تعداد نشریات | 50 |
تعداد شمارهها | 2,044 |
تعداد مقالات | 19,130 |
تعداد مشاهده مقاله | 22,382,559 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 20,898,617 |
ارزیابی خطر بیابانزایی با استفاده از منطق تاپسیس فازی در محیط GIS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط زیست | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مقاله 16، دوره 24، شماره 3 - شماره پیاپی 118، خرداد 1401، صفحه 221-239 اصل مقاله (743.69 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jest.2022.64138.5554 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نویسندگان | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
محمد حسن صادقی روش ![]() | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1دانشیارگروه محیط زیست، واحد تاکستان، دانشگاه آزاد اسلامی ، تاکستان، ایران. * (مسوول مکاتبات) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2دانشیار گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، تهران، ایران. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
چکیده | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
زمینه و هدف: پدیده مخرب بیابانزایی یکی از بحرانهای جدی اکولوژیکی با اثرات گسترده و بلند مدت طبیعی و انسانی است. لذا اقدامات اجرایی در این زمینه باید متکی به شناخت وضعیت فعلی بیابانی شدن اراضی و شدت آن باشد. از طرفی ضعف روشهای اندازهگیری شدت بیابانزایی، همواره نیاز به ارائه روشهای نوین و کمی را ایجاب میکند. بنابراین لزوم پرداختن به روشهایی که بتواند پهنهبندی را بر مبنای منطق و اصول قوی و مبانی نظری مستدل ارایه دهد، ضروری به نظر میرسد. از این رو این پژوهش با هدف ارزیابی خطر بیابانزایی با استفاده از منطق تاپسیس فازی و به صورت موردی در دشت یزد- خضرآباد طی سالهای 1399 تا 1400 به انجام رسید. روش بررسی: در این پژوهش سعی شد پهنهبندی شدت بیابانزایی توسط روش تاپسیس فازی به انجام رسد. در این روش پس از تعیین و ارزشدهی شاخصهای موثر از روش دلفی فازی و تهیه لایه واحدهای کاری، اقدام به فازیسازی دادهها از روش چن و هوانگ شد و در ادامه فرایند تحلیل فازی بر روی دادهها صورت گرفت و در نهایت ماتریس تصمیمگیری فازی موزون حاصل شد، که در چارچوب این ماتریس و از روش تاپسیس، برآورد شدت بیابانزایی به انجام رسید. یافته ها: نتایج نشان داد که 34/9% درصد از کل منطقه مطالعاتی به صورت خیلی شدید، 71/7% درصد شدید و 57/%12 درصد به صورت نسبتاً شدیدی تحت فرایند بیابانزایی میباشد و بیابانزایی با شدت ناچیز (57/46%) و متوسط (81/23%) به ترتیب، بیشترین سهم را در منطقه مطالعاتی به خود اختصاص داده است. به طور کلی ارزش کمی شدت بیابانزایی برای کل منطقه از مجموع عوامل 262/0 (کلاس نسبتاً متوسط یا III) به دست آمد. بحث و نتیجه گیری: مطالعه صورت گرفته نشان از کارایی و سهولت کاربرد منطق فازی در ارزیابی شدت بیابانزایی داشت. همچنین نتایج این پژوهش امکان برنامهریزی را برای به حداقل رساندن بیابانزایی در اثر انجام طرحهای توسعه فراهم میسازد و میتواند شرایطی را ایجاد کند که با توجه به اولویتها و پهنهبندی آسیبپذیری منطقه مطالعاتی، تعادل بین طرحهای توسعه و محیط امکان پذیرگردد. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
کلیدواژهها | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
روش بونیسون؛ ساختار سلسله مراتبی؛ مدلهای تصمیمگیری؛ مقایسه زوجی؛ منطق فازی | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
اصل مقاله | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مقاله پژوهشی
علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره بیست و چهارم، شماره سه، خرداد ماه 1401(221-239)
ارزیابی خطر بیابانزایی با استفاده از منطق تاپسیس فازی در محیط GIS
محمد حسن صادقی روش [1] * حسن خسروی[2]
