بررسی تغییرات کاربری اراضی حوضه سد کارده به روش آنالیز شدت

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 5، دوره 8، شماره 2 - شماره پیاپی 30، تیر 1398، صفحه 75-95   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geo.v8i2.82040

نویسندگان

مهدی مهدیزاده کاریزکی¹؛ امین علیزاده¹؛ حسین انصاری^{* 1}؛ هادی معماریان خلیل آباد²

¹دانشگاه فردوسی مشهد

²دانشگاه بیرجند

چکیده

پوشش زمین و کاربری اراضی از مهم‌ترین عوامل هیدرولوژیکی در حوضه‌های آبخیز می‌باشند؛ زیرا در کیفیت و حجم کل رواناب نقش مؤثری دارند. بررسی میزان افزایش، کاهش، انتقال و ثبات بین کاربری‌ها درک بهتری از نحوه تغییرات پوشش و کاربری اراضی یک منطقه می‌دهد. این تحقیق تغییرات را در میان کلاس‌های طبقه‌بندی شده کاربری اراضی حوضه آبخیز سد کارده (شمال‌شرق ایران) ارزیابی و شدت آن‌ها را در سه بعد زمان، طبقه و شدت انتقال تحلیل می‌کند. با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و بررسی‌های میدانی، منطقه مورد مطالعه در سال‌های 1987، 1998، 2008 و 2016 به پنج طبقه مرتع، زراعت آبی و باغات، زراعت دیم، برون‌زدگی سنگی بدون پوشش و مناطق مسکونی طبقه‌بندی شد. تحلیل شدت تغییرات کاربری‌ها براساس روش ریاضی ابداعی آلدویک و پنتیوس‌(2012) که شدت‌های مشاهداتی را با شدت یکنواخت مقایسه می‌کند، انجام شد. برای هر بازه زمانی، جدول تقاطعی ایجاد شد و شدت تغییرات هر کاربری در سه بعد زمان، طبقه و انتقال بررسی شد. نتایج نشان داد که بیشترین میزان تغییرات کاربری اراضی مربوط به سه کاربری مرتع، زراعت آبی و دیم بوده و در بازه زمانی 1998-1987 رخ داده است، اما شدت این تغییرات در بازه زمانی 2016- 2008 بیشتر بود. در تمامی دوره‌ها کاربری مرتع به‌عنوان یک پتانسیل در تبدیل به سایر کاربری‌ها نقش مؤثر داشته و تغییرات کاربری‌ها الگوی منظمی نداشتند. در اثر تغییرات شدید و غیراصولی تبدیل کاربری مرتع به اراضی زراعی دیم و آبی و بالعکس، کاربری بدون پوشش 4 درصد افزایش نشان داد. نتایج نشان می‌دهد که همانند سایر مناطق مشابه در کشورهای درحال‌توسعه، تغییرات کاربری اراضی با رشد جمعیتی، شرایط اقلیمی و اقتصادی کشور مرتبط است و می‌تواند بر منابع طبیعی تأثیر مخرب بگذارد.

کلیدواژه‌ها

کاربری اراضی؛ پوشش؛ طبقه‌بندی؛ شدت تغییرات؛ حوضه آبخیز

مراجع

زراعتکار، ز؛ حسن پور، ف؛ تابع، م؛ 1393. ارزیابی روش‌های برآورد دبی پیک سیلاب در حوضه آبریز شهری جهت کنترل سیلاب. مجله سطوح آبگیر باران. شماره 12، ص 32-23.

سلمانی، م؛ محسنی ساروی، م؛ روحانی، ح؛ سلاجقه، ع؛ 1391). ارزیابی تغییر کاربری و تأثیر آن روی رژیم هیدرولوژیکی در حوضه آبخیز قزاقلی استان گلستان. پژوهشنامه مدیریت حوضه آبخیز. شماره 6، ص 60-43.

