دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 5 1 2025 05 22 Comparative analysis of watershed health and sustainability assessment models and indicators with a focus on improving management decision-making تحلیل مقایسه‌ای مدل‌ها و شاخص‌های ارزیابی سلامت و پایداری آبخیز با تمرکز بر بهبود تصمیم‌گیری مدیریتی 1 18 715508 10.22034/iwm.2024.2033191.1160 FA احسان فتحی گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و کویرشناسی، دانشگاه یزد، ایران 0000-0001-7935-2364 علی طالبی گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و کویرشناسی، دانشگاه یزد، ایران 0000-0001-9132-1026 محمد‌رضا اختصاصی گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و کویرشناسی، دانشگاه یزد، ایران 0000-0003-2007-7059 جمال مصفایی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران 0000-0002-6494-5797 Journal Article 2024 06 20 Extended Abstract Introduction: Watershed management refers to a set of actions and methods aimed at protecting and improving the quality and quantity of water and soil resources in these areas. The goal of this management is to reduce soil erosion, control floods, improve water quality, and preserve biodiversity. Assessing the health and sustainability of watersheds is a valuable tool for identifying and determining appropriate management strategies for the various human, ecological, and managerial aspects of the watershed. In this context, various methods and indicators have been developed to assess watershed health and sustainability, allowing for the determination of their health status and sustainability levels. This study aims to review some of the methods and indicators used in assessing watershed health and sustainability, such as the Watershed Sustainability Index (WSI), the Enhanced Water Poverty Index (EWPI), the RRV conceptual model, the PSR framework, and the Watershed Health Assessment Framework (WHAF). Materials and methods: This research, examines and analyzes various indicators and models for assessing the health and sustainability of watersheds. indicators such as the WSI, which includes four sub-indicators; hydrology, environment, life, and policy and the EWPI, which consists of five sub-indicators; resources, access, capacity, use, and environment have been reviewed. Additionally, the Pressure-State-Response (PSR) conceptual model, which utilizes criteria and indicators such as hydrology, human factors, climate, and other related factors, has been analyzed. The RRV model, which combines three indicators; reliability, resilience, and vulnerability to measure the efficiency of a system, has also been examined. Finally, the WHAF index, with its five sub-indicators; hydrology, geomorphology, water quality, connectivity, and biology has been studied. The data required for utilizing these indicators and models are collected from various sources, such as regional water authorities, agricultural organizations, completing questionnaires, and software like RS and GIS. These data include environmental, socio-economic information, and various qualitative aspects, which are essential for a precise and comprehensive assessment of watershed health and sustainability. Results and Discussion: The analysis indicates that each of the presented indicators and models has its own specific strengths and weaknesses and can be utilized under different conditions and for varying objectives. The WSI provides a useful tool for a comprehensive evaluation of watershed sustainability, with the capability to analyze various dimensions of sustainability, including both physical and human aspects. However, the need for precise and extensive data for each sub-indicator is one of the main challenges in using it. The EWPI emphasizes water poverty and resource management, with a stronger focus on economic aspects and access to resources. This index can help identify areas that face challenges in accessing water resources. However, its drawbacks include incomplete coverage of environmental aspects and the lack of consideration for spatial and temporal changes. The PSR model, by integrating various criteria, provides a comprehensive assessment of the pressures on the watershed and the existing management responses. This model is particularly effective in identifying the strengths and weaknesses of watershed management systems and can be utilized as a tool to support managerial decision-making. The RRV model assesses the sustainability of systems based on their ability to cope with changes and threats. This model is well-suited for evaluating the effectiveness of management systems and predicting vulnerable points. The WHAF index provides a comprehensive framework for assessing watershed health. This index is particularly useful for a thorough analysis of the environmental status of the watershed. However, effective use of the WHAF index requires comprehensive and accurate data across all relevant areas. Conclusion: Overall, the findings of this review study indicate that the use of various indicators and models can enhance the understanding of watershed health and sustainability. However, challenges such as data scarcity, the need for extensive spatial and temporal coverage, and the lack of consideration for all environmental aspects in some of these models and indicators are observed. Therefore, the selection of the appropriate indicator or model should be based on the specific conditions of the watershed and the management objectives to achieve the best outcomes. Future research is recommended to evaluate the effectiveness and accuracy of these indicators and models in real-world conditions in various study areas. Such studies could contribute