مهدی فعال نذیری

در این پژوهش به بررسی تغییرات کاربری اراضی با دمای سطح زمین و خودهمبستگی فضایی با استفاده از شاخص موران و لکه های داغ جزیره حرارتی شهرستان کرج پرداخته شده است . بدین منظور از تصاویر ماهواره ای لندست و سنجنده های (TM-OLI) سال های 2000 - 2018 بهره گرفته شد . ابتدا تصاویر مربوطه اخذ و پیش پردازش های لازم اعمال شد . سپس طبقه بندی با استفاده از روش شیءگرا و الگوریتم نزدیک ترین همسایگی صورت گرفت و دمای سطح زمین با الگوریتم های پنجره مجزا و تک باندی استخراج شد . نتایج نشان داد که زمین بایر در سال 2000 و 2018 به ترتیب با مقادیر 46 - 44 (درجه سانتی گراد)، دارای بیش ترین دما می باشند که من اطق بایر حاشیه شهر به دلیل عدم وجود پوشش گیاهی، ظرفیت بالای جذب گرما توسط خاک لخت، دم ای س طح زم ین بالایی را دارا می باشند و کاربری مناطق آبی در سال 2000 و 2018 به ترتیب مقادیر 38 - 25 (درجه سانتی گراد) را به خود اختصاص داده اند که آب گرمای بیش تری را دفع و دارای دمای پایین تری می باشد . همچنین نتایج نشان داد رابطه قوی بین کاربری اراضی و دما وجود دارد . سپس نتایج حاصل از تحلیل خودهمبستگی فضایی با شاخص های موران جهانی نشان داد که داده های دمای سطح زمین شهرستان کرج دارای ساختار فضایی بوده و به شکل خوشه ای توزیع شده است . در نهایت با استفاده از شاخص تحلیل لکه های داغ خوشه های گرم و سرد دمای سطح زمین شهرستان کرج استخراج شد . تحلیل لکه های داغ تأییدی آشکار بر متمرکز شدن و خوشه ای شدن دمای سطح زمین شهرستان کرج در فضا با افزایش دوره زمانی بوده است .

یکی از بزرگ ترین و رایج ترین اشکال مخاطرات طبیعی سیلاب می باشد و شناخت نواحی مستعد وقوع سیلاب، از اقدامات اساسی در مدیریت منابع طبیعی و برنامه ریزی توسعه ای محسوب می گردد. بنابراین هدف تحقیق حاضر، پهنه بندی حوضه بالادست ایستگاه هیدرومتری پل سلطان مشکین شهر، از لحاظ پتانسیل وقوع سیلاب می باشد. برای رسیدن به این هدف با بررسی های میدانی و مرور منابع، ابتدا 11 عامل موثر وقوع سیلاب منطقه شامل شیب، طبقات ارتفاعی، لیتولوژی، فاصله از گسل، بارش، کاربری اراضی، فاصله از رودخانه، سرعت جریان، زمان جریان و خاک، شناسایی و در محیط GIS، استخراج شدند. استانداردسازی نقشه ها با استفاده از روش فازی انجام و سپس به منظور وزن دهی معیارهای مطرح، از روش کرتیک استفاده گردید و تحلیل و مدل سازی نهایی با استفاده از مدل آراس، انجام شد. نتایج مطالعه نشان داد، عوامل شیب، لیتولوژی، کاربری و ارتفاع به ترتیب با مقادیر وزنی؛ 164/0، 156/0، 118/0 و 116/0 بیشترین تأثیر را بر ایجاد سیل در منطقه مطالعاتی دارند. همچنین، با توجه به نتایج به دست آمده به ترتیب 46/20 و 02/32 کیلومتر مربع از مساحت محدوده، در طبقه بسیار پرخطر و پرخطر قرار دارندکه نشانگر پتانسیل بالای این حوضه برای وقوع سیلاب می-باشد. ضمنا نتایج نشان داد، زمان لازم برای جریان آب به خروجی از 0 ثانیه (بارانی که بر خود خروجی می بارد) تا 68000 ثانیه (در طول 17 ساعت)، متغیر است. در این صورت مناطق صاف و هموار در نزدیکی حوضه با بیشترین زمان و کمترین سرعت و همینطور در مراتع در سمت شمال شرقی با کمترین زمان و بیشترین سرعت به نقطه خروجی ابخیز می رسد. لذا پهنه بندی خطر سیلاب، می تواند در انجام اقدامات حفاظتی، آبخیزداری و مدیریتی این حوضه کمک موثری را داشته باشد.

