
تعداد نشریات | 43 |
تعداد شمارهها | 1,687 |
تعداد مقالات | 13,858 |
تعداد مشاهده مقاله | 32,895,720 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 13,003,017 |
ارزیابی و بهینهسازی اتصال هیدرولوژیکی با هدف مدیریت منابع آب در حوزۀ آبخیز سامیان | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
برنامه ریزی فضایی | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مقاله 6، دوره 14، شماره 3 - شماره پیاپی 54، مهر 1403، صفحه 115-138 اصل مقاله (2.43 M) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22108/sppl.2024.139234.1749 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نویسندگان | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
زینب حزباوی* 1؛ نازیلا علائی2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1دانشیار، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی، پژوهشکدۀ مدیریت آب، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2دانشجوی دکتری، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
چکیده | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
کمبود منابع آب در برخی از استانها به یک بحران تبدیل شده است. بر همین اساس، بهتازگی توجه ویژهای به اتصال ساختاری و عملکردی شبکههای رودخانه و منبع اصلی تأمین آب (بهعنوان یکی از راهحلهای مدیریتی درمقیاس حوزۀ آبخیز) شده است. با وجود این، به اتصال هیدرولوژیکی در ایران هنوز بهطور کافی توجه نشده است؛ بنابراین پژوهش حاضر با هدف ارزیابی و بهینهسازی اتصال هیدرولوژیکی در شبکۀ رودخانۀ حوزۀ آبخیز سامیان برای حفاظت و مدیریت بهتر منابع آب و بهبود عملکرد هیدرولوژیکی انجام شد. نتایج نشان داد که شبکۀ هیدرولوژیکی رودخانه با طول کلی 73/1254 کیلومتر 173 یال و 176 گره دارد. همچنین، نسبت یال به گره (β)، اتصال گره به یال (γ)، شاخص یکپارچگی اتصال (IIC) و سنجۀ احتمال پیوستگی (PC) بهترتیب برابر با 983/0، 331/0، 66/5 و 151/1 به دست آمد. علاوه بر این، ساختار هیدرولوژیکی در مناطق دشتی بهصورت ضعیف ارزیابی شد. در این میان، مهاجرت مرکز ثقل گردش آب پس از بهینهسازی برای سطحهای مختلف اتصال هیدرولوژیکی به جنوب حوزۀ آبخیز انتقال پیدا کرده است. نتایج حاصل از محاسبۀ نسبت یال به گره (β) و اتصال گره لبه (γ) نشان داد که پیچیدگی داخلی شبکۀ مسیر با افزایش سطح بهینهسازی افزایش مییابد. همچنین، افزایش سطح بهینهسازی از 1 تا 4 باعث افزایش تعداد مسیرهای اتصال آب درحوزۀ آبخیز، پیچیدگی شبکۀ رودخانه و شاخص پیوستگی هیدرولوژیکی (IIC) شده است بنابراین پیشنهاد میشود اتصال هیدرولوژیکی درحوزۀ آبخیز سامیان تا سطح 4 بهینهسازی شود. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
کلیدواژهها | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
تحلیل مکانی؛ حداقل مقاومت تجمعی (MCR)؛ ساختار شبکۀ رودخانه؛ شاخص اتصال؛ منابع آب | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
اصل مقاله | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مقدمهشبکۀ رودخانههای طبیعی در طی دورههای زمانی طولانی با تعامل عوامل توپوگرافی، زمینریختشناسی، حرکت آب و فرسایش بستر شکل میگیرد؛ اما دخالتهای انسانی بهطور چشمگیری شبکۀ رودخانهها را بهویژه در دهههای اخیر تغییر داده است (Xingyuan et al., 2023, P. 6). از زمان صنعتیشدن میزان مصرف منابع آب ازسوی جوامع بشری بهویژه در کشورهای درحال توسعه بهطور فزآیندهای افزایش یافته است؛ بهطوری که تعداد و شدت اختلالات بومشناختی در پهنههای طبیعی آب ازجمله سدسازی، پمپاژ رودخانه، انتقال آب بینحوضهای و کانالسازی درحال افزایش است (Tian et al., 2022, P. 4). بهنحوی که فعالیتهای شدید انسانی موجب تخریب ساختار و عملکرد بومسازگانهای آبی و تشدید کمبود آب درسطحهای مختلف محلی، منطقهای، ملی و جهانی شده است (Eros et al., 2011, P. 185 Chen et al., 2019, P. 1323;). بر همین اساس و باتوجه به اثرهای ناشی از تغییر اقلیم در تشدید بحران آب محققان مختلف و سازمانهای ملی و بینالمللی به لزوم احیا شبکههای رودخانه و تأمین منابع آب سطحی درمقیاس حوزۀ آبخیز تأکید کردهاند (Rasoulzadeh et al., 2023, P. 4). یکی از معیارهای کمّی در ارزیابی شدت تخریب منابع آبی درمقیاس حوزۀ آبخیز، اتصال هیدرولوژیکی رودخانه است که بهعنوان ابزار مهمی برای رسیدگی به مسائل مربوط به عملکرد سیستمی، فرآیندهای زیستی-شیمیایی و تخصیص آب درنظر گرفته میشود (Tian et al., 2022, P. 5). چگونگی توسعۀ جریان آب در شرایط مختلف محیطی با مفهوم اتصال هیدرولوژیکی قابل تبیین است و مدیران را قادر میکند تا تعیین کنند که چه زمانی، کجا و چگونه میتوان در فرآیندهای هیدرولوژیکی حوزۀ آبخیز با موفقیت مداخله کرد. بر همین اساس، ارزیابی اتصال هیدرولوژیکی یک ابزار مهم برای مدیریت منابع آب و یک مبنای نظری اساسی برای برنامهریزی و مهندسی بومشناختی درنظر گرفته میشود (Li et al., 2020, P. 2826). از آنجایی که ارتباط بهم پیوستهای بین مواد، انرژی و فرآیندها در یک رودخانه وجود دارد، اتصال شبکۀ رودخانه معیاری مهم برای ارزیابی سلامت رودخانه است (Xingyuan et al., 2023, P. 5; Rinaldo et al., 2018, P. 28). یک شبکۀ رودخانه با