بهره وری از فاضلاب و پساب های بهداشتی و صنعتی در جنگل کاری و توسعه فضای سبز در مناطق خشک از طریق انتخاب گونه های چوبی مناسب

استفاده روزافزون منابع آبی در بخش خانگی و صنعت و تبدیل آن به فاضلاب بویژه در مناطق شهری، یکی از مهمترین معضل مدیریت شهرها و بویژه شهرهای بزرگ است. برآوردها نشان می­دهد که در مناطق شهری روزانه حداقل 200 لیتر فاضلاب به ازای هر نفر تولید می­گردد، در صورتی که 50 درصد از جمعیت کشور از امکانات مربوط به جمع­آوری و تصفیه فاضلاب برخوردار باشند، سالانه بالغ بر 8/2 میلیارد متر مکعب فاضلاب جمع آوری و امکان بالقوه ای را برای بهره برداری مجدد از آب ناشی از تصفیه آن برای امور مربوط به کشاورزی و منابع طبیعی فراهم می­گردد. رهاسازی فاضلاب­ها در سطح زمین و یا نفوذ به اعماق زمین و به دنبال آن آلودگی خاک و آب­های زیرزمینی، باعث آلودگی محیط زیست گردیده و تخریب منابع طبیعی را به همراه خواهد داشت. یکی از مناسب­ترین روش­های کاهش آلودگی ناشی از وجود فاضلاب، تصفیه و استفاده مجدد از آن در بخش­های کشاورزی و منابع طبیعی است. معرفی گونه­های گیاهی مناسب و بویژه گونه­های چوبی که ضمن تحمل شرایط سخت محیطی، از عملکرد بالایی در ترسیب کربن و بهبود شرایط زیست محیطی و همچنین تولید اقتصادی چوب و یا فراورده­های جانبی برخوردار باشند، دارای اهمیت زیادی است. با هدف بررسی زنده­مانی و عملکرد رویشی گونه­های چوبی در شرایط آبیاری با  فاضلاب و پساب شهری، آزمایشی در شرایط آبیاری با پساب تصفیه خانه فاضلاب شهر یزد انجام شد. آزمایش با کاشت گونه­های چوبیEucalyptus camaldulensis, Eucalyptus microtheca, Elaeagnus angustifolia Tamarix aphylla, Melia azedarach, Pinus eldarica, Populus euphratica,  Populus alba, ×Populus euphratica   Morus alba, Ailanthus altissima, و Cupressus sempervirens اجرا شد. برای ارزیابی تاثیر استفاده از پساب بر زنده­مانی و رشد گونه­های کشت شده در پایان سال ششم پس از کاشت، صفاتی نظیر میزان زنده­مانی، ارتفاع، قطر متوسط تاج­، حجم تاج­پوشش، قطر یقه، قطر برابر سینه و ضریب قدکشیدگی، مورد توجه قرار گرفت. نتایج نشان داد که در بین گونه­های کشت شده P. eldarica با 100 درصد زنده­مانی، بالاترین میزان  را به خود اختصاص داد، هرچند اختلاف معنی­داری با گونه­هایی چون E. camaldulensis, E. microtheca M. azedarach, و M. alba نشان نداد. در مقابل در تمامی شاخص­های رشد، T. aphylla مناسب­ترین وضعیت را نشان داد، هرچند در بسیاری از شاخص­ها با برخی از گونه­ها، اختلاف معنی­داری مشاهده نشد. نتایج بدست آمده نشان داد که با توجه به زنده­مانی، رشد و ضریب قدکشیدگی مناسب گونه­های E. angustifolia, E. camaldulensis,  M. azedarach, P. eldarica, P. euphratica,  microtheca,  E.  نسبت به سایر گونه­های مورد آزمایش، می­توان از این گونه­ها در شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک و بوسیله آبیاری با پساب­های صنعتی و خانگی و  با هدف بهره­برداری اقتصادی و بهبود شرایط زیست محیطی، استفاده نمود.

شرح تجربه:

به دلیل اهمیت بهره برداری زیست محیطی و اقتصادی از آب ناشی از تصفیه فاضلاب های بهداشتی و صنعتی، جنگل کاری با گونه های چوبی مناسب از اهمیت زیادی برخوردار است. این امر ضمن کاهش آلودگی های زیست محیطی ناشی از تخلیه فاضلاب ها و یا پساب ها در محیط، در مصرف آب های متعارف، صرفه جویی و بهره وری مصرف آب بهبود خواهد یافت. اگر 50 درصد از جمعیت 80 میلیونی کشور را برخوردار از امکانات لازم برای جمع­آوری فاضلاب بدانیم، بالغ بر 8/2 میلیارد متر مکعب فاضلاب در سال در کشور جمع­آوری می­شود. داده­های بدست آمده نشان می­دهد که برای هر هکتار جنگل­کاری نیاز به حدود 8000 متر مکعب فاضلاب یا پساب در سال می­باشد. با این شرایط امکان جنگل­کاری در سطحی حدود 350 هزار هکتار در حاشیه عمدتاً شهرها وجود دارد. تنوع شرایط اکولوژیکی، عامل موثری بر انتخاب گونه­های گیاهی برای جنگل­کاری در این شرایط است.

