Analyzing Nebka Morphometric Parameters and Introducing the Most Appropriate Type for Sand Dune Stabilization, using ELECTRE Algorithm (Case Study: Chah Jam Erg)

Arabameri, Alireza; Halabian, Amirhossein

doi:10.22108/gep.2017.97961

Number of Journals	44
Number of Issues	1,877
Number of Articles	15,278
Article View	43,731,779
PDF Download	17,564,045

Analyzing Nebka Morphometric Parameters and Introducing the Most Appropriate Type for Sand Dune Stabilization, using ELECTRE Algorithm (Case Study: Chah Jam Erg)

جغرافیا و برنامه ریزی محیطی

Article 7, Volume 28, Issue 2 - Serial Number 66, May 2017, Pages 93-108 PDF (1023.81 K)

Document Type: Research Paper

DOI: 10.22108/gep.2017.97961

Authors

Alireza Arabameri^* ¹; Amirhossein Halabian²

¹univercity tarbeyat modares

²اصفهان، خیابان سپهسالار، نبش چهارراه مسرور، مجتمع مسکونی مهر،طبقه سوم

Abstract

Nowadays, desertification is one of the ecological crises of the world. To control desertification, having a clear understanding of its factors and processes is necessary. Desertification is defined as the reduction of biomass potential and degradation of environmental resources and ecosystems which affects regional and cross-regional levels of human life. The degradation of ecosystems in arid and semi-arid areas on the one hand and unnecessary exploitation of humans, on the other hand, have led to the erosion of deserts and made them an acute problem at the national level. Its solution is to predict the changes occurring in the natural environment with continuous monitoring and meta-analysis. The aim of this study is to compare Nebkas in the Chah Jam Erg, and to introduce the most appropriate type for quicksand stabilization, using analysis of Nebka morphometric parameters, via ELECTRE algorithm. This algorithm is one of the methods of multiple criteria decision making, that combines the quantitative and qualitative indicators and weights according to importance of each criterion, can help decision makers to choose the best alternative. To this end, first, the most important morphometric parameters of 462 Nebkas from Astragalus Gummife, Seidlitzia florida, Tamarix Macatensis, Zygophyllum Eurypterum , Alhagi Mannifera, Salsola rigida and Haloxylon types were measured by linear sampling in field. Then, the studied Nebkas were prioritized using comparative evaluation by ELECTRE algorithm. The results showed that Tamarix Macatensis and Haloxylon Nebkas, with weight of 4, had the highest effect in stabilization of quicksand. Astragalus Gummife and Alhagi Mannifera Nebkas, with weight of -6, had the least importance. Therefore, for implementation of stabilization projects of mobile sands in study area, developing Tamarix Macatensis and Haloxylon Nebka systems have the highest of importance and efficiency. The results of this study will be beneficial in systemic management of desert regions and stabilization projects of quicksand.

