49[
2-4: نوروپتیید w
نوروپتیید w که اولین بار از هیپوتالاموس خوک جدا شده به دو شکل وجود دارد که شامل نوروپتیید 23- w (NPW23) یا نوروپتیید 30- w (NPW30) که 23 و 30 نشان از تعداد آمینو اسید تشکیل دهنده آن است.این نوروپتییدها به یکی از دو دریافت کننده NPW ، شامل GPR7 (NPBWR1) و GPR8(NPBWR2) متصل می گردد که به خانواده ی گروه پروتیین G تعلق دارند. GPR7 در مغز و قسمت های بیرونی و خارجی بدن انسان و جانوران جونده وجود دارد، در حالیکه GPR8 در جانوران جونده وجود ندارد . mRNA GPR7 در جانوران جونده به شکل گسترده ای در بسیاری از مناطق هیپوتالاموس ، شامل قسمت بطنی ، بصری ، میانی جلویی ، پشتی ، فوقانی وقسمت های قوس داربیان شده است .
مشاهدات نشان می دهد که GPR7 نقش مهم و حیاتی در تعدیل عملکرد غده های درون زا و عصبی ایفا می کند. تزریق بطنی مغزی NPW نشان داده شده که مانع جذب غذا شده و در وزن بدن اختلال ایجاد می نماید و موجب افزایش تولید گرما و حرارت و دمای بدن می شود، این نشان می دهد که NPW به عنوان یک مولکول نشانگر کاتابولیسم درونی عمل می کند ]72[.
2-4-1:گیرنده های NPW
در سال 1995 ، ادد و همکارانش از الیگونکلوتیدهای بر مبنای گیرنده ی اپیوئیدی و همینطور گیرنده ی سوماتواستاتین جهت شناسایی دو ژن GPR7 و GPR8 استفاده کردند.که پیش بینی می شود این دو دریافت کننده مسئول کد گذاری گروه پروتئینی G درون مغز انسان هستند. mRNA GPR7 در مغز انسان و جانوران جونده نشان داده شده ، در حالیکه ژن GPR8 در مغز انسان و خرگوش و نه جانوران جونده شناسایی شده است ]73[. در سال 2002، شیمومورا و همکارانش لیگاندهای درون زا را در مورد-8 GPR7 با در معرض قرار دادن سلول های تخمدان موش های چینی (CHO) با ذره های هیپوتالامیک خوک، تغییراتی در سطح CAMP مشاهده نمودند. علاوه بر این، وقتی بیان سلول GPR7 یا GPR8با عصاره ی هیپوتامیک القا شد تولید CAMP ناشی از فورسکولین متوقف می شود. این دریافت کننده ها به دریافت کننده های گروه پروتیینی Gi متصل بودند ]52[.
تجزیه و تحلیل ساختاری بیشتر در مورد لیگاندهای مسئول مهار تولید cAMP منجر به شناسایی یک پپتید جدید به نام NPW گردید. شیمومورا و همکاران توالی پپتید بالغ 23 و30 آمینو اسید باقی مانده از خوک ، موش و انسان را شناسایی کردند.NPW به دو شکل بالغش : NPW30 (شامل 30 آمینو اسید) و NPW23 (شامل 23 آمینو اسید) نام گذاری شده است که در ژن انسان بوسیله تاناکا و همکاران (2003) شناسای شد ]72[.

شکل 2- 8) فرق نوروپتیید 23- w و نوروپتیید 30- w ( انسان ، خوک ، رت ، موش)].72[
2-4-2: توزیع مرکزی NPW
بر اساس آنالیز RT-PCR ، برزلین و همکارانش (2003)گزارش داده اند که ژن NPW در سیستم عصبی مرکزی انسان مانند جسم سیاه و نخاع ، و در حد متوسط ​​در هیپوکامپ، آمیگدال، جسم پینه ای هیپوتالاموس ، مخچه و ریشه پشتی نخاع بیان شده است. شیمی سلولی هیبریداسیون در جوندگان نشان داده است که ژنNPW در چند مناطق محدود مغزی شامل PAG، هسته EW و هسته پشتی جنین توزیع شده است ]74،53،10 [. در حالی که کیتامورا و همکاران،( 2006) گزارش داده اند که این موضوع به هسته های خاصی در مغز میانی و ساقه مغز محدود می شود. با این حال، بر اساس تجزیه و تحلیل RT-PCR، گزارش داده اند که NPW mRNA در قسمت PVN، VMH ، ARC و LH موش بیان می شود]75[.مطالعه دیگری نیز حاکی از توزیع NPW در قسمت های متعددی از مغز موش صحرایی بوده است ]76[.