چکیده زمینه و هدف: پدیده مخرب بیابانزایی یکی از بحرانهای جدی اکولوژیکی با اثرات گسترده و بلند مدت طبیعی و انسانی است. لذا اقدامات اجرایی در این زمینه باید متکی به شناخت وضعیت فعلی بیابانی شدن اراضی و شدت آن باشد. از طرفی ضعف روشهای اندازهگیری شدت بیابانزایی، همواره نیاز به ارائه روشهای نوین و کمی را ایجاب میکند. بنابراین لزوم پرداختن به روشهایی که بتواند پهنهبندی را بر مبنای منطق و اصول قوی و مبانی نظری مستدل ارایه دهد، ضروری به نظر میرسد. از این رو این پژوهش با هدف ارزیابی خطر بیابانزایی با استفاده از منطق تاپسیس فازی و به صورت موردی در دشت یزد- خضرآباد طی سالهای 1399 تا 1400 به انجام رسید. روش بررسی: در این پژوهش سعی شد پهنهبندی شدت بیابانزایی توسط روش تاپسیس فازی به انجام رسد. در این روش پس از تعیین و ارزشدهی شاخصهای موثر از روش دلفی فازی و تهیه لایه واحدهای کاری، اقدام به فازیسازی دادهها از روش چن و هوانگ شد و در ادامه فرایند تحلیل فازی بر روی دادهها صورت گرفت و در نهایت ماتریس تصمیمگیری فازی موزون حاصل شد، که در چارچوب این ماتریس و از روش تاپسیس، برآورد شدت بیابانزایی به انجام رسید. یافتهها: نتایج نشان داد که 34/9% درصد از کل منطقه مطالعاتی به صورت خیلی شدید، 71/7% درصد شدید و 57/%12 درصد به صورت نسبتاً شدیدی تحت فرایند بیابانزایی میباشد و بیابانزایی با شدت ناچیز (57/46%) و متوسط (81/23%) به ترتیب، بیشترین سهم را در منطقه مطالعاتی به خود اختصاص داده است. به طور کلی ارزش کمی شدت بیابانزایی برای کل منطقه از مجموع عوامل 262/0 (کلاس نسبتاً متوسط یا III) به دست آمد. بحث و نتیجهگیری: مطالعه صورت گرفته نشان از کارایی و سهولت کاربرد منطق فازی در ارزیابی شدت بیابانزایی داشت. همچنین نتایج این پژوهش امکان برنامهریزی را برای به حداقل رساندن بیابانزایی در اثر انجام طرحهای توسعه فراهم میسازد و میتواند شرایطی را ایجاد کند که با توجه به اولویتها و پهنهبندی آسیبپذیری منطقه مطالعاتی، تعادل بین طرحهای توسعه و محیط امکان پذیرگردد.
واژههای کلیدی: روش بونیسون، ساختار سلسله مراتبی، مدلهای تصمیمگیری، مقایسه زوجی، منطق فازی.
Assessment the hazard of desertification using fuzzy TOPSIS logic in GIS environment
Mohammad Hassan Sadeghi Ravesh [3] * Hassan Khosravi [4]
Abstract Background and Objective The phenomenon of desertification is one of the serious ecological crises with extensive and long-term natural and human effects. Therefore, executive measures related to desertification control should be based on recognizing the current state of desertification of lands and its severity. On the other hand, the weakness of methods for measuring the intensity of desertification, always requires the need to provide new and quantitative methods. The need to address methods that can provide zoning based on strong logic and principles and rational theoretical foundations seems necessary in the field of desert management. Material and Methodology: In this paper, it has been tried to do so by using the Fuzzy Topsis method. In this method, after determining and evaluating the effective indices by the fuzzy Delphi method and preparing the layer of work units, the data were fuzzy by the Chen and Huang methods. The fuzzy analysis process was performed on the data. Finally, a normalized fuzzy decision matrix was obtained, which within the framework of this matrix and by TOPSIS method, the intensity of desertification was estimated. Findings: The obtained results showed that, 9.34%, 7.71% and 12.57% of the total study area are in the very high, high and relatively high class of desertification, and Desertification with low (46.57%) and medium (23.81%) has the highest share in the study area, respectively. The quantitative value of desertification intensity for the whole region was 0.262 located in relatively medium or III class. Discussion and Conclusion: The study showed the efficiency and ease of application of fuzzy logic in assessing the intensity of desertification. The results of this study provide the possibility of planning to minimize desertification as a result of development projects, and can create conditions where a balance between development plans and the environment is possible based on the priorities and vulnerability zoning of the study area.
Key words: Decision making models, Bonissone method, Fuzzy logic, Hierarchy structure, pair-wise comparisons.
