مدیریت بیابان
سال:1396 | دوره:5 | شماره:10 |تعداد مقالات:9

در پژوهش حاضر نسبت به انتخاب مهم ترین متغیرهای مؤثر در پیش بینی تبخیر و تعرق با استفاده از خوارزمیک (الگوریتم) انتخاب ویژگی در شهرستان داراب واقع در جنوب غربی استان فارس اقدام شد. در این راستا ابتدا با استفاده از روش پنمن مو نتیث فائو مقدار تبخیر و تعرق محاسبه، سپس به کمک روش انتخاب ویژگی از بین متغیر های مؤثر در روش پنمن مونتیث فائو تأثیرگذارترین متغیرها در پیش بینی تبخیر و تعرق تعیین شدند. برای پیش بینی، از روش های Best-First، Greedy-Stepwise و Ranker به منظور انتخاب مؤثرترین متغیرها از بین 120 داده استفاده شد. در راستای بررسی خطای هر یک از این روش ها و انتخاب بهترین روش، از روش های طبقه بندی Naive Bayes، J48 و LMT استفاده شد. داده های مورد بررسی در این بررسی، برای محاسبه و پیش بینی تبخیر و تعرق عبارت از کمینه، میانگین و بیشینه دما، سرعت باد، کمینه ساعات آفتابی، بیشینه ساعات آفتابی، ارتفاع، تابش خورشیدی و رطوبت نسبی بودند. نتایج پژوهش حاضر نشان داد که روش Ranker با مدل Relifef-FAttribute-Eval در هر سه روش طبقه بندی، دارای کمینه خطاست. این موضوع مبین این نکته است که بیشینه مقدار ساعات آفتابی، میانگین و بیشینه دما نسبت به سایر متغیر ها در پیش بینی مقدار تبخیر و تعرق مؤثرترند. بنابراین با استفاده از خوارزمیک Feature selection می توان در مناطق دارای کمبود داده با استفاده از متغیرهای کمتر اقدام به پیش بینی تبخیر و تعرق نمود و در زمان و هزینه صرفه جویی کرد.

هواویزها در جو، نقش بسیار مهمی را در سیستم های اقلیمی بازی می کنند. این ذرات جو را مستقیماً با تغییر ترازمندی تابشی به وسیلة پخش و جذب طول موج های مختلف و به طور غیرمستقیم با تغییر ویژگی های نوری و ماندگاری ابرها، تحت تأثیر قرار می دهند، ویژگی های نوری هواویزها از قبیل ضخامت نوری آن ها (AOD)، در فهم تأثیرات هواویزهای اتمسفری در تغییر اقلیم و چرخة بیوژئوشیمیایی بسیار مهم و حیاتی هستند. ازاین رو، در این پژوهش توانایی مدل انتقال تابشی و تصاویر مودیس در برآورد عمق نوری هواویزها بر روی خلیج فارس مورد ارزیابی قرار گرفت. برای پردازش تصاویر از نرم افزار MATLAB و داده های ماهواره ای با توان تفکیک 500 متر در شبکه های 5*5 سنجنده ی مودیس استفاده شد و ارزیابی داده های عمق نوری هواویزها با استفاده از ایستگاه های آئرونت با استفاده از آزمون همبستگی پیرسون، شاخص RMSE و RMSD انجام گرفت. نتایج اولیه حاصل از اجرای الگوریتم نشان دهنده ی توانایی مدل در شبیه سازی عمق نوری هواویزها بود. نتایج نشان داد که الگوریتم موجود به درستی عمل می کند و با توجه به داده های انعکاس طیفی برای شعاع مؤثرهای مختلف در جداول LUT، مقادیر را برای عمق نوری هواویزها شبیه سازی می کند. نتایج ارزیابی ها نشان داد مقادیر عمق نوری به دست آمده از تصاویر همبستگی معنی داری با عمق نوری اندازه گیری شده در ایستگاه های آئرونت دارد. به گونه ای که مقدار همبستگی برای روزهای 8 تیر 1392، 23 تیر 1393 و 14 مهر 1394 برای باند 243/1 به ترتیب 96/0، 94/0 و 98/0 و برای باند 643/1 به ترتیب 99/0، 98/0 و 98/0 به دست آمد که روند خوبی را بین داده های اندازه گیری نشان می دهد. شاخص های RMSE و RMSD در این روزها به ترتیب کمتر از 15/0 و کمتر از 06/0 محاسبه شد؛ بنابراین می توان گفت دقت شبیه سازی ها در این باندها مناسب است.

