ارزیابی اثرات تغییر کاربری اراضی بر فرسایش خاک با استفاده از مدل RUSLE در حوزه آبخیز چرداول ایلام

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.

 در 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.

 با 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.