اتصال ساختاری و عملکردی مناسب، وضعیت متعادلی ازنظر تبادل زیستی، انرژی و چرخۀ مواد مغذی دارد. بر همین اساس، چنین رودخانهای میتواند ثبات نسبی را در یک محیط زیست درحال تغییر و تخریب حفظ کند (Reid et al., 2016, P. 140). درحقیقت، پویایی شبکۀ رودخانه منعکسکنندۀ ناهمگونی مکانی-زمانی فرآیندهای هیدرولوژیکی و پیچیدگی زیستی آن در نتیجۀ تعاملات بین جریان آب و وضعیت فیزیکی است (Hermoso et al., 2011, P. 59; Xingyuan et al., 2023, P. 6). مرور منابع نشان میدهد که شاخصها و روشهای مختلفی درزمینۀ ارزیابی اتصال هیدرولوژیکی ارائه شده است؛ برای نمونه، تأثیر لکههای زیستگاه در اتصال شبکه با استفاده از شاخصهای توپولوژیکی در اسپانیا بررسی شد. نتایج نشان داد که تحلیل انتگرال اتصال (IIC)، احتمال اتصال (PC) و مرکزیت بینالمللی (BC) در حفظ اتصال شبکههای زیستگاهی نقش مؤثری دارد (Baranyi et al., 2011). درادامه، تغییرات سالانه و فصلی اتصال هیدرولوژیکی با استفاده از تصاویر ماهوارۀ Landsat 8 بین سالهای 2013 تا 2019 در شمال چین ارزیابی شد. نتایج نشان داد که بازتاب باند مادون قرمز نزدیک دقیقترین شاخص برای طبقهبندی آب با دقت بیش از 98 درصد بود. شیب روابط خطی بین اتصال هیدرولوژیکی و سطح آب نیز نشان داد که اتصال هیدرولوژیکی با افزایش سطح آب بیشتر میشود؛ درنتیجه میانگین ضریب تبیین (R2) برابر با 88/0 بهدست آمد (Li et al., 2021). همچنین، با ارزیابی و بهینهسازی اتصال هیدرولوژیکی براساس نظریۀ گراف درحوضۀ رودخانۀ Dongliao چین این نتیجه حاصل شد که با افزایش سطح بهینهسازی اتصال هیدرولوژیکی، شاخص موران جهانی افزایش و سپس کاهش یافته است. همچنین، اثرهای اتصال هیدرولوژیکی درسطحهای مختلف بهینهسازی، متفاوت به دست آمد (Tian et al., 2022). بهتازگی، تغییرات اتصال هیدروگرافیکی حوضۀ رودخانۀ زرد طی دورۀ زمانی 2020-2000 با استفاده از شاخص اصلاحشدۀ تفاوت عادی آب (MNDWI) (Modified Normalized Difference Water Index) بررسی شده است. نتایج نشان داد که زمینهای کشاورزی بیش از 50 درصد از مساحت را پوشش میدهد و فعالیتهای انسانی تأثیر زیادی بر تغییرات اتصال هیدروگرافیکی داشته است (Li et al., 2023). درادامه، ساختار شبکه و پایداری اتصال رودخانه در منطقۀ Taihu بررسی و مشخص شد که درجۀ گره شبکۀ رودخانه بهطور متوسط برابر با 9/2 بوده و دراصل اتصال ضعیف داشته است. در این میان، تخریب گرههای مهم باعث کاهش شدید پایداری شبکه شده است. این تأثیر در مناطق مختلف، متفاوت بهدست آمد. همچنین، شهرنشینی تأثیر منفی بر ویژگیهای شبکۀ رودخانه داشته است (Yu et al., 2023). تنها مطالعۀ یافتشده در ایران نشان از اتصال هیدرولوژیکی حوزۀ آبخیز قرهسو با استفاده از شبکۀ منبع رواناب و شبکۀ جریان دارد که نتایج بهدستآمدۀ آن منجر به شناسایی مناطق با پتانسیل اختلال در آینده شده است (Jahanishakib et al., 2021). جمعبندی مطالعات پیشین نشان میدهد که نتایج ارزیابی اتصال هیدرولوژیکی منطقهمحور بوده است و تمامی آن مطالعات محدودیتهای منطقهای داشته است (Borselli et al., 2008, P. 269; Tian et al., 2022, P. 5). همچنین، محققان در عمدۀ مطالعات اخیر برای ارائۀ راهحل ساده در زمینۀ ارزیابی جنبههای متعدّد اتصال سیمای سرزمین و بومشناسی حفاظتی بر کارایی زیاد تئوری گراف تأکید دارند (Keitt et al., 1997; Ricotta et al., 2000, P. 90; Eros et al., 2011, P. 185; Lathouri et al., 2021, P. 1229). بر همین اساس و باتوجه به کمبود مطالعات در زمینۀ اتصال هیدرولوژیکی پژوهش حاضر با هدف ارزیابی و بهینهسازی اتصال هیدرولوژیکی در حوزۀ آبخیز سامیان (واقع در مرکز استان اردبیل) و با استفاده از تئوری گراف برنامهریزی شده است. نتایج این مطالعه بهطور نظری و عملیاتی برای بهینهسازی اتصال هیدرولوژیکی در مناطق با کمبود منابع آب حائز اهمیت است. ارزیابی و بهینهسازی اتصال هیدرولوژیکی برای حفاظت منطقهای از بومسازگانهای آبی، مدیریت تقاضا، تخصیص منابع آب و طراحی پروژههای بومشناختی نیز ضروری است. منطقۀ مطالعهشدهحوزۀ آبخیز سامیان (شکل 1) واقع در استان اردبیل مساحتی بالغ بر 4236 کیلومتر مربع را پوشش داده است. این منطقه 24 درصد از کل مساحت استان اردبیل را تشکیل میدهد. مختصات محدودۀ جغرافیایی بین ´42 ˚47 تا ´28 ˚48 طول شرقی و ´40 ˚37 تا ´20 ˚38 عرض شمالی قرار دارد. این حوزۀ آبخیز شامل سه رودخانۀ اصلی (قرهسو، قوریچای و نئور) است که هرکدام شاخههای متعدّدی دارد (مصطفیزاده و مهری، 1397، ص. 32). بیشترین و کمترین ارتفاع 4788 و 1200 متر و میانگین شیب منطقه برابر با 49/16 است. قسمتهای شرقی و غربی حوزۀ آبخیز بیشترین شیب را دارند. همچنین، حوزۀ آبخیز سامیان قسمتی از جنگل فندقلو را به خود اختصاص داده است. میانگین بارندگی در منطقه برابر با 52/351 میلیمتر برآورد شده است. علاوه بر این، در این حوزه حدود 8 طبقۀ کاربری (کاربری زراعت دیم 05/36 درصد، زراعت آبی 67/25 درصد، مرتع 57/30 درصد، جنگل 71/1 درصد، باغ 30/1 درصد، برونزدسنگی 32/1 درصد و مسکونی 53/2 درصد) شناسایی شده است. صحت کلی و ضریب کاپای نقشۀ کاربری اراضی بهترتیب برابر با 81/89 و 18/88 درصد به دست آمده است (مرادزاده و همکاران، 1401، ص. 120؛ حزباوی و همکاران، 1401، ص. 82؛ Moradzadeh et al., 2024, P. 3).
