علوم آب و خاک

---

تبدیل مراتع به زمین‌های کشاورزی در مناطق پرشیب کوهستانی، عموماٌ سبب فرسایش خاک و جاری شدن سیل‌های ویرانگر شده و کیفیت پویای خاک را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این پژوهش با هدف بررسی اثر تبدیل مراتع به زمین‌های کشاورزی بر تولید رواناب و کیفیت خاک، در منطقه دوراهان‏ )چهارمحال‏ و بختیاری) انجام گرفته است. بدین منظور، یک قطعه زمین مرتعی و یک قطعه زمین کشاورزی که به مدت 40 سال زیر کشت گندم دیم زمستانه بوده است، در کنار هم و در دو موقعیت شیب (پشت و شانه به ترتیب با 20 و 23 درصد شیب) انتخاب شد و در زیر بارانی به شدت 5±60 میلی‌متر بر ساعت (متناسب با بارندگی‌های موسمی منطقه) و با استفاده از دستگاه باران‏ساز قرار گرفته، رواناب و رسوب حاصله جمع‏آوری شد. تفاوت بین میانگین‌ها با استفاده از آزمون tبررسی گردید. نتایج نشان داد که مقدار مواد ‏آلی، میانگین‏ وزنی‏ قطر ‏خاک‌دانه‏ها و ضریب‏ هدایت‏ آبی اشباع خاک در زمین‌های کشاورزی به ترتیب 35، 53 و 8 درصد در موقعیت پشت شیب، و 39، 60 و 33 درصد در موقعیت شانه‏ شیب کمتر از زمین‌های مرتعی بوده است. هم‌چنین، در بارش با تداوم 60 دقیقه، مقدار تولید رواناب سطحی و هدررفت خاک در زمین کشاورزی به ترتیب 3 و 8 برابر در موقعیت پشت‏ شیب، و 11 و 55 برابر در موقعیت شانه شیب بیشتر از موقعیت‌های مشابه مرتع بود.

---

در حال حاضر با پیشرفت فن‌آوری، استفاده از داده‌های ماهواره‌ای به علت برداشت پوشش تکراری،‌ یکپارچه بودن اطلاعات، تهیه اطلاعات در قسمت‌های مختلف طیف الکترومغناطیس و امکان به‌کارگیری سخت‌افزارها و نرم‌افزارها در دنیا با استقبال خاصی روبه‌رو شده است. هدف پژوهش حاضر عبارت است از: بررسی قابلیت داده‌های سنجنده TM، ماهواره لندست برای تهیه نقشه کاربری اراضی حوضه آبخیز بازفت (استان چهارمحال بختیاری). برای تهیه نقشه کاربری اراضی ،‌داده‌های شش باند TM ماهواره لندست 5 به تاریخ 20 اردیبهشت ماه سال 1377 مورد استفاده قرار گرفت. تصحیح هندسی با 008/1 = RMSE پیکسل حاصل آمد. روش‌های مختلف بارزسازی شکل (FCC، فیلترها وشاخص‌های گیاهی) استفاده شد و کاربری های مختلف زمینی مورد بررسی قرار گرفت.منطقه با استفاده از GPS، نقشه‌های توپوگرافی با مقیاس 50000 : 1 و اطلاعات جانبی دیگر مورد بازدید صحرایی قرار گرفت. واحدهای کاربری اراضی مختلف با 62 کوادرت بررسی گردید و درصد تاج پوشش گیاهی تخمین زده شد. با استفاده از رگرسیون بین درصد تاج پوشش گیاهی و مقادیر شاخص‌های گیاهی NDVI، RVI،PVI، SAVI، DVI، TSAVI₁، NRVI، MSAVI₂ و اعمال تفکیک تاری بر آنها، نقشه‌های کاربری اراضی ایجاد گردید. بین شاخص‌های گیاهی و درصد تاج پوشش گیاهی، هم‌بستگی بالایی وجود داشته است. شاخص‌های NDVI، SAVI، NRVI،TSAVI₁ و MSAVI₂ ضریب هم‌بستگی بالایی را با درصد تاج پوشش گیاهی داشته‌اند. سه شاخص RVI،DVI،PVI ضرایب هم‌بستگی کمتری را نسبت به شاخص‌های فوق‌الذکر داشته‌اند. پس از اعمال طبقه‌بندی‌های نظارت شده، صحت نقشه تولیدی مورد ارزیابی قرار گرفت و نقشه نهایی کاربری اراضی به روش هیبرید تولید گردید. طبقه‌بندی نظارت شده با روش بیشترین شباهت، با کاپای کلی 87 درصد، بهترین نتیجه را برای تهیه نقشه کاربری اراضی در منطقه مورد مطالعه داده است. بر اساس این پژوهش داده‌های رقومی TM قابلیت زیادی برای تهیه نقشه‌ کاربری اراضی در منطقه مورد بررسی دارند. تفکیک بعضی کلاس‌های کاربری اراضی مانند جنگل با زیر اشکوب دیم ، گراس‌های یک‌ساله و اراضی آیش با داده‌های یک زمانه TM مقدور نشد. هم‌چنین داده‌های رقومی TM ، قابلیت جداسازی مناطق مسکونی روستایی پراکنده و جاده‌های خاکی منطقه مورد مطالعه را ندارند.

