مهندسی و مدیریت آبخیز

با همکاری انجمن آبخیزداری ایران

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

راهنمای نویسندگان

راهنمایی دریافت کد ORCID

داوران

راهنمای عضویت در Publons

بررسی نقش عوامل ادافیکی در پتانسیل بیابان‌زایی با کاربرد روش بهینه‌سازی چندمعیاره و راه‌حل سازشی، مطالعه موردی: ارتفاعات حلقه دره، شهرستان اشتهارد، استان البرز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

2 پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی

3 عضو هیأت علمی، مدیر داخلی مجله

چکیده

فرایند بیابان‌­زایی با کاهش توان تولید بیولوژیک، منجر به انهدام اکوسیستم‌­های طبیعی می‌­شود. به­‌منظور بررسی پتانسیل خطر بیابان‌­زایی در محدوده مراتع مشرف به اشتهارد (ارتفاعات حلقه دره)، نخست اقدام به تهیه‏ نقشه‏ طبقات شیب، کاربری اراضی و زمین­‌شناسی با هدف ایجاد واحدهای همگن شد، به‌­طوری­‌که از طریق روی ­هم قرار دادن و تقاطع این نقشه‌‏ها، نقشه‏ واحدهای­‌کاری حاصل شد. در این تحقیق، سه شاخص حساسیت­‌پذیری نسبت به فرسایش، شوری و نفوذپذیری در هر یک از واحدهای کاری در نظر گرفته شدند که در نهایت هر یک به‌صورت نقشه‌‏ای طبقه‌بندی شده ارایه شدند. در این تحقیق، به­‌منظور پهنه‌‏بندی منطقه‏ تحقیق از نظر شاخص شوری و نیز نفوذپذیری به‌­ترتیب 185 و 179 نمونه طی سال­‌های 1396 و 1397 برداشت شد. سپس، اقدام به محاسبه وزن شاخص‌­ها و نیز نسبت سازگاری با کاربرد روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) شد. همچنین، از روش بهینه‌­سازی چند­معیاره و راه‌حل سازشی (VIKOR) به­‌منظور تعیین پتانسیل خطر بیابان­‌زایی استفاده شد، به­‌طوری­‌که پس از محاسبه ماتریس استانداردشده موزون، اولویت‌­بندی پتانسیل بیابان‌­زایی واحدها مبتنی بر شاخص ویکور انجام شد. دامنه تغییرات شاخص ویکور گزینه‌­ها مبتنی بر روش AHP-VIKOR از 0.443 تا 0.967 متغیر است. نتایج به‌­دست آمده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) نشان­ داد که از دیدگاه خبرگان، مهمترین عامل موثر در بیابان‌­زایی،‌ شوری است. سایر عوامل، از قبیل حساسیت به فرسایش و نیز ضریب نفوذپذیری به‌ترتیب در رده­‌های بعدی اهمیت قرار دارند. نتایج حاصل نشان‌­دهنده انطباق خیلی زیاد طبقات پتانسیل خطر بیابان­‌زایی حاصل از مدل AHP-VIKOR با طبقات مربوطه در نقشه شاهد بوده، به‌­طوری­‌که درصد انطباق و نیز عدم انطباق طبقات پتانسیل خطر بیابان­‌زایی محاسباتی با نقشه شاهد به‌­ترتیب 92.91 و 7.09 درصد است. بر این اساس، منطقه تحقیق دارای سه طبقه پتانسیل یا شدت خطر بیابان­زایی است. به‌طوری­‌که 169.39 هکتار (0.51 درصد) از منطقه دارای پتانسیل متوسط، 2336.56 هکتار (7.06 درصد) دارای پتانسیل زیاد و 30583.25 هکتار (92.43 درصد) دارای پتانسیل خیلی زیاد است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Assessing the role of edaphic factors on desertification potential using multicriteria optimization and compromise solution, case study: Halgh-e-Darreh highlands, Eshtehard County, Alborz Province

نویسندگان [English]

  • Amin Salehpour Jam 1
  • Hamid Reza Peyrowan 2
  • Mahmoud Reza Tabatabaei 2
  • Amir Sarreshtehdari 3
  • Jamal Mosaffaie 2

1 Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

2 Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

3 Scientific staff

چکیده [English]