مقدمه
مناطق بیابانی یکی از بیومهای زیستی و اکولوژیکی در جهان هستند که به طور مستقیم تحت تأثیر توسعه اقتصادی- اجتماعی قرار دارند (1). با وجود فعالیتهای گستردهای که در چند دهه اخیر در زمینه حفاظت از منابع طبیعی تجدید شونده و نگهداری از بنیانهای بومشناختی در سطح جهان صورت گرفته، متأسفانه جهان امروز با مشکلات اساسی در زمینه مسائل محیط زیستی روبرو بوده که یکی از این معضلات مهم پدیده بیابانی شدن اراضی است (2). از طرف دیگر بیابانزایی مانع اولیه توسعه پایدار در این جوامع است (3). لذا به منظور دستیابی به توسعه متعادل گام اساسی شناخت وضع موجود است. شناخت وضع موجود و پی بردن به ظرفیت اکولوژیکی هر منطقه باعث میشود که در فرایند توسعه، از تخریب محیط جلوگیری شود و در عین حال تحقق اهداف و سیاستهای ممکن مورد نظر را میسر میسازد. از این رو فنون ارزیابی شدت بیابانزایی و تهیه نقشه پهنهبندی آن همواره به عنوان یکی از مهمترین ابزارهای برنامهریزی و مدیریت به منظور دستیابی به توسعه پایدار درعرصه منابع طبیعی مطرح بوده است(4). بنابراین با توجه به اهمیت کاربردی این نقشهها علیرغم توسعه فنون و روشهای کمی در پهنهبندی شدت بیابانزایی در طی سالهای اخیر همچنان سعی در ارائه روشهای کمی با خطای کمتر و ضریب اطمینان بیشتر و سرعت و سهولت دستیابی به نتایج بالاتر است. در زمینه ارزیابی مناطق نسبت به بیابانی شدن تاکنون تحقیقات زیادی صورت گرفته است. از جمله، روش تحقیقی مقدماتی برای ارزیابی نقشهبندی بیابانزائی (5)، مدل حساسیت زیستمحیطی نواحی[5] (6)، مدل طبقهبندی نوع و شدت بیابانزائی در ایران[6] (7)، مدل بسط یافته طبقهبندی نوع و شدت بیابانزائی در ایران[7] (8، 9)، ارزیابی تخریب زمین در اراضی خشک[8] (10)، مدل گروه احیاء مناطق خشک دانشکده منابع طبیعی[9] (11)، مدل تاکسنومی عددی توسعهیافته[10] (12، 13، 14)، میباشد. با بررسی که بر روی این روشها صورت گرفت، ملاحظه شد که این روشها نیز به نوبه خود دارای نواقصی از جمله، غیر بومی و کیفی بودن شاخصها، خطای کارشناسی، کوچک مقیاس بودن، عدم امکان تفکیک عوامل انسانی و طبیعی در نتیجهگیریها، بودند. هر چند این نواقص در مدلهای بعدی و به ویژه مدل تاکسنومی تا حدود زیادی مرتفع شد ولی همچنان این مدلها دارای نقص اساسی بودند و آن این بود که در ارزشگذاری شاخصها، تنها ارزش مطلق هر شاخص در هر واحدکاری در نظر گرفته میشد و اولویت آنها نسبت به هم در ایجاد شرایط بحرانی در نظر گرفته نمیشد که این امر منجر به دستیابی به نتایج غیر واقعی میشد. از این رو صادقی روش در سالهای 1391 تا 1398 چهار مدل آسیبپذیری زیست محیطی[11](15)، مدل آنتروپی شانون[12](16)، مدل تحلیل مولفههای اصلی[13] (17) و مطلوبیت چند شاخصه[14](18) را ارائه داد. تمامی این مدلها همانند مدل تاکسنومی دارای ساختار سلسله مراتبی بودند. در عین حال روشهای مذکور، واجد محدودیت نادیده انگاشتن قضاوتهای فازی تصمیمگیران بودند. با توجه به نزدیک بودن مفهوم منطق فازی به رفتار انسانی (فرایند انتخاب و تصمیم گیری[15]) (19، 20)، کوه نباتی (21)، بیدگلی و همکاران (22)، سیلاخوری و همکاران (23) و صادقی روش و همکاران (24) بین سالهای 96 تا 99 و Wang و همکاران (25)، در سال 2015 به روش فازی اقدام به ارزیابی خطر بیابانزایی کردند. بنابراین با توجه به محدودیت مطالعات به انجام رسیده در رابطه با کاربرد مدلهای تصمیمگیری چند معیاره فازی در تحلیل پتانسیل شدت بیابانزایی، لزوم پرداختن به روشهایی که بتواند پهنهبندی شدت را بر مبنای منطق و اصول قوی و مبانی نظری مستدل در چارچوب منطق فازی ارائه دهد، در حوزه مدیریت مناطق بیابانی ضروری به نظر میرسد. بنابراین هدف اصلی پژوهش حاضر، پهنهبندی توزیع فضایی خطر بیابانزایی به صورت جامع، بومی، کمی و انعطاف پذیر و با ساختار سلسله مراتبی با استفاده از تکنیک تاپسیس فازی و استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی در منطقه خضر آباد یزد میباشد.
مواد و روشها منطقه مورد مطالعه دشت یزد- خضرآباد با وسعتی معادل ha78180 در10 کیلومتری غرب شهر یزد در موقعیت جغرافیایی َ55 ،ْ53 الی َ20 ،ْ54 طول شرقی و َ 45 ،ْ31 الی َ15 ،ْ32 عرض شمالی قرار گرفته است (شکل1). ارتفاع متوسط دشت خضرآباد 1397 متر و 79/84 درصد منطقه شیبی کمتر از 10درصد دارد. بنابراین، قسمت اعظم منطقه را اراضی پست با شیب متوسط41/9 درصد تشکیل میدهد. از نظر زمین شناسی این منطقه از سازند قدیمی کهر تا رسوبات جوان کواترنر را در برگرفته است (26). منابع خاک منطقه عمدتاً در رده خاکهای نارس بیابانی یا آنتیسول میباشد که تحت تأثیر فرایند تخریب فیزیکی شکل گرفته و حاوی گچ و نمک میباشد و به شدت تحت تأثیر فرایند فرسایش آبی و بادی و تخریب قرار دارد (27). از نظر اقلیمی بر مبنای روش دوماتن اصلاح شده اقلیم منطقه در شرایط خشک و سرد بیابانی طبقهبندی میشود. ha12930 از اراضی منطقه را تپهها و پهنههای ماسهای شکل داده که ارگ[16] بزرگ اشکذر با وسعتی معادل ha8923 در شمال قرار گرفته است که نشان دهنده وضعیت کاملأ خاص از نظرگاه بیابانزایی در منطقه و بیان کننده لزوم پرداختن به راهحلهای مقابله با بیابانزایی در این حوزه است (28).