یکی از جدید ترین روش ها، بهره گیری از توانایی های تصاویر ماهواره ای در جهت استخراج و بررسی تغییرات لندفرم ها در بازه های زمانی مختلف و پیش بینی تغییرات آن هادر آینده است. در همین راستا برای شناسایی لندفرم های حوضه آبریز سجاسرود و بررسی روند تغییرات و پیش بینی تغییرات تا سال 2050، از تصاویر ماهواره ای TM و OLI در بازه زمانی 1986 تا 2018 بهره گرفته شد. در ادامه جهت شناسایی لندفرم ها از مطالعات و برداشت های میدانی و نرم افزار Google Earth و نقشه توپوگرافی و تجزیه مولفه های اصلی با تصاویر لندست استفاده گردید. پس از انجام تصحیحات لازم بر روی تصاویر ماهواره ای، روش طبقه بندی حداکثر احتمال برای طبقه لندفرم ها بکار گرفته شد. نتایج نشان داد پهنه های پوشش گیاهی و دشت آبرفتی به ترتیب 159/47 و 26/57 درصدافزایش مساحت و درمقابل کوه ها و تپه ها، پادگانه های آبرفتی، مخروط افکنه ها و آبرفت های جدیدبا کاهش مساحت مواجه بوده اند و همینطور نتایج الگوریتم MNF نشان داد بیشترین شدت و سرعت تغییرات مربوط به دشت های آبرفتی با مساحت 45/9892 و کوه ها و تپه ها 13/9481 هکتار و کمترین سرعت تغییرات مربوط به پادگانه های آبرفتی با میزان 36/10 هکتار است. در نهایت نتایج شبیه سازی CA-MARCOV نشان داد که در 32 سال آینده مخروط افکنه ها با مساحت 97/64- کیلومترمربع بیشترین تغییرات کاهشی، پوشش گیاهی و آبرفت های جدید به ترتیب با مساحت 96/120 و 23/0 کیلومتر مربع بیشترین تغییرات افزایشی را خواهند داشت.

در سال های اخیر، تأثیر متقابل تغییر کاربری اراضی و فرسایش خاک تبدیل به یک نگرانی عمده زیست محیطی شده است. ازاین رو، هدف این مطالعه بررسی تغییرات کاربری های مختلف و ارزیابی اثرات تغییرات کاربری ها بر فرسایش خاک، در شهرستان گیوی است. در راستای دستیابی به اهداف پژوهش، ابتدا نقشه کاربری اراضی با استفاده از روش شی گرا برای دو دوره 2000 و 2021، تهیه شده است. در مرحله بعد با توجه به شرایط طبیعی و انسانی محدوده، سایر عوامل مؤثر برای فرسایش در منطقه شناسایی شد و لایه های اطلاعاتی هر یک از معیارها، توسط سامانه اطلاعات جغرافیایی تهیه گردید. ارزش گذاری و استاندارد سازی لایه ها با استفاده از تابع عضویت فازی و وزن دهی معیار ها، با استفاده از روش CRITIC انجام شد. تحلیل و مدل سازی نهایی با استفاده از روش MABAC به عنوان یکی از روش های تصمیم گیری چند معیاره (MCDM)، انجام شد. نتایج نشان داد، بیشترین میزان مساحت در سال 2000 مربوط به مراتع خوب و متوسط، به ترتیب با 172/313 و 144/283 کیلومترمربع است و در سال 2021، بیشترین میزان مساحت مربوط به مراتع ضعیف و اراضی بایر (هموار) به ترتیب با 077/335 و 815/329 کیلومتر مربع است. با توجه به نقشه پهنه بندی فرسایش سال 2000 به ترتیب 34/16 و 36/20 درصد و با توجه پهنه بندی فرسایش 2021 به ترتیب 92/22 و 58/25 درصد از مساحت شهرستان در دو طبقه فرسایش بسیار زیاد و زیاد قرار دارند. کاهش مراتع خوب و متوسط و اراضی با پوشش گیاهی متراکم و تبدیل آن ها به مناطق کشاورزی، مراتع ضعیف، انسان ساخت و اراضی بایر بیشترین میزان تأثیر را بر فرسایش خاک داشته است.

