علوم و تکنولوژی محیط زیست، دورهبیست و دوم، شماره نه، آذر  ماه 99

بررسی ارتباط بین روند تغییر شوری خاک، کاربری اراضی و فاکتورهای اقلیمی

 (مطالعه موردی: شادگان، خوزستان)

دنیا امینی[1]

 محسن توکلی[2]^*

tmohsen2010@hotmail.com

 مرزبان فرامرزی[3]

چکیده

زمینه و هدف: هدف از این مطالعه بررسی ارتباط بین روند تغییر شوری خاک، کاربری اراضی و فاکتورهای اقلیمی در منطقه شادگان می‌باشد.

روش بررسی: در این تحقیق ابتدا با استفاده از روش تجزیه و تحلیل مؤلفه‌های اصلی و 54 نمونه خاک موجود، نقشه شوری خاک برای سال‌های 1990، 2006 و 2015 تهیه شد. سپس با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، نقشه‌های کاربری اراضی برای سال‌های مذکور تهیه و روند تغییرات مشخص گردید. همچنین تغییرات فاکتورهای اقلیمی (دما و بارش) طی دوره زمانی 2015-1990 مورد بررسی قرار گرفت.

یافته­ها: نتایج نشان داد که کاهش میزان بارندگی و افزایش درجه حرارت موجب افزایش شوری خاک در طی 25 سال شده و از طرفی آبیاری اراضی کشاورزی با آب شور باعث افزایش شور شدن خاک شده است.

بحث و نتیجه_­گیری: با توجه به این که قسمت‌های غربی منطقه در مجاورت تالاب هورالعظیم می‌باشند و این تالاب دارای آب شیرین، شور و لب شور است می‌توان گفت که آبیاری اراضی کشاورزی با این آب موجب گردیده که اراضی در این منطقه بیش‌تر شور شوند. همچنین شور شدن خاک منجر به تغییر کاربری، از اراضی کشاورزی به اراضی غیرکشاورزی و در نهایت باعث بیابان‌زایی در منطقه شده است.

واژه‌های کلیدی:  بیابان‌زایی، شوری خاک، کاربری اراضی، فاکتورهای اقلیمی، شادگان.

Investigation of the Relationship Between Soil Salinity Trend, Land Use and Climatic Factors Change

(Case Study: Shadegan, Khuzestan)

Donya Amini^[4]

  Mohsen Tavakoli^[5]*

tmohsen2010@hotmail.com

Marzban faramarzi^[6]

Abstract

Background and Objective: The purpose of this study is to investigate the relationship between trend of soil salinity, land use and climatic factors in the region of Shadegan, Khuzestan.

Method: In this study, using principal component analysis and 54 samples of soil, soil salinity maps were prepared for the years 1990, 2006 and 2015. In the next step, land use maps of the region for the mentioned years have been prepared using satellite images and trend changes are determined. On the other hand, changes in climatic factors (temperature and precipitation) for the period of 1990-2015 were evaluated.

Findings: Results showed that, reducing precipitation and increasing temperature caused increasing soil salinity during 25 years and also agricultural land and irrigation by saline water increases the salinity of the soil.

Discussion and conclusion: Locating Hoor al-Azim wetland in the western part of the region, although it has fresh, brackish and saline water, it may have negative effects on soil salinity of the area because of using in agriculture irrigation. Finally, it can be concluded that soil salinity of the land might change land use and it can cause desertification in the region.

