Environmental Erosion Research

fa ارزیابی اثر تغییر کاربری اراضی بر فرسایش خاک در حوضه آبریز اهرچای Assessment of the Effects of Land Use Change on Soil Erosion in the Ahar chai Watershed. تحلیل فضایی عوامل فرساینده، و استخراج الگوهای پراکندگی و انتشار فرسایش پژوهشي Research این پژوهش با هدف ارزیابی اثر تغییر کاربری اراضی بر فرسایش خاک در حوضه آبریز اهرچای استان آذربایجان شرقی و با استفاده از مدل راسل انجام شد. این مدل با پنج عامل بارندگی (R)، فرسایش ‌پذیری خاک (K)، طول و شیب (LS)، پوشش گیاهی (C) و مدیریت حفاظتی (P)، فرسایش سالانه را برآورد می‌کند. برای افزایش دقت، از چهار مدل بوریس، مایدمنت، یو اس دی ای و وانونی جهت استخراج دقیق‌تر پارامترهای فیزیوگرافی(توپوگرافی) عوامل پوشش سطح زمین (کاربری اراضی، پوشش گیاهی) خاک شناختی (بافت خاک، فرسایش پذیری خاک) و هیدرولوژیکی(بارندگی، فرسایندگی بارندگی) و مدیریتی (مدیریت پوشش گیاهی، حفاظت خاک) استفاده شد. داده های توپوگرافی (مدل ارتفاع رقومی استر با تفکیک 30 متر) داده ‌های کاربری اراضی (تصاویر ماهواره ای سنتینل 2 و طبقه بندی کاربری ها)، بافت خاک(تعیین درصد شن، سیلت و رس)، بارندگی(داده های حد اکثر بارش سالانه از داده ‌های ERA5-Land ) و پوشش گیاهی (شاخص تفاضلی نرمال شده پوشش گیاهی بر اساس داده های رقومی تصاویر ماهواره ای سنتینل 2 ) در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی تحلیل شدند. نوآوری پژوهش، به‌کارگیری روش تحلیل رابطه فضایی دومتغیره برای بررسی ارتباط مکانی بین نقشه فرسایش و عوامل موثر بود. همچنین آزمون همبستگی پیرسون دو متغیره برای تحلیل کمی روابط و اعتبارسنجی نتایج استفاده شد. نتایج نشان داد تغییرات کاربری اراضی، به ‌ویژه تبدیل پوشش‌ های طبیعی شامل مراتع و اراضی بایر به اراضی کشاورزی و مناطق ساخته ‌شده، موجب افزایش قابل ‌توجه فرسایش خاک شده است. همچنین، بیشترین میزان فرسایش در اراضی مرتعی برابر 98/62 درصد معادل 798/1336 کیلومتر مربع  و کمترین میزان در اراضی بایر برابر با 155/0 درصد معادل 492/2 کیلومتر مربع مشاهده گردید. نتایج تحلیل همبستگی پیرسون نشان داد که بین عامل ‌های شیب و طول دامنه (LS) به ترتیب 93/0 و 79/0  و بارندگی  (R) 37/0  با شدت فرسایش خاک رابطه ‌ای مثبت و معنی ‌دار (p < 0.01) وجود دارد، در حالی‌که عامل پوشش گیاهی (C) 09/0 - رابطه ‌ای ضعیف و منفی با شدت فرسایش نشان داد. نتایج مدل راسل نشان داد که میانگین نرخ سالانه فرسایش خاک در حوضه آبریز اهرچای حدود ۲۰ تن در هکتار در سال برآورد شده است. همچنین، حدود ۵۱۴٫۴۲۴ کیلومترمربع از مساحت حوضه، معادل ۲۰ درصد از کل مساحت حوضه، در معرض فرسایش قرار دارد. در مجموع، تغییر کاربری اراضی، به‌ ویژه تبدیل پوشش ‌های طبیعی و اراضی بایر به اراضی کشاورزی و مناطق ساخته‌ شده، از مهم ‌ترین عوامل مرتبط با تشدید فرسایش خاک بود. همچنین، بافت خاک، شامل درصد شن، سیلت و رس، از جمله ویژگی‌ های خاک است که می‌تواند بر فرایند های رواناب و فرسایش خاک تاثیرگذار باشد. با این ‌حال، میزان تاثیر این ویژگی ‌ها در حوضه آبریز اهرچای به شرایط محلی و سایر عوامل موثر بر فرسایش وابسته است. در مجموع، مدیریت اصولی کاربری اراضی از طریق جلوگیری از تبدیل پوشش ‌های طبیعی و اراضی بایر به کاربری ‌های نامتناسب، کنترل توسعه اراضی کشاورزی و مناطق ساخته ‌شده، و حفاظت و احیای پوشش گیاهی، می‌تواند در کاهش رواناب سطحی و کنترل فرسایش خاک در حوضه آبریز اهرچای موثر باشد. از این ‌رو، اجرای اقدامات حفاظتی متناسب با شرایط منطقه، از جمله حفظ پوشش گیاهی طبیعی، جلوگیری از تخریب مراتع و مدیریت پایدار اراضی کشاورزی، برای حفاظت از منابع خاک ضروری است.   