کوزه توپراقی

فرسایش خاک یک فرایند ژئومورفیک غالب است که امنیت غذایی را در بخش های وسیعی از کره زمین را تهدید می کند. ویژگی های ژئومورفیک حوضه در هیدرولوژی، فرسایش خاک و تولید رسوب نقش مهمی دارد و می تواند شاخصی از وضعیت فرسایش و رسوبگذاری حوضه باشد. بنابراین هدف از این پژوهش ارتباط شاخص های پوشش گیاهی و ژئومورفیک با مقادیر فرسایش و رسوب در حوضه آبریز کوزه توپراقی است که با بهره گیری از قابلیت های سیستم اطلاعات جغرافیایی جهت استخراج خصوصیات ژئومورفیک حوضه انجام شد. بدین منظور مقادیر فرسایش و رسوب با استفاده از مدل پسیاک اصلاح شده (MPSIAC)، محاسبه شد. هم چنین به منظور استخراج خصوصیات فیزیوگرافی و ژئومورفیک (شامل: رطوبت توپوگرافی TWI، قدرت جریان SPI، شیب SLOPE، انحناء دامنه، انحناء پروفیل و انحناء پلان) زیرحوضه ها، از مدل رقومی ارتفاع با دقت مکانی 30 متر و نیز سایر لایه های مورد استفاده در مدل MPSIAC شامل نقشه های توپوگرافی 1:25000، زمین شناسی 1:100000 و نیز نقشه های موضوعی: خاکشناسی، پوشش گیاهی و تصاویر ماهواره ای، آمار ایستگاه های هواشناسی، باران سنجی مناطق مجاور حوضه آبریز استفاده شد. نتایج نشان داد که که ارتباط میان مقادیر فرسایش و رسوب در زیرحوضه های مورد مطالعه معنی دار است. علاوه براین، مقدار فرسایس و رسوب با مقادیر شیب نیز دارای رابطه ی معکوس و معنی دار هستند. هم چنین میان شیب و نیز شاخص قدرت آبراهه رابطه ی مثبت و معنی دار از نظر آماری وجود دارد. شاخص های مرتبط با انحناء دارای تغییرات اندکی در منطقه مورد مطالعه هستند. اما به دلیل توپوگرافی متنوع منطقه، مقادیر شیب دارای تغییرات قابل توجهی در میان زیرحوزه ها است.

