تحلیل مکانی فرسایش خاک و کیفیت زیستگاه‌ها بر مبنای الگوی کاربری اراضی در منطقه سیستان

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 2، دوره 14، شماره 1 - شماره پیاپی 53، فروردین 1404، صفحه 22-42   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geoeh.2024.87025.1468

نویسندگان

محمد امین ایزدی پور^{* 1}؛ رضا دهمرده بهروز^{* 2}؛ فاطمه عین الهی پیر³؛ فاطمه رجائی⁴

¹دانشجوی کارشناسی ارشد محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

²دانشیار گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

³استادیار گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

⁴استادیار گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

چکیده

فرسایش خاک یکی از جدی‌ترین مشکلات محیط‌زیستی در اکوسیستم‌های خشکی است که می‌تواند کیفیت زیستگاه‌های یک منطقه را تحت تأثیر قرار دهد. این مطالعه با هدف ارزیابی فرسایش خاک و کیفیت زیستگاه‌های سیستان بر مبنای الگوی کاربری ارضی انجام گردید. پس از تهیه داده‌های مورد نیاز، مدلسازی فرسایش خاک و کیفیت زیستگاه‌ها با استفاده از مدل اینوست(InVEST) و ارتباط میان آنها بر اساس آزمون همبستگی اسپیرمن و رگرسیون وزنی مکانی (GWR) صورت پذیرفت. نتایج نشان داد فرسایش سالانه خاک در منطقه در مجموع 41/3 میلیون تن (بطور میانگین معادل 07/2 تن در هکتار) بود. زیستگاه‌های بخش غربی منطقه با وجود داشتن کیفیت بیشتر از پتانسیل فرسایش خاک بالاتری نیز برخوردار بودند. بیشترین و کمترین میزان فرسایش به ترتیب در مراتع (6/3 تن در هکتار) و تالاب (0 تن در هکتار) و بالاترین و کمترین میزان کیفیت زیستگاه‌ها به ترتیب در مراتع و ساخته‌شده‌ها مشاهده گردید. آزمون اسپیرمن رابطه مثبت و معنادار کیفیت زیستگاه‌ها با فرسایش خاک را نشان داد (R=0.71, P-value<0.01). نتایج GWR نیز همبستگی مکانی معنادار بین آنها را تأیید کرد (R²=0.91, P-value<0.01). الگوی مکانی کیفیت زیستگاه‌ها و فرسایش خاک در منطقه مطالعاتی تقریباً مشابه است بطوریکه زیستگاه‌های با کیفیت بالاتر در بخش غربی منطقه واقع شده‌اند، ضمن آنکه همین بخش‌ها بطور طبیعی از پتانسیل فرسایش بیشتری برخوردار هستند. نتایج این مطالعه علاوه بر ارائه اطلاعات مفید در مورد کیفیت زیستگاه‌ها و فرسایش خاک، ضرورت توجه مدیران و برنامه‌ریزان را برای اتخاذ راهبردهای مناسب به منظور کاهش فرسایش خاک بخصوص در زیستگاه‌های با کیفیت مطلوبتر در منطقه مشخص می‌سازد.

کلیدواژه‌ها

فرسایش خاک؛ کیفیت زیستگاه‌ها؛ کاربری اراضی؛ اینوست؛ رگرسیون وزنی مکانی

مراجع

Ahmadi Mirghaed, F. A., & Souri, B. (2022). Effect of landscape fragmentation on soil quality and ecosystem services in land use and landform types. Environmental Earth Sciences, 81(12), 330.‏ http://dx.doi.org/10.21203/rs.3.rs-732507/v1

Ahmadi Mirghaed, F., Rahmani, M., & Molla Aghajanzadeh, S. (2025). Quantification of water yield concerning land use and climate scenarios in the Tajan watershed, North of Iran. International Journal of Environmental Science and Technology, 22(2), 849-862. http://dx.doi.org/10.1007/s13762-024-05749-8

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, 1-14.‏ http://dx.doi.org/10.1007/s10661-018-7040-5