فعالیت رسوبات بادی در دشت سیستان خسارت های زیادی به ساختارهای زیربنایی وارد می کند. بر همین اساس، پراکنش ویژگی های ریختی (مرفولوژیک) و وضعیت تثبیت رسوبات بادی در داخل کریدورهای فرسایشی با استفاده از داده های ماهواره ای و بازدیدهای میدانی و اندازه گیری های زمینی در مقیاس مناسب تهیه شد. روند تغییرات انرژی باد های فرساینده براساس پتانسیل حمل رسوبات بادی با استفاده از آمار ساعتی سرعت و جهت باد در 6 ایستگاه هواشناسی اطراف دشت سیستان تهیه شد و میانگین سرعت باد سالانه، پتانسیل حمل ماسه، جهت حرکت نهایی ماسه، اندازه-برداری حمل ماسه و شاخص تغییرپذیری جهت باد محاسبه و با استفاده از مدل مناسب کریجینگ پهنه بندی شدند. نتایج نشان داد که فعالیت رسوبات بادی در منطقه ی سیستان بیشتر تحت تاثیر بادهای 120 روزه است که از سطح هامون ها و براساس توپوگرافی سطح زمین در داخل چهار دالان فرسایشی صورت می گیرد. بیشتر اشکال تپه های ماسه ای در سیستان در اثر باد یک جهته شکل گرفته اند که شامل بارخان، رشته ی عرضی و پهنه ماسه ای است. مقدار فرسایندگی بادها براساس پتانسیل حمل ماسه در مناطق شمالی دشت سیستان و روی هامون های صابری و برینگک دارای بیشترین مقدار و هرچه به سوی مرز شرقی و جنوبی پیش می رود از شدت آن کاسته می شود. مقدار پتانسیل حمل ماسه در ایستگاه زابل 2516 واحد بردارست که یکی از بالاترین ارقام در بیابان های داخلی جهان می باشد.

در این تحقیق تخریب اراضی استان اصفهان در بازه ی زمانی 2001 تا 2014 با استفاده از تحلیل روند، دو شاخص NDVI و RUE مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور از تصاویر ماهواره ای مودیس با کد MOD13A2 برای بررسی تخریب پوشش گیاهی و همچنین برای محاسبة RUE، در ابتدا از تصاویر ماهواره ی مودیس با کد MOD17A3 برای محاسبة NPP و سپس برای به دست آوردن بارندگی از روش کریجینگ استفاده شد؛ در پایان RUE از نسبت بین NPP به بارندگی بدست آمد. نتایج نشان داد که روند تغییرات NDVI و RUE برحسب بارش سالانه به ترتیب افزایشی و کاهشی بوده است. مقایسه ی رابطه ی رگرسیونی بین دو شاخص NDVI و RUE در کاربری های مختلف اراضی کشاورزی، مرتعی، جنگلی و بیابانی منطقة مورد مطالعه نشان داد که روند RUE در کاربری های کشاورزی، مرتع و جنگل افزایشی بوده به طوری که در سال 2001 مقدار این شاخص درکاربری های ذکرشده به ترتیب 017/0، 0051/0 و 006/0 و در سال 2014 به 170/0، 052/0 و 060/0 گرم کربن بر متر مربع درسال می ر سد. روند NDVIدر این بازه زمانی نیز کاهشی بوده است، به طوری که مقدار این شاخص نیز در سال 2001 به ترتیب در کاربری های ذکرشده 2/0، 142/0 و 149/0 و در سال 2014 به 16/0، 099/0 و 106/0 می رسد. درکاربری اراضی بیابانی روند این دو شاخص کاهشی بوده به طوری که مقدار شاخص RUE در سال 2001 در این کاربری 097/0 و در سال 2014 به 0213/0 گرم کربن بر متر مربع در سال کاهش داشته است. بر اساس این نتایج می توان دریافت که بوم نظام (اکوسیستم) منطقه ی مورد بررسی در حال تخریب است.

