ارزیابی حساسیت اراضی به بیابان‌زایی با استفاده از رویکرد پویایی سیستم در حوضه آبخیز جازموریان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه هرمزگان

2 استادیار گروه مهندسی منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان

3 استادیار گروه جغرافیا، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه هرمزگان

چکیده

چکیده:

سابقه و هدف: بیابان‏زایی فرایند و وضعیت نهایی تخریب مناطق خشک است. این فرایند با دامنه اثرگذاری در بیش از 100 کشور، زندگی حدود 1 میلیارد نفر از مردم جهان را تحت تأثیر خود قرار داده و نتیجه تعامل‌های پیچیده در بین عوامل مختلفی همچون تغییرات اقلیمی و فعالیت‌های انسانی است. هدف از تحقیق حاضر، پیش‌بینی اثرات اجرای سناریوهای مدیریتی و اقلیمی بر پدیده بیابان‌زایی با استفاده از رویکرد مدل‌سازی پویایی سیستم در حوضه آبخیز جازموریان واقع در استان‌های کرمان و سیستان و بلوچستان است.
مواد و روش‌ها: اطلاعات موردنیاز و داده‌های پایه جمع‌آوری‌شده و عوامل بیابان‌زایی براساس تحقیقات قبلی و بازدیدهای میدانی شناسایی شدند. در مرحله بعد، نمودارهای مرجع ترسیم‌شده، روابط علی – معلولی و بازخوردها مشخص و مدل مفهومی بیابان‌زایی حوضه آبخیز جازموریان ارائه شد. نمودار ذخیره- جریان از مدل مفهومی استخراج و در نرم‌افزار ونسیم ترسیم گردید. صحت‌سنجی مدل با آزمون‌های حدی مدل انجام گرفت. براساس سناریوهای مدیریت پوشش گیاهی و اقلیمی مدل اجرا گردید و خروجی‌های نظیر هر سناریو با وضعیت موجود مقایسه شد.
یافته‌ها: نتایج تحقیق نشان داد که عامل خاکی با درجه اهمیت 73/1 موثرترین عامل در بیابان‌زایی حوضه جازموریان است. شاخص حساسیت پذیری بیابان‌زایی با درجه اهمیت برابر 37/1 در کلاس بحرانی قرار گرفت. نتایج حاصل از تحلیل سناریوهای مورد بررسی در یک دوره 30 ساله نشان داد که با هدف کاهش شاخص حساسیت‌پذیری بیابان‌زایی، سناریوهای تغییر سیاست و مدیریت (1)، مدیریت پوشش گیاهی (18/1 و 25/1) و تغییر اقلیم (25/1) به ترتیب به‌عنوان سناریوهای برتر شناسایی شدند.
نتیجه‌گیری: یافته‌های نتایج نشان داد که متوسط وزنی ارزش کمی شدت بیابان‌زایی برای وضعیت فعلی بیابان‌زایی بر اساس چهار معیار مورد بررسی 37/1 به دست آمد که با مقایسه این مقدار با جدول ایسس ، کلاس شدت بیابان‌زایی برای کل منطقه بین شکننده تا بحرانی (الف) برآورد می‌گردد. با بررسی نتایج حاصل از اجرای سناریوهای مدیریت پوشش مشاهده می‌شود که اگر 10 و 20 درصد تغییر در پوشش گیاهی و پوشش حفاظتی در برابر فرسایش رخ دهد، شاخص حساسیت پذیری بعد از 30 سال به ترتیب به حدود 25/1 و 18/1 خواهد رسید که این نشان از اهمیت مدیریت پوشش در برابر مقابله با بیابان‌زایی به‌ویژه در حوضه آبخیز جازموریان دارد. همچنین اقدامات مدیریتی در منطقه موردمطالعه می‌توانند روند بیابان‌زایی را متوقف و وضعیت موجود را به‌سوی بهبودی سوق دهند. به‌طورکلی، مدل پویایی سیستم به‌عنوان یکی از رویکردهای تلفیق در ارزیابی حساسیت پذیری بیابان‌زایی حوضه جازموریان کارایی بالایی دارا می‌باشد و برای افزایش فهم ذینفعان از روابط علی و معلولی و بازخوردهای سیستم سودمند است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment of land Sensitivity to Desertification Hazard Using System Dynamics Approach in the Jazmurian Watershed

نویسندگان [English]

