بخشی از مقاله
خلاصه
فرسایش خاک نتیجه ضعف یا استفاده نادرست از زمین است که میتوان آن را با مدیریت صحیح کاربری اراضی، کنترل نمود. فرسایش خاک توسط آب مهمترین مشکل تخریب اراضی در سطح جهان است. فرسایش توسط آب، خاک سطحی و مواد غذایی را خارج میکند، حاصلخیزی خاک را در معرض خطر قرار میدهد، ظرفیت نگهداری آب در خاک را کاهش میدهد، پایداری ساختمان خاک را کاهش میدهد و باعث انسداد سطحی - سلهبندی - میشود. برای کنترل فرسایش آبی، اندازهگیریهای زیست- فیزیکی در مقیاسهای منطقهای یا حوضه آبریز مورد نیاز است. سنجش از دور دادههای همگن از مناطق وسیع و با قابلیت تکرارپذیری منظم فراهم میآورد و میتواند به عنوان ابزاری مناسب در ارزیابی فرسایش آبی در مقیاس منطقهای به کار گرفته شود. دادههای ماهوارهای برای تشخیص مستقیم فرسایش و یا اثرات ناشی از آن میتواند مورد استفاده قرار گیرد. تشخیص مستقیم از طریق شناسایی اشکال مختلف فرسایشی، تفکیک اراضی تخریب یافته از تخریب نیافته و ارزیابی شدت فرسایش بر اساس همبستگی با روشهای تجربی صورت میپذیرد. مهمترین اثرات قابل تشخیص خسارات ناشی از فرسایشهای شدید و وجود رسوبات در پشت سدها است.
واژههای کلیدی: نقشه فرسایش، تصاویر ماهوارهای، سامانه اطلاعات جغرافیایی.
مقدمه
خاک یکی از مهمترین عناصر طبیعت و با ارزشترین بستر تولید برای بشر است. مهمترین عاملی که وجود خاک را تهدید میکند، فرسایش است. در قرن اخیر پدیده فرسایش خاک و انتقال رسوبات برای جامعه بشری مسایل و مشکلات زیادی را به وجود آورده است - فیضیزاده، . - 1396 در حقیقت فرسایش خاک نتیجه ضعف یا استفاده نادرست از زمین است که میتوان آن را با مدیریت صحیح کاربری اراضی، کنترل نمود . - Sander, 1992 - فرسایش خاک توسط آب مهمترین مشکل تخریب اراضی در سطح جهان است . - Lah et al. 2011 - فرسایش آبی حداکثر اثرات محیطی و اقتصادی بر تولیدات کشاورزی، منابع طبیعی و کیفیت آب میگذارد . - Vrieling, 2006 - امروزه پدیده فرسایش با کاهش حاصلخیزی خاک، باعث تخریب اکوسیستمهای طبیعی نظیر جنگلها و اکوسیستمهای کشاورزی میشود.
فرسایش توسط آب، خاک سطحی و مواد غذایی را خارج میکند، حاصلخیزی خاک را در معرض خطر قرار میدهد، ظرفیت نگهداری آب در خاک را کاهش میدهد، پایداری ساختمان خاک را کاهش میدهد و باعث انسداد سطحی - سلهبندی - میشود - دسترنج و همکاران، 1394؛ کاظمی و همکاران، . - 1391 با توسعه و پیشرفت بشر، شدت فرسایش خاک فزونی یافته به طوری که شدت فرسایش خاک در آسیا، آفریقا و آمریکای جنوبی با 30 تا 40 تن در هکتار در سال بیشترین و در اروپا و آمریکای شمالی با 13 تن در هکتار در سال کمترین مقدار را دارا است . - Lah et al. 2011 - نرخ سالانه فرسایش خاک در ایران 33 تن در هکتار گزارش شده که 5 برابر حد مجاز است. تاثیرات مستقیم فرسایش خاک بر زندگی انسانها به اشکال مختلفی خودنمایی میکند.
