پژوهش های فرسایش محیطی
سال:1397 | دوره:8 | شماره:1 (پیاپی 29) |تعداد مقالات:6

یکی از مهم ترین بحرانهای زیستمحیطی در مناطق خشک و نیمه خشک، پدیده ی مخرب بیابان زایی و فرسایش بادی است. وقوع طوفان های گرد و غبار ناشی از فرسایش بادی، فرآیندی است که باعث تخریب سرزمین می شود و می تواند به عنوان یک شاخص بیابان زایی قابل توجه قرار گیرد. این پژوهش به منظور بررسی میزان هدررفت خاک و غلظت گرد و غبار در کاربری های مختلف با استفاده از دستگاه های تونل باد وpro Microdust اجرا شده است. نتایج نشان داد شدت فرسایش بادی و میزان انتشار گرد و غبار با افزایش سرعت باد، از 2 به 16 متر بر ثانیه افزایش می یابد. همچنین با توجه به نتایج مشخص شد میزان این پارامترها در اثر فرسایش بادی در کاربری های مختلف، متفاوت است و در هر دو سری نمونه های دست خورده و دست نخورده، بیشترین و کمترین میزان فرسایش بادی و غلظت گرد و غبار به ترتیب در اراضی تپه ماسه ای، مرتع، جنگل دست کاشت کهور، کشاورزی و جنگل طبیعی کنار مشاهده شد. از طرفی در کاربری های مختلف، میانگین هدررفت خاک به میزان mg/cm2/min 03/0 و میانگین ذرات معلق به میزان mg/m327/0 در نمونه های دست خورده بیش از دست نخورده بود؛ زیرا در اثر نمونه برداری از ساختمان خاک به هم خورده، پایداری بین خاکدانه ها از بین می رود و خاک به راحتی در معرض بادبردگی قرار می گیرد. همچنین در اثر به هم خوردگی خاک، جرم مخصوص ظاهری نیز تغییر می کند؛ به گونه ای که با افزایش جرم مخصوص ظاهری، کیفیت خاک کاهش می یابد. درنهایت با توجه به نتایج همبستگی و مؤلفه های Pc1 که تأثیر کنترلی بیشتری بر فرسایش بادی دارد می توان نتیجه گرفت مهمترین عواملی که در تولید گرد و غبار و فرسایش پذیری بادی خاک تأثیر دارند شامل رطوبت، بافت و ماده آلی خاک است و عواملی مانند نسبت جذب سدیم، شوری، تخلخل، منیزیم و آهک نیز اهمیت کمتری دارد.

در حال حاضر بیابان زایی مشکلی گریبان گیر برای بسیاری از کشور ها به ویژه کشور های در حال توسعه است. شناخت مناطقی که در معرض پدیده ی بیابان زایی قرار دارند و آگاهی از فرایند ها و روش های مدیریتی مناسب، برای مبارزه با این پدیده و جلوگیری از گسترش آن اهمیت فراوانی دارد. لذا در این پژوهش برای تهیه ی اطلس بیابان زایی ایران، از مدل ایرانی ارزیابی وضع موجود بیابانزایی(IMDPA) استفاده شد. در این مدل با استفاده از تجارب جهانی و مدل های بین المللی همچنین مدل های رایج در کشور، معیارهای اقلیم، زمین شناسی، خاک، پوشش گیاهی، آب، فرسایش، اقتصادی-اجتماعی و تکنولوژی و شاخص ها و زیرشاخص های تأثیر گذار در بیابان زایی شناسایی شد. سپس با در نظر گرفتن این معیارها و شاخص ها و با کمی کردن آنها در مناطق خشک، نیمه خشک و خشک نیمه مرطوب، نقشه ی شدت بیابانزایی تهیه شد؛ به گونه ای که نتایج حاصل از برآورد این مدل در مقیاس کشور نشان داد که در شرایط موجود 73/ 88 درصد از مساحت کشور معادل 6/ 143365238 هکتار، تحت تأثیر پدیده ی بیابان زایی قرار دارد. از مساحت کل کشور، سطحی بالغ بر 3/49425703 هکتار معادل 59/30 درصد کل کشور در کلاس بیابان زایی کم، مساحتی بالغ بر 6/ 93567913 هکتار معادل91/57 درصد در کلاس II یا متوسط و سطحی حدود 8/371621 هکتار معادل 23/0 در صد در کلاس III یا شدید قرار می گیرد. همچنین کلاس IV بیابان زایی یا وضعیت بسیار شدید بیابان زایی با توجه به چارچوب محاسباتی مدل (IMDPA)، تحت تأثیر معیارهای هشت گانه حذف شده و عملاً مناطق کویرهای طبیعی که سطح آنها معادل 3/ 15624274 هکتار یا 67/9 درصد سطح کشور است، فراتر از این کلاس قرار دارد.