Keywords

Desertification; Plant Species; Sand Dunes; Stabilization; ELECTRE Method

Full Text

مقدمه

امروزه بیابان‌زایی، مشکل بزرگ بسیاری از کشورهای جهان، به‌‌ویژه کشورهای در حال ‌توسعه است. نتیجۀ این فرایند، نابودی منابع تجدیدشونده در این کشورهاست (احمدی، 1383: 20). بیابان‌زایی، فرایندی است که بر اثر عوامل طبیعی و عملکرد نادرست انسان ایجاد می‌شود و به‌ معنای کاهش استعداد اراضی بر اثر یک یا ترکیبی از فرآیندها از قبیل فرسایش بادی، فرسایش آبی، تخریب پوشش گیاهی، تخریب منابع آب، ماندابی شدن، شورشدن و قلیایی‌شدن خاک که با عوامل محیطی یا انسانی شدت می‌یابد ((Danfeng et al, 2006. یکی از مهم‌ترین فرایندهای طبیعی در مناطق ‌خشک، نیمه‌خشک و فراخشک فرسایش بادی است. این فرایند در مناطقی رخ می دهد که خاک حساس است و باد سرعت زیادی دارد. انتقال ذرات خاک به شیوه‌های معلق، جهشی و خزش انجام می‌شود و باعث خسارت‌های جدی به محیط زیست می‌شود. برای مقابله با این پدیده، می‌توان با ارائۀ راهکارها وروش‌های مدیریتی مناسب و کارآمد، از شدت آن کم و از گسترش آن جلوگیری کرد. برای دستیابی به این هدف، ابتدا باید از فرایندهای بیابان‌زایی، عوامل تشدیدکننده و میزان شدت و ضعف آن، آگاهی کامل داشت تا بتوان به الگوی مناسب برای شناخت و کنترل آن دست یافت .مؤسسۀ پژوهش‌های فرهنگستان علوم ترکمنستان، طرحی با دقت بیشتر از روش فائویونپ برای ارزیابی و تهیۀ نقشۀ بیابان‌زایی ارائه کرد. فرسایش بادی، مهم‌ترین عامل تخریب طی دورۀ کواترنر در مناطق بیابانی ایران محسوب می‌شود؛ به‌علت کاهش تراکم پوشش گیاهی، باد موجب تخریب، حمل مواد و ایجاد ناهمواری‌های ماسه‌ای می‌شود. در شرایط کنونی، حدود 30 میلیون هکتار از اراضی کشور تحت تأثیر باد قرار دارند (احمدی و فیض‌نیا، 1378: 429). فضای وسیع دشت‌ها، فقر پوشش گیاهی، فراوانی ریزدانه‌ها، سست و منفصل بودن دانه‌ها از جمله عواملی هستند که موجب شکل‌زایی باد در دشت‌های داخلی می‌شوند (علائی طالقانی، 1384: 295). رفاهی به نقل از مارشال (1971) و وسون و نانینگا (1986) بیان می‌کنند که ارتفاع، شکل و تراکم پوشش گیاهی در میزان فرسایش بادی تأثیر بسزایی دارند. نوع و تراکم پوشش گیاهی باعث دینامیک رسوبات در سیستم می‌شود؛ به گونه‌ای که پوشش گیاهی انتقال رسوب را کاهش می‌دهد و منبع آن را محدود می‌کند (1991: 69-82 ,Lancaster and Baas). زمانی که رشد و توسعۀ پوشش گیاهی تحت تأثیر دفن رسوبات و فرسایش قرار می‌گیرد، گونه‌های مختلف گیاهی مقاومت‌های متفاوتی نسبت به دفن بادرفت‌ها نشان می‌دهند. همچنین می‌توانند به‌صورت حمل و دفن انتخابی، روی تپه تأثیر بگذارند (2002: 978-988, Van der Stoel). مطالعات بسیاری روی مرفولوژی گونه‌های گیاهی و ویژگی‌های نبکا، به‌روش‌های گوناگون انجام شده است؛ به طوری که Tengberg and Chen (1995) به مطالعۀ نبکاهای بورکینافاسو پرداخته است و نبکا را شاخصی برای ارزیابی فرسایش بادی و تخریب اراضی می‌داند. Khalaf و همکاران (1995) بیان کردند که مورفولوژی نبکاها با الگوهای رویشی کنترل می‌شود(Hesp and Mclachlan 2000) نیز بیان کردند که فرم و رویش گونه‌های گیاهی نشان‌دهندۀ مورفولوژی نبکا، شرایط اقلیمی و اکولوژی محل رشد آنها است.
Bing و همکاران (2008) خصوصیات مورفولوژی نبکاها را بررسی کردند. Ardon و همکاران (2009) نیز تأثیر نبکاها را در تثلیت ماسه‌های روان بررسی کردند. Wang و همکاران (2010) نحوۀ شکل‌گیری، تغییرات زیست‌محیطی و تکامل ژئومورفولوژیکی نبکاهای گز را در فلات آلاشان چین بررسی کردند. Jianhui 2010)) نیز سازوکار تشکیل، جای‌گزینی و توزیع فضایی نبکاها را در ارتباط با خصوصیات جریان هوا بررسی کرده است. ولی و قضاوی (1385) به بررسی واکنش گونه‌های مختلف گیاهی در مقابله با تنش‌های محیطی پرداخته است؛ وی بیان کرد که عمده‌ترین تنش‌های محیطی، تنش‌های شوری، خشکی و تدفینی است. پورخسروانی (1388) به بررسی خصوصیات مورفومتری نبکاها در کویر سیرجان، با ‌روش‌های آماری پرداخته است. مقصودی و همکاران (1391) ضمن تحلیل ویژگی‌های ژئومورفیکی نبکاهای غرب دشت لوت، بیان کردند که نوع گونۀ گیاهی، بر اندازۀ رسوبات هر نبکا تأثیر زیادی دارد. نگهبان و همکاران (1392) به بررسی تراکم، ژئومورفولوژی، پهنه‌بندی ارتفاعی نبکاهای حاشیۀ غربی دشت لوت و تأثیر پوشش گیاهی بر مورفولوژی آنها پرداخته‌اند؛ آنها بیان کردند که پراکندگی نبکاهای هر یک از گونه‌های گیاهی، از الگوی خاصی پیروی می‌کند. هدف این پژوهش، شناسایی مناسب‌ترین گونۀ گیاهی نبکاهای کویرِ حاج علی قلی، با استفاده از تحلیل مورفومتری گونه‌های تشکیل‌دهندۀ نبکا به‌روش‌ تصمیم‌گیری چند معیاره (ELECTRE) است. نتایج حاصل از این پژوهش در مدیریت مناطق بیابانی، ریگ‌زارهای روان و جلوگیری از گسترش بیابان‌زایی در راستای توسعۀ پایدار منطقه، اهمیت زیادی دارد.

محدوده و قلمرو پژوهش

منطقۀ دردستِ مطالعه، ریگ چاه جام، از توابع شهرستان شاهرود در استان سمنان است که از قسمت‌ جنوب‌شرقی تا جنوب کویر حاج علی قلی گسترده شده است. کویر حاج علی قلی، مهم‌ترین کویر استان سمنان است که در جنوب غربی شهرستان شاهرود و جنوب دامغان واقع شده است. این کویر، چاله‌ای رسوبی - ساختمانی است که در حال حاضر تحت تأثیر فرایندهای شکل‌زایی مختلف قرار دارد. به‌دلیل کمبود پوشش گیاهی و ریزش‌های جوی در اطراف این کویر، سیستم‌های شکل‌زایی بادی بر دیگر فرایندها تسلط دارند و می‌توان انواع فرسایش بادی را در این منطقه مشاهده کرد. ریگ چاه جام، با وسعتی حدود 25260 هکتار، یکی از مهم‌ترین ریگ‌های موجود در حاشیۀ کویر حاج‌علی‌قلی است که به‌شکل نواری نامنظم در طول 10 تا 12 کیلومتر کشیده شده است (محمودی، 1383). این ریگ در محدوده‌ای به عرض 35 درجه و 45 دقیقه تا 35 درجه و 50 دقیقه و طول 54 درجه و 40 دقیقه تا 55 درجه و 10 دقیقۀ جغرافیایی کشیده شده است (شکل 1)

شکل 1. موقعیت ریاضی منطقۀ دردستِ مطالعه

موقعیت جغرافیایی خاص منطقه، وضعیت متضاد اقلیمی را در فصل‌های مختلف سال، هم از نظر منشأ توده‌ هوای باران‌زا و هم وضعیت هوای سرد و گرم به وجود آورده است. همچنین، عامل‌های انسانی و طبیعی تشدیدکنندۀ بیابان‌زا، سبب ایجاد شرایط متضاد اقلیمی است.

