پژوهش های فرسایش محیطی
سال:1398 | دوره:9 | شماره:2 (پیاپی 34) |تعداد مقالات:6

سیستم های ساحلی بسیار پویا و فعال هستند و تحول در آنها به دلیل برخورد دو محیط دینامیک خشکی و دریا، نسبتا سریع روی می دهد و در کل پایدار نیستند. در این پژوهش، تغییرات خط ساحلی شمال تا غرب تنگه ی هرمز در چهار دوره یعنی 1972، 1987، 2002 و 2019 با کمک ابزار تحلیل سامانه خط ساحلی (DSAS) اندازه گیری شد. ابزارهای اصلی این پژوهش، تصاویر ماهواره ای لندست، نقشه ها و نرم افزارها است. هدف اصلی، مقایسه ی تغییرات خط ساحلی مورد بررسی در یک دوره ی 47 ساله از طریق تصاویر ماهواره ای است. پهنه ی ساحلی مورد مطالعه به چهار بازه ی کلی، دسته بندی و در این چهار بازه ترانسکت هایی در فواصل مساوی 100 متر ترسیم شد. طی این محدوده ی زمانی 47 ساله، متوسط نرخ جابه جایی (LRR) خط ساحلی در بازه های D، C، B و A به ترتیب برابر با 12/6، 65/1، 63/2 و 8/0 متر در سال بوده است. با توجه به نتایج به دست آمده، خطوط ساحلی بیشتر به سمت دریا پیشروی داشته اند که این امر نشان می دهد رسوب گذاری بیش از فرسایش بوده است. میزان تغییرات رخ داده، از روش ترسیم پروفیل های متساوی البعد (ترانسکت) و عمود بر خط ساحلی طی چهار دوره ی زمانی حاصل شد. سپس تحلیل آماری داده ها و سرانجام محاسبه ی MAPE و RMSE صورت گرفت و پارامتر EPR به عنوان مبنایی برای پیش بینی خطوط ساحلی انتخاب شد. خطوط ساحلی پیش بینی شده برای 10 تا 20 سال آینده نیز بیانگر پیشروی خط ساحل به سمت دریا و ادامه پیدا کردن همین روند رسوب گذاری است. البته نمی توان بخش هایی را که فرآیند فرسایش و پسروی در آنها حاکم است، نادیده گرفت؛ به خصوص در محدوده ی جنگل های حرا در خورخوران و بخش هایی از دلتای رود کل و بخش غربی بندرعباس که آسیب پذیری بخش های مختلف ساحلی را در محدوده ی مطالعاتی نشان می دهد و نیاز به برنامه ریزی برای محافظت از خطوط ساحلی در بخش های مختلف آن احساس می شود.

شناخت و ارزیابی پهنه های متاثر از فرسایش بادی، ابزار مهمی برای مدیران و برنامه ریزان در راستای توسعه ی پایدار مناطق مختلف می باشد. امروزه روش های مختلفی برای پهنه بندی اراضی متاثر از فرسایش بادی در جهان وجود دارد که مهم ترین آنها، استفاده از تصاویر ماهواره و الگوریتم های مختلف طبقه بندی است. در این تحقیق به منظور تفکیک کاربری های مهم در منطقه ی بیابانی دشت سرخس، از سه تکنیک طبقه بندی نظارت شده و تصویر ماهواره ی لندست 8 سال 2015 استفاده شد. روش منتخب پس از بررسی کلیه ی الگوریتم های طبقه بندی شامل روش پیکسل پایه، الگوریتم حداکثر احتمال، روش شیءگرا، الگوریتم ماشین بردار پشتیبان و روش درخت تصمیم گیری و تلفیق دو الگوریتم فوق است. به منظور صحت سنجی نتایج علاوه بر استفاده از پارامترهای دقت کل، ضریب کاپا، ماتریس دقت تولید کننده و تولید شده، از دو پارامتر مغایرت کمی و مغایرت تخصیصی نیز استفاده شد. نتایج تحقیق نشان داد که روش درخت تصمیم گیری با دقت کل 87%، شاخص کاپای 82%، مغایرت کمی 6. 7% و مغایرت تخصیصی 5. 6% نسبت به دیگر روش ها مانند روش پیکسل پایه و شیءگرا به ترتیب با دقت کل 83% و 80%، شاخص کاپای 78% و 75%، مغایرت کمی 10. 4% و 83% و مغایرت تخصیصی 6. 1% و 7. 6%، از دقت و صحت بالاتری برخوردار است؛ به گونه ای که مساحت اراضی ماسه ای شامل تپه ها و پهنه های ماسه ای در حدود 1349 کیلومتر مربع برآورد شد. بیشترین گستردگی این اراضی، در بخش های مرکزی منطقه و عمدتا در مجاورت عناصر زیستی و فیزیکی می باشد. علاوه بر آن، با مقایسه ی مساحت نقشه های تولید شده مشخص شد که مساحت کاربری های سطوح آبی و اراضی کشاورزی تقریبا نزدیک به هم بوده و بیشترین اختلاف مساحت مربوط به کاربری های مراتع، اراضی بایر و پهنه های ماسه ای است.