اثر غلظت های مختلف شوری بر برخی ویژگی های مورفولوژیک و فیزیولوژیک گیاه دیودال (Ammodenron persicum conollyi) در قالب طرحی کاملاً تصادفی با چهار تکرار مورد بررسی قرار گرفت. فاکتور شوری در پنج سطح شاهد (آب شرب)، شوری 2، 4، 8 و 12 دسی زیمنس بر متر اعمال گردید. نتایج نشان داد که اثر شوری بر تمام صفات مورفولوژیکی گیاه دیودال معنی دار بود؛ افزایش شوری تا سطح 12 دسی زیمنس بر متر موجب کاهش قطر یقه، تعداد برگ و ارتفاع ساقه، وزن تر و خشک اندام هوایی و افزایش وزن تر و خشک ریشه شد. نتایج همچنین نشان داد که با افزایش شوری مقدار پرولین افزایش یافت و بیشترین مقدار پرولین در شوری 12 دسی زیمنس بر متر برابر با 046/0 میلی گرم بر گرم و کم ترین آن در تیمار شاهد برابر با 022/0 میلی گرم بر گرم به دست آمد. مشابه پرولین، بیشترین مقدار قند های محلول در شوری 12 دسی زیمنس بر متر برابر با 75/0 میلی گرم بر گرم و کمترین آن در تیمار شاهد برابر با 63/0 میلی-گرم بر گرم به دست آمد. با افزایش شوری کلروفیل کل، a و b کاهش یافت. با افزایش شوری درصد نیتروژن موجود در گیاه کاهش یافت و بیشترین درصد نیتروژن در تیمار شاهد برابر با 13/2 درصد و کمترین آن در شوری 12 دسی زیمنس بر متر برابر با 57/1 درصد به دست آمد. با افزایش شوری عناصر پتاسیم، فسفر، کلسیم، منیزیم و نسبت پتاسیم به سدیم کاهش و مقدار سدیم افزایش یافت. یافته های پژوهش حاضر نشان داد که گیاه دیودال نسبت به شوری مقاوم نیست و در خاک ه ای با شوری بیشتر از 2 دسی زیمنس بر متر رشد مناسبی نخواهد داشت.

