بخشی از مقاله
چکیده
امروزه شناسایی فاکتورهای موثر بر آتشسوزی جنگلها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است زیرا سالانه مساحت زیادی از جنگلهای جهان بر اثر آتشسوزی نابود میشوند و تکرار این اتفاق در بلندمدت میتواند خسارات جبرانناپذیری بر زمین و ساکنین آن وارد کند. با شناسایی این فاکتورها میتوانیم زمانها و نقاط دارای ریسک بالای آتشسوزی را شناسایی نمائیم و با وضع قوانین و سیاستهای مدیریتی کارآمد، آموزش به مردم و نظارت بیشتر در جهت مقابله با عوامل محرک آتش برآییم.
در این تحقیق سعی شده است فاکتورهای موثر بر آتشسوزیهای جنگل گلستان شناسایی شود و برای این منظور از روش رگرسیون منطقی در ترکیب با الگوریتم ژنتیک استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که هر دو دسته فاکتورهای بیوفیزیکی و انسانی در آتشسوزیهای منطقه مورد مطالعه دارای تأثیر هستند. مقدار RMSE نرمالشده حاصل از این روش برابر 0/9416 و مقدار R2 آن نیز برابر با 0/9912 به دست آمد.
-1 مقدمه
امروزه، آتشسوزی جنگلها از جمله مهمترین و زیانبارترین بلایای طبیعی جهان به شمار میآید و تعیین فاکتورهای موثر بر ایجاد و توسعه آتش به منظور تشخیص بهموقع آن و واکنش بدان ضروری به نظر میرسد. تاکنون مطالعات زیادی در این زمینه انجام شده است. در بیشتر موارد انسان عامل وقوع آتشسوزی بوده است اما فاکتورهای انسانی موثر بر آتشسوزی جنگلها هنوز به طور کامل شناسایی نشده است.
بیشتر فاکتورهای موثر بر آتشسوزی جنگل که در تحقیقات گذشته مورد مطالعه قرار گرفتهاند در دو گروه اصلی فاکتورهای بیولوژیکی- فیزیکی یا به طور خلاصه بیوفیزیکی و فاکتورهای اقتصادی- اجتماعی یا انسانی قرار میگیرند. در بسیاری از موارد فاکتورهای بیوفیزیکی مانند نرخ بارگذاری سوخت تنها فاکتورهایی بودند که در مدیریت بحران در نظر گرفته شدند.[5] این در حالی است که انسان با ایجاد یا خاموش کردن حریق تأثیر مستقیمی در روند آتشسوزی جنگلها دارد.
بنابراین بهتر است که هر دو دسته این فاکتورها در فرآیند مدیریت آتش در نظر گرفته شوند؛ اگرچه فاکتورهای انسانی مانند کاربری زمین، میزان دسترسی مردم به جنگل، فرآیندهای مدیریت سوخت، محدودیتها و الزامات قانونی، عوامل اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی گاه میتوانند بسیار پیچیده باشند. همچنین طبق تحقیقات انجام شده توسط [12]، فاکتورهای بیوفیزیکی به تنهایی توانایی تعیین الگوی آتشسوزی جنگلها را ندارند و برای این کار باید با فاکتورهای انسانی ترکیب شوند.
اگرچه به طور کلی آتشسوزی رفتاری تصادفی دارد [17] اما [3] نشان داد که میتوان روند اصلی آن را به صورت تابعی از سه نوع متغیر در نظر گرفت، شامل - الف - شرایط جوی منطقه مانند دما، رطوبت هوا، میزان بارندگی، سرعت وزش باد و جهت عمده آن؛ - ب - ویژگیهای سوختی منطقه مانند نوع مواد سوختنی، نرخ بارگذاری سوخت، رطوبت مواد سوختنی و اشتعالپذیری آنها؛ و - ج - توپوگرافی منطقه مانند ارتفاع، شیب و جهت شیب که هر سه دسته جزء فاکتورهای بیوفیزیکی به شمار میآیند.
به همین دلیل بخش عمدهای از تحقیقات انجام شده بر فاکتورهای بیوفیزیکی متمرکز بوده و کمتر به فاکتورهای انسانی توجه نمودهاند 1]، 8 و .[4 از جمله تحقیقات زیادی که در زمینه مدلسازی توسعه آتش در شرایط بیوفیزیکی مختلف انجام شده 2] و [7 و مدلهایی که جهت شناسایی مناطق مستعد آتشسوزی با استفاده از فاکتورهای بیوفیزیکی ارائه شدهاند 11] و .[16 تاکنون مدلهای متنوعی جهت شناسایی فاکتورهای موثر بر آتشسوزی جنگل مورد استفاده قرار گرفته است و در نتایج به دست آمده از آنها، هر دو دسته فاکتورهای بیوفیزیکی و انسانی حضور دارند.