---

عدم وجود مدیریت صحیح استفاده از اراضی در یک حوزه آبخیز، تأثیرات نامناسبی بر منابع موجود در آن دارد. بهینه سازی کاربری اراضی یکی از راه‌کارهای مناسب برای دست‌یابی به توسعه پایدار و کاهش هدررفت منابع می‌باشد. تحقیق حاضر در حوزه آبخیز بریموند به مساحت 9572 هکتار در استان کرمانشاه به منظور تعیین مناسب‌ترین ترکیب کاربری اراضی شامل باغ، کشت آبی، کشت دیم و مرتع جهت کمینه‌سازی فرسایش خاک و بیشینه سازی سود صورت گرفت. برای انجام تحقیق حاضر، مقادیر فرسایش، سود خالص و نیز نقشه‌های تهیه شده طبق استانداردهای استفاده از اراضی به عنوان ورودی توابع هدف و محدودیت‌های مدل بهینه‌سازی کاربری اراضی استفاده شد. مدل برنامه ریزی خطی چند هدفی تهیه و با استفاده از روش سیمپلکس در نرم افزار ADBASE حل شد. نتایج به‌دست آمده از تحقیق، ضمن معرفی کاربری بهینه اراضی حوزه آبخیز بریموند، میزان کاهش فرسایش خاک و افزایش سود سالانه را به ترتیب 78/7 درصد و 62/118 درصد ارائه نمود. بهینه‌سازی انجام شده بر کاهش اراضی دیم و افزایش اراضی باغی در منطقه تأکید دارد. نتایج به‌دست آمده از تحلیل حساسیت نیز نمایانگر تأثیر پذیری زیاد توابع هدف از حداکثر سطح اراضی کشاورزی آبی و باغی است.

---

تخریب اراضی جنگلی یکی از بزرگ‌ترین معضلات زیست محیطی در شمال کشور است. یکی از پیامدهای این تخریب تأثیر منفی بر کیفیت خاک می‌باشد. تبدیل جنگل‌های طبیعی به اراضی کشاورزی، ایجاد قرق و تبدیل اراضی کشاورزی به مرتع و تخریب مراتع به دلیل چرای بی رویه در کنار یکدیگر در حوزه پاسنگ استان گلستان امکان بررسی تغییر کیفیت خاک را در این چهار کاربری فراهم آورده است. نتایج این مطالعه نشان داد، تبدیل جنگل‌های طبیعی به اراضی کشاورزی تا 66 درصد مواد آلی خاک را کاهش داده و پایداری خاکدانه‌ها را تا یک سوم مقدار اولیه تغییر می‌دهد. به تبع آن میزان نیتروژن به میزان یک سوم، و پتاسیم به میزان 15 درصد کاهش می‌یابد. به نظر می‌رسد خاک اراضی مرتعی ( اراضی کشاورزی قرق شده ) نسبت به خاک جنگل‌های طبیعی از لحاظ کیفیت فیزیکی و در مقایسه با خاک کشاورزی از لحاظ کیفیت شیمیایی وضعیت مطلوب‌تری داشته و از لحاظ شاخص‌های زیستی از دو کاربری دیگر نیز شرایط بهتری را دارا می‌باشد. نتایج نشان داد که فعالیت دو آنزیم، دهیدروژناز و ال آسپاراژیناز در اراضی مرتعی دارای مقادیر بیشتری نسبت به جنگل‌های طبیعی و اراضی کشاورزی است و بر خلاف تنفس میکربی رابطه مستقیمی با میزان مواد آلی خاک ندارد. تفاوت در کیفیت مواد آلی اضافه شده به خاک به عنوان بستره موجودات زنده به نظر می‌رسد که عامل تأثیر گذارتری نسبت به کمیت مواد آلی، بر روی فعالیت‌های آنزیمی در این منطقه باشد. گرچه با توجه به نتایج ذکر شده، اراضی مرتعی قرق شده دارای کیفیت مطلوب‌تری نسبت به کاربری‌های دیگر است، با این حال نتایج بررسی شدت فرسایش این نکته را تأیید می‌کند که تخریب جنگل‌های طبیعی تا چه حد فرسایش را در اراضی کشاورزی و مرتعی تشدید کرده است. تحقیق ارائه شده لزوم توجه بیشتر به بررسی شدت فرسایش و اصول حفاظتی، به عنوان یک شاخص مهم در ارزیابی کیفیت خاک را نشان می‌دهد.

