بخشی از مقاله
چکیده
نوع و شدت فرسایش خاک در یک منطقه عموماً تابع شرایط اقلیمی، پستی و بلندی، خاک و کاربری اراضی می باشد که در این میان کاربری اراضی به دلیل نقش مؤثر انسان برآن، نسبت به دیگر فاکتورها، موثرتر است. تحقیق حاضر جهت بررسی ارتباط بین تغییرات کاربری اراضی و تولید رسوب در حوزه آبخیز کسیلیان به مساحت68/339کیلومتر مربع، واقع در شرق استان مازندران انجام شده است. در این تحقیق پس از تهیه نقشه کاربری اراضی در دوره های مختلف، ارتباطات بین تغییرات کاربری اراضی با تولید رسوب در دورههای مطالعاتی، مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. نتایج نشان داد که در طی دورههای مختلف، سطح جنگل از طریق تخریب و تبدیل به زمینهای زراعی در حاشیه مناطق مسکونی کاهش یافته و میزان رسوب برآوردی هر دوره نسبت به دورههای قبل با تغییرات کاربری اراضی متفاوت میباشد. بیشترین تغییرات وسعت کاربریها، مربوط به مقطع زمانی1350-1374 بوده است بطوریکه به میزان 16/33 درصد از وسعت کاربری جنگل کاسته شده و به میزان 87/78 درصد به مساحت کاربری زراعت افزوده شده است. همچنین نتایج نشان داد که همبستگی مثبت معنی داری در سطح اطمینان 95 درصد با ضریب همبستگی 0/36 بین افزایش کاربری زراعت و افزایش رسوب وجود دارد.
لغات کلیدی:
اراضی جنگلی، اراضی کشاورزی، تغییرات رسوب، حوزه آبخیزکسیلیان
مقدمه
خاک یکی از عوامل اساسی تشکیل دهنده هر اکوسیستمی است که به عنوان یک منبع حیاتی، نقش مهمی در انجام وظایف اقتصادی، اجتماعی و محیطی ایفا میکند.[17] تبدیل و تغییر کاربری اراضی از جمله مسایلی است که افزایش جمعیت به طبیعت تحمیل کرده است. از اجزاء مهم یک اکوسیستم، خاک است که بستر حیات گیاهان محسوب میشود که در پی تغییر کاربری اراضی دچار تغییر می گردد.[3]
شدت و میزان تولید رسوب پدیده پیچیده ای است که بر اساس شرایط حاکم بر مناطق مختلف، ممکن است یک یا چند عامل در تشدید بیشتر آن مؤثر باشد.[6] و این عواملدر یک منطقه عموماً تابع شرایط اقلیمی، پستی و بلندی، خاک، نوع و نحوه استفاده از اراضی میباشد که در این میان نوع و نحوه استفاده از اراضی نسبت به دیگر فاکتورها مؤثرتر است.
کاربری اراضی به هر دو مسأله استفاده از اراضی و مدیریت به کار رفته برای اراضی برمیگردد و به دلیل فعالیتهای استفاده از اراضی، فاکتورهای دیگر را تحت تأثیر قرار داده و از همه فاکتورها به صورت انفرادی مهمتر و مؤثرتر است.[18] فعالیتهایانسانی تعداد زیادی از اکوسیستمها را تغییر داده و اثرات زیادی روی منابع گذاشته است که از آن جمله تغییر کاربری اراضی است. تخریب منابع طبیعی از جمله مرتع و جنگل منتج به کاهش سطح این نواحی میگردند که تبدیل آنها به کاربریهای دیگر تحت سیستم مدیریت انسان است.[10]
مدیریت منابع آب و خاک به دلیل ارتباط مستقیم با سیستمهای مختلف همچون زمین، حیات جامعه و مردم از اهمیت بالایی برخوردار است. امروزه بهرهبرداری بهینه از منابع آب و خاک به عنوان کلید توسعه، مورد توجه خاص کشورها قرار دارد آنچه واضح است سیستمهای منابع آب و خاک کشور باید به گونهای مدیریت شوند تا بتوانند نیازهای جامعه را در حال و آینده برآورده کنند .[9] لذا بررسی ارتباط بین تغییرات ایجاد شده در کاربری های مختلف و هر یک از پیامدهای آن در راستای مدیریت صحیح و بهینه آنها ضروری می باشد تا از این طریق زمینهسازی لازم در راستای مدیریت جامع و همه جانبه آبخیز فراهم شده تا ضمن بهرهبرداری مناسب و منطقی و بهینه از منابع طبیعی، کشاورزی و انسانی، میزان هدر رفت آب و تولید رسوب به حداقل ممکن تقلیل یابد.
