SUPERVISOR
Reza Jafari,Hossein Bashari
رضا جعفری (استاد راهنما) حسین بشری (استاد راهنما)
STUDENT
Hamide Habibi
حمیده حبیبی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
TITLE
Integrating Land Use Impact Model with Bayesian Belief Networks to Map and Assess the Risk of Soil Erosion in Karchambooy Catchment, Isfahan
Population growth leads to increase the food demands and put more pressures on natural resources especially the rangeland ecosystems. Rangelands are widely modified into rain fed agricultural fields to enhance the food production in the world. Inappropriate land use causes severe degradation and loss of vital resources such as water and soil nutrients in brittle rangeland ecosystems. Once the lands are degraded, the restoration programs are costly and time consuming; therefore the management must focus to prevent these undesirable changes. Achieving a sustainable management in rangeland and agricultural ecosystems requires recognizing the land capabilities and conducting a comprehensive assessment procedure to prevent soil erosion and crossing the functional thresholds in these ecosystems. Several models and tools such as Musgrave, EPM, MPSIAC, FAO and etc were developed to assess and monitor the soil erosion around the world. These models are calibrated based on the specific conditions of the areaes, where the models were developed. Although, some of these models are widely used in Iran and had relatively acceptable performances, their results must be verified and validated by direct and field works to rely on the obtained results. This study aimed to evaluate the application of Land Use Impact Model (LUIM), a relatively new method for assessing and monitoring soil erosion risks, in Karchambooy watershed basin – Isfahan. The LUIM incorporate the relationships between landscape characterization and land management practices to map the soil erosion risk in the study area. Bayesian Belief Networks () was used to link these data into a risk assessment framework in LUIM. Follow up workshops were used to elicit expert knowledge about the effects of various management practices on the soil erosion risk. The collected biophysical data from the study area were then incorporated with expert knowledge using within the LUIM. According to the results, rangelands had high erosion probability and very high erosion risk in compare with other land uses. The results revealed that the erosion probabilities of rain-fed and irrigated agricultural lands were moderate and low but their erosion risks were low, considering the erosion consequences in these land uses. A hypothetical degradation scenario (modification of rangelands with 15 to 30 percent slope into rain-fed agricultural land) was used to evaluate the model performance and assesses the soil erosion risks changes in the study area. According to the results, the area with modified land use had very high erosion probability and moderate erosion risk due to the moderate values of rain-fed agricultural fields in the study area. This study highlights the importance of integrating the soil erosion probabilities of various land uses with their consequences to derive and map the soil erosion risks. This method can assists managers to prioritize the areas for various management practices based on their soil erosion risks. Keywords : Erosion, LUIM model, Bayesian belief networks, Karchambooy catchment.
رشد جمعیت منجر به افزایش نیاز به غذا و اعمال فشار بیشتر بر منابع طبیعی و به خصوص اکوسیستم های مرتعی می شود. مراتع به منظور افزایش تولید غذا در جهان به طور گسترده تبدیل به زمین های کشاورزی دیم می شوند. کاربری نامناسب سبب تخریب شدید و از دست رفتن منابع حیاتی از جمله آب و مواد مغذی خاک در اکوسیستم های شکننده مرتعی می شوند. وقتی این اراضی تخریب شدند، برنامه های احیای آنها بسیار زمان بر و پرهزینه می شود؛ بنابراین برنامه های مدیریتی در این عرصه ها باید روی جلوگیری از چنین تغییرات نامطلوبی متمرکز شوند. برای دست یافتن به یک مدیریت پایدار در عرصه های منابع طبیعی و کشاورزی، نیاز به شناسایی قابلیت اراضی و هدایت یک روش ارزیابی جامع برای جلوگیری از فرسایش خاک و عبور از آستانه های عملکردی در این اکوسیستم ها وجود دارد. بدین منظور روش ها و مدل های مختلفی از جمله مسگریو، EPM، پسیاک، فائو و غیره برای ارزیابی و نظارت بر فرسایش خاک در جهان ایجاد شده اند. این مدل ها بر اساس شرایط خاص حاکم بر مناطق مبدأ ایجاد شده اند. اگرچه تعدادی از این مدل ها به طور گسترده در ایران مورد استفاده قرار گرفته و کارایی نسبتأ قابل قبولی داشته اند، ولی برای تکیه بر نتایج به دست آمده باید این نتایج از طریق انجام کارهای صحرایی و مستقیم بازبینی و صحت سنجی شوند. هدف این مطالعه ارزیابی عملکرد مدل تأثیر کاربری اراضی(LUIM)، مدلی نسبتأ جدید برای ارزیابی و نظارت بر خطر فرسایش خاک، در حوزه آبخیز کرچمبوی در اصفهان می باشد. LUIM روابط بین خصوصیات چشم انداز و شیوه های مدیریت را به منظور پهنه بندی خطر فرسایش خاک در منطقه مطالعه تلفیق می کند. شبکه های باور بیزین () برای مرتبط نمودن این داده ها به چارچوب ارزیابی خطر در LUIM مورد استفاده قرار گرفت. کارگاه های آموزشی متعددی برای استخراج دانش کارشناسی در مورد تأثیر شیوه های مدیریتی مختلف بر خطر فرسایش خاک مورد استفاده قرار گرفت. سپس داده های بیوفیزیکی جمع آوری شده از منطقه مطالعه توسط در LUIM با هم تلفیق شدند. نتایج مدل در ارزیابی فرسایش در حوزه کرچمبوی حاکی از این بود که زمین های مرتعی حوزه در مقایسه با سایر کاربری ها دارای احتمال وقوع فرسایش بالا و خطر فرسایش بسیار زیاد هستند و در زمین های کشاورزی دیم و آبی منطقه به ترتیب، احتمال وقوع فرسایش متوسط و کم و با توجه به پیآمد آن، خطر فرسایش در این زمین ها کم ارزیابی شد. یک سناریوی تخریب فرضی (تبدیل اراضی مرتعی با شیب 15 تا 30 درصد به کاربری کشت دیم)برای ارزیابی کارایی مدل و بررسی تغییرات خطر فرسایش در منطقه مطالعه مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که در این قسمت ها احتمال وقوع فرسایش بسیار زیاد و به دلیل ارزش متوسط اراضی کشت دیم در منطقه، خطر فرسایش نیز به کلاس متوسط تغییر یافت. این مطالعه اهمیت تلفیق احتمالات فرسایش خاک در کاربری های مختلف با پیآمد آن را به منظور ارزیابی و پهنه بندی خطرات فرسایش خاک، مشخص می کند. این روش می تواند به مدیران جهت اولویت بندی مناطق برای اجرای شیوه های مدیریتی مختلف بر اساس خطر فرسایش کمک کند. کلمات کلیدی: فرسایش، مدل LUIM، شبکه های باور بیزین، حوزه کرچمبوی