اطلاع از میزان رطوبت خاک و ظرفیت نگه داشت، در مدیریت اراضی و زراعی مفید می باشد و می تواند در پیش بینی میزان و زمان تولید رواناب کاربرد داشته باشد. هدف این پژوهش، ارائه و مقایسه ی توابع انتقالی رگرسیونی و شبکه عصبی مصنوعی برای برآورد رطوبت های ظرفیت زراعی (FC)، نقطه پژمردگی دائم (PWP) خاک و بررسی تاثیر استفاده از پارامترهای فرکتالی ذرات اولیه، خاکدانه و منافذ خاک در افزایش دقت این برآوردها بود. برای این منظور، در مجموع 90 نمونه خاک از سه منطقه در استان اردبیل (دشت اردبیل، فندقلو و سرعین) به صورت تصادفی برداشته شد. توابع رگرسیونی، برای برآورد FC و PWP یک بار با کاربرد و یک بار بدون کاربرد ابعاد فرکتالی (ابعاد فرکتالی ذرات اولیه خاک، خاکدانه ها و منافذ خاک) به عنوان متغیر مستقل در مدل سازی ایجاد شد. بنابراین، برای برآورد هرکدام از پارامترها (FC و PWP) دو تابع به وجود آمد. هنگامی که ابعاد فرکتالی در ارائه ی توابع انتقالی برای تخمین FC و PWP به کار گرفته شد، سه متغیر (جرم مخصوص ظاهری، جرم مخصوص حقیقی و بعد فرکتالی منافذ خاک) به عنوان تخمین گر به مدل وارد شد. هنگامی که از این ابعاد در مدل سازی استفاده نشد، تابع انتقالی FC با چهار تخمین گر (جرم مخصوص ظاهری، جرم مخصوص حقیقی، میانگین هندسی قطر (dg) و انحراف هندسی قطر (σ g) ذرات اولیه خاک) ایجاد شد و تابع انتقالی PWP با دو (تخمین گر جرم مخصوص ظاهری و جرم مخصوص حقیقی). نتایج نشان داد که در روش شبکه عصبی، استفاده از ابعاد فرکتالی برای تخمین رطوبت PWP و FC به افزایش دقت توابع منجر شد. همچنین استفاده از ابعاد فرکتالی خاکدانه ها توانست در افزایش دقت مدل های شبکه عصبی مصنوعی ارائه شده برای تخمین FC نیز موثر باشد، اما دقت مدل های ارائه شده را برای تخمین PWP چندان افزایش نداد.

امروزه تبدیل جنگل ها و مراتع به اراضی کشاورزی و مناطق انسان ساخت، نگرانی های زیادی را در زمینه ی تخریب خاک، محیط زیست و تغیر اقلیم جهانی در سطح دنیا پدید آورده است؛ از این رو، مطالعه ی تغییرات فرسایش خاک در اثر تغییر کاربری اراضی ضروری است. بنابراین، در این پژوهش به بررسی روند تغییرات کاربری اراضی در حوضه ی آبخیز آق لاقان چای استان اردبیل و تاثیر آن بر فرسایش خاک پرداخته شد. بدین منظور، نقشه ی کاربری اراضی سال های مورد مطالعه با استفاده از روش شیءگرا و الگوریتم نزدیک ترین همسایگی، از روی تصاویر ماهواره ای لندست استخراج شد. تهیه ی نقشه ی پهنه بندی فرسایش خاک نیز با استفاده از نقشه ی کاربری اراضی و عواملی شامل لیتولوژی، شیب، فاصله از آبراهه، فاصله از جاده، بارش و خاک با استفاده از روش وزن دهی کریتیک و روش ترکیب خطی وزن دار صورت گرفت. براساس نقشه ی پهنه بندی فرسایش تولید شده در سال های 1990، 2000 و 2018، به طور عمده مناطق با طبقه ی بسیار پرخطر و مناطق پرخطر در کاربری های دیم زار و مناطق کشاورزی باغات قرار دارد. با توجه به پهنه بندی فرسایش خاک در این سال ها، مساحت طبقه ی بسیار پرخطر به ترتیب 20/11، 20/12 و 22/12 درصد و طبقه ی پرخطر به ترتیب 59/25، 65/26 و 29/28 درصد است که افزایش فرسایش خاک را درگذر زمان نشان می دهد. نتایج نشان داد تغییر مراتع و تبدیل آن به مناطق کشاورزی و انسان ساخت، بیشترین میزان تاثیر را بر فرسایش خاک داشته است.

