مدیریت بیابان
سال:1394 | دوره:3 | شماره:5 |تعداد مقالات:6

آب زیرزمینی به عنوان یکی از با ارزش ترین منابع طبیعی نقش بسیار مهمی در تأمین نیاز آبی به ویژه درمناطق خشک دارد. در این پژوهش، به منظور تحلیل حساسیت متغیر های موثر در پیش بینی پتانسیل آب زیرزمینی در روش های تصمیم گیری چند معیاره (MCDA) از متغیرهای سنگ شناسی، بارندگی، تراکم زهکشی، تراکم خطواره و شیب زمین در قالب یک مطالعه ی موردی در دشت قروه-دهگلان استفاده شد. وزن نرمال شده این متغیر ها بر اساس مقایسه های زوجی روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) مبتنی بر بردار ویژه تعیین گردید. پس از تهیه نقشه پیش بینی پتانسیل آب زیرزمینی اعتبارسنجی مدل با استفاده از نتایج آزمایش پمپاژ 20 حلقه چاه در منطقه مورد بررسی انجام شد. تحلیل حساسیت متغیرهای موثر در پیش بینی پتانسیل آب زیرزمینی با استفاده از روش حذفی انجام گرفت و در نهایت دقت نقشه ها ارزیابی گردید. نتایج تحلیل حساسیت نشان داد که همه متغیرهای مورد نظر دارای تأثیر مثبت در دقت پیش بینی پتانسیل آب زیرزمینی بوده و به ترتیب بیشترین و کمترین دقت پیش بینی مربوط به حالت های حضور تمام متغیر ها (85 %) و حذف متغیر سنگ شناسی از مجموعه لایه های تصمیم گیری (60 %) بود. بنابراین متغیر سنگ شناسی از طریق تاثیر بر روی ویژگی های فیزیکی از جمله تراکم خطواره و گسل، نفوذ پذیری و تراوایی بیشترین تأثیر را روی دقت پیش بینی پتانسیل آب زیرزمینی دارد. همچنین نتایج نشان داد که متغییر های بارندگی و شیب با وجود تغییر اندکی که در یک دشت دارند، در مقدار دقت پیش بینی پتانسیل آب زیرزمینی مؤثر هستند.

آلودگی های محیط زیست به عنوان یکی عوامل بیابان زایی، از مهم ترین چالش های جوامع صنعتی و در حال توسعه می باشد. با توجه به وجود مکان های معدنی متعدد مهم ترین علت بیابان زایی توسعه صنعتی (تکنوژنیک) در منطقه بافق، آلودگی ناشی از صنایع و معادن است. پژوهش حاضر با هدف تعیین آلاینده های پساب ناشی از فرآوری سنگ آهن در منطقه بافق انجام گردیده است. 16 نمونه طی سال های 1392-1389 از پساب مذکور تهیه و 18 متغیر در آزمایشگاه اندازه گیری شد. پس از انجام آزمون های مربوط به نرمال بودن داده ها و واریانس یکطرفه، شاخص های PI، IPI و MCd برای داده های گردآوری شده تعیین شد. نتایج نشان داد 7/27% متغیرها بدون تغییر سالانه معنی دار و 3/72% متغیرها دارای نوسانات سالانه معنی دار می باشند. نتایج به دست آمده برای شاخص PI نشان داد 6/66% متغیرها در طبقه آلودگی کم و 4/33% متغیرها در طبقه آلودگی متوسط به بالا قرار دارند. نتایج به دست آمده برای شاخص IPI و MCd نشان داد که 100 درصد نمونه ها در طبقه آلودگی پایین و خیلی پایین قرار دارند. بنابراین در مجموع پارامترهای نیترات(No3) و سولفات(So4) در طبقات آلودگی متوسط و بالا واقع شده و به عنوان متغیرهای اولیه آلاینده پساب ناشی از فرآوری شناخته شدند. با توجه به اینکه بوم نظام های (اکوسیستم ) بیابانی حساس و شکننده می باشند، پیشنهاد می شود ضمن تعیین ارتباط غلظت متغیرهای آلاینده پساب فرآوری با رسوبات به جا مانده از آن برای بررسی کاهش آلاینده ها به روشی مناسب مانند گیاه پالایی اقدام شود. هم چنین به منظور درک بهتر فرایند بیابان زایی از شاخص های آلودگی زیست محیطی و نیترات و سولفات برای ارزیابی شدت بیابان زایی در حاشیه معدن های سنگ آهن مرکزی و منطقه بیابانی بافق بهره گیری شود.