از دسترس خارج شدن اراضی جنگلی، مرتعی و زراعی و کاهش بازده آنها، تشدید امکان بروز سیل،زمین لغزه و انباشتگی از رسوبات و در نهایت برگشتناپذیری برخی از این صدمات نمونهای از این تاثیرات نامطلوب است. فرسایش پذیری آبی خاک، قابلیت ذاتی خاک برای از دست رفتن توسط آب است بنابراین فرسایش آبی خاک بر اساس خصوصیات اقلیمی، پستی و بلندی، ویژگیهای خاک، نوع پوشش گیاهی و مدیریت اراضی کنترل میشود. در نتیجه برای کنترل فرسایش آبی، اندازهگیریهای زیست- فیزیکی در مقیاسهای منطقهای یا حوزه آبریز مورد نیاز است. همچنین برای حفاظت از منابع و برنامهریزیهای مدیریتی، فرسایش آبی باید در مقیاس منطقهای مورد اندازهگیری و ارزیابی قرار گیرد.
سنجش از دور دادههای همگن از مناطق وسیع و با قابلیت تکرارپذیری منظم فراهم میآورد و میتواند به عنوان ابزاری مناسب در ارزیابی فرسایش آبی در مقیاس منطقهای به کار گرفته شود . - Rahman et al. 2009 - امروزه کاربرد سنجش از دور به دلیل صرفهجویی در وقت و هزینه و ارائه نتایج دقیقتر نسبت به روشهای سنتی با استقبال زیادی در سطح دنیا روبهرو شده است و به عنوان ابزاری قدرتمند و ارزان جهت مدیریت، ارزیابی و اداره پدیدهها و منابع زمینی بهکار گرفته شده است . - Tayebi, 2016 - سنجش از دور با توجه به مزیتها و ویژگیهای آن، از جمله تشخیص عوارض و پدیدههای زمینی بدون دخالت و تماس فیزیکی با کاربرد تابش امواج الکترومغناطیسی به سطح عوارض و ثبت موج برگشتی به وسیله سنجندهها، امکان دید کلی و جزئی را در منطقه فراهم میکند - علویپناه، . - 1382
از طرفی دیگر این تصاویر را میتوان با کمک سامانه اطلاعات جغرافیایی به نقشههای رقومی تبدیل کرد، که کاربردهای مختلفی را در علوم زمین داشته باشند - احمدی، . - 1391 دادههای ماهوارهای برای تشخیص مستقیم فرسایش و یا اثرات ناشی از آن میتواند مورد استفاده قرار گیرد. تشخیص مستقیم از طریق شناسایی اشکال مختلف فرسایشی، تفکیک اراضی تخریب یافته از تخریب نیافته و ارزیابی شدت فرسایش بر اساس همبستگی با روشهای تجربی صورت میپذیرد. مهمترین اثرات قابل تشخیص خسارات ناشی از فرسایشهای شدید و وجود رسوبات در پشت سدها است - نوری و همکاران، . - 1396مورگان - 1996 - ، برنی - 1978 - و آلکرونا - 1997 - موفق به کاربرد تصاویر ماهوارهای برای تعیین پوشش گیاهی و کاربری اراضی مرتبط با فرسایش شدند.
بوجی - 1995 - ، میلوارد و مرسی - - 1999 و جنگ - 1999 - در پژوهشهای خود موفق به کاربرد فناوری سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی برای تعیین خطر فرسایش خاک شدند. تهیه نقشه پهنهبندی در حوزه سد دز، هدف پژوهش نوری و همکاران - 1396 - است. در این پژوهش به کارگیری تصاویر ماهوارهای و سامانه اطلاعات جغرافیایی، برای محاسبه میانگین فرسایش و رسوب ویژه از دیگر اهداف پژوهش بود. تحلیل نقشه پهنهبندی نشان داد که 60 درصد منطقه از نظر پوشش گیاهی، اراضی بایر یا مراتع فقیر به شمار میروند. نتایج نشان داد میزان متوسط فرسایش ویژه و بار رسوب در منطقه به ترتیب 3203/718 و 2204/844 مترمکعب در کیلومترمربع در سال است.
