ارزیابی وضعیت فرسایش خاک در حوزه آبخیز چهل‌چای، استان گلستان با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای SPOT5

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان گلستان- دبیر کمیته فنی

2 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان-دانشکده علوم جنگل

3 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان-دانشکده علوم آب و خاک

4 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان- دانشکده علوم جنگل

5 اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان گلستان-اداره فنی و مهندسی

چکیده

سابقه و هدف: فرسایش خاک فرایندی طبیعی است که بطور مداوم بر روی سطح زمین رخ داده و یکی از مهمترین مشکلات زیست -محیطی در دنیا است. روش های متعددی جهت برآورد فرسایش ارائه شده است که شامل روابط ساده تا مدل‌های پیچیده می‌باشند. مدل جهانی RUSLE رابطه ای تجربی است و دارای پایه فیزیکی قوی‌تری نسبت به سایر روش‌های تجربی می‌باشد. این رابطه که اصلاح شده رابطه USLE می‌باشد، شامل اشکال مختلف فرسایش و برخی پارامترها نظیر پوشش و بارندگی است، که در مقیاس روزانه و ماهانه در فرسایش مؤثرند. تحقیق اخیر با هدف یافتن ارتباطی بین تصاویر ماهواره ای و میزان فرسایش خاک (برآورد شده توسط معادله RUSLE)، در حوزه آبخیز چهل چای شهرستان مینودشت انجام گرفته است.
مواد و روشها: بدین منظور پس از تعیین میزان فـرسـایش در محل نمونه‌ها و یافتن رابطه بین تراکم پوشش و میزان فرسایش با استفاده از نرم افزار SPSS، نقشه تراکم پوشش گیاهی برای کل حوزه با استفاده از شاخص گیاهی(NDVI)، از روی تصاویر ماهواره ای SPOT5 تهیه گردید. سپس میزان فرسایش از طریق نقشه شاخص پوشش گیاهی NDVI در محیط GIS برآورد شد.
یافته‌ها: فرسایش برآورد شده در حوزه بر حسب تن در هکتار در سال، در 5 طبقه خیلی کم، کم، متوسط، بالا و شدید قرار گرفتند. نتایج عموما یک شرایط مخاطره آمیز فرسایش متوسط تا شدید را در طبقه پوشش گیاهی کمتر از 5%، به میزان متوسط 11/14 تا حداکثر 683/34 تن در هکتار در سال، به نمایش گذاشت. عموماَ 33/28% سطح منطقه را اراضی کشاورزی در بر می‌گیرد که 99/64% وزنی کل فرسایش را به خود اختصاص داده که نیاز به مدیریت دارد. یافته‌ها: فرسایش برآورد شده در حوزه بر حسب تن در هکتار در سال، در 5 طبقه خیلی کم، کم، متوسط، بالا و شدید قرار گرفتند. نتایج عموما یک شرایط مخاطره آمیز فرسایش متوسط تا شدید را در طبقه پوشش گیاهی کمتر از 5%، به میزان متوسط 11/14 تا حداکثر 683/34 تن در هکتار در سال، به نمایش گذاشت. عموماَ 33/28% سطح منطقه را اراضی کشاورزی در بر می‌گیرد که 99/64% وزنی کل فرسایش را به خود اختصاص داده که نیاز به مدیریت دارد. یافته‌ها: فرسایش برآورد شده در حوزه بر حسب تن در هکتار در سال، در 5 طبقه خیلی کم، کم، متوسط، بالا و شدید قرار گرفتند. نتایج عموما یک شرایط مخاطره آمیز فرسایش متوسط تا شدید را در طبقه پوشش گیاهی کمتر از 5%، به میزان متوسط 11/14 تا حداکثر 683/34 تن در هکتار در سال، به نمایش گذاشت. عموماَ 33/28% سطح منطقه را اراضی کشاورزی در بر می‌گیرد که 99/64% وزنی کل فرسایش را به خود اختصاص داده که نیاز به مدیریت دارد.
نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج حاصله مناطق دارای پوشش جنگلی انبوه و نیمه انبوه دارای میانگین فرسایش خیلی کم در حدود 66/0 تا 91/1 تن در هکتار بر سال بوده که نشان دهنده تأثیر زیاد پوشش جنگلی بر حفاظت خاک دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of soil erosion using imagery SPOT5 satellite in Chehel chi catchment of Golestan Province

نویسندگان [English]

  • seyed hashem mousavi nezhad 1
  • Hashem Habashi 2
  • Farshad Kiani 3
  • Shaban shataei 4
  • Omid Abdi 5
2 Gorgan university of agricaltural sciences and natural resources- college of Forest sciences
3 Gorgan university of agricultural sciences and natural resources- college of water and soil sciences
4 Gorgan university of agricultural sciences and natural resources- college of Forest sciences
5 Gorgan university of agricultural sciences and natural resources- college of Forest sciences
چکیده [English]