هدف این پژوهش ارزیابی کارآیی مدل شبکه عصبی مصنوعی برای تهیه نقشه پیش بینی رویشگاه های گیاهی در مراتع استان قم است. بدین منظور، با رویهم گذاری نقشه های شیب، جهت و ارتفاع، واحدهای همگن تهیه شدند و نمونه برداری از پوشش گیاهی و خاک انجام شد. در آخر نقشه مربوط به متغیرهای محیطی با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیاییو زمین آمار تهیه شد. برای تهیه مدل شبکه عصبی از پرسپترون چندلایه بهره گیری شد. پس از پیش پردازش های لازم روی داده ها (نرمال سازی و تقسیم داده ها به سه مجموعه آموزش، آزمون و اعتبارسنجی)، بهترین ساختار شبکه، با تغییر پارامترهای قابل تنظیم (تابع انتقال، قانون یادگیری، تعداد لایه میانی، تعداد نرون لایه میانی) و با استفاده از معیارهای آماری محاسبه شده در مرحله آزمون (میانگین مربعات خطا) تعیین شد. بعد از انتخاب شبکه بهینه، شبیه سازی احتمال حضور و عدم حضور گونه ها انجام و نقشه پیوسته احتمال حضور و عدم حضور گونه ها با استفاده از نرم افزار Arc GIS در هر رویشگاه تهیه شد. در مرحله بعد آستانه بهینه حضور به روش حساسیّت و اختصاصیّت برابر تعیین شد و مقدار تطابق نقشه های به دست آمده با نقشه های واقعی با محاسبه ضریب کاپا بررسی شد. بر اساس نتایج، دقیق ترین مدل پیش بینی برای همه رویشگاه ها با استفاده از تابع انتقال سیگمویید و قانون آموزش لونبرگ مارکوارت حاصل شد. نتایج نشان داد که نقشه های پیش بینی برای رویشگاه Artemisia sieberi2 دارای تطابق عالی؛ رویشگاهHalocnemum strobilaceumدارای تطابق خیلی خوب؛ رویشگاه Tamarix passerinoides دارای تطابق خوب؛ رویشگاه Seidlitzia rosmarinusدارای تطابق متوسط و رویشگاه Artemisia sieberi1 دارای تطابق ضعیف با نقشه های واقعیت زمینی است. این نتایج گویای آن است که شبکه پرسپترون چند لایه در مدل سازی و برآورد محدوده جغرافیایی پراکنش رویشگاه گونه های مورد مطالعه از دقّت قابل قبولی برخوردار است و در صورتی که متغیرهای ورودی به شبکه به درستی انتخاب شوند می تواند شبیه سازی حضور و عدم حضور را با دقّت بالایی انجام دهند.

به منظور مدیریت بهتر و استفاده بهینه از منابع طبیعی تشخیص به موقع و دقیق تغییرات عوارض سطح زمین تأثیر مهمی بر درک بهتر بین پدیده های انسانی و طبیعی دارد. با پایش تغییرات کاربری اراضی در بازه های زمانی می توان به روند وضعیت محیط طبیعی از قبیل تخریب سرزمین، کاهش توان بوم نظام ها (اکوسیستم) و بیابان زایی پی برد. پژوهش حاضر با استفاده از داده های سنجنده های TM و ETM+ ماهواره ای لندست 4، 5 و 7، به پایش تغییرات کاربری اراضی در منطقة دریاچة نمک در بازه زمانی 36 ساله طی سه دوره (1990-1975، 2001-1990 و 2010-2001) پرداخته است. نتایج پایش تغییر کاربری اراضی نشان می دهد که مساحت زمین های نمکزار تغییرناچیزی داشته و حدود 26/5 کیلومترمربع افزایش یافته است. همچنین مساحت اراضی شوره زار و فاقد پوشش گیاهی افزایش (13/457 کیلومترمربع)، زمین های مرتعی کاهش (3/380 کیلومترمربع) و زمین های ماسه زار به طور کاملاً خطی در بازه ی زمانی مورد مطالعه کاهش (57/194 کیلومترمربع) و در مساحت اراضی کشاورزی افزایشی به مقدار 35/118 کیلومترمربع داشته است. به دین ترتیب مساحت زمین های نماینده ی مناطق بیابانی افزایش یافته، ضمن این که مساحت اراضی کشاورزی افزایش یافته است. این موضوع موجب زیاد شدن بهره برداری از منابع آب و تغییر کاربری اراضی از مرتع به کشاورزی شده است. در مجموع روند تغییرات کاربری های اراضی در منطقة دریاچه نمک حاکی از این موضوع است که منطقة مطالعاتی در معرض تخریب قرار دارد. نتایج نهایی نشان داد که تصاویر ماهواره ای از قابلیت مناسبی برای تعیین روند تغییر کاربری اراضی در مقیاس منطقه ای برخوردارند.