Keywords: Desertification, Soil Salinity, Land Use, Climatic Factors, Shadegan

مقدمه

بیابان‌زایی به تخریب زمین‌ها در مناطق خشک‌، نیمه خشک و خشک نیمه مرطوب که در نتیجه عوامل مختلفی مانند تغییرات اقلیمی و فعالیت‌های انسانی ایجاد می‌شوند، گفته می‌شود (1). این پدیده ممکن است در نتیجه یک فرآیند یا اثر متقابل چندین فرآیند بوجود آید. به‌طورکلی از فرآیندهای اصلی و محیطی بیابان‌زایی می‌توان به تخریب منابع آب، خاک، منابع‌گیاهی، زه‌دار شدن و افت سفره‌های آبی، شور‌شدن و فرسایش آبی و بادی در خاک و آلودگی هوا اشاره نمود که تخریب هر کدام در کاهش بیوماس مؤثر می‌باشد. در این میان نوع و شدت فرسایش خاک در یک منطقه تابع عوامل مختلفی از جمله شرایط اقلیمی، پستی و بلندی، نوع خاک و کاربری اراضی می‌باشد که اهمیت کاربری اراضی به دلیل نقش مؤثر انسان در آن نسبت به دیگر عوامل بیش تر است (2). شور شدن خاک مقدمه تخریب خاک بوده و باعث می‌شود توان تولید خاک کاهش یابد، که این امر موجب می‌گردد استعداد تولید اراضی کاهش یافته و به علت بازدهی کم، اراضی کشاورزی به اراضی غیر کشاورزی تبدیل شوند. از طرفی به علت اینکه عوامل اقلیمی نیز می‌توانند بر بیابان‌زایی مؤثر ‌باشند، پس می‌توان گفت که تغییرات آب و هوایی مثل کاهش بارندگی و افزایش درجه حرارت باعث افزایش تبخیر از سطح خاک شده و موجب تجمع نمک در سطح زمین و شوری خاک می‌شود. در این تحقیق سعی شده است از توانایی داده‌های رقومی حاصل از ماهواره‌های منابع زمینی، به دلیل ویژگی‌های خاص از جمله پوشش وسیع، قابلیت تکرار، چند طیفی بودن و ... در شناسایی و طبقه‌بندی اراضی شور و تغییر کاربری اراضی استفاده شود. در این راستا پاک پرور و همکاران (3)، تغییرات شوری در دشت قم کاشان به کمک دو سری داده‌های لندست MSS1978 و TM1998 و روند تغییرات سطح سفره و کیفیت آب‌های زیرزمینی به کمک تحلیل داده‌ها و نقشه‌های موجود را ارزیابی نمودند. نتایج این تحقیق نشان داد که در فاصله دو مقطع زمانی از سطح اراضی بدون شوری به میزان 5/7 درصد کاسته و به مساحت اراضی با طبقات شوری کم، متوسط و زیاد اضافه شده است. (4) De Clerck, et al‌، در منطقه‌ای از کالیفرنیا تغییرات شوری خاک طی یک دوره 60 ساله را مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان داد که شوری خاک طی این مدت در منطقه کاهش یافته که علت این امر استفاده صحیح از روش‌های مدیریتی می‌باشد. Nagamani & Ramachandran (5) در تهیه نقشه کاربری اراضی، پوشش منطقه پوندری چاری به این نتیجه رسیدند که داده‌های سنجش از دور در تهیه نقشه کاربری اراضی بی‌نظیر هستند. Herrero& Pereze- Coveta (6) با بررسی تغییرات شوری در یک ناحیه در اسپانیا نشان دادند که متوسط شوری خاک، طی یک مدت 24 سال، به دلیل اعمال روش‌های مدیریتی صحیح، کاهش یافته است. دادرسی و همکاران (7)، با بررسی روند شوری خاک در جنوب شرقی شهرستان سبزوار با استفاده از داده‌های سنجش از دور و در دو سری زمانی 1987 و 2001، به این به این نتیجه رسیدند که افزایش نسبتاً زیاد بارش در ماهی که دو سری تصاویر ماهواره‌ای مورد بررسی قرار گرفته‌اند، موجب شده اراضی شور به‌خصوص با شوری بالا در جهت عکس به پیش رفته و تغییری در مساحت اراضی غیر شور پدید نیاید. همچنین این مطالعه نشان داد که علی‌رغم افزوده شدن به دسته اراضی با شوری کم، از مساحت اراضی با شوری متوسط به بالا کاسته شده است. فیضی زاده و همکاران (8)، با بررسی تصاویر ماهواره‌ای ETM⁺ لندست 7 تغییرات کاربری اراضی را با استفاده از الگوریتم طبقه‌بندی حداکثر احتمال در شهرستان ملکان بررسی نمودند. احمدیان و همکاران (9)، روند شوری خاک را با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای لندست از سال 1989 تا  2000 در دشت قهاوند (همدان) با مساحتی معادل 95000 هکتار مورد بررسی قرار دادند. در این مطالعه مشخص شد که وسعت اراضی شور در طی 11 سال حدود %9/31 افزایش یافته که این میزان در شوری کم تا متوسط %9/7 و در کلاس شوری متوسط تا شدید %2/31 بوده‌است. با توجه به این‌که یکی از مشکلات منطقه شادگان شوری خاک و رها کردن اراضی کشاورزی می‌باشد، بدین منظور در این تحقیق به بررسی ارتباط بین روند تغییر شوری خاک، کاربری اراضی و فاکتورهای اقلیمی در منطقه شادگان (استان خوزستان)  پرداخته شده است.