to the further improvement of these tools and enhance their applicability in water resource management and environmental conservation. چکیده مبسوط مقدمه: مدیریت حوزه آبخیز به مجموعه‌ای از اقدامات و روش‌ها اشاره دارد که برای حفاظت و بهبود کیفیت و کمیت منابع آب‌وخاک به کار می‌رود. هدف از این مدیریت، کاهش فرسایش خاک، کنترل سیلاب‌ها، بهبود کیفیت آب و حفظ تنوع زیستی است. ارزیابی سلامت و پایداری آبخیزها ابزار مفیدی برای تعیین و تشخیص راهکارهای مدیریتی مناسب برای بخش‌های مختلف انسانی، بوم‌شناختی و مدیریتی آبخیز است. در این راستا، روش‌ها و شاخص‌های مختلفی برای ارزیابی سلامت و پایداری حوزه آبخیز توسعه یافته‌اند که بر اساس آن‌ها می‌توان درجه‌ی سلامت و سطح پایداری آبخیزها را تعیین نمود. هدف از این پژوهش، مروری بر برخی از روش‌ها و شاخص‌های ارزیابی سلامت و پایداری حوزه آبخیز مانند شاخص پایداری حوزه آبخیز (WSI)، شاخص اصلاح‌شده ‌فقر آبی (EWPI)، مدل مفهومی RRV، مدل مفهوم فشار- وضعیت - پاسخ (PSR) و چارچوب ارزیابی سلامت آبخیز (WHAF) ‌می‌باشد. مواد و روش‌ها: این پژوهش به بررسی و تحلیل شاخص‌ها و مدل‌های مختلف ارزیابی سلامت و پایداری حوزه آبخیز می‌پردازد. در این راستا، شاخص‌های WSI شامل چهار زیرشاخص هیدرولوژی، محیط‌زیست، زندگی و سیاست، و شاخص EWPI شامل پنج زیرشاخص منابع، دسترسی، ظرفیت، استفاده و محیط‌زیست مورد بررسی قرار گرفته‌اند. همچنین، مدل مفهومی PSR که از معیارها و شاخص‌های هیدرولوژی، انسان، اقلیم و سایر عوامل مرتبط استفاده می‌کند، تحلیل شده است. مدل RRV نیز که از سه شاخص پایایی، انعطاف‌پذیری و آسیب‌پذیری به‌صورت ترکیبی برای اندازه‌گیری کارایی یک سامانه بهره می‌گیرد، بررسی گردیده است. درنهایت، شاخص WHAF با پنج زیرشاخص هیدرولوژی، ژئومورفولوژی، کیفیت آب، ارتباط و زیست‌شناسی نیز موردمطالعه قرار گرفته است. داده‌های موردنیاز برای استفاده از این شاخص‌ها و مدل‌ها از منابع مختلفی مانند شرکت آب منطقه‌ای، جهاد کشاورزی، تکمیل پرسش‌نامه‌ها و استفاده از نرم‌افزارهای RS و GIS جمع‌آوری می‌گردد. این داده‌ها شامل اطلاعات محیط‌زیست، اقتصادی-اجتماعی و جنبه‌های کیفی مختلفی می‌باشند که برای ارزیابی دقیق و جامع سلامت و پایداری حوزه آبخیز ضروری هستند. نتایج و بحث: تحلیل‌ها نشان می‌دهد که هر یک از شاخص‌ها و مدل‌های مطرح‌شده دارای نقاط قوت و ضعف خاص خود هستند و می‌توانند در شرایط مختلف و برای اهداف متفاوت به کار گرفته شوند. شاخص WSI ابزار مفیدی برای ارزیابی جامع پایداری حوزه آبخیز ارائه می‌دهد. این شاخص توانایی تحلیل ابعاد مختلف پایداری، ازجمله جنبه‌های فیزیکی و انسانی را دارد، اما نیاز به داده‌های دقیق و گسترده برای هر زیرشاخص، یکی از چالش‌های اصلی استفاده از آن است. شاخص EWPI با تأکید بر فقر آبی و مدیریت منابع آب، بیشتر بر جنبه‌های اقتصادی و دسترسی به منابع تمرکز دارد. این شاخص می‌تواند به شناسایی مناطقی که در دسترسی به منابع آب با مشکل مواجه‌اند، کمک کند. بااین‌حال، عدم پوشش کامل جنبه‌های محیط‌زیستی و تغییرات مکانی و زمانی از معایب این شاخص است. مدل PSR با ترکیب معیارهای مختلف، به ارزیابی جامع از فشارهای وارد بر حوزه آبخیز و پاسخ‌های مدیریتی موجود می‌پردازد. این مدل به‌ویژه در شناسایی نقاط ضعف و قوت سامانه‌های مدیریت حوزه آبخیز مؤثر است و می‌تواند به‌عنوان ابزاری برای پشتیبانی از تصمیم‌گیری‌های مدیریتی به کار رود. مدل RRV ارزیابی پایداری سامانه‌ها را با توجه به توانایی آن‌ها در مقابله با تغییرات و تهدیدات انجام می‌دهد. این مدل به‌خوبی می‌تواند برای ارزیابی کارایی سامانه‌های مدیریتی و پیش‌بینی نقاط آسیب‌پذیر استفاده شود. شاخص WHAF، به‌عنوان یک چارچوب جامع برای ارزیابی سلامت آبخیز به‌ویژه در تحلیل وضعیت محیط‌زیستی حوزه آبخیز مفید است، اما برای استفاده مؤثر نیاز به داده‌های مناسب دارد. نتیجه‌گیری: یافته‌های این مطالعه مروری نشان می‌دهد که استفاده از شاخص‌ها و مدل‌های مختلف می‌تواند به درک بهتر وضعیت سلامت و پایداری حوزه آبخیز کمک کند. بااین‌حال، چالش‌هایی مانند کمبود داده، نیاز به پوشش گسترده مکانی و زمانی، و لحاظ نشدن تمامی جنبه‌های محیط‌زیستی در برخی از این مدل‌ها و شاخص‌ها مشاهده می‌شود. به همین دلیل، انتخاب شاخص یا مدل مناسب باید بر اساس شرایط خاص حوزه آبخیز و اهداف مدیریتی موردنظر انجام شود تا بهترین نتایج حاصل شود. توصیه می‌شود در پژوهش‌های آینده، کارایی و دقت این شاخص‌ها و مدل‌ها در شرایط واقعی مناطق مختلف، ارزیابی گردد تا به بهبود و کاربرد بیشتر این ابزارها در مدیریت منابع آب و حفظ محیط‌زیست کمک کنند.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_715508_f05a0525e55ea0908ca756c48653d890.pdf

دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 5 1 2025 05 22 Variability in Health Zoning due to Applying Different Methods for Averaging Pressure, State, and Response Indices in the Baladeh-e-Noor Watershed, Iran تغییرپذیری پهنه‎بندی سلامت با استفاده از روش‌های محاسبه میانگین شاخص‌های فشار، وضعیت و پاسخ در حوزه آبخیز بلده ‌نور 19 36 715547 10.22034/iwm.2024.2035677.1163 FA سیدحمیدرضا صادقی گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران 0000-0002-5419-8062 ائلناز قابل‌نظام گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران فروغ احمدی نژادباغبان گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران مصطفی ذبیحی سیلابی گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران رضا جمنی گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران Journal Article 2024 07 16 Extended Abstract Introduction: Since the beginning of the industrial revolution, human activities have had a significant impact on climate change and other environmental issues. Based on this, the occurrence of various events caused by human activities, such as land use changes, increased soil erosion, reduced groundwater levels, the expansion of residential and industrial areas in floodplains, and similar cases have increased the destruction of watersheds day by day. is The destruction and confusion of watersheds has led to a decrease in the provision of expected services from watersheds, and in other words, a decrease in ecosystem services. Therefore, the correct evaluation and at the same time the variability of watershed health due to various factors is a vital step in the management