محمد عبیات

دمایی سطح زمین (LST) یکی از پارامترهای مهم در مطالعه تغییرات آب و هوایی و فرآیندهای فیزیکی سطح زمین است. در این مطالعه، ابتدا تأثیر تغییرات کاربری اراضی بر دمای سطح زمین در شهر اهواز مورد بررسی قرار گرفت. برای این کار، تصاویر ماهواره ای سال های 2002، 2013 و 2020 با روش شیءگرا، طبقه بندی شده و دمای سطح زمین با استفاده از الگوریتم پنجره مجزا محاسبه گردید. در ادامه جهت بررسی الگوهای مکانی زمانی دمای سطح زمین و جزایر حرارتی، از سه شاخص NDVI، UHII و UHIII استفاده شده و دمای طبقات پوشش گیاهی استخراج گردید. مقادیر خطای RMSE بین دمای اندازه گیری شده میدانی و دمای استخراج شده از تصاویر سال های 2002، 2013 و 2020 به ترتیب 79/1، 66/1 و 98/0 محاسبه شد. نتایج نشان داد؛ در سال های 2002-2020 نواحی ساخته شده و نواحی بایر به ترتیب 69/5779 و 66/2521 هکتار افزایش و پوشش گیاهی و پهنه های آب به ترتیب 15/3200 و 89/57 هکتار کاهش یافته است. طی این دوره، دمای سطح زمین در نواحی ساخته شده، نواحی بایر، پوشش گیاهی و پهنه های آب به ترتیب 10/4، 26/5، 32/6 و 93/3 درجه افزایش پیدا کرده است. همچنین شاخص UHIII روند افزایشی داشته و بیشترین شدت جزایر حرارتی در سال های 2002، 2013 و 2020 به ترتیب در نواحی جنوبی، شرقی و شمال غربی شهر بوده است. نتایج تحلیل همبستگی دو متغیر LST و NDVI، گویای ارتباط منفی قوی بین آن ها بوده و افزایش شاخص UHIII با کاهش مقادیر پوشش گیاهی ارتباط مستقیم داشته است. بنابراین، پوشش گیاهی اثر مهمی در کاهش دمای سطح زمین و شدت جزایر حرارتی دارد.

بیابان زایی از عوامل تخریب اکوسیستم های طبیعی در مناطق خشک جهان به شمار می آید. شناخت مناطق در معرض بیابان زایی، جهت مبارزه با این پدیده اهمیت فراوانی دارد. سنجش از دور، ابزاری مهم در ارزیابی و پایش تخریب سرزمین و بیابان زایی است. هدف پژوهش حاضر، ارزیابی شدت بیابان زایی در شهرستان بندر ماهشهر براساس شاخص های طیفی منتج از تصاویر ماهواره ای است. ابتدا شاخص های NDVI، SAVI، RVI، TGSI و Albedo با کمک نرم افزار ENVI از تصویر OLI لندست 8 منطقه استخراج شدند. سپس، برای ارزیابی رابطه همبستگی بین شاخص های طیفی از رگرسیون خطی استفاده شد و شدت بیابان زایی در منطقه طبقه بندی گردید. نتایج نشان داد که ضریب همبستگی بین دو شاخص NDVI و Albedo برابر با 83/0-، بین دو شاخص SAVI و Albedo برابر با 78/0- و بین دو شاخص RVI و Albedo برابر با 77/0- بوده است. ضریب همبستگی بین دو شاخص TGSI و Albedo برابر 86/0 بوده است. همبستگی بیشتر بین دو شاخص TGSI و Albedo، بیانگر مناسب تر بودن مدل Albedo-TGSI جهت ارزیابی شدت بیابان زایی در منطقه است. نقشه بیابان زایی مدل Albedo-TGSI نشان داد که نواحی دارای شدت بیابان زایی کمتر، عمدتاً در قسمت های شمالی و شرقی و نواحی دارای شدت بیابان زایی بیشتر، عمدتاً در قسمت های جنوبی و جنوب غربی منطقه واقع شده اند.