Alewell, C., Borrelli, P., Meusburger, K., & Panagos, P. (2019). Using the USLE: Chances, challenges and limitations of soil erosion modelling. International soil and Water Conservation Research, 7(3), 203-225.‏ http://dx.doi.org/10.1016/j.iswcr.2019.05.004

Aneseyee, A. B., Elias, E., Soromessa, T., & Feyisa, G. L. (2020a). Land use/land cover change effect on soil erosion and sediment delivery in the Winike watershed, Omo Gibe Basin, Ethiopia. Science of the Total Environment, 728, 138776.‏ http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.138776

Aneseyee, A. B., Noszczyk, T., Soromessa, T., & Elias, E. (2020b). The InVEST habitat quality model associated with land use/cover changes: A qualitative case study of the Winike Watershed in the Omo-Gibe Basin, Southwest Ethiopia. Remote Sensing, 12(7), 1103.‏ http://dx.doi.org/10.3390/rs12071103

Department of Environment Islamic Republic of Iran. [In Persian] https://rko.doe.ir/

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.‏ http://dx.doi.org/10.1016/j.catena.2021.105412

Dou, X., Ma, X., Zhao, C., Li, J., Yan, Y., & Zhu, J. (2022). Risk assessment of soil erosion in Central Asia under global warming. Catena, 212, 106056.‏ http://dx.doi.org/10.1016/j.catena.2022.106056

Gomiero, T. (2016). Soil degradation, land scarcity and food security: Reviewing a complex challenge. Sustainability, 8(3), 281.‏ http://dx.doi.org/10.3390/su8030281

Gong, J., Xie, Y., Cao, E., Huang, Q., & Li, H. (2019). Integration of InVEST-habitat quality model with landscape pattern indexes to assess mountain plant biodiversity change: A case study of Bailongjiang watershed in Gansu Province. Journal of Geographical Sciences, 29, 1193-1210.‏ http://dx.doi.org/10.1007/s11442-019-1653-7

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.‏ http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2017.10.001

Lei, J., Chen, Y., Li, L., Chen, Z., Chen, X., Wu, T., & Li, Y. (2022). Spatiotemporal change of habitat quality in Hainan Island of China based on changes in land use. Ecological Indicators, 145, 109707.‏ http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolind.2022.109707

Li, H., & Shi, D. (2024). Spatio-temporal variation in soil erosion on sloping farmland based on the integrated valuation of ecosystem services and trade-offs model: A case study of Chongqing, southwest China. Catena, 236, 107693.‏ http://dx.doi.org/10.1016/j.catena.2023.107693

Li, N., Zhang, Y., Wang, T., Li, J., Yang, J., & Luo, M. (2022). Have anthropogenic factors mitigated or intensified soil erosion over the past three decades in South China?. Journal of Environmental Management, 302, 114093.‏ http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.114093

Mahmoodi, M. A., & Naghshbandi, S. P. (2020). Estimation of Soil Erosion by RUSLE and Remote Sensing Data of Gawshan Dam Basin. Water and Soil, 33(6), 845-856. [In Persian]  https://doi.org/10.22067/jsw.v33i6.76446

Mirghaed, F. A., & Souri, B. (2023). Contribution of land use, soil properties and topographic features for providing of ecosystem services. Ecological Engineering, 189, 106898.‏ http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoleng.2023.106898

Moreira, M., Fonseca, C., Vergílio, M., Calado, H., & Gil, A. (2018). Spatial assessment of habitat conservation status in a Macaronesian island based on the InVEST model: A case study of Pico Island (Azores, Portugal). Land Use Policy, 78, 637–649. http://dx.doi.org/10.1016/j.landusepol.2018.07.015

Nematollahi, S., Fakheran, S., Kienast, F., Pourmanafi, S., & Jafari, A. (2021). Assessing the Impact of Road Networks on Decreasing the Quality of Wildlife’ Habitats Using the Vicinity Impact Index (Chaharmahal & Bakhtiari Province). Desert Management, 8(16), 37-56. [In Persian]  https://doi.org/10.22034/jdmal.2021.243139

Nezhadafzali, K., Shahrokhi, M. R., & Bayatani, F. (2019). Assessment soil erosion using RUSLE model and identification the most effective factor in Dekhan watershed basin of southern Kerman. Journal of Natural Environmental Hazards, 8(20), 21-38. [In Persian] https://doi.org/10.22111/jneh.2018.21894.1316