زمان و موقعیت جغرافیایی:

از اراضی و پساب تصفیه­خانه فاضلاب شهر یزد با مختصات جغرافیایی 31 درجه و 54 دقیقه عرض شمالی و 54 درجه و 24 دقیقه طول شرقی و ارتفاع از سطح دریا 1230 متر به مدت 6 سال از سال 1391 تا 1396 استفاده گردید. منطقه دارای اقلیم فرا خشک سرد بوده و از بارندگی متوسط 60 میلی متر در سال برخوردار است. کمینه و بیشینه مطلق دما به ترتیب 8/10- و 6/45 درجه سانتی­گراد به ثبت رسیده است.

تبیین مسائل و چالش‌های پروژه:

حفاظت از محیط زیست و جلوگیری از آلودگی آن از یک سو و لزوم استفاده مجدد از آب به سبب محدودیت در منابع آبی از سوی دیگر باعث شده است که امروزه تصفیه فاضلاب­های بهداشتی و صنعتی برای استفاده مجدد از اهیمت خاصی برخوردار شده و توجه بسیار ویژه­ای را به سوی خود جلب نماید. یکی از مناسب­ترین روش­های کاهش آلودگی ناشی از وجود فاضلاب­ها در محیط، تصفیه و استفاده مجدد از آن در بخش­های کشاورزی و منابع طبیعی است. این امر ضمن رونق اقتصادی از طریق تولید محصولاتی چون چوب و سایر فراوردهای گیاهی  بهبود شرایط زیست محیطی از طریق توسعه فضای سبز و ترسیب کربن را به همراه خواهد داشت.

مراحل اجرا:

• ایجاد نهالستان و تولید پایه های بذری و رویشی (از طریق قلمه)
• انتخاب سایت، تسطیح و آماده سازی به مساحت تقریبی 2 هکتار
• آبرسانی و اجرای سیستم مناسب برای آبیاری
• غرس نهال ها و مراقبت های لازم برای استقرار مناسب
• آمار برداری سالانه از درصد استقرار و شاخص های رویشی
• انجام هرس و سایر مراقبت های لازم از جمله حذف علف های هرز

فرایندها و روش اجرا:

گونه­ های درختی انتخاب شده شامل دو گونه اکالیپتوس (Eucalyptus camaldulensis Dehns., Eucalyptus microtheca F. Muell.) سنجد (Elaeagnus angustifolia L.)، گز شاهی (Tamarix aphylla L.)، سنجد تلخ (Melia azedarach L.)، کاج تهران (Pinus eldarica Medw.)، پده (Populus euphratica Oliv.)، هیبرید صنوبر ( Populus alba L. ×Populus euphratica Olive. )، توت (Morus alba L.)، سرو (Cupressus sempervirens L.) و عرعر (Ailanthus altissima Mill) بود. نهال­های یکساله تولید شده در بهار سال 1392 کاشته شدند. درصد زنده­مانی، ارتفاع، قطر متوسط تاج­، قطر تنه در فاصله ده سانتی­متری سطح خاک و همچنین قطر برابر سینه و در نهایت ضریب قد کشیدگی به عنوان مهمترین ویژگی گونه های کاشت شده، مورد توجه قرار گرفت.

حجم تاج ­پوشش هر یک از درختان با استفاده از رابطه ذیل محاسبه گردید (Ponce-Hernandez et al., 2004).

V متوسط حجم تاج پوشش (m³)، Ab سطح مقطع درخت یا سطح تاج پوشش (m²)، H متوسط ارتفاع (m) و Kc معادل 5463/0 

ضریب قدکشیدگی یا لاغری که با تقسیم ارتفاع درخت به قطر برابر سینه (h/d) محاسبه گردید (چرکزی و همکاران، 1395).

با هدف بهبود شرایط محیطی برای استقرار بیشتر گونه­های کاشت شده، ابتدا هر 10 روز یکبار و در ادامه هر ماه یکبار درختان بوسیله پساب آبیاری شدند. درختان به فاصله 3×3 متر و در داخل جوی هایی به عمق 40 و پهنای 40 سانتی­متر کاشت گردیدند. برخی از درختان مثل پده، سنجد، سنجد تلخ و کاج نیاز به هرس فرم داشتند که این مهم بصورت سالانه و از طریق حذف شاخه­های فرعی در ابتدای بهار هر سال انجام شد. درختان بطور متوسط سالانه با 7 متر مکعب (برای 8 ماه به فاصله 15 روز یکبار) پساب، آبیاری شدند. به عبارتی برای آبیاری گونه­های معرفی شده، سالانه حدود 8000 متر مکعب در هکتار پساب مصرف شد که می­توان براوردی از میزان تبخیر و تعرق سالانه جنگل­کاری بوسیله گونه­های ذکر شده را در شرایط آبیاری با فاضلاب و یا پساب ارائه نمود.