جنگل ها به عنوان یکی از مهم ترین منابع طبیعی تجدیدشونده، نقش مهمی در پایداری زیست بوم ها ایفا می نمایند. یکی از مهم ترین آشفتگی های مؤثر بر اکوسیستم های جنگلی زاگرس، آتش سوزی جنگل است؛ بنابراین شناسایی مناطق بحرانی آتش سوزی به منظور کاهش خسارات احتمالی، امری لازم و ضروری است. هدف این تحقیق، بررسی میزان تأثیر متغیرهای مؤثر در ایجاد آتش سوزی و تهیه نقشه خطر آتش سوزی است. ازاین رو متغیرهای مؤثر بر آتش سوزی شامل ارتفاع از سطح دریا، شیب، جهت، فاصله از مناطق مسکونی، فاصله از آبراهه ها و فاصله از جاده برای تعیین تأثیر هریک در آتش سوزی، بررسی شدند. نقشه ارتفاع از سطح دریا، شیب و جهت جغرافیایی با کمک مدل رقومی ارتفاع و نقشه های فاصله از مناطق مسکونی و فاصله از جاده از نقشه های رقومی 25000/1 تهیه شد. همچنین مناطقی که طی سال های 90-94 در آن ها آتش سوزی رخ داده بود، با دستگاه جی پی اس برداشت گردید. در این تحقیق از روش رگرسیون لجستیک برای بررسی تأثیر عوامل مختلف در آتش سوزی استفاده شد. نتایج نشان داد که ارتفاع از سطح دریا، فاصله از آبراهه و درصد شیب، مهم ترین عوامل تأثیرگذار در آتش سوزی جنگل در منطقه بودند. مدل سازی براساس سه متغیری که ارتباط معنی داری با آتش سوزی جنگل در منطقه داشتند و ضرایب حاصل از روش رگرسیون لجستیک، انجام شد. نتایج اعتبارسنجی مدل با ضریب تبیین نگلکرک حدود 500/0 و ضریب منحنی راک 701/0 نشان از دقت، برازش و اعتبار مناسب مدل به دست آمده داشت. همچنین نتایج نشان داد که 81 درصد از مساحت منطقه در مناطق بحرانی و خطرناک قرار دارد.

تغییرات کاربری زمین و توسعه شهری از مباحث اساسی در آمایش سرزمین به شمار می آیند. مطالعه میزان تغییرات در گذشته و پیش بینی این تغییرات در آینده نقشی بسزا در ساماندهی فضاهای شهری دارد. هدف این مطالعه، بررسی تغییرات کاربری اراضی و توسعه شهری در اهواز با رویکرد آمایشی مبتنی بر توسعه متوازن شهری است. تصاویر TM (1989)، ETM+ (2002)، و OLI (2019) ماهواره لندست پایه تحلیل این روند هستند. جهت شناسایی تغییرات از مدل LCM و برای پیش بینی تغییرات از مدل زنجیره CA-Markov استفاده شد. تصاویر با الگوریتم ماشین بردار پشتیبان روش شیءگرا طبقه بندی و نقشه های کاربری اراضی سه سنجنده با چهار کلاس پوشش گیاهی، نواحی بایر، نواحی ساخته شده، و پهنه های آب تهیه شد. افزایش دقت نقشه ها با بهره گیری از دو شاخص NDVI و SAVI به طور مجزا در طبقه بندی تصاویر صورت پذیرفت. کارایی هر شاخص از طریق ضرایب کاپا و صحت کلی نقشه های کاربری اراضی تعیین شد و سپس با استفاده از نقشه های مربوط به شاخص برتر بررسی تغییرات انجام گرفت. یافته ها نشان داد نقشه های مربوط به شاخص SAVI از صحت بیشتری برخوردارند. ازین رو، در بررسی تغییرات کاربری زمین به کار رفتند. نتایج مدل LCM نشان داد در بازه 1989 تا 2002 میزان 92/2604 هکتار و در بازه 2002 تا 2019 میزان 77/3174 هکتار به نواحی ساخته شده افزوده شده است. در هر دو بازه، بیشترین تغییرات در تبدیل اراضی بایر به نواحی ساخته شده و کمترین تغییرات در تبدیل نواحی ساخته شده به پهنه های آبی بوده است. نتایج مدل CA-Markov تا سال 2029 نیز حاکی از ادامه روند افزایش نواحی ساخته شده بود؛ طوری که در د َه سال میزان 82/2238 هکتار به نواحی ساخته شده الحاق می یابد و مساحت آن به 63/12345 هکتار در سال 2029 می رسد.