ریزش سنگ یکی از مهمترین مخاطرات ژئومورفولوژی در مناطق کوهستانی است که همواره خسارت های فراوان مالی و جانی، به ویژه برای خطوط ارتباطی (جاده ها و راه آهن) به بار می آورد. زنجان - تهم و طارم نیز یکی از خطرناک ترین جاده های کوهستانی در استان اردبیل است که خطر ریزش سنگ، به شدت جاده را تهدید می کند. بنابراین هدف از انجام این پژوهش شناسایی پهنه های خطر در مسیر این جاده است. بدین منظور ضمن بازدید میدانی از محدوده مورد نظر و استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست سنجنده OLI سال 2021، لایه ها و نقشه های مؤثر در ریزش سنگ، شامل: زمین شناسی، شیب، سطوح ارتفاعی، جهت شیب، کاربری اراضی و پوشش گیاهی، گسل، فاصله از جاده، فاصله از آبراهه، سطوح همبارش، همدما، داده یخبندان استفاده گردید. نقاط ریزشی برداشت شده با GPS دو فرکانس (ابزار نقشه برداری) در محیط نرم افزار ArcGis pro با معیارهای فوق الذکر بررسی گردید. سپس با استفاده از روش آماری ضریب نسبت فراوانی، روش ارزش اطلاعات و آنتروپی شانون که از داده های محیطی استفاده می کند، اقدام به پهنه بندی خطر ریزش از طریق تلفیق و جمع جبری نقشه ها در پنج طبقه خطر خیلی کم تا خیلی زیاد استخراج گردید. طبق نتایج به دست آمده در روش ارزش اطلاعات 23/64 درصد مساحت به پهنه های خطر زیاد تا خیلی زیاد تعلق گرفت. درصورتی که برای روش ضریب نسبت فراوانی این عدد 7/41 درصد و روش آنتروپی شانون 01/ 44 درصد حاصل شد. جهت ارزیابی و دقت پهنه بندی روش های مذکور از دو شاخص مجموع کیفیت و شاخص دقت (احتمال تجربی) استفاده گردید. ارزیابی مدلها نشان داد، در مدل ارزش اطلاعات، شاخص های مذکور به ترتیب 34/0 و 95/0 به دست آمد که نسبت به مدل های ضریب نسبت فراوانی و آنتروپی شانون از کیفیت و دقت بالاتری برخودار است.

تغییرات کاربری اراضی، یکی از عوامل مهم در ایجاد فرسایش خاک است و در سال های اخیر، تاثیر متقابل تغییر کاربری اراضی و فرسایش خاک به یک نگرانی عمده زیست محیطی تبدیل شده است. از این رو، هدف پژوهش حاضر، بررسی تغییرات کاربری های مختلف و ارزیابی اثرات تغییرات کاربری ها بر فرسایش خاک، در حوضه بالادست سد یامچی، می باشد. در راستای دستیابی به اهداف پژوهش، ابتدا نقشه کاربری اراضی با استفاده از روش شی گرا برای دو دوره-ی 2000 و 2021، تهیه شده است. در مرحله بعد لایه های اطلاعاتی سایر عوامل مؤثر برای فرسایش خاک حوضه در محیط GIS تهیه گردید. ارزش گذاری و استاندارد سازی لایه ها با استفاده از تابع عضویت فازی و وزن دهی معیار ها، با بهره گیری از روش CRITIC انجام شد. تحلیل و مدل سازی نهایی با استفاده از الگوریتم چند معیاره ARAS، صورت پذیرفت. نتایج این پژوهش نشان داد، بیشترین میزان مساحت در سال 2000 مربوط به مراتع خوب و متوسط، به ترتیب با 42/237 و 27/137 کیلومتر مربع و در سال 2021، مربوط به مراتع ضعیف و خوب به ترتیب با 98/199 و 98/109 کیلومتر مربع می باشد. با توجه به نقشه پهنه بندی فرسایش سال 2000 به ترتیب 65/10 و 59/29 درصد و طبق پهنه بندی فرسایش 2021 به ترتیب 37/11 و 52/31 درصد از مساحت شهرستان در دو طبقه بسیار پرخطر و پرخطر قرار دارند. به طور کلی می توان گفت، عمده دلایل افزایش مقدار فرسایش در سطج حوضه مورد مطالعه، افزایش اراضی زراعی (دیم و آبی)، اراضی بایر، مراتع ضعیف و نواحی انسان ساخت و کاهش سطح مراتع خوب و متوسط می باشد.