---

استفاده از سیستم های مختلف خاک ورزی پس از تغییر ناآگاهانه و غیر علمی کاربری اراضی سبب تسریع تجزیه ماده آلی خاک شده و سایر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن را تحت تأثیر قرار می دهد. این امر به‌ویژه در اراضی حاشیه ای و مناطق پرشیب کوهستانی، عموماً سبب افزایش امکان تخریب و فرسایش خاک و در نتیجه جاری شدن سیل های ویرانگر می گردد. این پژوهش با هدف بررسی اثر تبدیل اراضی مرتعی به زمین های کشاورزی بر برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک مانند چگالی ظاهری، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، مقدار ماده آلی و رسانایی الکتریکی خاک انجام گرفته است. بدین منظور از هشت منطقه در جنوب و جنوب غربی اصفهان از دو بخش مرتع دست نخورده و مرتع دست خورده و از دو لایه 0-15 و 15-30 سانتی متری، نمونه برداری خاک انجام شد. پس از انجام آزمایش های مربوطه، نتایج مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. نتایج نشان داد که تغییر کاربری اراضی مرتعی مورد مطالعه به کشاورزی در برخی از مناطق بر حسب نوع استفاده از اراضی پس از تغییر کاربری آنها (کشت دیم یا آبی، عملیات خاک ورزی و کوددهی) سبب افزایش تقریباً 39 درصدی در میزان ماده آلی خاک و در برخی نیز سبب کاهش 26 درصدی در میزان آن شده است. رسانایی الکتریکی خاک نیز در اثر این تغییر کاربری تقریباً 41 درصد افزایش یافت. در حالی که تغییر کاربری به کشاورزی سبب ایجاد اختلاف معنی دار آماری در ویژگی‌های میانگین وزنی قطرخاکدانه ها، وزن مخصوص ظاهری و واکنش خاک در دو لایه مذکور نشد. بنابراین به نظر می رسد که اگرچه در مناطق مورد مطالعه در این پژوهش، تغییر کاربری اراضی و انجام عملیات کشت و کار، تأثیر معنی داری از نظر آماری بر برخی از ویژگی‌های خاک نداشته است، ولی در نهایت می تواند موجب کاهش کیفیت و افزایش تخریب آن شده و پیامدهای نامطلوبی را به‌دنبال داشته باشد.

---

در این تحقیق، جهت بررسی تغییرات کاربری اراضی، حوزه آبخیز قلعه شاهرخ با مساحت 1/150980 هکتار انتخاب گردید. داده سنجنده‌های MSS ،TM و ETM+ از ماهواره لندست برای این منظور استفاده شد. برای تهیه نقشه‌های کاربری اراضی حوزه، پس از انجام تصحیحات و آنالیزهای مختلف بارزسازی شامل PCA،FCC روی تصاویر، منطقه با استفاده از GPS، نقشه‌های توپوگرافی 1:50000 و اطلاعات جانبی دیگر مورد بازدید صحرایی قرار گرفت. واحد‌های کاربری اراضی مختلف با انجام نمونه‌برداری تصادفی طبقه‌بندی شده بررسی شد. پس از اعمال روش‌های مختلف طبقه‌بندی ، صحت نقشه‌های تولیدی مورد ارزیابی قرار گرفت و نقشه‌های نهایی کاربری اراضی حوزه در سال‌های 1354، 1369 و 1381 به روش هیبرید و با دقت قابل قبول تولید گردید. سپس روند تغییرات کاربری اراضی در دوره‌های مورد مطالعه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که در دوره اول مطالعه (سال 1354) بیشترین وسعت کاربری اراضی مربوط به مرتع تنک و اراضی با پوشش پراکنده با 6/41 درصد و کمترین وسعت مربوط به کشاورزی آبی با 5/1 درصد بوده است. هم‌چنین در دوره دوم (1369-1354) بیشترین وسعت کاربری مربوط به مرتع تنک و اراضی با پوشش پراکنده با 4/43 درصد و کمترین وسعت مربوط به کشاورزی آبی با 1/4 درصد است. در دوره سوم مطالعه (1381-1369) بیشترین وسعت کاربری با 6/35 درصد مربوط به کشاورزی دیم و کمترین وسعت مربوط به کشاورزی آبی با 7 درصد می‌باشد. طی سال‌های 1354 تا 1369 بیشترین تغییر کاربری شامل تبدیل مراتع با پوشش نیمه انبوه به دیم‌زارها و اراضی زراعی آبی و در درجه دوم تبدیل این مراتع به مراتع تخریب یافته با پوشش پراکنده است. در طی سال‌های 1369 تا 1381 بیشترین تغییر کاربری در مراتع تنک و اراضی با پوشش پراکنده است که به همراه بخشی از مراتع نیمه انبوه به دیم‌زارها و زراعت آبی تبدیل شده‌اند.

