جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « land use » در نشریات گروه « آبخیزداری، بیابان، محیط زیست، مرتع »
تکرار جستجوی کلیدواژه «land use» در نشریات گروه «کشاورزی»-
بیابانزایی، تهدیدی جدی برای تمامی بوم سازگان به ویژه مناطق خشک می باشد. به طوریکه، امروزه با گسترش فعالیت های انسانی از جمله کشاورزی، بیابان زایی نیز شدت یافته است. لذا، پژوهش حاضر با هدف پاسخ به این پرسش که آیا توسعه کشاورزی علاوه بر افزایش امنیت غذایی، تاثیرهای خسارت بار محیطی نیز به همراه خواهد داشت، انجام شد. بنابراین، در ابتدا تاثیر توسعه کشاورزی با استفاده از شاخص هایی همچون عملکرد و تولید، سرمایه گذاری در توسعه زیرساختی، نهادی، اشتغال و مکانیزاسیون انجام و سپس شدت بیابان زایی با استفاده از معیارهای اقلیم، خاک، تغییر کاربری اراضی و شاخصهای کمی و کیفی آب زیرزمینی با استفاده از مدل IMDPA محاسبه شد. این پژوهش در دشت بالاجام شهرستان تربت جام که از قطب های مهم کشاورزی در خراسان رضوی است، در دوره آماری 1390 تا 1400 انجام شد. نتایج ارزیابی تاثیر توسعه کشاورزی نشان داد که منطقه مورد بررسی از نظر شاخصهای توسعه ای کشاورزی، اشتغال و درآمدزایی از سال 1390 تا 1400 روند افزایشی داشته است. در سال های 1390 تا 1400 به ترتیب مقدار سرمایه گذاری از 1560 میلیون ریال به 14800 میلیون ریال رسیده و در حدود km295/24 از اراضی نیز تسطیح و نوسازی شده اند. در نتیجه این اقدامات، مقدار تولید و عملکرد در هکتار برای محصولات کلیدی همچون گندم، جو، چغندرقند و ذرت علوفه ای افزایش یافته است. اما از بعد تخریب سرزمین و بیابان زایی، نتایج بیانگر آن است که 37 و 63 درصد منطقه به ترتیب در طبقه شدید و متوسط بیابان زایی قرار دارند. به طوریکه بیشترین تاثیر بر بیابان زایی دشت بالاجام به ترتیب مربوط به معیارهای اقلیمی، آب زیرزمینی، تغییر کاربری و کاهش کیفیت خاک بوده که موجب تخریب منابع پایه و بوم شناختی شده و در نتیجه امنیت غذایی را با خطر جدی مواجه ساخته است.
کلید واژگان: امنیت بوم شناختی, تخریب سرزمین, تغییر کاربری, فعالیت های انسانیIntroductionDesertification is a serious threat to both natural and human environments. UNCCD (1994) defines desertification as land degradation in arid, semi-arid and dry sub-humid areas that is caused by various factors, including climatic variations and human activities. Despite being an international definition, it does not address the decrease in biological diversity. Additionally, this process cannot be reversed and has expanded to other biological climates, including the European continent, resulting in deficiencies that require attention. The world's environment has become one of the most important concerns due to the changing land use since the last century (22, 29). The sustainability of the environment is threatened by many agricultural activities, even though agriculture is a vital factor in sustainable development and poverty reduction (19). The relationship between food security and basic resources such as water, soil, as well as natural resources and the environment is of particular importance (3, 9, 31). The expansion of desertification will occur when the productive capacity of land resources decreases. The objective of this research was to evaluate these two effects, namely Examining some criteria for agricultural development, as well as the key criteria for land degradation and desertification, and emphasizing the issue of food security in Balajam Plain, Torbat Jam County, in Khorasan Razavi province.
Material and MethodsThis study evaluated and analyzed positive criteria for agricultural development, including performance, production, employment, and investment. The Iranian Model of Desertification Potential Assessment (IMDPA) was used to assess desertification intensity based on key indicators such as climate, underground water, soil, agriculture and landuse changes criteria (2, 5, 33, 41). This research was carried out between 2011 and 2021. Finally, the outcomes obtained from the food security indicators supplied by FAO were compared and evaluated (16, 37, 40). No research has been conducted to assess the positive and negative aspects of agricultural development, with a focus on food security. This research was conducted in Balajam Plain in Torbat Jam county of Khorasan Razavi province.
ResultsThe foundation of economic, social, cultural, and political security is food security. Food security is based on ecological security, which is the security of fundamental natural resources and genetic diversity. The agricultural development sector has seen an increase in investment in institutions and human resources from 2011 to 2021. Over the past 10 years, from 2011 to 2021, agriculture has developed in Balajam Plain of Torbat Jam County, and the amount of investment in this sector has also increased (Tables 4-7). The results showed that the area under cultivation of crops in the Balajam plain has increased from 2011 to 2021, reaching from 50.25km2 in 2011 to 77.76km2 in 2021 (Table 8). The statistics on agricultural and horticultural crops indicate that some crops have seen a decrease in production and yield, while others have seen an increase. The increase in saffron cultivation has resulted in an upward trend in the added value of the products, which indicates increased income and increased food security. The results showed that land use change, a decrease in soil quality indicators and an increase in drought have reduced groundwater in terms of has reduced qualitatively and quantitatively (Figures 2 and 5). According to the IMDPA model's findings, desertification intensity in the study area has increased from moderate to moderate and severe in 2016 and 2021 (Figure 6). The desertification in Balajam Plain increased in 2016 and 2021, and many areas of the study areas are now dealing with an increased desertification phenomenon. The intensity of desertification in the Balajam Plain has increased despite the development of the agricultural sector in the past 10 years.
Discussion and ConclusionFAO has emphasized the need to implement sustainable land management practices, food production, and prevent the expansion of desertification in order to achieve food security and agricultural development (12). Unsustainable agricultural development, climate change, soil degradation, and the reduction in the quantity and quality of groundwater resources are among the human factors affecting desertification (24). The results of some studies showed that agricultural development has improved food access and promoted food security (28), but the results of this study showed that despite agricultural development and increased investment in the Balajam Plain, desertification occurred between 2011 and 2021. The results of this study showed that land use changes to agricultural lands, soil degradation, quantitative and qualitative decline in groundwater, and climate change in the study area have caused desertification, and if current conditions continue, desertification will intensify. Although agricultural development has expanded between 2011 and 2021, the adverse consequences of desertification, land degradation, and the reduction of the ecological capacity of water and soil resources have not been addressed. Therefore, implementing sustainable agricultural development is one of the important strategies for sustainable land management according to FAO (12). In the years 2011 to 2021, investment in agriculture and mechanization has increased and the cultivation pattern has changed. Currently, instead of plants with high water requirements, plants with low water requirements but high economic potential are used. Therefore, it is expected that by changing the cultivation pattern and achieving sustainable development in the future, the expansion of desertification will be reduced in the study area. Investment in institutional infrastructure, employment, and agricultural product yield all benefit from development in Balajam Plain, and is a key example of creating food security in society. The negative impacts of agricultural development, such as the quantitative and qualitative degradation of underground water, soil degradation, and the switch to agricultural land use, as well as the climatic expansion of desertification, are visible. Agriculture and food security are particularly important in the 7th five-year development plan of the country politicians, decision-makers should also consider knowledge-based agricultural development management plans and methods instead of source-oriented. According to these results, it can be seen that the Balajam Plain has been experiencing an increase in desertification between 2011 and 2021. Therefore, agricultural development is very effective in enhancing food security, and with development in this sector, food security will increase. But the region's production of agricultural products has decreased due to the intensity of desertification. The authors of this study suggest solutions such as - cultivating crops with low water requirements and modifying planting patterns, - investing in implementing projects to combat desertification and developing knowledge-based rather than resource-based agriculture.
Keywords: Ecological Security, Land Degradation, Land Use Changes, Human Activities -
تدوین استراتژی های مناسب برای ارزیابی کمی فرسایش بادی با دقت بالا اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق 50 نقطه شواهد زمینی انتخاب شدند؛ سپس 8 شاخص سرعت باد، کاربری اراضی، شوری خاک، رطوبت خاک، بافت سطحی خاک، تراکم پوشش گیاهی، مقدار بارش و مدل رقومی ارتفاعی که با داده های میدانی همبستگی داشتند، برای مدل سازی انتخاب شدند. چهار روش یادگیری ماشین به ترتیب SVM, GBM, GLM و RF برای مدل سازی خطر فرسایش بادی در منطقه مورد مطالعه مورد استفاده قرار گرفت. به منظور ارزیابی عملکرد مدل ها، از 3 شاخص ضریب کاپا، منحنی تشخیص عملکرد (ROC) و آمار واقعی مهارت مرتبط با آستانه (tss) استفاده شد. درنهایت از میانگین وزنی مدل ترکیبی در بسته آماری SDM، برای کاهش عدم قطعیت در مدل سازی منطقه استفاده شد. براساس نتایج به دست آمده، مدل SVM با 95/0AUC = ، 97/0TSS = و 87/0kappa= بهترین عملکرد را داشته است. براساس مدل ترکیبی منطقه مورد مطالعه ازنظر شدت فرسایش بادی 44% در کلاس کم، 16% در کلاس متوسط، 15% در کلاس شدید و 25% در کلاس بسیار شدید قرار گرفته است. بنابراین با در نظر گرفتن نتایج مدل ترکیبی (به عنوان مدلی با کمترین عدم قطعیت)، می توان از پیشروی فرایند تخریب سرزمین و فرسایش بادی کاست.
کلید واژگان: فرسایش بادی, تخریب سرزمین, گوگل ارث انجین, مدل سازی مکانیIntroductionCharacterized by fragile ecosystems, dry regions are prone to frequent damage and wind erosion, making it crucial to develop effective strategies for accurately assessing wind erosion. Therefore, this study sought to model and prepare a wind erosion risk map using remote sensing and machine learning approaches in Sabzevar City. Throughout the past decades, this region has continuously suffered from land degradation, water and wind erosion, land use conversion, and groundwater depletion. Thus, this study identified the most important parameters contributing to wind erosion in the study area after reviewing the sources of wind erosion and its evaluation models. Moreover, a distance measurement index was considered for each individual parameter. Also, machine learning methods were used to model and prepare the wind erosion map of Sabzevar city using the remote sensing indicators prepared and auxiliary points obtained by reviewing previous studies. Finally, to reduce the uncertainty of the results, the combined modeling method was used to prepare the wind erosion map.
Material and methodsfifty ground data points were collected through performing field visits and reviewing the previous studies conducted in the study area. Accordingly, eight factors, including wind speed, land use, soil salinity, soil moisture, soil texture, vegetation density, precipitation, and digital elevation model (DEM) were selected based on the review of the related literature review. Then, to model wind erosion in the study area, the values found for each of the aforementioned factors were correlated with the field data. Moreover, four machine learning techniques, including SVM, GBM, GLM, and RF were used to predict wind erosion risk in the study area. In addition, the kappa coefficient, ROC curve, and True Skill Statistics (TSS) were used to assess model performance. Finally, a combined model was employed in the SDM statistical package to minimize the uncertainty of regional modeling.
ResultsThe SVM model demonstrated the best performance with AUC = 0.95, TSS = 0.97, and kappa = 0.87. The results indicated that the eastern regions of the study area were affected the most by severe wind erosion. Moreover, the combined model revealed that 44% of the area fell within the low wind erosion class (5340 square kilometers), 16% in the medium class (2007 square kilometers), 15% in the severe class (1916 square kilometers), and 25% in the very severe class (3122 square kilometers). The results of the significance of the variables showed that wind speed, precipitation, vegetation density, and surface moisture (NDMI) were the most important factors that contributed to the region’s wind erosion, respectively. Furthermore, land use change, soil salinity, and soil surface texture were found to have the least contribution to wind erosion in the study area, respectively. These findings can help the relevant decision-makers to set managerial policies and practical plans to avoid the risks of wind erosion.
Discussion and Conclusioneffective planning, optimal management, and corrective measures can be made and implemented to prevent land degradation and wind erosion in the affected areas by using the combined model with the least uncertainty. Generally, modeling wind erosion and preparing its map play a fundamental role in environmental studies. In this study, four models were applied in the form of an SDM statistical package, where the accuracy of the evaluation results clearly identified the best model. The difference in the results obtained from the performance of the models confirmed the uncertainty between them. Therefore, it appears that using a combined approach can be a suitable solution to reduce the uncertainty of modeling. The results of the study also suggested that the western areas of Sabzevar City were the most important centers of wind erosion production, where the surface of the hills was loamy and sandy. Thus, to avoid wind erosion in the study area, some corrective and biological measures are suggested, including the cultivation and development of salinity-resistant plant community cover, the cultivation of sand-loving plants, and the construction of windbreaks for sand dunes. While the measures performed so far in combating dust storms and wind erosion in Sabzevar city have proved to be ineffective, the intensified occurrence of dust in the region throughout the recent years and the irreparable consequences it has brought about make it necessary to devise and implement a comprehensive plan to deal with those phenomena. In this regard, the wind erosion risk intensity maps prepared in this study can be an efficient and appropriate tool for managing and reducing the effects of wind erosion and land destruction.