روش تحقیق در زمینه سنجش و پهنهبندی بیابانزایی، روشها و تکنیکهای کمی مختلفی وجود دارد که از این روشها به منظور تسهیل فرایند برنامهریزی و کمک به تصمیمگیری در عرصه مدیریت مناطق بیابانی استفاده میشود. با توجه به تعدد، پیچیدگی و برهم کنش میان شاخصهای موثر در پهنهبندی بیابانزایی در این پژوهش از روش تصمیمگیری چند شاخصه تاپسیس استفاده شد، چرا که در این روش شاخصهای به کار رفته برای مقایسه، میتوانند دارای واحدهای سنجش متفاوتی بوده و طبیعت منفی و مثبت داشته باشند و با تکیه بر نظر خبرگان، میتواند تصویر مناسبی از خطر بیابانزایی منطقه مورد مطالعه ارائه دهد (23). همچنین از آنجا که در ماهیت اکوسیستمهای طبیعی، مرزهای مشخص و قراردادی وجود ندارد؛ از اینرو همواره در مدلسازی پدیدههایی از قبیل بیابانزایی با سطحی از عدم قطعیت روبرو هستیم (29). از این رو در پژوهش حاضر جهت برآورد و تلفیق شاخصها از منطق فازی استفاده شد. روش تاپسیس فازی که نوعی از روشهای تصمیمگیری چند معیاره جبرانی سازشی است، اولین بار توسط چن ارائه شد (30) از آنجایی که تمام روشهای ارائه شده با تغییرات اندکی از روش چن نشأت میگیرند، از این رو در این پژوهش به منظور پهنهبندی شدت بیابانزایی از روش چن استفاده شد (32،31) (شکل2).
شکل 1- موقعیت منطقه مطالعاتی Fig1. Location of the study area
تعیین شاخصهای موثر در ارزیابی آسیبپذیری مناطق نسبت به بیابانزایی بر پایه اطلاعات به دست آمده از ارزیابی منایع طبیعی و مطالعات میدانی و کتابخانهای، نهایتاً به روش دلفی و نظر خواهی گروهی، 30 شاخص موثر در بیابانزایی تعیین شد. به منظور انتخاب این شاخصها سه محور اصلی ارتباط با پدیده بیابانزایی، سهولت دسترسی و سهولت به روزآوری در چارچوب دو فاکتور هزینه و زمان مد نظر قرار گرفت (18، 24).
تعیین واحدهای کاری به منظور تهیه چارچوبی مناسب جهت تهیه نقشه پهنهبندی آسیبپذیری ناشی از فرایند بیابانزایی اقدام به تفکیک واحدهای کاری از روش ژئومرفولوژی شد (33). بدین منظور در ابتدا نقشههای موضوعی ژئومرفولوژی، کاربری اراضی و تیپهای گیاهی در قالب نقشه های 50000/1 در محیط Arc Gis به دست آمد. سپس اقدام به هم پوشانی لایههای مذکور شد، و بعد از خلاصهسازی، لایه نهایی واحدهای کاری شکل گرفت (شکل 3). در نقشه واحدهای کاری، 12 واحدکاری بر حسب اهداف مطالعاتی تفکیک شد.
شکل 2- فلودیاگرام روش تاپسیس فازی به منظور ارزیابی پتانسیل شدت بیابانزایی Figure 2. Flow diagram for fuzzy topsis method to evaluate the potential of desertification intensity
شکل 3- واحدهای کاری منطقه خضراباد Figure 3. work units of Khezr Abad
تعیین اهمیت شاخصهای موثر در بیابانزایی نسبت به هم و در هر واحدکاری در ادامه اهمیت شاخصها نسبت به هم (Wj) و اهمیت هر شاخص در هر واحد کاری (rij) با استفاده از تکنیک دلفی فازی[17] (19) و با توجه به جدول امتیازدهی چن و وانگ در مقیاس 0 تا 7 (خیلی کم تا خیلی زیاد)، مورد ارزیابی کارشناسان گرفت (جداول 1 و 2) (34) و سپس با محاسبه میانگین هندسی (با فرض یکسان بودن رأی تمام افراد) و با استفاده از رابطه 1 به ترکیب ماتریس کارشناسان اقدام و در نهایت ماتریس گروه حاصل شد(جدول 3) (35).
در این رابطه مولفه فازی مربوط به شخص kام در برآورد درجه اهمیت هر شاخص در هر واحدکاری و مولفه فازی مربوط به شخص kام در برآورد اولویت شاخصها نسبت به هم میباشد.