شکل 1: نمایی از حوزۀ آبخیز سامیان (منبع: نگارندگان) Figure 1: A view of the Samian watershed ارزیابی اتصال هیدرولوژیکی در کاربرد نظریۀ گراف سیمای سرزمین بهصورت گراف مدلسازی میشود. مجموعهای از گرههایی با یالها بهم متصل میشود که در آن پیوند بین هر دو گره نشاندهندۀ ارتباط عملکردی بین آنهاست. این رویکرد بهویژه در تعیین لکههای زیستگاه یا مجموعههای کوچکی از لکهها با هدف حفاظت و مدیریت پایدار اهمیت زیادی دارد (Bunn et al., 2000, P. 266; Jordán et al., 2003, P. 84; Bodin, 2009, P. 2728; Saura & Pascual-Hortal, 2007, P. 93). تئوری گراف امکان تبدیل سامانههای سیمای سرزمین را به تصاویر رقومی فراهم میکند؛ بدینصورت که در آن گرهها و یالها شناسایی میشود و مجموعهای از یالها وجود روابط یا تعاملات بین عناصر را نشان میدهد (Tian et al., 2022, P. 8). بر همین اساس، ابتدا شبکۀ هیدرولوژیکی برای تعیین موقعیت جغرافیایی پهنههای آبی و اتصال هیدرولوژیکی تهیه و سپس رودخانهها بهعنوان یالهایی درنظر گرفته و درنهایت، محل اتصال رودخانهها بهعنوان گره تعیین شد. همچنین، آبراهههای انتهایی بهعنوان گره حاشیه و آبراهههایی که از اطراف به یکدیگر اتصال داشتند بهعنوان گره مرکزی مشخص شدند. در شکل (2) ساختار اتصالات هیدرولوژیکی در شبکۀ رودخانۀ حوزۀ آبخیز سامیان نمایش داده شده است.
شکل 2: ساختار اتصالات هیدرولوژیکی در شبکۀ رودخانۀ حوزۀ آبخیز سامیان (منبع: نگارندگان) Figure 2: The structure of hydrological connections in the river network of Samian watershed پس از ساخت شبکۀ هیدرولوژیکی برای نشاندادن پیچیدگی داخلی شبکۀ مسیر انتقال جریان آب نسبت یال به گره (β) و اتصال گره لبه (γ) محاسبه شد. نسبت یال به گره (β) میانگین تعداد زنجیرههای رودخانه در هر گره در شبکۀ اتصال و نشاندهندۀ میزان پیچیدگی ارتباط بین هر گره و سیستم آبی اطراف است که طبق رابطۀ (1) محاسبه شد (Tian et al., 2022, P. 6)
که در آن β نسبت یال به گرة رودخانه بوده و از صفر تا سه متغیر است. m تعداد یالها و n تعداد گرهها در کل شبکۀ رودخانه است. مقدار بیشتر β نشاندهندۀ تعداد بیشتری از مسیرهای انتقال آب متصل به آن گره است که پیچیدگی داخلی شبکۀ هیدرولوژیکی را نشان میدهد. اتصال گره لبه (γ) نسبت تعداد واقعی لبههای رودخانۀ متصل به بیشترین تعداد لبههای رودخانۀ متصل است (رابطۀ 2) که نشاندهندۀ قدرت اتصال متقابل بین زنجیرههای رودخانه در شبکۀ رودخانه بوده است و پیچیدگی شبکه را منعکس میکند (Tian et al., 2022, P. 7).
γ درج g پیوند واقعی بوده که از صفر تا یک متغیر است. m و n نیز بیانگر تعداد یالها و تعداد گرهها در کل شبکه است که در رابطۀ (1) نیز استفاده شدهاند. وقتی γ = 0 باشد، نشاندهندۀ این است که هیچ پیوندی در شبکه وجود ندارد و فقط نقاط جدا از هم وجود دارد. هنگامی که γ = 1 باشد، بیانگر آن است که هر گره در شبکه به تمام گرههای دیگر مرتبط است. براساس تئوری دودویی از شاخص یکپارچگی اتصال ((IIC) Index of integration of connectivity) و سنجۀ احتمال پیوستگی ((PC) Probability of connectivity) برای نشاندادن اتصال کلی شبکۀ مسیر انتقال و ارزیابی اتصال هیدرولوژیکی حوزۀ آبخیز استفاده شد. IIC یکی از بهترین شاخصهای شناختهشـده بـرای تحلیلهای پیوستگی است که میتوان آن را با استفاده از رابطۀ (3) محاسبه کرد (Bodin, 2009, P. 2731).
در ایـن رابطـه n تعـداد کـل لکـه در سـیمای سـرزمین، ai و aj مساحتهای لکههـای i و j، nlij تعـداد کوتـاهتـرین مسـیرهای ممکن بین لکههای i، j و AL مساحت کل سیمای سرزمین اسـت. مبنای این شاخص نظریۀ پیوستگی درونلکهای است که در آن فضای درون لکه بهعنوان فضایی پیوسته درنظر گرفته مـیشـود. ازمیان سنجهها IIC در تشخیص لکههای بـا اهمیـتتـر ازنظر موقعیت توپولوژیک و نیز ازنظر ارزشهای درونی هر لکه موفق عمل کرده اسـت. همچنـین، قـادر اسـت پیوسـتگی درونلکهای را در محاسبات لحاظ کند (Bodin, 2009, P. 2731). سنجۀ PC بهعنوان بهترین شاخص برای تحلیل نوع اتصال هیدرولوژیکی معرفی شده است (علائی و همکاران، 1398، ص. 23). این سنجه چندین ویژگی مرتبط با اتصالات هیدرولوژیکی را در مقایسه با سایر شاخصهای موجود ارائه میدهد. همچنین، عملکرد IIC را بهبود میبخشد. سنجۀ PC را میتوان با استفاده از رابطۀ (4) محاسبه کرد (Saura & Pascual-Hortal, 2007).
در این رابطه n تعداد کل گرههای زیستگاه در سیمای سرزمین است. ai و aj صفات گرههای i و j هستند. AL بیشترین ویژگی (مساحت) چشمانداز بوده و بیشترین احتمال پیوستگی تمام مسیرهای بین لکههای i و j را نشان میدهد. تمام محاسبات شاخص انتگرال پیوستگی (IIC) و سنجۀ احتمال پیوستگی (PC) با استفاده از نرمافزار Conefor Sensinode 2.6 (CS 2.6) و مبتنی بر نتایج بهدستآمده براساس تئوری گراف (شکل 3) صورت پذیرفته است (Bodin, 2009, P. 2731). بهطوری که اطلاعات حاصل از ابزار Conefor در نرمافزار Arc Map 10.8 با فرمت TEXT براساس مشخصات هر گره و یالهای بـین آنهـا بهعنوان دادههای اولیه وارد نرمافزار (CS 2.6) Conefor Sensinode 2.6 شده است.