and exploitation of ecosystems and showing how the watershed functions. Therefore, in this research, an attempt has been made to evaluate the health status of Balde Noor watershed using problem-oriented and accessible variables. Also, in order to evaluate the effect of different averages on the spatial distribution of watershed health, the health index was calculated using arithmetic, weighted, geometric, summarized, and homogenized averages in Belde Noor watershed in Mazandaran province. Materials and methods: In this research, based on the conditions of the region and the analysis and refinement of the ecological health and security of the region, 36 key criteria were identified from the set of natural, climatic, human and hydrological factors in the form of pressure (P), state (S) and response (R) indicators. . The studied watershed was divided into 18 subwatersheds using SWAT software. In the following, in order to eliminate the variables with internal correlation and in order to avoid errors in the calculations in each sub-watershed, the variables with internal correlation were removed using the variance inflation factor test. After screening and normalizing the selected criteria in exploring the conceptual approach of pressure-situation-response (PSR), arithmetic, geometric, weighted, summarized and composite averages were used. The main and most important central index that shows the balance point and the center of gravity of the society is the average of a society. Among the types of averages, the arithmetic average always has the highest value in terms of quantity, and the average of the coefficients always has the lowest value, and if all the data are the same (equal), all three averages are equal to each other, so the results of different averages are checked and compared with the results. As a result of the field visit, the index of ecological health and security was evaluated. Results and Discussion: Examining the results showed that the ecological security was determined to be 0.58. The health status of the Baladeh-e-Noor Watershed was assessed using various methods, including arithmetic, geometric, weighted, summarized, and harmony means, resulting in values of 0.63, 0.62, 0.62, 0.63, and 0.60, indicating a relatively healthy watershed. When prioritizing sub-watersheds, it was found that sub-watershed 9 consistently ranked last across all methods, while sub-watershed 17 emerged as the top performer in arithmetic, weighted, and summarized averages, and sub-watershed 18 took the lead in geometric and harmonic means. The research results indicated that the geometric mean is more usable than other averaging methods due to its ability to reduce the impact of large numbers and balance the mean. Conclusion: Spatial analysis of the calculated variables indicates that good pasture, population density, and livestock units were the most significant factors influencing the health status of the Baladeh-e-Noor Watershed. The results also revealed spatial variations in health status throughout the watershed, with no significant differences observed when different means were applied. These findings provide a roadmap for future management and conservation efforts within the Baladeh-e-Noor Watershed, inspiring hope for improving its health. To address these findings, it is essential to implement tailored and scientifically sound programs to enhance health outcomes across the watershed. Emphasizing nature-based solutions, cooperative management, and integrated approaches will be crucial in improving the Baladeh-e-Noor Watershed's health. The watershed health index emerges as a valuable tool for evaluating the provision of watershed services based on their capacity. Given the Baladeh-e-Noor Watershed's favorable attributes, such as tourist attractions and a suitable climate, future encroachment, population growth, and expansion of residential areas are inevitable. Therefore, developing and implementing a forward-looking vision for the watershed is imperative, leveraging diverse management strategies, low-impact development practices, and environmental change analysis. This approach will focus on maintaining the health of existing sub-watersheds and transforming unhealthy sub-watersheds into thriving and healthy ecosystems. چکیده مبسوط مقدمه: از آغاز انقلاب صنعتی، فعالیت‌های انسانی تأثیر بسزایی بر تغییرات آب و هوایی و سایر مسائل محیط‎زیستی داشته است. بر این اساس، بروز رخدادهای مختلف ناشی از فعالیتهای انسانی ازجمله تغییرات کاربری اراضی، افزایش فرسایش خاک، کاهش سطح آبهای زیرزمینی، گسترش مناطق مسکونی و صنعتی در پهنههای سیلابی و موارد مشابه روزبه‌روز بر تخریب حوزههای آبخیز افزوده است. تخریب و برهم‎آشفتگی آبخیزها سبب کاهش ارائه خدمات متوقع از آبخیزها و به عبارتی کاهش خدمات بومسازگان را در پی داشته است. از این‌رو ارزیابی صحیح و در عین حال تغییرپذیری سلامت حوزههای آبخیز در اثر عوامل مختلف، گام اساسی حیاتی در مدیریت و بهره‌برداری از بوم‌سازگان و نمایش چگونگی عملکرد آبخیزهاست. لذا در این پژوهش سعی شده است وضعیت سلامت حوزه آبخیز بلده نور با استفاده از متغیرهای مشکل‎محور و قابل دسترس مورد ارزیابی قرار گیرد. همچنین در راستای ارزیابی اثر میانگینهای مختلف بر پراکنش مکانی سلامت آبخیز، شاخص سلامت با استفاده از میانگین‌های حسابی، وزنی، هندسی، خلاصه‎شده و همساز در حوزه آبخیز بلده ‌نور در استان مازندران محاسبه شد. مواد و روش‌ها: در این تحقیق، بر اساس شرایط منطقه و تحلیل و پالایش سلامت و امنیت بوم‌شناسی منطقه، 36 معیار کلیدی از مجموعه عوامل طبیعی، اقلیمی، انسانی و هیدرولوژی در قالب شاخص‌های فشار (P)، حالت (S) و پاسخ (R) شناسایی شد. حوزه آبخیز موردمطالعه با استفاده از نرم افزار SWATبه 18 زیرآبخیز تقسیم‌بندی شد. در ادامه برای حذف متغیرهای دارای همبستگی درونی و بهمنظور