مطالعات ایمونوهیستوشیمی نشان داده است که NPW-LI به طور عمده در مناطق هیپوتالاموس، ARC و غده هیپوفیز خلفی ، با یک سطح پایین تر در PVN مشاهده شده است. جالب این است که سلول های NPW-LI هیپوتالاموس نر نسبت به ماده بیشتر است ]76[. در مطالعه دیگری، کیتامورا و همکاران (2006) از استقرار زیادی از NPW-LI را در سلول مغز میانی، شامل PAG و EW خبر داده اند. علاوه بر این، آنها برای اولین بار حضور NPW-LI و فرآیندهای آن را در PVN، VMH و آمیگدال در سطح میکروسکوپ الکترونی شناسایی و بررسی کرده اند]77[. همچنین، رشته های عصبی NPW-LI به وفور در مغز میانی و در دستگاه لیمبیک، از جمله CEA و BST توزیع شده بود، این امر نشان می دهد که NPW ممکن است در فرایند تعدیل ترس و اضطراب و همچنین در رفتار تغذیه نقش مهمی ایفا کند]78،77،76،75[.
2-4-3: توزیع محیطی NPW
در بافت های محیطی، NPW در نای ، در سلول سرطانی لنفوسیت نابالغ کلیه جنین و سرطان روده بزرگ بیان می شود]79[.سلول های وابسته به قشر غده فوق کلیوی نیز NPW تولید می کند]78[.هوکل وهمکاران (2006) گزارشی مبنی بر توزیع NPW در تیروئید و غدد پاراتیروئید، پانکراس، غدد آدرنال، تخمدان و بیضه در موش ارائه کردند.درحالیکه روکینیسکی و همکاران (2007) واکنش پذیری ایمنی NPW در تمام سلول های پانکراس شامل سلول های A ،B وD رانشان داده اند. درمقابل ، دزاکی و همکاران ( 2008) واکنش پذیری ایمنی NPW را در سلول های B ، و نه سلول های A یا D یافتند. بعلاوه NPW mRNA در سیستم ادراری تناسلی از جمله کلیه، بیضه ها، رحم، تخمدان، و جفت توزیع شده است ]80[.
بر اساس انالیز RT-PCR ، از حضور ژنNPW در در غده هیپوفیز، غده فوق کلیوی و معده را تایید کرد ]81[. این مشاهدات نشان می دهد که NPW ممکن است نقش مهمی در تنظیم سیستم غدد درون ریز را در پاسخ به استرس و همچنین در فعال شدن محورهیپوتالاموس هیپوفیز فوق کلیوی (HPA) ایفا کند ]81،82[.
2-4-4: توزیع GPR7-8
تجزیه و تحلیل RT-PCR در انسان نشان داد که ژن GPR7 به شدت در آمیگدال، هیپوکامپ، نئوکورتکس، و هیپوتالاموس بیان می شود ]73[. مطالعات مربوط به شیمی سلولی نشان داده است که ژن GPR7 در هیپوتالاموس موش، از جمله ARC، VMH، PVN و DMH، موجود است .ایشیی و همکاران (2003) گزارش داده اند که از بین بردن NPBW1 باعث پر خوری و توسعه چاقی می شود. سینگ و همکاران (2004) از دریافت کننده ی رادیوگرافی [125I]-NPW استفاده کرده و توزیع قابل توجهی از NPBW1 در آمیگدال موش و هیپوتالاموس، و همچنین در BST، MPA ، PAG ، ارگان سابفورنیکال و سطوح خاکستری رنگ سوپریور کولیکلوس ( قسمتی از مغز میانی) را نشان دادند. به طور کلی، GPR7 در سطح وسیعی در آمیگدال بیان می شود ]84،83،74[. اگر چه BST بالاترین سطح بیان GPR7 در پستانداران کوچک را نشان داده است، این پدیده در انسان ثابت نشده است. کیتامورا و همکاران ( 2006) گزارش کرده اند که GPR7 بیشتر در CeA و BST، موش صحرایی توزیع شده است که این امر ممکن است نشان دهد که GPR7 در تنظیم استرس، احساسات، ترس و اضطراب دخالت دارد. از طرف دیگر ژن های GPR7-8 در غده هیپوفیز و غده فوق کلیوی ( قشری و مرکزی ) بیان شده است ]72[ . این مشاهدات نشان می دهد که GPR7-8 ممکن است در پاسخ به استرس از طریق محور HPA درگیر باشد]82 [.