یکی از روش های مطالعه ی خشکسالی و اثرات مخرب آن، پایش و پهنه بندی خشکسالی با استفاده از شاخص های هواشناسی و تکنیک های سنجش از راه دور می باشد. به منظور تعیین تأثیر خشکسالی ها بر تغییرات پوشش گیاهی ابتدا شدت های خشکسالی با استفاده از شاخص های خشکسالی SPI و RDI سالانه توسط داده های بارندگی ایستگاه های هواشناسی در استان یزد تعیین شد. سپس به منظور پهنه بندی شاخص های خشکسالی پنج روش درون یابی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. در مرحله بعد، با استفاده از سری های زمانی 16 روزه شاخص NDVI سنجنده MODIS طی سال های 2000 تا 2014 میانگین NDVI فصلی و سالانه محاسبه شد. سپس روابط بین شاخص های خشکسالی SPI و RDI با شاخص NDVI در پوشش های مختلف استان یزد بررسی شد. بر اساس نتایج پهنه بندی شاخص های خشکسالی، در سال های آبی 2000-1999 و 2008-2007 استان یزد در وضعیت خشکسالی شدید قرار داشته است. ارزیابی نتایج همبستگی پوشش های گیاهی مختلف استان یزد با شاخص های خشکسالی نشان داد جنگل های نیمه انبوه، مناطق بیشه زار و درختچه زار و مراتع بیشترین و جنگل های در دست کاشت و مناطق زراعی و باغات کمترین تاثیر پذیری را نسبت به خشکسالی داشته اند. بر اساس نتایج نقشه ضریب تشخیص (R2)، بالاترین میزان همبستگی مابین میانگین NDVI فصل بهار با شاخص خشکسالی SPI سالانه در جنگل های نیمه انبوه، مناطق بیشه زار و درختچه زار، مراتع درجه 2 و مراتع درجه 3 مشاهده شد به طوری که به ترتیب 57، 50، 44 و 41 درصد تغییرات شاخص NDVI فصل بهار در این مناطق تابع دوره های ترسالی و خشکسالی می باشد.

با توجه به محدودیت منابع آبی، افزایش روزافزون نیاز به این منابع و نیز تأثیر تغییرات اقلیم بر منابع آبی، مدیریت بهینه و استفاده ی کارآمد از آن ها امری ضروری است. لازمة دستیابی به مدیریت بهینه، استفاده از برنامه ریزی مناسب منابع آبی می باشد. از ابتدایی ترین موارد برنامه ریزی منابع آبی، محاسبه ی دقیق اجزای بیلان آب است. هدف از مقدار حاضر که در محدوده ی حوزه ی آبخیز دشت یزد-اردکان انجام گرفت، بررسی تأثیر جنگل های دست کاشت تاغ بر منابع آب زیرزمینی است. در آغاز با بهره گیری از تصاویر Google Earth و نرم افزار JMicroVision، تعداد پایه های تاغ موجود در این جنگل ها مورد شمارش قرارگرفت. سپس با استفاده از حداقل نیاز آبی (4/2 متر مکعب در سال) برای هر پایه تاغ که بر پایة بررسی های لایسیمتری موجود بود، تعداد پایه های تاغ مازاد بر بارندگی منطقه و نیاز آبی آن ها محاسبه شد. سپس با استفاده از نرم افزار GMS 8. 3 و مدل مادفلو، وضعیت بیلان آب زیرزمینی دشت یزد-اردکان محاسبه شد؛ با واسنجی مدل مذکور، ضریب ذخیرة آبخوان مورد نظر به دست آمد. سپس با داشتن حجم آب مصرفی تاغ های مازاد بر ظرفیت اقلیمی منطقه، بیلان آبی و ضریب ذخیرة آبخوان، تأثیر جنگل های تاغ بر آب زیرزمینی دشت یزد-اردکان محاسبه شد. بر اساس نتایج این پژوهش می-توان گفت که تعداد 4423640 تاغ در دشت یزد-اردکان وجود دارد. بر اساس نتایج حاصل از بیلان آبی، آبخوان زیرزمینی به طور متوسط با 56 میلیون مترمکعب کسری حجم مخزن سالانه روبروست. میزان برداشت آب از منابع آب زیرزمینی توسط تاغ زارهای دشت یزد-اردکان 614/1 میلیون مترمکعب در سال است. البته اثرات مثبت تاغکاری های موجود در رابطه با کاهش خسارت توفان های گرد و غبار در مقابل مصرف این حجم آبی را نباید نادیده گرفت. نتایج پژوهش حاضر برای مدیریت منابع و مصرف آب جنگل های دست کاشت قابل استفاده می باشد.