جلوگیری از بروز خطا در محاسبات در هر زیرآبخیز، با استفاده از آزمون عامل تورم ورایانس متغیرهای دارای همبستگی درونی حذف شدند. پس از غربال و نرمال‌سازی معیار‌های منتخب در کنکاش رویکرد مفهومی فشار-وضعیت-پاسخ (PSR)، میانگین‌های حسابی، هندسی، وزنی، خلاصه‎شده و هم‌ساز استفاده شد. اصلی‎ترین و مهم ترین شاخص مرکزی که نشان دهنده نقطه تعادل و مرکز ثقل جامعه است، میانگین یک جامعه است. درمیان انواع میانگین‌ها، میانگین حسابی از نظر کمیت همیشه بیشترین مقدار و میانگین هم‌ساز همیشه کمترین مقدار را دارد و اگر تمام داده ها یکسان (برابر) باشند، هر سه میانگین با هم برابر میشوند بنابراین نتایج میانگین‌های مختلف بررسی و در مقایسه با نتایج حاصل از بازدید میدانی، شاخص سلامت و امنیت بوم‌شناختی ارزیابی شد. نتایج و بحث: بررسی نتایج نشان داد که امنیت بوم‌شناختی در حوزه آبخیز برابر با 58/0 به‌دست آمد و وضعیت سلامت حوزه آبخیز بلده نور نیز با میانگین‌های حسابی، هندسی، وزنی، خلاصه‎شده و هم‌ساز در طبقه نسبتاً سالم با مقدار عددی به‌‌ترتیب 63/0، 62/0، 62/0، 63/0 و 60/0 قرار گرفت. از لحاظ اولویت‌بندی زیرآبخیزها نیز، زیرآبخیز 9 در تمامی میانگین‌ها در اولویت آخر قرار گرفت و زیرآبخیز 17 به‌ ترتیب در میانگین‌های حسابی، وزنی و خلاصه‎شده و زیرآبخیز 18 در میانگین‌های هندسی و هم‌ساز در اولویت اول قرار گرفتند. همانطور که نتایج پژوهش نشان داد میانگین هندسی به دلیل کاهش اثر اعداد بزرگ و متعادل کردن میانگین، قابلیت استفاده بیشتری نسبت به سایر میانگینها دارد. نتیجه‌گیری: تغییرات مکانی متغیرهای محاسبه‌شده نشان داد که مرتع خوب به‌عنوان مؤثرترین عامل مثبت و تراکم جمعیت و واحد دامی نیز به‌عنوان مؤثرترین عوامل منفی بر وضعیت سلامت آبخیز بلده نور محسوب می‌شوند. همچنین نتایج بیان‌گر تغییرات مکانی وضعیت سلامت در کل حوزه آبخیز موردمطالعه و عدم اختلاف معنی‎دار حاصل از کاربست میانگین‌های مختلف بوده است؛ بنابراین، برای بهبود سلامت در درجات مختلف باید برنامه‌های مختلف علمی و سازگار به‌کار برده شوند. پیشنهاد می‌شود که راهکارهای مبتنی بر طبیعت، مدیریت مشارکتی و مدیریت سازگار و یکپارچه برای بهبود سلامت آبخیز بلده نور در اولویت قرار گیرند. شاخص سلامت آبخیز می‌تواند به‌عنوان ابزاری مؤثر برای تحلیل موجودیت خدمات آبخیز متناسب با ظرفیت حمل آن‌ها نیز در نظر گرفته شود. همچنین با توجه به وضعیت مناسب حوزه آبخیز بلده نور به لحاظ جاذبههای گردشگری و برخورداری از آب و هوای مناسب، دخل و تصرف بیشتر در منطقه و گسترش مناطق مسکونی و افزایش جمعیت خوشنشین در آینده اجتناب‎ناپذیر خواهد بود. لذا پیشنهاد می‎شود با استفاده از روشهای مختلف مدیریتی، توسعه کم‌پیامد و تحلیل روند تغییرات محیطی چشمانداز آینده این آبخیز با تکیه بر حفظ زیرآبخیزهای سالم و بهبود زیرآبخیزهای ناسالم به سالم طراحی و اجرایی شود.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_715547_19c4815263886a75863e242973536297.pdf

دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 5 1 2025 05 22 An Overview of the Effects of Climate Change on Watersheds and Adaptation Strategies مروری بر اثرات تغییر اقلیم بر حوزه‌های آبخیز و راهکارهای سازگاری با آن 37 58 714827 10.22034/iwm.2024.2026335.1147 FA مریم رضائی محقق بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان کرمان، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، کرمان، ایران 0000-0003-4392-8207 Journal Article 2024 04 12 Extended Abstract Introduction: Climate change and its consequences are significant concerns for Iran and the world, making it essential to assess vulnerability and develop adaptation strategies. Understanding the potential impact of climate change on hydrological processes at the watershed scale is crucial for watershed management decisions, as most measures to mitigate the impacts of climate change on water resources are implemented at this level. A review of research on the effects of climate change on water resources indicates that changes in global climate patterns have significantly impacted precipitation and temperature variations. These changes influence soil erosion through alterations in rainfall intensity, vegetation cover, and surface runoff production. Materials and Methods: The research method is a review, and the tool for data collection is documents and records related to the topic. A broad search of studies in the literature was initially conducted. In the first stage, the search criteria and databases were determined, utilizing databases such as Google Scholar, Elsevier, ScienceDirect, and Springer. The search criterion was the topic of the articles, with keywords including "climate change," "hydrology," "climatic parameters," "mitigation and adaptation," "evapotranspiration," "Greenhouse gases," and "General circulation models". In the second stage, the retrieved articles were categorized and analyzed. A total of 65 articles published in the statistical period (1988 -2024) were examined and reviewed. Results and Discussion: Increased atmospheric CO2 concentrations due to climate change affect the water cycle, as well as the structure and distribution of plants and evapotranspiration. The main concern arising from global warming is that it disrupts the water cycle. Any changes in the rainfall regime and amount, along with variations in temperature and evaporation, affect the nutrition of groundwater. Generally, the groundwater recharge rate will increase in areas experiencing higher rainfall. Studies have shown that the temperature variable will continue to rise in response to global warming until the year 2099 across various countries. Higher temperatures generally lead to an increase in potential evaporation, primarily due to the increased water-holding capacity of the air. According to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), the global average temperature is projected to increase by 1.4 to 5.8 °C by the year 2100, assuming a doubling of atmospheric carbon dioxide concentrations. This rise in temperature is expected to lead to several consequences, including