---

به‌منظور مطالعه تأثیر کاربری‌های مختلف بر تحول و تکامل خاک، اراضی لسی شرق استان گلستان منطقه آق‌سو انتخاب شد. تعداد 6 پروفیل در کاربری‌های مرتع، جنگل طبیعی بلوط، جنگل مصنوعی سرو و زراعی حفر شد و مورد مطالعه قرار گرفت و از افق‌های مختلف تعدادی نمونه جهت مطالعات فیزیکوشیمیایی و تعدادی جهت مطالعات میکروسکوپی برداشته شد. پارامترهای فیزیکی و شیمیایی مهم همچون وزن مخصوص ظاهری ((BD، میانگین وزنی قطر خاکدانه (MWD)، کربن آلی (OC)، ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC)، کربنات کلسیم معادل (CCE) و فسفر قابل دسترس (P) در کاربری‌ها مقایسه شد. OC، CECو MWD در کاربری زراعی خیلی پایین‌تر بودند. میزان مواد آلی در منطقه جنگلی و مرتعی به‌طور قابل ملاحظه‌ای بیشتر از اراضی زراعی بود. مطالعه تکامل پروفیل خاک نشان داد که خاک‌های جنگلی تکامل یافته‌ترند، به‌طوری که خاک‌های مناطق جنگل طبیعی تحت عنوان کلسیک آرجی زرالز طبقه‌بندی شدند و پایداری اراضی بیشتر سبب به‌وجود آمدن افق آرجیلیک با بی فابریک لکه‌ای و کریستالی در افق کلسیک زیرین شده است. ولی خاک‌های زراعی دارای تکامل کمتری بودند و تحت عنوان تیپیک کلسی زرپتز طبقه‌بندی شدند. بی فابریک خاک‌های زراعی در تمام افق‌ها کریستالیتیک بوده و نشان‌دهنده عدم آبشویی کافی کربنات و متعاقب آن عدم انتقال رس است و به دلیل فرسایش شدید افق‌های سطحی، افق غنی از آهک زیرین رخنمون نموده و مانع تکامل پروفیل شده است. خاک‌های جنگل مصنوعی و مرتع نیز دارای افق مالیک و طبقه‌بندی تیپیک کلسی زرالز بودند و از تکامل متوسطی برخوردار بودند.

---

فرسایش پاشمانی باران به‏عنوان اولین رویداد در فرسایش خاک، حرکت ذرات و کلوخه‏های خاک را سبب می‏شود، و یک فرآیند مهم در فرسایش بین‏شیاری محسوب می‏شود. نرخ جدایش در فرسایش پاشمانی با ویژگی‏های خاک و باران مرتبط بوده و تحت تأٔثیر فرسایندگی باران و فرسایش‏پذیری خاک است. بنابراین در این بررسی نرخ فرسایش پاشمانی و مقایسه آن در کاربری‏های مختلف و ارتباط آن با برخی خصوصیات خاک مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور 120 نمونه خاک از سه کاربری اراضی مجاور هم شامل جنگل، مرتع و کشاورزی در دو عمق 0-10 و10-20 سانتی‏متری از حوزه آبخیز کسیلیان جمع‏آوری شد. اندازه‏گیری فرسایش پاشمانی تحت شرایط آزمایشگاهی و با استفاده از شبیه‏ساز باران و فنجان پاشمان انجام شد. نتایج نشان داد که اختلاف معنی‏داری بین نرخ فرسایش پاشمانی در کاربری‏های مختلف وجود ندارد و تغییر کاربری جنگل به کاربری کشاورزی و مرتع درصد ماده آلی را به ترتیب 93/59 و 62/33 درصد در عمق سطحی و 33/33 و 59/25 درصد در عمق زیرین کاهش داده است. درصد سیلت در کاربری کشاورزی دارای هم‏بستگی مثبت معنی‏دار (742/ 0=r ، 018/0= p)، ماده آلی در کاربری مرتع دارای هم‏بستگی منفی معنی‏دار (798/0= r ، 001/ 0= p) و شاخص فرسایش‏پذیری خاک در کاربری کشاورزی دارای هم‏بستگی مثبت معنی‏دار (668/0 r =و 00/0 p=) با نرخ پاشمان است.

