1-مقدمه

تجزیه و تحلیل و جمع بندی داده‌ها، برای نقشه سازی یا برای نشان دادن گستره، منابع یک منطقه و یا آّبخیز در یک مجموعه ساده و یا پیچیده از پارامترهای منابع اکولوژیکی برروی نقشه انجام می‌پذیرد. این مجموعه در روش مرسوم در ایران یگان و یا واحد زیست محیطی نام دارد. این روش برپایه تجزیه و تحلیل سیستمی بنا نهاده شده است و تجزیه و تحلیل و جمع بندی داده‌ها برای ارزیابی چندعامله انجام می‌پذیرد. در این روش پارامترهای تشکیل دهنده اکوسیستم‌ها به نحوی با هم ترکیب می‌شوند که مرز اکوسیستم‌ها را بتوان بر روی نقشه مشخض نمود. به طوری که در هر اکوسیستم اختیار شده، همگنی و هم شکلی بین منابع اکولوژیکی که ارکان اکوسیستم را تشکیل می‌دهند به وجود آید.( مخدوم، 1380)

(باغستانی میبدی و همکاران،1385) وفیروزه و حشمتی،( 1387) به بررسی تاثیر فعالیت‌های مدیریتی بر سلامت مرتع پرداختند. هم چنین تاثیر قرق در تغییرات کمی و کیفی پوشش گیاهی مرتع در دو منطقه قرق و تحت چرا(آقاجانلو و موسوی، 1385 )، عملکرد مرتع در سه چشم انداز قرق کامل، قرق نیمه رها شده و قرق رها شده (احمدی و همکاران، 1388 )، تاثیر قرق مرتع در کاهش و مهارفرسایش خاک و تولید رسوب (قدوسی و همکاران، 1385 )، تاثیر لگدکوبی و چرای دام برویژگی پوشش گیاهی و خاک و بهبود وضعیت مرتع تحت تاثیرقرق و شروع مراحل توالی به سمت مرحله قبل از اوج را مورد مطالعه قرار دادند.نجفی و برزگر درسال 1376 در طرح جنگلکاری با آب باران و ارزیابی رشد گونه‌های درختی با انواع روش‌های سطوح آبگیر نشان دادند که ایجاد بانکت هلالی در شیبهای 20 الی 25 درصد باعث حفظ رطوبت و ذخیره آب باران شده و در نتیجه درختان از رشد مطلوبی برخوردار شدند.از روش‌های دیگری که میتوان به آن اشاره نمود استفاده از کنتور فارو و سایر روش‌های آبخیزداری  است که به لحاظ جمع آوری آب باران در داخل فاروها امکان رشد گیاهان را فراهم نموده و جلوی فرسایش را میگیرد. به کارگیری این روش‌ها در خاک تا حدود زیادی موجب افزایش پوشش گیاهی و کاهش فرسایش می‌گردد و  بنابراین، تعیین بهترین نوع عملیات برای خاکهای مختلف ضروری است. (صادق زاده و همکاران، 1387)

