مهندسی اکوسیستم بیابان
سال:1396 | دوره:6 | شماره:17 |تعداد مقالات:6

پوشش گیاهی در اکوسیستم های خشکی به عنوان یک شاخص مهم در ارزیابی محیط زیست است و نقش مهمی در حفظ تعادل اکوسیستم ها ایفا می کند. تجزیه و تحلیل داده های سری زمانی پوشش گیاهی به طور قابل توجهی درک ما را از تغییرات بلندمدت پوشش گیاهی بهبود می بخشند. هدف از تحقیق حاضر ارزیابی روند تغییرات پوشش گیاهی در منطقه حفاظت شده توران با استفاده از داده های سری زمانی پوشش گیاهی سنجنده MODIS از سال 2001 تا 2015 می باشد. برای بررسی تحلیل روند تغییرات پوشش گیاهی از روش های ناپارامتری روند میانه (تیل-سن) و معنی داری من-کندال استفاده شد و این روش ها بر روی 4 شاخص NDVI، EVI، PVI1 و SAVIاعمال گردید. برای انتخاب شاخص طیفی مناسب اکوسیستم خشک توران، بازدید میدانی صورت گرفت. نتایج حاصل از بازدید میدانی نشان داد شاخص PVI1 بهترین شاخص پوشش گیاهی در منطقه مطالعاتی می باشد. نتایج مربوط به تحلیل روند نشان داد که تمرکز مناطق با روند کاهشی یا تخریب یافته، بیشتر در شمال شرقی، شرق و جنوب شرقی همچنین غرب و جنوب غربی منطقه است. همچنین مناطق بهبودیافته یا با پوشش گیاهی افزایش یافته، مناطق میانی و جنوبی منطقه مطالعاتی را شامل می شوند. همچنین مناطق با ثبات یا بدون روند در کل منطقه پراکنده هستند.

بررسی و مدل سازی تغییرات کاربری اراضی اطلاعات مفیدی به طراحان، برنامه ریزان و مدیران جهت برنامه ریزی مدیریت تغییرات کاربری اراضی، ارائه می دهد. هدف از این مطالعه، پیش بینی تغییرات کاربری اراضی حوزه آبخیز سمل در استان بوشهر با استفاده از سری تصاویر ماهواره های لندست (1371-L5-TM، 1381 L7-ETM+-و 1392-L8-OLI) می باشد. بدین منظور ابتدا پیش پردازش و پردازشهای لازم همانند تصحیح هندسی و اتمسفریک و همچنین ساخت شاخص گیاهی انجام شد. در منطقه سه کاربری عمده شامل مرتع، اراضی بایر و اراضی کشاورزی شناسایی شد. در این مطالعه برای طبقه بندی از روش حداکثر احتمال و برای تعیین تغییرات از روش مقایسه پس از طبقه بندی استفاده شد. همچنین برای پیش بینی کاربری اراضی سال 1402 از روش زنجیره مارکوف استفاده شد. نتایج نشان داد که تصاویر TM، ETM+ و OLI به ترتیب با صحت کلی و ضریب کاپای 45/84، 99 و 98 درصد و 82/0، 98/0 و 97/0 طبقه بندی گردید. نتایج مربوط به ارزیابی دوره های واسنجی با استفاده از روش مقایسه پس از طبقه بندی نشان داد که دوره واسنجی 1392-1381 بالاترین صحت را جهت پیش بینی تغییرات کاربری اراضی سال 1402 داشت. نتایج تغییرات کاربری اراضی حاکی از آن بود که طی دوره 1392-1381، میزان کاهش مرتع و اراضی کشاورزی به ترتیب 19/2، 18/4 درصد بوده است. همچنین طی دوره مذکور اراضی فاقد پوشش گیاهی(اراضی بایر) 13/56 درصد افزایش یافت. در مجموع نتایج نشان داد اراضی مرتعی نسبت به سایر کاربری های موجود در منطقه دارای بیشترین پایداری و اراضی بایر دارای کمترین پایداری می باشد.