وجود منابع مهم آلاینده های انتشاری و نقطه ای ناشی از فعالیت های انسانی در سطح زمین و نفوذ این آلاینده ها به آبخوان ها، سبب کاهش کیفیت آب زیرزمینی می شود، بنابراین در مدیریت منابع آب زیرزمینی، جلوگیری از آلودگی این آب ها ضروری است. آب های زیرزمینی شهرستان کارون در استان خوزستان، به علت رونق فعالیت های کشاورزی و صنعتی در آن منطقه، همواره در معرض آلودگی هستند. لذا هدف این مطالعه، ارزیابی و پهنه بندی آسیب پذیری آبخوان منطقه با استفاده از مدل های دراستیک و سینتکس می باشد. با نقشه سازی و تلفیق پارامترهای هیدروژئولوژیکی مؤثر در انتقال آلودگی به آبخوان، نقشه های آسیب پذیری دو مدل مذکور در محیط نرم افزار GIS تهیه شدند. جهت صحت سنجی مدل های به کاربرده شده از مقادیر اندازه گیری شده نیترات موجود در چاه های منطقه استفاده شده و ضریب همبستگی پیرسون بین مدل ها و لایه نیترات، محاسبه و مشخص شد. نتایج نشان داد که شاخص آسیب پذیری مدل دراستیک، بین 68 تا 215 و شاخص آسیب پذیری مدل سینتکس بین 52 تا 195 متغیر است. در روش دراستیک، 2/485 هکتار از منطقه بدون خطر آلودگی، 6/751 هکتار با آسیب پذیری خیلی کم، 5/3305 هکتار با آسیب پذیری کم، 7/12411 هکتار با آسیب پذیری متوسط، 2/11191 هکتار با آسیب پذیری متوسط تا زیاد،  3/9427 هکتار با آسیب پذیری زیاد، 1/5861 هکتار با آسیب پذیری خیلی زیاد و 5/478 هکتار کاملاً مستعد آلودگی می باشد. در روش سینتکس، 4/455 هکتار از منطقه بدون خطر آلودگی، 1/789 هکتار با آسیب پذیری خیلی کم، 5/3281 هکتار با آسیب پذیری کم، 7/12426 هکتار با آسیب پذیری متوسط، 4/11169 هکتار با آسیب پذیری متوسط تا زیاد، 3/9449 هکتار با آسیب پذیری زیاد، 2/5844 هکتار با آسیب پذیری خیلی زیاد و 7/495 هکتار کاملاً مستعد آلودگی می باشد. همچنین، میزان همبستگی نقشه نیترات آب زیرزمینی با مدل های دراستیک و سینتکس به ترتیب 68/0 و 51/0 بوده که بیانگر قابلیت بالاتر مدل دراستیک نسبت به مدل سینتکس برای آبخوان منطقه موردمطالعه دارد.