---

از داده‌های سنجنده LISS IV، ماهواره IRS-P6برای تهیه نقشه کاربری اراضی دشت سگزی واقع در شرق اصفهان استفاده شد که مساحت منطقه مورد مطالعه 22121 هکتار می باشد. تصاویر باند 2 (سبز)، باند 3 (قرمز) و باند 4 (مادون قرمز نزدیک) سنجنده LISS IV با دقت زمینی 8/5 متر، با روش نزدیک‌ترین همسایه و مدل هندسی چند جمله‌ای درجه یک با RMSE حدود 3/0 پیکسل به نقشه توپوگرافی 1:25000 منطقه ثبت داده شد. برای آنالیز داده‌ها روش‌های مختلف پردازش تصویر نظیر طبقه‌بندی نظارت‌شده و نظارت‌نشده، تجزیه مؤلفه‌های اصلی، فیلتر‌گذاری و شاخص گیاهی NDVI روی داده‌های ماهواره‌ای اعمال گردید. در نهایت نقشه کاربری اراضی با استفاده از روش هیبرید به دست آمد. نقشه حاصل 6 کاربری ارضی زیر را به خوبی تفکیک نمود: اراضی کشاورزی، زمین‌های بایر، اراضی به‌هم‌خورده، زمین‌های تاغ‌کاری(Haloxylon amodendron)، خطوط ارتباطی و جاده‌ها، مناطق مسکونی و محل‌های صنعتی. این نقشه دارای ضریب کاپای 89% و دقت کلی92% است. زمین‌های بایر در این منطقه اراضی با پوشش گیاهی طبیعی ولی بسیار ضعیف را شامل می‌شود که جزو بیابان‌های طبیعی محسوب می‌گردند. زمین‌هایی که در اثر فعالیت کوره‌های آجرپزی، توپوگرافی طبیعی زمین به‌هم‌خورده و به‌دنبال آن پوشش گیاهی کاملاً از ‌بین ‌رفته، اراضی تخریب‌شده محسوب می‌شود؛ این اراضی جزو مناطق بیابانی مصنوعی منظور می‌گردد. داده‌های این سنجنده برای تفکیک انواع کاربری‌های مطالعه شده به‌خصوص در رقومی‌سازی جاده‌ها توانائی بالایی دارد، بدین‌ترتیب داده‌های این سنجنده برای تصحیح نقشه‌های 1:25000 توپوگرافی می‌تواند کاربرد داشته باشد.

---

تغییر غیر علمی کاربری اراضی و اعمال خاک‌ورزی تأثیر زیادی بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک دارد. در این پژوهش به بررسی اثرات تبدیل اراضی بکر به زمین‌های کشاورزی پرداخته شده است. برای این امر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک مانند نفوذپذیری، ظرفیت تبادل کاتیونی، هدایت الکتریکی، اسیدیته، جرم مخصوص ظاهری، تخلخل، میزان سدیم، پتاسیم و مجموع کلسیم و منیزیم، درصد ماده آلی، نسبت جذب سدیم (SAR) و درصد آهک مورد آزمایش و مقایسه قرار گرفت. بدین منظور از 50 نقطه از زمین‌های کشاورزی و 50 نقطه از زمین‌های بکر نمونه‌برداری انجام گرفت. پس از انجام آزمایشات مربوطه نتایج حاصل مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که تغییر کاربری اراضی بکر مورد مطالعه به اراضی کشاورزی تغییرات معنی‌داری را در میزان ماده آلی خاک و اسیدیته ایجاد نکرده است در حالی که هدایت الکتریکی خاک در اثر این تغییر کاربری به طرز قابل توجهی افزایش یافته است. به جز پارامترهای اسیدیته، SAR، درصد ماده آلی و درصد آهک خاک، سایر پارامترها در اثر این تغییر کاربری دچار افت کیفی قابل توجهی شده‌اند. ضرایب هم‌بستگی مؤثرترین فاکتورها بر تغییرات هر یک از پارامترها نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. بر اساس نتایج به دست آمده سدیم در میزان هدایت الکتریکی خاک، جرم مخصوص ظاهری در تخلخل و ظرفیت تبادل کاتیونی خاک، سدیم و مجموع کلسیم و منیزیم در SAR خاک، هدایت الکتریکی در نفوذپذیری خاک و مجموع کلسیم و منیزیم روی ماده آلی خاک، بیشترین تأثیرگذاری را نشان دادند.