جدول1- درجه اهمیت و ارجحیت فازی چن و هوانگ Table 1. Fuzzy preference and importance degree, Chen and Wang method
جدول2- ماتریس ارزشیابی فردی اهمیت شاخصهای موثر نسبت به هم و در هر واحدکاری Table 2. Individual evaluation matrix of the importance of indices relative to each other and determining the priority of each index
فازیسازی دادهها
- تعیین ارزشهای فازی برای اوزان شاخصها و واحدهای کاری و تشکیل ماتریس اعداد فازی فرایند فازیسازی شامل تغییر و تبدیل دادههای ورودی به وسیله کنترلگر فازی است. در این پژوهش از تابع عضویت ذوزنقهای استفاده شد. با توجه به نوع اعداد فازی انتخابی (اعداد فازی ذوزنقهای)، از میان روشهای تصمیمگیری چند شاخصه فازی، روش بونیسون[18] انتخاب گردید. بونیسون هر عدد فازی ذوزنقه ای را با پارامترهای به L، M، M¢ و U نمایش داد (شکل4) (19، 36).
شکل 4- نمایش دو عدد فازی ذوزنقه ای Figure 4. Display of two Fuzzy trapezoidal numbers
با توجه به تعدد متغییرهای زبانی از اعداد فازی متناظر با آنها استفاده میشود. در این پژوهش از مقیاس هفت رتبهای چن و هوانگ استفاده شد (جدول1) (34) و در این چارچوب اقدام به تعیین ارزشهای فازی گروهی ارجحیت شاخصها و اولویت هر شاخص در هر واحدکاری شد (جدول3).
جدول 3- ماتریس گروهی فازی اهمیت شاخصهای موثر نسبت به هم و در هر واحدکاری Table 3. The fuzzy group matrix of the importance of indices relative to each other and determining the priority of each index
- محاسبه ارزش یا اعداد فازی ذوزنقه ای ترکیبی[19] برای هر سطر ماتریس فازی ازرابطه 2
در این رابطه k بیانگر مولفه فازی مربوط به شخص kام در برآورد درجه اهمیت هر شاخص در هر واحدکاری و اولویت شاخصها نسبت به هم میباشد. شماره سطر و i و j به ترتیب نشان دهنده واحدهای کاری یا شاخصها می باشد. تبدیل دادههای فازی به غیر فازی و تشکیل ماتریس تصمیم گیری فازی - محاسبه درجه بزرگی ارزش هر سطر ماتریس فازی نسبت به هم از رابطه 3
در پژوهش حاضر به دلیل حجم زیاد شاخصها و واحدهای کاری، در برآورد درجه بزرگی اعداد فازی ذوزنقهای ترکیبی، با تهیه برنامهای منطبق با رابطه 3 از محیط نرم افزار MATLAB استفاده شد. - محاسبه درجه بزرگی هر عدد فازی ذوزنقه ای ترکیبی از K عدد فازی ترکیبی دیگر از رابطه 4
در این رابطه بیانگر واحد کاری یا شاخص () iام از جدول ماتریس فازی kام می باشد. اعداد حاصل از این فرایند بیانگر اوزان غیر بهنجارشده ارجحیت شاخصها نسبت به هم و اولویت واحدهای کاری نسبت به هر شاخص می باشند. - نرمالیزه کردن اوزان نابهنجار شاخصها و واحدهای کاری از رابطه5 و دستیابی به ارجحیت و اولویت شاخصها و واحدهای کاری از نظر گروه ( رابطه6).
این رابطه بیانگر ارجحیت هر شاخص نسبت به سایر شاخصها در دستیابی به هدف "ارزیابی خطر بیابانزایی" و اولویت هر واحد کاری ماتریس فازیkام نسبت به هر شاخص است. بنابراین ارجحیت شاخصها را میتوان به صورت رابطه 7 نمایش داد.
در این رابطه ارجحیت هر شاخص(I) نسبت به هدف که در سطح بالاتر(K-1) قرار گرفته بیان میشود و اولویت هر واحد کاری[20](TMU) نسبت به هر شاخص(I) که در سطوح بالاتر(K) از واحدهای کاری واقع شده به صورت رابطه 8 نمایش داده میشود.
-تشکیل ماتریس تصمیمگیری فازی[21] (FDM) بر مبنای شکل کلی ماتریس تصمیمگیری در مدلهای تصمیمگیری چند شاخصه[22] و با توجه به روابط 7 و 8 ماتریس تصمیمگیری فازی شکل گرفت (جدول4) (19).
برآورد شدت بیابان زایی واحدهای کاری با محاسبه اولویت واحدهای کاری بر مبنای هر شاخص و تشکیل ماتریس تصمیمگیری فازی (جدول4)، مشاهده میشود که شدت بیابانزایی بر مبنای شاخصهای مختلف، متفاوت خواهد بود؛ لذا به منظور دستیابی به پتانسیل شدت بیابانزایی بر مبنای تمامی شاخصها از نظرگروه () و تهیه نقشه پهنهبندی پتانسیل بیابانزایی، عمل تلفیق طی مراحل ذیل بر روی نتایج حاصل از مراحل قبل اعمال شد (30، 36، 37).
جدول 4- ماتریس تصمیم گیری فازی Table 4. Fuzzy decision making matrix
- تشکیل ماتریس تصمیم گیری فازی موزون[23] از رابطه 9 حاصل میشود.