The desertification process, by reducing the biological production potential, leads to the destruction of ecosystems. In this research, to assess the role of edaphic factors on desertification in rangelands surrounding Eshtehard, Halgh-e-Darreh highlands, first, the map of units was created by crossing maps of slope classes, land uses, and geology using ArcGIS 10.3 software. Three indices of erodibility, salinity and permeability for each land unit were considered and classified. 185 and 179 samples were taken during 2018 and 2019 for indices of salinity and permeability for zoning of  the study area, respectively. Then, weights of indices and consistency ratio were calculated by the AHP method. Method of multicriteria optimization and compromise solution, VIKOR method was used to prioritize the alternatives. After calculating the weighted normalized values, priority was given to desertification potential of the units. Also, the results of AHP showed that from the experts' point of view, salinity is the most important factor in desertification. Other factors such as susceptibility to erosion and permeability coefficient are in the next rank order, respectively. The AHP-VIKOR model has very high degree of adaptation to the corresponding classes in the control map. The percentage of compliance and non-compliance of the classes of the potential of desertification risk were 92.91% and 7.09%, respectively. The range of changes of Vikor index based on AHP-VIKOR method varies from 0.443 to 0.967. Accordingly, the study area has three classes of potential or severity of desertification areally 0.5% moderate, 7.06% high and 92.43% very high class respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Analytical hierarchy process
  • Decision making
  • Desertification hazrd
  • Positive ideal
  • VIKOR
مراجع
  1. Agassi, M., D. Bloem and M. Ben Hur. 1994. Effect of drop energy and soil and water chemistry on infiltration and erosion. Water Research, 30(1): 1187–1193.
  2. Ahmadi, H. 2012. Applied geomorphology, Vol. 1 (water erosion). University of Tehran Press, Tehran, 714 pages (in Persian).
  3. Ahmadi, H., B. Peimaninejad, A. Kosar and M. Mahdavi. 2010. A dictionary of agriculture and natural resources. Vol. 12, University of Tehran Press, Tehran, 202 pages (in Persian).
  4. Ajaj, Q.M., B. Pradhan, A.M. Noori and M.N. Jebur. 2017. Spatial monitoring of desertification extent in western Iraq using Landsat images and GIS. Land Degradation and Development, 28(8): 2418-2431.
  5. Asadi Nalivan, O., M. Rostami Khalaj, M. Mohseni Saravi and A. Sour. 2015. Prioritizing of watershed management planning using TOPSIS method in the watershed, case study: Zydasht, Taleghan.  Journal of Watershed Management Research, 6(12): 98-107 (in Persian).
  6. Bano, A. and M. Fatima. 2009. Salt tolerance in Zea mays (L.) following inoculation with rhizobium and pseudomonas. Biology and Fertility of Soils, 45: 405-413.
  7. Eskandari, H., M. Borji, H. Khosravi and T. Mesbahzadeh. 2016. Desertification of forest, range and desert in Tehran Province, affected by climate change. Solid Earth, 7(3): 905-915 (in Persian).
  8. Feiznia, S. 1997. Effect of salt domes of Iran on natural resources degradation, spread of salt land and desertification, case study: Hable-Rood of Garmsar. Proceedings of Second Conference of Desertification and Kinds of Methods of Desert Combating, Kerman, Institute of Jungles and Rangelands Researches, 185-192 (in Persian).
  9. Feiznia, S. and K. Nosrati. 2007. The effect of parent material and land-use on soil erosion, case study of the Taleghan Drainage Basin, Iran. Proceedings of Symposium HS2005 at IUGG2007, Perugia, Water Quality and Sediment Behavior of the Future: Predictions for the 21st Century, IAHS Publication, Perugia, Italy, 310 pages.
  10. Grau, J.B., A. Corrales, A.M. Tarquis Alfonso, F. Colombo, L.D.L. Rios and J.M. Cisneros. 2010. Mathematical model to select the optimal alternative for an integral plan to desertification and erosion control for the chaco area in Salta Province, Argentine. Biogeosciences, 7(2): 2601-2630.
  11. Hwang, C.L. and K. Yoon. 1981. Multiple attributes decision making methods and applications. Springer, Berlin Heidelberg, 269 pages.
  12. Karimpour Reihan, M., A. Salehpour Jam, M.K. Kianian and D. Jahani. 2007. Investigation of pedological criterion on land degradation in quaternary rock units, case study: Rude-Shoor watershed area. Desert, 12: 77-84.
  13. Kashki, M.T. 1997. Investigation of salinization trend of Playa wetlands, case study: Roodab, Sabzevar. MSc Thesis, Desert Research Institute, University of Tehran, 248 pages (in Persian).
  14. Lamchin, M., W.K. Lee, S.W. Jeon, J.Y. Lee, C. Song, D. Piao, C.H. Lim, A. Khaulenbek and I. Navaandorj. 2017. Correlation between desertification and environmental variables using remote sensing techniques in Hogno Khaan, Mongolia. Sustainability, 9(4): 581-594.