پژوهشهای مختلفی در نقاط مختلف جهان دلالت بر ارتباط تولید رسوب با کاربری اراضی و تغییرات ناشی از آن داشته است. در همین راستا بونز و امیگتون [12] اوج میزان رسوب را در زمان قطع یکسره جنگل و همچنین در زمان شخم توسط کشاورزان در اندونزی مشاهده نمودند. سردا و لاسانتا [14] تغییر کاربری اراضی مناطق علفزار اسپانیا به کاربریهای کشاورزی و خصوصاً تبدیل به گیاهان علفی در طول دوره1991 تا 1999 را باعث تغییرات معنی-دار رسوب دانستهاند. وبر و همکاران [20]، در حوزه آبخیز پستریر واقع در مناطق محدوده آتلانتا نشان دادند که توسعه شهری تاثیر معنی داری بر دبی رسوب سالیانه منطقه دارد. دیسچ میکر و همکاران [15] در منطقه قرق شده کوهستانی تیگاری در اتیوپی در رابطه با تولید رسوب، نشان دادند که مقدار رسوب کل تولیدی با عوامل پوشش گیاهی، منشأ رسوب و درجه شیب ارتباط معنی-داری دارد. وان دیسل و همکاران [19] تغییرات پوشش اراضی و اثرات آنها روی جریان رسوب، نشان دادند که تغییرات پوشش اراضی اثر معنیداری بر کنترل ورود رسوبات به داخل دریاچه بالتون در مجارستان داشته است.
طلایی و همکاران[7] تغییر کاربری مرتع به زراعت را در میزان رسوب تولیدی در حوزه آبخیز دوجاق چای در استان اردبیل در شیبهای بالای20 درصد بسیار معنی دار دانستند. سعادت و همکاران[5] در حوزه آبخیز سد قره آغاج سمیرم، نشان دادند که بیشترین میزان تولید رسوب در کاربری دیمزار میباشد که علت آن کاهش پوشش گیاهی نسبت به دیگر کاربریها بیان گردید. بخشی-تیرگان و همکاران[2] به تولید رسوب در دو کاربری مرتع و دیمزار در حوزه آبخیز تیرگان در شهرستان درگز، نشان دادند که میزان رسوب در بالا دست جهت شرقی مرتع کمتر از دیمزار بوده، حال آنکه در سایر موارد تفاوت معنی داری مشاهده نشد. آتشخوار و همکاران[1] در حوضه سولگان شهرکرد، نشان دادند، که با تغییرکاربریها، میزان رسوب در حدود %28 افزایش مییابد. حسینی و همکاران[4] با تغییرکاربری اراضی در رودخانه گرگانرود در استان گلستان، طی سه دهه اخیر، به این نتیجه رسیدند که کاهش در سطح اراضی مرتعی و جنگلی، افزایش در گستره مناطق مسکونی و زمینهای زراعی را در پی داشته است.
مواد و روشها: منطقه مورد مطالعه، حوزه آبخیز کسیلیان از زیر حوضههای رودخانه تالار، در استان مازندران در شهرستان سوادکوه، با مساحت 68/339 کیلومتر مربع میباشد. موقعیت جغرافیایی این حوضه در محدوده بین طول شرقی 53 18 تا 53 30 و عرض شمالی 35 58 تا 36 7 واقع شده است - شکل. - 1 حداکثر، حداقل و ارتفاع متوسط حوضه به ترتیب 3283، 1102 و 1627 متر است. اقلیم منطقه مورد مطالعه نیمه مرطوب سرد و طول آبراهه اصلی16/7کیلومتر است. جهت جریان رودخانه اصلی حوضه از جنوب به سمت شمال غربی می باشد و در محلی به نام ولیکبن از حوضه خارج و به رودخانه تالار میریزد. ایستگاههای هواشناسی حوضه کسیلیان متعلق به وزارت نیرو از سال 1349 تأسیس گردیده و شامل سه ایستگاه هواشناسی به نامهای سنگده، درزیکلا و اوریملک میباشد. هم چنین این حوضه دارای شش ایستگاه باران-سنج معمولی - روزانه - به نامهای سنگده، درزیکلا، اوریملک، سوت-کلا، کله، ولیکچال و شش ایستگاه باران سنج ذخیرهای به نامهای کشته، خاکستر، کته اوجا، پنارکا، خجیردشت، والد و گتینو است. متوسط بارندگی سالانه این حوضه در طول دوره آماری موجود با استفاده از 12 ایستگاه با روش تیسن برابر با 783/4 میلیمتر است.
توزیع زمانی بارش در این حوضه نسبتاً منظم است. سهم بارش فصل زمستان 20/4 درصد و سهم فصل تابستان 30 درصد بارش سالانه میباشد. درصد بارندگی در فصول بهار و پاییز به ترتیب 27/5 و 22/1 درصد میباشد.