Keywords: Wind Erosion, Land Degradation, Google Earth Engine, Spatial Modeling -
مقدمه و هدف
دریاچه مهارلو در استان فارس یکی از دریاچه های آب شور ایران است که در فاصله 10 کیلومتری جنوب شرقی شیراز است و از دیدگاه اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی برای این منطقه اهمیت زیادی دارد. ازاین رو، بررسی روند تغییرات سطح این دریاچه در دوره زمانی بلندمدت به منظور تصمیم گیری های صحیح به وسیله مدیران اهمیت ویژه ای دارد؛ بر این اساس در این پژوهش تغییرات زمانی سطح آب دریاچه مهارلو بررسی شد.
مواد و روش هامنطقه پژوهش شده آبخیز مهارلو بود. با استفاده از داده های ماهواره لندست در طول دوره آماری 2020-1986 مساحت دریاچه در هر تصویر تعیین شد. سپس، روند تغییرات سطح دریاچه در این دوره با استفاده از آزمون من کندال بررسی شد. افزون بر این، عامل های موثر بر تغییرات سطح دریاچه همچون تغییرات بارندگی، آب دهی ورودی به دریاچه، تراز سطح آب زیرزمینی، جمعیت و مساحت پوشش گیاهی آبخیز در این دوره آماری ارزیابی شد.
نتایج و بحثنتایج این پژوهش نشان داد که روند تغییرات مساحت دریاچه مهارلو در دوره مطالعه شده معنی دار و کاهشی (km2/year 3) بود. نقطه تغییر زمانی، ماه سپتامبر 2007 بود و از این تاریخ به بعد کاهش شدیدی در سطح دریاچه رخ داد. همچنین، نتایج بررسی تغییرات بارش نشان داد که روند اندازه ی بارش منفی و بی معنی بود؛ هر چند که روند تغییرات آب دهی ورودی به دریاچه و تبخیر، منفی و معنی دار بود. روند تغییرات جمعیت و پوشش گیاهی افزایشی و معنی دار بود. همچنین، نتایج این پژوهش نشان داد که روند تغییرات سطح تراز آب زیرزمینی در این محدوده منفی و معنی دار بود.
نتیجه گیری و پیشنهادهانتایج این پژوهش نشان داد که روند تغییرات سطح دریاچه مهارلو به شدت کاهشی بود. بررسی عامل های تاثیرگذار روی سطح دریاچه نیز نشان داد هیچ گونه روند معنی داری در اندازه بارش در آبخیز به عنوان یکی از تامین کننده های اصلی آب ورودی به دریاچه، رخ نداده است. هرچند روند تغییرات بارش معنی دار نبود و روند تبخیر هم کاهشی بود، اما روند جمعیت و پوشش گیاهی در آبخیز افزایشی بود که ناگزیر نیاز به تامین آب بیشتر در این محدوده است. این موضوع منجر به افزایش بی رویه برداشت از منابع آب زیرزمینی و جریان های سطحی شده است. به این دلیل، روند سطح تراز آب زیرزمینی و آب دهی ورودی به دریاچه، کاهشی و معنی دار بود. افزون بر این، اثر متقابل این عامل ها منجر به روند منفی تغییرات سطح دریاچه شد. بنابراین، با توجه به اهمیت دریاچه مهارلو در آبخیز و به منظور جلوگیری از کاهش سطح دریاچه، مدیران باید توجه زیادی به اجرای برنامه ریزی های پایداری سرزمین داشته باشند.
کلید واژگان: آزمون روند من کندال, دریاچه مهارلو, گوگل ارث انجین, لندستIntroduction and GoalMaharlou Lake in Fars Province is one of the saline lakes of Iran, located 10 kilometers southeast of Shiraz. It holds significant economic, social, and environmental importance for the region. Therefore, assessing the long-term changes in the lake's surface area is crucial for making informed decisions by managers. In this context, the present study investigates the temporal changes in the water surface area of Maharlou Lake.
Materials and MethodsThe study area was the Maharlou Watershed. The lake's surface area was determined for each satellite image using Landsat data over the period from 1986 to 2020. Then, the trend in the lake’s surface area changes during this period was analyzed using the Mann-Kendall test. Additionally, factors influencing the lake's surface area changes, such as precipitation changes, inflow to the lake, groundwater level, population, and vegetation cover area within the watershed, were evaluated during this period.
Results and DiscussionThe results of this study showed that the trend in the surface area of Maharlou Lake during the study period was significant and decreasing (3km²/year). The change point in the time series occurred in September 2007, after which a sharp decline in the lake’s surface area was observed. Furthermore, the results of the precipitation analysis indicated that the trend in precipitation was negative but not significant. However, the trends in the inflow to the lake and evaporation were both negative and significant. The trends in population growth and vegetation cover were found to be increasing and significant. Additionally, the study's findings showed that the groundwater level trend in this area was negative and significant.
Conclusion and SuggestionsThe results of this study indicated that the surface area of Maharlou Lake has significantly decreased. The analysis of the factors affecting the lake’s surface area showed no significant trend in the precipitation within the watershed, which is one of the primary contributors to the inflow to the lake. Although the trend in precipitation was not significant and the evaporation trend was also decreasing, the increasing trends in population and vegetation cover within the watershed inevitably demand more water in this region. This situation has led to excessive extraction from groundwater resources and surface flows. Consequently, the trends in groundwater levels and inflow to the lake were both decreasing and significant. Moreover, the interplay of these factors has resulted in a negative trend in the lake's surface area. Therefore, given the importance of Maharlou Lake within the watershed and to prevent further reductions in the lake's surface area, managers must pay close attention to implementing sustainable land management plans.
Keywords: Google Earth Engine (GEE), Land Sat, Maharlou Lake, Mann-Kendall Test -
ذخیره سازی کربن در اکوسیستم های زمینی بخش مهمی از ذخیره سازی جهانی کربن است و نقشی حیاتی در کاهش تغییرات اقلیمی ایفا می کند. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثرات انواع کاربری/پوشش زمین بر میزان ترسیب کربن خاک و زیتوده گیاهی به عنوان یک خدمت اکوسیستمی مهم در حوزه آبخیز سفیددشت واقع در استان چهارمحال و بختیاری انجام شد. نمونه برداری از خاک و پوشش گیاهی به صورت تصادفی- سیستماتیک انجام شد. بدین منظور در هر کاربری، از 60 پلات 4 مترمربعی جهت جمع آوری خاک، زیتوده گیاهی و لاشبرگ استفاده شد. زیتوده گیاهی به روش اندازه گیری مستقیم نمونه برداری شد. نمونه های خاک نیز از عمق 0-30 سانتی متری و به تعداد 20 نمونه در هر منطقه جمع آوری شد. مقایسه بین مناطق با استفاده از آنالیز واریانس یک طرفه و آزمون چند دامنه ای دانکن انجام گرفت. نتایج نشان داد در مجموع از منظر ذخیره کربن کل بین مناطق مورد بررسی اختلاف معنی داری وجود دارد. ذخیره کربن کل از بیشترین به کمترین به ترتیب شامل مرتع متراکم (42/46 تن بر هکتار)، مرتع نیمه متراکم (49/38 تن بر هکتار)، اراضی کشاورزی (62/31 تن بر هکتار)، مرتع کم تراکم (12/26 تن بر هکتار) و اراضی بایر (21/17 تن بر هکتار) می باشد. ارزش اقتصادی کل ذخیره کربن در هر هکتار از کاربری های بررسی شده شامل مراتع متراکم، مراتع نیمه متراکم، اراضی کشاورزی، مراتع کم تراکم و اراضی بایر به ترتیب 5446، 4516، 3710 ، 3065 و 2019 دلار تعیین شد. بنابراین می توان نتیجه گیری نمود که اجرای سیاست های مناسب برای جلوگیری و یا به حداقل رساندن تبدیل کاربری های زمینی با ظرفیت ذخیره سازی کربن بالاتر به کاربری هایی که ظرفیت ذخیره سازی کربن کمتری دارند، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
کلید واژگان: اراضی مرتعی, پوشش اراضی, ترسیب کربن, تغییر اقلیم, توزیع کربنCarbon storage in terrestrial ecosystems is an important part of global carbon storage and plays a vital role in mitigating climate change. The purpose of this research is to investigate the effects of different types of land uses/land covers (dense rangelands, semi-dense rangelands, low density rangelands, barren lands and agricultural lands) on the amount of soil carbon and plant biomass sequestration as an important ecosystem service in Sefiddasht watershed in in Chaharmahal va Bakhtiari province. Sampling of soil and vegetation was done randomly and systematically. For this purpose, 60 plots of 4 square meters were used for collecting soil, plant material and litter. Plant biomass was sampled by direct measurement method. Soil samples were also collected from the depth of 0-30 cm and 20 samples in each area. The results showed that there is a significant difference between the investigated regions in terms of total carbon storage. The total carbon storage from the highest to the lowest in order includes dense rangelands (46.42 tons/ha), semi-dense rangelands (38.49 tons/ha), agricultural lands (31.62 tons/ha), low-density rangelands (26.12 tons) per hectare) and barren lands (17.21 tons per hectare). The economic value of the total carbon storage per hectare of the examined uses, including dense rangelands, semi-dense rangelands, agricultural lands, low-dense rangelands, and barren lands, was determined to be $5446, $4516, $3710, $3065, and $2019, respectively. Therefore, it can be concluded that the implementation of appropriate policies to prevent or minimize the conversion of land uses with a higher carbon storage capacity to land uses with a lower carbon storage capacity is of particular importance.
Keywords: Rangelands, Land Cover, Carbon Sequestration, Climate Change, Carbon Distribution -
فضاهای اکولوژیک نقش اساسی در نمایش تغییر اقلیم و گرمایش جهانی با تاکید بر ذخیره و جذب CO2 از جو دارند. در نتیجه، کمی سازی و رصد محتوی کربن ذخیره شده گام اصلی در راستای رسیدن به اهداف توسعه پایدار می باشند. هدف اصلی این مطالعه، توسعه مدل دقیق برای محاسبه محتوی کربن ذخیره شده در چهار مخزن مختلف شامل زیست توده زنده بالای زمین (AGC)، زیست توده زنده زیر زمین (BGC)، کربن آلی خاک (SOC) و مواد آلی مرده (DOC) تحت کاربری های مختلف می باشد. بدین منظور، سایتی به مساحت تقریبی 243204 هکتار از منطقه میاندوآب واقع در استان آذربایجان غربی به دلیل داشتن کاربری های مختلف انتخاب گردید. با توجه به اینکه کاربرد تلفیقی داده های دورسنجی و فناوری های نوین ضمن تسهیل در پیش بینی ها دقت مدل سازی را نیز افزایش می دهد، بنابراین در این تحقیق سامانه تحت وب گوگل ارث انجین (GEE) و مدل InVEST برای تهیه نقشه کاربری و پوشش اراضی (LULC) و همچنین پیش بینی محتوی ذخیره کربن آلی مورد استفاده قرار گرفت. پیش بینی ها نشان داد که در سال 2023 حدود 106×11/52 تن کربن در محدوده مورد مطالعه ذخیره شده است. بررسی های تفصیلی نشان داد که بیشترین مقدار ذخیره کربن مربوط به مخزن SOC و سپس AGC می باشد و دلیل اصلی آن هم به فعالیت اغلب موجودات زنده در سطح خاک برمی گردد. از نظر کاربری های مختلف موجود در منطقه مورد مطالعه بدون مد نظر قرار دادن مساحت هر کدام از کاربری های موجود، بیشترین مقدار ذخیره کربن آلی مربوط به کاربری مرتع و سپس پوشش درختی، کشاورزی، مناطق شهری، پهنه های آبی و اراضی بایر است. در نهایت می توان نتیجه گرفت که کاربرد داده های دورسنجی و تلفیق آن ها با فناوری های مناسب، تاثیر تغییرات کاربری اراضی بر محتوی ذخیره کربن را نیز با موفقیت آشکار می نماید.کلید واژگان: خدمات اکوسیستم, ذخیره کربن, شهرستان میاندوآب, کاربری اراضی, مدل InvestEcological spaces play a crucial role in addressing climate change and global warming with focusing on storing and capturing CO2 from atmosphere. Consequently, quantifying and monitoring carbon storage content is the main step to toward achieving sustainable development goals. The main objective of this study is to develop a precise model for calculating carbon storage content at four pools i.e., aboveground carbon (AGC), belowground carbon (BGC), soil organic carbon (SOC) and dead organic carbon (DOC) under different land uses. For this, a site with an area extent about 243204 ha was selected from Miandoab region (West Azerbaijan Province) by the fact that it represents various land uses. Since application of integrated remotely-sensed data and novel technologies facilitates predictions as well as increases the modeling accuracy, the Google Earth Engine (GEE) platform and the InVEST model were implemented in preparing land use/land cover (LULC) maps and then carbon storage content. The prediction for 2023 showed that the total carbon storage in the aforementioned region would be approximately 11.52 × 106 ton. In addition, the detailed evaluations illustrated that the highest carbon storage content related to SOC and AGC as expected. A possible reason is that living mass is located on the surface. In terms of different land-uses without paying attention to their areas in themselves, the highest carbon storage content was for pasture, followed by tree cover, agriculture, urban area, water bodies and barren. Finally, it is concluded that applying the respective remote sensing data integrating with a suitable technique uncovers the impact of LULC changes on carbon storage with success.Keywords: Carbon Storage, Ecosystem Services, Invest Model, Land Use, Land Cover, Miandoab County
-
شهرنشینی که به عنوان عامل اصلی مشکلات اقلیمی در شهرها در نظر گرفته می شود، نه تنها محیط فیزیکی شهرها را تغییر داده است، بلکه ویژگی های آب وهوای محلی و منحصر به فرد مناطق شهری را تحت تاثیر قرار داده است. هدف از این مطالعه بررسی رابطه بین ویژگی های سطحی مناطق آب وهوای محلی استخراج شده از تصاویر ماهواره ای و دمای سطح زمین در یک منطقه نیمه خشک است. با استفاده از یک رویکرد طبقه بندیLCZ ، این مطالعه به دنبال درک چگونگی تاثیر LCZ بر LST در این زمینه محیطی خاص است. این مطالعه شامل چهار مرحله اصلی بود: پیش پردازش تصاویر، بازیابی LST، تهیه نقشه LCZ و تجزیه تحلیل فضایی. طرح LCZ برای منطقه بندی منطقه مورد مطالعه بر اساس دو مجموعه انواع انسان ساخت و انواع پوشش زمین استفاده شد. Google Earth برای مشخص کردن مناطق آموزشی و تعریف انواع مختلف LCZ مورد استفاده قرار گرفت. از داده های سنجنده مادون قرمز حرارتی لندست و الگوریتم پنجره مجزا (SWA) برای بازیابی LST استفاده گردید. نتایج نشان داد مجموعه های انسان ساخت و پوشش طبیعی زمین به عنوان دو مجموعه الگوی مستقل در منطقه مورد مطالعه رفتار می کنند. LST مجموعه انسان ساخت نسبت به انواع پوشش گیاهی زمین (جنگل، مزارع و بوته ها) در محدوده گرم تری نوسان داشت. این مطالعه با روشن کردن رابطه بین خواص سطحی طبقات LCZ و LST، بینش های ارزشمندی را در مورد عوامل موثر بر پویایی حرارتی در محیط های نیمه خشک ارائه می دهد. با استفاده از این دانش، برنامه ریزان شهری می توانند استراتژی ها و مداخلات آگاهانه تری را با هدف کاهش چالش های مربوط به گرما و بهبود زندگی شهری توسعه دهند.
