محمد رستمی خلج؛ حمزه نور؛ علی باقریان کلات
چکیده
مقدمه
انتشار خشکسالی یعنی انتقال کمبود رطوبت از خشکسالی هواشناسی به خشکسالی هیدرولوژیکی که یکی از مباحث محوری در مدیریت منابع آب بهویژه در اقلیمهای خشک و نیمهخشک است. شناخت الگوهای مکانی این انتشار و تعیین عواملی که آن را تعدیل میکنند، برای طراحی راهکارهای کاهش ریسک و مدیریت پایدار آبخوانها و رواناب ضروری است. با ...
بیشتر
مقدمه
انتشار خشکسالی یعنی انتقال کمبود رطوبت از خشکسالی هواشناسی به خشکسالی هیدرولوژیکی که یکی از مباحث محوری در مدیریت منابع آب بهویژه در اقلیمهای خشک و نیمهخشک است. شناخت الگوهای مکانی این انتشار و تعیین عواملی که آن را تعدیل میکنند، برای طراحی راهکارهای کاهش ریسک و مدیریت پایدار آبخوانها و رواناب ضروری است. با توجه به اهمیت حساسیت حوضهها نسبت به تنشهای اقلیمی در شرق ایران، این پژوهش بهمنظور تحلیل مکانی انتشار خشکسالی و بررسی نقش ویژگیهای محیطی حوضهها در استان خراسان رضوی انجام شد.
مواد و روشها
در این پژوهش از دادههای ۴۶ حوضه در بازه زمانی ۲۹ ساله (فروردین 1367 تا شهریور 1395) استفاده شد. برای شناسایی خشکسالیهای هواشناسی و هیدرولوژیکی بهترتیب از شاخصهای استاندارد بارش (SPI) و شاخص شدت خشکسالی جریان (SSI) استفاده شد و رخدادهای خشکسالی با آستانه ≤1- استخراج و رخدادهای جفتشده تعیین شدند. برای هر رخداد، شدت و حدت خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی محاسبه شد و سپس نسبتهای شدت و حدت انتشار و نسخههای نرمالشده آنها بهدست آمد. مجموعهای از متغیرهای فیزیوگرافی و اقلیمی حوضهها (شیب، شاخص نرمالشده تفاوت پوشش گیاهی (NDVI)، شاخص فصلی بودن بارش (Ps)، کسری برف (fₛ)، شاخص خشکی (Ai) و ظرفیت نگهداری آب خاک (AWC)) بهصورت میانگین حوضهای استخراج شد و مورد تحلیل همبستگی قرار گرفتند.
نتایج و بحث
تحلیلهای مکانی نشان داد که میانگین شدت خشکسالی هواشناسی در محدوده 0.23 تا 2.17 با میانگین تقریبی 2.1 قرار گرفت، در حالیکه شدت خشکسالی هیدرولوژیکی در دامنه 0.14 تا 1.16 و میانگین 0.65 قرار دارد. ضریب تغییرات شدت خشکسالی هیدرولوژیکی حدود 63 درصد و برای شدت خشکسالی هواشناسی حدود 37.7 درصد محاسبه شد که بیانگر تغییرپذیری مکانی بیشتر خشکسالی هیدرولوژیکی است. در سطح حوضهها، ۵۴ درصد از حوضهها کاهش در شدت انتشار و 67 درصد کاهش در حدت انتشار را نشان میدهند، بهطوری که میانگین شدت انتشار 0.03- و میانگین حدت انتشار 0.1- بهدست آمد؛ این الگو نشاندهنده تضعیف عمومی اثر خشکسالی در مسیر انتقال به سامانههای هیدرولوژیکی است. همبستگی منفی و معنیدار میان ویژگیهای خشکسالی هواشناسی و نسبتهای شدت و حدت انتشار (بهترتیب 0.48- و 0.67-) نشان میدهد که رخدادهای هواشناسی با شدت و حدت بالاتر تمایل دارند در حین انتشار تضعیف بیشتری را تجربه کنند، یعنی شدت بالای خشکسالی جوی همیشه به شدت هیدرولوژیکی متناظر تبدیل نمیشود. در بررسی عوامل محیطی، شاخص پوشش گیاهی (NDVI) رابطه منفی و معنیداری با هر دو نسبت انتشار نشان داد و ظرفیت نگهداری آب خاک نیز با نسبت حدت انتشار همبستگی منفی معنیدار داشت. در مقابل، شاخص فصلی بودن بارش و شاخص خشکی رابطه معنیداری با نسبتهای انتشار نشان ندادند و کسری برف تنها همبستگی منفی ضعیفی با نسبت شدت انتشار داشت. شیب حوضه نیز رابطه معنیداری با نسبتها نشان نداد. این الگوها نشان میدهد که در خراسان رضوی، ویژگیهای درونی حوضه بهویژه پوشش گیاهی و ظرفیت ذخیره خاک نقش کلیدی در تضعیف انتقال خشکسالی ایفا میکنند.
نتیجهگیری
نتایج این پژوهش نشان داد که در ۴۶ حوضه استان خراسان رضوی، فرایند انتشار خشکسالی عمدتا با تضعیف شدت و حدت همراه است؛ بهگونهای که در ۵۴ درصد حوضهها شدت و در ۶۷ درصد حوضهها حدت خشکسالی در مرحله انتقال کاهش یافت. میانگین نسبتهای انتشار شدت و حدت بهترتیب حدود 0.03- و 0.1- بود. شدت و حدت خشکسالی هواشناسی قویترین کنترلکنندههای انتشار شناخته شدند و بین هر دو با نسبتهای انتشار، همبستگی منفی و معنیدار مشاهده شد. در میان عوامل محیطی، پوشش گیاهی (NDVI) و ظرفیت نگهداری آب خاک مؤثرترین نقش را در تضعیف انتشار داشتند، در حالیکه شاخصهای اقلیمی نقش چشمگیری نشان ندادند.