جدول 1. مقدار عناصر اقلیمی منطقۀ دردستِ مطالعه (میانگین یک دورۀ آماری 30 ساله)

دورۀ زمانی	زمستان	بهار	تابستان	پاییز	سالیانه
عناصر اقلیمی	زمستان	بهار	تابستان	پاییز	سالیانه
میانگین حداقل دما به سانتی‌گراد	75/0-	65/14	98/19	53/3	32/9
میانگین حداکثر دما به سانتی‌گراد	73/13	54/32	02/39	01/20	34/26
میانگین حداقل رطوبت نسبی به درصد	01/41	33/26	81/29	73/37	33/32
میانگین حداکثر رطوبت نسبی به درصد	03/65	10/42	66/43	42/55	49/50
میانگین بارندگی به میلی‌متر	16/46	76/20	55/2	33/16	81/85
میانگین سرعت باد به نات	3/3	3/6	5/7	5/2	95/4

شکل 2. گلباد سالیانۀ منطقۀ مطالعه‌شده

روش‌شناسی تحقیق

برای اندازه‌گیری شاخص‌های لازم، ابتدا به بررسی ویژگی‌های محیطی محدودۀ دردستِ مطالعه از طریق نقشه‌های توپوگرافی 1:50000، تصاویر ماهواره‌ای گوگل‌ارث و بازدیدهای میدانی پرداخته شد. سپس مطالعات میدانی منطقه، تعیین موقعیت نبکاها و اندازه‌گیری مؤلفه‌های مورفومتری نبکاها انجام شد. مهم‌ترین ویژگی‌های اندازه‌گیری‌شده در نبکاها عبارتند از ارتفاع گیاه، قطر تاج پوشش، ارتفاع نبکا، تراکم در هکتار و حجم نبکا که با محاسبۀ حجم نبکا میزان سازگاری گونۀ گیاهی نسبت به دیگر مؤلفه‌های آن گونه محاسبه می‌شود. روش نمونه‌برداری در این پژوهش، بر اساس روش تک بُعدی و واحد نمونه‌برداری طولی انجام گرفته است. این روش امکان نمونه‌برداری تصادفی را در کل محدودۀ مطالعاتی فراهم می‌کند. بنابراین برای پوشش کامل منطقۀ مطالعاتی، 6 ترانسکت یک کیلومتری با استفاده از دستگاه GPS در نظر گرفته شد. ابتدا در قسمت جنوبی منطقۀ دردستِ مطالعه، نقاط ابتدایی ترانسکت‌ها با GPS تعیین و سپس در جهت شمال جغرافیایی مسیری به‌طول یک کیلومتر طی شد و در امتداد آن نبکاهای برخوردکرده با مسیر اندازه‌گیری شد. مبنای اندازه‌گیری مؤلفه‌های نبکا در شکل (3) است که انواع ویژگی‌های اندازه‌گیری نبکا و نحوۀ نمونه‌برداری آن را نشان می‌دهد. اندازه‌گیری مؤلفه‌های مورفومتری نبکا از طریق متر نواری به‌شرح زیر است:

حجم نمونه‌های مطالعاتی به موقعیت نبکاها، نسبت به محل ترانسکت‌های مستقرشده بستگی دارد. در مجموع، 462 نبکا از گونه‌های مختلف ارزیابی شده است (جدول 2). از این تعداد ،150 نبکا مربوط به گونۀ بوته‌ای اشنان، 45 نبکا مربوط به گونۀ درخچه‌ای گز، 60 نبکا مربوط به گونۀ بوته‌ای خارشتر، 28 نبکا مربوط به گونۀ بوته‌ای گون، 45 نبکا مربوط به گونۀ بوته‌ای قیچ، 80 نبکا مربوط به گونۀ بوته‌ای علف‌شور و 54 نبکا مربوط به گونۀ درخچه‌ای تاق است.

برای محاسبۀ قطر تاج پوشش گیاه میانگین دو قطر اندازه‌گیری تاج گیاه، برای اندازه‌گیری ارتفاع گیاه بلندترین شاخۀ گیاه تا قلۀ نبکا، به‌منظور اندازه‌گیری ارتفاع نبکا ارتفاع قلۀ نبکا تا سطح قاعدۀ آن و برای قطر قاعدۀ نبکا اندازه‌گیری قطر متوسط قاعده به‌وسیله متر نواری، ملاک عمل قرار گرفت. حجم مخروط نیز از طریق رابطۀ 1 محاسبه شد(Dougill and (Thomas, 2002.