زیلوکوسکا و همکاران (2009 ) اخیرا آزمایشی مبنی بر توزیع و عملکرد NPW، NPB، و GPR7 در سلول های مانند یاخته ی استخوانی موش صحرایی و همچنین نتایج آن را که حاکی از تاثیر مستقیم بر روی تکثیر سلول ها بود را انجام دادند. NPB در پستانداران بزرگ، و همچنین در خرگوش شناسایی شده است، اما در موش صحرای و هیچ یک از موش ها بیان نشده است. تجزیه و تحلیل RT-PCR نشان داده است که ژن GPR8 است که به شدت در آمیگدال، هیپوکامپ، غده هیپوفیز، غده فوق کلیوی و بیضه ها و همچنین در سلول های قشری در غدد فوق کلیوی بیان شده است ]72[ .
2-4-5: تنظیم تغذیه ومتابولیسم انرژی بوسیله NPW
حذف GPR7 در موش های باعث پرخوری و کاهش مصرف انرژی می شود. این امر نشان می دهد که NPW ممکن است به عنوان یک تعدیل کننده تغذیه عمل کند. تزریق داخل بطن مغزی NPW در موشهای صحرایی نر باعث افزایش جذب غذا طی 2 ساعت اول در فاز نور می شود ]52[. همچنین لوین و همکاران (2005) گزارش کرده اند که تزریق NPW به PVN مصرف مواد غذایی را افزایش می دهد . این نتایج نشان می دهد که NPW به عنوان یک پپتید اشتها آور حاد عمل می کند. با این حال، موندال و همکاران (2003) گزارش کرده اند که هر دو شکل NPW باعث سرکوب تغذیه در فاز تاریک می شود،این نشان می دهد که اثر NPW در مورد تغذیه متفاوت است بسته به اینکه آیا حیوانات در نور و یا فاز تاریک نگهداری می شود]72[.
مطالعات عصبی انجام شده نشان داد که رابطه عصبی بین NPW و دیگر نوروپپتید های درگیر در تنظیم تغذیه باعث فعل و انفعالات عصبی بسیار نزدیک بین رشته های عصبی حاوی NPW و ارکسین یا هورمون MCH و رشته های عصبی در مغز موش های صحرایی می شود ]85[. در حالی که لوین و همکاران (2005) نشان داد که توزیع c-fos در نورون های حاوی ارکسین در منطقه ی پریفورنیکل در LH بعد از تزریق NPW در داخل بطن مغزی (icv) رخ داده است. جالب این است، که آنها همچنین سلول های NPW-LI در VMH، را نیز شناسایی کردند که به عنوان یک مرکز سیری شناخته شده است ]75[.
تاثیر لپتین بر روی عصب در VMH ، باعث کاهش میزان جذب غذا می شود و دیت و همکاران (2010) گزارش داده اند که سلول های عصبی NPW-LI و گیرنده های لپتین در این منطقه از مغز متمرکز شده اند . بیان NPW نیز به طور قابل توجهی در OB / OB و db/db موش تنظیم می شود. بنابراین، NPW ممکن است نقش مهمی در متابولیسم تغذیه و انرژی داشته باشد، و به عنوان یک جایگزین برای لپتین عمل کنید ]9[. علاوه بر این، NPW جذب مواد غذایی را از طریق گیرنده ملانوکورتین – 4 کاهش می دهد ، این بیانگر این است که NPW ممکن است نورون ها حاوی POMC را فعال و نورون های حاوی NPY را در ARC مهار کرده به کنترل و تنظیم در تغذیه بپردازد ]9[.