This study aimed to evaluate the effect of land-use change on soil erosion in the Ahar Chay watershed, East Azerbaijan Province, using the RUSLE model. The model estimates annual soil erosion based on five factors: rainfall erosivity (R), soil erodibility (K), slope length and steepness (LS), vegetation cover (C), and conservation management (P). To improve accuracy, the Buris, Maidment, USDA, and Vanoni models were used to derive physiographic, land-cover, soil, hydrological, and management parameters in the study area. Topographic data were obtained from a 30-m ASTER digital elevation model; land-use data from Sentinel-2 imagery and classification; soil texture from sand, silt, and clay percentages; rainfall from maximum precipitation data from ERA5-Land; and vegetation cover from the normalized difference vegetation index derived from Sentinel-2 imagery. The novelty was applying bivariate spatial relationship analysis to examine spatial associations between the erosion map and influential factors. Bivariate Pearson correlation was also used for quantitative analysis and validation. Results showed that land-use changes, particularly conversion of natural covers, including rangelands and barren lands,to agricultural and built-up areas, increased soil erosion. The highest erosion occurred in rangelands, accounting for 62.98% (1336.798 km²), while the lowest occurred in barren lands, accounting for 0.155% (2.492 km²). Pearson correlations showed significant positive relationships (p < 0.01) between erosion intensity and slope (0.93), slope length (0.79), and rainfall (R) (0.37), whereas vegetation cover (C) showed a weak negative relationship (0.09-). RUSLE estimated a mean annual soil erosion rate of approximately 20 t ha⁻¹ yr⁻¹, with about 514.424 km², equivalent to 20% of the watershed, exposed to erosion. Overall, soil texture can affect runoff and erosion within the watershed, but its influence depends on local conditions and other factors. Land-use management, vegetation protection and restoration, prevention of rangeland degradation, and sustainable agricultural management can reduce runoff and control soil erosion.   مدل راسل, تحلیل همبستگی فضایی, آزمون پیرسون, پوشش گیاهی, فرسایندگی بارندگی, اهرچای. RUSLE Model,Spatial Correlation Analysis,Pearson’s Test,Vegetation,Rainfall Erosivity Cover,Ahar Chay 0 0 http://magazine.hormozgan.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-388-2&slc_lang=fa&sid=1 Seyed Asadollah Hejazi سیداسدالله حجازی s.hejazi@tabrizu.ac.ir 100319475328460010354 100319475328460010354 Yes University of Tabriz گروه ژئومورفولوژی دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی دانشگاه تبریز شهرتبریز،دانشگاه تبریز Nayer Teymourzadeh نیر تیمورزاده naier.taimuorzadeh@gmail.com 100319475328460010355 100319475328460010355 No University of Tabriz گروه ژئومورفولوژی دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی دانشگاه تبریز شهرتبریز،دانشگاه تبریز Majid Dadashi Rostami Sales مجید داداشی رستمی ثالث mdtabriz1363@gmail.com 100319475328460010356 100319475328460010356 No University of Tabriz گروه ژئومورفولوژی دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی دانشگاه تبریز شهرتبریز،دانشگاه تبریز