رابطۀ (1)

V =0/5(0/33 𝜋 R2 H)

در این رابطه، V: حجم مخروط نبکا به مترمربع، H: ارتفاع مخروط نبکا به متر، و R: شعاع قاعدۀ مخروط نبکا به متر است. پس از اندازه‌گیری مؤلفه‌های مورفومتری نبکاها، به تجزیه و تحلیل این مؤلفه‌ها و رتبه‌بندی گونه‌های گیاهی تشکیل‌دهندۀ آن به‌روش تصمیم‌گیری چند معیاره پرداخته شد و مناسب‌ترین گونه برای ایجاد نبکا در منطقه انتخاب شد که باعث جلوگیری از حرکت رسوبات و مانع گسترش بیابان‌زایی می‌شود. در شکل (4) نمونه‌هایی از نبکاهای موجود در منطقه نشان داده شده است.

شکل 3. توضیح تصویری مؤلفه‌های مورفومتری نبکا

شکل 4. نمونه‌ای از نبکاهای موجود در منطقۀ دردستِ مطالعه

جدول 2. آمار توصیفی مؤلفه‌های مورفومتری نبکاهای منطقۀ دردستِ مطالعه

نوع نبکا	تعداد نمونه	مؤلفه	میانگین	حداقل	حداکثر	چواگی	انحراف معیار
اشنان	150	ارتفاع نبکا	23/0	09/0	45/0	619/0	32/4
		حجم نبکا	290/0	18/0	50/1	25/1	35/5
		قطر تاج پوشش	10/0	05/0	80/1	785/0	45/8
		ارتفاع گیاه	29/0	13/0	56/0	87/1	65/6
		قطر قاعدۀ نبکا	23/0	011/0	58/2	459/0	90/8
گز	45	ارتفاع نبکا	7/0	45/0	10/1	574/0	54/4
		حجم نبکا	6/1	8/0	80/1	90/1	65/3
		قطر تاج پوشش	10/3	80/0	50/5	885/0	60/6
		ارتفاع گیاه	50/1	84/0	10/2	490/0	80/4
		قطر قاعدۀ نبکا	38/0	12/0	95/0	20/1	011/0
خارشتر	60	ارتفاع نبکا	21/0	08/0	6/0	20/1	30/2
		حجم نبکا	019/0	0060/0	180/0	20/1	30/2
		قطر تاج پوشش	64/0	25/0	96/0	90/1	10/2
		ارتفاع گیاه	32/0	12/0	45/0	45/0	35/6
		قطر قاعدۀ نبکا	62/0	32/0	65/0	459/0	98/1
گون	28	ارتفاع نبکا	20/0	08/0	35/0	845/0	35/3
		حجم نبکا	056/0	008/0	10/0	10/1	98/2
		قطر تاج پوشش	05/0	006/0	11/0	745/0	25/4
		ارتفاع گیاه	56/0	32/0	75/0	889/0	35/3
		قطر قاعدۀ نبکا	15/0	09/0	25/0	35/1	35/2
قیچ	45	ارتفاع نبکا	60/0	20/0	10/1	745/0	35/4
		حجم نبکا	4/1	90/0	10/2	547/0	54/1
		قطر تاج پوشش	30/2	20/1	90/3	987/0	25/6
		ارتفاع گیاه	50/1	90/0	30/2	54/1	98/3
		قطر قاعدۀ نبکا	35/0	11/0	90/0	658/0	68/1
علف‌شور	80	ارتفاع نبکا	21/0	10/0	35/0	658/0	35/2
		حجم نبکا	62/0	30/0	85/0	65/1	65/5
		قطر تاج پوشش	60/0	40/0	1	956/0	54/3
		ارتفاع گیاه	40/0	35/0	80/0	65/1	45/1
		قطر قاعدۀ نبکا	23/0	07/0	31/0	658/0	35/1
سیاه‌تاق	54	ارتفاع نبکا	1/1	6/0	7/1	65/1	68/2
		حجم نبکا	40/2	80/0	60/3	983/0	365/1
		قطر تاج پوشش	30/4	20/2	10/5	785/0	356/2
		ارتفاع گیاه	70/1	70/0	50/2	365/1	958/3
		قطر قاعدۀ نبکا	8/0	40/0	20/1	895/1	695/2

مبانی نظری روش ELECTRE

در دهه‌های اخیر، الگو‌‌های تصمیم‌گیری چند معیاره (MCDM)^{^[1]} توجه پژوهشگران زیادی را برای تصمیم‌گیری‌های پیچیده به خود جلب کرده است. این الگو‌های تصمیم‌گیری به دو دسته تقسیم می‌شوند: الگو‌های چند هدفی (MODM)^{^[2]} و الگو‌های چند شاخصی (MADM)^{^[3]}؛ به طوری که الگو‌های چند شاخصی برای انتخاب گزینه‌های برتر استفاده می‌شود. الگو‌های ارزیابی برای یک MADM به دو الگو جبرانی و غیرجبرانی تقسیم می‌شوند. الگو غیرجبرانی شامل روش‌هایی است که اغلب نیاز به کسب اطلاعات از DM نداشته است و به یک جواب عینی می‌رسد. در الگو جبرانی، تبادل بین شاخص‌ها مجاز است؛ یعنی ضعف یک شاخص ممکن است با امتیاز شاخص دیگر جبران شود. روش الکترهیکی از متدهای الگو‌های جبرانی است. در این روش، همۀ گزینه‌ها با استفاده از مقایسه‌های «غیررُتبه‌ای» ارزیابی می‌شود. کلیۀ مراحل این روش بر مبنای یک مجموعۀ هماهنگ و یک مجموعۀ ناهماهنگ پایه‌ریزی می‌شوند؛ از این رو، به این روش «آنالیز هماهنگی» می‌گویند. روش الکتره به‌وسیلۀ بنایون^{^[4]} ارائه شد و سپس وان دلفت،^{^[5]} نیچکامپ،^{^[6]} روی^{^[7]}و سایر همکارانش این روش را توسعه دادند. در روش الکتره، از مفهوم تسلط به‌صورت ضمنی استفاده می‌شود. در این روش، گزینه‌ها به‌صورت زوجی با هم مقایسه می‌شوند و گزینۀ مسلط و ضعیف (غالب و مغلوب) شناسایی و گزینه‌های ضعیف و مغلوب حذف می‌شوند (roy, 1991: 49-73). الکتره، یکی از روش‌های تصمیم‌گیری چند معیاره است که ضمن ترکیب شاخص‌های کمی، کیفی و وزن‌دهیِ متناسب با اهمیت هر معیار، در انتخاب بهترین گزینه به تصمیم‌گیران کمک می‌کند. در این شیوه، گزینه‌های فرضی مسئله، برحسب امتیاز آنها از هر شاخصی رتبه‌بندی می‌شود و رتبۀ نهایی گزینه‌ها از طریق یک فرایند جبران خطی^{^[8]} مشخص می‌شود. جایگاه این دو الگو، در شکل (5) نشان داده شده است. فرایند حل به‌گونه‌ای است که به مقیاس شاخص‌های کمی و کیفی نیازی نیست.