شاهرخی، م. ی؛ تاجبخش، م. و معماریان، ه؛ 1393. بررسی تأثیر گسترش فیزیکی شهر مشهد بر روند تغییرات مراتع پیرامون شهر با بهره گیری از تکنیم GIS و سنجش از دور. پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست دانشگاه بیرجند.

صدر موسوی، م، یزدانی چهاربرج، ر؛ 1392. ارزیابی و شبیه سازی رشد شهری شهرهای میانه اندام با استفاده از مدل CA-Markov (نمونه موردی: شهر مراغه)، همایش معماری پایدار و توسعه شهری، سیویلیکا، بوکان.

غفاری، گ؛ قدوسی، ج؛ احمدی، ح؛ 1388. بررسی تغییر کاربری اراضی بر پاسخ‌های هیدرولوژی حوضه آبخیز (مطالعه موردی: حوضه آبخیز زنجان‌رود). مجله پژوهش‌های حفاطت آب و خاک. 16 (1): 180-163.

گزارش بیلان آب دشت مشهد ؛ 1393. شرکت آب منطقه‌ای خراسان رضوی

گلرنگ، ب؛ صادقی، ح؛ معماریان، ه؛ مشایخی، م؛ 1393. بررسی مدل مشارکتی در طرح‌های آبخیز داری. کنگره استحصال آب و آبخیزداری. دانشگاه بیرجند.

یاراحمدی، د؛ 1393. تحلیل هیدروکلیماتولوژی نوسان‌های سطح آب دریاچه ارومیه. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی. سال 46 (1): 77 – 92.

Abino, A. C., Kim, S. Y., Jang, M. N., Lee, Y. J. & Chung, J. S., 2015. Assessing Land Use and Land Cover of the Marikina Sub-Watershed, Philippines.

Abrishamchi, A., & Tajrishi, M., 2005). Interbasin water transfer in Iran. In Water Conservation, Reuse, and Recycling: Proceedings of an Iranian-American Workshop (pp. 252-272). National Academies Press.

Adhikari, S., Southworth, J. & Nagendra, H., 2014. Understanding Forest Loss and Recovery: A Spatiotemporal Analysis of Land Change in and around Bannerghatta National Park, India.J. Land Use Sci.,10:1-23.

Aldwaik, S.Z. & Pontius, R.G., Jr., 2012. Intensity analysis to unify measurements of size and stationarity of land changes by interval, category, and transition. Landsc. Urban Plan. 2012, 106, 103–114.

Azami Rad, M. & Saeedian, F., 2010. Investigate the flood probability in terms of infiltration and runoff in geology formations in the Kardeh Catchment Basin.

Brandt, T. & Mather P.M., 2001. Classification methods for remotely sensed data. Taylor & Francis, Londen and newyork, 210 p.

Chakravarty, S., Ghosh, S. K., Suresh, C. P., Dey, A. N. & Shukla, G., 2012. Deforestation: Causes, Effects and Control Strategies. Global Perspectives on Sustainable Forest Management 27.

Emre Tekel A., 2005. Operational hydrological forecasting of snowmelt runoff by remote sensing and geographic information systems integration.

Food and Agriculture Organization of the United Nations., 2012. The State of the World’s Land and Water Resources for Food and Agriculture, FAO, Rome.

Golrang, B. M., 2017. Mixed-Method Evaluation of Watershed Management: Practices from Kushk-Abad Basin, Iran. Springer.

Hitayezu P, Wale E & Ortmann G. 2015. Assessing agricultural land use change in the midlands region of KwaZulu-Natal, South Africa: Application of mixed-multinomial logit. International Association of Agricultural Economists, Conference, August 9-14, Milan, Italy.

Huang, J., Pontius Jr, R. G., Li, Q. & Zhang, Y., 2012. Use of Intensity Analysis to Link Patterns with Processes of Land Change from 1986 to 2007 in a Coastal Watershed of Southeast China. Appl. Geogr., 34: 371-384

Huang, J.; Pontius, R.G., Jr.; Li, Q. & Zhang, Y., 2012. Use of intensity analysis to link patterns with processes of land change from 1986 to 2007 in a coastal watershed of southeast China. Appl. Geogr. 34, 371–384.