تجارب جهانی مرتبط:

در صورتی که فاضلاب از آلودگی زیستی برخوردار نباشد، گیاه پالایی به عنوان یک روش موفق برای حذف عناصر سنگین و تصفیه فاضلاب نیز معرفی شده که از این طریق می­توان هزینه­های تصفیه فاضلاب را به حداقل رساند. کاشت گونه­های چوبی برای حذف عناصر سنگین، بهبود شرایط زیست محیطی از طریق ترسیب کربن و تولید چوب و رونق اقتصادی صنایع وابسته، از مزیت های مهم استفاده از فاضلاب و یا پساب­های بهداشتی و صنعتی است. علی­رغم مزیت برتر برخی از گونه­های چوبی و از جمله گونه­های تند­رشد برای جنگل­کاری در شرایط آبیاری با فاضلاب و یا پساب، عوامل محدود کننده­ای چون شوری آب و خاک، میزان تحمل به ترکیبات محدود کننده رشد و عناصر سنگین موجود در فاضلاب و نوسانات شدید روزانه و فصلی دما، انتخاب آنها را برای کاشت در چنین شرایطی و بویژه در مناطق خشک و نیمه خشک، محدود می­نمایند. مقاومت به تغییرات رطوبت خاک، به میزان املاح موجود و عناصر سنگین تجمع یافته در خاک بویژه نمک، به میزان شوری آب، به نوسانات دمایی و کمی رطوبت موجود در هوا و مقاومت در برابر وزش بادهای شدید از جمله عواملی هستند که در انتخاب گونه­های گیاهی بسیار موثر هستند (Alcorn et al., 2008). هرچند راه­کارهای متعددی برای بهبود مقاومت گونه­های مختلف ارائه شده است، با این وجود در مراحل اولیه کاشت، می­بایست نتایج ناشی از آزمایش­های سازگاری را مد نظر قرار داد. انتخاب گونه مناسب که ضمن دارا بودن مقاومت به شرایط اقلیمی منطقه، واکنش مثبت به آبیاری با فاضلاب و یا پساب را نشان داده و از سرعت رشد بالایی برای تثبیت کربن بیشتر، برخوردار باشد، دارای اهمیت زیادی است. گونه­های سازگار باید ضمن دارا بودن کارایی بالا در جذب عناصر سنگین و تصفیه خاک، امکان بهره­برداری اقتصادی از فاضلاب و یا پساب­ها را نیز فراهم نمایند. در بین گونه­های درختی، گونه­های تند­رشد می­توانند به­عنوان گونه­های موثر در حذف آلودگی خاک ناشی از وجود عناصر سنگین مورد استفاده قرار گیرند (Adler et al., 2008). این گیاهان توان بالایی در تولید چوب دارند که امکان بهره­برداری از آنها در صنایع چوب، بسیار زیاد است. در این زمینه،Wafaa and Taisan   (2009) گزارش کرده­اند که گونه­های تند­رشد و از جمله گز می­توانند در کاهش آلودگی فلزات سنگین خاک (آهن، مس، منگنز، سرب، روی، کادمیوم و نیکل) که با آبیاری با پساب­های صنعتی به وجود می­آیند، موثر باشند. Din Ahmad و همکاران (2018) گزارش کرده­اند که Eucalyptus camaldulensis در میان گونه­های مورد آزمایش در جذب آرسنیک انباشته شده در خاک، برتری داشته است. آنها بالاترین میزان تجمع آرسنیک را در ریشه این گیاه گزارش کرده­اند. با این شرایط به نظر می­رسد بیشترین تجمع عناصر سنگین در ریشه گیاه و بعد از آن در شاخه­ها اتفاق می­افتد که با برداشت مکرر از چوب می­توان از آنها به­عنوان تصفیه کننده طبیعی، بهره جست. با توجه به اهداف فوق و وجود مقدار قابل توجه­ای فاضلاب و پساب در تصفیه­خانه­های فاضلاب در سطح کشور، اجرای طرح تحقیقاتی برای معرفی گونه یا گونه­های چوبی سازگار، بویژه برای شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک ضرورت دارد. سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور (1371) میزان سرانه تولید فاضلاب را 75 تا 150 لیتر در روز گزارش و بیان نموده است که 80 تا 90 درصد از آب مصرفی در مصارف بهداشتی- انسانی به فاضلاب بهداشتی  تبدیل می­شود. با توجه به رشد شهرنشینی در کشور و توسعه صنایع پر آبخواه، تولید سرانه فاضلاب به 220 لیتر در روز  افزایش یافته است. این رقم برای تهران 220 لیتر در روز  گزارش شده و برای جمعیت 11 میلیون نفری معادل 850 میلیون متر مکعب در سال برآورد شده است (شرکت آب و فاضلاب تهران، 1398).

