پژوهش های فرسایش محیطی
سال:1390 | دوره:1 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

پوشش گیاهی یکی از مهم ترین اجزای اکوسیستم هاست و دانستن درصد پوشش گیاهی سطحی برای بررسی میزان فرسایش خاک، شدت خشکسالی، مطالعات زیست محیطی، منابع طبیعی و غیره بسیار ضروری است. هدف از این تحقیق محاسبه درصد پوشش گیاهی با استفاده از تصاویر ماهواره ای و شبکه های عصبی مصنوعی (پرسپترون چندلایه) می باشد. بدین منظور از تصویر ماهواره ای ALOS مربوط به تاریخ 27 تیر ماه 1388 و شبکه های عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه برای تخمین درصد پوشش گیاهی استفاده شده است. برای انتخاب شبکه بهینه، از دو نوع تابع انتقال، 12 تابع آموزشی مختلف، تعداد نرون مخفی متغیر بین یک تا شش و شش ترکیب مختلف ورودی متشکل از باندهای مختلف تصویر ماهواره ای استفاده شد. برای معرفی خروجی مطلوب به شبکه، درصد پوشش گیاهی در 52 پلات 50 در 50 متر با مطالعه میدانی اندازه گیری شد. در ابتدا، تعداد 30 داده به عنوان داده آموزشی به شبکه معرفی و تعداد 22 داده به عنوان تست در نظر گرفته شد و با استفاده از مدل رگرسیون خطی میزان همبستگی بین داده های میدانی اندازه گیری شده و مقادیر تخمینی با استفاده از شبکه های تشکیل شده، محاسبه شد. سپس برای بررسی تاثیر انتخاب تصادفی بودن داده های آموزشی و تست، تعداد 35 داده به عنوان داده آموزشی و 17 داده به عنوان داده تست انتخاب گردید. برای حذف خطای احتمالی ناشی از تقسیم تصادفی داده های آموزشی و تست، از روش CrossValidation نیز استفاده گردید. نتایج نشان داد که به طور کلی شبکه های عصبی توانایی تخمین درصد پوشش گیاهی را با دقت مناسبی دارند (R2>0.74 و RMSE<0.02).

یکی از دلایل اصلی انتخاب حوزه آبخیز گزیر برای تحقیق مورد نظر این است که منطقه گزیر یکی از شاخص ترین مناطق در استان هرمزگان از نظر فرسایش خندقی بوده است. در این تحقیق سعی شده ویژگی های خاک شناسی و توپوگرافی حوضه و ارتباط آن با تشکیل و مورفومتری خندق ها بررسی شود. برای بررسی وضعیت فرسایش منطقه از روش های: اندازه گیری خصوصیات مورفومتری خندق ها و رسم پروفیل آن ها، آزمایش های خاکشناسی برای تعیین درصد رس، سیلت، آهک، میزان شوری، PH، SAR خاک، آمار تعداد چاه های منطقه، میزان آب دهی و درصد کاهش تخلیه چاه ها و تحلیل داده های به دست آمده استفاده گردید. طبق طبقه بندی دومارتن این منطقه دارای اقلیمی خشک است. بالا بودن دما و درصد رطوبت نسبی، طولانی بودن دوره خشکی و بارندگی با شدت زیاد در مدت کم از ویژگی های این منطقه است. افزایش میزان شوری آب و خاک، افت سطح ایستایی آب های زیرزمینی، کمبود بارندگی و بارش با شدت زیاد در مدت کم، از جمله عوامل موثر در ایجاد و گسترش خندق ها در منطقه گزیر است. طبق نتایج خاک شناسی، افزایش درصد سیلت و رس زمینه ساز فرسایش به ویژه خندقی بوده است. بر این اساس افزایش سطح خندق ها و تعداد حلقه های چاه، بالا رفتن میزان شوری آب، افزایش نسبت چاه های غیرفعال به فعال، کاهش شدید تخلیه سالانه چاه ها، شور شدن و غیر قابل استفاده شدن سطح زیادی از زمین های زراعی از مهم ترین تغییرات محیطی ایجاد شده می باشد.