کلید واژگان: پوشش زمین, دمای سطح زمین (LST), منطقه بندی آب و هوای محلی (Lczs), مورفولوژی شهریUrbanization which has been considered the main contributor to climatic problems in cities, not only changed the physical environment in cities, but also has affect the characteristics of local climate zone. This study aims to investigate the relationship between surface properties of Local Climate Zones (LCZ) extracted from satellite resolution images and Land Surface Temperatures (LST) in a semi-arid region. By employing the LCZ approach, the study seeks to understand how LCZs influence LSTs in this specific environmental context. This study consisted of four main steps: Image preprocessing, LST retrieval, LCZ map preparation and spatial analysis. In this way, the LCZ scheme was used to classify the study area based on two sets of built-up types and land-cover types. Google Earth was used to specify training areas under study and to define different LCZ types. The Split Window Algorithm (SWA) was used to retrieve LST from Landsat-8 TIRS. The results showed that the built type and the land-cover type behave like two independent sets of patterns in the study area. The build type set fluctuated in a higher LST range than the cover land set (forest, farmlands and bushes). By shedding light on the relationship between the surface properties of LCZs and LSTs, the study provides valuable insights into the factors influencing thermal dynamics in semi-arid environments. Armed with this knowledge, urban planners can develop more informed strategies and interventions aimed at mitigating heat-related challenges and improving overall urban livability.
Keywords: Land Surface Temperature (LST), Land Cover, Local Climate Zones (Lczs), Urban Morphology -
پوشش گیاهی یکی از عوامل اساسی و کلیدی بوم شناختی در مناطق خشک است که به شدت تحت تاثیر فرآیند خشکسالی قرار دارد. به طوری که، در نتیجه این تاثیرات، شدت فرسایش خاک و تخریب سرزمین افزایش خواهند یافت. لذا، پژوهش حاضر با هدف بررسی روند خشکسالی و تاثیر آن بر تغییرات پوشش گیاهی شهرستان سرخس در استان خراسان رضوی انجام شد. در این پژوهش از داده های اقلیمی بارش و دمای ماهانه ایستگاه های سینوپتیک و تبخیر سنجی شهرستان سرخس در بازه زمانی 21 ساله (2000 تا 2021) برای تخمین شاخص استاندارد شده بارش- تبخیر تعرق (SPEI) استفاده شد. جهت بررسی تغییرات پوشش گیاهی نیز از تصاویر سنجنده ماهواره ETM+ و OLI و شاخص نرمال شده تفاوت پوشش گیاهی (NDVI) استفاده شد. شاخص SPEI در محیط نرم افزاری R محاسبه شد. پیش بینی تغییرات پوشش گیاهی برای سال 2030 نیز با استفاده از زنجیره مارکوف و در محیط نرم افزاری IDRISI-TerrSet انجام شد. در نهایت، همبستگی بین دو شاخص خشکسالی و پوشش گیاهی با آزمون رگرسیون خطی مقایسه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که بیش ترین میزان خشکسالی در سال های 2000، 2010 و 2020 در شهرستان سرخس و در سطح متوسط و شدید رخ داده است. بررسی تغییرات پوشش گیاهی برای سال 2030 نشان داد که خاک بدون پوشش نسبت به سال 2020 افزایش یافته و سطح اراضی با سایر طبقات از جمله پوشش گیاهی با تراکم متوسط و زیاد و تنک روند کاهشی داشته است. بررسی همبستگی میان دو شاخص پوشش گیاهی و خشکسالی نشان داد بیش ترین میزان همبستگی برابر 59/0 در سطح معناداری 01/0، مشاهده شده و در سال های 2000 و 2020 نیز میزان ضریب همبستگی بیش تری به ترتیب به مقدار 52/0 و 51/0 میان پوشش گیاهی و خشکسالی وجود داشته است. نتایج حاصل از بررسی ارتباط میان شاخص گیاهی NDVI با شاخص اقلیمی SPEI، حکایت از وجود ارتباط مثبت این شاخص ها با یکدیگر داشته است.
کلید واژگان: تخریب سرزمین, تغییرات کاربری اراضی, مدل زنجیره مارکوف, رگرسیون خطیVegetation cover is one of the basic and key ecological factors in arid regions, which will be severely affected by the drought process. As a result of these impacts, there will be increased intensity of soil erosion and soil degradation. Therefore, the present research was conducted to evaluate the process of drought and its impact on changes in vegetation in Sarakhs county in Khorasan Razavi province. In this research, the climate data of precipitation and monthly temperature of synoptic and evapotranspiration stations in a period of 21 years (2000 to 2021) were used to estimate the standardized precipitation-evaporation-transpiration index (SPEI). To investigate the vegetation changes, the images of ETM+ and OLI satellite sensors and the difference vegetation index (NDVI) were used. The index SPEI was calculated in the software environment R. Prediction of future vegetation cover changes is done using the Markov model and in the IDRISI-TerrSet software environment. Finally, the correlation between two indicators of drought and vegetation was compared with a linear regression test. The results of this research showed that the highest level of drought in the years 2000, 2010, and 2020 occurred in Sarkhas city at moderate and severe levels. The investigation of changes in vegetation cover in 2030 showed that the soil without cover increased compared to the year 2020, and the area of land with other classes, including vegetation with medium, high, and thin density, has decreased. Correlation analysis between vegetation cover and drought indicators showed that the highest correlation value of 0.59 at the significance level of 0.01 has been observed, and in the years 2000 and 2020, the correlation coefficient was higher at 0.52 and 0.51, respectively. The results of examining the relationship between the NDVI vegetation cover index and SPEI climatic index indicated the existence of a positive relationship between these indices.
Keywords: Climate Change, Google Earth Engine System, Land Degradation, Markov Model, Linear Regression -
بیشترین بخش تنوع زیستی بوم سازگان های خشکی، در مراتع و زمین های کشاورزی است. رشته کوه زاگرس به لحاظ اهمیت زیست شناختی از غنی ترین و متنوع ترین تنوع زیستی برخوردار است که با مخاطرات تغییر کاربری اراضی و گونه های مهاجم مواجه می باشد. کرم های خاکی، مهندسان اکوسیستم خاک در فرآیندهای فیزیکوشیمیایی خاک و مطالعات تکاملی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. پژوهش های اخیر حاکی از اثر نامطلوب فعالیت های انسانی و تغییر کاربری اراضی بر تنوع کرمهای خاکی است. از آنجا که شناسایی کرم های خاکی با استفاده از روش های ریخت شناسی دارای ابهاماتی است؛ براین اساس برای تفکیک کرم ها نیازمند بکارگیری راهکارهای ژنتیکی و استفاده از نشانگرهای مولکولی هستیم. در این پژوهش با استفاده از اطلاعات ریخت شناسی و نشانگر مولکولی COI، واحدهای عملکردی تاکسونومیک OTU) ها)[1] در کرم های خاکی شناسایی شدند. سپس با استفاده ازروش تجزیه و تحلیل آماری چندفاکتوری تاثیر کاربری های زراعی بر تنوع ژنتیکی کرم های خاکی در زاگرس مرکزی، شهرستان بروجرد مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج درخت تبارشناختی، نمونه های به دست آمده از این پژوهش به 13 OTU متعلق به هفت جنس تفکیک شدند. نتایج مقایسه مراتع و زمین های زراعی گندم، یونجه، چغندرقند و شبدر نشان داد که OTUهای زمین های زراعی، همگی متعلق به خانواده Lumbricidae و OTU های مراتع علاوه بر این خانواده، در خانواده های Megascolecidae و Hormogastridae قرار داشت. در مجموع، چهار جنس Helodrilus، Aporrectodea، Bimastos و Allolobophora در زمین های کشاورزی و شش جنس Metaphire، Aporrectodea، Bimastos، Esenia، Allolobophora و Hormogaster در مراتع مشاهده گردید. نتایج تجزیه و تحلیل رتبه بندی روش تجزیه و تحلیل چندفاکتوری در گروه های کاربری زمین، ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک و شاخص های فراوانی و تنوع زیستی OTUهای کرم های خاکی با نه فاکتور در 36 متغیر نشان داد کهOTU های C، H و I همگی از گونه Aporrectodea rosea بیشترین کارآیی براساس تجزیه و تحلیل چند فاکتوری را در فراوانی و تنوع زیستی داشته است. شاخص کارآیی تنوع زیستی کرم های خاکی بوم سازگان مراتع در تمامی موارد بیشتر از سیستم های کشاورزی بوده است. کشت یونجه در مقایسه با سایر بوم سازگان های زراعی (گندم، چغندرقند و شبدر) بیش ترین شاخص کارآیی در تنوع زیستی کرم های خاکی را داشته است و کمترین شاخص کارآیی در کشت گندم بوده است. زمین های زراعی چغندرقند و یونجه تنوعOTU بیشتری در مقایسه با زمین های زراعی شبدر و گندم داشته است. گزینش کشت یونجه در تناوب زراعی سبب تنوع زیستی کرم های خاکی و پایداری بوم نظام های کشاورزی خواهد شد. با توجه به اهمیت کرم های خاکی در ارائه خدمات اکوسیستم و کیفیت خاک، ضروری است که پژوهش های بیشتری در زمینه اثر بوم نظام های زراعی رایج بر تنوع زیستی کرم های خاکی صورت گیرد.
کلید واژگان: بارکدگذاری, تنوع زیستی, کاربری زمین, کم تاران خاکزی. واحدهای عملکردی تاکسونومیکThe largest part of the biodiversity of terrestrial ecosystems is in pastures and agricultural lands. In terms of biological importance, the Zagros mountain range has the richest and most diverse biodiversity, which faces the dangers of land use change and invasive species. Earthworms, soil ecosystem engineers, have been of great interest in soil physicochemical processes and evolutionary studies. Recent studies indicate the adverse effect of human activities and land use change on the diversity of earthworms. Since the identification of earthworms, using morphological methods is ambiguous; therefore, we need to use genetic methods and molecular markers to separate worms. In this study, we identified taxonomic functional units (OTUs) in earthworms using morphological information and molecular marker COI. Then, we have investigated the effect of agricultural uses on the genetic diversity of earthworms in Central Zagros, Borujerd County using multifactorial statistical analysis. We separated into 13 OTUs belonging to seven genera based on the results of the genealogical tree. The results of the comparison of wheat, alfalfa, sugar beet and clover pastures and farmlands showed that the OTUs of the farmlands all belong to the Lumbricidae family and the OTUs of the pastures, in addition to this family, were in the Megascolecida and Hormogastridae families. In total, we observed four genera of Helodrilus, Aporrectodea, Bimastos and Allolobophora in agricultural lands and six genera of Metaphire, Aporrectodea, Bimastos, Esenia, Allolobophora and Hormogaster in pastures. The results of the ranking analysis of the multifactorial analysis method in land use groups, soil physicochemical characteristics and indicators of abundance and biodiversity of earthworm OTUs with nine factors in 36 variables showed that OTUs C, H and I, all of Aporrectodea rosea species, are the most effective based on multi-factorial analysis in abundance and biodiversity. The biodiversity efficiency index of earthworms of grassland ecosystems was higher than agricultural ecosystems in all cases. Compared to other agricultural ecosystems (wheat, sugar beet and clover), alfalfa cultivation had the highest efficiency index in earthworm biodiversity and the lowest efficiency index was in wheat cultivation. Sugar beet and alfalfa croplands had more OTU diversity compared to clover and wheat croplands. The selection of alfalfa cultivation in crop rotation will increase the biodiversity of earthworms and the stability of agricultural ecosystems. Considering the importance of earthworms in providing ecosystem services and soil quality, it is necessary to conduct more research on the effect of common agricultural ecosystems on the biodiversity of earthworms.