نتایج:

نتایج مربوط به درصد زنده­مانی و عملکرد رویشی گونه­های چوبی کشت شده در شرایط آبیاری با پساب تصفیه­خانه فاضلاب شهر یزد مورد توجه قرار گرفت (راد و همکاران، 1395). شکل 1 دورنمایی از استقرار و رشد برخی از گونه­ها را در سال سوم پس از کاشت نشان می­دهد. از نظر میزان استقرار، برتری با کاج با 100 درصد زنده­مانی بود. علی­رغم استقرار بسیار مناسب کاج، تفاوت معنی­داری بین این گیاه با سنجد تلخ (92/97 درصد)، اکالیپتوس کامالدولنسیس (81/86 درصد) و اکالیپتوس میکروتکا (19/88 درصد) مشاهده نگردید. صالحی و همکاران (1387) در مطالعه خود از کاج تهران به عنوان یک گونه مناسب برای تثبیت عناصر سنگین خاک یاد کرده و اشاره داشته­اند که درختان کاج 15 ساله آبیاری شده با فاضلاب، در صفات رویشی مورد بررسی از برتری، نسبت به درختان آبیاری شده با آب معمولی برخوردار بودند. با این شرایط می­توان کاج را به عنوان یک گونه مناسب جهت کاشت در شرایط آبیاری با فاضلاب و پساب­های صنعتی و خانگی و همچنین شرایط اقلیمی خشک معرفی نمود، هر­چند ممکن است از رشد زیادی نسبت به گونه­های برگ­پهن برخوردار نبوده و بازده تولید چوب در آن طولانی­تر باشد. زنده­مانی بالای این گونه در پایان سال ششم پس از کاشت به همراه سایر شاخص­های مثبت در تثبیت عناصر سنگین موجود خاک که توسط پژوهشگران دیگر گزارش شده است، عواملی هستند که این گونه را به عنوان یکی از گونه­های برتر برای جنگل­کاری در شرایط آبیاری با فاضلاب و یا پساب­ها معرفی می­کند. ضمن اینکه به دلیل مقاومت بالا و کم بودن تلفات در مراحل اولیه استقرار (ناشی از بروز تنش­های محیطی)، هزینه­های مربوط به کاشت و استقرار آن کمتر بوده و بهره­وری استفاده از پساب را در آبیاری بهبود می­بخشد. تفاوت شاخص پژوهش انجام شده با سایر پژوهش­ها، در مقایسه گونه­های چوبی متفاوت با یکدیگر و همچنین آبیاری گونه­ها با فاضلاب از زمان کاشت و ابتدای امر می­باشد (شکل 2).

 از گونه­هایی که درصد زنده­مانی پایینی را نشان داد، هیبرید صنوبر بود. علی­رغم استقرار بسیار خوب این گونه (در حد 100 درصد) در سال­های اول و دوم و همچنین رشد فوق­العاده آن (شکل3)، به دلیل حمله لارو سوسک چوبخوار صنوبر (Melanphila picta Pall)، بسیاری از پایه­ها دچار آسیب گردیدند. کمبود آب و بروز تنش خشکی در تابستان به دلیل کاهش دسترسی گیاهان کشت شده به پساب، عامل اصلی حمله این آفت بود. به نظر می­رسد، این هیبرید از نیاز آبی بالایی برخوردار بوده و تحمل آن در برابر خشکی خاک اندک باشد، هرچند تحمل بالای آن نسبت به تنش شوری گزارش و آن را مناسب برای کاشت در عرصه­های شور دانسته­اند (کلاگری و همکاران، 1396). در شرایطی که دسترسی به فاضلاب و یا پساب در حد کافی بوده و امکان آبیاری این گونه بصورت پیوسته و با برنامه­ریزی باشد، به دلیل سرعت رشد فوق العاده و مقاومت به شوری آب و خاک،  می­تواند به عنوان یکی از گونه­های بسیار مناسب برای ترسیب کربن به دلیل رشد سریع و همچنین تولید چوب معرفی نمود. مزیت پژوهش انجام شده نسبت به سایر پژوهش­ها، کاشت آن در شرایط آبیاری با فاضلاب و عملکرد فوق العاده آن به دلیل سازگاری به شرایط آبیاری با فاضلاب است.   