به عنوان مثال نتایج [13] حاکی از وجود ارتباطی معنادار بین آتشسوزی جنگلها، میزان تراکم جادهها و نوع کاربری کشاورزی در منطقه مورد مطالعه آنها میباشد. [17] با استفاده از آنالیزهای آماری نشان داد که در منطقه مورد مطالعه آنها احتمال وقوع آتشسوزی در محلهایی از جنگل که برای انسانها قابل دسترسی است، در نقاطی که در شیبهای متوسط و ارتفاعات بالاتر جنگل واقع شدهاند و در جنگلهای کاج و بلوط بیشتر است.
[15] الگوی مکانی آتشسوزیهای جنگلها را با استفاده از مدل رگرسیون منطقی چندگانهٌ برای فاکتورهای انسانی و مدل رگرسیون پواسون چندگانه2 برای فاکتورهای بیوفیزیکی مدلسازی کرد و نتیجه گرفت که در منطقه مورد مطالعه آنها تعداد آتشسوزیها بیشتر تحت تأثیر فاکتورهای انسانی و گستره آنها تحت تأثیر فاکتورهای بیوفیزیکی است. [14] با استفاده از مدل وزنهای نشانگرَ نشان داد که میزان دسترسی انسانها به جنگل بیشترین تأثیر را در آتشسوزیهای مرکز اسپانیا دارد. [6] عنوان نمود که در جنگلهای گالیپولی ترکیه نوع پوشش گیاهی، میزان شیب، جهت شیب و فاصله از جادهها و مناطق مسکونی موثرترین فاکتورها در آتشسوزی هستند. هدف ما در تحقیق پیش رو تعیین فاکتورهای موثر بر آتشسوزیهای بخشی از جنگل گلستان با استفاده از رگرسیون منطقی بوده است.
طبق آمار آتشسوزیهای منطقه در سالهای اخیر بیشتر آنها دارای منشأ انسانی بودهاند؛ بنابراین در این تحقیق هر دو دسته فاکتورهای بیوفیزیکی و انسانی را در نظر گرفتیم و فرض ما بر این است که فاکتورهای انسانی دارای اثرگذاری بیشتری هستند. از آنجایی که ترکیبهای متفاوت فاکتورها به پاسخهای متفاوتی میانجامد بنابراین لازم است ترکیب بهینهای از فاکتورها را بیابیم که بدین منظور از الگوریتم ژنتیک استفاده نمودیم. در ادامه تحقیق حاضر، به معرفی منطقه مورد مطالعه، دادههای مورد استفاده، روش رگرسیون منطقی و الگوریتم ژنتیک مورد استفاده جهت یافتن بهترین ترکیب فاکتورها میپردازیم، سپس نتایج به دست آمده ارائه و پیرامون آنها بحث میشود و در نهایت به نتیجهگیری از این تحقیق میپردازیم.
-2 مواد و روشها
1؛-2 منطقه مورد مطالعه
جنگل گلستان از مهمترین مناطق جنگلی ایران واقع در شرق استان گلستان و غرب استان خراسان شمالی میباشد. این جنگل از مناطق توریستی ایران میباشد و جادههای ارتباطی متعددی از میان آن عبور میکند. طبق آمار ثبت شده اکثر آتشسوزیهای جنگل گلستان دارای منشأ انسانی بوده و در مجاورت این جادهها رخ دادهاند. منطقه مورد مطالعه این تحقیق - شکل - 1، در محدوده 37°20 - 37°47 شمالی و 55°87 - 56°12 شرقی واقع شده است و مساحتی در حدود 681/553 کیلومتر مربع دارد.
بخش عمده منطقه مورد مطالعه ما در استان خراسان شمالی واقع است و قسمتهایی از آن نیز در استانهای گلستان و سمنان قرار دارد. این منطقه به گونهای انتخاب شده است که به لحاظ اقلیمی دارای خصوصیات یکسانی باشد. شکل - 2 - منطقه مورد مطالعه ما را در نقشه پهنه بندی اقلیمی ایران نشان میدهد. اطلاعات آتش ما مربوط به آتشسوزی بزرگی است که در تاریخ 26 آبان 1389 در این منطقه اتفاق افتاد.
