اثر تغییرات کاربری اراضی بر تولید آب در حوضه آبخیز تراز، استان خوزستان، جنوب‌ غرب ایران

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 2، دوره 12، شماره 2 - شماره پیاپی 46، تیر 1402، صفحه 29-46   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geoeh.2022.77944.1261

نویسندگان

فضل الله احمدی میرقائد^{* 1}؛ بابک سوری²

¹پژوهشگر پسادکتری گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

²دانشیار گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

چکیده

آب یکی از نیازهای اساسی حیات انسان‌ها و موجودات زنده به شمار می‌رود و برنامه‌ریزی مناسب برای استفاده از آن در سراسر جهان، بخصوص ایران، حائز اهمیت است. این مطالعه با هدف ارزیابی اثرات کاربری اراضی بر خدمات اکوسیستمی تولید آب در حوضه آبخیز تراز، استان خوزستان در بازه زمانی 1990 تا 2050 انجام شد. در این راستا، ارزیابی تولید آب با استفاده از InVEST و نقشه‌سازی کاربری اراضی با استفاده از روش طبقه‌بندی حداکثر احتمال در محیط ENVI 5.3 و اتوماتای سلولی زنجیره مارکف در محیط TerrSet صورت پذیرفت. همچنین رابطه تولید آب با سنجه‌های سیمای سرزمین شامل تعداد، تراکم، شکل و مساحت لکه بر مبنای روش رگرسیون وزنی مکانی (GWR) در محیط Arc GIS 10.5 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد در 30 سال گذشته مساحت جنگل‌ها و مراتع در منطقه مطالعاتی به ترتیب حدود 3199 و 1611 هکتار کاهش و مساحت اراضی کشاورزی و ساخته شده‌ها به ترتیب 4388 و 387 هکتار افزایش یافته‌اند. پیش‌بینی می‌شود که در 30 سال آینده نیز 2442 هکتار از مساحت جنگل‌های منطقه کاسته شود و مساحت کاربری‌های کشاورزی، مراتع و ساخته شده‌ها به ترتیب 1651، 687 و 102 هکتار افزایش یابد. کل حجم آب تولیدی قابل‌دسترس در منطقه در سال 2020 معادل 5/26 میلیون مترمکعب (به‌طور متوسط 857 مترمکعب در هکتار) و میزان تولید آب در ساخته‌شده‌ها، مراتع، جنگل‌ها و اراضی کشاورزی به ترتیب 3123، 1074، 1071 و 374 مترمکعب در هکتار برآورد گردید. نتایج GWR تأیید کرد که تولید آب با سنجه‌های تعداد لکه، تراکم لکه و شاخص شکل سیمای سرزمین رابطه مکانی معنادار و معکوس دارد (0.83, p-value>0.05≤R²)؛ درحالی‌که رابطه آن با شاخص بزرگ‌ترین لکه یک رابطه معنادار و مستقیم است (0.84, p-value>0.05=R²). بر این اساس می‌توان گفت که ویژگی‌های ساختاری سیمای سرزمین و الگوی کاربری اراضی حاکم بر منطقه می‌تواند تعیین‌کننده تولید آب باشد.

کلیدواژه‌ها

خدمات اکوسیستمی؛ تولید آب؛ تغییرات کاربری اراضی؛ اینوست؛ رگرسیون وزنی مکانی

مراجع

احمدی میرقائد، فضل‌الله؛ 1397. به‌کارگیری خدمات اکوسیستم و ارزش‌های زیباشناختی سیمای سرزمین در فرآیند بهینه‌سازی تخصیص کاربری اراضی. رساله دکتری ارزیابی و آمایش محیط­زیست. دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.

احمدی میرقائد، فضل‌الله؛ محمدزاده، مرجان؛ سلمان ماهینی، عبدالرسول؛ میرکریمی، سیدحامد؛ 1396. ارزیابی عملکرد آب در اکوسیستم‌های حوضه آبخیز قره‌سو بر مبنای الگوی کاربری اراضی و پوشش سرزمین. فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط‌زیست. https://jest.srbiau.ac.ir/article_11145.html

 

 Aghsaei, H., Dinan, N.M., Moridi, A., Asadolahi, Z., Delavar, M., Fohrer, N., Wagner, P.D., 2020. Effects of dynamic land use/land cover change on water resources and sediment yield in the Anzali wetland catchment, Gilan, Iran. Science of the Total Environment, 712: 136449.‏ https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.136449

Ahmadi Mirghaed, F., Mohammadzadeh, M., Salmanmahiny, A., Mirkarimi, S.H., 2020. Decision scenarios using ecosystem services for land allocation optimization across Gharehsoo watershed in northern Iran. Ecological Indicators, 117: 106645.‏ https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2020.106645

Ahmadi Mirghaed, F., Souri, B., 2021. Relationships between habitat quality and ecological properties across Ziarat Basin in northern Iran. Environment, Development and Sustainability, 1-16. https://doi.org/10.1007/s10668-021-01343-x