علی­رغم پایین بودن درصد زنده­مانی نهال­های گز شاهی در مقایسه با دیگر گونه­های مورد بررسی، این گونه در تمامی شاخص­های رشد، مثل ارتفاع درخت، قطر تاج پوشش، قطر یقه و قطر برابر سینه و حجم تاج­پوشش از برتری نسبی برخوردار بود. عدم وجود اختلاف معنی­دار برخی دیگر از گونه­ها با گز شاهی در اراتباط با پارامترهای اندازه­گیری شده، می­تواند سازگاری این گونه­ها را تحت آبیاری با فاضلاب و پساب شهری نشان دهد. پایین بودن میزان استقرار نهال­های مربوط به گز را می­توان به نحوه کاشت آنها مربوط دانست. در این تحقیق به جای کاشت مستقیم قلمه و یا استفاده از نهال های گلدانی، از نهال­های حاصل از قلمه­های ریشه­دار شده و به عبارتی ریشه لخت، استفاده گردید.

با توجه به نتایج، اکالیپتوس کامالدولنسیس از گونه­های تند­رشدی است که می­تواند در شرایط آبیاری با فاضلاب جهت توسعه فضای سبز، ترسیب کربن و تولید چوب مورد استفاده قرار گیرد. نتایج بررسی­های انجام شده در زمینه سازگاری این گونه و پرووانانس­های دیگر اکالیپتوس در شرایط آبیاری با پساب تصفیه­خانه فاضلاب یزد، این موضوع را به اثبات رساند (راد و همکاران، 1393). مقاومت بسیار خوب گونه­هایی از اکالیپتوس و بویژه اکالیپتوس کامالدولنسیس به مواد موجود در فاضلاب از جمله عناصر سنگین باعث شده است تا سطح زیر کشت آنها بوسیله آبیاری با پساب­های شهری و صنعتی افزایش یابد (Al-Jamal et al., 2002). Stottmeister و همکاران (2003) بیان داشته­اند که برخی از ترکیبات مضر در فاضلاب می­توانند عامل توقف رشد و حتی مسمومیت گیاهان باشند، در این رابطه گونه­های تند­رشد درختی مثل گز و اکالیپتوس کامالدولنسیس از مقاومت بالایی برخوردار و مناسب کشت در شرایط آبیاری با فاضلاب می­باشند. در این رابطه Din Ahmad و همکاران (2018) بر جذب عناصر سنگین موجود در خاک مثل آرسنیک توسط گونه تند­رشد اکالیپتوس کامالدولنسیس تاکید داشته­اند. وجود عناصر سنگین در هوا و خاک از عوامل موثر بر کاهش رشد و عملکرد گیاهان بوده و به عنوان یک تنش جدی در مناطق آلوده، مطرح می­باشد. گونه­های گیاهی که توانایی تحمل این شرایط را داشته و بتوانند عناصر سنگین را از خاک برداشت نمایند، برای جنگل­کاری در مناطق آلوده در اولویت هستند. پتانسیل بالای این گونه در تولید چوب همراه با برداشت عناصر سنگین از خاک، اولویت کاشت این گونه را در مناطق اقلیمی مستعد و از طریق آبیاری با فاضلاب و پساب روشن نموده است.

از گونه ­های پهن ­برگ دیگری که در این آزمایش ضمن برخورداری از درصد زنده­مانی بالا، دارای رشد و عملکرد مطلوبی بودند، می­توان به سنجد تلخ، پده، سنجد، توت و اکالیپتوس میکروتکا اشاره نمود. نتایج بدست آمده از این پژوهش با نتایج دیگر محققین روی گونه­های ذکر شده، مطابقت دارد. دیگر محققین از پده، توت، سنجد تلخ و گونه­های مختلف اکالیپتوس به عنوان گونه­های مورد آزمایش در شرایط آبیاری با فاضلاب و پساب یاد کرده­اند (Adler et al., 2008; Ashfag et al., 2009; Sarwar et al., 2015; Pandey et al., 2011; Minhas et al., 2015)، آنها رشد بهتر گونه­های ذکر شده را در شرایط آبیاری با فاضلاب و پساب نسبت به شرایط آبیاری با آب معمولی مورد تاکید قرار داده­اند. با این شرایط می­توان اذعان نمود که به دلیل وجود عناصر غذایی متعدد و کافی در فاضلاب­ها، آبیاری بسیاری از گونه­های سازگار با فاضلاب و یا پساب، موجب بهبود کارایی مصرف آب نیز می­گردد.

یکی از عواملی که ممکن است باعث کاهش زنده­مانی و همچنین کند شدن رشد گیاهان در شرایط آبیاری با فاضلاب شود، شور شدن تدریجی خاک در اثر مصرف فاضلاب باشد (Batarseh et al., 2011). هر چند شوری پساب مصرف شده در این پژوهش 2350 میکرو­موس بر سانتی­متر بود، با این وجود به دلیل شور بودن خاک محل اجرای طرح، بویژه در عمق 90-60 سانتی­متری، این عامل بدون شک بر زنده­مانی و رشد برخی از گونه­ها، بی­تاثیر نبود. لذا کاشت گونه­های مقاوم به شوری آب و خاک در اولویت کاشت در شرایط آبیاری با فاضلاب و پساب می­باشند. بسیاری از گونه­هایی که در این آزمایش از موفقیت بالایی برخوردار بودند، از مقاومت بالا تا متوسط به شوری برخوردار هستند. 