Keywords: Barcoding, Biodiversity, Land Use, Soil Oligocheata, Operational Taxonomic Units -
سابقه و هدف
به کارگیری عملیات اصلاحی در مراتع و قرق از دیرباز به عنوان راهکارهایی برای بهبود وضعیت پوشش گیاهی و خاک مورد استفاده قرار می گرفتند. هدف از این پژوهش شناخت تاثیر عملیات اصلاحی و قرق بر تغییرات ویژگی های اصلی سلامت و کیفیت خاک است، بدین منظور حوزه معرف خامسان از زیر حوزه های آبخیز زوجی سیروان واقع در استان کردستان، برای انجام مطالعات انتخاب شد. عملیات اصلاحی مراتع منطقه خامسان، شامل عملیات مکانیکی (احداث بانکت و پیتینگ)، عملیات بیولوژیکی (کپه کاری و میانکاری) از سال 1385و قرق منطقه، توسط اداره کل منابع طبیعی استان کردستان، از سال 1386، به منظور حفظ و احیاء مراتع منطقه صورت گرفته است.
مواد و روش هاحوزه معرف خامسان، در شهرستان کامیاران واقع در استان کردستان، دارای سه نوع مدیریت شامل مدیرتی اصلاحی، قرق و منطقه تحت چرای دام، برای انجام مطالعه انتخاب شد. در هر نوع مدیریت، سه منطقه همگن با شرایط فیزیوگرافی تقریبا مشابه انتخاب شد و در هر کدام از آن ها پنج نمونه خاک (عمق 0-30 سانتی متری) برداشت شد. فاکتورهای وزن مخصوص ظاهری، بافت خاک، تخلخل، میانگین قطر ذرات، هدایت الکتریکی، اسیدیته، فسفر، پتاسیم، آهک، نیتروژن، کربن آلی، نسبت کربن به نیتروژن، تنفس پایه، تنفس برانگیخته، کربن زیست توده میکروبی، نیتروژن زیست توده کربن، نسبت کربن به نیتروژن زیست توده میکروبی، ضریب متابولیکی میکروبی اندازه گیری شده و مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفت.
نتایجاز میان فاکتورهای مورد بررسی، از خصوصیات فیزیکی خاک (درصد سیلت، درصد رس، وزن مخصوص ظاهری، درصد تخلخل و میانگین قطر ذرات)، از شیمیایی (کربن آلی، فسفر، نسبت کربن به نیتروژن خاک) و از زیستی (تنفس پایه، تنفس برانگیخته، کربن زیست توده میکروبی، نیتروژن زیست توده میکروبی، نسبت کربن به نیتروژن زیست توده میکروبی، نسبت کربن به نیتروژن زیست توده میکروبی و نسبت میکروبی) تحت تاثیر نوع مدیریت قرار گرفته اند. شاخص های زیستی خاک در منطقه مورد مطالعه بیش از سایر ویژگی ها تحت تاثیر عملیات اصلاحی و قرق قرار گرفته است، به طوریکه بیشترین مقدار تنفس پایه در قسمت تحت چرای دام، 93/0 (mgCO2g-1dm24h-1)، بوده و کمترین آن در عملیات اصلاحی، 57/0 (mgCO2g-1dm24h-1)، است. بیشترین وزن مخصوص ظاهری (69/1 (gr/Cm3)) در منطقه تحت چرای دام بوده است و کمترین آن (57/1 (gr/Cm3)) مربوط به مناطق با عملیات اصلاحی است. نسبت کربن به نتیروژن خاک در مرتع با عملیات اصلاحی 18/12 است و در منطقه تحت چرای دام، 91/6 است.
نتیجه گیریچرای دام معمولا در مراتع کشور بیش از ظرفیت و در مدت طولانی صورت می گیرد، از این رو سطح قابل توجهی از مراتع کشور نیاز به اعمال مدیریت و تغییر سطح حفاظت دارد. در میان ویژگی های خاک شاخص های زیستی نسبت به سایر شاخص ها به تغییرات مدیریتی و محیطی حساس تر هستند و می توانند در ارزیابی سلامت خاک اکوسیستم ها به کار روند. انجام عملیات اصلاحی و مدیریت صحیح، با بهبود پوشش گیاهی، کمک به خاکدانه سازی و بهبود ساختمان خاک، افزایش ورود کربن، افزایش جمعیت میکروبی خاک، بهبود سلامت و کیفیت خاک را به دنبال دارد. نتیجه مطالعه انجام شده نشان دهنده تاثیر مثبت عمیات اصلاحی و قرق بر بهبود سلامت خاک است.
کلید واژگان: مدیریت اراضی, کیفیت خاک, نسبت میکروبی, حوزه آبخیز خامسانJournal of Rangeland, Volume:18 Issue: 1, 2024, PP 119 -131Background and objectivesSustainable development and food security rely heavily on the preservation and restoration of natural areas. Soil health is fundamental for rangeland ecosystem function, and land management practices significantly impact its quality and productivity. Rangeland restoration practices and exclosures have been widely implemented to improve vegetation cover and soil health. This study investigates the effects of different rangeland management practices on key soil physicochemical and biological properties in the Khamesan representative watershed, Kurdistan province, Iran.
MethodologyThe Khamesan watershed (4193 ha), located 35 km from Kamyaran city, was selected for the study. Three management regimes were evaluated: restored rangelands (mechanical and biological operations since 2006), exclosures (established in 2007), and livestock grazing areas. Within each management area, three homogenous sites with similar physiographic characteristics were chosen. Five soil profiles were sampled at each site (one central and four surrounding) from a depth of 0-30 cm. Analyzed soil properties included bulk density, texture (silt, clay), porosity, average particle diameter, electrical conductivity, pH, phosphorus, potassium, calcium, nitrogen, organic carbon, carbon-to-nitrogen ratio, basal respiration, stimulated respiration, microbial biomass carbon, microbial biomass nitrogen, microbial biomass carbon-to-nitrogen ratio, and microbial metabolic coefficient. Data were analyzed using SPSS 19 software.
ResultsManagement practices significantly influenced soil physicochemical and biological properties. Notably, restoration and exclosure treatments impacted soil texture (silt and clay percentage), bulk density, porosity, average particle diameter, organic carbon, phosphorus, soil carbon-to-nitrogen ratio, basal respiration, stimulated respiration, microbial biomass carbon, microbial biomass nitrogen, microbial biomass carbon-to-nitrogen ratio, and microbial metabolic coefficient. Biological indicators were more sensitive to management interventions compared to other soil properties. The highest basal respiration (0.93 mgCO₂g⁻¹dm²h⁻¹) was observed in the grazed area, while the lowest (0.57 mgCO₂g⁻¹dm²h⁻¹) occurred in the restored area. Similarly, bulk density was highest (1.69 g/cm³) in the grazed area and lowest (1.57 g/cm³) in the restored area. The carbon-to-nitrogen ratio was also higher in restored pastures (12.18) compared to grazed areas (6.91).
ConclusionHealthy soil is essential for ecosystem life support, including vegetation and biodiversity. Rangelands are often subjected to prolonged overgrazing, necessitating management interventions to improve protection levels. Our findings indicate that biological indicators are more sensitive to management practices and environmental changes than other soil properties, making them valuable tools for assessing soil health in rangeland ecosystems. Restoration practices and proper management enhance vegetation cover, promote soil aggregation and structure, increase carbon input, and stimulate soil microbial populations, ultimately improving soil health and quality. This study demonstrates the positive impacts of restoration operations and exclosures on soil improvement in the Khamesan watershed.
Keywords: Land Management, Soil Quality, Microbial Ratio, Khamesan Watershed -
مقدمه
یکی از عوامل تاثیرگذار در کاهش تولیدات کشاورزی و تهدید امنیت غذایی فرسایش خاک است که در آن لایه حاصل خیز خاک از بین می رود. خطر فرسایش خاک بسته به توپوگرافی حوضه، ویژگی های خاک، شرایط آب و هوایی محلی، کاربری اراضی و شیوه های مدیریت زمین متفاوت است که تغییر کاربری اراضی به دلیل اینکه انسان در آن نسبت به سایر عوامل نقش بیش تری دارد؛ می تواند باعث تشدید فرسایش شود. تغییرات کاربری اراضی یکی از عوامل مهم در تغییر جریان هیدرولوژیکی و فرسایش خاک است. در اثر تغییر کاربری اراضی و تخریب پوشش گیاهی، قسمت اعظم نزولات تبدیل به رواناب شده، که علاوه بر هدر رفت خاک و تولید رسوب باعث خسارات مالی و جانی فراوان ناشی از سیلاب نیز می شود. بنابراین، اطلاع از روند فرسایش در بازه های زمانی مختلف می تواند در تعیین الگوی پراکنش فرسایش و اثرات آن در گذر زمان کمک کند تا تصمیم گیران ضمن پایش و ارزیابی اقدامات انجام شده در زمینه حفاظت خاک و آب، تصمیمات مقتضی را برای شرایط فعلی و آتی حوزه های آبخیز اتخاذ کنند. بنابراین، در پژوهش حاضر به ارزیابی اثرات تغییر کاربری اراضی بر فرسایش خاک با استفاده از مدل RUSLE در حوزه آبخیز چرداول در استان ایلام برای سال های 2005 و 2020 پرداخته شده است.
مواد و روش هادر پژوهش حاضر ابتدا عوامل موثر در مدل جهانی تجدید نظر شده فرسایش خاک به صورت لایه رستری تهیه شد. این عوامل شامل قدرت فرسایندگی باران، طول و درجه شیب، مدیریت پوشش گیاهی، فرسایش پذیری خاک و عملیات حفاظتی است. عامل فرسایندگی باران برای هر یک از ایستگاه های داخل و خارج از حوضه محاسبه شد و در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی با استفاده از روش پهنه بندی عکس فاصله لایه ی فرسایندگی باران تهیه شد. برای طول و درجه شیب از نقشه مدل رقومی ارتفاعی و نقشه جریان تجمعی استفاده شد. لایه فرسایش پذیری خاک با استفاده از نقشه بافت خاک حاصل شد. شاخص NDVI با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست هشت سنجنده OLI مربوط به سال 2020 و تصاویر ماهواره ای لندست پنج سنجنده ETM مربوط به سال 2005 و با استفاده از باندهای چهار و پنج (برای لندست هشت) و باندهای سه و چهار (برای لندست پنج) در نرم افزار سنجش از دور محاسبه شد و سپس عامل مدیریت زراعی در دو سال 2005 و 2020 حاصل شد. برای به دست آوردن عامل عملیات حفاظتی از نقشه کاربری اراضی در دو سال 2005 و 2020 استفاده شد و با توجه به هر کاربری ارزش حفاظتی آن مشخص شد. در مرحله بعد با ضرب این لایه ها در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی مقدار هدررفت سالیانه خاک برآورد شد. در نهایت به منظور تعیین مقدار فرسایش در هر کدام از کاربری ها در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی لایه فرسایش و کاربری مربوط به سال های 2005 و 2020 روی هم قرار داده شد.
نتایج و بحث :
نتایج نشان داد که قدرت فرسایندگی باران 5/220 تا 8/309 مگاژول میلی متر بر هکتار ساعت، طول و درجه شیب صفر تا 7/403 در سطح پیکسل، مدیریت پوشش گیاهی 57/0 - 16/0 در سال 2005 و 61/0 - 18/0 در سال 2020، فرسایش پذیری خاک 06/0 - 03/0 تن هکتار ساعت بر هکتار مگاژول میلی متر و عملیات حفاظتی صفر تا یک برای هر دو سال 2005 و 2020 بودند. میانگین فرسایش در سال 2005، 23/13 تن بر هکتار در سال و این مقدار برای سال 2020، 13/20 تن بر هکتار در سال بود. اراضی بایر به دلیل عدم وجود پوشش گیاهی، بیش ترین مقدار فرسایش خاک را تولید می کند به طوری که مقدار آن از سال 2005 تا سال2020 از 65/0 به 8/3 تن افزایش یافت و مناطق مسکونی به دلیل وجود حالت عایق و آسفالت و زهکش مناسب بیش تر نقش انتقال رواناب به اطراف را داشت. در مناطق کشاورزی به دلیل رعایت نکردن اصول کشت مناسب و استفاده نکردن از وسایل مناسب شخم در طی این دوره در معرض فرسایش قرار گرفته است. به طور کلی، نتایج نشان داد که مساحت طبقه فرسایش خیلی کم، کاهش یافته است و مساحت طبقات فرسایش کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد افزایش یافته است. از طرفی، نتایج نشان دهنده کارایی مدل تجربی RUSLE در حوضه است.