خداقلی و همکاران(1389) درحوضه آبریز رودچادگان، کاشت بذر درعمق 5/2 سانتی متر به روش پیتینگ و در شرایط دیم را بهترین روش کاشت گونه A.Caragana معرفی کردند. چاوشی و همکاران (1382) در تحقیقی به بررسی کنتور فارو و پیتینگ بر احیاء و استقرار چند گونه مرتعی پرداختند و نتایج نشان داد که تیمار پیتینگ موجب بهبود تولیدعلوفه و افزایش تعداد گونه مستقر شده اسپرس، چاودار، اگرو پیرون و اروشیا شده است.Gintzburger ( 1987 ) نشان داد استقرار یونجه یک ساله با بذرکاری در مراتع تخریب شده غرب استرالیا به روش پیتینگ از 60 تا 90 درصد افزایش می‌یابد. Marshal و همکاران ( 1993 ) در بررسی تاثیر 7 تیمار مرتعی و اقلیمی برمیزان علوفه در مراتع مایلز از سال 1983 تا 1990 دریافتند که تیمار کنتور فارو و شخم زمین به همراه چرای طولانی مدت بیشترین میزان تولید علوبف را در بر داشت Power-PB.(1998) در مورد نقش پوشش گیاهی و مدیریت بررسی حوضه‌های آبریز کوهستانی و کوهپایه‌ای در منطقه ماهاراشترا در هندوستان تحقیقی انجام داد. وی در تحقیق خود به این نتیجه رسید که در عرصه‌های بزرگ با کشت و تثبیت بیولوژیکی که از سال (1992 تا 1996) انجام گرفت 33/53 % زنده مانی پوشش گیاهی بهبود یافته و میزان هرزآب و فرسایش در مناطقی که خاک کم عمق کوهپایه‌ای را تشکیل داده تا حدود 47% کاهش یافته است. و در خاک‌های نیمه عمیق تا حدود 23% کاهش را می‌توان مشاهده نمود. و میزان کاهش فرسایش در مناطق کوهپایه‌ای و کوهستانی و ارتفاعات بالا را از 68/42 % به 79/12 % برآورد نموده است و میزان برداشت محصولات کشاورزی در عملیات فنی نجام گرقته مانند کنتور فارو 30% تا 35% در مناطق کوهپایه‌ای و در ارتفاعات 79/32 % ارزیابی گردیده است

2-مواد و روش‌ها

2-1-منطقه مورد مطالعه

حوضه آبریز زنوزچای بخشی از حوضه آبریز رودخانه ارس است. درمحدوده 45 درجه و 12 دقیقه تا 46 درجه و 5 دقیقه ی طول شرقی و 38 درجه و 18 دقیقه تا 38 درجه و 47 دقیقه ی عرض شمالی واقع گردیده است. حوضه آبریز مورد مطالعه در منطقه معتدل کوهستانی قرار گرفته است که زمستانهایی بسیار سرد و تابستان معتدل دارد. دارای آب و هوای سرد و مرطوب بوده و متوسط بارندگی در آن بیش از 300 میلی‌متر در سال است (شکل1 )

شکل 1- موقعیت منطقه مورد مطالعه در استان آذربایجان شرقی

2-2-تهیه نقشه‌های پایه

2-2-1- مدل رقومی ارتفاع زمین (1 DEM)

این مدل بر اساس رقومی کردن نقشه توپوگرافی منطقه با مقیاس 25000: 1 و سپس میان یابی این خطوط با رزولوشن 10 متر به دست آمد.

2-2-2- طبقات ارتفاعی

منطقه مورد مطالعه به چهار طبقه ارتفاعی تقسیم بندی گردید. براساس تقسیم بندی انجام شده بیشتر مساحت حوضه دارای ارتفاع 3000-2500 متر از سطح دریاست.

2-2-3- نقشه شیب

حوضه آبریز مورد مطالعه منطقه‌ای کوهستانی با شیب زیاد  است. شیب متوسط حوضه حدود 38 درصد  است. نقشه شیب منطقه به شش کلاس طبقه بندی گردید که بیشترین مساحت حوضه مربوط به شیب‌های 40- 30 درصد  است.درنقشه شیب اولیه با توجه به مساحت و مقیاس نقشه واحد‌های کوچک ترازیک هکتار Eliminate شده اند.

2-2-4- جهت شیب دامنه

نقشه تولید شده به چهار جهت اصلی طبقه بندی گردید. دراین نقشه نیز بر اساس مقیاس مطالعات واحد‌های کوچک تر از یک هکتار Eliminate شدند. براساس طبقه بندی انجام یافته بیشتر مساخت حوضه آبریز مورد مطالعه در جهت‌های جنوبی قرار گرفته است.