شکل 5. جایگاه روش ELECTRE در میان روش‌های تصمیم‌گیری چند معیاره

یافته‌های پژوهش

بیابان‌زایی یکی از مهم‌ترین بحران‌های جهان امروز است. حدود هزار و سیصد میلیون انسانِ ساکن در بیش از 110 کشو، از آثار زیان‌بار آن در رنج هستند؛ همچنین پیامدهای اقتصادی، اجتماعی و سیاسی آن، بر ساکنان دیگر نواحی تأثیر می‌گذارد (Diallo, 2001). ایران نیز که حدود 6/88 درصد از مساحتش در قلمرو سرزمین‌های خشک است، دارای زیست‌بومی شکننده است. یکی از راه‌حل‌های جلوگیری از گسترش بیابان‌ها، تثبیت ماسه‌های روان به‌وسیلۀ توسعۀ نبکازارها است. همانگونه که پیش‌تر اشاره شد، نبکاها اشکال تراکمی هستند که در سیستم فرسایش بادی و مناطق ماسه‌ای متوسط، خشک و نیمه‌خشک وجود دارند (Nickling & Wolfe, 1994: (16; Tengberg & Chen, 1998: 182. این رویداد و نحوۀ تشکیل آن از شرایط آب و هوایی، اندازه و نوع مواد بادرفتی، پوشش گیاهی، نیرو و ظرفیت انتقال باد و منبع تأمین رسوبات بادی تأثیر می‌پذیردHugenholtz & Wolf, 2005: 45) ). به طوری که، نوع پوشش گیاهی و تراکم آن باعث تثبیت و کاهش انتقال رسوب سیستم‌های بادی شده است و منبع تأمین ماسه را محدود می‌کند.(Lancaster& (Baas, 1998: 80 در این میان، گونه‌های گیاهی مختلف هنگامی که تحت تأثیر دفن رسوبات قرار می‌گیرند، مقاومت‌های مختلف از خود نشان می‌دهند و بر حمل و تثبیت مواد بادرفتی تأثیر می‌گذارند.(Maun & Perumal, 1999: 14; Van der (Stoel et al, 2002: 979 بنابراین شناسایی نوع نبکاها برای توسعۀ سیستم نبکازارها و حداکثر تثبیت ماسه به‌وسیلۀ آن‌ها، می‌تواند مهم‌ترین عامل بازدارنده در سیستم‌های بادی مخرب باشد. برای این موضوع، ابتدا باید انواع مختلف نبکاهای منطقۀ دردستِ مطالعه شناسایی و سپس اولویت‌بندی شود. برای به دست آوردن نتایج درست، باید مهم‌ترین شاخص‌های مورفومتری نبکا تعریف و اندازه‌گیری میدانی شود (جدول 2). پس از تعیین مهم‌ترین شاخص‌های مورفومتری و اندازه‌گیری آنها، بهترین گونه از طریق الگوریتم الکتره انتخاب می‌شود. این مراحل عبارتند ار:

گام نخست: تشکیل ماتریس تصمیم

با توجه به معیارها و تعداد گزینه‌ها و ارزیابی همۀ گزینه‌ها برای معیارهای مختلف، ماتریس تصمیم به‌صورت زیر تشکیل می‌شود.

که در آن X_ij عملکرد گزینۀ iام (i=1,2,….,m) در رابطه ‌با معیار jام (j=1,2,3,……,n) است (جدول 3).

جدول 3. ماتریس تصمیم (X)

شاخص‌ها گونه	ارتفاع نبکا	حجم نبکا	قطر تاج پوشش	ارتفاع گیاه	قطر قاعدۀ نبکا
اشنان	23/0	29/0	1/0	29/0	23/0
گز	7/0	16/1/	1/3	5/1	38/0
خارشتر	21/0	019/0	64/0	32/0	62/0
گون	2/0	065/0	05/0	65/0	15/0
قیچ	6/0	4/1	3/2	5/1	35/0
علف‌شور	21/0	62/0	6/0	4/0	23/0
سیاه‌تاق	1/1	4/2	3/4	7/1	8/0

واحد ارتفاع گیاه، ارتفاع نبکا، قطر تاج پوشش و قطر قاعده، به متر و واحد حجم، به مترمکعب است.

