تالاب‌ها ارزش مهمی ‌در پایداری اقلیمی‌ دارند. آنها خدمات اکوسیستمی‌مانند پشتیبانی از تنوع زیستی، کنترل سیل، تنظیم رطوبت خاک و آب‌های زیرزمینی، سازگاری با تغییرات آب و هوایی و همینطور فواید محیطی برای انسان‌ها فراهم می‌کنند. تالاب‌ها همچنین به تغییرات آب و هوایی و کاربری/پوشش زمین از طریق تأثیراتشان بر هیدرولوژی محیط حساس هستند. تغییرات تالاب‌ها ممکن است به دلایل مختلفی رخ دهد. پدیده‌ای که در بسیاری از نقاط جهان تا به حال روی داده و پیامدهای جدی برای وضعیت اکوسیستم و تنوع زیستی داشته است.
شرایط و تغییرات جغرافیایی و آب و هوایی، هیدرولوژیکی و کاربری زمین/پوشش زمین(Land Use/ Land Cover) (LULC) در تعیین روند تغییر تالاب‌ها نقشی تعیین‌کننده دارند. تشخیص روابط تاثیرگذار و محرک اصلی در کوچک شدن تالاب‌ها برای درک اساسی این پدیده و حفاظت و احیای موثر تالاب‌ها ضروری است. از دیدگاه تغییرات آب و هوایی، تغییرات در بارش و دما می‌توانند هر دو به تغییر در میزان تبخیر و تعرق واقعی و رواناب منجر شوند. بارش کل، ورودی آب به یک حوضه هیدرولوژیکی را تغییر می‌دهد که غالبا بین جریان خروجی رواناب و تبخیر و تعرق از حوضه تقسیم می‌شود در حالیکه تغییرات دما مستقیماً بر دومی‌تأثیر می‌گذارد. به طور کلی، بارش، تبخیر و تعرق و رواناب در میزان وسعت حوضه و ذخیره‌سازی آن نقش دارند. تبخیر و تعرق و رواناب می‌توانند تحت تاثیر عوامل غیراقلیمی ‌مانند تغییرات کاربری زمین/پوشش زمین نیز قرار گیرند. این تغییرات می‌تواند بر تبخیر و تعرق و همچنین رواناب از طریق اختلال در تعادل آب حوضه به ازای هر سطح بارندگی معین تأثیر بگذارد.
هدف از این تحقیق تشخیص عوامل اقلیمی‌ و غیراقلیمی ‌برکوچک شدن تالاب با استفاده از روش کمی‌سازی داده‌محور است. این مطالعه بر روی داده‌های مشاهده‌ای برای شش سایت تالاب در ایران که در حال کاهش وسعت هستند، آزمایش شده است. این سایت‌های تالاب بر اساس در دسترس بودن داده‌های لازم برای تجزیه و تحلیل و آزمایش روش انتخاب شده‌اند.