یکی از مهم ترین فاکتورهای مؤثر در فرسایش بادی، تغییر کاربری/ پوشش اراضی است. پایش دقیق کاربری/پوشش اراضی و شواهد فرسایش بادی، در مناطق خشک و نیمه خشک اهمیت زیادی دارد. تفکیک پوشش های اراضی حاصل از فرسایش بادی نظیر پهنه های ماسه ای و نبکاها، نیازمند استفاده از روش های دقیق سنجش از دور است. در این تحقیق برای تهیه ی نقشه ی کاربری/پوشش اراضی در زمینه ی فرسایش بادی، توانایی تکنیک های پیشرفته ی یادگیری ماشینی بر تصاویر لندست ارزیابی شد. بدین منظور، تصاویر لندست 7(2006) و لندست 8 ) 2013( از نظر هندسی و رادیومتریکی تصحیح شد. روش های بارزسازی تصاویر، اعمال شد و با الگوریتم های ماشین بردار پشتیبان با چهار نوع تابع کرنل خطی، چند جمله ای، تابع شعاعی مبنا و حلقوی و روش شبکه عصبی مصنوعی خودسازمان دهنده ی کوهنن، طبقه بندی و با روش حداکثر شباهت مقایسه شد. با استفاده از آزمون های جدایی پذیری، بهترین ترکیب باند ورودی طبقه بندی انتخاب شد. ارزیابی دقت نشان داد که بهترین نقشه با ترکیبی از باندهای خام و پردازش شده و با الگوریتم ماشین بردار RBF (دقت کلی%88 و %87/90 برای تصاویر لندست 7 و 8) حاصل می شود. اختلاف دقت این روش با روش های ماشین بردار خطی، چند جمله ای، SOM، حلقوی و ML به ترتیب 5/1، 9/2، 3/8، 4/12 و 4/16 درصد برای لندست 7 و به ترتیب 16/2، 16/4، 19/6، 89/13 و 67/14درصد برای لندست 8 است. نتایج نشان داد که دقت طبقه بندی با استفاده از ترکیب باندهای پردازش شده و باندهای خام، در مقایسه با باندهای خام به تنهایی به میزان زیادی افزایش می یابد.

پدیده ی گرد و غبار یکی از مهم ترین خطرات طبیعی در جهان امروز است که مناطق غرب و جنوب ایران از این آن متأثر می-شود. این پدیده همانند دیگر پدیده های طبیعی آسیب رسان، می تواند اثرات زیانباری بر گیاهان داشته باشد. این تحقیق به بررسی تأثیر گرد و غبار در شرایط شبیه سازی شده بر ویژگی های بیوشیمیایی از جمله رنگدانه های کلروفیل، کربوهیدرات و پرولین در گونه ی بلوط ایرانی (. LindlQuercus brantii ) پرداخته است. در ابتدا، 30 اصله نهال دو ساله از نهالستان منابع طبیعی انتخاب شد. سپس گرد و غبار آماده شده از بیابان های جنوب ایلام که هم مرز با عراق است طی سه مرحله ی زمانی متفاوت در اتاقک شبیه ساز بر نهال ها خاک دهی شد. علاوه بر این، 10 اصله نهال مشابه نیز درون اتاقک شاهد قرار گرفت، بدون آنکه اعمال گرد و غبار در آن انجام شود. پس از هر مرحله خاک دهی، برای اجرای آزمایش های فیزیولوژی از برگ های قسمت میانی تاج نهال های شاهد و تیمارشده به صورت تصادفی نمونه برداری صورت گرفت و نمونه های حاصل شده به آزمایشگاه منتقل شد. نتایج نشان داد با افزایش خاک دهی، مقدار رنگدانه های کلروفیل a، b، کل و کارتنوئید به صورت معنی داری کاهش و مقدار کربوهیدرات افزایش یافته است. همچنین با افزایش غلظت گرد و غبار، تغییرات بیشتر ظاهر می شود. حال آنکه در مقدار پرولین تغییری ایجاد نشد که این امر به مدت اعمال خاک دهی و شدت تنش آن بستگی داشته است. لذا می توان گفت یکی از عوامل زوال بلوط در زاگرس، پدیده ی گرد و غبار است. برای جلوگیری از زوال بلوط باید در زمینه ی انتخاب گونه ی مقاوم برای کاشت و کنترل کانون های آلودگی، تصمیمات بهتر و مؤثرتری اتخاذ شود.