رشد فزاینده جمعیت در کنار فعالیت های انسانی باعث افزایش تولید پسماند شده است. انتخاب مکان های نامناسب دفن پسماند امکان آلودگی آب های زیرزمینی را افزایش می دهد. هدف از این مطالعه پهنه بندی آسیب پذیری آب های زیرزمینی در شهرستان کارون در استان خوزستان جهت انتخاب مکان بهینه دفن پسماند بود؛ طوری که مکانی با کمترین آسیب پذیری آبخوان جهت دفن پسماند انتخاب شود. جهت پهنه بندی امکان آلودگی آبخوان از دو مدل سینتکسو گادس استفاده شد. پس از تهیه نقشه های آسیب پذیری دو مدل در نرم افزار GIS، میزان تناسب اراضی جهت دفن پسماند اولویت بندی شد. نتایج نشان داد در مدل سینتکس حدود 22/455 هکتار از منطقه در محدوده آسیب پذیری بدون خطر آلودگی، 84/780 هکتار در محدوده آسیب پذیری خیلی کم، 31/3281 هکتار در محدوده آسیب پذیری کم، 4/12582 هکتار در محدوده آسیب پذیری کم تا متوسط، 9/11169 هکتار در محدوده آسیب پذیری متوسط تا زیاد، 46/9449 هکتار در محدوده آسیب پذیری زیاد، 15/5844 هکتار در محدوده آسیب پذیری خیلی زیاد، و 72/495 هکتار در محدوده کاملاً مستعد برای آلودگی قرار دارد. همچنین در مدل گادس حدود 576/215 هکتار از منطقه در محدوده آسیب پذیری قابل اغماض، 544/560 هکتار در محدوده آسیب پذیری کم، 08/5169 هکتار در محدوده آسیب پذیری متوسط، 9/37471 هکتار در محدوده آسیب پذیری زیاد، و 9/641 هکتار در محدوده آسیب پذیری خیلی زیاد قرار دارد. در هر دو مدل کمترین آسیب پذیری سطح کوچکی از منطقه را پوشش داده (03/1 درصد در مدل سینتکس و 49/0 درصد در مدل گادس) و این سطح به منزله مکان بهینه دفن پسماند (اولویت 1) انتخاب می شود. سایر نواحی، به دلیل آسیب پذیری بیشتر آبخوان، در انتخاب مکان دفن پسماند در اولویت های بعدی قرار دارند.

پایش تغییرات کاربری اراضی و پوشش گیاهی، نقش مهمی در مدیریت شهری دارد. هدف این مطالعه، بررسی تغییرات پوشش گیاهی کلان شهر اهواز در ارتباط با تغییرات کاربری اراضی است. ابتدا تصاویر ماهواره ای با الگوریتم ماشین بردار پشتیبان روش شیءگرا، طبقه بندی شده و نقشه های کاربری اراضی تهیه گردید. برای افزایش دقت نقشه ها، از سه شاخص نرمال شده تفاوت پوشش گیاهی، تعدیل کننده اثر خاک و پوشش گیاهی نسبی به طور جداگانه در طبقه بندی استفاده شد. نتایج نشان داد شاخص تعدیل کننده اثر خاک، قابلیت بالاتری داشته و نقشه های آن با بالاترین ضرایب کاپا و صحت کلی، جهت آشکارسازی تغییرات وارد مدل ساز تغییر سرزمین شدند. پیش بینی تغییرات در 10 سال آینده نیز با مدل سلول های خودکار زنجیره مارکوف انجام شد. نتایج بررسی تغییرات نشان داد، پوشش گیاهی روند کاهشی داشته، به طوری که 65/1339 هکتار در بازه 2002-1989 و 50/1860 هکتار در بازه 2019-2002، از پوشش گیاهی کاسته شده است. بیش ترین تغییرات مربوط به تبدیل پوشش گیاهی به نواحی ساخته شده با 44/686 هکتار در بازه 2002-1989 و 51/1032 هکتار در بازه 2019-2002 است. کمترین تغییرات مربوط به تبدیل پوشش گیاهی به پهنه های آب با 18/7 هکتار در بازه 2002-1989 و 33/9 هکتار در بازه 2019-2002 است. نتایج پیش بینی تغییرات تا سال 2029 نیز مؤید کاهش پوشش گیاهی بوده و طی 10 سال 77/785 هکتار از پوشش گیاهی کاسته شده و مساحت آن به 24/2923 هکتار خواهد رسید.