ایران در سال‌های اخیر دستخوش تغییرات هیدرولوژیکی بزرگی شده است و یکی از تاثیرات عمده این تغییر عظیم، کاهش وسعت تالاب‌ها در سراسر ایران بوده است. با توجه به تغییر هیدرولوژیکی در ایران، بررسی عوامل کاهش تالاب‌ها موضوعی مورد توجه محققان و سیاستمداران است. در ایران و سایر نقاط جهان که با تغییرات هیدرولوژیکی مشابه مواجه هستند، مطالعاتی برای شناسایی علت خشک شدن تالاب‌ها انجام شده است. مهمترین مورد خشک شدن تالاب در ایران، دریاچه ارومیه، بزرگترین دریاچه کشور و دومین دریاچه بزرگ شور جهان است که موضوع بسیاری از مطالعات هیدرولوژیکی بوده است. بیشتر این توجه پژوهشی ناشی از کاهش چشمگیر مساحت این دریاچه در دهه گذشته است که منجر به تخصیص اعتبار ویژه برای تحقیقات احیای دریاچه شده است. روش‌های مختلفی توسط محققین برای شناسایی علل کوچک شدن دریاچه ارومیه پیگیری شده از جمله بررسی روند جریان سطحی در حوضه و ارتباط آن با متغیرها و تغییرات اقلیمی، استفاده از رویکرد بیلان آب و همینطور تصاویر ماهواره‌ای برای مطالعه روند کشاورزی. اکثر مطالعات قبلی در مورد حوضه دریاچه ارومیه بر نقش برجسته عوامل انسانی تاکید کرده‌اند. تحقیقات به منظور تعیین نقش عوامل انسانی در کاهش مساحت دریاچه را می‌توان بر اساس رویکرد مورد استفاده به دو دسته کلی تقسیم کرد: بررسی مستقیم عوامل انسانی و فرآیندهای مدیریت منابع آب و بررسی غیرمستقیم تأثیر عوامل انسانی از طریق بررسی تغییرات متغیرهای اقلیمی ‌و سهم پایین آنها در تغییر مساحت دریاچه (پارسی نژاد و همکاران، 2022). سایر حوضه‌های آبی ایران مانند حوضه تالاب گاوخونی در مرکز ایران نیز مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. مطالعات بلندمدت (بیش از 50 سال) با بررسی تغییرات متغیرهای اقلیمی‌ و انسانی در تالاب گاوخونی، شرایط تقریباً نرمال را در اوایل دوره مورد مطالعه نشان می‌دهد، اما خشکسالی شدید هیدرولوژیکی ناشی از فعالیت‌های انسانی در دهه‌های اخیر، منجر به تضعیف قابل‌توجهی در جریان سطحی این حوضه شده است. (ابوزکی و همکاران، 2020، آزادی و همکاران، 2022). همچنین در حوضه دریاچه مهارلو و بختگان، بررسی‌های مکانی و زمانی متغیرهای اقلیمی،‌ روندهای قابل توجهی را در خشکسالی هیدرولوژیکی نشان داده است که دلیل اصلی آن را گسترش فعالیت‌های انسانی، به ویژه مناطق آبی و تولید محصولات زراعی مرتبط با آن دانسته‌اند. (جمالی و همکاران، 2009).

دریاچه ارومیه در سال‌های اخیر به دلیل انقباض گسترده، مورد توجه محققان، سیاستمداران، رسانه‌ها و مردم قرار گرفته است. این در حالی است که سایر تالاب‌های ایران نیز کاهش چشمگیری داشته و مساحت تالاب گاوخونی و دریاچه نمک به گونه ای کم شده که در چند سال گذشته به صفر نزدیک شده است