بیابان زایی به معنی تخریب سرزمین در مناطق خشک، نیمه خشک و خشک نیمه مرطوب است که در نتیجه عوامل مختلفی همچون تغییرات اقلیمی و فعالیت های انسانی ایجاد می شود. منطقه مورد مطالعه با وسعت 136 هزار هکتار در فاصله 20 کیلومتری از جهت شرق کلان شهر اصفهان واقع شده است؛ با توجه به همجواری این منطقه ی به شهر اصفهان مطالعه و بررسی بیابان زایی در این منطقه ی امری ضروری است. در این تحقیق، جهت ارزیابی بیابان زایی در گام اول، بر اساس وضعیت محلی، شش معیار کیفی، مشتمل بر اقلیم، خاک، آب زیر زمینی، پوشش گیاهی، فرسایش خاک و مدیریت و سیاست برای ارزیابی بیابان زایی مدنظر قرار گرفتند. هرمعیار شامل شاخص هایی است که آن را به لحاظ کیفی تعریف می کنند. این شاخص ها براساس میزان تأثیری که بر فرآیند بیابان زایی دارند با امتیازدهی در بازة 100 تا 200 استاندارد سازی و کمّی شدند. ارزش کمّی هر معیار از طریق ضرب وزن حاصل از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی در ارزش لایه هر شاخص و تلفیق لایة ها براساس ترکیب خطی وزنی به دست آمد. در نهایت نقشة وضعیت بیابان زایی از طریق ضرب وزن در ارزش لایة هر معیار و تلفیق لایة ها براساس روش ترکیب خطی وزنی در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی به دست آمد. براساس نتایج به دست آمده، 49/35 درصد از مساحت منطقة درکلاس شدید و 5/64 درصد در کلاس بسیار شدید بیابان زایی قرار می گیرد. همچنین معیار اقلیم با وزن 29/0 دارای بیشترین تأثیر بر پدیدة بیابان زایی بوده و پس از آن معیار مدیریت و معیار خاک به ترتیب با وزن های 23/0 و 21/0 قرار می گیرند.

کمبود بارش و به تبع آن کمبود منابع آب شیرین در استان هرمزگان، قرار گرفتن استان در اقلیم خشک و همچنین تلفات آب در بخش کشاورزی موجب بحران جدی آب طی دو دهه ی اخیر شده است. پژوهش حاضر با هدف کاربرد آب مجازی در مدیریت منابع آبی مناطق خشک و بیابانی انجام شد. لذا حجم آب مجازی، بیلان صادرات و واردات و ارزش آب مجازی برای 12 محصول عمده ی کشاورزی استان هرمزگان در سال های 1384 تا 1394 بررسی شد. نتایج نشان داد در بین محصول های مورد بررسی در استان هرمزگان، با در نظر گرفتن راندمان آبیاری، نخیلات، جو آبی و سیب زمینی به ترتیب با 8/98، 7/43، 1/5 میلیون مترمکعب، دارای بیشترین مقدار حجم آب مجازی مبادلاتی اند. حجم آب مجازی گروه سبزیجات و نخیلات 07/0 و 8/3 مترمکعب آب به ازای هر کیلوگرم محصول تولیدی است که به ترتیب در دسته ی محصولات کم و پرمصرف قرار می گیرند. همچنین مقدار صادرات و واردات آب مجازی محصول های مورد بررسی در استان هرمزگان به ترتیب 2/20434 و 9/1120 میلیون مترمکعب بوده که به ترتیب دارای ارزش 8/2122 و 1/133 میلیون ریال هستند. این در حالی است که استان هرمزگان دارای پتانسیل کمی در استفاده از آب سبز بوده است. بنابراین پیشنهاد می شود الگوی کشت استان با در نظر گرفتن ذخیره ی آب سبز و معرفی محصولات مقاوم به کم آبی پیش رود و با تأکید بر تولید محصولات با نیاز آبی کمتر و سود بیشتر، فشار بر منابع آبی استان را کاهش داده تا بتوان به امنیت بلند مدت غذایی و کشاورزی پایدار در استان رسید.