  • Hamzeh Ahmadi 1
  • Yahya Esmaeilpour 2
  • Abbas Moradi 3
  • Hamid Gholami 2
1 University of Hormozgan
2 Assistant Professor, Department of Natural Resources, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Hormozgan
3 Assistant Professor, Department of Geography, Faculty of Humanities, University of Hormozgan
چکیده [English]

Abstract
Background and objectives: Desertification relates to the both the process and end state of dry lands degradation. This process, with an impact range in more than 100 countries has affected about 1 billion people in the world and is the result of complex interactions among various factors, such as climate change and human activities.The objective of this study is forecasting of effects of climatic and management scenarios on the desertification phenomena in the Jazmurian catchment, located in the Kerman, and Sistan and Baluchestan provinces, using system dynamic modelling approach.
Materials and methods: Based on field reconnaissance and literature review, data was collected. In the next step, reference diagrams were created to presenting the causal relationships and feedback based on which the conceptual model for the desertification of the Jazmurian catchment has been developed. The conceptual model was then converted into a model of stocks and flows and run in the Vensim software environment. Model verification was carried out through behavior reproduction tests. Different scenarios of vegetation management and climate were simulated and the outputs of each scenario were compared to the outputs of existing condition.
Results: Based on the results, soil criteria, with a score of 1.73, is the most effective factor for land sensitivity to desertification in the Jazmurian catchment. Desertification Sensitivity Index was in critical class with a score of 1.37. The results of scenario analyses for a 30-year period showed that, change in policy and management (1), management of land cover (1.18 and 1.25), and climate change (1.25) are the preferred scenarios for decreasing the Desertification Sensitivity Index.
Conclusion: Based on the evaluations and studies, the average weight of the desertification intensity for the current state of desertification based on four factors was 1.37. By comparing this value with the ESAs, desertification intensity class for the entire area is estimated between the fragile and critical (a). Examining the results of implementing the cover management scenarios is observed that if 10 and 20 percent change in vegetation cover and protection against erosion occurs, the sensitivity index after 30 years will reach about 1.25 and 1.18 in order, this shows the importance of managing coverage to Combat Desertification, especially in watershed Jazmourian. Also, management measures in the studied area can stop the desertification process and improve the current situation. The research indicates that the system dynamic approach, as one of the integrating approaches for the assessment of desertification sensitivity in the Jazmurian catchment, is a useful and efficient approach which helps stakeholders enhances their understanding of the causal relationships and feedback in the system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • System dynamics method
  • Desertification Sensitivity Index
  • Behavior reproduction tests
  • Management scenario
  • Jazmurian basin
1.Afkhami Ardesiri, S. 2007. Comparison
the Effect of Land-use Changes on
Desertification Risk in the Gorgan Plain
at Past 50 Years using ICD & ESAs
Desertification Assessment Methods
(Case study: Gorgan-Aq-Qala, Inche
Borun), M.Sc. Thesis. Dissertation,
Gorgan University of Agriculture
Sciences and Natural Resources. Iran.
174p. (In Persian)
2.Ekhtesasi, M.R., and Sepehr, A. 2011.
Methods and Models of Desertification
Assessment and Mapping, Yazd
University Press, First Edition, 312p.
(In Persian)
3.Farajollahi, A. 2016. Socio-Economic
Factors Influencing Land Use Changes
and Desertification Hazard in Maraveh
Tappeh Region, Golestan Province. PhD
Thesis, Gorgan University of Agricultural
Sciences and Natural Resources. 213p.
(In Persian)
