پایش و بررسی محدوده‌های هشدار فرسایش بادی در شمال غرب استان گلستان (مطالعه‌ موردی: شهرستان‌های آق قلا و گمیشان)

فرسایش بادی، طوفان‌های گرد و غبار و مدیریت آن همواره یکی از مباحث مهم مناطق خشک و نیمه‌خشک بوده و چالشی جدی در برابر اهداف توسعه‌ پایدار محسوب می‌شود. در استان گلستان به‌دلیل وجود دشت‌های وسیع بیابانی در نواحی شمالی آن وقوع پدیده‌ فرسایش بادی در سال‌های اخیر فراوانی بیش‌تری پیدا کرده است. لذا، با توجه به اهمیت موضوع، پژوهش حاضر با هدف پایش و بررسی محدوده‌های هشدار فرسایش بادی در شمال‌غرب استان گلستان با استفاده از مدل wehi انجام شد. هم‌چنین، از مدل زنجیره‌ مارکوف برای بررسی تغییرات کلاس فرسایش در بازه‌ زمانی 2021-2002 استفاده شد. پس از محاسبه‌ شدت فرسایش بادی، با در نظر گرفتن حد آستانه برای این مدل مساحت مناطق تحت هشدار در طول دوره‌ آماری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از مدل‌سازی نشان داد که شدت فرسایش بادی در واحدهای کاری رسوبات آبرفتی اترک‌، اراضی شورزار، تپه‌ ماسه‌ای طولی‌، تپه‌ بارخانی، اراضی بایر و حاشیه‌ تالاب در کلاس شدید قرار دارد. هم‌چنین، نتایج حاصل از پایش فرسایش بادی نشان داد که کلاس فرسایش بادی زیاد و از 88/59940 هکتار به 3/71698 هکتار رسیده که نشان‌دهنده‌ افزایش چهار درصدی در دوره‌ آماری مورد مطالعه است. شدت فرسایش بادی در مناطق اطراف کویر سنگرتپه و نواحی مرکزی به کلاس فرسایش بادی شدید و در نواحی غربی و شرقی منطقه به کلاس فرسایش بادی کم تغییر کرده است. نهایتاً، پایش مناطق تحت هشدار نشان‌دهنده‌ افزایش 41 هزار هکتاری این مناطق در نواحی غربی، شمال‌غربی و مرکزی منطقه‌ مورد مطالعه در 20 سال گذشته است. بر اساس نتایج این پژوهش و با توجه به تشدید فراوانی وقوع گرد و غبار در سال‌های اخیر و پیامدهای جبران‌ناپذیر آن، اجرای برنامه‌ جامع مقابله با پدیده‌ گرد و غبار در استان گلستان ضروری و فوری است. بر اساس نتایج به‌دست آمده در این پژوهش، اقدامات اصلاحی و بیولوژیکی شامل کشت و توسعه‌ پوشش گیاهی مقاوم به شوری آب و خاک، راهبرد افزایش گیاهان مقاوم به شوری و خشکی در مراتع ضعیف، انجام عملیات کشاورزی حفاظتی به‌ویژه حفظ باقی‌مانده‌های زراعی پس از برداشت و احداث شبکه‌ بادشکن در حاشیه‌ اراضی زراعی پیشنهاد می‌شود.

monitoring and investigation of wind erosion warning areas in the northwest of golestan province (case study: aq qala and gomishan cities)

introductionin recent years, one of the most significant environmental crises has been the phenomenon of wind erosion and dust emission. wind erosion is considered one of the effective factors in desertification and land degradation in dry regions. the process of wind erosion, due to the transport of soil nutrients along with fine particles, is recognized as one of the limiting factors for soil fertility in many parts of the world. evaluating this type of erosion and estimating the soil loss requires the installation of various measuring stations. establishing and equipping these stations and providing the necessary equipment require large costs and a long time. in addition to direct measurement methods in wind erosion, the use of modeling results, especially in combination with remote sensing techniques, to study and predict environmental effects, trends, and risk assessment has greatly contributed to research in the last two decades. therefore, this study aims to monitor and investigate the warning zones of wind erosion in northwest golestan province using the wind erosion hazard index (wehi) model. materials and methodsto assess wind erosion in the western part of golestan province, the wehi model was implemented. this model predicts the sensitivity of the landscape to wind erosion by considering a set of surface and climatic thresholds and using a geographic information system (gis). in this model, wind erosion severity is determined in three classes: low, moderate, and severe, by multiplying wind speed by the percentage of bare soil and dividing it by the percentage of soil moisture percentage. to monitor wind erosion, the normalized difference moisture index (ndmi) was used to evaluate soil moisture, and the modified bare soil index (mbi) was used to assess bare soil. for validation, these indices were compared to field data and plots in each working unit. additionally, three statistical parameters, pearson correlation coefficient, coefficient of determination (r2), and root mean square error (rmse), were employed to calculate the correlation between these indices and ground data. furthermore, a markov chain model was used to examine changes in wind erosion classes. finally, after monitoring wind erosion and considering a threshold value for this model, the area of warning zones during the statistical period was investigated. results and discussion the results obtained from the wehi model indicate severe wind erosion intensity in the working units of atark floodplain deposits, saline lands, longitudinal dunes, barchan dunes, bare lands, and margins area of wetlands. according to the wehi model, the region was divided into three classes: low (54% frequency), moderate (21% frequency), and severe (25% frequency). the model classified the northern regions into severe and moderate classes, while the southern areas of the region fell into the low wind erosion class. high correlation coefficients between the wehi model indices based on remote sensing and field data demonstrate the model’s ability to monitor wind erosion over time and at different scales. wind erosion monitoring results showed that the high wind erosion class increased from 59,940.88 ha to 71,698.3 ha, indicating an increase of 11,757.43 ha. spatial analysis of wind erosion classes indicated that most changes occurred in central areas, with most areas around the sangartappeh playa and central regions changed to severe wind erosion class, while western, eastern, and central areas changed to the low wind erosion class. finally, monitoring the warning zones revealed an increase of 41,000 hectares in the areas under warning, in the western, northwestern, and central regions. conclusionin this study, the performance of the wehi model in assessing wind erosion risk in the western part of golestan province was confirmed. although factors such as roughness, soil structure, and organic matter content are not directly considered in the model, they are indirectly incorporated in scoring the percentage of bare soil. to control wind erosion in these areas, planting salt-tolerant species and implementing soil fertility enhancement strategies, such as soil mulching in heavy-textured areas, are recommended. finally, mechanical operations and the establishment of windbreak networks are suggested for controlling wind erosion in abandoned land units. this research can serve as a useful approach for planning and managing vulnerable areas to wind erosion in northwest golestan province.