از دیگر تالاب‌های مورد مطالعه می‌توان به تالاب هورالعظیم در پایین‌دست حوضه کرخه اشاره کرد. مطالعات با استفاده از مدل‌سازی SWAT (فریدون و کخ، 2018) و مدل‌سازی مبتنی بر داده (کمالی و همکاران، 2017، داوطلب و همکاران، 2017) برای ارزیابی شرایط حوضه گزارش داده‌اند که تغییرات اقلیمی‌ و خشکسالی اثرات جزئی بر روی رواناب خارج شده از این حوضه داشته‌اند. حوضه دریاچه نمک در شمال ایران که اکثر جمعیت ایران در آن متمرکز هستند، از نظر هیدرولوژیکی نیز دستخوش تغییرات متعددی شده است. در این حوضه، برداشت آب به‌ویژه آب‌های زیرزمینی با توجه به گسترش فعالیت‌های انسانی به‌عنوان عاملی قوی‌تر از تغییرات اقلیمی‌در کاهش جریان سطحی دریاچه نمک شناسایی شده است (شیخ و همکاران، 2020، عمادی و همکاران، 2022). حوضه خلیج گرگان از دیگر مناطقی است که دچار جنگل زدایی گسترده شده است و علاوه بر تغییرات در حوضه بالادست، رابطه آن با دریای خزر به عنوان عاملی موثر در تغییرات حوزه تالاب شناسایی شده است (قریب رضا و همکاران، 2018).
روش شناسی
در مطالعه حاضر از رویکردی ثابت برای بررسی و مقایسه عوامل کوچک شدن تالاب‌های نام برده در ایران بر اساس داده‌های مشاهداتی مستقیم به همراه داده‌های مربوط به آب و هوا، هیدرولوژیکی و LULC بهره‌گیری شده است. در ادامه خلاصه‌ای از ویژگی‌های اقلیمی‌ و جمعیتی این شش تالاب آمده است. تالاب گاوخونی در انتهای رودخانه زاینده‌رود قرار دارد که به حوضه گاوخونی می‌ریزد. میانگین دمای سالانه حوضه 15.8 درجه سانتیگراد و میانگین بارندگی سالانه 259 میلی متر در سال است. حوضه گاوخونی شامل 69 شهر می‌شود که مهمترین آنها اصفهان (6/1 میلیون نفر جمعیت) است. این شهر در کنار رودخانه زاینده‌رود در بالادست تالاب گاوخونی قرار دارد. تالاب خلیج گرگان در پایین‌دست حوضه گرگان در شمال ایران قرار دارد که میانگین دمای سالانه آن 4/15 درجه سانتی‌گراد و میانگین بارندگی سالانه 307 میلی متر در سال است. سطح آب در تالاب خلیج گرگان توسط رواناب حوضه‌ای و یک کانال طبیعی به سمت دریای خزر در شمال شرقی تعیین می‌شود. در این حوضه 29 شهر وجود دارد که گرگان و گنبدکاووس به ترتیب با 350 هزار و 200 هزار نفر جمعیت در کنار رودخانه‌های منتهی به خلیج گرگان قرار دارند. تالاب هورالعظیم در جنوب غربی ایران قرار واقع شده است و میانگین دمای سالانه آن 9/17 درجه سانتی‌گراد و میانگین بارندگی سالانه 388 میلی متر در سال می‌رسد. این تالاب از رودخانه‌های اطراف تغذیه می‌شود. در این حوضه 58 شهر وجود دارد که سه شهر بزرگ کرمانشاه، خرم آباد و ملایر به ترتیب حدود یک میلیون، 400 هزار و 200 هزار نفر جمعیت دارند. حوضه این تالاب فرامرزی است، هرچند این مطالعه فقط بر روی بخش ایرانی متمرکز شده است. دریاچه نمک در پایین دست حوضه‌ای به همین نام در مرکز ایران با میانگین دمای سالانه 1/15 درجه سانتی‌گراد و میانگین بارندگی سالانه 268 میلی متر در سال قرار دارد. این حوضه دارای بیشترین جمعیت ساکن در بین حوضه‌های ایران است (معادل 28 درصد جمعیت ایران) و شامل 169 شهر از جمله تهران (8.9 میلیون نفر)، کرج (1.9 میلیون)، قم (1.2 میلیون)، همدان (600 هزار نفر)، اراک (550 هزار نفر) و قزوین (450 هزار نفر) می‌شود. دریاچه ارومیه در شمال غرب شناخته‌شده‌ترین مورد کوچک شدن چشمگیر دریاچه/تالاب در ایران است. تمامی‌ رواناب‌های تولید شده در حوضه دریاچه ارومیه که دارای میانگین دمای سالانه آن 9/11 درجه سانتی‌گراد و بارندگی سالانه 377 میلی متر در سال است، وارد دریاچه ارومیه می‌شوند. این حوضه در مجموع شامل 57 شهر است که دو شهر اصلی تبریز و ارومیه به ترتیب 1.6 و 1 میلیون نفر جمعیت دارند. در انتها، دریاچه‌های مهارلو و بختگان در مرکز ایران و در پایین‌دست حوضه مهارلو قرار دارند که میانگین دمای سالانه آن 17.6 درجه سانتی گراد و میانگین بارندگی سالانه 332 میلی متر در سال دارند. در این حوضه 19 شهر وجود دارد که شیراز با یک میلیون و 600 هزار نفر جمعیت بزرگترین آنهاست.

مطالعات بلندمدت (بیش از 50 سال) با بررسی تغییرات متغیرهای اقلیمی‌ و انسانی در تالاب گاوخونی، شرایط تقریباً نرمال را در اوایل دوره مورد مطالعه نشان می‌دهد، اما خشکسالی شدید هیدرولوژیکی ناشی از فعالیت‌های انسانی در دهه‌های اخیر، منجر به تضعیف قابل‌توجهی در جریان سطحی این حوضه شده است