گام دوم: بی‌مقیاس‌کردن ماتریس تصمیم

در این مرحله سعی می‌شود، معیارها با ابعاد مختلف به معیارهای بدون‌بُعد تبدیل شود (جدول 4). ماتریس R به‌شکل زیر تعریف شود.

روش‌های مختلفی برای بی‌بُعدکردن وجود دارد؛ اما در روش الکتره معمولاً از رابطۀ زیر استفاده می‌شود (Tille, 2003: 19-21).

رابطۀ (2)

جدول 4. ماتریس تصمیم بی‌مقیاس‌شده (R)

شاخص‌ها گونه	ارتفاع نبکا	حجم نبکا	قطر تاج پوشش	ارتفاع گیاه	قطر قاعد‌‌ۀ نبکا
اشنان	1525/0	0887/0	0141/0	1022/0	1930/0
گز	5634/0	5507/0	5768/0	5287/0	3189/0
خارشتر	1392/0	0058/0	0900/0	1128/0	5204/0
گون	1326/0	0171/0	0070/0	1974/0	1259/0
قیچ	5965/0	6425/0	6050/0	5992/0	6714/0
علف‌شور	1392/0	1897/0	0844/0	1410/0	1930/0
سیاه‌‌‌تاق	4971/0	4895/0	5346/0	5287/0	2938/0

گام سوم: تعیین ماتریس وزن معیارها

ماتریس Wیک ماتریس قطری است که فقط عناصرِ روی قطر اصلی آن غیرصفر و مقدار این عناصر برابر با ضریب اهمیت بردار است (جدول 5).

جدول 5. ماتریس مقایسۀ زوجی معیارهای مختلف (S)

شاخص‌ها گونه‌ها	حجم نبکا	قطر تاج پوشش	ارتفاع نبکا	ارتفاع گیاه	قطر قاعدۀ نبکا	بردار وزن
حجم نبکا	1	3	3	7	9	5028/0
قطر تاج پوشش	33/0	1	3	5	7	2602/0
ارتفاع نبکا	2/0	33/0	1	3	5	1344/0
ارتفاع گیاه	14/0	2/0	33/0	1	3	0678/0
قطر قاعدۀ نبکا	11/0	14/0	2/0	33/0	1	0448/0
جمع	78/1	67/4	53/9	33/16	25	1

گام چهارم: ماتریس تصمیم وزن‌دار نرمال‌شده

ماتریس تصمیم وزن‌دار، از ضرب ماتریس تصمیم بی‌مقیاس‌شده در ماتریس وزن معیارها به دست می‌آید (جدول 6).

جدول 6. ماتریس تصمیم وزن‌دار نرمال‌شده (V)

شاخص‌ها گونه	ارتفاع نبکا	حجم نبکا	قطر تاج پوشش	ارتفاع گیاه	قطر قاعد‌ۀ نبکا
اشنان	0213/0	0448/0	0045/0	0061/0	0058/0
گز	0647/0	2470/0	1405/0	0317/0	0096/0
خارشتر	0194/0	0029/0	0290/0	0068/0	0156/0
گون	0185/0	0086/0	0023/0	0118/0	0038/0
قیچ	0555/0	2161/0	1042/0	0317/0	0088/0
علف‌شور	0194/0	0957/0	0272/0	0086/0	0058/0
سیاه‌‌‌تاق	1017/0	3705/0	1949/0	0360/0	0201/0

گام ششم: تشکیل ماتریس موافق

برای تشکیل ماتریس توافق، باید عناصر شاخص توافق را محاسبه کرد (جدول 7).

رابطۀ (3)

برای مجموع وزن‌های نرمال شده مساوی یک است، بنابراین‌:

رابطۀ (4)

جدول 7. ماتریس توافق (C)

شاخص‌ها گونه	ارتفاع نبکا	حجم نبکا	قطر تاج پوشش	ارتفاع گیاه	قطر قاعدۀ نبکا
اشنان	000/0	0571/0	7017/0	9966/0	0571/0
گز	0566/1	000/0	0266/1	0566/1	0566/1
خارشتر	4120/0	0871/0	0000/0	4904/0	0871/0
گون	1171/0	071/0	6233/0	0000/0	0571/0
قیچ	0566/1	1171/1	0266/1	0566/1	0000/0
علف‌شور	9182/0	0571/0	7617/0	9966/0	0571/0
سیاه‌‌‌تاق	0566/1	0566/1	0566/1	0566/1	0566/1

گام هفتم: تعیین ماتریس مخالف

شاخص بدون‌ توافق (مخالف) به‌صورت زیر تعریف می‌شود roy, 1991: 49-73) ).

رابطۀ (5)

نتایج حاصل از شاخص بدون توافق در جدول (8) نشان داده شده است.

جدول 8. ماتریس مخالف (D)

شاخص‌ها گونه	ارتفاع نبکا	حجم نبکا	قطر تاج پوشش	ارتفاع گیاه	قطر قاعدۀ نبکا
اشنان	0	1	584/0	158/0	1
گز	0	0	024/0	0	0
خارشتر	1	1	0	213/0	1
گون	1	1	1	0	1
قیچ	0	1	031/0	0	0
علف‌شور	036/0	1	10/0	038/0	1
سیاه‌‌‌تاق	0	0	0	03/1	0

گام هشتم: تشکیل ماتریس تسلط موافق

مقدار موافقت، از رابطۀ زیر به دست می‌آید (Roy,1991: 49-73).

