Spatially heterogeneous effects of landscape pattern evolution on water yield in the Liaodong Green Economic Zone (China): an integrated InVEST–MGWR analysis

पृथ्वी की सतह की कल्पना एक विशाल, जीवित स्पंज के रूप में करें। इस स्पंज के कुछ हिस्से घने जंगल की तरह मोटे और स्पंजी हैं, जबकि अन्य हिस्से शहर की सड़क या जुते हुए खेत की तरह कठोर और सपाट हैं। यह "स्पंज" केवल बैठा नहीं रहता; यह बारिश को सोखता है, उसे थामे रखता है, और फिर इसे नदियों और धाराओं के रूप में बहने देता है। वैज्ञानिक इसे "जल प्राप्ति" (वॉटर यील्ड) कहते हैं, और यह वह ताज़ा पानी है जो एक क्षेत्र हमारे उपयोग के लिए पैदा करता है। लेकिन पेचीदा बात यह है कि स्पंज एक समान नहीं है। ज़मीन का अलग-अलग आकारों और आकारों में कटा होना—जैसे कि जंगलों, खेतों और शहरों का एक पैचवर्क क्विल्ट (रंग-बिरंगी चादर)—यह बदल देता है कि कितना पानी बाहर बहेगा। इसे "परिदृश्य पैटर्न" (लैंडस्केप पैटर्न) कहा जाता है। जिस तरह एक पहेली (पज़ल) अलग दिखती है अगर उसके टुकड़े अलग तरह से व्यवस्थित हों, उसी तरह एक क्षेत्र से बहने वाला पानी भी बदल जाता है, चाहे वह पेड़ों का एक बड़ा ब्लॉक हो या लाखों छोटे, बिखरे हुए टुकड़े। इस संबंध को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि यदि हम अपने पानी का समझदारी से प्रबंधन करना चाहते हैं, तो हमें न केवल यह जानना होगा कि कितनी बारिश हुई, बल्कि यह भी कि उस बारिश को संभालने के लिए ज़मीन की व्यवस्था कैसी है।

यह अध्ययन चीन के एक विशिष्ट, सुंदर और पहाड़ी क्षेत्र, लियाओडोंग ग्रीन इकोनॉमिक ज़ोन के बारे में है, ताकि यह ठीक से पता लगाया जा सके कि ज़मीन का बदलता आकार पानी के बहाव को कैसे प्रभावित करता है। शोधकर्ताओं ने एक डिजिटल टूलकिट का उपयोग करके 2003 से 2023 तक के 20 साल के रहस्य को सुलझाने के लिए एक जासूस की भूमिका निभाई। सबसे पहले, उन्होंने एक कंप्यूटर प्रोग्राम जिसे InVEST कहा जाता है (जो प्रकृति के लिए एक सुपर-सटीक कैलकुलेटर की तरह है) का उपयोग करके यह मानचित्रित किया कि हर साल उस क्षेत्र ने कितना पानी पैदा किया। फिर, उन्होंने ज़मीन के "पैचवर्क क्विल्ट" को देखा, जिसमें उन्होंने यह मापा कि जंगल के कितने छोटे टुकड़े थे बनाम कितने विशाल टुकड़े। अंत में, उन्होंने MGWR नामक एक विशेष सांख्यिकीय उपकरण का उपयोग किया। आप MGWR को एक जादुई आवर्धक लेंस (मैग्निफाइंग ग्लास) के रूप में सोच सकते हैं जो पूरे नक्शे के लिए एक ही उत्तर नहीं देता; इसके बजाय, यह हर एक स्थान पर ज़ूम करता है ताकि देख सके कि क्या वहां नियम अलग हैं। कुछ स्थानों पर, शायद जंगल के अधिक पैच होने से पानी का बहाव बेहतर होता है, जबकि अन्य स्थानों पर, ऐसा नहीं होता।

जांच में कुछ दिलचस्प बातें सामने आईं। पहला, पिछले दो दशकों में इस क्षेत्र द्वारा उत्पादित पानी की मात्रा धीरे-धीरे बढ़ती रही है, हालांकि यह साल-दर-साल काफी ऊपर-नीचे होती रहती है, जो मुख्य रूप से बारिश की लय का अनुसरण करती है। यदि आप पानी के नक्शे को देखें, तो यह दक्षिण-पूर्व से उत्तर-पश्चिम की ओर बहते हुए एक झरने की तरह है: दक्षिण-पूर्वी पहाड़ गीले और पानी से लबालब हैं, जबकि उत्तर-पश्चिम सूखा है।

लेकिन असली कहानी खुद ज़मीन की है। पिछले 20 वर्षों में, परिदृश्य कम "कटा हुआ" होता गया है। ज़मीन के छोटे, बिखरे हुए टुकड़े आपस में मिलकर बड़े, अधिक जुड़े हुए ब्लॉक बन रहे हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि जब ज़मीन कम खंडित होती है और पैच बड़े होते हैं, तो यह आम तौर पर जल प्राप्ति में मदद करता है। हालांकि, कहानी बदल जाती है जब आप देख रहे होते हैं कि किस प्रकार की ज़मीन है।

जब उन्होंने खेतों पर ज़ूम किया, तो परिणाम स्पष्ट थे: खेती के अधिक पैच, अधिक किनारे और अधिक बिखरे हुए खेत का मतलब था कम जल प्राप्ति। ऐसा लगता है जैसे खेत एक ऐसे स्पंज की तरह काम कर रहे हैं जो पानी को बाहर बहने से पहले ही सोख लेते हैं। दूसरी ओर, जंगलों ने एक अलग भूमिका निभाई। जब परिदृश्य में जंगल का विस्तार हुआ, तो इसने आमतौर पर जल प्राप्ति बढ़ाने में मदद की। लेकिन यहाँ एक मोड़ है: यहाँ तक कि जंगलों के लिए भी, आकार मायने रखता था। यदि जंगल बहुत सारे छोटे, बिखरे हुए टुकड़ों में विभाजित था, तो इसने एक बड़े, निरंतर जंगल की तुलना में पानी की उतनी मदद नहीं की।

सबसे महत्वपूर्ण खोज, उस जादुई आवर्धक लेंस (MGWR) की मदद से, यह है कि पूरे क्षेत्र के लिए कोई एक नियम लागू नहीं होता है। ज़मीन के आकार और पानी के बीच का संबंध "स्थानिक विषमता" (स्पेशियली हेट्रोजेनियस) वाला है, जिसका एक फैंसी तरीका यह है कि "यह इस पर निर्भर करता है कि आप कहाँ हैं।" कुछ स्थानों पर, ज़मीन के प्रकार में एक विशिष्ट बदलाव पानी को बढ़ा सकता है, जबकि कुछ मील दूर किसी अन्य स्थान पर, वही बदलाव पानी की आपूर्ति को कम कर सकता है। अध्ययन सुझाव देता है कि इस क्षेत्र में पानी के प्रभावी प्रबंधन के लिए, हम एक ही योजना (वन-साइज़-फिट्स-ऑल) का उपयोग नहीं कर सकते। हमें स्थानीय परिदृश्य को एक पहेली की तरह देखना होगा, यह समझना होगा कि जंगलों को बड़ा और जुड़ा हुआ रखना मदद करता है, जबकि कृषि भूमि को छोटे टुकड़ों में तोड़ना पानी की आपूर्ति को नुकसान पहुँचा सकता है। यह दृष्टिकोण हमें क्षेत्र के हर कोने में ज़मीन के अनूठे आकार का सम्मान करते हुए, हमारे जल संसाधनों की रक्षा करने का एक बेहतर तरीका देता है।