---

استفاده ناآگاهانه و غیرعلمی از اراضی مرتعی باعث تخریب آنها می‌گردد. بنابراین، تبدیل این مراتع تخریب‌شده به زمین‌های کشاورزی و سایر کاربری‌ها ممکن است کیفیت خاک را بهبود بخشد. هدف این مطالعه، ارزیابی تأثیر کشت و کار در مراتع تخریب ‌شده بر برخی از ویژگی‌های خاک در منطقه صفاشهر استان فارس بود. بدین منظور، چهار کاربری شامل مرتع تخریب‎شده، مرتعی که به‎مدت 17 سال به زمین کشاورزی تبدیل شده بود، زمین کشاورزی که به‎مدت چهار سال به باغ سیب تبدیل شده بود و نیز باغ سیب قدیمی با قدمت 40 سال انتخاب شد. نمونه‌برداری به‎صورت کاملاً تصادفی، از هر کاربری و از دو عمق (20-0 و 50-20 سانتی‌متر) و در پنج تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که تغییر کاربری اراضی مرتعی به سایر کاربری‌ها باعث افزایش ماده آلی و میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها (MWD) در هر دو عمق خاک شده بود. جرم مخصوص ظاهری و رس قابل پراکنش در آب در کاربری‌های کشاورزی و باغ جدید نسبت به مرتع، افزایش و در باغ قدیمی، کاهش یافته بود. بنابراین، توصیه می‌گردد که از روش‌های نوین کشاورزی مانند کشت بدون شخم یا شخم حداقل به‌جای روش‌های سنتی کشاورزی استفاده شود و نیز از چرای بیش از حد دام در مراتع جلوگیری به‌عمل آید.

---

کاهش کیفیت و قدرت باروری خاک ناشی از هدررفت کربن‌آلی از مهم‌ترین پیامدهای تغییر کاربری اراضی است، که اثرات جبران‌ناپذیری را بر خاک به جای می‌گذارد. به‌منظور بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر میزان کربن‌آلی خاک در خاک‌های ورتی‌سول، سری سرتیپ‌آباد به وسعت 1850 هکتار در جنوب دشت بیله‌ور با استفاده از طرح پایه کاملاً تصادفی در قالب آزمایش فاکتوریل با 10 تکرار در دو کاربری زراعی و مرتع مورد مطالعه قرار گرفت و برخی از ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک در دو کاربری با هم مقایسه شدند. نتایج مطالعات نشان داد که کربن‌آلی خاک در افق‌های سطحی در کاربری مرتع بیشتر از کاربری زراعی بوده و به تبع آن میزان کربن ترسیب‌شده نیز در کاربری مرتع بیشتر می‌باشد، در افق‌های پایینی اختلاف معنی‌داری در میزان کربن‌آلی خاک در دو کاربری مشاهده نشد، در اثر تغییر کاربری اراضی از مراتع به زمین‌های زراعی میزان جرم مخصوص ظاهری، نیتروژن، اسیدیته و هدایت الکتریکی خاک به‌طور چشمگیری افزایش و درصد کربن‌آلی خاک کاهش می‌یابد. فرایند فعال پدوتوربیشن، میزان رس (بالای 50 درصد)، خاکدانه‌های کوچک فراوان و ساختمان پایدار از جمله عوامل مهم در ذخیره کربن‌آلی در خاک‌های ورتی‌سول بوده که می‌توانند اثرات تغییر ‌کاربری اراضی را بر میزان کربن‌آلی خاک کاهش دهند. به‌طورکلی می‌توان گفت که تغییر کاربری اراضی نه‌تنها می‌تواند لطمه شدیدی بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک بر جای بگذارد بلکه با هدررفت کربن و تصاعد بیشتر گازهای گلخانه‌ای حیات کره زمین را نیز به مخاطره می‌اندازد.

