صادق بولاقی

در سال های اخیر افزایش جمعیت و گسترش شهرنشینی، تغییرات گسترده ای در کاربری و پوشش اراضی ایجاد کرده است. این تغییرات، پیامدهای زیانباری همچون کاهش تنوع زیستی، بیابان زایی و جنگل زدایی را به دنبال داشته و اکوسیستم حوضه های آبریز را با تهدیدات جدی زیست محیطی مواجه کرده است. ازاین رو، پایش تغییرات کاربری و پوشش اراضی در این مناطق اهمیت ویژه ای دارد. پژوهش حاضر به مدل سازی تغییرات کاربری و پوشش اراضی در حوضه آبریز کارون بزرگ می پردازد تا اثرات زیست محیطی این تغییرات تحلیل و پایش شود. در ابتدا، نقشه های کاربری و پوشش اراضی منطقه از داده های  Globeland30 تهیه شد. سپس، عوامل مؤثر بر این تغییرات تحت سناریوی رشد اراضی انسان ساخت استخراج شد. در ادامه ضمن تهیه لایه های موردنیاز این عوامل در نرم افزار GIS، با استفاده از دو روش PSI و MEREC، دو نقشه مبتنی بر سناریوی رشد اراضی انسان ساخت تولید شد. برای ارزیابی و بهبود مدل سازی، دو رویکرد مورد مقایسه قرار گرفتند. در رویکرد اول، خروجی روش PSI با مدل ترکیبیSVM-CA-Markov ادغام شد و در رویکرد دوم، خروجی روش MEREC با همان مدل ترکیب شد. مدل سازی تغییرات کاربری و پوشش اراضی این حوضه برای سال 2020 انجام و نتایج حاصل با استفاده از منحنی ROC صحت سنجی شد. نتایج نشان داد که الگوریتم مبتنی بر خروجی روش MEREC  و مدل ترکیبیSVM-CA-Markov، با مقدار AUC برابر با 0.89، از دقت بالاتری برخوردار است. با توجه به نتایج صحت سنجی، برای پیش بینی تغییرات کاربری و پوشش اراضی در افق 2040 از الگوریتم MEREC+SVM-CA-Markov استفاده شد. نتایج نهایی نشان داد که وسعت اراضی انسان ساخت تا سال 2040 به بیش از 1862 کیلومترمربع خواهد رسید. اگرچه این گسترش می تواند به رونق اقتصادی منطقه کمک کند، اما پیامدهای زیست محیطی متعددی، ازجمله تخریب منابع طبیعی و افزایش فشار بر اکوسیستم منطقه را به دنبال خواهد داشت. ازاین رو، تدوین برنامه های مدیریتی بهینه برای کاهش اثرات زیان بار این تغییرات ضروری است.