Imani Harsini, J., M. Kaboli, J. Feghhi, A. Taherzadeh & A. Asadi., 2014. Studying Land Use-Cover Changes During the Last Three Decades in Hamedan Province Using Satellite Images. Natural Environment, 67: 1-12.

Kirch,B., 2002. Land Use Impacts on Water Resources. Land and Water Development Division,FAO, Rome Italy,10pp.

Lambin, E. F., & Geist, H. J. 2006. Land-use and land-cover change: Springer.

Lillesand, T.M.; Kiefer, R.W. & Chipman, J.W., 2004. Remote Sensing and Image Interpretation; John Wiley & Sons Ltd: New York, NY, USA.

Mallinis, G., Koutsias, N. & Arianoutsou, M., 2014. Monitoring Land Use/Land Cover Transformations from 1945 to 2007 in Two Peri-Urban Mountainous Areas of Athens Metropolitan Area, Greece. Sci. Total Environ., 490: 262-278.

Manandhar. R., Odeh, Inakwu O. A.Odeh & Pontius Jr, R. G., 2010. Analysis of Twenty Years of Categorical Land Transitions in the Lower Hunter of New South Wales, Australia. Agri. Ecosyst. Environ., 135: 336-346.

Memarian, H., Balasundram, S. K., & Khosla, R., 2013. Comparison between pixel-and object-based image classification of a tropical landscape using Système Pour l’Observation de la Terre-5 imagery. Journal of Applied Remote Sensing, 7(1), 073512.

Memarian, H., Balasundram, S. K., Talib, J. B., Teh Boon Sung, C., Mohd Sood, A., & Abbaspour, K. C., 2013. KINEROS2 application for land use/cover change impact analysis at the Hulu Langat Basin, Malaysia. Water and Environment Journal, 27(4), 549-560.

Memarian,H.; Tajbakhsh, M. & S. K. Balasundram, S. K., 2013. “Application of swat for impact assessment of land use/cover change and best management practices: a review,” International Journal of Advancement in Earth and Environmental Sciences, vol. 1, no. 1, pp. 36–40.

Minaei, M. & Kainz, W., 2016. Watershed Land Cover/Land Use Mapping Using Remote Sensing and Data Mining in Gorganrood, Iran. ISPRS Int. J. Geo-Info., 5: 57.

Minaei, M., & Kainz, W., 2018. Land cover change dynamics based on intensity analysis in gorganrood watershed, Iran. Journal of Agricultural Science and Technology, 20(5), 965-978.

Minaei. M. & Irannezhad, M., 2016. Spatio-Temporal Trend Analysis of Precipitation, Temperature, andRiver Discharge in the Northeast of Iran in Recent Decades. Theor. Appl. Climatol.

Mohseni, S.M., S.H. Hoseini, H. Ahmadi & A. Najafinejad., 2008. Assessment of watershed management projects (case study: Ramian Watershed, Golestan.

Mousavi, H.; Ranjbar, A.; & M. Haseli., 2014. Monitoring and Trending of Landuse Changes in Abarkooh Basin using Satellite Images (1976-2014), The Journal of Geographical Data (SEPEHR), 25(97), 129-146.

Mwangi, H.M.; Julich, S.; Patil, S.D.; McDonald, M.A. & Feger, K.H., 2016. Relative contribution of land use change and climate variability on discharge of Upper Mara River, Kenya. J. Hydrol. Reg. Stud. 5, 244–260.

Nadoushan, M. A., Abari, M. F., Radnezhad, H. & Sadeghi, M., 2017. Monitoring Land Use/Cover Changes Using Remotely Sensed Imagery in Isfahan, Iran. Indian J.Geo-Marine Sci., 46: 538-544.

