مدل سازی عوامل موثر بر فرسایش شیاری با استفاده از منطق فازی در منطقه احمدآباد مشهد

فرسایش شیاری علاوه بر تخریب خاک و کاهش پتانسیل اکوسیستم های مرتعی، باعث بروز شرایط نامطلوب برای استقرار گیاهان می شود. بنابراین شناخت، مدل سازی و پیش بینی این نوع فرسایش در مدیریت مراتع و منابع طبیعی ضروری به نظر می رسد. ناتوانی بسیاری از مدل های موجود در بررسی ابهامات و عدم قطعیت ها، قیود و متغیرهای زبانی، روابط غیرخطی بین متغیرها، همچنین پیچیدگی و پویایی اکوسیستم های طبیعی، استفاده از منطق فازی را در فرآیندهایی نظیر پیش بینی و مدل سازی فرسایش توجیه پذیر می نماید. با استقرار ترانسکت های 50 متری در دامنه های تپه ماهوری منطقه احمدآباد مشهد با فرسایش شیاری کاملا مشهود، در هر یک از طول های مختلف دامنه، پارامترهای موثر در شکل گیری شیارها شامل: تاج پوشش گیاهی، پوشش سطح زمین، سنگریزه سطح زمین، شن، سیلت و رس موجود در خاک، شیب و اثر مشترک طول شیب و مقدار شیب تعیین شدند. فراوانی شیارها، عرض و عمق آن ها اندازه گیری و اندازه سطح مقطع شیارها با توجه به شکل آن ها، محاسبه شد. نتایج همبستگی پیرسون در سطح معنی داری 5% نشان داد که فراوانی شیارها در واحد طول با پوشش سطح زمین بیشترین ضریب همبستگی را دارا می باشد (3/0-). ضمن آن که سطح مقطع شیارها در واحد طول با اثر مشترک طول شیب و درصد شیب بیشترین همبستگی را دارا است (3/0+). نتایج حاصل از مدل سازی تغییرات عرض، عمق و سطح مقطع شیارها در طول دامنه با استفاده از تابع ریاضی گامای ناقص، نشان داد که با افزایش طول دامنه، میزان متوسط عمق و سطح مقطع شیارها افزایش یافته و متوسط عرض شیارها ابتدا افزایش و پس از آن کاهش می یابد. سپس با استفاده از آزمون گاما، ترکیب بهینه متغیرهای "درصد سنگریزه سطح زمین"، "اثر مشترک طول شیب و درصد شیب" و "درصد سیلت موجود در خاک" به عنوان عوامل ورودی و "سطح مقطع شیار در واحد طول" به عنوان متغیر خروجی (تابع)، به منظور مدل سازی فازی انتخاب شد. 9 ترکیب متنوع از توابع عضویت به منظور فازی سازی متغیرهای ورودی و خروجی با 5 روش غیر فازی ساز با استفاده از روابط ترکیب ماکزیمم- مینیمم فازی مورد سعی و خطا قرارگرفتند، تا مدلی انتخاب شود که علاوه بر کوچک بودن مقدار ipe، از تعمیم پذیری مناسبی نیز برخوردار باشد. نتایج نشان دادند که روش دفازی کوچکترین ماکزیمم (som) کمترین میزان ipe را در مقایسه با سایر روش ها به خود اختصاص داده است. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده، در مدل سازی فرسایش استفاده از توابع نرم تر نظیر توابع گوسی نتایج بهتری نسبت به توابع شارپ و ساده نظیر ذوزنقه و مثلث به دنبال دارد. اگر تنها سادگی مدل مدنظر باشد ترکیب دو تابع ذوزنقه و مثلث از نتایج بهتری نسبت به استفاده از هر یک به تنهایی، برخوردار است. تابع عضویت گوسی با روش دفازی کوچکترین ماکزیمم به عنوان مدل بهینه در پیش بینی فرسایش شیاری در منطقه احمدآباد مشهد انتخاب شد.