58420241935
شکل 2- 9 ) تصویر شماتیک بر اساس یافته های مطالعات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی تنظیم اشتها در هیپوتالاموس توسط سلول های عصبی NPW و پپتید مرتبط با تغذیه در هیپوتالاموس.]72[
به تازگی، اسکرزبپسکی و همکاران (2012) نشان داده اند که NPB و NPW بیان و ترشح لپتین و رزیستین را تنظیم می کند ، و باعث افزایش لیپولیز چربی در موش می شود]84[ . هنگامی که NPW به موش داده شد، محققان نمی توانستند بالا رفتن فعالیت های حرکتی را شناسایی کنند ، اما افزایش میزان مصرف O2 و افزایش تولید CO2، و همچنین افزایش دمای بدن را مشاهد نمودند ]86[ . جالب توجه است، مندال و همکاران (2006) گزارش کرده اند که سطح NPW جدا شده از سلول های آنترال معده موش در حیوانات که غذا نخورده اند پایین تر است ، و میزان آن در حیواناتی که به آنها غذا داده شد افزایش یافت. در مقابل، GPR7 ( - / - ) موش های ماده فعالیت های پر خوری از خود در مقایسه با موش هایی از نوع وحشی نشان نمی دهند ]87[. علاوه بر این، دان و همکاران (2003) وجود تفاوت بین موش های نر و ماده با توجه به میزان توزیع NPW ارائه داده اند.
2-4-6: عملکرد اندوکرین NPW
مطالعات ایمنوهیستوشیمی نشان داده که GPR7 در PVN، غده هیپوفیز وغدد فوق کلیوی در انسان و موش ]88،79،73،10[، به ویژه درسلول های PVN و هیپوفیز خلفی بیان شده است . با این وجود گزارش نشده است که NPW برای رها سازی دیگر هورمون های هیپوفیز قدامی تاثیر بگذارد. تاثیرات نورواندوکرین NPW به طور مستقیم از طریق GPR7 در سلول های غده هیپوفیز به عنوان واسطه عمل نمی کند ،اما ممکن است به طور غیر مستقیم از طریق کنترل آزاد سازی هورمون هیپوتالاموس و آزاد سازی هورمون محرک قشر غده ی فوق کلیوی عمل کند ]89،73[.
NPW نقش مهمی در پاسخ هیپوتالاموس به استرس ایفا می کند. با این حال، سطوح هورمون رشد در پلاسما بعد از تزریق داخل بطن مغزی این پپتید مهار می شود. این یافته ها نشان می دهد که NPW لیگاند درون زا برای GPR7 و / یا GPR8 است و به عنوان یک میانجی نورواندوکرین عمل می کند ]53،52[.علاوه بر این، تیلور و همکاران (2005) گزارش کرده اند که تزریق NPW محور HPA را فعال می کند، و باعث افزایش در سطح کورتیکوسترون پلاسما در موش های هوشیار می شود. اما باعث تحریک آزادی اکسی توسین و وازوپرسین نمی شود و همچنین در گردش خون محیطی، تغییرات فشار خون و ضربان قلب را نغییر نمی دهد. علاوه بر این، تزریق داخل بطن مغزی آنتاگونیست CRF باعث کاهش قابل توجهی سطح کورتیکوسترون نمی شود، اگر چه قبل از تزریق آنتاگونیست CRF به طور قابل توجهی افزایش مرکزی NPW سطح کورتیکوسترون را کاهش می دهد ]90[.
پرایس و همکاران (2008) گزارش کرده اند که با توجه به اثرات مرکزی NPW از فعال شدن سلول های عصبی سوماتوستاتین کمانی، می تواند بیان هورمون های آزاد کننده هورمون رشد را متوقف کند. این یافته ها نشان می دهد که NPW درون زا ممکن است یک نقش فیزیولوژیک مرتبط در پاسخ نورواندوکرین به استرس در مغز بازی کند]91[.
2-5: کورتیزول