بررسی عدم قطعیت عوامل موثر بر خطر فرسایش آبی حوزه آبخیز قرناوه با استفاده از رویکرد میانگین ‌گیری بیزین

مقدمه: ارزیابی، شناسایی و اولویت‌بندی مناطق مستعد فرسایش امری ضروری است اما ماهیت فرسایش خاک و فرآیند‌های دخیل در آن موجب شده است که راهبرد‌های موثر در زمینه حفاظت آب‌ و خاک، نیازمند ارزیابی خطر در مقیاس‌های زمانی و مکانی مختلف باشد. از این ‌رو، پژوهش حاضر با بهره‌گیری از رویکرد و مدل کیفی pap/rac به پیش بینی و تعیین وضعیت خطر فرسایش آبی حوزه آبخیز قرناوه و بررسی عدم قطعیت عوامل موثر بر نقشه وضعیت خطر فرسایش حاصل از مدل مذکور با روش میانگین‌گیری بیزین، به‌منظور ارزیابی، شناسایی و اولویت بندی بهتر نقاط در معرض خطر فرسایش آبی، به جهت ارائه راهبرد‌های موثر حفاظت آب‌وخاک در راستای کاهش روند و توسعه فرسایش خاک پرداخته است.مواد و روش‌ها: مرکز فعالیت منطقه‌ای/ برنامه اقدامات اولویت‌دار (pap/rac) که در سال 1977 تاسیس شد، یکی از شش مرکز فعالیت منطقه‌ای برنامه اقدام مدیترانه (map) است که خود بخشی از برنامه محیط‌زیست سازمان ملل متحد (unep) است. بیست‌ویک کشور مدیترانه‌ای و همچنین اتحادیه اروپا، map را تشکیل می‌دهند و هدف مشترک آن‌ها ایجاد محیط سالم‌تر مدیترانه‌ای است که بر اصل توسعه پایدار تکیه دارد. حوزه اصلی فعالیت pap/rac حمایت از کشورهای مدیترانه‌ای در بهبود مدیریت پایدار سواحل خود، به‌ویژه از طریق تصویب و اجرای پروتکل مدیریت یکپارچه مناطق ساحلی در مدیترانه است. در سال 1998 مدل و رویکرد pap/rac ارائه و با عنوان مرکز فعالیت منطقه‌ای/ برنامه اقدامات اولویت‌دار مورداستفاده قرار گرفت. طی این پژوهش با توجه به ساختار اجرایی مدل و رویکرد pap/rac در مرحله اول (رویکرد پیش بینی) در گام اول ابتدا نقشه شیب حوضه از مدل رقومی ارتفاع 30 متری تهیه و بر اساس دستورالعمل ارزش گذاری و به پنج طبقه تقسیم شد. در گام دوم نقشه سنگ شناسی از نقشه های زمین‌شناسی 1:250000 استان گلستان (شیت کوه کورخود) تهیه و بر اساس دستورالعمل ارزش‌گذاری و به پنج طبقه تقسیم شد. در گام سوم نقشه فرسایش پذیری شیب که حاصل برهم‌نهی (ادغام) نقشه رخساره‌های سنگی و نقشه شیب مطابق دستورالعمل ارزش‌گذاری و تهیه شد. در گام چهارم کاربری اراضی از طبقه‌بندی تصاویر مردادماه سال 1402 ماهواره سنتینل 2 در محیط سامانه google earth engine همراه با اطلاعات منطقه ای موجود تهیه و به چهار طبقه مسکونی، جنگل، مرتع و زراعت تقسیم بندی و مطابق دستورالعمل ارزش گذاری شد. در گام پنجم نقشه تراکم پوشش گیاهی با استفاده از شاخص نرمال شده اختلاف پوشش گیاهی (ndvi) برای بازه زمانی مردادماه سال 1402 محاسبه و مطابق دستورالعمل ارزش‌گذاری شد. در گام ششم نقشه حفاظت خاک از ادغام نقشه کاربری اراضی و تراکم پوشش گیاهی مطابق دستورالعمل‌ها ایجاد شد. در گام هفتم نقشه وضعیت خطر فرسایش پیش‌بینی‌شده که تاثیر عوامل شیب، سنگ‌شناسی، کاربری اراضی و پوشش زمین را در نظر می گیرد از ادغام نقشه فرسایش‌پذیری (تلفیق شیب و سنگ‌شناسی) و نقشه حفاظت خاک مطابق دستورالعمل‌ها ایجاد شد. پس از ایجاد نقشه وضعیت خطر فرسایش منطقه، با رجوع به منطقه و با استفاده از عکس های هوایی، حالت های فرسایشی منطقه به‌منظور انجام رویکرد توصیفی مدل، برداشت و درنهایت با جانمایی حالت‌های فرسایشی برداشت‌شده بروی نقشه پیش بینی وضعیت خطر فرسایش، رویکرد ادغام مدل اجرا گردید. در هدف دوم این پژوهش، با در نظر گرفتن مساحت حوزه (هر هکتار) به عنوان حجم جامعه آماری و استفاده از رابطه کوکران، تعداد نقاط ب تصادفی تعیین و با استفاده از دستور create random points متناسب با مرز آبخیز قرناوه، در نرم‌افزار arcgis نقاط تصادفی جانمایی شد و بر اساس ارزش هر نقطه در عامل‌های مدل (شیب، زمین شناسی، پوشش گیاهی و کاربری اراضی) با استفاده از روش میانگین‌گیری بیزین میزان تاثیر هر عامل بروی نقشه پیش‌بینی وضعیت خطر فرسایش آبی در محیط برنامه r مشخص شد. نتایج و بحث: نتایج حاصل از بررسی مدل کیفی pap/rac نشان داد که 0.19، 3.34، 34.94، 227.28 و 514.53 کیلومترمربع از حوضه به ترتیب در وضعیت خطر فرسایش خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و بسیار زیاد است. به‌عبارت‌دیگر 741.81 کیلومترمربع از حوضه در وضعیت خطر فرسایش زیاد و بسیار زیاد است که به‌طور کلی نتایج بیانگر پتانسیل بالای این حوضه در فرسایش و هدررفت خاک با توجه به عامل های مدل کیفی pap/rac است و همچنین نتایج بررسی عدم قطعیت با مدل میانگین بیزین، گویای اهمیت بالای شیب و سنگ‌شناسی در نتیجه و خروجی مدل است. نتیجه‌‌گیری: با توجه به اهمیت ارزیابی نقاط مستعد فرسایش پیشنهاد می شود، ارزش گذاری (رتبه‌دهی) در زمینه عامل‌های مدل‌ pap/rac با دقت بیشتری انجام گیرد و در صورت امکان دستورالعمل‌های مدل متناسب با شرایط کشور ایران تهیه گردد تا ارائه راهبردهای موثر حفاظت آب‌وخاک با توجه به نتایج مدل و در راستای کاهش روند و توسعه فرسایش خاک، موثرتر واقع گردد.

