XML English Abstract Print


چکیده:  
مقدمه
فرسایش بادی، یکی از جنبه­های مهم تخریب اراضی در مناطق خشک و نیمه­خشک محسوب میشود. کشورهای واقع در کمربند خشک و نیمه خشک جهان از جمله ایران­، نیز همواره با این پدیده مواجه بوده­اند. مدل­های ارزیابی فرسایش بادی با استفاده از امتیازدهی به شاخص­های مختلف میزان فرسایش را در یک کلاس مشخص قرار می­دهند، حال آنکه به دلیل پیچیدگی­های مکانی و زمانی و تعدد عوامل مختلف موثر بر شرایط اکولوژیکی منطقه نمی­توان با اعتماد کامل به نتایج بدست آمده نگاه کرد و از نتایج آن بطور قطع برای هدف گذاری­ها، اولویت­بندی مناطق و ارائه راهکارهای مناسب مدیریتی استفاده نمود. اما شبکه‌های باور بیزین[1] مبتنی بر رویکردهای احتمالاتی می­باشند که با زبان احتمالات عدم قطعیت موجود در ارزیابی پدید­ها را نشان می­دهد. شبکه­های باور بیزین در اصل به عنوان یک ابزار، برای تجزیه و تحلیل استراتژیهای تصمیم­گیری تحت شرایط عدم اطمینان توسعه داده شده است. بر این اساس هدف از مطالعه حاضر، پتانسیل سنجی شبکه­های باور بیزین به عنوان یک ابزار نسبتا جدید و مبتنی بر احتمالات جهت برآورد و ارزیابی میزان فرسایش بادی و  بررسی سناریوهای مدیریتی جهت کنترل فرسایش بادی در  استان اصفهان می­باشد.
مواد و روش
 جهت شروع فرآیند مدل­سازی شبکه­های باور بیزین با توجه به هدف مطالعه و با انجام مرور منابع و کمک گرفتن از نظر متخصصین، متغیرهای مناسب برای مدل­­سازی شبکه­های باور بیزین انتخاب شدند. در مرحله بعد روابط بین متغیرها  با استفاده از نمودار تاثیر تعیین گردد. نمودار تاثیر نشان دهنده ارتباطات و اثرات هر یک از متغیرها بر یکدیگر و بر گره خروجی مدل (مقدار فرسایش بادی) می­باشد. در نهایت برای ایجاد مدل و تشکیل جداول احتمالات شرطی برای متغیرهای مدل، نمودار تاثیر با استفاده از نرم افزار  Neticaبه یک مدل شبکه باور بیزین تبدیل شد. در این مطالعه با انجام تجزیه و تحلیل حساسیت و بررسی نتایج توسط متخصصین و همچنین مقایسه  نقشه بدست آمده از مدل بیزین با نقشه کانون­های فرسایش بادی استان­، مدل شبکه باور بیزین اعتبار سنجی گردید. منحنی ROC[2] مشخصه عملکرد نسبی هر مدل است. مساحت زیر این منحنی AUC[3] نام داشته و مدلی که بیش­ترین مقدار AUC را دارا باشد دارای عملکرد نسبی بالاتری است. AUC برابر با 5/0 معادل مدل خنثی بوده و هرچه این مقدار به یک نزدیک­تر شود کارایی مدل افزایش می­یابد.
 
نتایج
با استفاده از مدل نهایی شبکه باور بیزین، روابط علی و معلولی میان متغیر­های موثر بر میزان فرسایش بادی نشان داده شد. متغیر هدف در این مدل میزان فرسایش بادی می­باشد. براساس نتایج، متغیر­های زمین شناسی، مدیریت اراضی، توپوگرافی منطقه، بافت خاک، میزان بارش و فراوانی بادهای فرساینده به عنوان متغیرهای کلیدی مدل در نظر گرفته شد. جهت اجرای مدل اطلاعات مربوط به هر یک از متغیرهای کلیدی در سطح استان از منطقه برداشت و وارد مدل گردید. در نهایت مدل طراحی شده جهت برآورد میزان فرسایش بادی در هر نقطه نمونه برداری اجرا شد. براساس خروجی مدل، از احتمالات زیاد گره فرسایش بادی در هر نقطه نمونه برداری جهت پهنه بندی احتمال خطر فرسایش بادی در منطقه مورد مطالعه استفاده شد. نتایج حساسیت­سنجی کلی مدل نیز نشان دهنده این موضوع است که میزان فرسایش بادی منطقه نسبت به متغیرهای سرعت و وضعیت باد، فراوانی بادهای فرساینده و پوشش حفاظتی سطح زمین  بیشترین حساسیت و نسبت به متغیرهای بافت خاک، زمین شناسی و توپوگرافی کمترین حساسیت را دارد. براساس نتایج منحنی ROC ، مساحت زیر منحنی AUC برای مدل شبکه باور بیزین برابر 79/0 بوده که نشان از دقت قابل قبول مدل می­باشد.
 
بحث و نتیجه­گیری
همانطور که نشان داده شد، مدل شبکه­های باور بیزین با زبان احتمالات، احتمال بروز شدت‌های مختلف فرسایش بادی را برای هر یک از نقاط نمونه برداری در منطقه مورد مطالعه ارائه کردند. در مدل شبکه باور بیزین نتایج با زبان احتمالات بیان می‌شود و این مدیران هستند که تصمیم گیرنده هستند تا بتوانند تصمیمات مدیریتی بهنگام و مناسبی برای کم کردن خطر فرسایش بادی در منطقه انتخاب و اجرا نمایند. مدل­ طراحی شده در این مطالعه قابلیت اجرا در تمامی مناطق را داشته که البته با توجه به شرایط هر منطقه می­توان بر تعداد متغیرهای مدل اضافه کرد و یا از تعداد آنها کاست. در این مطالعه مدل شبکه‌های باور بیزین در کانون­های بحرانی فرسایش بادی در استان اصفهان به کار گرفته شدند.این مدل به خوبی ­اهمیت اجرایی پروژه­های کنترل فرسایش بادی به منظور کمک به توسعه پایدار سرزمین برای جلوگیری از مهاجرت، حفظ اراضی کشاورزی، توسعه صنعت، اماکن اقتصادی و منابع زیستی در بوم­های بیابانی با مهار بیابان­زایی را نشان دادند.
 
[1] Bayesian Belief Networks
[2] Receiver Operating Characteristic
[3] Area Under the Curve
     
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: فرسایش بادی
دریافت: ۱۳۹۸/۶/۹ | پذیرش: ۱۳۹۸/۱۰/۲۵

ارسال پیام به نویسنده مسئول


کلیه حقوق این وب سایت متعلق به نشریه مهندسی اکوسیستم بیابان می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2020 All Rights Reserved | Desert Ecosystem Engineering Journal

Designed & Developed by : Yektaweb