مواد و روش‌ها

موقعیت منطقه

منطقه مورد مطالعه در استان خوزستان و در بخشی از شهرستان شادگان به مختصات جغرافیایی ʺ3 ´ 39 °30 تا  ʺ30 ´51 °30 عرض شمالی و ʺ 9´ 38 °48 تا ʺ32 ´58 °48 طول شرقی و با مساحتی حدود 53 هزار هکتار قرار گرفته است. ارتفاع متوسط این منطقه حدود 9 متر از سطح آزاد دریا می‌باشد. بر اساس آمار و اطلاعات موجود، متوسط بارش سالانه و درجه حرارت به ترتیب  در شهرستان شادگان حدود 91 میلی‌‌متر و 27 درجه سانتی‌گراد است. شکل 1 موقعیت منطقه مورد مطالعه در کشور، استان و شهرستان را نشان می‌دهد.

شکل 1- موقعیت منطقه مورد مطالعه در کشور، استان و شهرستان

Figure 1- Location of the study area in the country, province and county

روش تحقیق

در این مطالعه به منظور بررسی روند شوری خاک از تصاویر ماهواره‌ای سال‌های 1990، 2006 و 2015 استفاده شده است. با توجه به پوشش زمانی و در دسترس بودن تصاویر ماهواره‌ای لندست، از تصاویر سنجنده‌های TM و ETM⁺ مربوط به سال‌های 1990، 2006 و 2015 به شرح زیر استفاده گردید. قدیمی‌ترین تصویر منطقه، داده‌های سنجده TM متعلق به لندست 5 و سال 1990 می‌باشد که علاوه بر آن، تصویر ماهواره‌ای 2006 مربوط به سنجنده ETM⁺ و جدیدترین تصویر منطقه مربوط به سنجنده ETM⁺ متعلق به سال 2015 مورد استفاده قرار گرفته است که خصوصیات تصاویر مورد استفاده در جدول 1 آمده است. ابتدا نقشه شوری خاک برای سال 2006 که 54 داده صحرایی برداشت شده داشت، تهیه شد. برای بدست آوردن نقشه شوری از روش تجزیه و تحلیل مؤلفه اصلی [7]PCA که یک تکنیک آماری برای فشرده‌سازی داده‌ها، بهبود کیفیت بصری تصاویر در مورد اطلاعات چند زمانه‌ای با‌ هدف کشف تغییرات پوشش زمین بکار گرفته می‌شود، استفاده گردید. به عبارت دیگر PCA یک حالت فشرده سازی اطلاعات است که بیش‌ترین اطلاعات باندها را در مؤلفه­ی اول خود ذخیره و به ترتیب در مؤلفه­های بعدی بیش‌تر نویز و کم‌تر اطلاعات می­باشد. با توجه به این‌که بیش‌ترین بازتاب خاک در محدوده مرئی و مادون قرمز نزدیک می‌باشد، لذا PCA باندهای 123 تشکیل و بر روی تصاویر ماهواره­ای اعمال شد. مؤلفه‌ی اول PCA دارای بیش‌ترین اطلاعات است که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفت.

با استفاده از مختصات جغرافیایی 54 نقطه نمونه‌برداری شده یک لایه وکتور نقطه‌ای در‌ ArcGIS ساخته و این لایه‌ی وکتوری همراه با شماره نمونه‌برداری هر نقطه، بر روی PCA123 موجود بصورت یک لایه قرار‌‌‌‌‌‌گرفت. سپس شماره رقومی پیکسلی[8] که هر نقطه نمونه‌برداری داخل آن قرار می‌گرفت، همراه با 8 پیکسل اطراف آن استخراج و میانگین آن به عنوان شماره رقومی آن نقطه در تصاویر مورد نظر ثبت شد. سپس همبستگی پیرسون بین مقدار شوری نمونه‌های خاک و ارزش طیفی پیکسل‌ روش‌ مذکور در محیط SPSS برقرار و میزان همبستگی این روش مشخص شد. در نهایت با توجه به روش PCA123 و نمونه‌های خاک معادله رگرسیونی برقرار و معادله ایجاد شده بر روی تصاویر ماهواره‌ای سال 2006 اعمال شد. در واقع با اعمال مدل رگرسیونی تمام ارزش رقومی پیکسل‌های تصاویر ماهواره‌ای به مقدار شوری خاک تبدیل می‌شوند. سپس بر اساس 70 درصد نمونه‌های خاک و تن رنگ‌ها، نقاط تعلیمی ایجاد گردید.

