مخاطرات محیط طبیعی

زلزله یکی از مخرب ترین بلایایی است که خسارات زیادی به سازه ها و انسان وارد می کند. عوامل زیادی در آسیب پذیری مناطق شهری در برابر زلزله نقش دارند. در تهران وجود ساختمان قدیمی، تراکم بالای جمعیت، وجود گسل های متعدد، تغییرات سطح آب های زیرزمینی و نوع خاک سبب شده که این شهر به میزان قابل توجهی در برابر خطر زلزله آسیب پذیر باشد. به همین منظور در این مطالعه نقشه آسیب پذیری فیزیکی شهر تهران در برابر زلزله در دو سناریوی متفاوت (با در نظر گرفتن سطح آب زیرزمینی و بدون در نظر گرفتن سطح آب زیرزمینی) تهیه شده است. در این مطالعه از عملگر میانگین وزنی مرتب شده برای ارائه طیف گسترده ای از راه حل های بدبینانه تا خوش بینانه بر اساس تحلیل چند معیاره استفاده شده است و نتایج آن در سناریوی های مختلف ارائه شده است. نتایج پژوهش نشان می دهد با در نظر گرفتن کمیت سنج مفهومی فازی "حداقل یکی" در سناریوی 6 پارامتری 67 درصد و در سناریوی 7 پارامتری 85 درصد ساختمان های سه منطقه 20 و 16 و 11 در کلاس « آسیب پذیری بسیار زیاد» طبقه بندی شده اند. مقایسه نتایج دو سناریو با توجه به متغیر بودن سطح آب های زیرزمینی نشان می دهد که در سناریوی 7 پارامتری (با در نظر گرفتن سطح آب زیرزمینی) تقریباً در تمام استراتژی های تصمیم گیری میزان آسیب پذیری از شمال به جنوب منطقه موردمطالعه افزایش یافته و مناطق موردمطالعه در کلاس آسیب پذیری زیاد و بسیار زیاد قرارگرفته اند.

دمای سطح زمین (LST) اطلاعات مهمی را در مورد فرایندهای تبادل انرژی متاثر از کاربری و پوشش زمین فراهم می نماید. بنابراین هدف از این تحقیق، ارزیابی الگوهای LST طی یک دوره زمانی آتش سوزی جنگل های کوه خائیز در منطقه گچساران بوده است. منطقه مورد مطالعه از وسعتی معادل 56/68 کیلومتر مربع برخوردار بوده است. در تاریخ 2 خرداد 1399 حریقی در این منطقه رخ داده و تا 12 خرداد ادامه داشته است. برای این بازه زمانی با استفاده از ماشین بردار پشتیبانی (SVM)، نقشه کاربری زمین (LULC) ترسیم شد. نتایج نشان داد که از پهنه جنگلی که معادل 61/4 کیلومتر مربع بوده تنها 42/0 کیلومتر مربع باقی مانده و بقیه در حریق از بین رفته است. شاخص LST در این بازه زمانی از مقادیر حداقل و حداکثر 1/26 تا 11/53 درجه سلسیوس به 2/33 تا 23/57 درجه سلسیوس رسیده و افزایش 7 درجه ای را در دمای حداقل نشان می دهد. شاخص NDVI نشان از تخریب 65/9 کیلومتر مربع از پوشش گیاهی و جنگل داشته است. نسبت NDSI نیز به میزان 515/0 افزایش یافته است. بین شاخص LST و NDVI همبستگی منفی برقرار بوده و در روز 25 اردیبهشت و 10 خرداد به ترتیب معادل 52/0- و 31/0- بوده است. بیشترین همبستگی مثبت نیز به میزان 59/0 بین LST و NDSI برقرار بوده است. نتایج نشان می دهد که اتش سوزی باعث تخریب 91 درصد پوشش جنگلی منطقه شده و وسعت زمین های بایر را از 86/63 کیلومتر مربع به 07/68 کیلومتر مربع افزایش داده است.