رابطۀ (6)

ماتریس تسلط موافق (F) با توجه به مقدار موافقت تشکیل می‌شود و اعضای آن براساس رابط‌ زیر مشخص می‌شودVami, 1992) ).

رابطۀ (7)

نتایج حاصل از شاخص ماتریس تسلط موافق در جدول (9) نشان داده شده است.

جدول 9. ماتریس تسلط موافق (F)

شاخص‌ها گونه	ارتفاع نبکا	حجم نبکا	قطر تاج پوشش	ارتفاع گیاه	قطر قاعدۀ نبکا
اشنان	0	0	1	1	0
گز	1	0	1	1	1
خارشتر	0	0	0	0	0
گون	0	0	1	0	0
قیچ	1	0	1	1	0
علف‌شور	1	0	1	1	0
سیاه‌‌‌تاق	1	1	1	1	1

گام نهم: تشکیل ماتریس تسلط مخالف

مقدار مخالف از رابطۀ زیر به دست می‌آید (Roy,1991: 49-73).

رابطۀ (8)

ماتریس عناصر تسلط مخالفت (G) به‌صورت زیر محاسبه می‌شود (roy, 1991: 49-73).

رابطۀ (9)

نتایج حاصل از شاخص ماتریس تسلط موافق در جدول (10) نشان داده شده است.

جدول 10 ماتریس تسلط مخالف (G)

شاخص‌ها گونه	ارتفاع نبکا	حجم نبکا	قطر تاج پوشش	ارتفاع گیاه	قطر قاعدۀ نبکا
اشنان	0	0	0	1	0
گز	1	0	1	1	1
خارشتر	0	0	0	1	1
گون	0	0	0	0	0
قیچ	1	0	1	1	0
علف‌شور	1	0	1	1	0
سیاه‌‌‌تاق	1	1	1	0	1

گام دهم: تشکیل ماتریس تسلط نهایی

ماتریس تسلط نهایی H از ضرب تک‌تک درایه‌های ماتریس تسلط موافق F در ماتریس تسلط مخالف G حاصل می‌شود (جدول 11)Roy,1991: 49-73) ).

رابطۀ (10)

جدول 11. ماتریس تسلط نهایی (H)

شاخص‌ها گونه	ارتفاع نبکا	حجم نبکا	قطر تاج پوشش	ارتفاع گیاه	قطر قاعدۀ نبکا
اشنان	0	0	0	1	0
گز	1	0	1	1	1
خارشتر	0	0	0	0	0
گون	0	0	0	0	0
قیچ	1	0	1	1	0
علف‌شور	1	0	1	1	0
سیاه‌‌‌تاق	1	1	1	0	1

گام یازدهم: حذف‌کردن گزینه‌های با رضایت کمتر و انتخاب بهترین گزینه (جدول 12).

جدول 12. تعداد مسلط‌شدن و مغلوب‌شدن هر یک از گونه‌های انتخابی

گونه‌ها	تعداد مسلط‌شدن	تعداد مغلوب‌شدن	اختلاف
اشنان	1	5	4-
گز	5	1	4
خارشتر	0	6	6-
گون	0	6	6-
قیج	4	2	2
علف‌شور	3	3	0
سیاه‌‌‌تاق	5	1	4

نتیجه‌گیری

برای شناخت مشکلات زیست‌محیطی هر منطقه، به‌منظور برنامه‌ریزی و مدیریت اصولی برای رفع مشکلات اقتصادی و اجتماعی، باید عوامل و محدودیت‌های آن را بشناسیم؛ سپس با تجزیه و تحلیل علمی، به مراکز علمی و پژوهشی برای رسیدن به توسعۀ پایدار کمک می‌کنیم. حرکت ماسه‌های بادی به‌عنوان یک خطر زیست‌محیطی در مناطق خشک و نیمه‌خشک، باعث می‌شود سالیانه هزاران تُن ماسۀ روان اراضی کشاورزی، مراکز سکونتگاهی و راه‌های دسترسی را در خود فرو بَرد و موجب نابودی آنها، مهاجرت روستاییان و زیان‌های اقتصادی بی‌شماری می‌شود. شناخت دقیق و بررسی آماری نبکاهای منطقۀ مطالعاتی و تحلیل علمی آنها به‌عنوان عامل بازدارندۀ ماسه‌های متحرک، می‌تواند در مدیریت محیط منطقه و استفادۀ بهینه از منابع طبیعی بسیار مفید باشد. نتایج پژوهش 7 نوع نبکای متفاوت با شاخص‌های گوناگون مورفومتری را نشان می‌دهد؛ به گونه‌ای که دامنۀ تفاوت امتیازات، 5 امتیاز برای گونه‌های گز و سیاه‌‌‌تاق و 6- امتیاز برای گونه‌های خارشتر را نشان می‌دهد و نشان‌دهندۀ ابعاد متفاوت نوع نبکا و گونۀ گیاهی آن است؛ زیرا گونه‌های گز و تاق به‌علت ابعاد بزرگ‌تر، مانعی در برابر جریان باد بوده و با کاهش سرعت و شدت باد، ماسه‌های بیشتری را به مهار می‌کند. شاخص‌های اندازه‌گیری‌شده نشان می‌دهد نبکاهای گز و تاق با داشتن بیشترین ارتفاع و قطر تاج پوشش، حداکثر حجم تثبیت ماسه را دارند. در مجموع، از بین 7 نوع نبکای مطالعاتی، نبکاهای گز و تاق با کسب بیشترین امتیاز، بیشترین اهمیت را برای تثبیت ماسه‌های روان دارند و بهترین گزینه‌ برای توسعۀ نبکازارها در راستای تثبیت ماسه‌های روان در منطقۀ مطالعاتی هستند. اما نبکاهای خارشتر و گون با کسب امتیاز منفی در گروه گیاهان مفید و مؤثر برای توسعۀ سیستم نبکا در منطقه قرار نمی‌گیرند؛ زیرا دارای کمترین کارایی برای تثبیت ماسه‌های روان هستند. در مجموع، گونه‌های گیاهی گز و سیاه‌‌‌تاق با توجه به ویژگی‌های مورفومترشان بهترین گزینه برای توسعۀ نبکازارها در راستای تثبیت ماسه‌های روان در منطقۀ مطالعاتی هستند و درصورت اجراشدن، بالاترین بهره‌بری را خواهند داشت.