---

مطالعه و ارزیابی تغییرات شاخص‌های کیفیت خاک در انواع کاربری اراضی می‌تواند در برنامه ریزی مدیریت پایدار و پیشگیری از روند نزولی کیفیت خاک مؤثر باشد. در همین رابطه مطالعه‌ای در سال 1389 در منطقه فریدن در استان اصفهان با هدف بررسی برخی از شاخص‌های شیمیایی و بیولوژیک خاک در سه کاربری اراضی(مرتع، دیم‌زار رها شده و دیم)، در دو فصل رویش (اردیبهشت و شهریور) و در سه شیب (10-0، 20-10 و 30-20 درصد) انجام شد. شاخص‌های مورد ارزیابی شامل ازت، فسفر، پتاس، مواد آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی و تنفس میکروبی بود. نتایج نشان داد که با افزایش شدت شیب تمامی صفات به‌جز میزان پتاس روند نزولی داشت. از سوی دیگر تأثیر نوع کاربری بر تمامی پارامترهای مورد بررسی به‌جز ازت معنی‌دار بود به‌نحوی که بیشترین مقادیر شامل mg/kg 4/28 فسفر، 62/0% مواد آلی، cmol/kg 38 /20 ظرفیت تبادل کاتیونی و mgC/day 2/33 تنفس میکروبی، همگی در کاربری مرتع دیده شد و در مورد پتاس به مقدار mg/kg 8/406 در دیم مشاهده شد. تأثیر فصل برروی تمامی پارامترهای اندازه‏گیری شده به‌جز ازت معنی‌دار بود به‌گونه‌ای که بیشترین مقادیر شامل mg/kg7/28 فسفر، mg/kg 3/377 پتاس،cmol/kg 6/19 ظرفیت تبادل کاتیونی، mgC/day 9/25 تنفس میکروبی همگی در اردیبهشت و تنها مواد آلی با بیشترین مقدار (68/0%) در شهریورماه دیده شد. نتایج به‌دست آمده از این پژوهش نشان داد افزایش شدت شیب وتغییرکاربری غیراصولی اراضی همزمان با نزدیک شدن به آخر فصل رویش همگی سبب کاهش شاخص‌های کیفی و توانایی بهره‌دهی خاک می‌گردد.

---

طبقه‌بندی و تهیه نقشه کاربری‌های اراضی یکی از پرکاربردترین موارد در استفاده از داده‌های سنجش از دور است. تعدادی از روش‌های پیشرفته‌تر طبقه‌بندی در دهه‌های گذشته توسعه پیداکرده‌اند که از آنها می‌توان به شبکه‌های عصبی مصنوعی و ماشین بردار پشتیبان اشاره کرد. در این مطالعه از تصاویر لندستTM باقدرت تفکیک 30 متر جهت استخراج کاربری‌های اراضی با استفاده از دو روش طبقه‌بندی شبکه عصبی مصنوعی و ماشین بردار پشتیبان اقدام شد. نتایج، دقت بالای طبقه‌بندی‌های شبکه عصبی و ماشین بردار پشتیبان با کرنل شعاعی، هر کدام به‌ترتیب با دقت کلی 67/90 و 67/91 درصد را نشان داد. ماشین بردار پشتیبان کلاس‌هایی را که دارای خصوصیات طیفی مشترک بودند بهتر تفکیک کرد. همچنین در قسمت‌های مرزی دو نوع کاربری، ماشین بردار پشتیبان قابلیت جداسازی بهتری نسبت به شبکه عصبی داشت و مرز بین دو کلاس ملموس تر بود. با توجه به نتایج گرفته ‌شده، هر دو روش شبکه عصبی و ماشین بردار پشتیبان برای طبقه‌بندی کاربری‌های اراضی خوب بوده، اما روش ماشین بردار پشتیبان با اختلاف 1 درصد در دقت کلی و 2درصد در ضریب کاپا بهتر بود. دقت بالای ماشین بردار پشتیبان می‌تواند ناشی از مرز تصمیم‌گیری بهینه آن باشد درحالی‌که شبکه عصبی نمی‌تواند این مرز را ایجاد کند.

---

کاربری اراضی یکی از فاکتورهای اساسی در کنترل رفتار هیدرولوژیکی حوزه‌ها می‌باشد. در مقابل ویژگی‌های عمدتاً ثابت حوزه و مؤثر بر چرخه آب حوزه (مانند خصوصیات خاک، توپوگرافی، اقلیم و کاربری اراضی) ممکن است زمینه‌ساز تغییرات کوتاه مدت باشند. بنابراین، عموماً فرض می‌شود که تغییر کاربری اراضی علت تغییر در پویایی هیدرولوژیکی حوزه‌ها می‌باشد. در این مقاله اثر کاربری اراضی در شرایط فعلی و بهینه بر رسوبدهی حوزه با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی و اجرای مدل هیدرولویکی HEC-HMS در حوزه آبخیز شور و شیرین واقع در استان فارس بررسی شده است. نقشه کاربری اراضی جهت تهیه نقشه شماره منحنی استفاده شد و این نقشه به‌عنوان پارامتر مهم جهت ورودی مدل استفاده گردید. نتایج نشان داد که رسوب برآورد شده در دو شرایط با یکدیگر تفاوت داشته و رسوب برآوردی به‌میزان متوسط 12 درصد، در شرایط کاربری بهینه کمتر از شرایط فعلی اراضی می‌باشد. کاهش دبی اوج و میزان رسوب در شرایط بهینه اراضی نسبت به شرایط کاربری فعلی بیان‌کننده این مطلب است، که تغییر کاربری اراضی و نوع کاربری مورد استفاده نقش بسزایی در کاهش یا افزایش ارتفاع رواناب و در نتیجه دبی اوج سیلاب و میزان رسوبزایی حوزه دارد.

---

مدیریت جامع حوضه‌های آبخیز در گرو دانش عمیق از اطلاعات پایه حوضه و از جمله آرایش اراضی و نوع کاربرد آن می‌باشد. موقعیت مکانی و سطح پراکنش کاربری کشاورزی کمک شایانی به تعادل منابع آبی در یک حوضه می‌کند. در این تحقیق و با کمک تصاویر ماهواره‌ای لندست ۵ و ۸ و الگوریتم طبقه‌بندی نظارت‌ شده به روش حداکثر احتمال، کاربری‌های پهنه‌های آبی، شوره‌زار و کشت آبی حوضه آبخیز ارومیه و در سال‌های ۱۳۸۹ و ۱۳۹۲ تهیه گردید. تمام تصاویر انتخابی از ماهواره لندست در ماه‌های تیر و مرداد قرار گرفته‌اند. سپس به مقایسه کاربری‌های حاصل از ماهواره مودیس برای سال ۱۳۸۹ و ۱۳۹۱ و در انتها به مقایسه نتایج حاصل از ماهواره مودیس و لندست برای سال ۱۳۸۹ پرداخته شده است. نتایج بررسی ماهواره‌های لندست و مودیس نشان می‌دهد که سطح اراضی کشت آبی افزایش و پهنه‌های آبی کاهش یافته است. با مقایسه کاربری اراضی کشت آبی و پهنه‌های آبی سال ۱۳۸۹ میان ماهواره مودیس و لندست نشان می‌دهد که ماهواره مودیس کشت آبی و پهنه‌های آبی را بهتر از زمین‌های بایر برآورد نموده است. مقدار ضریب کاپا برای کاربری‌های حاصل از ماهواره لندست برای سال‌های ۲۰۱۰ و ۲۰۱۳ به ترتیب ۷۷/۰ و ۸۷/۰ می‌باشد.

---

لازمه اجرای برنامه‏ های حفاظت آب و خاک و کنترل رسوب، کسب اطلاعات از اهمیت نسبی منابع رسوب و سهم آنها در تولید رسوب و در نتیجه شناسایی مناطق بحرانی در درون آبخیز است. به همین منظور در این مطالعه جهت تعیین سهم رسوب‏ دهی هر یک از کاربری‏ ها به‌عنوان منابع رسوب در حوضه آبخیز کند در استان تهران، 35 ردیاب ژئوشیمیایی و کربن آلی در 45 نمونه از منابع رسوب و 11 نمونه رسوب آبخیز، اندازه‏ گیری گردید. براساس نتایج آزمون کروسکال والیس، از بین 35 ردیاب اندازه‏گیری شده، 10 ردیاب شامل آلومینیوم (Al)، آرسنیک (As)، برلیم (Be)، کلسیم (Ca)، مولیبدن (Mo)، فسفر (P)، سرب (Pb)، گوگرد (S)، روی (Zn) و کربن آلی (OC)، با سطح معنی ‏داری کمتر از یک درصد، توانایی تفکیک منابع رسوب را داشتند. سپس با استفاده از تحلیل تشخیص، 5 ردیاب کربن آلی (OC)، گوگرد (S)، فسفر (P)، روی (Zn) و آرسنیک (As) با ضریب معنی‏داری 000/0، به‌عنوان ترکیب بهینه انتخاب شدند که با تأیید 8/97 درصد قادر به تفکیک منابع رسوب شدند. درنهایت نتایج حاصل از مدل‏ ترکیبی چند متغیره نشان داد که میانگین سهم کاربری باغ، مرتع و اراضی مسکونی در تولید رسوب به‌ترتیب 54/1، 27/14 و 18/84 درصد و مجموع مربعات خطا نیز 33/0 بود. نتایج این مطالعه می‏ تواند در انتخاب روش مناسب کنترل رسوب در منطقه مطالعاتی مورد استفاده قرار گیرد.

---

---

---