امنیت غذایی از نیازهای اساسی همه جوامع بشری است که به عنوان یکی از محورهای توسعه در برنامه های توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی ایران بسیار مورد توجه قرار گرفته است. محیط زیست نیز زیستگاه انسان ها و بستر همه فعالیت های بشر است. با توجه به نقش و اهمیت محیط زیست در تامین غذا و امنیت غذایی، در این مطالعه با استفاده از سیستم معادلات همزمان – رگرسیون های به ظاهر نامرتبط به بررسی تاثیر رد پای محیط زیست، متغیرهای اقتصادی و کشاورزی بر امنیت غذایی ایران در دوره 1400-1369 پرداخته شده است. نتایج نشان داد که متغیرهای رد پای محیط زیست، ارزش افزوده بخش کشاورزی، درآمد سرانه، عملکرد غلات و مصرف انرژی به ترتیب با ضرایب  0.605، 0.122، 0.012، 0.373 و 0.202 دارای تاثیر مثبت و معنی دار بر امنیت غذایی در ایران بودند. همچنین متغیرهای ردپای محیط زیست، ارزش افزوده بخش کشاورزی، مصرف انرژی و تورم به ترتیب با ضرایب 0.457، 0.176، 0.310 و 0.027 تاثیر منفی بر مخارج نهایی مصرفی خانوارها داشتند اما درآمد سرانه با ضریب 0.115 سبب افزایش مخارج نهایی مصرفی خانوارها شده است. بنابراین با توجه به اهمیت موضوع امنیت غذایی پیشنهاد می شود به منظور حفظ و بهبود امنیت غذایی، سیاست های حمایتی بخش کشاورزی، افزایش سرمایه گذاری در تولید غذا و سیاست های افزایش قدرت خرید افراد بیشتر مورد توجه قرار گیرند. از آن جایی که محیط زیست زمینه ساز و بستر همه فعالیت های انسانی از جمله تولید غذا است، در بلندمدت توجه به پایداری محیط زیست و بهبود کیفیت آن، از طریق به کارگیری فناوری های کمتر آلاینده در تولید محصولات کشاورزی و غذایی می تواند بر افزایش امنیت غذایی موثر باشد.

ایران با داشتن مناطق کوهستانی پهناور و به دلیل ویژگی های زمین شناسی، اقلیمی و لرزه خیزی، مستعد وقوع زمین لغزش های متعدد است. با توجه به تنوع توپوگرافی و شرایط آب و هوایی، این مخاطره در بسیاری از مناطق کوهستانی کشور رخ می دهد. هدف این پژوهش، شناسایی نواحی دارای پتانسیل لغزش و کاهش ریسک و خسارت های ناشی از این پدیده در حوضه آبریز دماوند است. حوضه آبریز دماوند با وسعت 8/757 کیلومترمربع در انتهای شمال شرقی حوضه آبریز دریاچه نمک واقع شده است. روش کار شامل ترکیبی از مطالعات کتابخانه ای، میدانی و استفاده از تصاویر راداری می باشد. پس از بررسی های میدانی و تفسیر عکس های هوایی، بیش از 500 زمین لغزش شناسایی شد. سپس 13 عامل احتمالی مؤثر در فرایند بروز زمین لغزش استخراج و نقشه های آنها تهیه گردید. به منظور تهیه نقشه پهنه بندی استعداد زمین لغزش از روش نسبت فراوانی (FR) استفاده شد که نقشه حاصل با دقت 7/81 درصد تهیه گردید. در این روش، سه عامل شاخص تراکم پوشش گیاهی، شیب و شاخص تری توپوگرافی (TWI) که نشان دهنده میزان آب انباشته شده در مناطق مختلف است، بیشترین تاثیر را در وقوع لغزش دارند. همچنین برای برآورد میزان جابجایی زمین و شناسایی دامنه های فعال منطقه از روش تداخل سنجی تفاضلی راداری (DInSAR) استفاده شد و پردازش های لازم بر روی تصاویر سنتینل-1 در بازه زمانی دو ساله انجام گرفت. نتایج نشان داد که در محدوده مطالعاتی، بیشترین حرکات دامنه ای در مناطق شمالی حوضه آبریز مشاهده می شود. به دلیل دقت بسیار بالا نقشه های جابجایی زمین و پهنه بندی استعداد زمین لغزش و دغدغه شناسایی نواحی مخاطره آمیز، منطقه مورد مطالعه به سه پهنه تقسیم گردید. نقشه نهایی می تواند به عنوان چارچوبی برای پایش، برنامه ریزی و اتخاذ استراتژی مناسب جهت توسعه پایدار در مناطق حساس استفاده شود.