2-5-2- نقشه سنگ شناسی

 نقشه سنگ شناسی از نقشه زمین شناسی منطقه با مقیاس 100000/1 تهیه گردید. واحدهای سنگ شناسی موجود در منطقه عبارتند از: E^pu, E^a, E^c1, E^c2, Ol^d, Ol^v, Q^tr, Q^al, D^l, D_s ,C_s, Q^th, Qt¹ , Qt2, E^sm, E^mg,

2-2-6- رخساره‌های ژئومورفولوژی

2-2-6-1-اورتوفتوی عکس‌های هوایی

برای ساخت نقشه ژئومورفولوژی عکس‌های هوایی منطقه اسکن شدند و با استفاده ازماژول LPS نرم افزار ERDAS IMAGINE اورتوفتو شدند.

به طور کلی عملیات اورتوفتوی عکس‌های هوایی طی شش مرحله زیر صورت گرفت:

1-     تشکیل فایل بلوک برای پروژه ی مورد نظر

2-     تعریف پارامترهای توجیه داخلی هر عکس

3-     تعریف پارامترهای توجیه خارجی هر عکس

4-     معرفی موقعیت دقیق نقاط زمینی

5-     انجام مثلث بندی شعاعی بلوکی

6-     Orthoresamplig

-تفسیر عکس‌های هوایی و رقومی سازی نقشه ژئومورفولوژی

 - تشکیل Stereo Analyst Feature Project

Block file(blk)‌های تشکیل یافته با استفاده از ماژول Stereo Analyst از نرم افزار ERDAS IMAGINE 9.2 باز شده و با استفاده از عینک‌های آناگلیف و با تاکید بر اصول عملیات برجسته بینی، و همچنین پس از تشکیل Stereo Analyst Feature Project رخساره‌های ژئومورفولوژی حوضه آبریز زنوز چای در منطقه همپوشانی هر زوج عکس تفسیر شدند و به صورت رقومی تهیه شدند. همچنین عامل Z که همان متوسط ارتفاع هر زوج عکس هوایی است تصحیح گردید تا وضوح تصویر در منطقه همپوشانی بیشتر گردد.

- تهیه نقشه نهایی ژئومورفولوژی در محیط نرم افزار Arc/GIS

رخساره‌های رقومی شده ژئومورفولوژی که به صورت shape file هستند مستقیما به نرم افزار Arc/GIS انتقال یافته و باهم Merge شدند و در نهایت نقشه ی ژئومورفولوژی حوضه ی آبخیز زنوزچای به دست آمد

پس از تهیه نقشه ژئومورفولوژی، رخساره فرسایش آبراهه‌ای براساس فرمول تراکم زهکش (رابطه 1) شبکه به چهار رده تقسیم بندی گردید به بیان دیگر در جایی که شدت فرسایش آبراهه شدیدتر است فرسایش آبراهه‌ای درجه یک، و در جایی که فرسایش آبراهه‌ای کندتر از سایر بخش‌هاست فرسایش آبراههای از نوع درجه چهار نامیده شد.

رابطه (1)     Dd=∑L_i / A

که در آن Dd، تراکم زهکش به کیلومتر بر کیلومتر مربع و L_i، طول آبراهه‌ها به کیلومتر و A مساحت حوضه به کیلومتر مربع  است.تراکم زهکشی با دبی‌های حداکثر حوضه‌ها همبستگی دارد و می‌تواند نشان دهنده وضعیت شدت و ضعف رواناب و فرسایش در قسمت‌های مختلف آن باشد.