در این رابطه: مقدار وزنی موزون که هر واحد کاری با توجه به شاخص مربوطه کسب میکند. مقدار وزنی که هر واحد کاری با توجه به شاخص مربوطه کسب میکند. مقدار وزنی (عددی) شاخص مربوطه. - تعیین مقادیر عددی واحد های کاری ایدهآل مثبت ()و ایدهآل منفی() در ماتریس تصمیمگیری فازی موزون هر واحدکاری که بیشترین مقادیر عددی را در ارتباط با هر شاخص به خود اختصاص دهد، از پتانسیل بیابانزایی کمتری در رابطه با آن شاخص برخوردار است و تحت عنوان واحد ایدهآل مثبت () بیان میشود. لذا حداکثر مقادیر عددی واحدهای کاری در ارتباط با هر شاخص مطابق رابطه 10 در مجموعهای تحت عنوان مقادیر عددی واحد های ایده آل مثبت بیان میشود. (10) و همچنین حداقل مقادیر عددی واحدهای کاری در ارتباط با هر شاخص مطابق رابطه 11 در مجموعهای تحت عنوان مقادیر عددی واحدهای ایدهآل منفی() بیان میشود. (11) - محاسبه اندازه فاصله (d[24]) هر واحد کاری ماتریس تصمیم گیری موزون بر اساس نرم اقلیدوسی به ازاء واحدهای کاری ایدهآل مثبت و منفی از روابط 12 و 13
هر قدر فاصله واحدها از مقادیر واحدهای ایدهآل مثبت کمتر باشد، آن واحد پتانسیل کمتری در فرایند بیابانزدایی دارد و برعکس. - محاسبه نزدیکی[25] نسبی واحدهای کاری به واحدهای کاری ایدهآل از رابطه 14 و رتبه بندی واحدهای کاری بر اساس انحرافات به دست آمده
چنانچه باشد، آنگاه و میشود و در صورتیکه باشد، آنگاه و، بنابراین هر واحدکاری که به واحدکاری ایدهآل مثبت نزدیکتر باشد، مقدار نزدیکی() آن به یک نزدیکتر خواهد بود. در انتها برای نمایش بهتر نتایج، درصد نزدیکی نسبی راهبردها از رابطه 15 محاسبه میشود.
- برآورد پتانسیل شدت بیابانزایی و تهیه نقشه پهنهبندی شدت به منظور سهولت و دقت در تجزیه وتحلیل دادهها و دستیابی به نتایج، بر مبنای نزدیکی نسبی واحدهای کاری نسبت به واحد کاری ایدهآل بیابانزایی و با استفاده از نرم افزار Arc GIS9.3 اقدام به نقشهسازی میزان پتانسیل بیابانزایی شد. یافتهها پس از تعیین شاخصهای موثر(18، 24)، و تهیه نقشه واحدهای کاری (شکل3) مطابق روش پژوهش، با استفاده از تکنیک دلفی و بر مبنای مقیاس 7 رتبهای چن و هوانگ (جدول1)، ماتریس گروهی فازی اهمیت شاخصها نسبت به هم (Wj) و اهمیت هر شاخص در هر واحد کاری (rij) شکل داده شد (جدول 5).
سپس ارزش یا اعداد فازی ذوزنقه ای ترکیبی[26] برای هر سطر ماتریس فازی اهمیت شاخصها نسبت به هم و ماتریسهای فازی اهمیت واحدکاری به تفکیک هر شاخص، از رابطه 2 به دست آمد. پس از محاسبه ها به منظور تعیین وزن شاخصها و واحدهای کاری به تفکیک هر شاخص و تشکیل ماتریس تصمیمگیری، لازم است که مقادیر ها را مرتب کنیم. به این منظور درجه بزرگی هر عدد فازی را بر اعداد فازی دیگر از رابطه 3 و در محیط نرم افزار MATLAB به دست آمد و ماتریس درجه بزرگی شاخصها نسبت به هم و واحدهای کاری به تفکیک هر شاخص شکل داده شد. سپس اوزان نابهنجار واحدهای کاری (Pi) از رابطه 4 برآورد شد و از رابطه 5 این اوزان، نرمالیزه یا بهنجار(Ni) شد (جدول 6). در ادامه با برآورد کلیه اوزان بهنجار شده معیارها نسبت به هدف و راهبردها نسبت به هر معیار، در قالب کلی ماتریس تصمیمگیری در محیط فازی (جدول4)، ماتریس تصمیمگیری فازی موزون پتانسیل بیابانزایی واحدهای کاری از نظرگروه، بر مبنای رابطه 9 از ضرب مقدار وزنی که هر واحدکاری با توجه به شاخص مربوطه کسب میکند در ضریب اهمیت شاخصها شکل گرفت (جدول7).