حوضه ی آبریز گاوخونی با مساحت تقریبی 42 هزار کیلومترمربع در مرکز ایران قرار گرفته و رودخانه ی زاینده رود به عنوان بزرگ ترین رودخانه فلات مرکزی ایران به طول تقریبی 400 کیلومتر در این حوضه در جریان بوده و حیات بسیاری از سکونتگاه های شهری و روستایی وابسته به این رود است. طی سال های گذشته تغییرات اقلیمی و به تبع تغییرات دمایی تنش های زیادی را به این حوضه وارد کرده است. هدف از مطالعه ی حاضر بررسی تغییرات دما در حوضه ی گاوخونی به کمک داده های سنجنده ی مودیس تررا می باشد. در همین راستا داده های این سنجنده در تفکیک مکانی 1×1 کیلومتری و برای بازه ی زمانی 1/1/1379 تا 29/12/1402 به صورت روزانه از تارنمای ناسا دریافت گردید و داده های این سنجنده بر روی حوضه استخراج شد. در گام بعدی تفکیک زمانی داده ها از روزانه به ماهانه و فصلی تبدیل شد و شیب خط رگرسیون بر روی سری زمانی داده ها برازش داده شد. یافته ها نشان می دهد به طور کلی در فصول بهار، تابستان و زمستان روند افزایش دمای رویه دیده می شود اما در فصل زمستان روند افزایش دما بر روی ارتفاعات غربی و جنوبی حوضه نمود بالایی دارد به گونه ای که نرخ روند افزایش دما در این فصل بر روی مناطق یادشده به 4 درجه ی سلسیوس به ازاء هر دهه نیز می رسد. همچنین بررسی رابطه ی میان نرخ تغییرات دما- ارتفاع به روشنی گویای این مسئله است که در فصل زمستان به ازاء افزایش ارتفاع آهنگ روند افزایشی دما نیز بیشتر می شود و این مسئله از این رو دارای اهمیت بالایی است که ذخایر برفی در ارتفاعات حوضه نقش بالایی در تأمین آب رودخانه ی زاینده رود دارند.

خشکسالی های اخیر و تغییرات اقلیمی تأثیرات عمیقی بر منابع طبیعی و کشاورزی شهرستان شیراز در استان فارس گذاشته اند. خشکسالی به عنوان یکی از اصلی ترین چالش های توسعه پایدار روستاهای شهرستان شیراز شناخته می شود. تأثیرات عمیق این پدیده بر کشاورزی، معیشت، مهاجرت، زیست محیطی و بهداشت عمومی، نیاز به مطالعات علمی دقیق و داده محور را دوچندان می کند. بهره گیری از شاخص های سنجش ازدور همچون شاخص پوشش گیاهی نرمال شده  و استفاده از داده های ماهواره ای، امکان پایش تغییرات پوشش گیاهی و ارزیابی شدت خشکسالی در مناطق روستایی را فراهم می کند. این پژوهش باهدف ارزیابی این اثرات با استفاده از شاخص پوشش گیاهی نرمال شده و داده های سنجش ازدور در بازه زمانی 2016 تا 2023 صورت گرفت. داده های به دست آمده از تصاویر ماهواره ای و تحلیل شاخص پوشش گیاهی نرمال شده نشان دهنده کاهش چشمگیر پوشش گیاهی و افزایش شدت خشکسالی در این منطقه است. این تغییرات منجر به کاهش منابع آبی، تخریب پوشش گیاهی و از بین رفتن تعادل اکوسیستم های محلی شده اند. کاهش تولیدات کشاورزی، فرسایش خاک و کاهش بهره وری زمین های زراعی از جمله پیامدهای اصلی این وضعیت بحرانی است. این شرایط موجب افزایش مهاجرت از مناطق روستایی به مناطق شهری و افزایش فشار بر زیرساخت های شهری شده است. از حدود سال 2021 به بعد، به طور کلی شاهد کاهش در مقادیر شاخص هستیم که می تواند بیانگر روند افزایش خشکسالی و کاهش بارندگی در منطقه باشد. این کاهش تدریجی به ویژه در سال 2023 به وضوح مشهود است، که نشان می دهد پوشش گیاهی در منطقه شیراز تحت فشار قرار گرفته است. مقایسه نقشه های مربوط به شاخص شهرستان شیراز در سال های 2016 و 2023 نشان دهنده روند کاهش کیفیت پوشش گیاهی در این بازه زمانی است. این کاهش، به ویژه در مناطق روستایی، تهدیدی جدی برای معیشت روستاییان و پایداری زیست محیطی منطقه به حساب می آید. برای مقابله با این چالش ها، استفاده از اقدامات اصلاحی نظیر بازسازی پوشش گیاهی، مدیریت پایدار منابع آبی، اجرای طرح های آبخیزداری و ترویج کشاورزی هوشمندانه پیشنهاد می شود.

