بخشی از مقاله
چکیده
نیشکر از جمله گیاهان گرمسیری است که به عنوان یکی از دو گیاه عمده تولید کننده قند بیشترین مقدار قند مصرفی مردم جهان را تأمین می کند و موقعیت ممتازی در بین گیاهان زراعی دارا می باشد. این گیاه یک گیاه چهار کربنه و مخصوص مناطق با آب و هوای رمگ بوده و در کشور ما عمدتاً در استان خوزستان کشت می گردد که علاوه بر دارا بودن دمای بالا از آب کافی نیز بهره مند است.
کشت نیشکر و بهره وری اقتصادی از این گیاه قندی در شرایط آب و هوایی خوزستان بسیار استثنائی است. دوره رشد این گیاه بسیار محدود بوده و از اواخر اسفند تا اوایل مهر به طول می انجامد. هر تحقیق علمی نیازمند به کارگیری روش ها، ابزار و طی مراحل منظم خاصی است. در این تحقیق با در نظر گرفتن نیازهای اکولوژیک نیشکر و تعیین معیارها، از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی - AHP - به عنوان مدل و از نرم افزار GIS برای مدل سازی و تحلیل فضایی اطلاعات استفاده شده است و استان خوزستان از نظر قابلیت کشت نیشکر مورد ارزیابی قرار گرفته و پهنه بندی شده است.
فرآیند تحقیق شامل مراحل گردآوری اطلاعات، محاسبات و تحلیلهای آماری، ورود اطلاعات به GIS، خوشه بندی و ارزش گذاری معیارها، مدل سازی فضایی و تلفیق اطلاعات بوده است. نتیجه تحقیق استان خوزستان را از نظر قابلیت کشت نیشکر به چهار بخش مناسب، متوسط، ضعیف و نامناسب تقسیم کرده است. در نهایت نتایج حاصله نشانگر آن است که فرآیند تحلیل سلسله مراتبی - AHP - نسبت به روش های دیگر از قابلیت انعطاف بالایی در رابطه با مدل کردن روابط منطقی و تأثیرات متقابل پارامترها بر یکدیگر و بر پدیده مکان یابی برخوردار می باشد.
.1 مقدمه
کشاورزی به عنوان یکی از مهمترین بخش های اقتصادی کشور در رسیدن به توسعه پایدار نقش مهمی بر عهده دارد. توجه به این امر علاوه بر خودکفایی در تولید مواد غذایی و صادرات آن میتواند پاسخگوی افزایش سریع جمعیت کشور بوده و موجب کاهش مهاجرت روستاییان به شهرها گردد این مساله مستلزم استفاده از اصول و روش های علمی و شناخت توان ها و قابلیت های محیطی هر منطقه میباشد. یعنی با توجه به تنوعات اقلیمی و شرایط محیطی، محصولاتی برای کشت انتخاب شوند که موجب توسعه اقتصادی منطقه گردند.
اهمیت این مسایل سبب شده است تا محققان و متخصصان علوم محیطی توجه ویژهای به آمایش سرزمین داشته باشند و در این زمینه منابع اکولوژیکی زمین را با روش های مناسب مورد شناسایی و ارزیابی قرار داده و قابلیت سنجی نمایند تا با مطالعات دقیقتر رویکرد جدیدی برای استفاده از امکانات موجود فراهم نمایند.
بنابراین با مطالعات عوامل مؤثر در میزان بهره وری محصولات، می توان برنامه ریزی ها را با شناختی جامع تر انجام داد و متناسب با توانایی های موجود محیط، امکانات بهره وری را فراهم نمود. مدل سازی فضایی از مهمترین راهکارهایی است که میتواند با روشی علمی شرایط بهتری را در این زمینه به وجود آورد
در این تحقیق با توجه به این نکته که معیارهای تصمیم گیری به صورت متضاد وجود دارند، فرایند تحلیل سلسله مراتبی به عنوان یک مدل کارآمد برای تعیین مکان مناسب جهت کشت نیشکر در استان خوزستان انتخاب شده است. برای این منظور ابتدا شرایط کشت نیشکر مورد مطالعه دقیق قرار گرفته و نیازهای اولیه کشت آن مشخص شده است سپس اطلاعات پایه شامل اطلاعات اقلیمی، وضعیت توپوگرافی، استعداد اراضی و وضعیت پوشش زمین و نوع خاک گردآوری و محاسبات آماری لازم جهت تأمین اطلاعات نقطهای به نقشه های سطحی انجام شد و پس از انجام عملیات ورود اطلاعات به سیستم به تولید لایه های اطلاعاتی تکمیلی بر اساس آن ها اقدام شد. در مرحله بعد مدل سازی فضایی با تلفیق اطلاعات صورت گرفت. در نهایت استان خوزستان از نظر پتانسیل کشت نیشکر طبقه بندی گردید. اهداف پژوهش عبارتند از:
1. شناخت نواحی مستعد کشت نیشکر در استان خوزستان
2. آزمون فرایند مدل سلسله مراتبی در زمینه مکان یابی
3. استفاده از نرم افزارهای GIS برای تعیین توان اکولوژیک توسعه کشت نیشکر
2. مواد و روش ها
-1-2 منطقه مورد مطالعه
استان خوزستان با مساحتی بالغ بر 64746 کیلومتر مربع، وسیع ترین استان در جنوب غربی ایران است. این استان در طول جغرافیایی 47 درجه و 42 دقیقه تا 50 درجه و 39 دقیقه و عرض جغرافیایی 29 درجه و 58 دقیقه تا 32 درجه و 58 دقیقه واقع گردیده است
شکل .1 نقشه موقعیت منطقه مورد مطالعه
-2-2 روش تحقیق
برای انجام این تحقیق ابتدا ویژگی های طبیعی و خصوصیات اقلیمی استان خوزستان مورد مطالعه قرار گرفت که این مطالعات شامل بررسی وضعیت توپوگرافی، استعداد خاک ها و کاربری اراضی و ویژگی های اقلیمی شامل: دما، بارش، ساعات آفتابی، رطوبت نسبی، تبخیر، یخبندان، سرعت باد و گردوغبار می باشد. سپس شرایط کشت نیشکر مورد مطالعه دقیق قرار گرفت و با مشخص شدن نیازهای اولیه کشت نیشکر پتانسیل های استان خوزستان در زمینه کشت این محصول بررسی گردید.
در این راستا با جمع آوری اطلاعات توصیفی و رقومی سازی داده های مکانی مانند لایه های توپوگرافی، کاربری اراضی، خاک و... و ایجاد فضای توپولوژیک به وسیلهی نرم افزار GIS، بین اطلاعات توصیفی و لایه ها رابطه برقرار شد و سپس بر اساس شرایط کشت نیشکر معیارها مشخص گردید و با توجه به تنوع اطلاعات روش سلسله مراتبی AHP به عنوان مدل برای تحلیل های مکانی انتخاب شد. روش AHP در نرم افزار Choice Expert انجام می شود. که در این پژوهش از روش مقایسه زوجی عددی استفاده شده است. در حین مقایسه زوجی برای هر مجموعه، تجزیه و تحلیل سازگاری به وسیله نرم افزار Choice Expert صورت می پذیرد و بر اساس آن به هم پوشانی و تجزیه و تحلیل لایه ها اقدام شد که برای این هدف از نرم افزار ArcGIS استفاده شد. در انجام این تحقیق از مواد و ابزار زیر جهت ایجاد پایگاه اطلاعات فضایی استفاده شده است:
1. آمار و اطلاعات سالانه ایستگاه های سینوپتیک سازمان هواشناسی - دوره آماری - 2000-2012
2. نقشه کاربری اراضی استان خوزستان با استفاده از تصویر ماهواره ای IRS مربوط به سال 2010 تهیه شده است.
3. نرم افزار ArcGIS10 به منظور رقومی سازی نقشه ها و تشکیل پایگاه داده های فضایی و مدل سازی
4. نرم افزارهای آماری Excel جهت انجام محاسبات آماری و نرم افزار Expert Choice 2000 جهت انجام محاسبات ریاضی
-1-2-2 فرآیند تحلیل سلسله مراتبی - AHP -
فرآیند تحلیل سلسله مراتبی یکی از جامع ترین سیستم های طراحی شده برای تصمیم گیری های چند معیاره است که برای اولین بار توسط توماس ال ساعتی در سال 1980 مطرح شد . - Saaty, 1980 - این تکنیک امکان فرموله کردن مسئله را به صورت سلسله مراتبی فراهم می کند.
این فرآیند گزینه های مختلف را در تصمیم گیری دخالت داده و امکان تحلیل حساسیت روی معیارها و زیرمعیارها را دارد. علاوه بر این بر مبنای مقایسه زوجی بنا نهاده شده، که قضاوت و محاسبات را تسهیل می نماید. همچنین میزان سازگاری و ناسازگاری تصمیم را نشان می دهد که از مزایای ممتاز این تکنیک در تصمیم گیری چند معیاره می باشد - قدسی پور، . - 1388 در اولین اقدام، با ساختار سلسله مراتبی مربوط به یک موضوع مشخص، که در آن سلسله مراتب چهار سطحی شامل هدف ها، معیارها، زیرمعیارها و گزینه ها مواجه هستیم
شکل .2 درخت سلسله مراتب تصمیم گیری در نرم افزار Expert Choice
-2-2-2 تعیین ضریب اهمیت معیارها و زیرمعیارها و گزینه ها
بعد از ایجاد ساختار سلسله مراتبی، اولویت عناصر در هر سطح تعیین می گردد . - Saaty, 1980 - برای محاسبه ضریب اهمیت - وزن - معیارها و زیرمعیارها و گزینه ها چند روش وجود دارد که شامل: روش حداقل مربعات، روش حداقل مربعات لگاریتمی، روش بردار ویژه و روش های تفریقی . - Saaty, 2000 - در این روش، معیارها و زیرمعیارها و گزینه ها دو به دو با یکدیگر مقایسه می شوند و درجه ی اهمیت هر معیار، نسبت به دیگری مشخص می شود. برای این کار، می توان از یک روش استاندارد ارائه شده توسط ساعتی استفاده کرد. روش کار به این ترتیب است که، به هر مقایسه ی دودویی، یک عدد از 1 تا 9 نسبت داده می شود
جدول .1 مقایسه 9 کمیتی ساعتی برای مقایسه دو دویی معیارها