وجود پوشش‌گیاهی در منطقه میزان خطا را افزایش و امکان تفکیک نقاط تعلیمی کلاس‌های شوری  ds/m 8-4 و   ds/m 16-8 را میسر نمی کند. به همین دلیل این دو کلاس در نقشه شوری سال 2006 در یک کلاس ادغام شدند. در نهایت با استفاده از نقاط تعلیمی ایجاد شده، طبقه‌بندی نظارت شده (الگوریتم حداکثر احتمال) انجام پذیرفت. لازم به ذکر است که نقشه شوری بدست آمده به 4 کلاس شوری مطابق
جدول 2 تقسیم‌بندی و در نهایت از 30 درصد داده‌ها، جهت بررسی روش‌های طبقه‌بندی استفاده شد و همچنین درستی نقشه تولید شده با توجه به 2 معیار، دقت کلی و ضریب کاپا مورد ارزیابی قرار گرفت. نقشه شوری خاک ابتدا برای سال 2006 و سپس برای سال‌های 1990 و 2015 تهیه شد. در این مرحله معادله رگرسیونی بدست آمده در سال 2006 برای سال های 1990 و 2015 استفاده شد با این تفاوت، زمانی‌که معادله روی تصاویر ماهواره‌ای سال مورد نظر اعمال می­شود، بجای متغیر وابسته، روش PCA123 که روی هر تصویر ماهواره‌ای ایجاد شده، جاگذاری گردید. در واقع با اعمال معادله رگرسیونی و جایگذاری این روش­، هر DN به میزان شوری خاک تبدیل می‌شود. لازم به ذکر است با توجه به  این‌که تصاویر ماهواره‌ای 2015 مربوط به لندست 8 بوده و خصوصیات باندهای 123 معادل باندهای 234 می‌باشد، از PCA234 استفاده گردید. نقشه‌های شوری خاک با استفاده از نرم‌ افزار ENVI 4.7 و الگوریتم حداکثر احتمال بدست آمد. در این تحقیق بعد از طبقه‌بندی، کلاس‌های شوری به 5 کلاس، شوری کم، متوسط، زیاد، بسیار زیاد و شدید تقسیم شدند. صحت نقشه‌های تولید شده با استفاده از ضریب کاپا و دقت کلی ارزیابی شد. در نهایت با توجه نقشه‌های تهیه شده، روند شوری خاک طی یک دوره 25 سال مورد بررسی قرار گرفت. همچنین به منظور تهیه نقشه کاربری اراضی در سال‌های 1990، 2006 و 2015 از باندهای 2، 3 و 4 مربوط به تصویر ماهواره‌ای ETM⁺ در ترکیب RGB استفاده شد. انتخاب این تصویر رنگی مرکب فقط به منظور شناسایی کلاس ­های مورد نظر و انتخاب بهترین نمونه­های تعلیمی بوده است. برای این منظور در منطقه مورد مطالعه به فراخور سهم هر طبقه تعداد مناسبی نمونه تعلیمی به طور تصادفی با استفاده از بررسی­های میدانی، تصاویر Google Earth و تصاویر رنگی مرکب انتخاب گردید. نقشه کاربری اراضی با استفاده از نرم‌ افزار ENVI 4.7 و روش طبقه‌بندی نظارت شده و الگوریتم حداکثر احتمال بدست آمد. به دلیل این‌که هدف بررسی روند

تبدیل اراضی کشاورزی به اراضی غیر کشاورزی بوده است، به همین دلیل پس از طبقه‌بندی، کاربری‌ها به سه کلاس اراضی کشاورزی، اراضی غیر کشاورزی و منابع آب سطحی تقسیم شدند. برای تهیه نقشه نهایی کاربری منطقه، مساحت واحدهای کاربری و درصد تغییرات آن‌ها طی سال‌های مذکور از نرم­‌افزار ArcGIS 9.3 استفاده شده است.

جهت بررسی فاکتورهای اقلیمی در منطقه شادگان و به دلیل عدم وجود آمار و اطلاعات کافی در این منطقه، از 3 ایستگاه سینوپتیک اهواز، آبادان و بندر ماهشهر استفاده گردید. منحنی تغییرات  دما و بارش برای سال‌های 2014-1990 ترسیم و روند آن­ها طی این دوره مورد بررسی قرار گرفت. دلیل استفاده از این دوره زمانی، نزدیک بودن این دوره با سال‌های تصاویر ماهواره‌ای مورد استفاده می‌باشد. در نهایت با استفاده از روش آماری برای بررسی ارتباط بین نقشه‌های شوری خاک و کاربری اراضی استفاده شد. در این روش فرضیه صفر که عدم تفاوت
واحد نقشه می‌باشد در مقابل فرضیه یک که تفاوت معنی‌داری واحد نقشه در سال‌های 1990 و 2015 را نشان می‌دهد، آزمون گردید (رابطه 1).