جدول 5- ماتریس گروهی فازی شده اهمیت شاخصها نسبت به هم و اهمیت هر شاخص در هر واحد کاری از جهت بیابانزایی Table 5. The fuzzy group matrix of the importance of indices relative to each other and determining the priority of each index in each work unit from view point of desertification
جدول 6 - ماتریس اوزان بهنجارشده ارجحیت شاخصها و اولویت واحدهای کاری (ماتریس تصمیمگیری) Table 6. Normalized weights matrix of the importance of indices and priority of work units (Decision making matrix)
جدول 7- ماتریس تصمیمگیری فازی موزون پتانسیل بیابانزایی واحد های کاری از نظرگروه Table 7. Normalized fuzzy decision making matrix of desertification potential of work units acoording to group
در این مرحله پس از تشکیل ماتریس تصمیمگیری فازی موزون (جدول 7)، با استفاده از روابط 10 و 11، مقادیر عددی واحدهای کاری ایدهآل مثبت ()و ایدهآل منفی()، برآورد و مجموعههای مربوطه شکل گرفت.
مجموعه واحدهای کاری ایده آل مثبت
{000127/0، 000133/0، ..........، 000553/0، 021667/0TMUi+={
مجموعه واحدهای کاری ایده آل منفی
{00021/0-، 00023/0-،..........،000553/0، 00262/0-TMUi- ={
پس از برآورد مجموعه راهبردهای ایدهآل مثبت و منفی، به منظور محاسبه اندازه فاصله (d) بر اساس نرم اقلیدوسی، به دلیل حجم بالای محاسبات از نرم افزارExcel استفاده شد و بر مبنای روابط 12 و 13 اندازه فاصله هر واحد کاری ماتریس تصمیمگیری موزون به ازاء واحدهای ایدهآل مثبت و منفی برآورد شد (جدول 8).
جدول 8- شدت بیابانزایی واحدهای کاری Table 8. Desertification intensity of work units
در نهایت به منظور تعیین اولویت نهایی واحدها، نزدیکی نسبی واحدهای کاری نسبت به واحدهای ایدهآل پتانسیل بیابانزایی در منطقه مطالعاتی از رابطه (14) برآورد شد و با توجه به این اصل که هر واحدکاری که به واحدکاری ایدهآل نزدیکتر باشد، مقدار نزدیکی (Ci ) آن به یک نزدیکتر خواهد بود و برعکس، اولویت نهایی واحدها برآورد شد و درصد اولویت به دست آمد. ارزشهای شدت بیابانزایی(Ci) برآورد شده از رابطه 14 یکسری از ارزشهای پیوسته هستند که به منظور سهولت در خواندن و فهمیدن نتایج برآورد شده و نشان دادن تفاوتهای ناحیهای بیابانزایی میبایستی در سطوح مناسبی طبقهبندی شوند. برمبنای جدول 8، شدت بیابانزایی در منطقه مطالعاتی در شش سطح طبقهبندی شدند (جدول 9).
جدول 9- طبقهبندی شدت بیابانزایی در منطقه خضر آباد و مساحت هر طبقه Table 9. Classification of desertification intensity in Khezr Abad region and the area of each class
مطابق جدول 8، هر واحدکاری با توجه به شاخص شدت بیابانزایی (Ci) محاسبه شده در یکی از طبقات شش گانه ناچیز، متوسط، نسبتاً شدید، شدید و خیلی شدید قرار گرفت، که در نهایت بر روی نقشه واحدهای کاری، از تلفیق واحدهای دارای طبقات یکسان، نقشه نهایی پتانسیل شدت بیابانزایی به مقیاس 50000/1 در محیط Arc Gis به دست آمد (شکل 5).
شکل 5- نقشه پهنهبندی شدت بیابانزایی منطقه خضرآباد Figure 5. Zoning map of desertification intensity in Khezr Abad
براساس برآوردهای انجام شده از نظر شدت بیابانزایی در واحدهای کاری (جدول8)، واحد اراضی کشاورزی دشتی[27] (PAG) با بیشترین ارزش کمی معادل 0564/0 (کلاس خیلی شدید یا VII) در درجه اول قرار گرفت و سایر واحدهای کاری در کلاس شدید، متوسط، نسبتاً متوسط و ناچیز از لحاظ شدت آسیبپذیری در فرایند بیابانزایی قرار گرفتند.