شکل:1 موقعیت منطقه مورد مطالعه در ایران و استان گلستان
به منظور انجام پژوهش حاضر در ابتدا، نقشه های کاربری های اراضی موجود در منطقه شامل زراعت، مرتع، مناطق مسکونی، جنگل و رخنمون سنگی مربوط به هر یک از تصاویر ماهوارهای ETM+ سال 2002 و ASTER سال 2007 پس از اعمال تصحیحات هندسی لازم روی تصاویر، و پردازش رقومی از روش طبقه بندی نظارت شده با استفاده از قابلیت سیستم اطلاعات جغرافیایی و نرم افزار ILWIS استخراج گردید.
به منظور تهیه نقشه های کاربری اراضی در دوره های مختلف، ابتدا محدوده حوزه آبخیز کسیلیان با انتخاب و ساخت باندهای ترکیبی قرمز، سبز و آبی باند - 2 ،3 و - ETM 4 تعیین و سپس محدوده مورد مطالعه بر اساس تن رنگ، بافت، فیزیوگرافی و شکل بخش های همگن از نظر کاربری به صورت چشمی، تقسیم بندی و تفسیر رقومی آن نیز انجام شد. با انجام پردازش رقومی دادههای تصویری با استفاده از شاخص پوشش گیاهی نرمال شده، آماده سازی اطلاعات و طبقه بندی شبکه ای آنها در 5 طبقه در نرم افزار ILWIS صورت گرفت. پس از طبقه بندی NDVI و مقایسه آن با تصاویر در باندهای 2، 3 و 4 با استفاده از دستور Geolink، طبقات تعیین شده با تصاویر مطابقت و کاربریها تعیین شد. سپس با برداشت و کنترل نقاط شاهد بر اساس تغییرات طبقات ایجاد شده با مقدارDN،40 نقطه در هکتار با توجه به شرایط طبیعی، پیچیدگی های خاص نقطه و دقت کار روی نقشه 1:25000 انتخاب شد. سپس موقعیت هر یک از نقاط با استفاده از گوگل ارث کنترل و وضعیت و شرایط کاربری و طبقه بندی آنها بر اساس مطالعات پوشش گیاهی منطقه با تصویر مقایسه و پس از اطمینان از صحت نقشهها و به کارگیری روش طبقه بندی نظارت شده، بیشینه درست نمایی و دست یابی به ضریب کاپا بیش از 95درصد، نهایتاً نقشه های کاربری اراضی تهیه شد. سپس سایر نقشه ها با تکیه بر این نقشه و با استفاده از قابلیت سیستم اطلاعات جغرافیایی و نرم افزار ILWIS استخراج گردید.
در ادامه دادههای روزانه بارش ایستگاه کلیماتولوژی سنگده و رسوب سنجی و دبی ولیک بن به مدت 36 سال از سال1350تا1385 تهیه و پس از ویرایش، به محیط اکسل وارد و داده های روزانه بارش، رسوب و دبی به صورت سالانه تبدیل گردید و مطابق با سال هر یک از تصاویر ماهواره ای مورد نظر به سه دوره تقسیم گردید. سپس ارتباط بین تغییرات رسوب، دبی و بارش سالیانه و همچنین روند تغییرات آنها با استفاده از رسم مقادیر مربوطه روی نمودار و همچنین برازش خطی در نرم افزار SPSS تعیین شدند. تغییر مقادیر رسوب و بارش و دبی در داخل هر سری داده - درون گروهی - و سپس بین هر دوره مطالعاتی - بین گروهی - به طور جداگانه با توجه به نرمال بودن داده ها با استفاده از تجزیه و تحلیل واریانس داده ها و سپس طبقه بندی آن ها با کمک آزمون دانکن صورت گرفت. سپس ارتباط بین وسعت هر یک از کاربری های اراضی با میزان رسوب در دوره های مورد مطالعه از طریق اعمال رابطه رگرسیونی بدست آمد.
نتایج: مقادیر بارش، رسوب سالیانه و دبی آب به ترتیب در جدول1 نشان داده شده است. تغییرات وسعت هر یک از کاربریها نیز در جدول2 آورده شده است. نتایج ارزیابی آنالیز واریانس دادههای بارش، دبی و رسوب سالیانه در جدول3 آورده شده است. همچنین نظر به تغییرات معنیدار بین دادههای دورهای دبی، رسوب و بارش از آزمون دانکن استفاده شده که نتایج به دست آمده در جدول 4 آورده شده است.
جدول-1 میانگین داده های بارش، رسوب و دبی در دوره مطالعاتی و وسعت کاربری اراضی
جدول-2 تغییرات نسبی مساحت کاربری اراضی در سالهای منتهی دوره
