تلفیق مدل LUIM و شبکه باوربیزین برای پهنه‌بندی و ارزیابی خطر فرسایش در حوزه قره آقاچ شهرستان سمیرم

STUDENT

DEGREE

YEAR

The increasing population puts pressure on natural resources and natural ecosystems as well. Change of pastures lands to other uses such as dry agricultural lands aimed at agricultural production has been done widely around the world, including temperate, semi-arid and mountainous areas of Iran. The aim of this study was to evaluate the impact of land use (LUIM) in the assessment of soil erosion in the Qarahqach area of Semiroum city, Isfahan province. In this study, the factors that had the greatest impact on area’s erosion were identified and included in the model. Factors potential for erosion, soil, hydrological groups of soil and slope of the land and for erosion sensitivity two factors, depth of the surface layer of soil and land units were selected.The value of the usage of the land in the region was also estimated by questionnaire. A total of 100 questionnaires were distributed among the locals and after obtaining the required information, Cronbach test was conducted to determine the reliability of the model in environment. After the reliability test, the value of each of the factors included in economic value for all applications were calculated and put into the model. In order to verify the accuracy of LUIM model, the results were compared with PSIAC model. In this study in order to directly measure the rate of erosion, 80 different land Piques were installed in the field area and land units in March, before the rains. The amount of the soil surface washing by rainfall was evaluated by Pique using the Mann-Whitney test in Minitab software, results of Pique were compared with two PSIAC and LUIM models. Based on the results obtained from the LUIM model 1098 hectares, equivalent to 37/12 percent of the area has a low risk of erosion, 5793 hectares equivalent to 23/65 percent has w moderate erosion risk and 1988 hectares equivalent to 39/22 percent of the area has a high risk of erosion. A scenario of hypothetical destruction (conversion of land with a slope of 15 to 30 percent to dry land farms) to evaluate the performance of the model and a study of changes in erosion in the area took place. The results showed that land changes have taken place, the likelihood of erosion and erosion risk varies from high to medium. A comparison of the two models LUIM and PSIAC with pike ha installed in the area showed that there is no significant difference between the results of the LUIM model with results of pikes, while the results of the model PSIAC and installed pike ha show significant differences. In order to estimate the risk of erosion of Bayesian Networks, Bayesian network was prepared in Netica software according to regional conditions. Bayesian network was created in QGIS environment and map out the risk of erosion due to the conditional probability tables were built in Bayesian network. This study shows the importance of combining the possibilities of soil erosion in different land uses and specifies its consequences and soil erosion hazard. LUM model can assist managers to prioritize land in different applications.

تغییر کاربری مراتع به سایر کاربری‌ها نظیر اراضی کشاورزی دیم باهدف تولید محصولات کشاورزی به طور گسترده‌ای در اقصی نقاط جهان و از جمله نواحی معتدله و نیمه‌خشک و کوهستانی ایران انجام شده است. این امر در اغلب موارد سبب افزایش فرسایش سطح خاک و از دسترس خارج شدن خاک حاصلخیز این اراضی می‌شود، بنابراین برنامه‌های مدیریتی باید برای جلوگیری از این تغییرات نامطلوب هدایت و متمرکز شوند. هدف از این مطالعه ارزیابی مدل تأثیر کاربری اراضی) LUIM ( در ارزیابی فرسایش خاک در حوزه قره‌آقاچ در شهرستان سمیرم، استان اصفهان می‌باشد. مدل ‌LUIM برای پهنه‌بندی خطر فرسایش، احنمال بروز فرسایش را با پیآمد فرسایش تلفیق نموده و نیز عدم قطعیت نقشه‌های تولیدشده را به صورت احتمال بیان می‌کند. در این مطالعه عواملی که در فرسایش منطقه بیش‌ترین تأثیر را داشتند شناسایی و وارد مدل شدند. برای بخش استعداد فرسایش سه عامل، بافت خاک، گروه‌های هیدرولوژیکی خاک و شیب اراضی منطقه و برای بررسی حساسیت فرسایش دو عامل عمق لایه سطحی خاک و واحدهای اراضی، انتخاب گردید. ارزش کاربری اراضی موجود در منطقه نیز با تهیه پرسش‌نامه برآورد شد. تعداد 100 پرسش‌نامه بین افراد محلی منطقه توزیع شد و بعد از به دست آوردن اطلاعات مورد نیاز، آزمون کرونباخ به منظور پایایی مدل در محیط انجام شد. پس از بررسی پایایی پرسش‌نامه، ارزش هر کدام از عوامل موجود در ارزش اقتصادی برای تمام کاربری‌ها محاسبه و وارد مدل شد. به منظور صحت‌سنجی مدل LUIM، نتایج به دست آمده با مدل PSIAC مقایسه شد. در این مطالعه جهت اندازه‌گیری مستقیم میزان فرسایش، تعداد 80 پیکه در واحدهای اراضی و کاربری‌های مختلف حوزه در اسفندماه و قبل از بارندگی‌های منطقه نصب شد که از این تعداد پیکه تنها 43 پیکه باقی‌مانده بود که میزان شستشوی سطح خاک توسط بارندگی توسط پیکه‌ها بررسی گردید و با استفاده از آزمون من ویتنی در نرم‌افزار Minitab نتایج حاصل از پیکه‌ها با دو مدل LUIM و PSIAC مقایسه شد. بر اساس نتایج به دست آمده از مدل LUIM میزان 1098هکتار معادل 37/12 درصد از منطقه دارای خطر فرسایش کم، 5793 هکتار معادل 23/65 درصد از منطقه دارای خطر فرسایش متوسط و 1988 هکتار معادل 39/22 در صد از منطقه دارای خطر فرسایش زیاد بود. نتایج مدل در ارزیابی خطر فرسایش حوزه قره‌آقاچ حاکی از آن بود که زمین‌های مرتعی حوزه، در مقایسه با سایر کاربری‌ها دارای احتمال وقوع فرسایش و خطر فرسایش زیادتری هستند و در زمین‌های کشت دیم و کاربری باغ به ترتیب احتمال وقوع فرسایش متوسط و کم و با توجه به پیآمد، میزان خطر فرسایش نیز متوسط و کم ارزیابی شد. یک سناریو تخریب فرضی (تبدیل اراضی با شیب 15 تا 30 درصد به کاربری کشت دیم) برای ارزیابی کارایی مدل و بررسی تغییرات خطر فرسایش در منطقه مورد مطالعه صورت گرفت. نتایج نشان داد اراضی که تغییر کاربری در آن‌ها صورت گرفته است، احتمال وقوع فرسایش و خطر فرسایش از حالت زیاد به حالت متوسط تغییر می‌کند. نتایج مقایسه دو مدل LUIM و PSIAC با پیکه‌های نصب شده در منطقه با استفاده از تجزیه واریانس نشان داد که بین نتایج حاصل از مدل LUIM با نتایج حاصل از پیکه‌های نصب شده تفاوت معنی‌داری وجود ندارد، در حالی که بین نتایج حاصل از مدل PSIAC و پیکه‌های نصب شده تفاوت معنی‌داری را نشان می‌دهد. به منظور کاربرد شبکه‌های باور بیزین در برآورد احتمال خطر فرسایش، شبکه باور بیزین با توجه به شرایط موجود منطقه در نرم‌افزار Netica تهیه شد. پس از لینک شبکه باور بیزین در پلاگین نرم‌افزار QGIS، شبکه باوربیزین ایجاد شده در محیط QGIS اجرا شد و نقشه خروجی خطر فرسایش با توجه به جداول احتمال شرطی در شبکه باور بیزین، ساخته شد. این مطالعه اهمیت تلفیق احتمالات فرسایش خاک در کاربری‌های مختلف با پیآمد آن را به منظور ارزیابی و پهنه‌بندی خطر فرسایش خاک، مشخص می‌کند. مدل LUM می‌تواند به مدیران به منظور اولویت‌بندی اراضی برای اجرای مدیریت در کاربری‌های مختلف کمک کند.