sea level rise, changes in precipitation patterns (up to ±20%), and other alterations in local climate conditions. It is estimated that, during the 20th century, the global average sea level increased by 12-22 centimeters. This rise is primarily attributed to the melting of snow cover and mountain glaciers, both of which have declined on average in both hemispheres. Predictions of future precipitation and runoff in different countries indicate that these variables will not follow a clear trend, with increases in some months and decreases in others. Changes in rainfall regimes and amounts, combined with temperature and evaporation variations, affect groundwater recharge. Generally, areas with higher rainfall will experience an increase in groundwater recharge rates. Conclusion: To mitigate the damages caused by climate change, several actions are essential. These include reducing desertification and deforestation, implementing sustainable forest management practices, increasing carbon storage through forest development, and restoring forests and soils. Land preservation and management, using woody plants to combat runoff and soil erosion, and reducing the frequency of floods and landslides are also crucial. Additionally, replacing new coal-fired power stations with clean and renewable energy sources, such as wind and solar power, is necessary. Agroforestry plays a vital role in providing environmental services. It helps maintain forest functions that support watershed management, reduce greenhouse gas concentrations by absorbing atmospheric CO2 and storing it in plant biomass, and preserve biodiversity. Given its significant benefits, agroforestry is often cited as an example of a "healthy agricultural system. چکیده مبسوط مقدمه: تغییرات اقلیمی و اثرات آن یک نگرانی مهم برای ایران و جهان است؛ بنابراین، ارزیابی آسیب‌پذیری نسبت به تغییرات اقلیمی و توسعه استراتژی‌های سازگاری امری ضروری است. درک تأثیرات پتانسیلی تغییرات اقلیمی بر فرایندهای هیدرولوژیک در مقیاس حوزه آبخیز برای تصمیمات مدیریتی که توسط کارشناسان آبخیزداری انجام می‌شود، بسیار حیاتی است. بیشتر اقدامات برای کاهش تأثیرات تغییرات اقلیمی بر منابع آب در سطح حوزههای آبخیز انجام می‌شود. مروری بر نتایج پژوهش‌های صورت گرفته در زمینه اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب نشان داد که تغییر الگوی اقلیم جهانی ‏بیشتر بر مقدار ‏و تغییرات بارش و درجه حرارت مؤثر بوده و از طریق تغییر شدت بارندگی، پوشش گیاهی، تولید رواناب ‏سطحی و فرسایش خاک را تحت ‏تأثیر قرار می‌دهد.‏ مواد و روش‌ها: روش تحقیق در پژوهش حاضر، به‌صورت مروری و جمع‌آوری اطلاعات، اسناد و مدارک در ارتباط با موضوع است. در مرحله اول پس از تعیین معیارهای موردنظر یک جستجوی ‏وسیع مطالعاتی در پایگاه ‏داده‌های GoogleScholar،Elsevier ‎،‏Science Direct ‎‏ و‎ Springer ‎صورت گرفت. معیار جستجو، موضوع مقالات بود و کلمات کلیدی به‌کار رفته ‏شامل "تغییرات اقلیمی"، "هیدرولوژی"، "پارامترهای اقلیمی"، "تخفیف و سازگاری"، "تبخیر و تعرق" ‏"گازهای گلخانه‌ای" و "مدل‌های گردش عمومی" بودند. در مرحله دوم بررسی ‏مقالات، مقالات دسته بندی و تحلیل گردیدند و ‏65 مقاله در دوره آماری (2024-1988)، موردمطالعه و بررسی قرار گرفتند. نتایج و بحث: افزایش غلظت دی‌اکسیدکربن (‏CO2‎)‏ جو‎ ‎از طریق تغییرات اقلیمی، تأثیراتی بر بیلان آبی و تغییرات در ساختار و توزیع ‏گیاهان و تبخیر و تعرق دارد‎.‎‏ نگرانی اصلی ناشی از گرمایش جهانی این است که چرخه آب را تغییر می‌دهد‎‏. ‏‎هرگونه ‏تغییر در رژیم و مقدار بارندگی، همراه با تغییرات ‏‏دما و تبخیر و تعرق، بر تغذیه آب زیرزمینی تأثیر می‌گذارد. ‏به‌طورکلی، میزان تغذیه آب زیرزمینی در مناطقی که بارندگی افزایش می‌یابد، ‏‏افزایش خواهد یافت. ‏‏مروری بر مطالعات نشان داد که متغیر دما، در پاسخ به گرمایش جهانی تا سال 2099 میلادی، در کشورهای مختلف روند ‏افزایشی خواهد داشت و افزایش دما منجر به افزایش تبخیر پتانسیل ‏می‌شود که مهم‌ترین دلیل آن افزایش ظرفیت نگهداری آب در هوا ‏است. به گزارش هیئت بین‌دولتی تغییر اقلیمی (IPCC)، دمای متوسط جهانی تا سال ۲۱۰۰ با دو برابر شدن غلظت دی‌اکسید کربن در جو بین ۱٫۴ تا ۵٫۸ درجه سانتی‌گراد افزایش خواهد یافت. افزایش سطح دریا، تغییر الگوی بارش (تا ۲۰٪±) و تغییرات دیگر در شرایط آب و هوایی محلی از جمله تبعات افزایش دمای جهانی می‌باشند. تخمین زده شده است که در قرن بیستم، میانگین کلی سطح دریا در مقیاس جهانی 22-1۲ سانتی‌متر افزایش یابد. این افزایش ناشی از ذوب‌شدن پوشش برف و یخچال‌های کوهستانی است (هر دو به طور متوسط در هر دو نیم‌کره کاهش یافته‌اند). نتایج پیش‌بینی بارش و رواناب در کشورهای مختلف برای دوره‌های آتی نیز نشان داد که متغیرهای ذکر شده روند مشخصی نداشته و در بعضی ‏ماه‌ها افزایش و در بعضی از ماه‌ها کاهش خواهند یافت‎.‎‏ هرگونه ‏تغییر در رژیم و مقدار بارندگی، همراه با تغییرات ‏‏دما و تبخیر و تعرق، بر تغذیه ‏آب زیرزمینی تأثیر می‌گذارد و میزان تغذیه آب زیرزمینی در مناطقی که بارندگی افزایش می‌یابد، ‏‏افزایش خواهد یافت.‏ نتیجه‌گیری: از اقدامات کاهش آسیب‌های ناشی از تغییرات اقلیمی به‌عنوان بخشی از فعالیت‌های مدیریت منابع آب‌وخاک می‌توان به کاهش ‏بیابان‌زایی و تخریب جنگل، مدیریت پایدار جنگل، افزایش ذخیره کربن از طریق ‏‏توسعه جنگل، بازسازی جنگل و خاک، حفظ و مدیریت ‏اراضی، استفاده از گیاهان چوبی به‌منظور مقابله با ‏‏رواناب و فرسایش خاک، کاهش در فراوانی سیلاب‌ها و زمین‌لغزش‌ها همچنین ‏می‌توان به جایگزینی نیروگاه‌های سوخت فسیلی با منابع انرژی پاک و تجدیدپذیر (بادی یا خورشیدی) اشاره نمود.‏‏ اگروفارستری کمک ‏بسیار مهمی به خدمات زیست‌محیطی ازجمله‎ ‎حفظ عملکرد جنگل در حمایت از ‏مدیریت آبخیزداری، کاهش غلظت گازهای گلخانه‌ای از ‏طریق جذب دیاکسید کربن در جو و انباشته شدن آن در ‏شکل زیتوده گیاهی و حفظ تنوع زیستی می‌کند. با توجه به اهمیت این نقش، ‏آگروفارستری اغلب به‌عنوان نمونه‌ای از "سیستم کشاورزی سالم" استفاده می‌شود.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_714827_3f20205ddd85eefa67fc37c32f1edcc2.pdf

دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 5 1 2025 05 22 Dynamic Analysis of Organizational Stakeholders' Cohesion and Determination of Land Governance Systems: Application of Social Network Analysis تحلیل پویایی انسجام سازمانی و تعیین نظام حکمرانی سرزمین: کاربرد تحلیل شبکه‌ی اجتماعی 59 78 715082 10.22034/iwm.2024.2034030.1162 FA مهدی قربانی گروه احیای مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران 0000-0001-6891-8369 سید امیر حسین گرکانی گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران 0009-0000-9868-1585 صدیقه غفاری گروه احیای مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران 0009-0006-6497-3903 لیلا عوض‌پور گروه حکمرانی امورزیربنایی، دانشکده حکمرانی، دانشگاه تهران، تهران، ایران 0009-0001-2896-291X مجید رحیمی مؤسسه کسب و کار اجتماعی دانشگاه تهران، تهران، ایران 0000-0002-6796-4328 Journal Article 2024 06 27 Extended Abstract Introduction: Land governance deals with how resources are utilized and responsibilities are distributed among various individuals and groups in managing the land. Achieving sustainable land governance requires organizational cohesion and a robust structure for information exchange. As a social-ecological system, land governance emphasizes the holistic approach, highlighting the interactions and cooperation among various elements (political, social, economic, and administrative). The governance regime is the institutional framework within which land governance operates, including the interdependencies of institutions and their roles in managing land resources (water and soil). This study aims to analyze the dynamics of organizational cohesion and determine the governance regime in the governance system of Gachsaran County before and after the implementation of the Development and Advancement Plan of the Rural Constellation. Materials and Methods: In this study, organizations involved in the Development and Advancement Plan of the Rural Constellation in Gachsaran County were identified. The level of cooperation, coordination, and power distribution were assessed using density and centralization indices in social network analysis. The Organizations were categorized into subgroups based on their institutional roles, including “protective, intermediary, developmental” and “agricultural and natural resources, infrastructure and development, culture and education, welfare and social services, monitoring and security.” The density of all sungroups and the ratio of intra-group and extra-group relations (E-I) at micro, macro, and meso levels of the network were calculated. Using the degree centrality index, the distribution of information receipt and transmission within the network was analyzed. Finally, the type of land governance regime in the region, before and after the project implementation, was determined. Results and Discussion: The implementation of the Development and Advancement Plan of the Rural Constellation led to a significant improvement in network density, indicating increased cooporation, coordination, and organizational cohesion. Examining subgroup density and the ratio of intra-group and extra-group relations (E-I) in various groupings revealed that the project has enhanced inter-group cooperation and interactions. The highest density was found in the protective, agricultural and natural resources, and monitoring and security subgroups. Notably, after the project’s implementation, the protective, culture and education, and infrastructure and development subgroups significantly increased their cooperation. However, there remains a need to strengthen internal and inter-organizational cooperation among intermediary organizations. The distribution of degree centrality, with increased average and median in both in-degree and out-degree centrality, reflects an increase in organizational connections and influence. Despite the overall increase in activities, the constant maximum and minimum outgoing degree centrality confirm that some organizations still engage in minimal activities. The increase in the minimum and first quartile values in the overall and in-degree centrality box plot charts shows an improvement in the organizations with the fewest previous connections, while the increase in third quartile indicates further strengthening of more active organizations. These results demonstrate that disparties and inequalities in access to information and collaboraton tools have decreased after the project, with all network levels benefiting from the project. Moreover, the reduction in network centralization reflects a more balanced distribution of authority and access to information and resources within the network. The determination of the governance regime indicated a shift from a fragmented to a polycentric regime, signifying increased cooperation and coordination among organizational stakeholders. Conclusion: This research demonstrated that the implementation of the Development and Advancement Plan of the Rural Constellation had positive impacts on the land governance network and organizational cohesion. The increase in density and decrease in centralization indices after the project indicate improved interactions, information exchange, and collaboration among organizations. These changes enhanced organizational cohesion and transformed the governance regime from a fragmented and uncoordinated regime to a polycentric regime. A more balanced distribution of power and information, along with access to collaboration tools and organizational synergy, can lead to sustainable development and enhance the efficiency of the governance system. This research emphasizes that there is no one-size-fits-all solution for governance systems, and they should be designed according to specific conditions. The