مدل سازي تركيبي فرسايش آبي و بادي با استفاده از روش هاي يادگيري ماشين

مقدمه و هدف فرسايش خاك به‌وسيله‌ي آب و باد يكي از بزرگ ترين تهديدهاي زيست‌محيطي در سراسر جهان است كه پيامدهاي منفي پرشماري مانند نابودي خاك، كاهش حاصلخيزي خاك، تخليه‌ي مواد مغذي و ريزمغذي ها، نابودي ساختمان خاك، طوفان هاي گرد و غبار، آلودگي هوا، سيلتي شدن آبگيرهاي سدها، و ... روي بوم‌سازگان انساني و طبيعي دارد. بنابراين داشتن اطلاعات دقيق از حساسيت زمين‌ها به فرسايش آبي و بادي و تهيه نقشه هاي مكاني از فرسايش به‌منظور كاهش پيامدهاي منفي آن لازم است. بنابراين، هدف از اين پژوهش استفاده از دو مدل يادگيري ماشين به منظور مدل سازي مكاني هم زمان فرسايش آبي و بادي در آبخيز بختگان استان فارس است. مواد و روش ها به‌منظور تهيه‌ي نقشه‌ي مكاني خطر فرسايش آبي و بادي خاك، به‌ترتيب 20 و 16 عامل تأثيرگذار بر فرسايش آبي و بادي انتخاب شد. در مرحله قبل از مدل سازي از روش انتخاب ويژگي وايازي چند متغيره اسپيلاين تطبيقي و تست هم خطي به‌منظور شناسايي مهمترين عامل‌هاي مهاركننده خطر فرسايش آبي و بادي استفاده شد. در مرحله‌ي بعد از دو روش يادگيري ماشين جنگل تصادفي و ماشين بردار پشتيبان براي مدل سازي فرسايش استفاده شد. عملكرد مدل ها با استفاده از منحني مشخصه‌ي عملكرد ارزيابي شد. نتايج و بحث براساس نتايج، متغيرهاي كاربري زمين‌ها، شيب، سنگ‌شناسي، زبري سطح خاك، بخش درشت دانه‌ي خاك، درصد رس، پوشش گياهي، جهت شيب، وزن مخصوص خاك و شاخص رطوبت پستي‌بلندي به‌عنوان مهمترين عامل‌هاي مهاركننده‌ي فرسايش آبي شناسايي شدند. هم چنين مهمترين عامل‌هاي مهار كننده‌ي فرسايش بادي عبارت بودند از: بلندي، كاربري زمين‌ها، سرعت باد، شيب، پوشش گياهي، نيتروژن خاك، ظرفيت تبادل كاتيوني، سنگ‌شناسي، جهت شيب، درصد رس و وزن مخصوص خاك. اندازه‌هاي سطح زير منحني مشخصه‌ي عملكرد براي نقشه‌ي فرسايش بادي تهيه شده به وسيله ي مدل جنگل تصادفي 99% و براي نقشه‌ي فرسايش آبي تهيه شده به وسيله‌ي مدل ماشين بردار پشتيبان 96% بود. درنهايت دو نقشه‌ي فرسايش بادي و آبي تلفيق شد و نتايج نشان داد كه بيش ترين درصد مساحت مربوط به حساسيت كم در فرسايش آبي و حساسيت خيلي‌زياد در فرسايش بادي است كه 18% از منطقه را دربر مي گرفت. نتيجه‌گيري و پيشنهادها منطقه‌ي مطالعه شده به‌دليل وجود چندين درياچه شامل بختگان، مهارلو و تشك و همچنين چندين سد، از نظر تأمين منابع آب شرب، كشاورزي، صنعت و محيط‌زيست اهميت زيادي دارد. در صورت توجه نداشتن به مشكل فرسايش به‌ويژه فرسايش بادي در منطقه‌ي مطالعه شده، اين منطقه مي‌تواند به‌ويژه در بستر درياچه‌هاي خشكيده منبع توليد گرد و غبار باشد. بنابراين يافته هاي اين پژوهش مي تواند در راستاي كاهش اثرات منفي اين پديده در منطقه‌ي مطالعه شده به‌وسيله‌ي مديران اجرايي استان بهره برداري شود.