Obiahu, O. H., & Elias, E. (2020). Effect of land use land cover changes on the rate of soil erosion in the Upper Eyiohia river catchment of Afikpo North Area, Nigeria. Environmental Challenges, 1, 100002.‏ http://dx.doi.org/10.1016/j.envc.2020.100002

Pu, J., Shen, A., Liu, C., & Wen, B. (2024). Impacts of ecological land fragmentation on habitat quality in the Taihu Lake basin in Jiangsu Province, China. Ecological Indicators, 158, 111611.‏ http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolind.2024.111611

Qiao, X., Li, Z., Lin, J., Wang, H., Zheng, S., & Yang, S. (2023). Assessing current and future soil erosion under changing land use based on InVEST and FLUS models in the Yihe River Basin, North China. International Soil and Water Conservation Research, 12(2), 298-312.‏ http://dx.doi.org/10.1016/j.iswcr.2023.07.001

Renard, K. G., & Freimund, J. R. (1994). Using monthly precipitation data to estimate the R-factor in the revised USLE. Journal of Hydrology, 157(1-4), 287-306. http://dx.doi.org/10.1016/0022-1694(94)90110-4

Rouse, J. W., Haas, R. H., Schell, J. A., & Deering, D. W. (1974). Monitoring vegetation systems in the Great Plains with ERTS. In Proceeding Of Erts‐1 Symposium, NASA. Goddard Space Flight Center 3d ERTS-1. https://ntrs.nasa.gov/citations/19740022614

Sadeghi, S. H., Zabihi, M., Vafakhah, M., & Hazbavi, Z. (2017). Spatiotemporal mapping of rainfall erosivity index for different return periods in Iran. Natural Hazards, 87, 35-56.‏ http://dx.doi.org/10.1007/s11069-017-2752-3

Sharp, R., Tallis, H. T., Ricketts, T., Guerry, A. D., Wood, S. A., Chaplin-Kramer, R., & Olwero, N. (2015). InVEST Version 3.2. 0 User's Guide. The Natural Capital Project. The Nature Conservancy, and World Wildlife Fund.‏ https://naturalcapitalproject.stanford.edu/software/invest/invest-downloads-data

Smith, D. D., & Wischmeier, W. H. (1962). Rainfall erosion. Advances in Agronomy, 14, 109-148. http://dx.doi.org/10.1016/s0065-2113(08)60437-x

Sun, W., Shao, Q., Liu, J., & Zhai, J. (2014). Assessing the effects of land use and topography on soil erosion on the Loess Plateau in China. Catena, 121, 151-163. http://dx.doi.org/10.1016/j.catena.2014.05.009

Toubal, A. K., Achite, M., Ouillon, S., & Dehni, A. (2018). Soil erodibility mapping using the RUSLE model to prioritize erosion control in the Wadi Sahouat basin, north-west of Algeria. Environmental Monitoring and Assessment, 190(4), 210. http://dx.doi.org/10.1007/s10661-018-6580-z

Van der Knijff, J. M., Jones, R. J. A., & Montanarella, L. (2000). Soil erosion risk assessment in Europe. Luxembourg: Official Publications of the European Communities.

Wei, Q., Abudureheman, M., Halike, A., Yao, K., Yao, L., Tang, H., & Tuheti, B. (2022). Temporal and spatial variation analysis of habitat quality on the PLUS-InVEST model for Ebinur Lake Basin, China. Ecological Indicators, 145, 109632.‏ http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolind.2022.109632

Wu, L., Sun, C., & Fan, F. (2021). Estimating the Characteristic Spatiotemporal Variation in Habitat Quality Using the InVEST Model—A Case Study from Guangdong–Hong Kong–Macao Greater Bay Area. Remote Sensing, 13(5), 1008. http://dx.doi.org/10.3390/rs13051008

Zare, M., Panagopoulos, T., & Loures, L. )2017(. Simulating the impacts of future land use change on soil erosion in the Kasilian watershed, Iran. Land Use Policy, 67, 558–572. http://dx.doi.org/10.1016/j.landusepol.2017.06.028