Background and objectives: Soil erosion is a natural processing that occurs on the earth continues and it is considered as one of the most important environment problems in world. It has been presented different methods to estimate erosion rate including simple until complex methods. Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) is an experimental relation and it has a strong physical base compared the rest of experimental methods. This model that is revised of the USLE equation, include different erosion forms and some parameters such land cover and rainfall in the daily and monthly scale effect on the erosion.
Materials and methods: Current research was done of forest cover and soil erosion relation between density and canopy of forest cover and soil erosion using RUSLE and SPOT5 imagery satellite at the Chelchai watershed in Minoodasht city. For this purpose, provided NDVI map from SPOT5 imagery satellite, after determination of erosion in the place of samples and finding relation between cover and erosion with SPSS software. Then soil erosion estimated with NDVI map in GIS environment. Soil erosion estimation was classified in 5 class including very low, low, moderate, high and sever.Materials and methods: Current research was done of forest cover and soil erosion relation between density and canopy of forest cover and soil erosion using RUSLE and SPOT5 imagery satellite at the Chelchai watershed in Minoodasht city. For this purpose, provided NDVI map from SPOT5 imagery satellite, after determination of erosion in the place of samples and finding relation between cover and erosion with SPSS software. Then soil erosion estimated with NDVI map in GIS environment. Soil erosion estimation was classified in 5 class including very low, low, moderate, high and sever.Materials and methods: Current research was done of forest cover and soil erosion relation between density and canopy of forest cover and soil erosion using RUSLE and SPOT5 imagery satellite at the Chelchai watershed in Minoodasht city. For this purpose, provided NDVI map from SPOT5 imagery satellite, after determination of erosion in the place of samples and finding relation between cover and erosion with SPSS software. Then soil erosion estimated with NDVI map in GIS environment. Soil erosion estimation was classified in 5 class including very low, low, moderate, high and sever.
Results: Results indicated that dangerous condition of erosion moderate to severe in the low plant cover(less 5%), is average from‌ 14.11 to 34.683 ton/ha/year. Meanwhile agricultural areas with 28.33 percentage of total area, include more than 64.99 percentage of erosion, need to necessary designs.
Conclusion: According to results, the dense and semidence forest area, comprise very low erosion about 0.66 to 1.91 ton/ha/year, and showed that dense land cover is very efficient in soil conservation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: canopy
  • Soil erosion
  • SPOT5 imagery satellite
  • RUSLE model
1. Gomez, J.A., Sobrinho, T.A., Giraldez, J.V., and Fereres, E. 2009. Soil management effects
on runoff, erosion and soil properties in an olive grove of Southern Spain. Soil and Tillage
Research. 102: 5-13.
2. Kefi, M., and Yoshino, K. 2010. Evaluation of the economic effects of soil erosion risk on
agricultural productivity using remote sensing: case of watershed in Tunisia. International
Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Science, 38 (Part
8).
3. Kokh-Sherstha, 2001. Soil erosion modelling using Remote Sensing and GIS, A case study
Jhikhu khula watershed. Nepal. M. Tech. Andhra University, 78p.
4. Lal, R. 2001. Soil degradation by erosion. Land Degrad. Dev. 12: 519-539.
5. Karimi Sangchini, E., Ownegh M., and Sadoddin A. 2001. Assessment of landslide hazard,
risk in Chehel - Chay Watershed, Golestan Province, Iran. Watershed Management Research
(Pajouhesh and Sazandegi), 98: 74-84. (In Persian)
6. Marques, M.J., Bienes, R., Jimenez, L., and Perez-Rodriguez, R. 2007. Effect of vegetal
cover on runoff and soil erosion under light intensity events. Rainfall simulation over USLE
plots. Sci Total Environ, 378(1-2): 161–5.
7. Marques, M.J., Bienes, R., Jimenez, L., and Perez-Rodriguez, R. 2007. Effect of vegetal
cover on runoff and soil erosion under light intensity events. Rainfall simulation over USLE
plots. Sci Total Environ, 378(1-2): 161–5.
8. McCool, D.K., Brown, L.C., and Foster, G.R. 1987. Revised slope steepness factor for the
Universal Soil Loss Equation. Trans. ASAE 30: 1387–1396.
9. Neergaard, A., Magid, J., and Mertz, O. 2008. Soil erosion from shifting cultivation and
other smallholder land use in Sarawak, Malaysia. Agriculture, Ecosystems and Environment.
125: 182-190.
10. Ouyang, W., Hao, F., Skidmore, A.K., and Toxopeus, A.G. 2010. Soil erosion and sediment
yield and their relationships with vegetation cover in upper stream of the Yellow River. Total
Environment. 409: 396-403.
11. Rahman, R., Shi, Z.H., and Chongfa, C. 2009. Soil erosion hazard evaluation—An integrated
use of remote sensing, GIS and statistical approaches with biophysical parameters towards
management strategies, Ecological Modelling. 220: 1724-1734.
12. Refahi, H. 2009. Water erosion and conservation, Tehran university press, 688p. (In Persian)
13. Renard, K.G., and Freimund, J.R. 1994. Using monthly precipitation data to estimate the Rfactor
in the revised USLE. J. Hydrology, 174: 287-306.
14. Renard, K.G., Foster, G.R., Weesies, G.A., McCool, D.K., and Yoder, D.C. 1997. Predicting
soil erosion by water: A guide to conservation planning with the revised universal soil loss
equation (RUSLE). Agriculture Handbook No. 703, USDA, Washington, DC, USA. 404p.
15. Tropeano, D. 1983. Soil-erosion on vineyards in the tertiary piedmont’s basin (Northwestern
Italy) studies on experimental areas. Catena (Suppl. 4), 115–127.
16. Whishmeier, W.H., and Smith, D.D. 1978. Predicting rainfall erosion losses- a guide to soil
conservation planning. U.S Department of Agriculture, Agriculture handbook NO.537.
17. Williams, J.R., and Renard, K.G. 1983. A new method for assessing erosion’s effects on soil
productivity. J. SoilWater Conserv. 38: 381–383.
18. Yuan, L.B., Keli, Z., and Yun, X. 2002. An empirical soil loss equation. In: Proceedings of
the 12th International Soil Conservation Organization Conference, Beijing, China, 26–31
May, 2002.