با بررسی ضریب قدکشیدگی گونه­های مختلف در شرایط آبیاری با پساب، مشخص گردید که علی رغم پایین بودن سن درختان و کم بودن ضریب قدکشیدگی برای تمامی آنها، گونه­های مختلف از شرایط بسیار متنوعی برخوردار بودند. سرو و کاج به عنوان دو گونه سوزنی برگ نسبت به سایر گونه­های مورد آزمایش از ضریب قدکشیدگی بالایی برخوردار بودند، هرچند مقدار محاسبه شده از عدد 80 که نشان دهنده پایداری درختان می­باشد، کمتر بود (اخوان و نمیرانیان، 1386). از عوامل موثری که موجب تفاوت در میزان ضریب قدکشیدگی گونه­های پهن­برگ­ با سوزنی برگ می­گردد، تفاوت در الگوی رشد آنها است. درختان پهن­برگ تاج گسترده­تر و شاخه­های قطور­تری دارند که همگی در ضریب قد­کشیدگی موثر است (اخوان و نمیرانیان، 1386). پایین­ترین ضریب قدکشیدگی مربوط به اکالیپتوس کامالدولنسیس و گز بود. پایین بودن ضریب قدکشیدگی در این دو گونه ناشی از رشد قطری و ارتفاعی بیشتر نسبت به سایر گونه­ها است، هر چند بیان شده است که گونه­های تند­رشد در مراحل اولیه رشد از ضریب قدکشیدگی بالایی برخوردار که با افزایش سن و ابعاد درخت، کاهش می­یابد (اخوان و نمیرانیان، 1386). سایر گونه­ها از شرایط نسبتاً یکسانی برخوردار بوده و تفاوت فاحشی با یکدیگر نداشتند. سرعت رشد بالا به دلیل وجود مواد غذایی کافی در فاضلاب و پساب مورد استفاده در آبیاری، عاملی است که می تواند بر ضریب قد کشیدگی  اثر گذاشته و گیاهان را در برابر وزش بادهای شدید حساس نماید.

 

 

شکل1- دورنمایی از سازگاری و رشد گونه­های چوبی آبیاری شده با پساب تصفیه خانه فاضلاب یزد در سال چهارم

شکل 2- استقرار و رشد کاج در محل تصفیه خانه فاضلاب یزد در سال پنجم

شکل3- استقرار و رشد هیبرید پده صنوبر در پایان سال دوم و قبل از حمله آفت چوبخوار صنوبر در محل تصفیه خانه فاضلاب یزد

نتیجه گیری و جمع بندی:

با وجود مقادیر قابل توجه از فاضلاب و پساب جمع­آوری شده در  بسیاری از مناطق شهری و روستایی کشور و همچنین وجود اراضی گسترده کم بازده در حواشی این مناطق و بویژه در حاشیه شهرها، بر استفاده از نتایج این تحقیق برای استفاده مجدد از ظرفیت­های ایجاد شده برای تولید محصولات کشاورزی و بویژه تولید اقتصادی چوب و سایر فراورده­ها و همچنین بهبود شرایط زیست محیطی از طریق توسعه فضای سبز و ترسیب کربن تاکید می­گردد. جمع­آوری فاضلاب و تبدیل آنها به پساب برای کاهش آلودگی خاک (بوسیله آبیاری) دارای اولویت است. استفاده از گونه­های چوبی مناسب که توانایی بالایی در برداشت عناصر سنگین از خاک را دارا بوده و همچنین از رشد سریع برخوردار باشند، به عنوان فیلترهای زیستی، هزینه­های تصفیه فاضلاب را کاهش خواهند داد و در مقابل نیز با تولید چوب و فراورده­های جانبی، امکان بهره­برداری اقتصادی را نیز میسر می­سازند. توجیه متولیان امر به اختصاص فاضلاب و یا پساب­های تولید شده در نواحی شهری و صنعتی، به امر جنگل­کاری با هدف بهبود شرایط زیست محیطی و کاستن از آلودگی­های ناشی از فعالیت بخش­های صنعتی مستقر در شهرها و یا حاشیه شهر­ها تحت عنوان نواحی صنعتی، ضرورت دارد. گونه­های معرفی شده دارای ظرفیت­های متعدد و متنوعی در جهت تحمل شرایط سخت محیطی، ترسیب کربن، برداشت عناصر سنگین از خاک، زیبا شناختی و تولید چوب و فرآورده های جانبی هستند که بر حسب مورد باید به آنها توجه و استفاده نمود. تنوع گسترده شرایط اقلیمی، کیفیت خاک، کیفیت فاضلاب و پساب­های تولیدی نیز عواملی هستند که در انتخاب نوع گونه چوبی برای جنگل­کاری باید مورد توجه قرار داد. دسترسی و تکثیر آسان گونه چوبی معرفی شده نیز از شاخص­های مهم در انتخاب گونه بوده که در این تحقیق مورد توجه قرار گرفته است. تمامی گونه­های معرفی شده در دسترس بوده، تکثیر آنها راحت و عمدتاً از دیر زیستی بالایی برخوردار هستند. گونه­هایی که برای تولید چوب معرفی شده (گونه­های تند رشد) به هرس کف بر و برداشت های مکرر پاسخ مثبت داده و این امکان را فراهم می­نمایند تا در چندین دوره، نسبت به برداشت چوب اقدام نمود. بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش می­توان اذعان نمود که گرچه تمامی گونه­های کشت شده در شرایط آبیاری با پساب در ابتدا از زنده­مانی بالا و رشد مناسبی برخوردار بودند، با این وجود پس از شش سال از شروع آزمایش و آبیاری درختان با پساب، مشخص گردید که تعدادی از آنها به دلایلی که ذکر شد، نتوانستند به حیات خود ادامه دهند. در این خصوص کاج با درصد زندمانی بالا (100 درصد) نسبت به سایر گونه­ها از اولویت برخوردار بود، هرچند گونه تند­رشدی نیست و از ضریب قدکشیدگی بالایی برخوردار است که ممکن است در سنین بالاتر نیز از وضعیت مشابهی برخوردار باشد. به دلیل سرعت رشد بالا و عملکرد رویشی خوب و همچنین درصد زنده­مانی به نسبت مناسب گونه­هایی چون اکالیپتوس کامالدولنسیس، اکالیپتوس میکروتکا، پده، سنجد تلخ، سنجد و عرعر، امکان بهره­گیری از آنها در جنگل­کاری بوسیله آبیاری با پساب در شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک وجود دارد. فراهم نمودن شرایط برای زنده­مانی بیشتر گز در مراحل اولیه استقرار، می­تواند این گونه را به دلیل دارا بودن ویژگی­های رشد مناسب و مقاومت بالا به شوری آب و خاک به عنوان گونه برتر در شرایط آبیاری با فاضلاب و پساب­ها مطرح نماید. با توجه به نیاز آبی بالای هیبرید صنوبر و تحمل پایین آن به تنش خشکی، چندان مناسب برای مناطق خشک که احتمال وقوع تنش خشکی وجود دارد، نیست. هرچند ممکن است شرایط تنش شوری را که به عنوان یک عامل محدود کننده رشد گیاهان می­باشد را به خوبی تحمل نماید. با معرفی گونه­های چوبی مناسب برای جنگل­کاری در حاشیه شهرها و نواحی صنعتی و از طریق آبیاری با فاضلاب و یا پساب های صنعتی و خانگی، متولیان امر می توانند با توجه به اهدافی که برای این امر منظور می­نمایند (بهره برداری اقتصادی و یا زیست محیطی و یا چند منظوره)، از گونه مناسب استفاده نمایند. در صورت استفاده از گونه مناسب، ضمن بهره برداری بهینه از منابع آبی در دسترس (فاضلاب و یا پساب)، هزینه­های کاشت و نگهداری نیز کاهش خواهد یافت. 

تقدیر و تشکر:

از همکاری صمیمانه شرکت آب و فاضلاب یزد و همچنین مسئولین محترم تصفیه خانه فاضلاب شهر یزد، بویژه آقای مهندس سید وحید قلمانی به جهت فراهم نمودن امکانات لازم و بویژه آب و زمین قدردانی و تشکر به عمل می آید.

منابع:

1. اخوان، رضا.، نمیرانیان، م.، 1386. بررسی ضریب قدکشیدگی پنج گونه مهم درختی در جنگل­های خزری ایران. جنگل و صنوبر ایران، 28(2): 180-165.
2. چرکزی، آ.، روانبخش، ه.، امیری، م.، مقدسی، د.، 1395. بررسی ویژگیهای کمی و کیفی گونه­های زربین (Cupressus sempervirens var. horizontalis) و کاج بروسیا (Pinus brutia) جنگل­کاری شده در منطقه رامیان گلستان. نشریه پژوهش­های علوم و فن آوری چوب و جنگل،23(1): 21-1.
3. سازمان مدیریت و برنامه ریزی.، 1371. مبـانی و ضـوابط طراحـی طرح­هـای آبرسـانی شهری، نشریه شماره 3-117.
4. شرکت آب و فاضلاب استان تهران .،1398. مشخصات کلی و اهداف کمی طرح فاضلاب تهران. https://ts.tpww.ir/fa
5. راد م.ه، سردابی ح، سلطانی م و غلمانی س.و، 1393. سازگاری گونه­ها و جمعیت­های مختلف اکالیپتوس در شرایط آبیاری با پساب تصفیه خانه فاضلاب یزد. مجله آب و فاضلاب، 25(1): 85-94.
6. راد، م.ه.، کنشلو، ه.، سلطانی، م.، زارع، م.، 1395. گزارش نهایی پروژه تحقیقاتی بررسی سازگاری و استقرار گونه­های درختی غیر مثمر با استفاده از فاضلاب و توانمندی گونه­های مختلف در ترسیب کربن و فلزات سنگین در استان یزد، موسسه تحقیقات جنگل­­ها و مراتع، 60 صفحه.
7. صالحی، آ.، طبری، م.، محمدی، ج.، علی عرب، ع.ر.، 1387. اثر آبیاری با فاضلاب شهری بر خاک و رشد درختان کاج تهران. مجله تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 16(2): 196-186.
8. کلاگری، م.، صالحی شانجانی، پ.، بانج شفیعی، ش.، 1396.  مقایسه رشد دو گونه صنوبر (Populus alba و Populus euphratica) و هیبرید بین آنها در عرصه شور و غیر شور. مجله پژوهش­های گیاهی، 30 (1):  185-173.
9. Adler, A., Karacic, A. and Weih, M., 2008. Biomass allocation and nutrient use in fast-growing woody and herbaceous perennials used for phytoremediation. Plant and soil, 305(1-2): 189-206.
10. Alcorn, P.J., Bauhus, J., Smith R.G.B., Thomas, D., James, R and Nicotra, A., 2008. Growth response following green crown pruning in plantation-grown Eucalyptus pilularis and Eucalyptus cloeziana. Canadian Journal of Forest Research, 38(4): 770-781.
11. Al-Jamal, M.S., Sammis, T.W., Mexal, J.G., Picchioni, G.A. and Zachritz, W.H., 2002. A   growth-irrigation scheduling model for waste water use in forest production. Agricultural Water Management, 56: 27-79.
12. Ashfaq, M., Ali, S. and Hanif, M.A., 2009. Bioaccumulation of cobalt in silkworm (Bombyx mori L.) in relation to mulberry, soil and wastewater metal concentrations. Process Biochemistry. 44(10): 1179-1184.
13. Batarseh, M.I., Rawajfeh, A., Ioannis, K.K. and Prodromos, K.H., 2011. Treated municipal wastewater irrigation impact on olive trees (Olea Europaea L.) at Al-Tafilah, Jordan. Water, Air, and Soil Pollution, 1;217(1-4): 185-96.
14. Coleman, M. and Douglas, A., 2008. Coppice culture for biomass production in southeastern United States, Proceedings of the Short Rotation Crops International Conference; Bloomington, MN. Gen. Tech. Rep. NRS-P-31. Newtown Square, PA: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Northern Research Station, pp. 9-10.
15. Din Ahmad, F., Ahmad, N., Rass Masood, K., Hussain, M., Faheem Malik, M and Qayyum, A., 2018.  Phytoremediation of arsenic-contaminated soils by Eucalyptus camaldulensis, Terminalia arjuna and Salix tetrasperma. Journal of Applied Botany and Food Quality, 91: 8 – 13.
16. Minhas, P.S., Yadav, R.K., Lal, K. and Chaturvedi, R.K., 2015. Effect of long-term irrigation with wastewater on growth, biomass production and water use by Eucalyptus (Eucalyptus tereticornism) planted at variable stocking density. Agricultural Water Management, 152: 151-160.
17. Pandey, A., Singh, M., Srivasatava, R.K. and Vasudevan, P., 2011. Pollutant removal potential, growth and nutritional characteristics of short rotation woody crops in grey water vegetation filter system. Journal of Scientific and Industrial Research, 70: 610-615.
18. Sarwar, A., Mahmood, Q., Bilal, M., Bhatti, Z.A., Pervez, A., Saqib, A.N.S., Khan, A.R. and Sultan, S., 2015. Investigation on Melia azedarach biomass for arsenic remediation from contaminated water. Desalination and Water Treatment, 53(6): 1632-1640.
19. Stottmeister, U., Wiebner, A., Kuschk, P., Kappelmeyer, U., Kästner, M., Bederski, O., Müller, R.A. and Moormann, H., 2003. Effects of plants and microorganisms in constructed wetlands for wastewater treatment. Biotechnology advances, 22(1): 93-117.
20. Wafaa, A. and Taisan, A., 2009. Suitability of using Phragmites australis and Tamarix aphylla as vegetation filters in industrial areas. American Journal of Environmental Sciences, 5(6): 740-747.