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.2024.2019913.1123
چکیده

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.