که در آن: ´P (نسبت درصد سطح واحد نقشه اول به کل 100)، ´´P (نسبت درصد سطح واحد نقشه دوم به کل 100) و P ( نسبت مجموع درصد سطح نقشه اول و دوم به 200)، سپس با محاسبه Z  و مقایسه آن با Z  جدول برای سطح معنی‌داری 01/0 می‌توان به معنی‌دار بودن یا نبودن تغییرات واحدهای متناظر در نقشه‌ها پی ‌برد. در نهایت ارتباط بین روند شوری خاک، فاکتورهای اقلیمی و کاربری اراضی و تاًثیر آن­ها بر بیابان‌زایی منطقه شادگان مورد بررسی قرار گرفت.

جدول 1- خصوصیات تصاویر ماهواره‌ای مورد استفاده

Table 1- Characteristics of satellite images

نتایج

الف- روند شوری خاک در سال‌های 1990، 2006 و 2015

با استفاده از همبستگی پیرسون بین هدایت‌الکتریکی نمونه‌های خاک سال 1385 و روش‌ مختلف تجزیه و تحلیل مؤلفه‌های اصلی سال 2006، مشخص شد که مؤلفه‌ی اول روش PCA123 با ضریب همبستگی 78 درصد دقت بالایی دارد. سپس با استفاده از مؤلفه اول روش PCA123 و هدایت‌الکتریکی نمونه‌های خاک، رابطه رگرسیونی با میزان (R²=61%) بدست آمد. سپس نقشه شوری خاک با استفاده از اعمال معادله رگرسیونی و روش‌های طبقه‌بندی تهیه شد. برای تهیه‌ی نقشه شوری خاک در سال 1990، از معادله بدست آمده (Y=1.1065X-5.0824) در تصویر 2006 استفاده شده است. در این معادله بجای PCA123 تصویر 2006، PCA123 سال 1990 جایگذاری شد. همچنین به منظور تهیه نقشه شوری خاک در سال 2015 نیز از معادله بدست آمده در سال 2006 استفاده گردید با این تفاوت که بجای PCA123 تصویر 2006، PCA234 تصویر 2015 جایگذاری شد. پس از انجام طبقه‌بندی تصاویر، دقت آن‌ها ارزیابی شد و ضریب کاپا برای هر کدام محاسبه شد (جدول 3). نتایج بررسی روند شوری خاک در جدول 4 نشان می‌دهد که در سال 1990 بیش‌ترین مساحت منطقه مورد مطالعه مربوط به کلاس شوری شدید (حدود30 درصد)، کم‌ترین وسعت منطقه نیز مربوط به شوری بسیار زیاد با 72/17 درصد می‌باشد (شکل 2). همچنین در سال 2006  بیش‌ترین وسعت منطقه مربوط به کلاس شوری شدید با 54/70 درصد و کلاس شوری زیاد با 7/13 درصد کم‌ترین وسعت را دارا بوده است (شکل 3). در سال 2015 مقدار شوری متوسط و زیاد به صفر رسیده و کلاس شوری شدید 83/74 درصد از مساحت منطقه را شامل شده است (شکل 4). میزان شوری متوسط و زیاد جمعاً از 276 کیلومتر‌مربع در سال 1990 به 25/72 کیلومتر‌مربع در سال 2006 رسیده که در طی 16 سال، دارای کاهش 57/38 درصدی بوده است. میزان شوری متوسط و زیاد 25/72 کیلومتر‌مربع در سال 2006 بوده که در سال 2015 به صفر رسیده است. همچنین میزان شوری بسیار زیاد از 6/93 کیلومتر‌مربع در سال 1990 به 32/83 کیلومتر‌مربع در سال 2006 رسیده و سپس از این میزان در سال 2006 به 94/132 کیلومترمربع در سال 2015 بالغ گردید که حدود 4/9 درصد افزایش داشته است. از طرفی میزان شوری شدید از 33/158 کیلومتر‌مربع در سال 1990 به 5/372 کیلومتر‌مربع در سال 2006 و 1/395 کیلومتر ‌مربع در سال 2015 رسیده که تقریباً از سال 1990 تا 2015 با رشد 83/44 درصدی مواجه می‌باشد. با بررسی روند شوری خاک در طی سال‌های 1990 تا 2015 مشخص گردید که نه تنها از وسعت اراضی شور کاسته نشده بلکه از وسعت دسته‌های شوری متوسط و زیاد به صورت پلکانی کاسته و به مساحت اراضی با شوری بسیار زیاد و شدید افزوده شده است.