investigating the uncertainty of factors affecting water erosion hazards in the qharnaveh watershed using the bayesian averaging model

introduction: it is necessary to evaluate, identify and prioritise areas prone to erosion. however, the nature of soil erosion and its processes have necessitated effective water and soil conservation strategies, which require hazard assessment at various temporal and spatial scales. therefore, the current research utilizes the pap/rac qualitative model to predict and determine the water erosion hazard status of the qharnaveh watershed. it also investigates the uncertainty of the factors affecting the erosion hazard map obtained from this model using bayesian model averaging (bma). this is done to enhance the evaluation, identification, and prioritization of points at risk of water erosion, thereby providing effective strategies for water and soil conservation to mitigate the trend and development of soil erosion.materials and methods: the priority actions program/regional activity centre (pap/rac), established in 1977, is one of the six regional action centers of the mediterranean action program (map), which is itself part of the united nations environment program (unep). the map includes 21 mediterranean countries and the european union, with a common objective of creating a healthier mediterranean environment on the basis of sustainable development principles. the main area of pap/rac is to support mediterranean countries in improving the sustainable management of their coasts, in particular through the adoption and implementation of the integrated management protocol in the mediterranean coastal zones. in 1998, the pap/rac model and approach were presented and employed as a pap/rac. according to the executive structure of the pap/rac model, in the first stage (predictive approach), in the first step, a watershed slope map was prepared from a dem at a height of 30 m, and based on the valuation manual, it was divided into five classes. in the second step, the lithological map was prepared from 1:250,000 geological maps of golestan province, which was divided into five classes based on the valuation manual. in the third step, the slope erodibility map, which is the result of integration of the rock unit map and the slope map, was evaluated and prepared according to the instructions. in the fourth step, a land use map was prepared based on the classification of the sentinel 2 satellite images of august 2023 in the google earth engine along with the existing regional information and divided into four categories: residential, forest.