کشور ایران در کمربند خشک و بیابانی جهان واقع شده است. حاکمیت این شرایط به تبعیت از موقعیت جغرافیایی آن، سازوکار لازم را برای وقوع رویدادهای گردوغباری در بسیاری از ایام سال فراهم کرده است. پدیده ی مذکور طی سال های اخیر با شدت و فراونی وقوع، مناطق عمده ای از ایران (به خصوص بخش های غربی و جنوب غربی) را متأثر کرده که به لحاظ اقلیمی و زیست محیطی، مطالعه و مدیریت کاهش آثار آن در اولویت است. در این پژوهش نیز رویداد گردوغباری که در آبان 1396 اتفاق افتاد، با استفاده از شاخص های مبتنی بر سنجش از دور چند زمانی Terra/MODIS، تحلیل های همدیدی مبتنی بر برونداد پایگاه ECMWF و پارامتر های هواسپهر از پایگاه NCEP/NCAR بررسی شد. بنابراین، بر حسب ویژگی-های انعکاس و جذب رویداد غباری مذکور، محدوده ی غبار حاصله و شدت آن به گونه ی دقیق استخراج و درجه ی شدت آنها برآورد شد. سپس مسیر حرکت آن به وسیله ی داده های چند زمانیTerra/MODIS مشخص شد. نتایج حاصل از بررسی ماهواره ای، بیانگر توافق زیاد با پایش شرایط هواشناسی حاکم در زمان وقوع گردوغبار است. همچنین نتایج نشان داد که شرایط جوی حاکم بر لایه ی مرزی هواسپهر، در ایجاد تلاطم و انتقال گردوغبار از بیابان های شمال عربستان، شرق و جنوب سوریه، و غرب و جنوب عراق به جنوب غرب ایران نقش مهم و انکارناپذیری دارد؛ به گونه ای که در رویداد مورد مطالعه، شرایط هواسپهری ناپایدار همچون قرارگیری ناوه ای بسیار عمیق، چرخند قوی همراه با تاوایی مثبت قابل توجه در محور ناوه و ناپایداری و صعود هوا، زمینه را برای ایجاد شرایطی ناآرام و متلاطم بر فراز نواحی بیابانی کشورهای عربی همجوار با غرب ایران، فراهم و شرایط بسیار مساعدی برای برداشت، حمل و انتقال آن به نواحی غرب و جنوب غرب ایران مهیا کرده است.

تهیه ی نقشه ی کاربری اراضی با استفاده از داده های دورسنجی، یکی از جدیدترین و پرکاربردترین روش های تهیه ی نقشه ی کاربری اراضی و مقایسه ی کاربری های موجود است. عدم رعایت قابلیت توسعه ی زمین در انتخاب کاربری ها و مدیریت غیر اصولی آنها، باعث فرسایش می شود. پژوهش حاضر به منظور بررسی روند تغییرات کاربری اراضی و تأثیر آن بر فرسایش، با استفاده از تصاویر سال 2000و 2017 سنجده ASTER ماهواره ی TERRA انجام شده است. نقشه ی کاربری اراضی نیز با استفاده از روش شیء گرا تهیه شد. برای ارزیابی صحت نتایج، از د اد ه های آموزشی استفاد ه شد. سپس مهم ترین روش های ارزیابی صحت، شامل د قت کلی و ضریب کاپای طبقه بندی استخراج شد که برای سال 2000 و 2017 به ترتیب 89/0 و 92/0 درصد بود. نقشه ی پهنه بندی فرسایش با استفاده از نقشه های کاربری اراضی، حاصل و عوامل شامل شیب، لیتولوژی، فاصله از جادّه، فاصله از آبراهه، بارش و خاک با استفاده از روش وزن دهی کرتیک و روش WLC انجام شد. نتایج نشان داد در نقشه ی کاربری حاصل، بیشترین میزان مساحت در سال 2000 به کاربری مراتع اختصاص دارد که در سال 2017 به طور چشمگیری این کاربری کاهش یافته و به زمین های زراعی تبدیل شده است. با توجه به نقشه ی پهنه بندی فرسایش سال 2000، به ترتیب 79/8 و 2/28 درصد و با توجه به پهنه بندی فرسایش 2017، به ترتیب 04/11 و 08/34 درصد از مساحت شهرستان در دو طبقه ی بسیار پرخطر و پرخطر قرار دارد. می توان افزایش مساحت مربوط به طبقات بسیار پرخطر و پرخطر فرسایشی را در حوضه ی مورد مطالعه به علل زیر: تبدیل اراضی با پوشش مرتعی به اراضی زراعت آبی، افزایش مناطق مسکونی در حاشیه ی رودخانه، رعایت نکردن حریم رودخانه، افزایش خطوط ارتباطی و به تبع آن دخالت انسان در محیط؛ مرتبط دانست.