افزایش زیاد مساحت زمین شهری محرک‌ اصلی کوچک شدن تالاب‌ها
دریاچه ارومیه در سال‌های اخیر به دلیل انقباض گسترده، مورد توجه محققان، سیاستمداران، رسانه‌ها و مردم قرار گرفته است. این در حالی است که سایر تالاب‌های ایران نیز کاهش چشمگیری داشته و مساحت تالاب گاوخونی و دریاچه نمک به گونه‌ای کم شده که در چند سال گذشته به صفر نزدیک شده است. در همین مدت، تالاب هورالعظیم و دریاچه مهارلو و بختگان بیش از نیمی ‌از مساحت خود را از دست داده‌اند. تنها خلیج گرگان کاهش وسعت کمتری را در این دوره تجربه کرده است که احتمالاً به دلیل اتصال کانال آن به دریای خزر بوده است.
ویژگی مشترک همه حوضه‌های تالابی در ایران افزایش زیاد مساحت زمین شهری بوده است به طوری که در فاصله زمانی سال‌های 1372 تا 1395 که داده‌های ماهواره ای موجود است، در همه موارد از 140 درصد فراتر رفته است. بیشترین رشد اراضی شهری در حوضه دریاچه ارومیه (185+ درصد) و حوضه دریاچه نمک (184+ درصد) و کمترین آن در حوضه دریاچه مهارلو و بختگان (147+ درصد) و حوضه هورالعظیم (140+ درصد) رخ داده است. این رشد شهری مطابق با افزایش جمعیت شهری و مناطق مسکونی گزارش شده در ایران، همراه با گسترش زیرساخت‌ها و مناطق صنعتی است.
از میان دیگر متغیرهای کاربری زمین/پوشش زمین(LULC)، تغییر سطح علفزارها است که بین 6- درصد تا 6+ درصد در پنج حوضه مورد بررسی گزارش شده است. حوضه گاوخونی به عنوان استثنا در ابتدا رشد شدید و سپس روند تثبیت در حدود  75 درصد را داشته است. زمین‌های زراعی که عمدتاً مربوط به فعالیت‌های کشاورزی است، در همه موارد به جز حوضه دریاچه نمک، که 24- درصد کاهش داشت، افزایش (5-12درصد) داشته‌اند. در هر شش حوضه، اراضی کم پوشش گیاهی (عمدتاً خاک لخت) کاهشی را از 1- تا 26- درصد نشان داده‌اند که بیشترین کاهش در حوضه دریاچه ارومیه و کمترین آن در حوضه خلیج گرگان بوده است. تغییر مساحت جنگل در همه موارد به جز حوضه خلیج گرگان که 16- درصد به دلیل جنگل‌زدایی گسترده در استان گرگان بوده است، بین -9و-4 درصد ​​متغیر بوده است که در غالب موارد به زمین زراعی تبدیل شده است.

توسعه شهری می‌تواند با ایجاد و گسترش سیستم تامین و توزیع آب، سیستم دفع فاضلاب و سازه‌های انتقال، منجر به تغییرات هیدرولوژیکی در یک منطقه شود. این اثرات زمانی تشدید می‌شود که توسعه شهری فراتر از ظرفیت اکولوژیکی یک منطقه باشد

نتیجه‌گیری بر اساس مشاهدات
به طور کلی، همبستگی متغیرهای LULC یا کاربری/پوشش زمین با کاهش مساحت تالاب‌ها در حد متوسط ​​تا قوی اندازه‌گیری شده است که بالاترین مقادیر تاثیر مربوط به زمین‌های زراعی و مناطق شهری بوده است. در واقع همبستگی متغیرهای آب و هوایی از جمله دما و بارش با کاهش مساحت تالاب‌ها به طور قابل توجهی ضعیف‌تر از بسیاری از متغیرهای LULC بوده است. توسعه شهری می‌تواند با ایجاد و گسترش سیستم تامین و توزیع آب، سیستم دفع فاضلاب و سازه‌های انتقال، منجر به تغییرات هیدرولوژیکی در یک منطقه شود. این اثرات زمانی تشدید می‌شود که توسعه شهری فراتر از ظرفیت اکولوژیکی یک منطقه باشد. با رشد شهرها، افزایش تقاضا و برداشت آب قابل انتظار است و این روند در طول زمان تشدید و پیچیده‌تر می‌شود. نمونه بارز آن را می‌توان در گسترش شهرها در اطراف شش تالاب ایرانی مورد مطالعه مشاهده کرد. در نهایت، این مطالعه نقش مهم تغییرات توسعه سرزمینی ناشی از عوامل انسانی را علاوه بر تغییرات کلی آب و هوایی، در تغییر تالاب‌های ایران نشان می‌دهد. در ایران، این عوامل ترکیبی منجر به کاهش شدید جریان آب ورودی (روان از حوضه‌ها) به تالاب‌ها شده است. نقش تغییر اقلیم را نباید نادیده یا دست کم گرفت اما در مورد ایران تا به امروز نسبت به تغییرات غیراقلیمی‌(LULC) عامل تأثیرگذار ضعیف‌تری بوده است. می‌توان انتظار داشت تغییرات آب و هوایی تأثیر قوی‌تری در اقلیم خشک‌تر مورد انتظار در آینده ایران داشته باشد، به‌ویژه از آنجایی که عوامل انسانی، تالاب‌های ایران را در برابر تغییرات بیشتر اقلیمی‌آسیب‌پذیر کرده است.