در پژوهش کاظمی و همکاران - - 1391 اطلاعات مورد نیاز در مدل EPM توسط فن سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی به دست آمد. با توجه به هدف پژوهش، فرسایش کل و ویژه و رسوبدهی حوزه آبخیز تنگ بستانک شیراز محاسبه شد. نتایج پژوهش نشان داد بیشتر سطح حوزه درای خطر فرسایش شدید است و میزان فرسایش ویژه 1174/89 مترمکعب در کیلومتر مربع در سال برآورد شد. رنگزن و همکاران - 1385 - ، به منظر تعیین نقشه پهنهبندی فرسایش و رسوب حوضه آبخیز پگاه سرخ گتوند، از تصاویر سنجنده ماهواره لندست 7 و نمونه فیزیکی تخمین رسوب استفاده کردند.
بر اساس پژوهش انجام شده، مشخص گردید که نمونه فیزیکی با مقادیر اندازهگیری شده مطابقت خوبی داشته و نقشه پهنهبندی فرسایش تهیه گردیده از این نمونه فیزیکی نشان داد که بیش از 60 درصد از مساحت منطقه دارای شدت فرسایش متوسط تا شدید بوده است. رئوفی و همکاران - - 1383 با هدف شناسایی مناطقی که فرسایش خاک در آنها به حد بحرانی رسیده است، پژوهش خود را در منطقه طالقان استان تهران انجام دادند. در این پژوهش با استفاده از طبقهبندی تصاویر سنجنده ETM+ مناطقی که در طی سال، 80 درصد رسوب منطقه طالقان را تولید میکنند، شناسایی شد. رحمان و همکاران - 2009 - با استفاده از سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی معادلات فرسایش را برای حوزه آبریز هابی1در چین محاسبه نمودند تا نقشه فرسایشپذیری برای این حوزه به دست آید.
یاکسل و همکاران - 2008 - در پژوهش خود از روش کورین برای تهیه نقشه خطرپذیری فرسایش در حوزههای آبریز ترکیه استفاده کردند. دادههای مورد نیاز برای این مدل از طریق تصاویر ماهوارهای به دست آمد.روشهای کاربردی برآورد میزان فرسایش آبی با کمک فن سنجش از دورعوامل تشدید فرسایش خاک معمولا به چهار پارامتر اقلیم، پستی و بلندی، پوشش گیاهی و خاک و نیز اثر متقابل آنها بستگی دارد. در برآورد کمی و کیفی میزان فرسایش و رسوب از روشها و مدلهای گوناگونی استفاده میشود. دقت در محاسبه پارامترهای موثر در مدلهای فرسایش و رسوب تاثیر بسزایی در ارزیابی صحیح از این مدلها به خصوص در حوزههای فاقد آمار رسوبسنجی دارد.
مدل ICONA
این مدل توسط انجمن علمی حفاظت از طبیعت اسپانیا ارائه شده است. شبیهسازی و پیشبینی فرسایش آب توسط این مدل با استفاده از دادههای دورسنجی در کشورهای اروپایی، مناطق مدیترانهای و سایر مناطق با اقلیم مشابه، پذیرفته شده است . - Krishna Bahadur, 2009 - این مدل به طور متداول شامل 7 مرحله است که شکل 1 مراحل مختلف مربوط به این مدل را نشان میدهد. بر اساس این مدل در ابتدا نقشه شیب و نقشه زمینشناسی تهیه شده و در ادامه از همپوشانی این دو نقشهه، لایه فرسایشپذیری خاک به دست میآید. مرحله بعد شامل تهیه نقشه کاربری اراضی و پوشش گیاهی از طریق تصاویر ماهوارهای است و با همپوشانی این دو لایه، نقشه حفاظت خاک تهیه میشود. در مرحله آخر با همپوشانی لایه فرسایشپذیری و لایه حفاظت خاک، نقشه خطر فرسایشپذیری به دست میآید.
