logo
logo
ArEn
عنوان :

مدل سازی ترکیبی فرسایش آبی و بادی با استفاده از روش های یادگیری ماشین

ناشر :

پژوهش های آبخیزداری - Watershed Management Research

سال :

1402/2023

چکیده

مقدمه و هدففرسایش خاک به وسیله ی آب و باد یکی از بزرگ­ترین تهدیدهای زیست محیطی در سراسر جهان است که پیامدهای منفی پرشماری مانند نابودی خاک، کاهش حاصلخیزی خاک، تخلیه ی مواد مغذی و ریزمغذی ­ها، نابودی ساختمان خاک، طوفان­ های گرد و غبار، آلودگی هوا، سیلتی شدن آبگیرهای سدها، و ... روی بوم سازگان انسانی و طبیعی دارد. بنابراین داشتن اطلاعات دقیق از حساسیت زمین ها به فرسایش آبی و بادی و تهیه نقشه­ های مکانی از فرسایش به منظور کاهش پیامدهای منفی آن لازم است. بنابراین، هدف از این پژوهش استفاده از دو مدل یادگیری ماشین به منظور مدل­ سازی مکانی هم­زمان فرسایش آبی و بادی در آبخیز بختگان استان فارس است.مواد و روش ­هابه منظور تهیه ی نقشه ی مکانی خطر فرسایش آبی و بادی خاک، به ترتیب 20 و 16 عامل تأثیرگذار بر فرسایش آبی و بادی انتخاب شد. در مرحله قبل از مدل­ سازی از روش انتخاب ویژگی وایازی چند­متغیره اسپیلاین تطبیقی و تست هم­­ خطی به منظور شناسایی مهمترین عامل های مهارکننده خطر فرسایش آبی و بادی استفاده شد. در مرحله ی بعد از دو روش یادگیری ماشین جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان برای مدل­ سازی فرسایش استفاده شد. عملکرد مدل­ ها با استفاده از منحنی مشخصه ی عملکرد ارزیابی شد.نتایج و بحثبراساس نتایج، متغیرهای کاربری زمین ها، شیب، سنگ شناسی، زبری سطح خاک، بخش درشت دانه ی خاک، درصد رس، پوشش گیاهی، جهت شیب، وزن مخصوص خاک و شاخص رطوبت پستی بلندی به عنوان مهمترین عامل های مهارکننده ی فرسایش آبی شناسایی شدند. هم­چنین مهمترین عامل های مهار­کننده ی فرسایش بادی عبارت بودند از: بلندی، کاربری زمین ها، سرعت باد، شیب، پوشش گیاهی، نیتروژن خاک، ظرفیت تبادل کاتیونی، سنگ شناسی، جهت شیب، درصد رس و وزن مخصوص خاک. اندازه های سطح زیر منحنی مشخصه ی عملکرد برای نقشه ی فرسایش بادی تهیه شده به­ وسیله­ ی مدل جنگل تصادفی 99% و برای نقشه ی فرسایش آبی تهیه شده به ­وسیله ی مدل ماشین بردار پشتیبان 96% بود. درنهایت دو نقشه ی فرسایش بادی و آبی تلفیق شد و نتایج نشان داد که بیش­ترین درصد مساحت مربوط به حساسیت کم در فرسایش آبی و حساسیت خیلی زیاد در فرسایش بادی است که 18% از منطقه را دربر می ­گرفت.نتیجه گیری و پیشنهادهامنطقه ی مطالعه شده به دلیل وجود چندین دریاچه شامل بختگان، مهارلو و تشک و همچنین چندین سد، از نظر تأمین منابع آب شرب، کشاورزی، صنعت و محیط زیست اهمیت زیادی دارد. در صورت توجه نداشتن به مشکل فرسایش به ویژه فرسایش بادی در منطقه ی مطالعه شده، این منطقه می تواند به ویژه در بستر دریاچه های خشکیده منبع تولید گرد و غبار باشد. بنابراین یافته­ های این پژوهش می تواند در راستای کاهش اثرات منفی این پدیده در منطقه ی مطالعه شده به وسیله ی مدیران اجرایی استان بهره برداری شود.