4.Farajollahi, A., Asgari, H.R., Ownegh,
Mahboubi, M.R., and Mahini, A.S. 2017.
The Effect of Land Use Changes on
Desertification Hazard (Case study:
Maraveh Tappeh Region of Golestan
Province, Iran). Modern Applied Science,
11: 1. 168-179. (In Persian)
5.Farmahini Farahani, A., and Darvish, M.
2012. Assessment and Generating
Desertification Map Using FAO and
UNEP Method Kavire-e-meighan Basin.
Iran. J. Range Des. Res. 19: 4. 547-556.
(In Persian)
6.Giordano, L., Giordano, F., Grauso, S.,
Iannetta, M., Sciortino, M., Rossi, L., and
Bonati, G. 2003. Identification of Areas
Sensitive to Desertification in Sicily
Region. ENEA, Rome, Italy. Pp: 1-16.
7.Goudie, A.S. 2011. Desertification,
In: J.O. Nriagu (ed.) Encyclopedia of
Environmental Health, Burlington:
Elsevier, 2: 30-35.
8.Hemmati, N. 2001. Analysis of
Factors Influencing Desertification and
Introducing a Predictive Model in
Nemmat Abad Bijar Region. M.Sc.
Thesis. University of Tehran. 150p.
(In Persian)
9.Karimi Sangchini, E., Ownegh, M.,
Sadoddin, A., Tahmasebi Pur, N.,
and Rezaee, H. 2017. A system
dynamics model to predict the effects of
vegetation-based management scenarios
on structural landscape ecology in
Hablehrud River Basin. J. Water. Engin.
Manage. 9: 1. 58-70. (In Persian)
10.Kelly, R.A., Jakeman, A.J., Barreteau,
O., Borsuk, M.E., Elsawah, S.,
Hamilton, S.H., Sakari K., Holger,
R.M., Rizzoli, A.E., Van Delden, H.,
and Voinov, A.A. 2013. Selecting among
Five Common Modelling Approaches
for Integrated Environmental Assessment
and Management. Environmental Modelling
& Software, 47: 159-181.
11.Kosmas, C., Kirkby, M., and
Geeson, N. 1999. European Commission
the Medalus project-Mediterranean
Desertification and Land Use, Manual
on Key Indicators of Desertification and
Mapping Environmentally Sensitive
Areas to Desertification. 87p.
12.Kotir, J.H., Smith, C., Brown, G.,
Marshall, N., and Johnstone, R.
2016. A System Dynamics Simulation
Model for Sustainable Water Resources
Management and Agricultural Development
in the Volta River Basin, Ghana.
Science of the Total Environment,
573: 444-457.
13.Li, X.Y., Ma, Y.J., Xu, H.Y., Wang,
J.H., and Zhang, D.S. 2009. Impact of
Land Use and Land Cover Change on
Environment Degradation in Lake
QINGHAI Watershed, Northeast,
QINGHAITIBET Plateau. Land
Degrade and Development. Catena.
20: 69-83.
14.Mansouri, K. 2010. Assessment of Land
use Change Effects on Desertification
Hazard and Risk. M.Sc. Thesis. Gorgan
University of Agriculture Sciences
and Natural Resources. Iran. 153p.
(In Persian)
15.Mavrommati, G., Bithas, K., and
Panayiotidis, P. 2013. Operationalizing
Sustainability in Urban Coastal Systems:
A system Dynamics Analysis, Water
research, Pp: 1-16.
16.Parvari Asl, S.H., Pahlavanravi, A.,
and Moghaddam Nia, A.R. 2010.
Classification of Desertification Intensity
Using ESAs Model in Niyatak Region
(Sistan, Iran). J. Range Water. Manage.
Iran. J. Natur. Resour. 63: 2. 149-163.
(In Persian)
17.Rasmy, M., Gad, A., Abdelsalam, H.,
and Siwailam, M. 2010. A Dynamic
Simulation Model of Desertification in
Egypt. Egypt. J. Rem. Sens. Space Sci.
13: 101-111.
18.Reynolds, J.F., Stafford and Smith,
D.M. 2002. Global Desertification: Do
Humans Cause Deserts? Dahlem
University Press, Berlin, 437p.
19.Sepehr, A., Hassanli, A.M., Ekhtesasi,
M., and Jamali, J. 2007. Quantitative
assessment of desertification in south
of Iran using MEDALUS method.
Environmental Monitoring and Assessment.
134: 1-3. 243-254. (In Persian)
20.Simonovic, S.P., and Ahmad, S. 2000.
System Dynamics Modeling of
Reservoir Operation for Flood
Management. J. Comp. Civil Engin.
14: 3. 190-199.
21.Soltani, M., and Alizadeh, H.A.
2018. Integrated Water Resources
Management at Basin Scale (IWMsim)
Using a System Dynamics Approach. J.
Water Soil Resour. Cons. 7: 2. 69-90.
(In Persian)
22.UN (United Nations). 1994. UN Earth
Summit, Convention on Desertification,
UN Conference in Environment and
Development, Rio de Janeiro. Brazil,
June 3-14, 1992. United Nations,
New York.
23.Zehtabian, Gh.R., and Rafiei Emam, A.
2003. ESAs, a New for Assessment and
Mapping of Areas Sensitive to
Desertification. J. Des. 8: 1. 120-126.
(In Persian)