               شکل 2-  نقشه شوری خاک سال1990 تهیه شده  بر اساس روش PCA123

Figure 2- Soil salinity map of 1990 prepared according to PCA123 method

               شکل 3- نقشه شوری خاک سال 2006 تهیه شده  بر اساس روش PCA123

Figure 3- Soil salinity map of 2006 prepared according to PCA123 method

شکل 4-  نقشه شوری خاک سال 2015 تهیه شده  بر اساس روش PCA123

Figure 4- Soil salinity map of 2015 prepared according to PCA123 method

ب- روند تغییرات کاربری اراضی

به ‌دلیل تأثیر شوری خاک بر تغییر کاربری اراضی، در این مطالعه روند تغییرات کاربری اراضی در سه دوره 1990، 2006 و 2015 مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس جدول 5 مشخص شد که در سال 1990 بیش‌ترین وسعت کاربری اراضی مربوط به اراضی کشاورزی با 14/45 درصد و کم‌ترین وسعت مربوط به منابع آب سطحی با 11/10 درصد می‌باشد. شکل 5 نشان می‌دهد که در سال 1990 بیش‌ترین پراکنش اراضی کشاورزی در قسمت‌های غربی و جنوب غربی منطقه بوده است. همچنین در سال 2006 بیش‌ترین وسعت کاربری مربوط به اراضی غیرکشاورزی با 53/48 درصد و کم‌ترین وسعت مربوط به منابع آب سطحی با 3/13 درصد می‌باشد (شکل 6).  همان‌گونه که در شکل مشخص است، در سال 2006 وسعت اراضی کشاورزی به‌صورت قابل ملاحظه‌ای در قسمت‌های غربی منطقه  کاسته و به سایر کاربری‌ها اضافه شده است. همچنین در سال 2015، 19/66 درصد از وسعت اراضی منطقه  در دسته اراضی غیرکشاورزی قرار گرفته و کم‌ترین وسعت مربوط به منابع آب سطحی با 3 درصد می‌باشد (شکل 7). وسعت اراضی کشاورزی نیز در سال 2015 به‌صورت چشمگیری بویژه در قسمت‌های غربی منطقه کاهش داشته است. با بررسی تغییرات کاربری اراضی طی سال‌های 1990 تا 2015 مشخص شد که بیش‌ترین تغییر کاربری مربوط به اراضی کشاورزی بوده که به اراضی غیرکشاورزی تبدیل شده‌اند. به‌طوری‌که سطح اراضی غیرکشاورزی از 3/236 کیلومتر‌مربع در سال 1990 به 48/349 کیلومتر‌مربع در سال 2015 رسیده که با افزایش 44/20 درصد مواجه بوده و همچنین منابع آب سطحی از 4/53 کیلومترمربع  در سال 1990 به 19/16 کیلومتر‌مربع در سال 2015 رسیده که 11/7 درصد کاهش کاهش را نشان می‌دهد. با مشاهده تغییرات کاربری اراضی در طی 25 سال گذشته مشخص می‌شود که به تدریج از وسعت اراضی کشاورزی کاسته شده و به اراضی غیر کشاورزی افزوده شده است در سال 2015 ارضی کشاورزی، بیش‌تر در حاشیه رودخانه‌ها دیده می‌شود.

ج- روند تغییرات فاکتورهای اقلیمی

شوری خاک در مناطق مختلف ارتباط زیادی با شرایط اقلیمی هر منطقه دارد پس می‌توان گفت تغییرات بارش و درجه حرارت می‌توانند تأثیر فراوانی بر نتیجه داشته باشند. به همین منظور در این مطالعه، روند تغییرات دما و بارش از سال 1990 تا 2014 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی میزان بارش و درجه حرارات طی دوره زمانی 2014 – 1990 نشان داد که میزان بارش دارای یک روند کاهشی (شکل 8) و درجه حرارت یک روند افزایشی را نشان می‌دهد (شکل 9).