approach used in this study can be applied to evaluate the effectiveness of future projects. Future research should focus on a more detailed examination of inter-organizational interactions and the long-term impacts of these projects. چکیده مبسوط مقدمه: حکمرانی سرزمین به چگونگی بهره‌برداری از منابع و توزیع مسئولیت‌ها توسط افراد و گروه‌های مختلف در مدیریت سرزمین می‌پردازد. دستیابی به حکمرانی پایدار سرزمین نیازمند وجود انسجام سازمانی و ساختار منسجم تبادل اطلاعات است. نظام‌ حکمرانی سرزمین به‌عنوان یک نظام‌ اجتماعی-اکولوژیک، بر ماهیت کل‌نگر حکمرانی سرزمین و نحوه تعامل و همکاری عناصر مختلف (سیاسی، اجتماعی، اقتصادی و اداری) با یکدیگر تأکید دارد. رژیم حکمرانی چهارچوب نهادی است که حکمرانی سرزمین در آن عمل می‌کند و شامل وابستگی‌های متقابل نهادها و نقش آن‌ها در مدیریت منابع سرزمین (آب و خاک) است. هدف این مطالعه، تحلیل پویایی انسجام سازمانی و تعیین نظام حکمرانی شهرستان گچساران با استفاده از روش تحلیل شبکه اجتماعی در دو مرحله قبل و بعد از اجرای طرح آبادانی و پیشرفت منظومه‌های روستایی است. مواد و روش‌ها: در این پژوهش، سازمان‌های مرتبط با طرح آبادانی و پیشرفت منظومه‌های روستایی در شهرستان گچساران، شناسایی و میزان همکاری، هماهنگی و توزیع قدرت با استفاده از شاخص‌های تراکم و تمرکز در روش تحلیل شبکه‌های اجتماعی، ارزیابی شد. همچنین، سازمان‌ها بر اساس نقش‌های نهادی به زیرگروه‌های مختلفی تقسیم شدند که شامل «حفاظتی، واسطه‌ای، توسعه‌ای» و «کشاورزی و منابع طبیعی، زیرساخت و توسعه، فرهنگ و آموزش، رفاه و خدمات اجتماعی، نظارت و امنیت» می‌باشند. میزان تراکم در تمام زیرگروه‌ها و نسبت پیوندهای بیرونی به درونی در سطح خرد، کلان و میانی شبکه محاسبه شد. با استفاده از شاخص مرکزیت درجه، میزان پراکنش دریافت و ارسال اطلاعات در شبکه بررسی و نوع رژیم حکمرانی سرزمین در بعد و قبل از اجرای طرح تعیین شد. نتایج و بحث: اجرای طرح آبادانی و پیشرفت منظومه‌های روستایی منجر به بهبود قابل‌توجهی در شاخص تراکم شبکه شده است که نشان‌دهنده افزایش همکاری، هماهنگی، و انسجام سازمانی است. بررسی تراکم زیرگروه‌ها و شاخص نسبت پیوندهای برون گروهی به درون گروهی در گروه‌بندی‌های مختلف نشان داد که اجرای طرح، بهبود همکاری‌ها و تعاملات بین‌گروهی را به همراه داشته است. بیشترین تراکم در زیرگرو‌های حفاظتی، کشاورزی و منابع طبیعی و نظارت و امنیت مشاهده شد. به‌طور خاص، پس از اجرای طرح، زیرگروه‌های حفاظتی، فرهنگ و آموزش و زیرساخت و توسعه، همکاری‌های خود را به‌طور قابل‌توجهی افزایش داده‌اند. همچنین نیاز به تقویت همکاری داخلی و بین‌سازمانی در سازمان‌های واسطه‌ای همچنان وجود دارد. توزیع شاخص مرکزیت درجه با افزایش میانگین و میانه مرکزیت درجه ورودی و خروجی نشان‌دهنده افزایش ارتباطات و تأثیرگذاری سازمان‌ها است. با وجود افزایش سطح کلی فعالیت‌ها، ثابت ماندن بیشینه و کمینه مرکزیت درجه خروجی تأیید می‌کند که برخی سازمان‌ها همچنان کمترین فعالیت‌ها را دارند. افزایش مقادیر کمینه و چارک اول در نمودار مرکزیت درجه کلی و ورودی نشان‌دهنده بهبود وضعیت سازمان‌هایی است که در گذشته کمترین ارتباطات را داشته‌اند، درحالی که افزایش چارک سوم نیز نشان‌دهنده تقویت بیشتر سازمان‌های فعال‌تر است. این نتایج نشان داد که تفاوت‌ها و نابرابری‌ها در دسترسی به اطلاعات و ابزارهای همکاری پس از اجرای طرح کاهش یافته و همه سطوح شبکه از مزایای طرح بهره‌مند شده‌اند. همچنین کاهش تمرکز شبکه، توزیع متوازن‌تر اقتدار و دسترسی به اطلاعات و منابع در شبکه را نشان می‌دهد. نتایج تعیین رژیم حکمرانی نشان داد که نوع رژیم از چندپاره به چندمرکزی تغییر یافته است، که این تغییر نشان‌دهنده افزایش همکاری و هماهنگی بین دست‌اندرکاران سازمانی است. نتیجه‌گیری: اجرای طرح آبادانی و پیشرفت منظومه‌های روستایی تأثیرات مثبتی بر شبکه حکمرانی سرزمین و انسجام سازمانی داشته است. افزایش شاخص تراکم و کاهش شاخص تمرکز پس از اجرای طرح، نشان‌دهنده بهبود تعاملات، تبادل اطلاعات و همکاری بین سازمان‌ها بوده است. این تغییرات موجب تقویت انسجام سازمانی و تبدیل رژیم حکمرانی از یک رژیم ناهماهنگ و چندپاره به رژیم چندمرکزی شده است. در توزیع متوازن‌تر قدرت و اطلاعات، دسترسی به ابزارهای همکاری و هم‌افزایی سازمانی می‌تواند به توسعه پایدار منجر و به افزایش کارایی نظام حکمرانی کمک کند. از طرفی، پژوهش تأکید می‌کند که هیچ راه‌حل قطعی و یکسانی برای همه نظام‌های حکمرانی وجود ندارد و سیستم‌ها باید با توجه به شرایط خاص طراحی شوند. رویکرد انجام شده در این پژوهش می‌تواند برای ارزیابی اثربخشی طرح‌های آینده استفاده شود. پیشنهاد می‌شود که پژوهش‌های آینده به بررسی دقیق‌تر تعاملات بین سازمان‌ها و تأثیرات طولانی‌مدت این طرح‌ها بپردازند.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_715082_3a888d8ca7d90242d349d6d234e2d7f2.pdf

دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 5 1 2025 05 22 Predicting the Effect of Biological Measures on Flood Generation in the Behesht Abad Watershed using Machine Learning Methods پیش‌بینی اثر اقدامات بیولوژیک بر سیل‌خیزی حوزه آبخیز بهشت‌آباد با استفاده از روش‌های یادگیری ماشین 79 96 715671 10.22034/iwm.2024.2032264.1159 FA فریبا دارابی گروه علوم و مهندسی آبخیز، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران علی نجفی نژاد گروه علوم و مهندسی آبخیز، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران 0000-0001-7577-7007 حمیدرضا پورقاسمی گروه منابع طبیعی و مهندسی محیط زیست، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران امیر سعدالدین گروه علوم و مهندسی آبخیز، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران Journal Article Extended Abstract Introduction: Flood events are among the most significant natural disasters, causing substantial damage each year in Iran. One effective approach in watersheds for mitigating the consequences of flooding is the implementation of watershed management operations. Moreover, evaluating the effects of each operation is crucial. In natural disaster management, particularly in the case of floods, timing is the most critical factor. This underscores the need for a rapid response model to facilitate precautionary actions and early warnings. Numerous studies have been conducted to measure and classify the effects of floods from various