- انجام آزمون آماری برای تعیین صحت و دقت نقشه ژئومورفولوژی تهیه شده

به منظور بررسی میزان صحت نقشه ژئومورفولوژی تهیه شده به روش فوق الذکر، با استفاده ازنرم افزارErdas Imagine تعداد 100 عدد نقطه به روش Stratified Random Sampling انتخاب شدند. به عبارت دیگر طی این روش، در هر رخسارهی ژئومورفولوژی به طور متوسط تعداد 8 نقطه، با درنظرداشتن مساحت وتعداد پلی گون‌های هریک از رخساره‌ها انتخاب شدند.این نقاط دربردارنده اطلاعات به دست آمده از نقشه، شامل مختصات جغرافیایی و نوع رخساره ژئومورفولوژی می‌باشند. در مرحله بعد طی چندین مرحله بازدید‌های صحرایی، اطلاعات مربوط به هریک از نقاط شامل مختصات جغرافیایی، نوع رخساره‌های ژئومورفولوژیکی، با استفاده از دستگاه GPS برداشت شدند و با استفاده از نرم افزار Arc/GIS به جدول اطلاعاتی نقاط مزبور لینک شدند. این نقاط با استفاده از نرم افزار Arc/GIS با نقشه ژئومورفولوژی قطع داده شدند تا اطلاعات مشاهداتی به نقشهی ژئومورفولوژی منتقل شوند. به منظور جلوگیری از جابجایی نقاط، جدول اطلاعاتی نقاط مزبور به نرم افزار Excel انتقال یافته و بر اساس ID اولیه آن‌ها در نرم افزار Erdas Imagine مرتب شدند. سپس جدول مزبور جهت انجام آزمون آماری دوباره به نرم افزار Erdas Imagine منتقل شده و در این مرحله Refrence مربوطه به نقاط بر اساس اطلاعات مشاهداتی تنظیم گردید تا میزان مطابقت اطلاعات مشاهداتی و اطلاعات به دست آمده از نقشه تهیه شده توسط نرم افزار Erdas Imagine تعیین گردد. در نهایت پس از انجام مراحل فوق Accuracy Report برای نقشهی ژئومورفولوژی به دست آمد.

-نقشه واحد کاری

برای تعیین و مشخص کردن واحدهای کاری ابتدا با سه نقشه شیب، جهت دامنه و ارتفاع نقشه تلفیقی ساخته شده و

سپس نقشه سنگ شناسی و رخساره‌های ژئومورفولوژی با نقشهی شیب تلفیقی قطع داده شدند و واحدهای کاری

مشخص گردیدند. (احمدی،1386)

3- بحث

در منطقه مورد مطالعه 12 رخساره ژئومورفولوژی تشخیص داده شده و از تفسیر عکس‌های هوایی مرزهای آن‌ها تفکیک گردید.طبق داده‌های جدول (1)میزان درصد صحت کل برای نقشه تهیه شده 94 درصد به دست آمده است و میزان شاخص کاپا 9/0  است. از آنجا که تهیه ی نقشه ی موضوعی با واقعیت صد درصد زمینی بسیار هزینه بر  است و صرفا در کارهای علمی محض انجام پذیر است می‌توان میزان صحت به دست آمده را قابل اطمینان دانسته و نقشه تهیه شده را نقشه نهایی ژئومورفولوژی برای حوضه آبریز مورد مطالعه معرفی نمود. همچنین از داده‌های آزمون آماری چنین برمی آید که هیچ نقطه تصادفی در واحدهای رخساره ی شیاری و مناطق مسکونی و توده سنگی و دریاچه واقع نشده اند. و کمترین درصد میزان صحت اختصاص به رخساره فرسایش سطحی دارد.

جدول1- نتایج حاصل ازآزمون آماری به روش Stratified Random Sampling، با استفاده از نرم افزار Erdas Imagin