افزایش یا کاهش میزان بارندگی نسبت به شرایط میانگین بلندمدت، باعث وقوع دو پدیده مهم حدی یعنی سیل و خشکسالی می شود. خشکسالی از جمله وقایع اقلیمی است که در پهنه وسیعی از کشور ایران خود را به اشکال متفاوتی نشان می دهند و زندگی طبیعی ساکنین این مناطق را تحت تاثیر قرار می دهد. پیش بینی واقعه خشکسالی هرچند با درصدی از خطا همراه باشد. می تواند تا حد زیادی از تاثیرات مهلک و کشنده بکاهد، نظر به اینکه از بین انواع خشکسالی ها، خشکسالی هواشناسی اولین نوع آن است که پدیدار می شود، با آنالیز داده های حاصل از آن می توان انواع خشکسالی را پیش بینی کرد. در این مطالعه، با استفاده از آمار بلندمدت ایستگاه های بارانسنجی و هیدرومتری حوضه آبخیز «کارون یک» و با بهره گیری از شاخص بارش استاندارد شده (SPI) و شاخص خشکسالی آبهای سطحی (SWSI) که به ترتیب برای بررسی خشکسالی های هواشناسی و هیدرولوژیکی کاربرد دارند، یک مدل تجربی برای پیش بینی خشکسالی هیدرولوژیکی حوضه مورد نظر ارائه گردید. این مدل تجربی می تواند با R2=0.92 و RSME=0.16 مدل مناسبی برای این حوضه آبخیز قلمداد گردد.

فرسایش به ویژه فرسایش خاک توسط آب یکی از مسائل مهم و اصلی تخریب منابع زیست محیطی است جلوگیری از فرسایش، مستلزم شناخت ابعاد مختلف آن می باشد. یکی از اشکال فرسایش آبی، فرسایش آبراهه ایی می باشند. در این تحقیق نقش عوامل محیطی شامل شیب، طبقات ارتفاعی، جهت دامنه، سازند زمین شناسی و حساسیت به فرسایش در ایجاد فرسایش آبراهه ایی با مشخصه تراکم زهکشی در منطقه فیروزکلای کجور مطالعه شد. برای انجام این مطالعه لایه شبکه زهکشی با متغیرهای مستقل انطباق و تراکم زهکشی در کلاس های مختلف مربوط به هر متغیر به دست آمد. در ادامه ارتباط متغیر وابسته با مستقل از طریق مدل رگرسیونی بررسی شد همچنین کلاس های موثر بر تراکم زهکشی با روش خوشه بندی تحلیل و آزمون صحت گروه بندی انجام شد. نتیجه مطالعه گویای تاثیر قاطع نوع پوشش بر روی فرسایش در منطقه است یعنی فراوانی طول و تراکم در مناطق مرتعی برتری دارد. نتایج حاصل از مدل رگرسیونی انجام گرفته در خصوص تراکم زهکشی با شیب، طبقه ارتفاعی و جهت دامنه گویای ارتباط معنی دار بین آن ها بوده و نوع رابطه از نوع نمایی است. از نظر مشارکت کلاس متغیرها با تحلیل خوشه ایی در پوشش جنگلی، سه گروه و در پوشش مرتعی نیز چهار گروه تفکیک شد. آزمون معنی داری و صحت انجام گرفته نیز گویای درستی طبقه بندی کلاس های متغیرهای دخیل در ایجاد آبراهه ها بوده است.

فرسایش به معنی برداشت، انتقال و به جا گذاری مواد است. فرسایش مفهوم بسیار گسترده ای بوده که در رشته های مختلف تعاریف متفاوتی دارد. هدف از این پژوهش بررسی مفهوم فرسایش از دیدگاه ژئومورفولوژی و مقایسه آن با دیدگاه منابع طبیعی است. برای رسیدن به این هدف سعی شده تا با استفاده از روش کتابخآن های، تحلیل و مقایسه یافته ها این کار صورت گیرد. نتایج نشان می دهد که بیشترین تفاوت بین این دیدگاه ها، اختلاف زمانی، مکانی، عوامل و فرآیندهای فرسایشی است. از دیدگاه ژئومورفولوژیست ها، فرسایش پدیده ای طبیعی و آرام بوده که موجب شکل گیری لندفرم ها و چشم اندازهایی شده که امروزه منابع محیطی مناسبی جهت حیات انسانی به حساب می آیند. اما از نظر منابع طبیعی فرسایش باعث نابودی خاک های حاصل خیز شده و اثرات منفی زیادی بر زندگی ساکنان کره زمین داشته است. متخصصان منابع طبیعی حتی فرسایش خاک را پدیده ای می دانند که باعث نابودی تمدن ها نیز شده است. در حالی که ژئومورفولوژیست ها تشکیل خاک را جزیی از اثرات فرآیندهای فرسایشی می دانند. به طور کلی مفهوم فرسایش با توجه به نوع و دامنه مطالعه از دیدگاه ژئومورفولوژی تفاوت های چشمگیری با منابع طبیعی دارد.