شکل5- نقشه کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه در سال 1990

Figure 5- Land use map of the study area in 1990

               شکل 6- نقشه کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه در سال 2006

Figure 6- Land use map of the study area in 2006

               شکل 7- نقشه کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه در سال 2015

Figure 7- Land use map of the study area in 2015

               شکل 8- روند تغییرات متوسط میزان بارش سالانه  در منطقه مورد مطالعه

Figure 8 - The trend of average changes in annual rainfall in the study area

               شکل 9- روند تغییرات متوسط درجه حرارت سالانه در منطقه مورد مطالعه

Figure 9 - Trend of average annual temperature changes in the study area

د- مقایسه روند تغییرات

با توجه به جدول 6، تغییرات شوری خاک و کاربری اراضی از سال 1990 به 2015 از نظر آماری در سطح 01/0 تفاوت معنی‌داری را نشان می‌دهند. به‌طوری‌که با افزایش وسعت شوری بسیار زیاد و شدید در سال 2015، اراضی کشاورزی به اراضی غیرکشاورزی شده اند.

بحث و نتیجه‌گیری

هدف از انجام این تحقیق بررسی ارتباط بین روند تغییر شوری خاک، کاربری اراضی و فاکتورهای اقلیمی در منطقه شادگان می‌باشد.
بدین منظور با بررسی روند شوری خاک در یک دوره 25 ساله و در سه مقطع زمانی 1990، 2006 و 2015 مشخص شد که منطقه مورد مطالعه در طی این دوره با افزایش شوری مواجه بوده است. به‌طوری‌که از میزان شوری کلاس‌های متوسط و زیاد به ترتیب در سال‌های 1990تا 2006 و در نهایت در سال 2015 کاسته شده و به میزان شوری کلاس‌های بسیار زیاد و شدید در سال 2015 اضافه شده است. نتایج این تحقیق حاکی از تبدیل شدن اراضی از کلاس‌های شوری متوسط و زیاد  به کلاس شوری بسیار زیاد و شدید در طی یک دوره 25 ساله از 1990 تا 2015 می‌باشد. نتایج این قسمت از تحقیق با مطالعه‌ی پاک پرور و همکاران، احمدیان و همکاران که به این نتیجه رسیدند با گذر زمان میزان شوری افزایش یافته است، هم‌خوانی دارد ولی با مطالعه‌ی دادرسی و همکاران، که به این نتیجه رسیدند که در طی زمان از مساحت با شوری بالا کاسته و اراضی با شوری کم افزوده شده، هم‌خوانی ندارد. با توجه به این‌که تغییرات آب و هوایی بر میزان شوری خاک یک منطقه مؤثر است، به همین منظور به بررسی تغییرات آب و هوایی در این مطالعه پرداخته شد. میزان بارش  از سال 1990 تا 2014 روند کاهشی داشته و درجه حرارت در طی این سال‌ها با افزایش رو به رو بوده است، در واقع با افزایش درجه حرارت و کاهش بارندگی، میزان تبخیر از سطح خاک بیش‌تر شده، و با افزایش میزان تبخیر، املاح و نمک‌ها تحت فشار اسمزی بالا آمده و در سطح خاک قرار گرفته‌اند، بنابراین افزایش شوری خاک را به‌دنبال داشته است. با توجه به این‌که یکی از دلایل مهم تغییر کاربری اراضی از کشاورزی به اراضی غیر کشاورزی، می‌تواند شور شدن بیش از حد زمین و عدم امکان کشاورزی باشد، لذا در این تحقیق تغییرات کاربری اراضی در سال‌های 1990، 2006 و 2015 مورد بررسی قرار گرفت. همان‌طور که نشان داده شد، بیش‌ترین تغییر در کاربری اراضی منطقه، مربوط به اراضی کشاورزی است که در سال 2015 نسبت به سال 2006 و 1990 با کاهش چشمگیری رو به رو بوده است به‌طوریکه در سال 2015 نسبت به سال 1990 حدود 37/13 درصد اراضی کشاورزی تقلیل پیدا کرده ولی وسعت اراضی غیر کشاورزی به تدریج از سال 1990 تا سال 2015 حدود 44/21 درصد افزایش داشته‌اند. رها شدن اراضی کشاورزی و تبدیل آن‌ها به اراضی غیر کشاورزی می‌تواند دلیلی دیگر بر اثبات شور‌ شدن خاک در منطقه مورد مطالعه و عدم امکان کشاورزی باشد.