شکل 3: شماتیکی از بررسی اتصال شبکۀ رودخانۀ حوزۀ آبخیز سامیان (منبع: نگارندگان) Figure 3: Schematic of the river network connectivity survey in the Samian watershed بهینهسازی اتصال هیدرولوژیکی حوزۀ آبخیزبا تلفیق مفاهیم بومشناسی و ژئومورفولوژیکی، پهنههای آبی گسسته که با سایر پهنههای آبی در اتصال نیستند بهعنوان هدف بهینهسازی در الگوی اتصال هیدرولوژیکی استفاده شدند. با استخراج مسیرهای با کمترین موانع گردش در حوزۀ آبخیز، هدفهای بهینهسازی به سامانههای آبی موجود برای بهبود اتصال هیدرولوژیکی حوضه پیوند داده شدند. هدفهای بهینهسازی و مسیرهای اتصال سامانههای آبی موجود تحتتأثیر عوامل متعدّدی در حوضه قرار دارند (Dai et al., 2021, P. 5). عوامل هیدرولوژیکی شامل توزیع آب سطحی، عوامل توپوگرافی شامل زمین و ژئومورفولوژی، عوامل انسانی شامل کاربری زمین و ساختوساز مهندسی هیدرولیک است. با در نظر گرفتن این عوامل از مدل حداقل مقاومت تجمعی (Minimum Cumulative Resistance) (MCR) برای تعیین یک سطح مقاومت تجمعی و تحلیل گردش هیدرولوژیکی در حوزۀ آبخیز استفاده شد. در همین راستا، مسیرهای اتصال بین پهنههای آبی منفرد و پهنههای پیوستۀ آبی موجود و نتایج بهینۀ الگوهای اتصال هیدرولوژیکی نیز به دست آمد (Tian et al., 2022, P. 8). با استفاده از مدل MCR مسیرهای منبع (شبکۀ هیدرولوژیکی موجود) ازطریق محاسبۀ سطح فاصلۀ تخلیۀ تجمعی تا کمترین فاصلۀ تخلیۀ تجمعی مورد هدف برای بهینهسازی شبکۀ هیدرولوژیکی تعیین شدند. طبق رابطۀ (5) برای تعیین درجه انسداد جریان آب در حوزۀ آبخیز و محاسبۀ مسیر با کمترین انسداد، مدل MCR براساس تابع تحلیل مکانی در نرمافزار ArcMap 10.8 پیادهسازی شد (Tian et al., 2022, P. 8)
که در آن Ci هزینۀ تجمعی سلول شبکۀ iام به هدف بهینهسازی و بیانگر حداقل مقاومت تجمعی (MCR) در مسیر سلول شبکه در آن مکان به منبع است. Di تعداد تجمعی پیکسلها در مسیر یک سلول شبکۀ i در مکان معین تا هدف بهینهسازی با حداقل هزینه است. Fi هزینۀ تجمعی مقاومت یک سلول شبکۀ i درسطح بهینهسازی است. کلیۀ محاسبات MCR در نرمافزار ArcMap 10.8 و با استفاده از ابزار Cost Distance انجام شده است. از سامانههای آبی موجود در حوزۀ آبخیز (ازجمله رودخانههای فصلی) بهعنوان منبع بهینهسازی شبکۀ آب برای ساخت مسیرهای اتصال پهنۀ آبی جدید استفاده شد. در این راستا، اتصال پهنههای آبی مستقل در حوزۀ آبخیز باعث بهبود اتصال هیدرولوژیکی، افزایش گردش سیستم آب و افزایش تعداد منابع آبی موجود میشود. هزینۀ مقاومت اتصال آب (Cost of water connectivity resistance) در یک حوزۀ آبخیز براساس سه عامل توپوگرافی، هیدرولوژیکی و انسانی تعیین شد. عوامل توپوگرافی و هیدرولوژی در 9 سطح با وزنهای مقاومت 1 تا 9 طبقهبندی شد. با کاهش شیب هزینه بیشتر میشود؛ زیرا در این حالت تجمع آب بیشتر میشود. برای همین به کمترین طبقۀ شیب ارزش 9 داده میشود. همچنین، فعالیتهای انسانی با استفاده از طبقات مختلف کاربری اراضی (باغ، پهنۀ آبی، برونزدسنگی، جنگل، زراعت آبی، زراعت دیم، مرتع و مسکونی) تبیین شد. وزنهای اختصاصیافته به هر عامل در جدول (1) ارائه شده است. درنهایت، سطح مقاومت وزنی اتصال آب به دست آمد. جدول 1: وزن مقاومت برای هر عامل Table 1: Resistance weight for each factor
منبع: Tian et al., 2022, P. 7 مدل MCR با در نظر گرفتن متغیر شیب برای عامل توپوگرافی، متغیر شاخص اصلاحشدۀ تفاوت عادی آب ((MNDWI)Modified Normalized Difference Water Index ) برای عامل هیدرولوژیکی و کاربری اراضی برای عامل انسانی تهیه شد. در شاخص MNDWI از ترکیب NIR-SWIR (مادون قرمز نزدیک و مادون قرمز موج کوتاه) برای افزایش حضور آب در برگهای گیاهان استفاده میشود. مقدارهای مثبت MNDWI برای ویژگیهای آبی و مقدارهای منفی (صفر) برای خاک و پوشش گیاهی زمینی در نظر گرفته شده است. مقدارهای MNDWI برای پهنههای آبیT بزرگتر از 5/0 است. پوشش گیاهی با مقدارهای بسیار کمتری از MNDWI است که باعث میشود پوشش گیاهی از پهنههای آبی راحتتر تشخیص داده شود. شاخص MNDWI با استفاده از رابطۀ (6) برای دادههای لندست 8 در تاریخ 10/08/2021 محاسبه شد. بدینمنظور از دادههای مربوط به سنجنده OLI بهدستآمده از پایگاه اطلاعاتی سازمان زمینشناسی آمریکا (USGS) استفاده شد.
در پژوهش حاضر نقشۀ شیب از لایۀ مدل رقومی ارتفاع (DEM) با قدرت تفکیک 30 متر تهیه شد. همچنین، نقشۀ کاربری اراضی / پوشش اراضی (LULC) از روش طبقهبندی نظارتشده (مهدویان و همکاران، 1401، ص. 28) و با استفاده از تصاویر ماهوارۀ لندست 8 مورخ 10/08/2021 مربوط به سنجندۀ OLI تهیه شده است. در این مطالعه برای ارزیابی صحت با استفاده از تصاویر Google Earth صحت کلی و ضریب کاپا (بهترتیب برابر با 81/89 و 18/88 درصد) محاسبه شد (مرادزاده و همکاران، 1401، ص. 120). در این مطالعه از پهنههای آبی مستقل موجود درحوزۀ آبخیز بهعنوان هدفهای اتصال بهینۀ شبکۀ هیدرولوژیکی استفاده شد؛ بنابراین پهنههای آبی مستقل در کل حوزۀ آبخیز غربال شد. پهنههای آبی با سطح آب بیش از 10000 متر مربع انتخاب و براساس اهمیت عملکردی بومشناسی آب به هدفهای مختلف درجهبندی شد. درنهایت، 5 سطح مطابق با جدول (2) از هدفهای بهینهسازی به دست آمد. جدول 2: درجهبندی هدف بهینهسازی Table 2: Grading of the optimization objective
منبع: Tian et al., 2022, P. 8
با استفاده از شبکۀ آب موجود درحوزۀ آبخیز بهعنوان منبع، سلول شبکۀ آن برابر با 1 تعریف شد؛ یعنی حداقل مقاومت دربرابر جریان با منبع و مقاومت دربرابر جریان ازطریق شبکههای دیگر درحوزۀ آبخیز مرتبط و با فاصلۀ بین شبکه، منبع و هزینۀ مقاومت خود شبکه بوده است. درنهایت، مسیری با کمترین انسداد بین منبع و هدف به دست آمد. نتیجۀ بهینهسازی با قراردادن شبکۀ آب موجود در مسیر اتصال هدف بهینهشده به دست آمد (Tian et al., 2022, P. 12). باتوجه به اولویت بهینهسازی، فاصلۀ تجمعی صرفشده در هر سطح از بهینهسازی با در نظر گرفتن نتایج سطح قبلی بهینهسازی بهعنوان محل منبع بهدست آمد؛ برای مثال، منبع سطح دوم محاسبۀ بهینهسازی، مسیر اتصال بهینۀ سیستم آب موجود در حوزۀ آبخیز بوده که بر سطح اول هدفهای بهینهسازی استوار است. مدل مهاجرت مرکز ثقل (Barycenter Migration Model)مدل مهاجرت مرکز ثقل مفیدترین معیار کمّی برای توصیف توزیع مکانی اشیا جغرافیایی است که میتواند پویایی تغییرات مکانی را منعکس کند (Wang et al., 2019, P. 3). یک مرکز ثقل مکانی مسطح برای مقاومت اتصال هیدرولوژیکی با استفاده از ابزار مرکز میانگین (mean center) در ArcMap 10.8 بهدست آمد. مرکز ثقل مسطح میتواند روندهای مکانی و زمانی تغییرات در اشیا جغرافیایی منطقهای را تجسم کند. در این پژوهش مرکز ثقل سطح مقاومت در هر سطح بهینهسازی برای سطحهای مختلف بهینهسازی اتصال هیدرولوژیکی به دست آمد. درادامه، روند تکاملی مکانی مقاومت نسبت به اتصال هیدرولوژیکی نیز تحلیل شده است (رابطههای 6 و 7).