پدیده های مختلفی می توانند باعث تغییر در دمای سطح دریا شوند که از جمله آنها می توان به ورود آب های شیرین، باد، تابش خورشید، جریان های اقیانوسی و تبخیر اشاره کرد. هدف از این مطالعه تعیین آنومالی دمای سطح دریا ناشی از عبور کم فشار حاره ای است. طی روزهای 22 تا 27 نوامبر 2020 کم فشار حاره ای نیوار در خلیج بنگال رخ داد. نیوار از یک منطقه کم فشار در خلیج بنگال سرچشمه گرفت. براساس گزارش سازمان هواشناسی هند و با استفاده از داده های مربوط به پارامترهای دمای سطح دریا، مولفه ی مداری باد و مولفه ی نصف النهاری باد از محصولات بازتحلیل ERA5 در تاریخ 21 تا 28 نوامبر 2020، به رصد کم فشار حاره ای نیوار پرداخته شد. داده های مذکور به صورت یک روز قبل، یک روز بعد و دوره زمانی رخداد نیوار، با گام زمانی سه ساعت و با قدرت تفکیک مکانی 0/25 درجه (تقریبا 30 کیلومتر) اخذ شدند. با توجه به اینکه دمای سطح دریا نقش مهمی در فرآیندهای اقیانوسی و تغییرات آب و هوایی دارد، تحلیل ها نشان داد که با عبور کم فشار نیوار، دما نسبت به روز قبل یک درجه سلسیوس تغییر داشته است. ارائه یک چارچوب کلی برای ارزیابی پاسخ اقیانوس به تغییرات کم فشار، می تواند پایه ای برای طراحی سامانه های اعلام هشدار و مدیریت بحران در مناطق ساحلی، از جمله سواحل جنوبی ایران باشد.

تهیه نقشه حساسیت زمین لغزش با استفاده از یادگیری ماشین ابزاری مفید برای مدیریت زمین در مناطق مستعد به این پدیده است. هدف این مطالعه، تهیه نقشه حساسیت زمین لغزش در حوضه تجن با یادگیری ماشین است. بدین منظور 21 عامل مؤثر در وقوع زمین لغزش در چهار طبقه عوامل زمین شناسی، اقلیمی و محیطی، توپوگرافی و هیدرولوژیکی شناسایی و رستر آنها در نرم افزارهای ENVI 5.6، SAGA GIS و ArcGIS تهیه شد. با بازدیدهای میدانی موقعیت 155 زمین لغزش ثبت و در ArcGIS به لایه نقطه ای تبدیل شدند. کلیه عوامل با فرمت ASCII و لایه نقطه ای (لایه آموزشی) وارد نرم افزار R شدند. برای آموزش مدل های ماشین بردار پشتیبان (SVM) و جنگل تصادفی (RF)، 70 درصد از داده ها (109 واقعه) و برای آزمون 30 درصد (46 واقعه) استفاده شد. ارزیابی مدل RF با منحنی ROC نشان داد که نمره های 972/0 و 949/0 در مراحل آموزش و آزمون را کسب کرده است. اطلاعات مدل RF نشان می دهد که مؤثرترین عوامل شامل جهت شیب، فاصله از آبراهه، فاصله از جاده، درجه شیب و شاخص موقعیت توپوگرافی هستند. نتایج مدل SVM نشان داد که پتانسیل طبقه حساسیت زیاد در حوضه بیشتر از RF است و نمرات AUC به ترتیب 906/0 و 831/0 به دست آمد. نتایج مدل SVM نشان داد که پتانسیل طبقه حساسیت زیاد در حوضه نسبت به پیش بینی مدل RF بیشتر شده است. مؤثرترین عوامل در مدل SVM شامل طبقات ارتفاعی، بارندگی، جهت شیب، فاصله از آبراهه و فاصله از جاده می باشند. مدل SVM در مقایسه با مدل RF عملکردی ضعیفی در پیش بینی نقشه حساسیت زمین لغزش دارد. نتایج دسته بندی سطح خطر در مدل RF، بترتیب خیلی زیاد (19/10%)، زیاد (17/4%)، متوسط (76/10%)، کم (62/15%) و خیلی کم (26/59%) از مساحت حوضه است. در مدل SVM نیز بترتیب سهم طبقات خیلی زیاد 51/5%، زیاد 58/15%، متوسط 33/5%، کم 47/4% و خیلی کم 09/69% محاسبه شده است.