با بررسی روند تغییرات کاربری اراضی و میزان شور شدن در هر سال می‌توان روند شور شدن اراضی و تغییرات کاربری را بهتر تفسیر نمود.
در سال 1990 میزان شوری شدید در قسمت‌های جنوب و جنوب شرقی منطقه وجود داشته که به تدریج در سال 2006 تمام منطقه را در بر‌گرفته و در سال 2015 ضمن افزایش وسعت شوری شدید، میزان شوری متوسط و زیاد به صفر رسیده‌ است، در واقع میزان شوری از کلاس‌های زیاد و بسیار زیاد به شوری شدید تبدیل شده است. در سال 1990 در قسمت‌هایی که شوری متوسط و زیاد وجود داشته، کشاورزی صورت گرفته که با تبدیل کلاس‌های شوری متوسط و زیاد به کلاس‌های شوری بسیار زیاد و شدید در سال 2006‌ و 2015، میزان اراضی کشاورزی نیز در اکثر مناطق کاهش پیدا کرده و به اراضی غیرکشاورزی و بلا‌استفاده تغییر یافته‌اند. نتایج این قسمت از تحقیق با مطالعه‌ی ولی پور و همکاران (10) که به بررسی روند توسعه‌ی شوری و تخریب اراضی کشاورزی از سال 1334 تا 1381 در استان قم پرداختند و به این نتیجه رسیدند که طی 47 سال گذشته وسعت اراضی کشاورزی در منطقه حدود 5/9 برابر افزایش یافته که این خود موجب افزایش شوری خاک و افت سطح آب زیرزمینی شده است، مطابقت ندارد. نکته قابل توجه در این مطالعه این است که در اکثر مناطقی که کشاورزی صورت گرفته، میزان شوری شدیدتر شده است، با توجه به این که قسمت‌های غربی منطقه مورد مطالعه در مجاورت تالاب هورالعظیم می‌باشند و این تالاب دارای آب شیرین، شور و لب شور است می‌توان گفت که آبیاری اراضی کشاورزی با این آب موجب گردیده که اراضی در این منطقه بیش‌تر شور شوند.

نتیجه­گیری کلی

نتایج این تحقیق گویای آن است که افزایش درجه حرارت و

کاهش بارندگی باعث شور شدن اراضی و تغییر کاربری از کشاورزی به اراضی غیرکشاورزی و در نهایت باعث بیابان‌زایی در منطقه شده و از طرفی، کشاورزی آبی و آبیاری با آب شور باعث شور شدن خاک و منجر به بیابا‌ن‌زایی در منطقه مورد مطالعه شده است.

تشکر و قدردانی

این مقاله در راستای اهداف هسته پژوهشی مدیریت حوزه آبخیز معاونت پژوهشی دانشگاه ایلام تهیه شده است.

منابع

1. Abdinejad, Gh. 2007. Desert and Desertification in Iran, Forest and Range Quarterly. No. 74. (In Persian)
2. Pishdad Soleyman Abad, L., Najafi Nejad, A., Salman Mahini, A., Khalidian, h. 2008. Investigating the Effects of Land Use Change on Soil Erosion in Cheragh Wes Catchment Area using Geographic Information System (GIS). Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources. 15(1), pp. 151-142. (In Persian)
3. Pakparvar, M., Abtahi, M., Shakuie, M., Khorasani, M. 1999. The use of satellite data and GIS to Determine the Areas Affected by Desertification. Final Report of the Research Project, The Institute of Forest and Rangelands. (In Persian (
4. De Clerck, F., Singer, M.J., Lindert, P. 2003. A 60 years history of California soil quality using parried samples. Geoderma 114, pp. 215 – 230.
5. Nagamani, K., Ramachandran, S. 2003. landuse/landcover in Pondicherry using remote sensing and GIS in Martin J. Bunch, V. Madha Suresh and TvasanthaKumaran, ads. Proceedings of the Third International Conference on Environment and Health, Chennai, India.
6. Herrero, J., Pereze-Coveta, O. 2005. Soil salinity changes over 24 years in a Mediterranean irrigated district. Geoderma. 125, pp. 287- 308.
7. Dadrasi, A., Yamani, M., Pakparvar, M., Davarzani, Z. 2006. Investigation of path soil salinity using of remote sensing data and geographic information system in dry and hot area Southeast Sabzevar Township. Journal of Geography and Development, 16, pp. 69-79. (In Persian)
8. Faizizadeh, B., Azizi, H., Valizadeh Kamran, Mr. 2007. Extraction of land use in Malekan city using Landsat 7. Amayesh Magazine­. Islamic Azad University of Malayer. (In Persian)­
9. Ahmadian, M., Pakpavar, M., Ashourloo, D. 2010. Evalution variations of soil salinity using digital processing landsat data in plain Ghahavand, Hamadan. Journal of Soil Research (Soil & Water). 179-191. (In Persian)
10. Valipour, M., Karimian Iqbal, M., Malkoty, M.J., khoshgoftarmanesh, A.H. 2007. The trend of salinity development and degradation of agricultural land in the Shams Abad area of Qom province. Journal of Agricultural Science and Technology, 46, pp. 691-683. (In Persian)