منطقه مورد مطالعه حوزه آبخیز «چشمه علی دامغان» یکی از زیرحوزه های «کویر حاج علی قلی» و بخشی از حوزه آبخیز بزرگ کویر مرکزی می باشد. مطالعه بر اساس تهیه لایه های مختلف اطلاعاتی به صورت نقشه های رقومی در محیط نرم افزار Arcview 3.2، تعیین محل نمونه برداری از آب و تطابق و تفسیر لایه های مختلف، انجام شد، لایه های اطلاعاتی عبارتند از: نقشه ژئومرفولوژی، نقشه زمین شناسی، نقشه حساسیت به فرسایش، شبکه آبراهه های اصلی، نوع رسوبات و سنگ کف و نمونه های آب، که پس از تطابق مکانی لایه های اطلاعاتی و بررسی پراکنش منابع آبی، تاثیر سازندهای زمین شناسی بر تغییرات کیفی آب تجزیه و تحلیل شد. نتیجه آزمایش ها نشان داد که عامل اصلی تخریب کیفیت آب سطحی در سطح حوزه مارن های نئوژن (Ngm) می باشند که بیشترین گسترش را در غرب حوزه دارند. همچنین گسترش سنگ کف مارنی در دشت سر و پلایا عامل اصلی تخریب کیفیت آب زیرزمینی می باشد.

از اقدامات اساسی جهت دستیابی به راهکارهای کنترل و مدیریت حرکت های توده ای، شناسایی عوامل موثر در وقوع این پدیده است. از این رو تحقیق حاضر با هدف شناسایی عوامل موثر در ایجاد پدیده حرکت توده ای در حوزه آبخیز پارک جنگلی آبیدر به وسعت 8/2کیلومترمربع صورت گرفته است. با استفاده از بازدید های میدانی تفسیر عکس های هوایی، نقشه های توپوگرافی و زمین شناسی، سیستم موقعیت یاب جهانی و سیستم اطلاعات جغرافیایی، لایه های اطلاعاتی مورد نیاز نظیر نقشه پراکنش زمین لغزش ها و ریزش ها و نقشه های زمین شناسی، خاکشناسی، کاربری اراضی، فاصله از آبراهه ها، فاصله از جاده ها و فاصله از گسل ها، طبقات ارتفاعی، زاویه شیب، جهت شیب و هم چنین با استفاده از آمار بارندگی و تهیه گرادیان بارش و بارندگی متوسط سالیانه حوضه تهیه شده است. از آنجایی که پدیده های طبیعی نظیر حرکت توده ای، ناشی از عملکرد همزمان با اثر متفاوت چند متغیره هستند، با استفاده از روش رگرسیون چند متغیره خطی، با در نظر گرفتن پارامترهای درصد حرکت های توده ای در هر واحد کاری به عنوان متغیر وابسته و پارامترهای مختلف محاسبه شده، به عنوان متغیر مستقل، بهترین مدل آماری رگرسیون خطی جهت پیش بینی وقوع حرکت های توده ای در هر واحد کاری از روی سطح معنی داری و ضریب همبستگی مدل انتخاب شد. نتایج حاکی از این است که مناطق نزدیک به جاده ها، گسل ها و آبراهه ها، مناطق دارای خاک های راندزین فرسایش یافته و مناطق دارای سازند زمین شناسی محتوی سیلت سنگ، شیل، ماسه سنگ، کنگلومرا، مستعدترین مناطق جهت وقوع پدیده لغزش، و مناطق نزدیک به جاده ها، گسل ها و آبراهه ها، مناطق دارای خاک های قهوه ای آهکی و مناطق دارای سازندهای زمین شناسی محتوی لایه های سنگ آهکی، مستعدترین مناطق برای وقوع ریزش هستند.در حالی که مناطق دارای کاربری جنگل با پوشش 25 تا 50 درصد، مناطق پایدار در مقابل هردو نوع حرکت توده ای می باشند.