Ahmadi Mirghaed, F., Souri, B., Mohammadzadeh, M., Salmanmahiny, A., Mirkarimi, S.H., 2018. Evaluation of the relationship between soil erosion and landscape metrics across Gorgan Watershed in northern Iran. Environmental monitoring and assessment, 190(11): 643.‏ https://doi.org/10.1007/s10661-018-7040-5

Asadolahi, Z., Salmanmahiny, A., Sakieh, Y., 2017. Hyrcanian forests conservation based on ecosystem services approach. Environmental Earth Sciences, 76(10): 1-18.‏ https://doi.org/10.1007/s12665-017-6702-x

Derakhshan-Babaei, F., Nosrati, K., Mirghaed, F. A., Egli, M., 2021. The interrelation between landform, land-use, erosion and soil quality in the Kan catchment of the Tehran province, central Iran. Catena, 204, 105412. https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105412

Donohue, R.J., Roderick, M.L., McVicar, T.R., 2012. Roots, storms and soil pores: Incorporating key ecohydrological processes into Budyko’s hydrological model. Journal of Hydrology, 436: 35-50.‏ https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2012.02.033

Droogers, P., Allen, R.G., 2002. Estimating reference evapotranspiration under inaccurate data conditions. Irrigation and drainage systems, 16(1): 33-45. https://doi.org/10.1023/A:1015508322413

Fu, B., Li, Y., Wang, Y., Zhang, B., Yin, S., Zhu, H., Xing, Z., 2016. Evaluation of ecosystem service value of riparian zone using land use data from 1986 to 2012. Ecological Indicators, 69: 873-881. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2016.05.048

He, J., Huang, J., Li, C., 2017. The evaluation for the impact of land use change on habitat quality: A joint contribution of cellular automata scenario simulation and habitat quality assessment model. Ecological Modelling, 366: 58-67. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2017.10.001

Lang, Y., Song, W., 2019. Quantifying and mapping the responses of selected ecosystem services to projected land use changes. Ecological Indicators, 102: 186-198. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2019.02.019

Lang, Y., Song, W., Zhang, Y., 2017. Responses of the water-yield ecosystem service to climate and land use change in Sancha River Basin, China. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 101: 102-111. https://doi.org/10.1016/j.pce.2017.06.003

Li, J., Zhang, C., Zhu, S., 2021. Relative contributions of climate and land-use change to ecosystem services in arid inland basins. Journal of Cleaner Production, 298: 126844. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.126844

McGarigal, K., Cushman, S., Neel, M.C., Ene, E., 2002. FRAGSTATS: Spatial pattern analysis program for categorical and continuous maps. University of Massachusetts, Amherst, MA, USA. goo. gl/aAEbMk. www.umass.edu/landeco/research/fragstats/fragstats.html

Monprapussorn, S., 2018. Impact of climate and land use change on ecosystem services: A case study of Samutsakorn province, Thailand. Ecological informatics, 47: 45-49. https://doi.org/10.1016/j.ecoinf.2017.08.007

Peng, Y., Mi, K., Qing, F., Xue, D., 2016. Identification of the main factors determining landscape metrics in semi-arid agro-pastoral ecotone. Journal of Arid Environments 124: 249-256. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2015.08.009

Pham, T. G., Nguyen, H. T., Kappas, M., 2018. Assessment of soil quality indicators under different agricultural land uses and topographic aspects in Central Vietnam. International Soil and Water Conservation Research, 6(4): 280-288. https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2018.08.001

Schirpke, U., Kohler, M., Leitinger, G., Fontana, V., Tasser, E., Tappeiner, U., 2017. Future impacts of changing land-use and climate on ecosystem services of mountain grassland and their resilience. Ecosystem services, 26: 79-94. https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2017.06.008

Sharp, R., Tallis, H.T., Ricketts, T., Guerry, A.D., Wood, S.A., Chapin-Kramer, B., 2020. InVEST 3.8.0.post52 + ug.g8cfdc4a User’s Guide. Stanford: The Natural Capital Project.

Weldegebriel, S. K., Yeshitela, K., 2021. Measuring the Semi-Century Ecosystem-Service Value Variation in Mekelle City Region, Northern Ethiopia. Sustainability, 13(18): 10015. https://doi.org/10.3390/su131810015

Wu, Y., Zhang, X., Li, C., Xu, Y., Hao, F., Yin, G., 2021. Ecosystem service trade-offs and synergies under influence of climate and land cover change in an afforested semiarid basin, China. Ecological Engineering, 159: 106083. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2020.106083

Yang, J., Xie, B., Zhang, D., Tao, W., 2021. Climate and land use change impacts on water yield ecosystem service in the Yellow River Basin, China. Environmental Earth Sciences, 80(3): 1-12.‏ https://doi.org/10.1007/s12665-020-09277-9

Zhang, M., Wang, K., Liu, H., Zhang, C., Yue, Y., Qi, X., 2018. Effect of ecological engineering projects on ecosystem services in a karst region: A case study of northwest Guangxi, China. Journal of Cleaner Production 183: 831-842. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.02.102