فرسایش خاک، یکی از مشکلات محیطی است که تهدیدی برای منابع طبیعی، کشاورزی و محیط زیست به شمار می رود. در این راستا، اطلاعات زمانی و مکانی از فرسایش خاک در اقدامات مدیریتی، کنترل فرسایش و مدیریت حوضه های آبخیز نقش مؤثری دارند؛ بنابراین هدف از این پژوهش، بررسی میزان فرسایش خاک درحوضه آبخیز کوزه توپراقی با مدل«RUSLE» و ارتباط آن با شاخص های پوشش گیاهی می باشد. برای دست یافتن به هدف تحقیق، از مدل تجربی «RUSLE» که شامل عامل های، R، K، LS، C و P است، استفاده شده است. بدین منظور به ترتیب با استفاده از داده های باران سنجی أخذ شده از سازمان هواشناسی، لایه بافت خاک 1:250000 ایران، مدل رقومی ارتفاع 30 متر «Aster» و همچنین تصویر ماهوراه ای «لندست 8 OLI» در محیط سامانه اطلاعات مکانی«GIS» تهیه شده اند و پس از روی هم گذاری لایه ها، مقدار فرسایش سالانه خاک در سطح حوضه برآورد شد. در گام بعد، شاخص های ژئومورفیک و پوشش گیاهی که در رخداد فرسایش خاک مؤثر هستند شامل: شاخص رطوبت توپوگرافی (TWI)، شاخص توان آبراهه (SPI)، شاخص انحناء دامنه (Curvatore)، شاخص انحناء مقطع (Profil Curvatore)، شاخص انحناء سطح  (Plan Curvatore) و شاخص پوشش گیاهی عادی (NDVI) در محیط « ArcMap» ایجاد شد و نقشه های پهنه بندی تهیه شدند. در راستای این امر از نرم افزارهای «GIS 10.8، ENVI 5.6، Excel و SPSS» جهت تهیه نقشه ها و همچنین تجزیه وتحلیل استفاده شد. نتایج این مطالعه نشان داد که مقدار فرسایش سالانه خاک برای کل حوضه در دامنه بین 0 تا 63/26 تن در هکتار در سال برآورد شد. در بررسی دیگر، ارتباط بین شاخص های ژئومورفیک و پوشش گیاهی با میزان فرسایش سالانه خاک انجام پذیرفت که نتایج آن نشان داد شاخص های: شیب، انحناء سطح، انحناء مقطع، انحناء دامنه و رطوبت توپوگرافی به ترتیب با ضریب تبیین 78/0، 40/0، 20/0، 06/0 و 03/0 بیش ترین تاثیرگذاری را در فرسایش خاک حوضه آبخیز کوزه توپراقی داشته اند، در حالی که  شاخص های تفاضل پوشش گیاهی نرمال شده و توان آبراهه به ترتیب با مقادیر 03/0 و 11/0 رابطه ای معکوس با فرسایش سالانه خاک داشته اند. نتایج این پژوهش امکان  تلفیق شاخص های مؤثر ژئومورفیک و پوشش گیاهی بر فرسایش و نیز امکان استفاده از سایر شاخص های مؤثر و قابلیت های «RS»  و «GIS» را جهت تخمین کمّی مقادیر فرسایش خاک تأیید می نماید.

هدف از این پژوهش بررسی و تحلیل خصوصیات فیزیوگرافی و پوشش اراضی حوضه آبخیز کوزه توپراقی در استان اردبیل با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی می باشد. در این راستا با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست 9، نقشه توپوگرافی منطقه و استفاده از مدل رقومی ارتفاعی زمین نسبت به تهیه عوامل شیب، جهت شیب، DEM، کاربری اراضی و پوشش گیاهی گردید. نتایج عوامل نشان داد که بلندترین نقطه منطقه مورد مطالعه با ارتفاع 2540 متر در جنوب محدوده مورد مطالعه و پست ترین نقطه منطقه مورد مطالعه با ارتفاع حدودا 1400 متر در قسمت های شمالی حوضه واقع شده است. در منطقه مورد مطالعه، شیب های بیش از 70 درصد در ارتفاعات شمال شرق، جنوب و جنوب شرقی مشاهده می شود و به دلیل کمبود پوشش گیاهی با پوشش کم به ویژه در قسمت های شرقی به شدت در معرض خطر فرسایش می باشند. مناطق کم شیب در حوضه مورد مطالعه بیش تر در نواحی مرکزی واقع شده اند. جهت کلی شیب در حوضه آبخیز کوزه توپراقی جنوب شرقی و شمال شرقی است. به طور کلی در منطقه مورد مطالعه شیب از شرق به غرب و از ارتفاعات به مرکز حوضه کاهش می یابد. از طرفی به منظور تهیه و طبقه بندی نقشه کاربری اراضی حوضه مورد مطالعه از روش ماشین بردار پشتیبان استفاده شد. صحت کلی و ضریب کاپا برای نقشه کاربری اراضی حوضه مورد مطالعه به ترتیب برابر با 93/99 و 99/0 درصد به دست آمد که از دقت قابل قبولی برخوردار بود. همچنین به منظور تهیه نقشه پوشش گیاهی برای سال 1402 از داده های ماهواره لندست 9 استفاده و نقشه عامل تهیه گردید. ازاین رو مقادیر عامل پوشش گیاهی در حوضه در دامنه بین 21/0- تا 85/0 که غالبا قسمت های جنوبی از تراکم بیش تری برخوردار بودند.