[1] Multi Criteria Decision Making

[2] Multi Objectiv Decision Making

[3] Multi attribute Decision Making

[4] Banayoun

[5] van Delft

[6] Nijkamp

[7] Roy

[8] Linear Compensatory Process

References

Ardon, K., H. Tsoar, and D.G. Blumberg. (2009). Dynamics of nebkhas superimposed on a parabolic dune andtheir effect on the dune dynamics, Journal of Arid Environments: Vol 73: 1014–1022.

Bing, L., Z. Wenzhi, and Y. Rong. (2008). Characteristics and spatial heterogeneity of Tamarix ramosissima Nebkhas in desert-oasis ecotones, Journal of Acta Ecologica Sinica, Vol 28(4): 1446-1455.

-Baas, A.C.W. (2007). Complex systems in Geomorphology, Journal of Geomorphology, No. 91:311-331.

Danfeng, S. (2006). Agicultural causes of desertification risk in Minqin, China. Journal of Environmental Management, Vol 79: 348-356.

Dougill, A.J., A.D. Thomas. (2002). Nebkha dunes in the Molopo Basin, south Africa and Botswana formation controls and their validity as indicators of soil degradation, Journal of arid environment, No. 50: 413-423.

Diallo, H.A. (2001). On the occasion of a Conference on Desertification at the "Ciudad de las Artes Ylas Ciencias"- Valencia, Spain, 30 November 2001.

Hesp, P., A. Mclachlan. (2000). Morphology, dynamics, ecology and fauna of Arc Totheca populifolia and Azania regions nebkha dunes, Journal of arid environments, No.44: 155-172.

Jianhui, D., Y. Ping, and D. Yuxiang. (2010). The progress and prospects of nebkhas in arid areas, Journal of Geography Scince, Vol. 20(5): 712-728.

Khalaf, F.I., R. Miska, and A. Al-Douseri. (1995). Sedimentolongical and Morphological characteristics of some nebkha deposits in the northern coastal plain of Kuwait, Arabia, Journal Arid Environment, Vol. 29: 267-292.

Lancaster, N., Baas. A.C.W. (1998). Influence of Vegetation Cover on Sand Transport by Wind: Field Studies at Owens Lake, California, Journal of Earth Surface Processes and Landforms, No. 23: 69–82.

Maun, M.A., J. Perumal. (1999). Zonation of Vegetation on Lacustrine Coastal Dunes: Effects of Burial by Sand. Journal of Ecology Letters, No. 2: 14–18.

Nickling, W.G., S.A. Wolfe. (1994). The morphology and origin of Nebkhas, region of Mopti, Mali, West Africa. Journal of Arid Environments, No. 28: 13 -30.

Roy, B. (1991). The outranking Approach and the founbation of ELECTRE Methods, Theory and Decision, No.31: 49-73.

Saaty, T. L (2001). Decision making for leader, RWS Publication, 315P.

Tengberg, A., D. Chen. (1998). A comparative analysis of nebkha in central Tunisia and northern BurkinaFaso. Journal of Geomorphology, No. 22: 181-192.

TiLLe, M., A.G. Dumont. (2003). Methods of Multicriteria Decision Analys Within the Road Project like an Element of the Sustainability, 3 ^rd Swiss Transport ReserchConferense ,March 19-21.

Vander Stoel, C.D., W.H. Van der Putten, H. Duyts. (2002). Development of a Negative Plant–soil Feedback in the Expansion Zone of the Clonalgrass Ammophila Arenaria Following Root Formation and Nematode Colonization. Journal of Ecology, Vol 90 (6): 978–988.

Vami, l. (1992). Proiect opportunity Study on Integrated use of the RazgahNepheline ores, Iran by metallurgical processing into Alumina Cement, sodium Carbonate and potash, final report.

Wang, X., et al .2010. Nebkha formation: Implications for reconstructing environmental changes over thepast several centuries in the Ala Shan Plateau, China. Journal of Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology: Vol. 297, Pp. 697–706.

Analysis of Nebka morphometric parameters and introduction of the most appropriate type for quicksand stabilization, using ELECTRE algorithm (Case Study: Chah Jam Erg)

Statistics

Article View: 1,330

PDF Download: 626

Journal management system. designed by sinaweb

Related Links

News

Statistics

Analyzing Nebka Morphometric Parameters and Introducing the Most Appropriate Type for Sand Dune Stabilization, using ELECTRE Algorithm (Case Study: Chah Jam Erg)