فرسایش خاک، مهم ترین عامل تخریب اراضی است و به هدر رفت آب و خاک منجر می شود. استفاده از مدل ها، مهم ترین ابزار تخمین فرسایش و تهیه ی نقشه ی آن در سطح حوزه های آبخیز است. در این پژوهش، از دو مدل MPSIAC و MMF برای برآورد فرسایش و تعیین توزیع آن در سطح حوزه آبخیز آق گونی اردبیل استفاده شد. برای این منظور، 100 نقطه از سطح حوزه به صورت شبکه منظم و فواصل حدود 300 متر مشخص شد. سپس با استفاده از نمونه برداری خاک و اندازه گیری های صحرایی، داده های مورد نیاز دو مدل مورد نظر جمع آوری و تخمین فرسایش خاک انجام شد. در ادامه با روش وزن ده ی فاصله معکوس (IDW)، درون یابی بین نقاط صورت گرفت و نقشه ی فرسایش خاک تهیه شد. میانگین فرسایش خاک حوزه ی مورد مطالعه با مدل MPSIAC و MMF، به ترتیب 06/5 و 79/3 تن در هکتار در سال برآورد شد. همچنین نقشه ی فرسایش به دست آمده از برآورد مدل MPSIAC نشان داد که مقادیر بیشتر فرسایش، در مناطق با شیب زیاد و تراکم بیشتر فرسایش خندقی رخ می دهد. نقشه ی فرسایش به دست آمده از برآورد مدل MMF نیز نشان داد که بین جریان رواناب سطحی و برآورد فرسایش سالانه با این مدل، انطباق بیشتری وجود دارد. مقدار بیشتر برآورد فرسایش با مدل MPSIAC و انطباق نقشه ی فرسایش این مدل با نقشه ی توزیع فرسایش خندقی در سطح حوزه، نشان داد مدل MPSIAC فرسایش خاک را در مقاطع زمانی طولانی که فرسایش خندقی نیز اتفاق می افتد تخمین می زند؛ در حالی که مدل MMF، از جریان سطحی و انرژی جنبشی باران برای برآورد فرسایش استفاده می کند و بیشتر با فرسایش سطحی و شیاری ارتباط دارد. بنابراین، مدل MMF برای تخمین فرسایش ورقه ای و شیاری سالانه بهتر عمل می کند.

بررسی نقش زمین لغزش در تولید رسوب حوضه آبخیز از مسایل ضروری در مباحث مدیریت حوضه های آبخیز است. هدف این تحقیق، معرفی مدلی مناسب در زمینه ی تاثیر زمین لغزش بر بار رسوبی در حوضه آبخیز گل گل در استان ایلام است، با این فرض که بین شاخص های تاثیرگذار زمین لغزش بر بار رسوبی حوضه ی حاکم رابطه ی خطی وجود دارد. بنابراین، داده های دبی رسوب حوضه گل گل به دو روش روزانه مشاهده ای و سالانه، با استفاده از منحنی سنجه رسوب حد وسط دسته ها در طول دوره ی 30 ساله تحلیل و برآورد شد. زمین لغزش های فعال حوضه به کمک تصاویر ماهواره ای و بررسی میدانی، شناسایی و با استفاده از مدل های خود همبستگی فضایی در محیط نرم افزاری GIS تحلیل شد. نتایج نشان داد که بهترین مدل، مدل خودهمبستگی فضایی موران است. زمین لغزش ها نیز از الگوی خوشه ای برخوردار است. بعد از تحلیل عوامل در مدل هم پوشانی شاخص ها، لیتولوژی مارنی سازند گورپی به عنوان علت الگوی خوشه ای بودن زمین لغزش ها معرفی شد. نتایج تحلیل کمی متغیرها در نرم افزارهای آماری و همبستگی در رگرسیون یک و دو متغیره، رابطه ی خطی بین شاخص های تاثیرگذار زمین لغزش بر بار رسوبی حوضه را نشان می دهد. اما این همبستگی در رگرسیون چند متغیره نشان داد که بین شاخص های تاثیرگذار زمین لغزش بر بار رسوبی در این حوضه، ارتباط غیر خطی حاکم است و شاخص شیب متوسط زمین لغزش ها با ضریب تبیین 997/0 و مساحت زمین لغزش با ضریب تبیین 870/0، بیشترین تاثیر را بر بار رسوبی در این حوضه دارد. البته استفاده از روش این تحقیق می تواند نتایج بهتری را در پژوهش های آتی به همراه داشته باشد.