نتیجه گیریبا توجه به تاثیرات گسترده فرسایش خاک بر جنبه های گوناگون زندگی انسان، پایش و ارزیابی مداوم آن می تواند به اتخاذ تصمیمات درست برای مقابله با این بحران کمک کننده باشد. در پژوهش حاضر از مدل RUSLE برای بررسی اثرات تغییر کاربری اراضی بر فرسایش خاک برای دو سال 2005 و 2020 در حوزه آبخیز چرداول استفاده شد. به طور کلی نتایج نشان داد که در حوضه مورد بررسی مقدار فرسایش از 2005 تا 2020 افزایش داشته است که بیان گر وضعیت خطرناکی برای حوضه در آینده است. بنابراین پیشنهاد می شود از عملیات حفاظت خاک و آب به ویژه در مناطق شیب دار و هم چنین مناطق بالادست حوضه استفاده شود. همچنین باید باتوجه به تغییر کاربری اراضی در حوزه آبخیز چرداول اقداماتی برای حفاظت خاک و آب در مناطق با پتانسیل فرسایشی بالا انجام شود. همچنین به نظر می رسد تصویب قوانین مناسب برای جلوگیری از تغییر کاربری اراضی می تواند به کاهش فرسایش خاک کمک کنند اما به دلیل اینکه مهم ترین بخش حوزه آبخیز ساکنان آن هستند بنابراین این قوانین باید به گونه ای باشند که ضمن جلب مشارکت و رضایت مردم، تضمین کننده درآمد پایدار آن ها باشد. بنابراین توسعه سناریوهای مدیریتی در منطقه به مدیران منابع طبیعی در اولویت بندی و به کارگیری شیوه های مدیریتی مناسب در کنترل فرسایش خاک مناطق پرخطر حوضه چرداول کمک می کند.
کلید واژگان: تخریب زمین, تولید رسوب, حوزه آبخیز کوهستانی, معادله جهانی هدررفت خاکIranian Journal of Watershed Management Science and Engineering, Volume:18 Issue: 65, 2024, PP 1 -14IntroductionThe soil erosion is one of the effective factors in reducing agricultural production and threatening food security, in which the soil fertile layer is destroyed. The risk of soil erosion is different depending on the watershed topography, soil characteristics, conditions of local weather, land use and methods of land management, which the land use change can be exacerbated. Land use changes are one of the important factors in changing hydrological flow and soil erosion. As a result of land use change and vegetation destruction, a large part of the rainfall has turned into runoff, which in addition to soil loss and sediment production, causes a lot of financial and human losses caused by floods. Therefore, the knowledge from erosion process in different time periods can help in determination of the distribution pattern of erosion and its effects over time. So that, the decision-makers, while monitoring and evaluating the conducted measures about the soil and water conservation take the appropriate decisions for the current and future conditions of watersheds. Therefore, in the present study, the effects of land use change on soil erosion have been evaluated using the RUSLE model in Chardavel watershed of Ilam province for the years 2005 and 2020.
Materials and methodsIn the present study, the effective factors in the Revised Universal Soil Loss Equation were prepared in the form of raster layer. These factors include the rainfall erosivity, length and degree of slope, vegetation management, soil erodibility and conservation operations. The factor of rainfall erosivity was calculated for each of the stations inside and outside the watershed and the erosivity layer was prepared in the GIS environment, by using the Inverse Distance Weighting method. For the length and degree of slope were used from the digital elevation model map and cumulative flow map. The layer of soil erodibility was obtained using the soil texture map. The NDVI index was calculated using Landsat 8 of OLI sensor (2020) and satellite images of five ETM Landsat satellite images (2005) and using bands of 4 and 5 (for Landsat 8) and bands of 3 and 4 (for Landsat 5) in the remote sensing software, and then, the management factor was obtained in years of 2005 and 2020. In order to obtain the factor of conservation operation, the land use map was used for years of 2005 and 2020, and according to each land use was determined the its conservation value. In the next step, the amount of annual soil loss was estimated by multiplying these layers in the GIS environment. Finally, to determine the amount of erosion in each of land uses, the layers of erosion and land use placed on top of each other to the years of 2005 and 2020.
Results and discussionThe results showed that the rainfall erosivity was from 220.5 to 309.8 MJ mm ha-1 h-1, the length and degree of slope were 0 – 403.7 at the pixel level, the vegetation management was 0.16 - 0.57 (in year of 2005) and 0.18 - 0.61 (in year of 2020), the soil erodibility was 0.03 - 0.06 t. ha h ha-1 MJ-1 mm-1 and protection operation was 0-1 for both years of 2005 and 2020. The average erosion was 13.23 t ha-1. year-1 for year of 2005 and this value was 20.13 t ha-1 year-1 for year of 2020. The barren land uses due to the lack of vegetation produces the highest amount of erosion, so that its amount has increased years of 2003 to 2005 from 0.65 to 3.8 t, and residential areas due to the presence insulation, asphalt and proper drainage have the more role of transferring runoff. In agricultural areas, it has been exposed to erosion during this period due to not following the principles of proper cultivation and usage of proper tools.
ConclusionConsidering the extensive effects of soil erosion on various aspects of human life, its continuous monitoring and evaluation can help to make the right decisions to confronting with this crisis. In the present study, the RUSLE model was used to investigate the effects of land use change on soil erosion for the years of 2005 and 2020 in Chardavol watershed. In general, the results showed that the erosion amount has increased in the studied watershed from 2005 to 2020, which it indicates that there is the dangerous situation for the watershed in the future. Therefore, it is suggested to use soil and water conservation operations, especially in the steep areas and also in the upstream areas of the watershed. Also, according to the change of land use in Chardavol watershed, the measurements should be taken for soil and water conservation in areas with high erosion potential. It also seems that the adoption of appropriate laws to prevent land use change can help reduce soil erosion. But, because the most important part of the watershed are its residents, these laws should be in such a way that while attracting people's participation and satisfaction, it guarantees their stable income. Therefore, the development of management scenarios in the region will help natural resource managers in prioritizing and usage of appropriate management methods in controlling soil erosion in high-risk areas of Chardavol watershed.
Keywords: : Land Degradation, Sediment Production, Mountain Watershed, Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE), Sediment Yield -
مقدمه
با توسعه سریع جامعه، اقتصاد و رشد جمعیت، تاثیر فعالیت های انسانی بر اکوسیستم ها رو به افزایش است که باعث شده رابطه بین رفاه انسان و اکوسیستم در کانون توجه قرار گیرد. در این راستا، خدمات اکوسیستم به عنوان عنصر اساسی برای توسعه و بقای انسان، به مزایایی که اکوسیستم های طبیعی به انسان ها ارائه می دهند، تاکید دارد. این خدمات بر اساس ارزیابی اکوسیستم هزاره به چهار دسته: تامین، تنظیم، حمایت و فرهنگی تقسیم می شود. خدمات اکوسیستم فرهنگی جزء مهمی از خدمات اکوسیستمی است که به مزایای ناملموس انسان از اکوسیستم ها اشاره دارد و نقش اساسی در افزایش رفاه انسان ایفا می کنند. خدمات اکوسیستم فرهنگی می تواند شامل استفاده از منابع طبیعی به طور مستقیم یا غیر مستقیم باشد.
روش انجام پژوهش:
مطالعه حاضر با هدف مدل سازی خدمت تفرج در استان سمنان انجام شد. بدین منظور از تلفیق فرآیند تحلیل سلسله مراتبی یکی از روش های تصمیم گیری چند معیاره و مدل طیف فرصت های تفرجی (ROS) استفاده شد. در مدل ROS، خدمت تفرج بر اساس شاخص پتانسیل تفرجی و شاخص دسترسی- دوری برآورد می شود. در شاخص پتانسیل تفریحی، سه عنصر درجه طبیعی بودن، مناطق حفاظت شده و جذابیت آب و در شاخص دسترسی- دوری فاصله از جاده ها و مناطق انسان ساخت نقشه برداری شد. در این پژوهش برای تهیه نقشه کاربری اراضی سال 1400، از تصاویر ماهواره سنتیل 2 استفاده شد. سپس با استفاده از الگوریتم حداکثر احتمال نقشه کاربری اراضی در 18 کلاس تهیه شد.
نتایج و بحث:
بر اساس نقشه کاربری اراضی، مراتع، اراضی بایر و زراعت دیم به ترتیب با 57/23، 27/22 و 31/17 درصد، بیشترین سطوح پوشش/کاربری زمین را در محدوده موردمطالعه به خود اختصاص داده اند. پس ازآن پهنه های آبی، شوره زار و زراعت آبی به ترتیب با 65/15، 98/10 و 84/7 درصد کاربری هایی با پوشش غالب هستند. شایان ذکر است که کمترین مساحت منطقه به پوشش تالابی و کاربری شهری اختصاص دارد. بر اساس نتایج، مناطق جنگلی و مرتعی بالاترین پتانسیل در تدارک خدمت تفرج را در منطقه موردمطالعه دارند. همچنین مشاهده شد که طبقه سوم (تامین کم- دسترسی سخت) و طبقه هفتم (تامین بالا- دسترسی آسان) به ترتیب بیشترین و کمترین پوشش سطح زمین ازنظر خدمت اکوسیستمی تفرج در استان را به خود اختصاص داده اند. درمجموع، نتایج نشان داد که خدمت اکوسیستمی تفرج تحت تاثیر عوامل مختلف ناشی از توسعه انسانی به ویژه تغییرات پوشش/ کاربری زمین است. با توجه به تمرکز هر دو متغیر تدارک خدمات اکوسیستمی و توسعه شهری و صنعتی در نیمه شمالی استان، توجه به تعارضات و تضاد های بین توسعه و مدیریت خدمات اکوسیستمی، حیاتی است. در صورت نادیده گرفتن این امر، علاوه بر تشدید ناپایداری توسعه، تخریب دارایی های طبیعی استان به ویژه جنگل ها و مراتع که منبع اصلی تدارک انواع خدمات اکوسیستمی مانند تفرج هستند، شدت می یابد.
نتیجه گیریبه طورکلی، نتایج حاکی از این است که بیشتر مکان های استان قابلیت متوسط تا کم برای عرضه خدمت تفرج را دارند. با توجه به اینکه پتانسیل تفرجی برای رفاه جمعیت شهری مهم است، افزایش پارک های شهری و مناطق زیرساختی سبز راهی مفید برای ارتقاء کیفیت تجربه تفرج است؛ بنابراین، استراتژی های توسعه شهری باید به طور فزاینده ای با هدف تقویت شبکه طبیعی و مصنوعی فضای سبز، تنوع ترکیبات گیاهی و ساختار زیست توده و مدیریت صحیح فضای سبز باشد. این امر برای طراحی فضای سبز با توجه به حداکثر رساندن خدمات اکوسیستم در استان سمنان ضروری است.
کلید واژگان: تفرج, خدمات اکوسیستم, سمنان, فرآیند تحلیل سلسله مراتبی, کاربری اراضیIntroductionWith the rapid development of society, economy and population growth, the impact of human activities on ecosystems is increasing, which has caused the relationship between human well-being and ecosystem to be in the spotlight. To that end, ecosystem services as an essential element for human development and survival emphasizes the benefits that natural ecosystems provide to humans. These services are divided into four categories based on the Millennium Ecosystem Assessment (MEA): provision, regulation, support and cultural. Cultural ecosystem services are important component of ecosystem services that refer to intangible benefits of the human beings from ecosystems and play an essential role in enhancing human well-being. Cultural ecosystem services can include the use of natural resources directly or indirectly.
Materials and MethodsThe present study was conducted with the aim of modeling recreation services in Semnan province. For this purpose, the integration of the analytic hierarchy process (AHP) of one as the multicriteria decision-making methods and the recreation opportunity spectrum (ROS) model was used. In the ROS model, recreational service is estimated based on recreation potential index and accessibility- remoteness index. In the recreation potential index, three elements: the degree of naturalness, the protected regions, and the attractiveness of water bodies, and in the accessibility- remoteness index, the distance from roads and human-made areas were mapped. In this research, Sentinel-2 satellite images were used to prepare the land use map of 2021. Then, using the maximum likelihood algorithm, land use maps were prepared in 18 classes.
Results and DiscussionAccording to the land use map, pastures, barren lands and rainfed agriculture have the highest levels of land use in the studied area with 23.57, 22.27 and 17.31% respectively. After that, waterbodies, salt marshes and irrigated agriculture are the dominant land uses with 15.65, 10.98 and 7.84%, respectively. It is worth mentioning that the smallest area of the region is dedicated to wetlands and urban uses. Based on the results, Forest and pasture areas have the highest potential in providing recreation services in the study area. It was also seen that, the third category (low provision- difficult access) and the seventh category (high provision- easy access) respectively have the highest and lowest land surface coverage in terms of the provision of recreational ecosystem services in the province. Overall, the results showed that recreation ecosystem service is affected by various factors caused by human development, especially land cover/use changes. Considering the concentration of both variables of ecosystem service provision and urban and industrial development in the northern half of the province, it is vital to pay attention to the conflicts between the development and management of ecosystem services. If this is ignored, in addition to intensifying the instability of development, the destruction of natural assets of the province, especially forests and pastures, which are the main source of provision of various ecosystem services such as recreation, will intensify.