در حوضه آبریز مورد مطالعه حدود 123 واحدکاری ایجاد شد البته به منظور کاهش نمونه‌ها تاحد قابل قبول واحد‌های کاری دارای شیب‌های صفر تا بیست درصد و بیش از بیست درصد با یگدیگر ادغام شدند سپس جهت کاهش تعداد واحد‌های کاری به منظور ارائه راهکارهای اجرایی برای حوضه آبریز مورد مطالعه، واحدهای لیتولوژیک بر اساس رده‌های کیفی فرسایش‌پذیری در روش MPSIAC طبقه بندی شدند. در درجه بندی کمی از درجه 1 به درجه 10 میزان حساسیت واحدهای زمین‌شناسی افزوده شده و از ضریب مقاومت آنها کاسته می‌شود. بر اساس جدول (2)، بیشترین حساسیت را به فرسایش واحد‌های E^mgو ٍE^smدارند و علاوه بر آن‌ها آبرفت‌های جوان و رودخانه‌ای به دلیل قرار داشتن در رخساره انتقال، مقاوم به فرسایش در نظر گرفته می‌شوند (رفاهی، 1385). البته یادآوری می‌شود که تنها در اینجا عوامل زمین‌شناسی مد نظر قرار گرفته‌ است در حالی که ممکن است واحدهایی که از نظر زمین‌شناسی در برابر فرسایش مقاوم هستند در اثر سایر عوامل مانند آب و هوا و توپوگرافی فرسایش‌پذیری بیشتری کسب کنند. به همین دلیل با در نطر گرفتن نوع رخساره‌های ژئومورفولوژی واحدهای کاری در هم ادغام شدنددر نهایت 52 واحدکاری در حوضه آبریز مورد مطالعه ایجاد گردید (شکل 2) و پس از تحلیل شرایط خاص هر یک از آنها، نوع برنامه‌های اجرایی برای هریک از واحدهای کاری با هدف کنترل فرسایش تعیین شدند.

شکل 2- نقشه واحدهای کاری در حوضه آبریز زنوزچای

جدول 2- جدول فرسایش‌پذیری واحدهای لیتولوژیک حوضه آبریز زنوزچای

4- نتیجه گیری

توسعة پایدار به معنای بهره‌برداری از منابع موجود در یک حوضه آبریز با توجه به ثبات و عدم تخریب منابع آن است. قطعاً برای حصول این نتیجه می‌بایست قابلیتهای هر حوضه به صورت کامل مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد.  بنابراین، جهت رسیدن به هدف مذکور نیاز به مطالعه همه جانبه است. تعیین دقیق مشکلات و پتانسیل‌ها در تدوین سیمای طرح و نحوه سیاست گذاری راهکارهای اجرایی از اهمیت ویژه ای برخوردار است.(مخدوم،1370) به منظور تعیین پتانسیل‌ها و محدودیت‌ها، نتایج کلیه مطالعات پایه در یک نگرش جامع با هم مد نظر قرار گرفت که از جمله مهمترین آنها شرایط فیزیکی حاکم بر منطقه مانندتوپوگرافی منطقه، ژئومورفولوژی و شرایط زمین‌شناسی و خواص سازندها است.

- بیرون زدگی یا رخنمون سنگی

این اراضی از توان تولیدی پایینی برخوردار بوده، ودر حال حاضر به شدت مورد بهره برداری قرار می گیرند در برنامه اصلاح و توسعه این اراضی بایستی به عنوان اراضی حفاظتی و قرق باید درنظر گرفته شوند.

- شیبهای غیر مجاز برای بهره برداری

مساحت قابل توجهی با شیب بالای 20 درصد درحوضه آبریز زنوزچای قرار گرفته که دارای محدویت بهره برداری در مقایسه باشیب‌های کمتر  است.دراین مطالعه این سطوح برای مرتع و مرتع داری در نظر گرفته شده است. ولی بایددرنظر داشت که این سطوح از شکنندگی بالایی برخوردار بوده و نیاز به دقت بیشتر در بهره برداری از این سطوح  است. بخشی ازرخساره حرکت‌های توده‌ای و بیرون زدگی سنگی در داخل این بخش قرار گرفته است.

- مشکلات ناشی از واحدهای سنگ شناسی منطقه

- وجود پهنه‌های لغزشی و ریزشی و میزان فرسایش بادی برای استفاده از اراضی منطقه محدودیت ایجاد کرده است.