Xt و Yt بیانگر طول و عرض کلاس معین از مرکزهای مدنظر هستند. در فضای کلاس t: Cti مساحت موانع اتصال iام درسطح t، Xt و Yt بهترتیب طول و عرض لکه را نشان میدهند. همچنین، p تعداد کل لکهها در یک کلاس معین از فضا در سال t است. مسافت مرکز تغییر ثقل مقاومت اتصال هیدرولوژیکی با استفاده از رابطۀ (8) محاسبه شد
که در آن D فاصلۀ مرکز ثقل از سطح بهینهسازی t تا است. C تبدیل واحدهای مختصات جغرافیایی به مسافت (km) با مقدار 111/111 است. Xt و Yt بهترتیب طول و عرض جغرافیایی را در نقطۀ نمونهبرداری درسطح بهینهسازی t نشان میدهند. و بهترتیب طول و عرض جغرافیایی را در نقطۀ نمونهبرداری درسطح بهینهسازی نشان میدهند.
یافتههای پژوهش و تجزیهوتحلیلنتایج حاصل از ارزیابی اتصال هیدرولوژیکیتوزیع پهنههای آبی موجود در حوزۀ آبخیز سامیان (شکل 4) نشان میدهد که جهت کلی جریان از شمال غربی به شرق، جنوب شرقی و جنوب غربی است. سطح زمین در جنوب شرقی تا حدودی ناهموار بوده و شبکۀ آبی بر این اساس توزیع شده است. پهنههای آبی بیشتر در مرکز حوزۀ آبخیز گسترش دارند. علاوهبر برخی پهنههای آب سطحی بزرگ مانند دریاچۀ شورابیل که جزء سامانههای آبی متصل هستند، رودخانۀ بزرگ قرهسو بهطول 54/81 کیلومتر در داخل حوزۀ آبخیز سامیان قرار دارد. در حالت کلی، شبکۀ بومشناختی آب حوزۀ آبخیز سامیان از سه رودخانۀ اصلی قرهسو، نئور و قوریچای بهترتیب با طول 54/81، 01/58 و 37/57 کیلومتر تشکیل شده است. منابع آبی در حوزۀ آبخیز سامیان بهدلیل کشت و زرع و توسعۀ شهری توسعه یافته است. بر همین اساس، ریسک چشمگیری ازنظر استفادۀ بیش از حد و توزیع نابرابر منابع آب درمقیاسهای مختلف زمانی و مکانی وجود دارد که با نتایج راثینظامی (1402) مطابقت دارد. شکل (5) شیب و پهنههای آبی مستقل را در حوزۀ آبخیز سامیان نشان میدهد.
شکل 4: سامانههای آبی موجود در رودخانۀ حوزۀ آبخیز سامیان (منبع: نگارندگان) Figure 4: Water systems in the Samian watershed اختلاف شیب در منطقه منجر به ایجاد پهنههای آبی مستقل شده است. از آنجایی که پهنههای آبی مستقل بهطور جداگانه از شبکۀ رودخانه اصلی قرار گرفتهاند، مشارکت کمی در چرخۀ هیدرولوژیکی و انتقال انرژی در حوزۀ آبخیز دارند و شکنندهتر هستند. بههمین دلیل، برای محافظت از آنها دربرابر تخریب و ناپدیدشدن و بهبود عملکرد کلی بومشناختی آب باید آنها را در الگوی اتصال هیدرولوژیکی حوزۀ آبخیز یکپارچه کرد که این موضوع یافتههای سایر محققان Tian et al., 2022)) را تأیید میکند. شبکۀ هیدرولوژیکی رودخانۀ حوزۀ آبخیز سامیان 173 یال و 176 گره با طول کلی 73/1254 کیلومتر دارد. شاخصهای ارزیابی اتصال هیدرولوژیکی برابر با 983/0 β =، 331/0γ=، 66/5IIC= و 151/1PC= محاسبه شد. طبق نتایج بهدستآمده رودخانۀ سامیان با کاهش بارش و کمبود آب مواجه بوده است که مؤید نتایج مطالعات پیشین است (مصطفیزاده و مهری، 1397). در حال حاضر در رودخانههای طبیعی حوزۀ آبخیز سدهایی (سد یامچی و سد سبلان) موجود است (نصیریخیاوی و همکاران، 1398) که وجود چنین سدهایی منجر به محافظت از منابع مهم آب شده است. هرچند باتوجه به نتایج، ساختار هیدرولوژیکی حوزۀ آبخیز سامیان بهخوبی در مناطق دشتی بهم متصل نیست (شکل 5).
شکل 5: شیب و پهنههای آبی مستقل در حوزۀ آبخیز سامیان (منبع: نگارندگان) Figure 5: Slope and independent water body in the Samian watershed
نتایج حاصل از مدل حداقل مقاومت تجمعی (MCR) یا همان فاصلۀ هزینه براساس عوامل فیزبوگرافی، هیدرولوژیکی و انسانی در شکل (6) ارائه شده است. طبق نتایج بیشترین و کمترین شیب حوزۀ آبخیز سامیان در بازۀ صفر تا 68/204 و شاخص MNDWI در بازۀ صفر تا 1- تغییر میکند. شاخص MNDWI در بیشتر بخشهای حوزۀ آبخیز سامیان تغییرات یکسانی دارد و بخشهای کمی از آن مقدار صفر دارد. در شکل (7) توزیع مکانی فاصلۀ هزینه (MCR) ارائه شده است. شکل 6: توزیع مکانی عوامل مدل حداقل مقاومت تجمعی (MCR) و وزن آنها (منبع: یافتههای پژوهش، 1402) Figure 6: Spatial distribution of minimum cumulative resistance (MCR) model factors and their weights
از تلفیق سه عامل توپوگرافی، هیدرولوژیکی و انسانی مقدار فاصلۀ هزینه که بیانگر خروجی مدل MCR است در بازۀ صفر تا 37/1 متغیر بوده است. در این میان، متوسط مقدار آن برای رودخانۀ حوزۀ آبخیز سامیان برابر با مقدار عددی 27/0 به دست آمد.