استفاده از مالچ یکی از رایج ترین روش های تثبیت خاک برای جلوگیری از فرسایش بادی و کنترل ریزگرد است. در همین ارتباط، پایداری مالچ ها در برابر عوامل فرساینده محیطی می تواند در انتخاب ترکیب و نوع مالچ موثر باشد. در این پژوهش مقاومت به فشار (با نفوذسنج جیبی) تعدادی از مالچ های غیرزنده در شرایط بیابانی در دماهای متفاوت شبیه سازی شد. همچنین برای ارزیابی مقدار شستشوی سطحی، مالچ های مورد نظر در برابر پاشیدن جریان آب و رطوبت دهی مورد آزمون قرار گرفتند. تیمار های تهیه شده شامل 13 نوع مالچ شامل ترکیبات متفاوت از مالچ پلیمری و مالچ های مخلوط ماسه، پودر سنگ، لجن کنورتور و خاک منطقه با دانه بندی و درصد رس بالا، دو نوع خاک بستر شامل خاک با فرسایش متوسط و شدید و سه سطح اعمال حرارت محیطی یعنی دمای محیط، 50 و 60 درجه سانتی گراد در سه تکرار بودند. نتایج بیانگر آن بود که بیشترین تحمل و مقاومت فشاری مربوط به تیمارهای مالچ پلیمری بوده که با خاک با فرسایش شدید بستر سازی شده و تحت تاثیر دماهای 50 و 60 درجه سانتی گراد قرار گرفته بودند. همچنین نتایج حاصل از پاشیدن آب به روی تیمارها نشان داد که مالچ های پلیمری در برابر شستشو از مقاومت بیشتری برخوردار بودند.

در این پژوهش، به منظور تعیین تغییر کمی و کیفی آب زیرزمینی دشت کاشان از دو شاخص افت آب زیرزمینی و هدایت الکتریکی (EC) بهره گیری شد. هیدروگراف های تراز آب با روش تیسن[1] و بر پایة دادهای چاه های پیزومتری ترسیم شدند. نقشه خطوط هم افت، هم ارتفاع و هم EC با بهره گیری از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)[2] ترسیم شدند. نتایج حاصل از نقشه ها نشان می دهد که جریان آب از قسمت جنوبی دشت که اراضی کشاورزی قرار دارند به سمت شمال دشت است و به کویر تخلیه می شود. هم چنین رابطة بین هدایت الکتریکی با آنیون ها و کاتیون های اصلی (Ca2+, Mg2+, K+, Cl-, Na+, So42-, Hco3-) بررسی شد. شاخص معیار بارش سالانه (SIAP)[3] محاسبه شده برای پنج ایستگاه هواشناسی نشان می دهد که بیشترین درصد فراوانی متعلق به بارش نرمال است. بیشترین مقدار افت و برداشت آب به طور میانگین در بخش های جنوبی و جنوب شرقی دشت رخ داده است که می تواند به علت تمرکز زمین های کشاورزی در این دو منطقه باشد. هدایت الکتریکی در همة قسمت ها (به غیراز آنیون بی کربنات) با غلظت یون های اصلی موجود در آب رابطه مستقیم دارد. هیدروگراف های تراز آب زیرزمینی نشان می دهد که طی 19 سال به مقدار02/10 متر سطح آب کاهش یافته است که به نوبة خود موجب کاهش کیفیت آب زیرزمینی شده است.