زمین لغزش، یکی از فرایندهای مهم محیطی به ویژه در چشم اندازهای مناطق کوهستانی به شمار می آید. شناساییمناطقحساسو تهیه نقشه پهنه بندی خطر زمین لغزش، گامیمهمدرمسیرپیشگیریوکاهشخسارات ناشیازوقوع این پدیدهاست. شهرستان کوثر (گیوی) با داشتن چهره کوهستانی و با توجه به وضعیت زمین شناسی، لیتولوژی، اقلیمی و انسانی، شرایط لازم را برای شکل گیری حرکات لغزشی دارد؛ بنابراین هدف این پژوهش، پهنه بندی خطر زمین لغزش در این شهرستان است. برای دستیابی به هدف پژوهش، نخست عوامل مؤثر بر ایجاد زمین لغزش در شهرستان شامل شیب، جهت شیب، طبقات ارتفاعی، لیتولوژی، خاک، کاربری اراضی، بارش، فاصله از رودخانه، فاصله از گسل و فاصله از جاده با توجه به مرور منابع مختلف، مطالعات میدانی و مشورت با کارشناسان شناسایی شد؛ سپس برای تهیه لایه های اطلاعاتی در سامانه اطلاعات جغرافیایی اقدام شد. در مرحله بعد ارزش گذاری و استانداردسازی نقشه های معیار با استفاده از تابع عضویت فازی و وزن دهی عوامل با استفاده از روش کرتیک انجام شد؛ همچنین تحلیل و مدل سازی نهایی با استفاده از روش های MABAC و CODAS به مثابه روش های تصمیم گیری چندمعیاره انجام شد. با توجه به نتایج پژوهش به ترتیب عوامل شیب، کاربری اراضی، خاک و لیتولوژی، بیشترین ضریب وزنی را به خود اختصاص دادند. با توجه به خروجی روش MABAC به ترتیب 89/17 و 22/25 درصد از مساحت محدوده در طبقات بسیار پرخطر و پرخطر و براساس نتایج حاصل از مدل CODAS به ترتیب 07/9 و 18/22 درصد از مساحت محدوده در طبقات بسیار پرخطر و پرخطر قرار دارد. نتایجاعتبارسنجینشاندادالگوریتم CODAS با سطح زیر منحنی 839/0 در برآورد حساسیت زمین لغزش محدوده مطالعه شده نسبت به الگوریتم MABAC با سطح زیر منحنی 753/0 از صحت بیشتر و درنتیجه قابلیت بیشتری برخوردار است. نتایج پژوهش حاکی از پتانسیل زیاد شهرستان کوثر ازلحاظ رخداد حرکات زمین لغزش است و نشان می دهد مناطق بسیار پرخطر و پرخطر در شیب های 20- 35 درصد، کاربری های زراعی و مراتع ضعیف و سازندهایی با زیربنای سنگ سخت و مواد رسوبی و سست سطحی قرار دارند.

در این پژوهش، ارتباط کاربری اراضی با دمای سطح زمین[1] شهر اردبیل و خودهمبستگی فضایی با بهره گیری از شاخص موران بررسی شده است. بدین منظور از تصاویر ماهواره ای لندست 8 (OLI) سال های 2015 و 2018 استفاده شد. نخست تصاویر مربوط دریافت و پیش پردازش های لازم اعمال شد؛ سپس طبقه بندی با استفاده از روش شی گرا و الگوریتم نزدیک ترین همسایگی[2] صورت گرفت و دمای سطح زمین با الگوریتم پنجره مجزا (SW) استخراج شد. نتایج نشان داد دمای نواحی شهری در سال 2015، 43 درجه و در سال 2018، 45 درجه سانتی گراد بوده است که به دلیل جذب گرما و عوارض شهری مختلف، دمای بیشتری داشته اند. کاربری مناطق آبی نیز در سال 2015، دمای 35 درجه و در سال 2018، دمای 37 درجه سانتی گراد را به خود اختصاص داده است که آب گرمای بیشتری را دفع می کند و دمای کمتری دارد. همچنین نتایج نشان داد رابطه ای قوی بین کاربری اراضی و دما وجود دارد. درنهایت با استفاده از شاخص تحلیل لکه های داغ (Hotspot) خوشه های گرم و سرد جزایر حرارتی اردبیل استخراج شد. تحلیل خودهمبستگی فضایی با شاخص های موران جهانی نشان داد دمای سطح زمین اردبیل ساختار فضایی دارد؛ به بیانی دمای سطح زمین به شکل خوشه ای توزیع شده است. تحلیل لکه های داغ تأییدی آشکار بر متمرکز و خوشه ای شدن جزایر حرارتی شهر اردبیل در فضا با افزایش دوره زمانی بوده است.