مدلسازی تغییرات کاربری اراضی و پوشش زمین بر روی تولید رسوب با استفاده از شبکه خودکار مارکف (مطالعه موردی: بخشی از حوزه آبخیز چالوس رود)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

10.22092/wmej.2015.109729

چکیده

یکی از پیامدها و مشکلات زیست محیطی تغییرات کاربری اراضی و پوشش زمین فرسایش خاک است که به طور جدی منابع آب و خاک حوزه‌های آبخیز را تهدید می‌کند. بنابراین، نیاز است که ابعاد مکانی کاربری اراضی و پوشش زمین و اثرات آن روی فرایندهای حوزه آبخیز مرتباً شناسایی شوند تا سیاست‌گذاران و محققان بتوانند تصمیمات لازم را اتخاذ کنند. در سال‌های اخیر، با دسترسی آسان به داده‌های ماهواره‌ای و قابلیت‌های سیستم اطلاعات جغرافیایی، مدل‌سازی تغییرات کاربری اراضی و پوشش زمین و پیش بینی آن در آینده بسیار رایج شده است. مطالعه حاضر با هدف بررسی تغییرات پوشش زمین و کاربری اراضی حوزه آبخیز چالوس رود در استان مازندران با استفاده از شبکه خودکار مارکف و مدل‌سازی این تغییرات روی تولید رسوب انجام شده است. برآورد فرسایش و رسوب با استفاده از نتایج تغییرات کاربری اراضی و پوشش زمین و مدل تجربیEPM  انجام شده است. نتایج نشان داد که میزان تغییرات سطوح جنگل در 20 سال گذشته و 20 سال آینده  به ترتیب 5100 و 4200 هکتار است. نتایج رگرسیون لجستیک با Pseudo R2 حدود 3/0 و ROC حدود 9/0 نشان دهنده توافق نسبی مدل بدست آمده با تغییرات واقعی و توانایی مناسب مدل در برآورد تغییرات جنگل در 20 سال گذشته است. نتایج مربوط به شبیه‌سازی نقشه پوشش زمین سال 2001 و 2007 نشان داد که شبکه خودکار مارکف توانایی و قابلیت بالایی در مدل‌سازی تغییرات پوشش زمین دارد و در این مطالعه صحت و درستی نقشه‌های پوشش زمین بدست آمده حدود 80 درصد بود. نتایج همچنین نشان داد که  ضریب شدت فرسایش در سال‌های 1987، 2001 و 2007 به ترتیب 36/0، 38/0و 39/0 است. مشاهده می‌شود که روند تغییرات ضریب فرسایش افزایشی است اما از آنجائی‌که علاوه بر ضریب فرسایش درجه حرارت و بارندگی سالیانه نیز بر فرسایش مؤثر است، میزان فرسایش ویژه حوزه در این سال‌ها به ترتیب 9/400، 9/400 ، 6/363 متر مکعب در کیلومتر مربع در سال است، یعنی سال 2007 با داشتن ضریب فرسایش بیشتر فرسایش ویژه کمتری داشته است چون در واقع بارندگی کمتری داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Modeling changes in land use and land cover on sediment yield using Cellular Automata and Markov Chain (CA-Markov) (Case study: A part of Chaloos River Watershed)

چکیده [English]

One of the consequences and envirinmental problem of changes in land use and land cover is soil erosion that threaten soil and water resources of watershed seriously.Therefore it is necessary that the spatial dimensions of land use and land cover are identified regularly so that the policy makers and researched able to take the necessary decisions. In recent years, due to easy access to satellite imagery and capabilities of GIS, land use and land cover changes modeling and prediction is very common. This study has been done to investigate the land use and land cover changes in Chaloos river watershed in Mazandaran province using CA-Markov and modeling of these changes on sediment yield. Estimation of erosion and sediment has been done using the results of land use and land cover changes and EPM model. Results showed that the rate of forest changes in the last 20 years and coming 20 years are 5100 and 4200 respectively. Results of logistic regression with Pseudo R2 0.3 and ROC about 0.9 represents the relative agreement of the model with actual changes and the appropriate ability of the model for estimating changes in forest area in last 20 years. Results about simulation of land cover map in 2001 and 2007 showed that CA-Markov has a high ability and capability in land cover changes modeling which in this study the accuracy of resulting land cover map was 80%. The results also show that the rate of erosion in 1987, 2001 and 2007 are 0.36, 0.38 and 0.39 respectively. It is observed that the trend of erosion is increasingly, but since beside the erosion rate, the temperature and rainfall also affects erosion, the rate of specific erosion in these years are 400.9, 400.9 and 363.6 cubic meter per square kilometer per year respectively, hence the the year of 2007 with further erosion rate has less specific erosion because the rainfall is less.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Modelling
  • Land use change
  • sediment yield
  • CA-Markov
  • satellite images
  • Chaloos river watershed