Naseri, S., Jafari, M., Tavakoli, H., & Arzani, H., 2014. Effects of mechanical erosion control practices on soil and vegetation carbon sequestration (case study: Catchment Basin of Kardeh-Iran.

Nath R, Luan Y, Yang W, Yang C, Chen C, Li Q & Cui X., 2015. Changes in Arable Land Demand for Food in India and China: A Potential Threat to Food Security, 7: 5371–5397.

Pontius, R. G., Gao, Y., Giner , N., Kohyama, T., Osaki, M. , & Hirose, K., 2013. Design and Interpretation of Intensity Analysis Illustrated by Land Change in Central Kalimantan, Indonesia. International Journal of Lands 2, 351-369.

Pontius, R.G., Jr. & Malizia, N.R., 2004. Effect of category aggregation on map comparison. In Geographic Information Science; Springer: Adelphi, MD, USA. pp. 251–268.

Pontius, R.G., Jr.; Shusas, E. & McEachern, M., 2004. Detecting important categorical land changes while accounting for persistence. Agric. Ecosyst. Environ. 100, 251–268.

Rahim Rahnama, M., Homaeefar, A., & Piruz, T., 2013. Evaluating of Mashhad urban development plans from compact city viewpoint. American Journal of Engineering Research (AJER), 2(9), 208-213.

Richards, J. A. & Jia, X., 2006. Remote Sensing Digital Image Analysis, 4th ed., Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg.

Richards, J. A., & Richards, J. A., 1999. Remote sensing digital image analysis (Vol. 3). Berlin et al.: Springer.

Royalli, D., 2013. The Hydro-geomorphic impact of land use in small head water.Earth Systems and EnvironmentalSciences, 130: 28-47.

Sanneke van Asselen, S. & Verburg, P. H., 2013. Land cover change or land-use intensification: simulating land system change with a global-scale land change model. Global Change Biology 19, 3648–3667.

Sardashti, M., Ghanavati, E., Rezayian, P., and Morshedi, J. 2011.Land use of change detection Taleghan watershed from year 1987-2002 using Landsat satellite imagery and remote sensing, National conference of Geomatics, Tehran, Geological Survey Iran. Pp: 1312-1319.

Sharifi, L.; Kamel, S.; & B. Feizizadeh., 2015. Monitoring Bioenvironmental Impacts of Dam Construction on Land Use Cover Changes in Sattarkhan Basin Using Multi-Temporal Satellite Imagery, Iranica Journal of Energy and Environment, 6 (1), 39-46.

Soffianian, A. & Madanian, M., 2015. Monitoring Land Cover Changes in Isfahan Province, Iran Using Landsat Satellite Data. Environ. Monitor. Assess., 187. doi:10.1007/s10661-015-4442-5

Tajbakhsh, M., Memarian, H., & Shahrokhi, Y., 2016. Analyzing and modeling urban sprawl and land use changes in a developing city using a CA-Markovian approach. Global Journal of Environmental Science and Management, 2(4), 397-410.

Thapa, R. B. & Murayama, Y., 2011. Urban Growth Modeling of Kathmandu Metropolitan Region, Nepal Computers, Environment and Urban Systems. 35(1), 25-34.

Viera, A. J., & Garrett, J. M., 2005. Understanding interobserver agreement: the kappa statistic. Fam med, 37(5), 360-363.

Wang, Z. et al., 2004. Object-oriented classification and application in land use classification using SPOT-5 PAN imagery. in Geosci. Rem. Sens. Symp., Vol. 5, pp. 3158–3160 (2004).

Zahedi, E., Mohammadi, M., & Bardi, S., 2012. Evaluation of urban land use change and impact on watershed hydrology Ziarat. Proceedings of the Seventh National Conference on Science and Watershed Engineering. Pp: 134-141.

Zhou, P., Huang, J., Pontius R. G., & Hong, H., 2014. “Land Classification and Change Intensity Analysis in a Coastal Watershed of Southeast China”. International Journal of Sensors 14(7): 11640-11658 .