ConclusionIn general, the results indicate that most of the places in the province have a medium to low ability to provide recreation services. Considering that recreational potential is important for the well-being of urban populations, increasing urban parks and green infrastructure areas is a useful way to improve the quality of the recreational experience. Therefore, urban development strategies should increasingly aim to strengthen the natural and artificial network of green space, diversity of plant compositions and biomass structure, and proper management of green space. This is necessary for the design of green space with regard to maximizing ecosystem services in Semnan province.
Keywords: Ecosystem Services, Recreation, Analytic Hierarchy Process, Land Use, Semnan -
مقدمه
زوال ساختمان خاک و کاهش نفوذ آب به خاک از نشانه های تخریب خاک است که منجر به کاهش پایداری و کیفیت تولید و مشکلات زیست محیطی می شود. از روش های حفاظت خاک، به طور گسترده برای مهار فرایندهای تخریب خاک و بهبود ساختمان و نفوذپذیری خاک استفاده می شود که میزان اثربخشی این روش ها در بهبود این شاخص ها و کنترل تخریب خاک نیازمند مطالعه و ارزیابی بیشتر است. این پژوهش با هدف بررسی پایداری ساختمان خاک و نفوذپذیری خاک متاثر از عملیات مختلف مدیریت و حفاظت خاک و مقایسه آنها در حوزه آبخیز رزین استان کرمانشاه انجام شده است.
مواد و روش هابرای این منظور، هشت نوع عملیات احیایی و حفاظتی رایج اعمال شده در منطقه مورد مطالعه شامل قرق و مدیریت چرای دام، تبدیل دیمزار های کم بازده به مرتع، کپه کاری و بذرکاری اراضی مرتعی، نهال کاری و تغییر کاربری اراضی منابع طبیعی به باغات دیم، اصلاح کاربری اراضی دیم زار کم بازده به مرتع یا کشت علوفه، نهال کاری در جنگل و احداث خطوط تنسیق به منظور ممانعت از خاکورزی در اراضی مرتعی و جنگلی انتخاب و ارزیابی شد. برای ارزیابی با استفاده از الگوی نمونه برداری سیستماتیک تصادفی نقاطی در محدوده هر یک از عملیات مورد ارزیابی و شاهد مربوطه برای مطالعه و نمونه برداری انتخاب و استفاده شد و پس از حفر پروفیل و نمونه برداری از خاک، در آزمایشگاه شاخص های پایداری خاکدانه ها شامل شاخص های میانگین وزنی قطر (MWD)، میانگین هندسی قطر (GMD) و شاخص نسبت خاکدانه های پایدار بزرگتر از 0.25 میلی متر (WSA>0.25)، اندازه گیری و محاسبه شد. سرعت نفوذ نهایی نیز در عرصه عملیات و شاهد مربوطه با کمک دستگاه نفوذسنج صفحه ای، اندازه گیری شد. در نهایت، مقایسه آماری مقادیر میانگین شاخص های MWD، GMD ، WSA>0.25 و سرعت نفوذ نهایی در عملیات حفاظت خاک و مناطق شاهد آنها به کمک آزمون T برای نمونه های مستقل و نیز مقایسه آماری میانگین شاخص های یاد شده در عملیات مختلف با آزمون دانکن به کمک نرم افزار SPSS انجام شد.
نتایج و بحث
نتایج ارزیابی نشان داد که کمترین میزان شاخص MWD مربوط به تسطیح اراضی و نهال کاری به ترتیب به مقدار 0.15 و 0.35 میلی متر و بیشترین آن به میزان 1.9، 1.8 و 1.6 میلی متر به ترتیب مربوط به عملیات بادام کاری 20 و 10 ساله و منطقه جنگلی است. همچنین در عملیات علوفه کاری و احداث باغ و بادامکاری 10 ساله، بیشترین مقدار شاخص WSA>0.25 بوده است که نشان از تشکیل خاکدانه های درشت و پایدار در اثر عملیات حفاظتی است. در بین هشت عملیات مورد بررسی، عملیات بادامکاری 20 ساله بیشترین درصد تغییرات را با شاخص های MWD و WSA>0.25 در جهت افزایش و بهبود این شاخص ها داشته است. همچنین نتایج شاخص سرعت نفوذ نهایی نشان داد که در اثر انجام عملیات حفاظت خاک اصلاح کاربری دیمزار کم بازده به نهال کاری و تغییر کاربری مرتع به بادامکاری با سابقه10 ساله بیشترین افزایش در مقدار سرعت نفوذ نهایی، به ترتیب به میزان 21.8 و 16 درصد نسبت به شاهد، را نشان داده است.
نتیجه گیریدر مجموع می توان بیان کرد که تاثیر عملیات حفاظت خاک منجر به افزایش سهم نسبی خاکدانه های درشت تر شده است. اما شاخص نفوذپذیری خاک نتایج متناقضی را نشان داد چراکه علاوه بر اثر عملیات های حفاظت خاک مورد ارزیابی، مولفه های دیگری نیز در شاخص نفوذ آب به خاک موثر بوده است که مستلزم انجام مطالعات تکمیلی است و در نتیجه بررسی نقش مدیریت، به ویژه مدیریت کاربری در کنترل یا تشدید روند تخریب خاک، ضرورتی جهت بهره برداری پایدار از منابع خاک است.
کلید واژگان: بادامکاری, تخریب خاک, تسطیح اراضی, خاکدانه, سرعت نفوذ نهاییIntroductionThe degradation of soil structure and reduced water infiltration into the soil are indicators of soil degradation, which lead to decreased stability and production quality, as well as environmental problems. Soil conservation methods are widely used to curb soil degradation processes and improve soil structure and permeability. The effectiveness of these methods in enhancing these indicators and controlling soil degradation requires further study and evaluation. This research aims to investigate the stability of soil structure and soil infiltration rate affected by various soil management and conservation operations, and to compare them in the Razin Watershed area of Kermanshah Province.
Materials and methodsFor this purpose, eight common reclamation and conservation operations in the study area were selected and evaluated. These operations include pit-seeding and seeding, rangeland audit plan - conversion of dryfarming to rangeland, rangeland audit plan - conversion of dryfarming to forage cultivation, almond tree planting alongside digging holes, land leveling, seedling planting, conversion of dryfarming to rangeland, forage cultivation and orchard, and forest area. For evaluation, random systematic sampling points were selected within the area of each operation and their corresponding control area for study and sampling. After digging profiles and sampling the soil, the laboratory measured and calculated soil aggregate stability indices, including Mean Weight Diameter (MWD), Geometric Mean Diameter (GMD), and the proportion of stable aggregates larger than 0.25 mm (WSA>0.25). The final infiltration rate was also measured in the operation areas and their controls using a disc infiltrometer. Finally, a statistical comparison of the mean values of MWD, GMD, WSA>0.25, and final infiltration rate in soil conservation operations and their control areas was performed using the T-test for independent samples and the Duncan test for comparing the means of these indices in various operations using SPSS software.
Results and discussionThe evaluation results showed that the lowest MWD index was related to land leveling and sapling planting at 0.15 and 0.35 mm, respectively, while the highest values at 1.9, 1.8, and 1.6 mm were related to 20-year-old almond planting, 10-year-old almond planting, and forest areas, respectively. Additionally, the highest WSA>0.25 index values were found in fodder cultivation, orchard establishment, and 10-year-old almond planting operations, indicating the formation of large and stable aggregates due to conservation operations. Among the eight operations studied, the 20-year-old almond planting operation showed the greatest improvements in MWD and WSA>0.25 indices. The results for the final infiltration rate indicated that soil conservation operations, particularly converting low-yield rain-fed lands to sapling planting and changing rangeland use to 10-year-old almond planting, led to the highest increases in final infiltration rate, at 21.8% and 16%, respectively, compared to the control.
ConclusionOverall, soil conservation operations increased the relative share of larger soil aggregates. However, the soil infiltration rate index showed conflicting results, as factors other than the evaluated conservation operations also influenced water infiltration into the soil, necessitating further studies. Consequently, examining the role of management, especially land use management, is essential for sustainable soil resource utilization.
Keywords: Almond Tree Planting, Final Infiltration Rate, Land Leveling, Soil Aggregates, Soil Degradation -
The expansion of human activities has caused widespread disturbances in ecosystems worldwide, necessitating the development of effective tools to monitor and quantify these changes. Remote sensing stands as a powerful tool for monitoring and quantifying ecological changes over time and space. In this study, a remote sensing-based ecological index (RSEI) was used to investigate land degradation and desertification in Alborz province during the period 2000-2020. After examining land use changes, the trend of RSEI outputs was evaluated using the Mann-Kendall test and Theil-Sen estimator. The examination of land use changes during the period 2000-2020 showed that barren lands, rangelands, shrublands and forests decreased by 2.30%, 6.25%, 1.53%, and 0.18%, respectively, while crop lands, built-up lands, and dam increased by 8.23%, 1.85%, and 0.18%, respectively. The analysis of the trend of changes in the RSEI using the Mann-Kendall test showed that the changes in 16.27% of Alborz province was decreasing, of which about 0.5% was statistically significant. This decreasing trend was also shown by the Theil-Sen estimator in 13% of this region. The results of this study using the Mann-Kendall test also showed that the RSEI values increased in 80.73% of the study area, of which about 4% increased significantly. The analysis of changes in this index using the Theil-Sen estimator showed that this index increased in 87% of this region. This study suggests that the RSEI approach performs effectively in quantifying and detecting ecological changes and, as a result, land degradation at various scales.Keywords: RSEI, Remote Sensing, Land Degradation, Alborz Province
-
مقدمه و هدف
در میان خطرها و بلاهای طبیعی، بدون تردید سیل به عنوان ناگوارترین خطر در جهان شناخته شده است. یکی از راه کارهای اساسی برای کاهش خسارت های ناشی از سیل تهیه ی نقشه ی حساسیت سیل است. پیش بینی مکانی احتمال رخداد سیل با استفاده از مدل هایی که براساس داده های مکانی و تاریخی به وجود آمده اند، در نهایت منجر به تهیه ی نقشه های حساسیت پذیری سیلاب می شود، از راه کارهای مناسب برای برنامه ریزان مدیریت زمین ها در مناطق مختلف برای پیشگیری از رخداد این پدیده است. در این پژوهش، به منظور تعیین مناطق مستعد رخداد سیل از مدل ترکیبی (هیبریدی) استنتاج عصبی و فازی تطبیقی و دستورالعمل بهینه سازی فراکاوشی رقابت امپراتوری (ANFIS-ICA) و مدل ترکیبی استنتاج عصبی و فازی تطبیقی و دستورالعمل بهینه سازی فراکاوشی ازدحام ذرات (ANFIS-PSO) استفاده شد.
مواد و روش هاآبخیز زرینه رود در شمال غربی استان کردستان و میان طول جغرافیایی ′′30′48°45 و ′′20′48°46 شرقی و عرض جغرافیایی ′′20′42°35 و ′′15′23°36 شمالی است. مساحت این آبخیز 4485/2 کیلومترمربع است. اقلیم منطقه معتدل مرطوب است و میانگین بارندگی سالانه ی آن 480 میلی متر است. موقعیت رخدادهای سیل به طور تصادفی به دو گروه آموزش (70%) و اعتبارسنجی (30%) تقسیم شد. عامل های محیطی مختلف (بلندی، جهت، شیب، انحنای سطح، کاربری زمین، سنگ شناسی، بارندگی، شاخص توان جریان، فاصله از آبراهه، شاخص رطوبت پستی بلندی) به عنوان متغیر مستقل در مدل سازی انتخاب شدند و لایه های رقومی آن ها تهیه شد. در این پژوهش از مدل ANFIS-ICA و مدل ANFIS-PSO استفاده شد. نتایج پیش بینی مدل ها بر اساس معیار (AUC) و آماره ی مهارت صحیح (TSS) ارزیابی شد.
نتایج و بحثبر پایه ی یافته های این پژوهش در مرحله ی اعتبارسنجی، مدل ANFIS-PSO با (AUC) 98/0 و آماره ی مهارت صحیح (TSS) 89/0 بیشترین دقت را داشت. همچنین عامل فاصله از آبراهه به عنوان مهم ترین عامل محیطی شناسایی شد. افزون بر این، شیب زمین و TWI به ترتیب در جایگاه های دوم و سوم اهمیت بودند.
نتیجه گیری و پیشنهادهابر اساس نتایج این پژوهش، رویکرد ترکیبی (هیبریداسیون) که ترکیب شدن مدل های یادگیری ماشینی و دستورالعمل های بهینه سازی فراکاوشی است، موجب افزایش قدرت یادگیری و همچنین توان پیش بینی مدل شد. همچنین عامل فاصله از آبراهه و شیب زمین مهم ترین عامل های موثر در سیل گیری هستند. بر اساس نتایج و تحلیل های انجام شده می توان نتیجه گیری کرد که مدل های یادگیری ماشینی قابلیت زیادی در پیش بینی توان سیل گیری دارند. در این پژوهش نقشه های توان سیل تهیه شده می تواند برای مدیران و کارشناسان بسیار کاربردی بوده و در برنامه ریزی اقدام های مهارکردن سیل استفاده ی عملی داشته باشد. توجه کردن به امکانات و اقدام های مهارکردن سیل در موقعیت هایی که توان سیل گیری زیادی دارند، موجب افزایش مدیریت سیل از نظر اقتصادی و فنی می شود.