سابقه و هدف: در سالیان اخیر افزایش جمعیت جهان و گسترش شهرنشینی، به ایجاد تغییرات گسترده ای در کاربری و پوشش اراضی منجر شده است. این فرایند پیامدهای زیان بار متعددی مانند افزایش دمای سطح زمین، جنگل زدایی و بیابان زایی، کاهش کیفیت خدمات اکوسیستم، کاهش تنوع زیستی و تهدید امنیت غذایی خواهد داشت. ازاین رو پایش و مدل سازی این تغییرات ضروری است و می توان با مدیریت بهینه اراضی گام مهمی در بهره وری صحیح از منابع طبیعی و توزیع امکانات برداشت. نظر به این مهم که حوضه آبریز رودخانه ارس در طول زمان دچار تحولات بسیاری به خصوص در اراضی انسان ساخت شده است، تمرکز پژوهش حاضر بر مدل سازی تغییرات کاربری/ پوشش اراضی در این حوزه است.مواد و روش ها: در این راستا ابتدا نقشه های کاربری اراضی منطقه برای سال های 2000 و 2020 از پروژه Globeland30 مرکز ملی ژوماتیک چین استخراج شدند. در ادامه نیز با توجه به سناریوی رشد اراضی انسان ساخت و به کمک روش های BWM و MEREC که از جمله روش های نوین تحلیل های تصمیم گیری چندمعیاره مبتنی بر GIS به شمار می روند، دو نقشه برای نمایش پتانسیل رشد اراضی انسان ساخت منطقه تهیه شده است. در انتها این دو نقشه و نقشه های کاربری اراضی ورودی های مدل CA-Markov را تشکیل داده و فرایند مدل سازی یک بار با ترکیب BWM+ CA-Markov و بار دیگر با ترکیب CA-Markov MEREC+ برای سال 2040 انجام شده است.نتایج و بحث: بررسی نتایج نشان داد که در خروجی مدل ترکیبی BWM + CA-Markov وسعت اراضی انسان ساخت از 603 کیلومتر مربع در سال 2020 به بیش از 930 کیلومتر مربع در سال 2040 افزایش یافته است. درحالی که این رقم در خروجی مدل MEREC + CA-Markov حدود 829 کیلومتر مربع است. ازطرفی نتایج نهایی حاصل از اشتراک خروجی مدل های ترکیبی مذکور نیز نشان داد که وسعت این اراضی از 603 کیلومترمربع در سال 2020 به 930 کیلومترمربع در سال 2040 افزایش خواهد یافت.نتیجه گیری: رشد فزاینده اراضی انسان ساخت در این حوضه می تواند به تخریب منابع زیست محیطی و تهدید اکوسیستم منجر شود. نتایج این پژوهش مدیران مربوطه را در راستای مدیریت بهینه شرایط پیش رو و فراهم آوردن زیرساخت های مقتضی یاری می رساند.

یکی از پیامدهای اجتناب ناپذیر رشد روزافزون جمعیت جهان، گسترش شهرنشینی است؛ ازاین رو ارائه چشم اندازی از توسعه فضایی شهرها با هدف درک الگوی صحیح رشد شهر و فراهم آوردن زیرساخت های لازم از اهمیت بسیاری برخوردار است. ازآنجاکه کلان شهر قم یکی از شهرهای درگیر با مسئله رشد شهری بوده و آمار 95 درصد شهرنشینی را ثبت کرده است، تمرکز این پژوهش بر واکاوی توسعه فضایی اراضی شهری پیرامون این کلان شهر است. برای نیل به هدف مذکور، ابتدا ورودی های مدل که همان نقشه های کاربری/پوشش اراضی و نقشه شایستگی رشد شهری منطقه هستند، تولید شدند. نقشه های کاربری/پوشش اراضی منطقه برای سال های 2000، 2010 و 2020 با روش جنگل تصادفی در محیط سامانه Google Earth Engine و نقشه شایستگی رشد شهری منطقه برای سال های 2000 و 2010 به کمک تحلیل های MCDM مبتنی بر GIS به صورت مجزا تولید شد. درنهایت این نقشه ها وارد الگوریتم های ترکیبی ANN-CA-Markov و  SVM-CA-Markov شد و دو نقشه برای کاربری/پوشش اراضی منطقه در سال 2020 شبیه سازی شد. اعتبارسنجی مدل ها نشان داد که الگوریتم SVM-CA-Markov با مساحت زیر منحنی ROC معادل 96/0 از صحت بیشتری برخوردار بود و برای مدل سازی افق 2040 به عنوان الگوریتم بهینه انتخاب شد. نتایج حاکی از توسعه فضایی روزافزون این کلان شهر است؛ به طوری که وسعت اراضی شهری این منطقه از 62/139 کیلومتر مربع در سال 2020 به بیش از 183 کیلومترمربع در سال 2040 افزایش خواهد یافت. ارزیابی نتایج می تواند به مدیران مربوط در راستای اتخاذ سیاست های لازم برای مدیریت هرچه بهتر شرایط پیش رو یاری رساند. این امر مهم می تواند از طریق برنامه ریزی برای توسعه منظم شبکه معابر، گسترش فضا های سبز شهری و... محقق شود. در این راستا سازمان ها و مسئولان محلی باید ضمن اشراف کامل بر جهات توسعه این کلان شهر، نظارت های هدفمند بر این مسئله داشته باشند.