مدل سازی مناسب کیفیت آب زیرزمینی از ابزارهای مهم برنامه ریزی و تصمیم گیری در مدیریت منابع آب است. در این مطالعه به منظور مدلسازی تغییرات متغیرهای کیفی آب زیرزمینی دشت گرو از داده های 14 چاه در دوره آماری (1388 تا 1395) استفاده شد. متغیرهایNa، Mg، Ca، SO4، Cl و HCO3به عنوان متغیر مستقل و EC، SAR، TDS و TH به عنوان متغیر وابسته در نظر گرفته شد. از روش های ماشین بردار پشتیبان، شبکه عصبی مصنوعی و شبکه عصبی-فازی تطبیقی برای مدل سازی متغیرهای کیفی آب زیرزمینی استفاده شد. به منظور تخمین کیفیت آب زیرزمینی کل داده ها به صورت تصادفی به دو دسته آموزشی (80 درصد کل داده ها) و آزمایشی (20 درصد کل داده ها) تقسیم شد. نتایج حاصل از مدل سازی متغیرهای کیفی آب زیرزمینی در دشت گرو نشان داد که شبکه عصبی-فازی تطبیقی در متغیرهای EC (99/0=R2، 13/109= RMSE و 99/0 =CE)، SAR (98/0=R2، 28/0= RMSE و 98/0 =CE) و TH (99/0=R2، 49/0= RMSE و 99/0 =CE) نسبت به دو روش شبکه عصبی مصنوعی و ماشین بردار پشتیبان عملکرد بهتری دارد و در متغیر TDS مدل شبکه عصبی مصنوعی (99/0=R2، 13/109= RMSE و 99/0 =CE) نسبت به دو مدل دیگر کارایی بهتری داشته است. به منظور پهنه بندی تغییرات کیفیت آب-زیرزمینی از مدل های انتخاب شده بر اساس دو طبقه بندی کیفیت آب شرب شولر و کشاورزی ویلکوکس استفاده گردید. نتایج حاصل از پهنه بندی براساس طبقه بندی آب شولر نشان داد که متغیر TDS داری سه طبقه نامناسب (1/21%)، بد (59/74%) و غیرقابل شرب (31/4%) و متغیرTH دارای 4 طبقه خوب (85/0%)، قابل قبول (48/23%)، نامناسب (55/67%) و بد (12/8%) می باشد. نتایج پهنه بندی بر اساس طبقه بندی ویلکوکس نیز نشان داد که متغیر EC داری سه طبقه عالی (41/9%)، خوب (79/89%) و متوسط (8/0%) و متغیر SAR دارای دو طبقه عالی (19%) و خوب (81%) می باشد.

خاک یکی از مهمترین عوامل تولید است که در زندگی اقتصادی و اجتماعی انسان تاثیر بسیار دارد. در تحقیق حاضر، توزیع مکانی فرسایش خاک و رسوب حوزه آبخیز مندرجان با مساحت 21100 هکتار با استفاده از مدل های USPED و RUSLE مورد ارزیابی قرار گرفت. داده های مورد استفاده در تحقیق حاضر شامل تصویر ماهواره ای سنجنده OLI مربوط به تاریخ 12 تیرماه 1394، اطلاعات بافت خاک، آمار بارش ماهانه و مدل رقومی ارتفاع (DEM) با قدرت تفکیک مکانی 30 متر می باشد. براساس نتایج حاصل از مدل USPED، کلاس فرسایش کم، متوسط، شدید و خیلی شدید به ترتیب 8/10، 45، 8 و 3/16 درصد از مساحت منطقه مورد مطالعه را شامل می شوند. همچنین کلاس های رسوبگذاری کم، متوسط، شدید و خیلی شدید به ترتیب 3/4، 9/2، 5/2 و10 درصد از مساحت منطقه را به خود اختصاص می دهند. براساس نتایج به دست آمده از مدل RUSLE، کلاس فرسایش کم، متوسط، شدید و بسیار شدید به ترتیب 55، 3/13، 5/11 و 20 درصد از مساحت منطقه را شامل می شوند. نتایج حاصل از تحقیق حاضر نشان داد که اگر دو مدل USPED و RUSLE باهم ترکیب شوند، می توان مناطق بحرانی را از لحاظ فرسایش خاک اولویت بندی کرد و و براساس اولویت اقدام به اجرای عملیات حفاظت خاک نمود.