کلید واژگان: خطر, سیل, مخاطره های طبیعی, مدل سازی, مدیریت سرزمینIntroduction and GoalAmong natural disasters, flood is undoubtedly the most catastrophic hazard in the world. One of the basic strategies for reducing the damage caused by floods is to prepare a flood sensitivity map. Spatial prediction of the flooding probability using models created from spatial and historical data, which ultimately leads to the preparation of flood sensitivity maps is an appropriate solution for land management planners in different areas to prevent the occurrence of this phenomenon. In this research, in order to determine flood-prone areas, the hybrid model of adaptive neural and fuzzy inference and the metaexploratory optimization algorithm of imperial competition (ANFIS-ICA) and the hybrid model of adaptive neural and fuzzy inference and the metaexploratory optimization algorithm of particle swarm (ANFIS-PSO) are used.
Materials and MethodsThe Zarine River watershed has an area of 4485 km2 and is located in the northwest of Kurdistan province between the longitude of 45°48ʹ30ʺand 46°48ʹ20ʺ east and the latitude of 35°42ʹ20ʺ and 36°23ʹ15ʺ north. The climate of the region is humid and the average annual rainfall is 480 mm. Locations of flood events were randomly divided into two groups: training (70%) and validation (30%). Various environmental factors (height, direction, slope, surface curvature, land use, lithology, rainfall, flow power index, distance from river and topographic wetness index) were selected as independent variables in the modeling and their digital layers were prepared. The ANFIS-ICA and ANFIS-PSO models were used in this research and their prediction results were evaluated based on the criterion (AUC) and the true skill statistic (TSS).
Results and DiscussionOn the basis of these findings, in the validation stage, the model (ANFIS-PSO) with an AUC of 0.98 and a true skill statistic (TSS) of 0.89 had the highest accuracy. The results also showed that the factor of distance from the stream was identified as the most important environmental factor. In addition, ground slope and TWI were ranked second and third in importance, respectively.
Conclusion and SuggestionsBased on the results, the hybridization approach, which combines machine learning models and meta-exploratory optimization algorithms, improves the learning power as well as the predictive power of the model. The results of this research showed that the distance from the stream and the slope of the land are the most important factors affecting flooding. Based on the results and analysis, it can be concluded that machine learning models have a high capability for predicting flood potential. The flood potential maps prepared in this research can be very useful for managers and experts and can be used in planning flood prevention measures. Directing flood control facilities and measures in situations with a high flood potential will improve flood management from an economic and technical point of view.
Keywords: flood, Land management, modeling, Natural hazards, risk -
پژوهش حاضر با هدف ارزیابی شدت خطر بیابان زایی براساس مدل جهانی ESAs و ارائه راهبردهای مدیریتی مبتنی بر برنامه ریزی سناریو در خراسان رضوی انجام شد. در این تحقیق از 5 معیار اقلیم، خاک، پوشش گیاهی، فرسایش و مدیریت انسانی و 20 شاخص استفاده شد. امتیازدهی شاخص ها با استفاده از پرسشنامه و براساس نظرات کارشناسان، مدیران و افراد باتجربه در موضوع بیابان زایی و به همراه بازدیدهای میدانی صورت گرفت. ارائه راهبردها و استراتژی های مدیریتی نیز به روش دلفی، برنامه ریزی سناریو و در قالب پنل های کارشناسی انجام شد. نتایج نشان داد که معیار پوشش گیاهی با ارزش 419/1، بیشترین اهمیت را در گسترش بیابان زایی خراسان رضوی داشته است. سپس، معیارهای مدیریت انسانی، اقلیم، فرسایش و خاک نیز به ترتیب مهم ترین عوامل شدت خطر بیابان زایی بوده اند. بخش های شمال غربی استان به دلیل تغییرات شدید کاربری اراضی و شدت فرسایش آبی و بخش های مرکزی، شرقی و جنوبی نیز به دلیل استمرار خشکسالی، تخریب پوشش گیاهی و شدت فرسایش بادی در شرایط بحرانی بیابان زایی قرار دارند. این موضوع می تواند یک هشدار جدی برای مدیریت اراضی در خراسان رضوی باشد؛ لذا برای کاهش خطر بیابان ز ایی، 6 راهبرد مدیریتی و 41 استراتژی اجرایی در قالب سه رویکرد مبتنی بر توسعه پایدار و تحلیل سناریوهای آینده نگر پیشنهاد شد.
کلید واژگان: آینده پژوهشی, تخریب سرزمین, روش دلفی, شاخص, فرسایش خاکIntroductionDesertification is one of the most significant process of land degradation in all the world, especially in arid and semi-arid regions. In the United Nations Convention to Combat Desertification report (1994), Desertification is land degradation in dry-lands, resulting from various factors, including both climatic variations and human activities. This process is always associated with soil degradation, pollution and reduction of water resources, vegetation and other biological resources in natural and ecological conditions. Therefore, determining the main factors of this process can be very effective in proper land management. This research was conducted with the aim of zoning sensitivity areas to the desertification intensity based on ESAs model and providing management strategies based on scenario planning in Razavi Khorasan province.
Materials and MethodsIn this research, five criteria such as climatic quality, soil, vegetation, erosion and management (human activities), and 20 indicators such as soil texture, soil depth, rock fragment, parent Material, vegetation density, fire risk, rainfall. drought, water and wind erosion, land use change, mining, livestock density in pasture, etc. were used. were used. Scoring and weighting of the indicators was done using a questionnaire and based on the expert opinions of specialists, executive managers and field experiments. The designed questionnaire included 21 questions, that classified in the form of 5 criteria of soil, climate, vegetation, erosion and management, which were distributed among the statistical population in two rounds. Management strategies and policies were also obtained in the Delphi method in the form of expert panels (brainstorming).
Results and DiscussionThe results showed that the vegetation criteria with indicators such as the reduction of vegetation, the increase in the risk of fire in pastures and forests due to the continuous droughts of the past two decades and the increase in the intensity of wind and water erosion, with a value of 1.419, has had the greatest value and importance in expansion the intensity of desertification. After that, factors such as human activities (management), climate, erosion and soil respectively have had the greatest impact on the sensitivity areas to desertification in Khorasan Razavi province. In terms of the critical situation, the high percentage of the areas in the northwestern regions such as Quchan and Chenaran township due to the impacts of drought, severe changes in land use and water has become desertification. In the central, eastern and southern parts due to drought, land use changes, lack of optimal land management and wind erosion, main reason has been the expansion of desertification. Besides that, all the townships of Khorasan Razavi province have fragile conditions. This issue can be considered as an important and serious warning for the future management of Khorasan Razavi province. Therefore, in order to provide effective ways to deal with the intensity of desertification, based on the opinion of experts and specialists in the current research, by considering only the priority indicators of each of the criteria, the number of 10 cross matrix of the important indicators of each of the criteria, 20 scenarios, 6 strategies and more than 40 strategies were obtained. So that, by using the suggested strategies could be planned and managed according to regional and local conditions, to reduce the intensity of desertification.
ConclusionsThe ESAs model uses four criteria of management, vegetation, soil quality and climate mainly to evaluate areas sensitive to desertification. So that, in this research, due to the importance of the erosion (water and wind erosion), for zoning map of sensitivity areas to desertification were used. In order to provide management plans (strategies and policy), to reduce and combat desertification in Khorasan Razavi province, management strategies such as; -sustainable management of vegetation, - water resources management and watershed management, - soil management, - livestock management and reduction of environmental hazards caused by human activities, -education, promotion and culture and sustainable management. Therefore, in this research, only the important strategies and policy that can provide a comprehensive vision of land management in Khorasan Razavi province, were suggested.
Keywords: Delphi method, Futures studies, Index, Land degradation, Soil erosion -
بررسی تغییرات تراکم پوشش های گیاهی و کاربری اراضی، یکی از مهم ترین جنبه های مدیریت منابع طبیعی و بازنگری در تغییرات محیطی است. در تحقیق حاضر با استفاده از تکنیک سنجش ازدور، پایش تغییرات پوشش گیاهی و ارتباط آن با دمای سطح زمین و کاربری اراضی در شهرستان خداآفرین و کلیبر با استفاده از فناوری سنجش از دور در طی دوره 22 ساله (2022-2000) مورد بررسی قرار گرفت. جهت انجام تحلیل های آماری و بصری بر روی تصاویر ماهواره ای، از نرم افزارهای Envi 5.6 و Arc GIS10.8 استفاده شد. برای بررسی تغییرات مساحت و کیفیت پوشش گیاهی از شاخص NDVI استفاده شد. همچنین، به منظور بررسی تغییرات کیفی پوشش گیاهی، مقادیر عددی این شاخص به سه طبقه متراکم، نیمه متراکم، ضعیف یا فاقد پوشش گیاهی طبقه بندی شد و تغییرات دمایی سطح زمین در دوره مطالعاتی با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست محاسبه شد و سپس نقشه های کاربری اراضی براساس روش طبقه بندی نظارت شده و از طریق الگوریتم حداکثر تشابه استخراج شد. براساس تجزیه وتحلیل های صورت گرفته مشخص گردید، در بازه زمانی مورد مطالعه، 58196 هکتار حدودا 6/15 درصد تراکم پوشش گیاهی انبوه و 38415 هکتار حدودا 10/2درصد تراکم پوشش گیاهی نیمه متراکم از بین رفته است. در حقیقت 96611 هکتار حدودا 25/8 درصد از تراکم پوشش گیاهی متراکم و نیمه متراکم طی 22 سال تبدیل به دیگر کاربری های شده است. بررسی کاربری اراضی منطقه نشان داد که تغییرات تراکم پوشش گیاهی بیشتر مربوط به کاربری اراضی زراعی و باغی و مراتع می باشد و در طول دوره مورد مطالعه بیشترین تخریب مربوط به تراکم پوشش گیاهی انبوه می باشد. در نهایت، بررسی ارتباط پوشش گیاهی و دمای سطح زمین (LST) نشان داد شاخص پوشش گیاهی (NDVI) همبستگی منفی و معکوسی با دمای سطح زمین دارد و در اکثر مناطقی که پوشش گیاهی انبوه تری دارند؛ دمای کمتری را نشان می دهد. نتایج تحقیق گویای این مطلب است که مهم ترین عامل تغییرات تراکم پوشش گیاهی در منطقه، فعالیت های انسانی از جمله کشاورزی، ساخت و ساز و راه سازی، موجب تغییرات بسیاری در پوشش سطح زمین شده است، تجزیه وتحلیل مساحت این کاربری ها نشان داد که سطح اراضی کشاورزی و مراتع افزایش چشمگیری پیداکرده که عمدتا این افزایش نتیجه تبدیل تراکم پوشش گیاهی انبوه به خصوص جنگل ها به کشاورزی می باشد. نتایج پژوهش حاضر می تواند مورد استفاده سازمان های جهاد کشاورزی، منابع طبیعی و وزارت کشور قرار گیرد.کلید واژگان: پوشش گیاهی, خداآفرین-کلیبر, دمای سطح زمین, کاربری اراضیInvestigating changes in vegetation density and land use is one of the most important aspects of natural resource management and reviewing environmental changes. In this research, using remote sensing technique, the monitoring of changes in vegetation cover and its relationship with surface temperature and land use in Khoda Afarin and Kalibar cities were investigated using remote sensing technology during a period of 22 years (2000-2022). To perform statistical and visual analysis on satellite images, Envi 5.6 and Arc GIS 10.8 software were used. NDVI index was used to investigate changes in vegetation area and quality. Also, in order to investigate qualitative changes in vegetation, the numerical values of this index were classified into three classes: dense, semi-dense, weak or no vegetation, and the temperature changes of the earth's surface during the study period using It was calculated from Landsat satellite images and then the land use maps were extracted based on the supervised classification method and through the maximum similarity algorithm. Based on the analysis, it was determined that in the studied period, 58,196 hectares, about 15.6% of dense vegetation density, and 38,415 hectares, about 10.2% of semi-dense vegetation density, have been lost. In fact, 96,611 hectares, about 25.8% of the density of dense and semi-dense vegetation, have been converted to other uses in 22 years. The study of land use in the region showed that the changes in vegetation density are mostly related to the use of agricultural and garden lands and pastures, and during the study period, the most destruction is related to dense vegetation density. Finally, investigating the relationship between vegetation cover and land surface temperature (LST) showed that the vegetation cover index (NDVI) has a negative and inverse correlation with the land surface temperature and in most areas that have denser vegetation cover; shows a lower temperature. The results of the research show that the most important factor in the changes in vegetation density in the region is human activities such as agriculture, construction and road construction, which have caused many changes in the land surface, the analysis of the area of these land uses shows He said that the level of agricultural lands and pastures has increased significantly, which is mainly the result of the conversion of dense vegetation, especially forests, to agriculture. The results of this research can be used by the organizations of agricultural jihad, natural resources and the Ministry of Interior.Keywords: Earth surface temperature, Khodafarin-Kalibar, Land use, vegetation
-
اثرات منفی شوری خاک بر محیط های طبیعی و انسانی این پدیده را به یکی از تهدیدات جدی در مدیریت پایدار مناطق خشک و نیمه خشک تبدیل کرده است. بنابراین، در مطالعه حاضر تغییرات مکانی- زمانی شوری خاک و تغییرات کاربری/ پوشش زمین در بخشی از حوضه سیستان واقع در مناطق خشک جنوب شرقی ایران که در سال های اخیر در معرض پدیده شوری خاک قرار گرفته است مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه با استفاده از اندازه گیری های حاصل از نمونه برداری های زمینی و ابزارهایی نظیر سنجش از دور (RS) و سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) نقشه های کاربری/ پوشش زمین و شوری خاک برای سال های 1989 و 2019 تهیه شد. بر اساس نتایج، میزان میانگین نرمال شده شوری خاک در سال 1989 برابر 322/0 بوده و در سال 2019 این میزان با رشد حدود 188/0 به 52/0رسیده است. همچنین، نتایج حاصل از مقایسه روند افزایش شوری و تغییرات کاربری/ پوشش زمین در منطقه نشان می دهد که این دو عامل متقابلا تاثیر به سزایی بر یکدیگر دارند. از سوی دیگر، تبدیل کاربری/ پوشش زمین از کاربری های کشاورزی آبی و بسترهای آبی به کاربری های مناطق بایر، کشاورزی دیم و مناطق انسان ساخت موجب کاهش پوشش گیاهی و مناطق آبی در منطقه شده که به دلیل ایجاد فرسایش حاصل از بادهای 120 روزه و نشست ذرات نمک در کل منطقه موجب افزایش شوری خاک می شود. اگرچه احداث چاه نیمه ها در این منطقه، اندکی از مشکلات محیط زیستی آن کاسته است. با این حال، بر طبق نتایج، این چاه نیمه ها نتوانسته اند اثرات منفی حاصل از تخریب زیستگاه ها و نیز خشکی بخشی از دریاچه هامون و رودخانه هیرمند را به طور کامل جبران کنند.
