بررسی عدم قطعیت عوامل مؤثر بر خطر فرسایش آبی حوزه آبخیز قرناوه با استفاده از رویکرد میانگینگیری بیزین
نویسندگان
1 گروه علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
2 گروه علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
3 گروه علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
4 گروه علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
doi
10.22034/iwm.2024.2019913.1123چکیده
چکیده مبسوط مقدمه: ارزیابی، شناسایی و اولویتبندی مناطق مستعد فرسایش امری ضروری است اما ماهیت فرسایش خاک و فرآیندهای دخیل در آن موجب شده است که راهبردهای مؤثر در زمینه حفاظت آبوخاک، نیازمند ارزیابی خطر در مقیاسهای زمانی و مکانی مختلف باشد. از اینرو، پژوهش حاضر با بهرهگیری از رویکرد و مدل کیفی PAP/RAC به پیشبینی و تعیین وضعیت خطر فرسایش آبی حوزه آبخیز قرناوه و بررسی عدم قطعیت عوامل مؤثر بر نقشه وضعیت خطر فرسایش حاصل از مدل مذکور با روش میانگینگیری بیزین، بهمنظور ارزیابی، شناسایی و اولویتبندی بهتر نقاط در معرض خطر فرسایش آبی، به جهت ارائه راهبردهای مؤثر حفاظت آبوخاک در راستای کاهش روند و توسعه فرسایش خاک پرداخته است. مواد و روشها: مرکز فعالیت منطقهای/ برنامه اقدامات اولویتدار (PAP/RAC) که در سال 1977 تأسیس شد، یکی از شش مرکز فعالیت منطقهای برنامه اقدام مدیترانه (MAP) است که خود بخشی از برنامه محیطزیست سازمان ملل متحد (UNEP) است. بیستویک کشور مدیترانهای و همچنین اتحادیه اروپا، MAP را تشکیل میدهند و هدف مشترک آنها ایجاد محیط سالمتر مدیترانهای است که بر اصل توسعه پایدار تکیه دارد. حوزه اصلی فعالیت PAP/RAC حمایت از کشورهای مدیترانهای در بهبود مدیریت پایدار سواحل خود، بهویژه از طریق تصویب و اجرای پروتکل مدیریت یکپارچه مناطق ساحلی در مدیترانه است. در سال 1998 مدل و رویکرد PAP/RAC ارائه و با عنوان مرکز فعالیت منطقهای/ برنامه اقدامات اولویتدار مورداستفاده قرار گرفت. طی این پژوهش با توجه به ساختار اجرایی مدل و رویکرد PAP/RAC در مرحله اول (رویکرد پیشبینی) در گام اول ابتدا نقشه شیب حوضه از مدل رقومی ارتفاع 30 متری تهیه و بر اساس دستورالعمل ارزشگذاری و به پنج طبقه تقسیم شد. در گام دوم نقشه سنگشناسی از نقشههای زمینشناسی 1:250000 استان گلستان (شیت کوه کورخود) تهیه و بر اساس دستورالعمل ارزشگذاری و به پنج طبقه تقسیم شد. در گام سوم نقشه فرسایشپذیری شیب که حاصل برهمنهی (ادغام) نقشه رخسارههای سنگی و نقشه شیب مطابق دستورالعمل ارزشگذاری و تهیه شد. در گام چهارم کاربری اراضی از طبقهبندی تصاویر مردادماه سال 1402 ماهواره سنتینل 2 در محیط سامانه Google Earth Engine همراه با اطلاعات منطقهای موجود تهیه و به چهار طبقه مسکونی، جنگل، مرتع و زراعت تقسیمبندی و مطابق دستورالعمل ارزشگذاری شد. در گام پنجم نقشه تراکم پوشش گیاهی با استفاده از شاخص نرمال شده اختلاف پوشش گیاهی (NDVI) برای بازه زمانی مردادماه سال 1402 محاسبه و مطابق دستورالعمل ارزشگذاری شد. در گام ششم نقشه حفاظت خاک از ادغام نقشه کاربری اراضی و تراکم پوشش گیاهی مطابق دستورالعملها ایجاد شد. در گام هفتم نقشه وضعیت خطر فرسایش پیشبینیشده که تأثیر عوامل شیب، سنگشناسی، کاربری اراضی و پوشش زمین را در نظر میگیرد از ادغام نقشه فرسایشپذیری (تلفیق شیب و سنگشناسی) و نقشه حفاظت خاک مطابق دستورالعملها ایجاد شد. پس از ایجاد نقشه وضعیت خطر فرسایش منطقه، با رجوع به منطقه و با استفاده از عکسهای هوایی، حالتهای فرسایشی منطقه بهمنظور انجام رویکرد توصیفی مدل، برداشت و درنهایت با جانمایی حالتهای فرسایشی برداشتشده بروی نقشه پیشبینی وضعیت خطر فرسایش، رویکرد ادغام مدل اجرا گردید. در هدف دوم این پژوهش، با در نظر گرفتن مساحت حوزه (هر هکتار) بهعنوان حجم جامعه آماری و استفاده از رابطه کوکران، تعداد نقاط ب تصادفی تعیین و با استفاده از دستور Create Random points متناسب با مرز آبخیز قرناوه، در نرمافزار ArcGIS نقاط تصادفی جانمایی شد و بر اساس ارزش هر نقطه در عاملهای مدل (شیب، زمینشناسی، پوشش گیاهی و کاربری اراضی) با استفاده از روش میانگینگیری بیزین میزان تأثیر هر عامل بروی نقشه پیشبینی وضعیت خطر فرسایش آبی در محیط برنامه R مشخص شد. نتایج و بحث: نتایج حاصل از بررسی مدل کیفی PAP/RAC نشان داد که 19/0، 34/3، 94/34، 28/227 و 53/514 کیلومترمربع از حوضه به ترتیب در وضعیت خطر فرسایش خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و بسیار زیاد است. بهعبارتدیگر 81/741 کیلومترمربع از حوضه در وضعیت خطر فرسایش زیاد و بسیار زیاد است که بهطور کلی نتایج بیانگر پتانسیل بالای این حوضه در فرسایش و هدررفت خاک با توجه به عاملهای مدل کیفی PAP/RAC است و همچنین نتایج بررسی عدم قطعیت با مدل میانگین بیزین، گویای اهمیت بالای شیب و سنگشناسی در نتیجه و خروجی مدل است. نتیجهگیری: با توجه به اهمیت ارزیابی نقاط مستعد فرسایش پیشنهاد میشود، ارزشگذاری (رتبهدهی) در زمینه عاملهای مدل PAP/RAC با دقت بیشتری انجام گیرد و در صورت امکان دستورالعملهای مدل متناسب با شرایط کشور ایران تهیه گردد تا ارائه راهبردهای مؤثر حفاظت آبوخاک با توجه به نتایج مدل و در راستای کاهش روند و توسعه فرسایش خاک، مؤثرتر واقع گردد.