بحث و نتیجه گیری
ارزیابی خطر بیابانزایی امروزه نقش مهمی را در مدیریت پایدار منابع طبیعی ایفا میکند. از این رو، به منظور تهیه نقشه پهنهبندی خطر بیابانزایی در دشت خضرآباد یزد از مدل تاپسیس فازی استفاده شد. نتایج حاصل از تحلیلهای صورت گرفته نشان داد که، از کل منطقه مطالعاتی 7326 هکتار (34/9% ) در کلاس VII یا خیلی شدید ، 6048 هکتار (71/7% ) در کلاس VI یا شدید، 9868 هکتار (57/12%) در کلاس V یا نسبتاً شدید، 18685 هکتار (81/23%) در کلاس IV یا متوسط و 36552 هکتار (57/46%) در کلاس I یا بیابانزایی ناچیز قرار دارد (جدول 9 و شکل 5). همچنین نتایج این ارزیابی بیانگر این موضوع بود که واحد اراضی کشاورزی دشتی (PAG)، اراضی رسی با پوشش گیاهی (CGPC)، اراضی رسی لخت (BCG) و تپههای ماسهای لخت (BSD) از پتانسیل بیابانزایی شدید و خیلی شدیدی برخوردارند و در عین حال، ارزش کمی بیابانزایی برای کل منطقه از مجموع عوامل، 0262/0 (کلاس نسبتاً متوسط یا III) به دست آمد. به دلیل یکسان بودن منطقه مطالعاتی که امکان مقایسه تطبیقی بین نتایج را فراهم می نماید، نتایج حاصل از ارزیابی شدت بیابانزایی بر مبنای منطق تاپسیس فازی با نتایج حاصل از مدل آسیبپذیری زیست محیطی (15)، مدل آنتروپی شانون (16)، مدل تحلیل مولفههای اصلی (17)، مدل مطلوبیت چند شاخصه (18) و مدل فازی بونیسون (24)، مورد مقایسه قرار گرفت و مشاهده شد که تا حد زیادی نتایج حاصل با هم همخوانی دارند، به این معنی که در هر پنج مدل، واحدهای اراضی کشاورزی دشتی (PAG)، اراضی رسی با پوشش گیاهی (CGPC)، اراضی رسی لخت (BCG)، تپههای ماسهای لخت (BSD) و تپهها و پهنههای ماسهای با پوشش گیاهی (SDPC) واجد بیشترین پتانسیل بیابانزایی میباشند. در عین حال ارزش کمی حاصل از آنها با هم متفاوت میباشد و این اولاً به خاطر ماهیت مدلها است که ارزشهای کمی را در طیفهای مختلف ارائه میکند و ثانیا به خاطر طبقهبندی متفاوت ارزشهای کمی در هر پژوهش بر مبنای دامنه نوسان ارزشهای به دست آمده، میباشد. همچنین در مدل تاپسیس فازی همانند مدل فازی بونیسون انتخاب و تعیین اهمیت شاخصها بر مبنای مقیاس چن و هوانگ به صورت دلفی ارزیابی شد با این تفاوت که به منظور ترتیب اثر اولویت شاخصهای موثر در نتایج، برخلاف مدل فازی بونیسون که از شاخص مطلوبیت استفاده میشود، در این روش با محاسبه درجه بزرگی اعداد ترکیبی برای هر سطر ماتریس فازی و برآورد اوزان نابهنجار و بهنجار در قالب ماتریس تصمیمگیری، اقدام به برآورد شدت پتانسیل بیابانزایی شد. این در حالی است که در سایر مدلهای فازی اشاره شده در ادبیات تحقیق، شاخصها بر مبنای روشIMDPA و DPSIR انتخاب، و ارزیابی و پهنهبندی شدت از تلفیق لایهها در مقیاس صفر تا یک و نقشهسازی به روش گریجینگ بر روی لایههای رستری در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی حاصل شد. به طور کلی نتایج حاصل میتواند در ارزیابیهای آتی به منظور سرمایهگذاری در جهت دستیابی به توسعه پایدار مد نظر قرار گرفته تا علاوه بر تضمین پایدار ارزش افزوده سرمایهگذاریها، اکوسیستمهای حاشیهای این مناطق را به نحو مطلوبتری حفاظت کند. از طرف دیگر به مدیران مناطق بیابانی این امکان را میدهد که امکانات و سرمایههای محدود اختصاص یافته به منظور کنترل روند بیابانزائی را در مناطق دارای حساسیت بیشتر به کار بندند تا ضمن دستیابی به نتایج بهتر، از هدر رفتن سرمایههای ملی جلوگیری کنند. به منظور کاربرد این مدل در مناطق دیگر میبایستی به فاکتورهای مؤثر در بیابانزایی به عنوان شاخصهای آسیبپذیری به صورت بومی توجه و همچنین به نحوه اثر گذاری هر فاکتور بر فرایند بیابانزایی تاکید شود.
References
[1] - دانشیارگروه محیط زیست، واحد تاکستان، دانشگاه آزاد اسلامی ، تاکستان، ایران. * (مسوول مکاتبات) [2] - دانشیار گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، تهران، ایران. [3] - Associate Professor, Department of Environment, Takestan Branch, Islamic Azad University, Takestan, Iran. *(Corresponding Author) 2- Associate Professor, Department of Reclamation of Arid and Mountainous Regions, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Tehran, Iran 1- Environment Sensitive Area to Desertification (ESA) 2-Iranian classification of desertification (ICD) 3- Modified Iranian classification of desertification (MICD) 4-Land Degradation Assessment in Drylands (LADA) 5-Iranian Model of Desertification Potential Assessment (IMDPA) 6- Modified Numerical Taxonomy (MNT) 7- Environmental vulnerability index (EVI) 9- Principal Component Analysis (PCA) 10- Multi-Attribute Utility Theory (MAUT) 11- Decision Making and Selection processes 1- Synthetic Trapezoidal Fuzzy Number 2- Fuzzy Decision Matrix (FDM) 3- Multi Attribute Decision Making (MADM) 1- Harmonic Fuzzy Decision Matrix (HFDM) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مراجع | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 8 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 6 |