کلید واژگان: تغییرات شوری خاک, تغییرات کاربری, پوشش زمین, مناطق خشک, الگوریتم جنگل تصادفی, گوگل ارث انجین (GEE)The negative effects of soil salinity on natural and human environments have turned such phenomenon into one of the serious threats to the sustainable management of arid and semi-arid areas. The present study aims to evaluate the spatial-temporal variations in land use/land cover and soil salinity in a part of Sistan basin located in the arid regions of southeastern Iran, which has been exposed to the phenomenon of soil salinity during the recent years. To this aim, land use/land cover and soil salinity maps were prepared for 1989 and 2019 using the measurements obtained from ground sampling and instruments such as remote sensing (RS) and geographic information system (GIS). Based on the results, the normalized average soil salinity was 0.322 during 1989, reaching 0.52 during 2019 with a growth of 0.188. In addition, comparing the trend of salinity increase and land use/land cover variations in the region indicates that such factors affect each other significantly. Further, the conversion of land use/land cover from irrigated agricultural uses and water bodies to bare lands, rainfed agriculture, and man-made areas has decreased the vegetation cover and water areas, leading to an increase in soil salinity due to the erosion created by the 120- day wind of Sistan and sedimentation of salt particles in the whole region. Chah-nimehs have not been able to fully compensate for the adverse effects generated by the destruction of habitats and drying up of a part of Hamun Lake and Hirmand River, despite their slight success in reducing the environmental obstacles.
Keywords: Soil salinity changes, Land use, land cover changes, Arid areas, random forest algorithm, Google Earth Engine (GEE) -
تغییر کاربری اراضی کشاورزی یکی از چالش های مهم در ارتباط با تولید محصولات کشاورزی و امنیت غذایی محسوب می شود. که نتیجه آن از دست رفتن خاک و به خطر افتادن امنیت غذایی است. این مطالعه با هدف بررسی چالش های مرتبط با اراضی حاصلخیز کشاورزی ایران صورت گرفت که تهدید کاربری اراضی کشاورزی را در ابعاد مختلف مورد بررسی قرار داده است. در ادامه با مروری بر قوانین تغییر کاربری اراضی در کشورهای مختلف و بررسی قوانین موجود در کشور ایران، سیاست های کلی مرتبط با صیانت از اراضی کشاورزی مورد واکاوی قرار گرفته است. بررسی ها نشان داد که هر کشور مجموعه قوانینی را برای حفاظت از اراضی کشاورزی تدوین کرده است. ارزیابی قوانین کاربری اراضی در ایران نشان می دهد که علی رغم وجود قوانین مرتبط، اجرای آن ها بسیار ضعیف بوده و دلایل اجتماعی و تاریخی تغییر کاربری اراضی نیز در کنار عدم پایبندی جامعه به قانون در این مورد اثرگذار بوده است. نتایج ارزیابی تغییرات زمانی رشد و توسعه کلان شهرها نشان داد که وسعت محدوده شهری در مراکز استان های مختلف گسترش زیادی داشته که موجب از بین رفتن اراضی حاصلخیز کشاورزی در محدوده این شهرها شده است. آمار پنج ساله تقاضای تغییر کاربری اراضی به تفکیک استان ها نیز بیانگر تمایل مالکان به تغییر کاربری اراضی برای سودآوری بیشتر بوده که نتیجه آن از بین رفتن خاک های حاصلخیز، کاهش تولیدات کشاورزی و به خطر افتادن امنیت غذایی کشور است.کلید واژگان: ارزیابی اراضی, تخریب خاک, صیانت از اراضی, قابلیت کشاورزی, قانون حفاظت خاکAl land use changes pose a most serious challenge to agricultural production, resulting in the loss of fertile soil and food security. The present study was conducted to investigate the challenges associated with fertile agricultural lands in Iran as an attempt to examine and identify the different aspects of the threats agricultural lands are faced with. As a second step, the laws and regulations governing land use change in different countries and in Iran were reviewed and the general policies related to the protection of agricultural lands were examined. The review of land use laws in Iran showed that, despite their abundance, they have suffered from poor law enforcement as a result of both social and historical reasons as well as a public negligence of and non-adherence to the laws. Evaluations of temporal changes in the growth and development of metropolises as provincial centers revealed that they had greatly expanded beyond their original limits to annex fertile agricultural lands in the suburbs to these large cities. The five-year statistics of the requests submitted for land use change in each province also revealed landlords’ increasing demands submitted for land use change motivated by more profits out of their property, which result in loss of fertile soil, decreased agricultural production, and endangered food security.Keywords: land evaluation, Soil Degradation, land protection, Agricultural production, soil protection law
-
اقلیم در کارهای کشاورزی از جایگاه مهمی برخوردار میباشد و از دو دیدگاه قابل بررسی است. 1-برای کشت یک گیاه خاص چه مکانهایی دارای اقلیم مناسب هستند و 2-یک اقلیم خاص برای کشت چه گیاهانی مناسب است. چون دیدگاه دوم کمتر مورد توجه قرار گرفته، در این پژوهش با معرفی روشی استاندارد (روش سایز)، این دیدگاه بررسی شده است. منطقه مطالعاتی در محدوده شهرستان ماکو قرار دارد. ارزیابی تناسب اقلیمی به روش عددی و با استفاده از دادههای ایستگاه سینوپتیک ماکو برای پسته، بادام، گلابی، آلو، گیلاس و آلبالو انجام شد. یافته ها نشان دادند بجز پسته که دارای کلاس تناسب اقلیمی کم (S3) می باشد، گیاهان دیگر در کلاس تناسب متوسط (S2) قرار می گیرند ولی مقدار عددی شاخص اقلیمی برای هر محصول متفاوت است. روش معرفی شده این امکان را فراهم آورد که افزون بر شناسایی مهم ترین عامل های موثر اقلیمی برای کشت هر گیاه، محدودکننده ترین عامل را در دوره فنولوژی تعیین نمود. چنین یافته هایی نشان دادند ارتباط تنگاتنگی بین نوع محصول، دوره فنولوژی، ویژگیهای اقلیمی و موقعیت مکانی وجود دارد. بر این اساس می توان با در نظر گرفتن هم زمان دوره فنولوژی گیاه و ویژگی های اقلیمی، مناسبترین گیاه یا گونه های گیاهی برای یک منطقه انتخاب شود؛ هرچند، در راستای توسعه پایدار باید سایر اجزاء سرزمین از جمله خاک و ناهمواری ها را هم مد نظر قرار داد. به طورکلی، رویکرد بکاررفته در این پژوهش می تواند به عنوان یک ابزار کارآمد، هم برای انتخاب مناسبترین گیاهان در یک اقلیم و هم انتخاب مناسبترین مکان (از نظر اقلیم) برای گیاهان مشخص، مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: ارزیابی توان اکولوژیک, توسعه پایدار, اقلیم شناسی کشاورزی, ارزیابی سرزمینClimate has an important role in agricultural activities and can be examined from two perspectives. First, what locations are suitable for a specific plant, and second, what plants are suitable for a climate. The latter approach is less considered; thus in this study, it has been investigated by introducing a standard method (Sys method). The study area is located in Mako city. Climatic suitability evaluation was performed by numerical (parametric) method using the Maku Synoptic Station data for pistachio, almond, pears, plum, sour cherry and sweet cherry. The findings showed that except for pistachio, with marginally suitable class (S3), other plants were classified as moderately suitable class (S2) but the value of climatic index for each crop was different. The introduced method made it possible to identify the most important effective climatic factors for the cultivation of each plant and determine the most limiting factor in the phenological period. Such findings showed that there is a close relationship between crops, phenological period, climatic characteristic and location. Based on this, the most suitable plant or plant species can be selected for a region, using the phenological period of the plant and climatic characteristics. However, for sustainable development, other components of the land, such as soil and/or topography, should also be evaluated. In general, the introduced approach can be used as an efficient tool, both for choosing the most suitable plants in a climate and for choosing the most suitable place (in terms of climate) for specific plants.
Keywords: Ecological capacity assessment, Sustainable Development, Agrometeorology, Land evaluation -
دشت سمنان بسیار مساعد وقوع فرونشست بوده و خشکسالی در سال های اخیر نیز منجر به افزایش آن شده است. هدف این پژوهش ارزیابی حساسیت پذیری دشت سمنان نسبت به فرونشست زمین با استفاده از مدل نسبت فراوانی است. ابتدا موقعیت فرونشست ها با استفاده از تصاویر لندست و کار میدانی مشخص شد. بعد از طبقه بندی نقشه عوامل موثر وزن هر نقشه با استفاده از مدل نسبت فراوانی محاسبه شد. بیشترین وزن مربوط به تراز آب کمتر از 41 متر، شیب کمتر از 2 درجه، شاخص رطوبت توپورافی بیشتر از 12، کاربری کشاورزی، انحناء سطح 0/01- تا 0/01، انحناء نیمرخ 0/001- تا 0/001، فاصله کمتر از 1260 متر جاده، فاصله کمتر از 7000 متر گسل، سازندهای کواترنر و فاصله کمتر از 200 متر آبراهه بود. در نهایت با جمع کردن وزن ها، نقشه نهایی حساسیت پذیری فرونشست زمین تهیه شد. سطح زیر منحنی برای مدل نسبت فراوانی 0/76 به دست آمد که نشان می دهد این مدل برای تهیه نقشه حساسیت پذیری فرونشست زمین در دشت سمنان مناسب است. نقشه حساسیت پذیری فرونشست زمین تهیه شده در این پژوهش می تواند یک ابزار مفید و کاربردی برای برنامه ریزان و سیاست گذاران محلی برای برنامه ریزی سرزمین، مدیریت منابع و کاهش خطرات طبیعی باشد.
کلید واژگان: آب زیرزمینی, دشت سمنان, فرونشست زمین, مدل نسبت فراوانیIranian Journal of Watershed Management Science and Engineering, Volume:17 Issue: 63, 2024, PP 84 -90Semnan plain is very susceptible to land subsidence and drought, in recent years has greatly increased the occurrence of subsidence. The aim of current research is land subsidence susceptibility assessment using frequency ratio model. At first locations of the land subsidence were specified using Landsat satellite images and field surveys. After classifying conditioning factors maps, the weight of each map was calculated using the frequency ration model. The highest weight was related to water level less than 41 meters, slope less than 2 degrees, topographic wetness index more than 12, agriculture land use type, plan curvature -0.01 to 0.01, profile curvature -0.001 to 0.001, distance less than 1260 meters of road, less than 7000 meters of faults, Quaternary formations and less than 200 meters of drainage network. Finally, by combining the weights, the final subsidence susceptibility map was prepared. The AUC for the frequency ratio model was 0.76 that showed this model is acceptable for land subsidence susceptibility mapping in the Semnan Plain. Land subsidence susceptibility maps produced in this research can be useful and functional tools for regional planners and policy makers for land use planning, resource management, and natural hazard mitigation.
Keywords: Groundwater, Semnan plain, Land subsidence, Frequency Ratio model
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.