در این تحقیق از مدل جاذبه به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی DEM در دریاچه ی کوثر استفاده شد. مدل جاذبه در زیر پیکسل ها بر اساس مقادیر پیکسل های همسایه و تأثیر آن ها روی زیرپیکسل های یک پیکسل مرکزی می باشد. در این تحقیق از دو مدل همسایگی پیکسل های مماس و مدل همسایگی چهارگانه به منظور تخمین مقادیر زیر پیکسل ها استفاده شد. هر مدل دارای پیکسل های همسایه ی متفاوت اند که به کمک آن ها مقادیر جاذبه ی هر زیر پیکسل محاسبه می شود. پس از تولید تصاویر خروجی برای زیرپیکسل ها در مقیاس های 2، 3، 4 با همسایگی های متفاوت، بهترین مقیاس با مناسب ترین نوع همسایگی با استفاده از نقاط کنترل زمینی تعیین شد و مقادیر RMSE برای آن ها محاسبه شد. به منظور مقایسه ی صحت نتایج استخراج شده از مدل رقومی ارتفاع زمین، با استفاده از تصاویر لندست 8 شاخص NDVIاستخراج شد. سپس مرز دریاچه با استفاده از این شاخص به دست آمده است. نتایج نشان داد که با استفاده از مدل جاذبه، دقت و صحت تصاویر خروجی بهبود بخشیده شده و همچنین قدرت تفکیک مکانی آن ها نیز افزایش پیدا می کند.

فرسایش آبکندی به عنوان یکی از مخرب ترین نوع فرسایش آبی عامل مهمی در تغییرات زمین ریخت در حوزه های آبخیز است. لذا پژوهش حاضر با هدف بررسی تغییرات مورفولوژیکی و گسترش آبکند ها طی بازه های زمانی 1344تا 1394 صورت گرفت، به طوری که ویژگی های مورفولوژیکی 22 آبکند با استفاده از عکس های هوایی، تصویر ماهواره ای IRS و ثبت به وسیله ی GPS در دو مقطع زمانی 1334-1387 و 1387-1394 استخراج شدند. نتایج نشان داد سطح تحت فرسایش مستقیم آبکندی در سه سال مورد بررسی 1334، 1387 و 1394 به ترتیب برابر با 9/2، 4 و 4/7 هکتار بوده است. به طور کلی از سال 1334 تا 1394 آبکندها از نظر تعداد و سایر ویژگی های ریخت شناسی، روند رو به رشدی را داشته اند. همچنین با توجه به اندازه گیری های حاصل از ابعاد آبکندها و رشد و گسترش آن ها، آبکندهای واقع در تشکیلات مارنی حوزه ی آبخیز چه از نظر ابعاد ویژگی های مورد بررسی و چه از نظر رشد و گسترش طی مقاطع زمانی مورد بررسی، دارای بزرگی و شدت بیشتری هستند، به طوری که میانگین مقدار رشد طولی آبکندهای واقع در تشکیلات غیر مارنی و مارنی به ترتیب برابر با 3/0 و 15/2 برای مقطع زمانی 1334 تا 1387 و همچنین 96/0 و 23/11 برای مقطع زمانی 1387 تا 1394 برحسب متر در سال به دست آمد.