شکل 7: توزیع مکانی فاصلۀ هزینه (MCR) (منبع: یافتههای پژوهش، 1402) Figure 7: Spatial distribution of cost distance (MCR) نتایج حاصل از بهینهسازی اتصال هیدرولوژیکیحضور پهنههای آبی مستقل در مناطقی رخ میدهد که شیب آنها نسبت به اطراف خود به نسبت پایین باشد. به همین منظور، در پژوهش حاضر 7 هدف از هر سطح بهینهسازی درنظر گرفته شد. برای افزایش اتصال میان پهنههای آبی مستقل در حوزۀ آبخیز سامیان هدفهای بهینهسازی درنظر گرفته و بدین ترتیب، آن مسیرهای اتصال پهنۀ آبی جدید ساخته شد. در سطح 2 بهینهسازی به تعداد 14 گره و 14 یال به رودخانه اضافه شد. برای جلوگیری از مسیرهای غیربهینه یا تکراری توسط محاسبات مستقل فرآیند بهینهسازی، محاسبات بهینهسازی در هر سطح براساس نتایج بهینهسازی سطح قبلی انجام شده است. نتایج هر سطح از بهینهسازی و هزینۀ فاصلۀ استفادهشده برای بهینهسازی در شکل (8) نشان داده شده است. مطابق با شکل (8) هر شاخص اتصال هیدرولوژیکی روند افزایشی را با افزایش سطح بهینهسازی نشان میدهد که در میان آنها، m، n، β و γ روند صعودی تقریباً یکسانی را پس از بهینهسازی نشان میدهند. بهطوریکه درجه افزایش β و γ با سطح بهینهسازی افزایش مییابد. پنج سطح گره و یال بهینهشده بهترتیب درمجموع تا 403 گره و 406 یال افزایش یافت. شاخص β از 933/0 در شبکۀ اتصال هیدرولوژیکی پایه به 938/0 درسطح 5 بهینهسازی افزایش یافت. همچنین، شاخص γ از 331/0 به 333/0 افزایش، شاخص IIC از 666/5 به 264/3 کاهش و شاخص PC از 151/1 به 161/1 افزایش یافت. طبق نتایج بهدستآمده شاخص IIC روند افزایشی را در چهار سطح اول داشته است؛ اما درسطح 5 بهینهسازی کاهش چشمگیری داشته است که دلیل آن را میتوان به افزایش تعداد بیش از حد آبراهه (میتواند پیوستگی هیدرولوژیکی را تحتتأثیر قرار دهد) نسبت داد که با نتایج سایر محققانTain et al. (2022) مطابقت دارد. در حالت کلی، افزایش یال و گره از یک مقدار مشخص اتصال هیدرولوژیکی را کاهش داده است یا بهعبارتی، با افزایش سطح بهینهسازی از 4 به 5 مقاومت کلی اتصال هیدرولوژیکی در حوزۀ آبخیز با کاهش جزئی همراه خواهد بود. بهطور کلی، در بهینهسازی اگر گرهها از قبل در تقاطع یال رودخانه بهینهسازی شده باشند و شبکۀ اصلی وجود داشته باشد، تعداد عناصر اضافهشده بر این اساس کاهش مییابد. هرچه اتصال شبکه با افزودن یال رودخانۀ بهینهسازیشده بهتر باشد، تعداد عناصر اضافهشده کمتر خواهد بود (Guo et al., 2021, P. 187). طبق نتایج، معیارهای β و γ نشان داد که پیچیدگی داخلی شبکۀ مسیر با سطح بهینهسازی افزایش مییابد. افزایش سطح بهینهسازی باعث افزایش تعداد مسیرهای اتصال آب در حوزۀ آبخیز و پیچیدگی شبکۀ رودخانه میشود. درمجموع، اتصال کلی روند افزایشی داشته است؛ البته مقدار آن پس از چهار سطح بهینهسازی بهصورت ناگهانی افزایش پیدا میکند. درمقابل، شاخص پیوستگی هیدرولوژیکی (IIC) افزایش یافته است؛ اما یک روند کاهشی را پس از سطح 4 داشته است (شکل 8). بنابراین مناسب است اتصال هیدرولوژیکی در حوزۀ آبخیز سامیان تا سطح 4 بهینه شود. نتایج بهدستآمده با یافتههایTian et al. (2022) مطابقت دارد که در این مطالعه نیز یک حدی برای افزایش سطح بهینهسازی گزارش شده است. ازطرفی، یافتههای پژوهش حاضر با نتایج برخی از مطالعات (Sun et al., 2021; Jahanishakib et al., 2021) مطابقت ندارد. دلیل آن را میتوان به تعداد یال و گره مربوط برای مناطق کوچک مانند حوزۀ آبخیزهای کشاورزی نسبت داد. این محققان گزارش کردند که افزایش تعداد یال و گره منجر به افزایش پیوستگی میشود.
شکل 8: نتایج بهینهسازی اتصال هیدرولوژیکی درحوزۀ آبخیز سامیان (منبع: یافتههای پژوهش، 1402) Figure 8: The results of optimization of hydrological connectivity in the Samian watershed نتایج حاصل از تکامل مرکز ثقل برای سطحهای مختلف بهینهسازینتایج حاصل از تغییر مرکز ثقل بهمنظور محاسبۀ مسیرهای جابهجایی مرکز ثقل برای مناطق مقاومت مختلف و سطحهای اتصال بهینه شدۀ رودخانه در شکل (9) ارائه شده است. طبق نتایج بهدستآمده فاصلۀ مهاجرت از نقطۀ پایه به سطح 1 بهینهسازی 05/6620 متر بوده است. درادامه، فاصلۀ مهاجرت از سطح 1 به سطح 2 بهینهسازی 14/8550 متر و درنهایت، انتقال از سطح 2 به سطح 3 فاصلۀ مهاجرت به 28/6464 متر رسید. جهت حرکت در این سه سطح به سمت جنوب بوده است؛ اما جهت حرکت درسطحهای بهینهسازی 4 و 5 به سمت شمال بوده است. بیشترین فاصلۀ مهاجرت مربوط به منطقۀ مقاومت سطح 5 بود که 43/14354 متر به سمت شمال حرکت کرد. در حالت کلی طبق نتایج بهدستآمده در سه سطح بهینهسازی جهت مهاجرت مرکز ثقل به سمت جنوب بوده و در 2 سطح آخر به سمت شمال و حول نقطۀ ثقل پایه در حرکت است. در همین زمینه، طبق بررسی سطحهای مختلف بهینهسازی اتصال در چین جهت مهاجرت هر پنج سطح بهینهسازی بیشتر یکسان بوده و همه در جهت جنوبی به دست آمده است Tain et al., 2022)).