  15. Masoudi, M., P. Jokar and B. Pradhan. 2018. A new approach for land degradation and desertification assessment using geospatial techniques. Natural Hazards and Earth System Sciences, 18(4): 1133-1140.
  16. Negaresh, H., Z. Rakhshani, F. Firoozi and H. Alinia. 2016. Desertification assessment using the analytic hierarchy process and GIS in south-east Iran. Geografiska Annaler, 1: 1-14.
  17. Neave, M. and S. Rayburg. 2006. Salinity and erosion: a preliminary investigation of soil erosion on a salinized hillslope. IAHS Publication, 531 pages.
  18. Paul, D. 2012. Osmotic stress adaptations in rhizobacteria. Basic Microbiol Journal, 52: 1–10.
  19. Peyrowan, H.R. and M. Shariat Jafari. 2013. Presentation of a comprehensive method for determining erodibility rate of rock units with a review on Iranian geology. Journal of Watershed Engineering and Management, 5(3): 199-213 (in Persian).
  20. Pishyar, S., H. Khosravi, A. Tavili and A. Malekian. 2016. Ranking effective desertification indices using TOPSIS and analytic hierarchy process. Journal of Environmental Hazards, 5(8): 83-96 (in Persian).
  21. Rączkowska, Z., A. Bucała-Hrabia and P. Prokop. 2018. Geomorphological and sedimentological indicators of land degradation (M. Eghalaya, P. Lateau, N.E. India). Land Degradation and Development, 29(8): 2746-2759.
  22. Rajabi Aleni, M. 2001. Investigation of geological role on desertification, case study: Mond watershed area. MSc Thesis, Arid Mountain Zone Reclamation Group, University of Tehran, 215 pages (in Persian).
  23. Saaty, T. 1980. The analytical hierarchy process, planning, priority, resource allocation. McGraw-Hill, 287 pages.
  24. Sadeghiravesh, M.H., G. Zehtabian and H. Khosravi. 2014. Application of AHP and ELECTRE models for assessment of dedesertification alternatives. Desert, 19(2): 141-153.
  25. Salagegheh, A., S.E. Rafiei, A. Moghadamnia, A. Malekian, Sh. Araghinejad, Sh. Khalighi Sigaroudi and A. Salehpour Jam. 2017. Performance assessment of LARS-WG and SDSM downscaling models in simulation of precipitation and temperature.  Iranian Journal of Soil and Water Research, 48(2): 253-262 (in Persian).
  26. Salehpour Jam, A. 2006. Investigation of geological criterion on land degradation in geomorphological units, Rude-Shoor watershed area. MSc Thesis, Arid and Mountain Zones Reclamation, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, 191 pages (in Persian).
  27. Salehpour Jam, A., M. Karimpour Reihan, M. Mohseni Saravi, J. Bazrafshan and Sh. Khalighi Sigaroudi. 2017. Investigation of climate change effect on drought characteristics in the future period using the HadCM3 model, case study: Khoy Station, north-west of Iran. Desert, 22(1): 43-50.
  28. Salehpour Jam, A., M. Mohseni Saravi, J. Bazrafshan and Sh. Khalighi Sigaroudi. 2015. Investigation of climate change effect on drought characteristics in the future period using the HadCM3 model, case study: north-west of Iran. Journal of Range and Watershed Management, 67(4): 537-545 (in Persian).
  29. Salehpour Jam, A. and A. Sarreshtehdari. 2019. Investigation of soil index affecting on desertification in alluvial fans using AHP-VIKOR technique, case study: south of Rude-Shoor watershed area. Journal of Watershed Engineering and Management, 11(3): 711-726 (in Persian).
  30. Salvati, L., M. Zitti and L. Perini. 2016. Fifty years on: long‐term patterns of land sensitivity to desertification in Italy. Land Degradation and Development, 27(2): 97-107.
  31. Sarabian, L. 2002. Investigation of cause of salinization of water and soil in Gonbad Plain, desert combating. MSc Thesis, Arid and Mountain Zones Reclamation, Faculty of Natural resources, University of Tehran, 176 pages (in Persian).
  32. Sepehr, A. and C. Zucca. 2012. Ranking desertification indicators using TOPSIS algorithm. Natural Hazards, 62(3): 1137-1153.
  33. Tahmasebi, A. 1998. Investigation of influence causes on salinization of water and soil and desert spreading in Rude-Shoor area, Eshtehard. MSc. Thesis, Desert Combating, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, 147 pages (in Persian).
  34. Topping, J. 2012. Errors of observation and their treatment (Vol. 62). Springer Science and Business Media, 119 pages.
  35. Vieira, R.M.S.P., J. Tomasella, R.C.S. Alvalá, M.F. Sestini, A.G. Affonso, D.A. Rodriguez, A.A. Barbosa, A.P.M.A. Cunha, G.F. Valles, E. Crepani and De S.B.P. Oliveira. 2015. Identifying areas susceptible to desertification in the Brazilian Northeast. Solid Earth, 6(1): 347-360.
  36. Xu, E.Q., H.Q. Zhang and M.X. Li. 2015. Object-based mapping of karst rocky desertification using a support vector machine. Land Degradation and Development, 26(2): 158-167.
  37. Yuniwati, I. 2016. Correlation test application of supplier’s ranking using TOPSIS and AHP-TOPSIS method. Cauchy, 4(2): 65-73.
مهندسی و مدیریت آبخیز
دوره 13، شماره 2
تیر 1400
صفحه 512-524
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار