آشکارسازی و پیش بینی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از رویکرد مدل سازی در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: حوزه آبخیز حبله رود)

سابقه و هدف:

 تعیین نوع، حدود و تغییرات مکانی و زمانی کاربری اراضی و پوشش زمین در تعیین خصوصیات هیدرولوژیکی آبخیزها از اهمیت بسیاری برخوردار است. داده های ماهواره ای به عنوان سریع ترین و کم هزینه ترین ابزارهای در اختیار پژوهشگران برای این منظور می باشند. منطقه مورد مطالعه این پژوهش، حوزه آبخیز حبله رود است که کاهش آبدهی آن در دهه های گذشته باعث تشدید تعارض بین ذینفعان بالادست (استان تهران) و پایین دست (استان سمنان) شده است. باتوجه به اینکه تغییرات کاربری اراضی یکی از عوامل تغییرات رژیم هیدرولوژیکی آبخیزها می باشد، هدف تحقیق حاضر آشکارسازی، کمی سازی و پیش بینی تغییرات کاربری اراضی و بررسی روند تغییرات پوشش گیاهی سطح زمین در این حوزه می باشد.

در این تحقیق برای شناسایی کاربری اراضی حوزه حبله رود، طبقه بندی نظارت شده شی ءگرای تصاویر سری لندست مربوط به سال های 1987، 2002 و 2019 در محیط سامانه گوگل ارث انجین انجام شد. برای بررسی عملکرد روش طبقه بندی، نقاط متعدد واقعیت زمینی نیاز است. در این تحقیق، نقشه واقعیت زمینی با بررسی میدانی و تفسیر تصاویر با تفکیک مکانی زیاد (بزرگ مقیاس) گوگل مپ ایجاد شد. از مدل زنجیره ای مارکوف و سلول های خودکار مارکوف در افزونهMOLUSCE که یکی از افزونه های نرم افزار سامانه اطلاعات مکانیQGIS است برای شبیه سازی تغییرات کاربری اراضی و تحلیل وضعیت پویایی منطقه مورد مطالعه استفاده شد. بعلاوه، روند تغییرات شاخص NDVI برای ارزیابی تغییرات مکانی - زمانی وضعیت پوشش گیاهی منطقه مورد مطالعه در نرم افزار گوگل ارث انجین محاسبه شد.

نتایج بیانگر این است که روش و تکنیک طبقه بندی مورد استفاده در این پژوهش دارای درصد صحت کلی بیش از 88 و ضریب کاپای بیش از 86/0 در تمام مقاطع زمانی مورد بررسی می باشد. همچنین مشاهده می شود که حوزه حبله رود طی دوره 1987 الی 2019 شاهد افزایش مساحت اراضی زراعی آبی به میزان 5/67 کیلومترمربع، اراضی زراعی دیم در حدود 20 کیلومترمربع و مناطق مسکونی در حدود 21 کیلومترمربع بوده است. مساحت اراضی مرتعی درجه 1 حدود 240 کیلومترمربع و اراضی مرتعی درجه 2 حدود 196 کیلومترمربع کاهش یافته است. درحالی که مساحت اراضی مرتعی درجه 3 افزایشی حدود 327 کیلومترمربع داشته است. در صورت تداوم این روند، تا سال 2051 مساحت اراضی زراعی آبی در حدود 20 کیلومترمربع دیگر افزایش و مساحت اراضی مرتعی درجه 1 در حدود 127 کیلومترمربع کاهش خواهد یافت. اما مساحت اراضی مرتعی درجه 2 و3 هرکدام در حدود 50 کیلومترمربع افزایش خواهد یافت. مساحت اراضی مسکونی نیز روند افزایشی خواهند داشت. همچنین نتایج بیانگر سیر نزولی معنادار متوسط شاخص NDVI حوزه است که نشان می دهد در طول زمان وضعیت پوشش گیاهی منطقه سیر قهقرایی را طی کرده است. سیر قهقرایی پوشش گیاهی در اطراف مناطق مسکونی و رودخانه ها و قسمت های پایین دست حوزه شدیدتر است.

بررسی روند تغییرات کاربری اراضی حوزه حبله رود نشان می دهد که در اثر مداخلات انسانی، در بخش های فراوانی از سطح حوزه، پوشش گیاهی طبیعی با پوشش های زراعی، باغی و مسکونی جایگزین شده است. کیفیت پوشش طبیعی غالب منطقه (مرتع) نیز سیر قهقرایی را طی کرده است. بنابراین با توجه به روند افزایش جمعیت، گسترش شهرنشینی، توسعه صنایع و گردشگری و پیامدهای ناشی از مداخلات انسانی در حوزه همچون کاهش شدید آبدهی رودخانه های حوزه حبله رود و گسترش تعارض بین ذینفعان و ذیمدخلان پیشنهاد می گردد تمرکز اصلی سیاست ها و اقدامات مدیریتی در این حوزه آبخیز روی برنامه ریزی موثر به ویژه مدیریت و بهینه سازی مداخلات انسانی از طریق تدوین و اجرای برنامه آمایش سرزمین و راهکارهای بهینه سازی و صرفه جویی در مصرف آب باشد.