-سطح قابل ملاحظه‌ای از حوضه آبریز زنوزچای را فلیش‌های ائوسن، با استعداد فرسایشی بسیار بالا تشکیل داده اند

- با توجه به سازند‌های منطقه و وجود لایه‌های مارنی، سیلتی و رسی قسمت اعظم منطقه طرح نفوذناپذیر است.

- در منطقة مورد مطالعه وجود لیتولوژی خاص، باعث توسعه‌ نسبتاً رخساره برون زدگی سنگی و فرسایش آبراهه‌ای گردیده است.

- مشکلات ناشی از مورفولوژی منطقه

وجود توپوگرافی تپه ماهوری که قسمت اعظم حوضه مورد مطالعه را در بر گرفته است. تپه ماهورها در نحوه آرایش آبراهه‌ای و حاکمیت فرسایش به خصوص از نوع حرکت‌های توده‌ای و فرسایش آبراهه‌ای نقش مهمی برعهده دارد.

یکی از سیماهای اصلی موجود در منطقه، وجود خندق در منطقه می باشد. فرسایش خندقی در منطقه فعال بوده و هم اکنون به عنوان یک عامل شکل زا عمل میکند.دو عامل مهم فرسایش ترجیحی و تأثیر لیتولوژی سازند‌ها باعث بروز ریزش و خزش به خصوص در دیواره آبراهه‌ها شده است و به عنوان عامل شکل زا در حال حاضر در حال تغییر ابعاد آبراهه‌های منطقه طرح می باشد. این پدیده‌ها در شیبهای بیش از 25 درصد و بخصوص شیبهای بالای 40 درصد به وفور مشاهده می گردد.

4-2- تشریح پتانسیل‌های حوضه آبریز زنوزچای

وجود راه‌های دسترسی خاکی به مناطق مورد نظر

وجود باغات کشاورزی با تولید مناسب در اطراف روستاهای بهره بردار منطقه

وجود عرصه‌های مناسب جهت احداث بندهای خاکی و سایر فعالیتهای سازه ای

وجود انگیزه کافی جهت بهبود وضعیت فعلی در بین اهالی منطقه

وجود خاک مناسب کشاورزی

حجم بارش مناسب کشت دیم و یا کشت گیاهان دارویی (اما با پراکنش نا منظم)

با در نظر داشتن محدودیت‌ها و پتانسیل‌های موجود در حوضه آبریز مورد مطالعه، شیوه‌های مناسبی با هدف کنترل فرسایش پیشنهاد گردید بعبارتی عامل محدود کننده هر واحد کاری تعیین شده و متعاقب آن راهکار مناسب برای کنترل فرسایش ارائه شده است. ( جدول 3) به عنوان مثال، در واحد کاری 1-A-fluvial، شماره 1 نشان دهنده شیب‌های کمتر از 20 درصد، A: سازندهای مقاوم به فرسایش و fluvial ، نشان دهنده فرسایش رودخانه‌ای است. بنابراین در واحد کاری مذکور، عامل محدود کننده نوع فرسایش  است و راهکار مناسب برای آن واحد عملیات بیولوژیکی پیشنهاد شده است. همچنین در واحد کاری 1-B-scrub، که B: نشان دهنده سازندهای نسبتا مقاوم به فرسایش و scrub، نشان دهنده رخساره دامنه منظم  است، بنابراین می‌توان گفت در این واحد کاری عامل محدود کننده‌ای وجود ندارد.

جدول3- عوامل محدود کننده و شیوه مناسب پیشنهادی

در نهایت، اطلاعات جدول 3 با استفاده از نرم افزار Arc/GIS به جدول اطلاعات توصیفی نقشه واحدهای کاری لینک شدند و بر اساس این اطلاعات نقشه سیمای طرح جهت کنترل فرسایش در حوضه آبریز زنوزچای تهیه گردید.

 ( شکل 3)