مریم سلیمانی پراپری آزاد؛ میر مسعود خیرخواه زرکش؛ محمدجعفر سلطانی؛ علیرضا مجیدی
چکیده
مقدمهرشد سریع شهرها و روند صنعتیشدن، مشکلات محیطزیستی زیادی را در بسیاری از مناطق جهان ایجاد کرده است. آگاهی از روند تغییرات پوشش و کاربری اراضی طی دورههای زمانی طولانی برای برنامهریزان و مدیران بهمنظور ارزیابی و پیشبینی مشکلات ناشی از این تغییرات بسیار با اهمیت است. سنجشازدور، ابزار مؤثری برای پایش تغییرات پوشش ...
بیشتر
مقدمهرشد سریع شهرها و روند صنعتیشدن، مشکلات محیطزیستی زیادی را در بسیاری از مناطق جهان ایجاد کرده است. آگاهی از روند تغییرات پوشش و کاربری اراضی طی دورههای زمانی طولانی برای برنامهریزان و مدیران بهمنظور ارزیابی و پیشبینی مشکلات ناشی از این تغییرات بسیار با اهمیت است. سنجشازدور، ابزار مؤثری برای پایش تغییرات پوشش اراضی در مناطق شهری و حوالی آن است. شهر تهران در چند دهه اخیر به واسطه رشد و به دنبال مهاجرت افراد، گسترش زیادی پیدا نموده و اثرات فراوانی بر محیطزیست پیرامون خود بر جای گذاشته است. ازاینرو، پژوهش حاضر به ارائه مدلی مبتنی بر الگوریتم درخت تصمیم (Decision Tree) جهت طبقهبندی و پایش تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تصاویر سنجنده TM و MSS در محدوده غرب شهر تهران در فاصله سالهای 1975 تا 2011 پرداخته است. مواد و روشهادر این پژوهش، ابتدا یک تصویر سنجنده MSS و سه تصویر سنجنده TM ماهواره لندست است که در ماه خرداد اخذ شده و سپس دادههای کمکی یعنی مدل رقومی ارتفاع مستخرج از نقشه توپوگرافی 1:25000 سازمان نقشهبرداری است مورداستفاده قرار گرفته است. بعد از انجام پیشپردازشها، با استفاده از شاخصهای پوشش اراضی از جمله شاخص پوشش گیاهی، روش DT و ترکیب آن با روش طبقهبندی حداکثر احتمال طبقههای کاربری اراضی استخراج شد. سپس، دقت تصاویر طبقه شده حاصل از DT با کمک ضریب کاپا و دقت کلی ارزیابی صحت شد و در پایان با استفاده از روش مقایسه تصاویر در زمانهای موردمطالعه تغییرات طبقههای مختلف کاربری اراضی محاسبه شد. نتایج و بحثبر اساس یافتههای این پژوهش، صحت کلی طبقهبندی برای سال 2011، 82 درصد است. همچنین، نتایج پایش تغییرات نشان داد که تراکم فضاهای ساختوساز شده طی دوره زمانی 36 ساله دارای روندی مثبت و رو به افزایش است و در پی آن سایر اراضی در حال کاهش بودهاند. تراکم فضاهای ساختوساز شده در سال 1975 با مساحت 2166 هکتار که معادل 8 درصد بوده به 8125 هکتار یعنی 29 درصد در سال 2011 رسیده است. در مجموع درصد تغییرات نسبی آن 21 درصد معادل 5959 هکتار است. با بررسی تغییرات کاربری اراضی در غرب شهر تهران از سال 1975 تا سال 2011 که در نقشهها نمایش داده شده است، میتوان گفت که با توسعه شهرنشینی و افزایش نیاز افراد به خدمات مختلف و نبود فضای کافی برای جوابگویی به این نیازها فضاهای باز و سبز غرب شهر تهران تخریب شده و جایگزین کاربریهای مختلف شده است.نتیجهگیریپژوهش حاضر با هدف پایش پوشش و کاربری اراضی محدوده غرب تهران با دقت بالای طبقهبندی از طریق مدل مبتنی بر الگوریتمDT و تلفیق نتایج طبقهبندی حداکثر احتمال با آن به انجام رسید. برای انجام پژوهش از تصاویر ماهوارهای چندزمانه سنجنده TM و MSS ماهواره لندست و دادههای کمکی استفاده شده و پس از تهیه نقشه کاربری اراضی هر دوره زمانی، نقشه تغییرات پوشش و کاربری اراضی استخراج شد. نتایج این پژوهش نشان میدهد که دادههای سنجشازدور همراه با فنهای طبقهبندی ترکیبی از توانایی بالایی در استخراج انواع نقشههای کاربری اراضی و همچنین ارزیابی تغییرات کاربری برخوردارند و همچنین پتانسیل دادههای سنجنده MSS و TM ماهواره لندست را بهعنوان یک ابزار مناسب و اقتصادی برای تصویر نمودن و تجزیهوتحلیل تغییرات پوشش اراضی در طی زمان نشان میدهد. همچنین نتایج پژوهش حاضر حاکی از آن است که استفاده از روش شاخهای یا چندمرحلهای برای طبقهبندی تصاویر ماهوارهای، دارای مزایایی از جمله کاستن زمان پردازش، بهبود صحت طبقههای تعلیم کوچک، بهکارگیری منابع متفاوتی از دادهها، مجموعههای مختلف از خصوصیات و حتی الگوریتمهای متفاوت در هر مرحله از تصمیمگیری است.