شکل 9: مهاجرت مرکز ثقل در سطح مختلف بهینهسازی در رودخانۀ حوزۀ آبخیز سامیان (منبع: یافتههای پژوهش، 1402) Figure 9: Barycenter migration at the different optimization levels in the river of Samian watershed نتیجهگیری نتایج حاصل از ارزیابی و بهینهسازی اتصال هیدرولوژیکی برای محافظت از پهنههای آبی آسیبپذیر و گسسته درحوزۀ آبخیز و نیز برای بهبود فرآیندهای بومشناختی در پهنههای آبی حائز اهمیت هستند. بر همین اساس، در پژوهش حاضر چارچوبی برای ارزیابی و بهینهسازی اتصال ساختارهای هیدرولوژیکی طبیعی و مصنوعی درمقیاس حوزۀ آبخیز با استفاده از تئوریهای گراف و دودوئی تهیه شد. تجزیهوتحلیل مکانی فاصلۀ هزینه و مرکز ثقل درحوزۀ آبخیز در پنج سطح بهینهسازی نیز انجام شد. طبق نتایج شاخصهای اتصال ساختاری تا سطح بهینهسازی 4 با افزایش سطح بهینهسازی تمایل به افزایش داشتند. بر همین اساس، پیشنهاد میشود که اتصال هیدرولوژیکی درسطح اول بهینهسازی در رودخانۀ حوزۀ آبخیز سامیان ضروری است و بهینهسازی درسطح سوم نیز میتواند مقرون به صرفهتر باشد. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مراجع | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
منابعحزباوی، زینب، بابایی، لیلا، زارعی، شیرین، علائی، نازیلا، و ملکیان، راحله (1401). ناهمگونی فضایی امنیت اکولوژیکی آبخیز سامیان، استان اردبیل. برنامهریزی منطقهای، 12(48)، 77-94.
راثی نظامی، سعید، ایزدی فرد، هادی، خاوریان، حسن، و مصطفیزاده، رئوف (1402). تغییرات کاربری/پوشش اراضی حوضۀ سامیان و ارتباط آن با کیفیت منابع آب سطحی. محیط زیست و مهندسی آب، 9(3)، 413-426.
علائی، نازیلا، مصطفیزاده، رئوف، اسماعیلی، اباذر، شرری، معراج، و حزباوی زینب (1398). ارزیابی و مقایسۀ پیوستگی سیمای سرزمین درحوزۀ آبخیز کوزهتپراقی استان اردبیل. بومشناسی کاربردی، ۸(۴)، 19-34.
مرادزاده، وحیده، حزباوی، زینب، اسماعیلی عوری، اباذر، مصطفیزاده، رئوف، زارعی، شیرین، و علائی، نازیلا (1401). ارزیابی ناهمگونی فضایی شاخص آشفتگی هیدرورسوبشناسی در زیرحوضههای سامیان. هیدروژئومورفولوژی، 9(31)، 117-136. https://doi.org/10.22034/hyd.2022.51186.1634
مصطفیزاده، رئوف، و مهری، سونیا (1397). تعیین وضعیت و تغییرات شاخص فصلی بارش در بخش مرکزی استان اردبیل. پژوهشهای آبخیزداری، 31(3)، 28-39.
مهدویان، شیرین، زینالی، بتول، و صلاحی، برومند (1401). پایش تغییرات کاربری اراضی و ارتباط آن با دمای سطح زمین و شاخص پوششگیاهی در نواحی جنوبی استان اردبیل (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبریز گیوی چای). سنجش از دور و سامانۀ اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 13(4)، 21-48.
نصیری خیاوی، علی، مصطفیزاده، رئوف، اسمعلیعوری، اباذر، غفارزاده، امید، و گلشن، محمد (1398). تغییر شاخصهای هیدرولوژیک جریان رودخانۀ بالخلوچای ناشی از تأثیر ترکیبی تغییر مؤلفههای اقلیمی و احداث سد یامچی اردبیل با استفاده از رویکرد دامنۀ تغییرپذیری. مهندسی و مدیریت آبخیز، 11(4)، 851-865.
https://doi.org/10.22092/ijwmse.2018.116873.1413
References Alaei, N., Mostafazadeh, R., EsmaliOuri, A., Sharari, M., & Hazbavi, Z. (2020). Assessment and comparison of landscape connectivity in KoozehTopraghi watershed, Ardabil province Iranian. Journal Of Applied Ecology, 8(4), 19-34. http://dx.doi.org/10.47176/ijae.8.4.2572 [In Persian]. Baranyi, G., Saura, S., Podanic, J., & Jord, J. (2011). Contribution of habitat patches to network connectivity: Redundancy and uniqueness of topological indices. Ecological Indicators, 11(5), 1301–1310. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2011.02.003 Bodin, Ö. (2009). Ecological topology and networks (S. Meyers, Ed.). Encyclopedia of complexity and system science. http://dx.doi.org/10.1007/978-0-387-30440-3_164 Borselli, L., Cassi, P., & Torri, D.S. (2008). Prolegomena to sediment and flow connectivity in the landscape: A GIS and field numerical assessment. Catena, 75(3), 268–277. http://dx.doi.org/10.1016/j.catena.2008.07.006 Bunn, A.G., Urban, D.L., & Keitt, T.H. (2000). Landscape connectivity: A conservation application of graph theory. Journal of Environmental Management, 59(4), 265–278. http://dx.doi.org/10.1006/jema.2000.0373 Chen, W., He, B., Nover, D., Lu, H., Liu, J., Sun, W., & Chen, W. (2019). Farm ponds in southern China: Challenges and solutions for conserving a neglected wetland ecosystem. Science of The Total Environment, 659, 1322–1334. http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.12.394 Dai, L., Liu, Y., & Luo, X. (2021). Integrating the MCR and DOI models to construct an ecological security network for the urban agglomeration around poyang lake, China. Science of The Total Environment, 754, 141868. http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141868 Eros, T., Schmera, D., & Schick, R.S. (2011). Network thinking in riverscape conservation – A graph-based approach. Biological Conservation, 144(1), 184-192. http://dx.doi.org/10.1016/j.biocon.2010.08.013 Guo, H., Yu, Q., Pei, Y., Wang, G., & Yue, D. (2021). Optimization of landscape spatial structure aiming at achieving carbon neutrality in desert and mining areas. Journal of Cleaner Production, 322, 129156. http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.129156 Hazbavi, Z., Babaei, L., Zareie, SH., Alaei, N., & Malekian, R. (2023). Spatial heterogeneity of ecological security of atesamian wrshed, Ardabil province. Journal of Regional Planning, 12(48), 77-94. https://doi.org/10.30495/jzpm.2021.27360.3853 [In Persian]. Hermoso, V., Linke, S., Prenda, J., & Possingham, H.P. (2011). Addressing longitudinal connectivity in the systematic conservation planning of fresh waters. Freshwater Biology, 56(1), 57–70. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2427.2009.02390.x Jahanishakib, F., Salmanmahiny, A., Mirkarimi, SH., & Poodat, F. (2021). Hydrological connectivity assessment of landscape ecological network to mitigate development impacts. Journal of Environmental Management, 296, 113169. http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113169 Jordán, F., Báldi, A., Orci, K.M., Rácz, I., & Varga, Z. (2003). Characterizing the importance of habitat patches and corridors in maintaining the landscape connectivity of a Pholidoptera transsylvanica (Orthoptera) metapopulation. Landscape Ecology, 18, 83–92. http://dx.doi.org/10.1023/A:1022958003528 Keitt, T.H., Urban, D.L., & Milne, B.T. (1997). Detecting critical scales in fragmented landscapes. Conservation Ecology, 1(1), 4. http://www.consecol.org/vol1/iss1/art4 Lathouri, M., England, J., Dunbar, M.J., Hannah, D.M., & Klaar, M. (2021). A river classification scheme to assess macroinvertebrate sensitivity to water abstraction pressures. Water and Environment Journal, 35(4), 1226–1238. http://dx.doi.org/10.1111/wej.12712 Li, W., Li, H., Zhou, D., Gong, Z., Zhang, L., & Wang, Q. (2020). Modelling hydrological connectivity in the marine-freshwater interaction in the Yellow River estuary of China. Wetlands, 40, 2825–2835. http://dx.doi.org/10.1007/s13157-020-01285-6 Li, Z., Sun, W., Chen, H., Xue, B., Yu, J., & Tian, Z. (2021). Interannual and seasonal variations of hydrological connectivity in a large shallow wetland of north china estimated from landsat 8 images. Remote Sensing, 13(6), 1214. http://dx.doi.org/10.3390/rs13061214 Li, Z., Wei, C., Zhou, J., & Yang, F. (2023). Temporal and spatial changes of hydrographic connectivity with the development of agriculture industry and urban areas: A case study of the Yellow River Basin in Henan province during the last two decades. Water, 15(24), 4245. http://dx.doi.org/10.3390/w15244245 Mahdavian, SH., Zeynali, B., & Salahi, B. (2022). Monitoring land use changes and its relationship with land surface temperature and vegetation index in the southern areas of Ardabil province (Case study: Kiwi chay catchment). Journal of RS & GIS for Natural Resources, 13(4), 21-48. https://doi.org/10.30495/girs.2022.686395 [In Persian]. Moradzadeh, V., Hazbavi, Z., Esmali Ouri, A., Mostafazadeh, R., Rodrigo-Comino, J., Zareie, S., & Fernández-Raga, M. (2024). A multifunctional conceptual framework for ecological disturbance assessment. Earth Systems And Environment, 1-19. http://dx.doi.org/10.1007/s41748-024-00407-y Moradzadeh, V., Hazbavi, Z., EsmaliOuri, A., Mostafazadeh, R., Zarei, SH., & Alaei, N. (2022). Assessment of spatial heterogeneity of hydro-sedimentological disturbance index in the samian sub-watersheds. Hydrogeomorphology, 9(31), 117-136. http://dx.doi.org/10.22034/hyd.2022.51186.1634 [In Persian]. Mostafazadeh, R., & Mehri, S. (2018). Determination of the precipitation regime and the seasonality index variations in the central part of the Ardabil province. Journal Of Watershed Management Research, 31(3), 28-39. http://dx.doi.org/10.22092/WMEJ.2018.121560.1109 [In Persian]. Nasiri Khiavi, A., Mostafazadeh, R., Esmali Ouri, A., Ghafarzadeh, O., & Golshan, M. (2019). Alteration of hydrologic flow indicators in Ardabil Balikhlouchai river under combined effects of change in climatic variables and Yamchi Dam construction using range of variability approach. Journal of Watershed Engineering and Management, 11(4), 851-865. http://dx.doi.org/10.22092/IJWMSE.2018.116873.1413 [In Persian]. Rasi Nezami, S., Izadifard, H., Khavarian, H., & Mostafazadeh, R. (2023). Land use/land cover changes in the samian watershed Ardabil and its relationship with the quality of surface water resources. Environment and Water Engineering, 9(3), 413-426. https://doi.org/10.22034/jewe.2022.341548.1783 [In Persian]. Rasoulzadeh, A., Mostafazadeh, R., Mobaser, J. A., Alaei, N., Hazbavi, Z., & Kisi, O. (2023). Quantifying landscape Pattern–Hydrological process linkage in northwest Iran. Atmosphere, 14(12), 1814. http://dx.doi.org/10.3390/atmos14121814 Reid, M.A., Reid, M.C., & Thoms, M.C., (2016). Ecological significance of hydrological connectivity for wetland plant communities on a dryland floodplain river MacIntyre river Australia. Aquatic Sciences, 78(1), 139–158. http://dx.doi.org/10.1007/s00027-015-0414-7 Ricotta, C., Stanisci, A., Avena, G.C., & Blasi C. (2000). Quantifying the network connectivity of landscape modaics: A graph-theoretical approach. Community Ecology, 1, 89–94. http://dx.doi.org/10.1556/ComEc.1.2000.1.12 Rinaldo, A., Gatto, M., & Rodriguez-Iturbe, I. (2018). River networks as ecological corridors: A coherent ecohydrological perspective. Advances in Water Resources, 112, 27–58. http://dx.doi.org/10.1016/j.advwatres.2017.10.005 Saura, S., & Pascual-Hortal, L. (2007). A new habitat availability index to integrate connectivity in landscape conservation planning: Comparison with existing indices and application to a case study. Landscape and Urban Planning, 83, 91–103. http://dx.doi.org/10.1016/j.landurbplan.2007.03.005 Sun, C., Chen, L., Zhu, H., Xie, H., Qi, S., & Shen, Z. (2021). New framework for natural-artificial transport paths and hydrological connectivity analysis in an Agriculture-Intensive catchment. Water Research, 196, 117015. http://dx.doi.org/10.1016/j.watres.2021.117015 Tian, N., Zhang, Y., Li, J., Du, W., Liu, X., Jiang, H., & Bian, H. (2022). Evaluation and optimization of hydrological connectivity based on graph theory: A case study in dongliao river basin, China. Water, 14(23), 3958. http://dx.doi.org/10.3390/w14233958 Wang, Q., Liu, Y., Zhang, Y., Tong, L., Li, X., Li, J., & Sun, Z. (2019). Assessment of spatial agglomeration of agricultural drought disaster in China from 1978 to 2016. Scientific Reports, 9(14393), 1–8. https://www.nature.com/articles/s41598-019-51042-x Xingyuan, Z., Fawen, L., & Yong, Z. (2023). Impact of changes in river network structure on hydrological connectivity of watersheds. Ecological Indicators, 146, 109848. http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolind.2022.109848 Yu, Z., Lu, M., Xu, Y., Wang, Q., Lin, Z., & Luo, S. (2023). Network structure and stability of the river connectivity in a rapidly urbanizing region. Science of The Total Environment, 894, 165021. http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.165021
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 270 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 187 |