perspectives. Generally, the damages are evaluated both directly and indirectly in flood impact assessments. Advances in various fields of artificial intelligence, especially in water resources, have made these technologies viable options for modeling hydrological and hydraulic processes. Consequently, the present research employs machine learning methods to predict the impact of water management measures on floods in the Behesht Abad watershed. Materials and methods: The main focus of this research is to simulate the effects of watershed operations using machine learning methods in the Behesht Abad watershed. Discharge and rainfall data from 1999 to 2020 were used. Effective factors in flood occurrence, including canopy cover, soil, and topography, were analyzed in ArcGIS using satellite imagery, GEE, and field surveys. Furthermore, the effects of watershed management actions, particularly biological operations, were simulated using Support Vector Machine (SVM) and Random Forest (RF) models. In summary, discharge flow predictions were made based on a dataset comprising 7,850 records, with 70% (5,495 records) used for model training and 30% (2,355 records) for testing. Biological measures such as mounding, sowing, seeding, and seedling were simulated to assess their impact on flow rates. By implementing these predicted biological plans in the studied watershed, changes in vegetation and land use parameters were modeled. The predicted layers were then used to update numerical values related to vegetation cover, including the NDVI index and land use, which were recalculated and integrated into the modeling process. Results and Discussion: In this watershed, the SVM simulation indicated that the highest discharge flow occurred in 2003, reaching approximately 500 m³/s. According to the RF simulation, this value increased to 520 m³/s in 2016. The results demonstrate that biological operations reduce discharge flow and have the least impact on peak discharge flow. A comparison between SVM and RF revealed that SVM performed better in discharge flow prediction. Based on the results, the R² values for the training and testing phases were 0.96 and 0.89, respectively, while the NTS values for the training and testing phases were 0.95 and 0.86, respectively. Conclusion: The role of biological watershed management measures in reducing surface runoff and their effect on flood variables, particularly through their influence on the watershed's concentration time and curve number, is undeniable. It is also essential to examine the impact of these measures on the watershed's hydrological processes. The results indicate that applying machine learning models is a cost- and time-effective approach for discharge flow estimation, flood management, and flood control in planning and projects. By leveraging these methods, communities and governments can enhance flood preparedness, improve management strategies, and ultimately reduce the impact of flooding events on human lives and infrastructure. چکیده مبسوط مقدمه: سیل یکی از انواع بلایای طبیعی است که هر ساله موجب ایجاد خسارات زیادی در ایران می‌شود. اجرای اقدامات آبخیزداری در سطح حوزه‌های آبخیز، یکی از راهکارهای موثر در مدیریت سیل و جلوگیری از خسارات ناشی از آن است. از طرفی بررسی میزان تأثیر این اقدامات بر فرآیندهای هیدرولوژیک حوزه آبخیز اجتناب‌ناپذیر است. در مدیریت مخاطرات طبیعی به‌ویژه در مدیریت سیل، زمان یکی از مهمترین عوامل است، بهعبارتی مدل بهکار گرفته شده باید توانایی مدل‌سازی یا شبیه‌سازی در کوتاه‌ترین زمان ممکن را دارا باشد تا به اقدامات پیشگیرانه و هشدار اولیه کمک نماید. مطالعات زیادی به منظور اندازه‌گیری و طبقه‌بندی اثرات سیل از دیدگاه‌های مختلف انجام شده است. در همین راستا پیشرفت در زمینه‌های مختلف هوش مصنوعی مخصوصاً در زمینه مطالعات مربوط به منابع آب موجب شده که بهعنوان گزینه مناسب برای مدل‌سازی فرآیندهای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی مورد توجه قرار گیرند. بر همین اساس پژوهش حاضر با هدف پیش‌بینی اثر اقدامات آبخیزداری بر سیلخیزی حوزه آبخیز بهشت‌آباد با استفاده از روش یادگیری ماشین برنامه‌ریزی شد. مواد و روش‌ها: داده‌های مورد استفاده شامل دبی و بارش در دورههای 1399-1378 بود. عوامل مؤثر بر سیل ازجمله پوشش گیاهی، خاک و توپوگرافی نیز با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، سامانه گوگل ارث انجین و مطالعات میدانی در محیط نرم‌افزار ArcGIS تهیه شد. همچنین تاثیر اقدامات آبخیزداری شامل عملیات بیولوژیک با مدل‌های ماشین بردار پشتیبان (SVM) و جنگل تصادفی (RF) شبیه‌سازی شد. بهطور کلی پیش‌بینی دبی جریان بر اساس مجموعه داده‌های موجود (7850 سری) در دو دسته داده‌های آموزش مدل (Train) شامل 70 درصد داده‌ها (5495 سری) مربوط به دوره 1378 تا 1393 و داده‌های آزمون مدل (Test) شامل 30 درصد داده‌ها (2355 سری) در دوره 1393 تا 1399 انجام شد. براساس مطالعات تفصیلی-اجرایی صورت گرفته، اقدامات بیولوژیک شامل کپه‌کاری، بذکاری، بذرپاشی و نهالکاری شبیه‌سازی شد و اثر اقدامات بیولوژیک بر دبی جریان، در نظر گرفته شد. بنابراین با انجام طرح‌های بیولوژیک پیش‌بینی شده در سطح حوزه‌ آبخیز مورد مطالعه، پارامترهای پوشش گیاهی و کاربری اراضی، تغییر نموده و از لایه‌های پیش‌بینی شده استفاده شد، لذا مقادیر عددی مربوط به پوشش گیاهی حوضه ازجمله شاخص NDVI و کاربری اراضی در پیکسل‌هایی که عملیات پیشنهاد شده بود، تغییر داده شد که مقادیر آنها مجدداَ محاسبه و وارد فرآیند مدل‌سازی گردید. نتایج و بحث: بیشترین میزان دبی شبیه‌سازی شده در حوضه با مدل‌های ماشین بردار پشتیبان (SVM) و جنگل تصادفی (RF) به‌ترتیب حدود 500 و 520 مترمکعب بر ثانیه بوده که در سال‌‌های 1383 و 1395 رخ داده است. نتایج نشان داد اقدامات بیولوژیک حجم دبی جریان را کاهش داده و اثر کمتری بر مقدار دبی اوج داشته است. مقایسه نتایج دو مدل SVM و RF نشان داد که مدل SVM عملکرد بهتری نسبت به مدل RF در پیش‌بینی دبی جریان رودخانه داشته است بهنحویکه طبق نتایج بهدست آمده از مدل SVM، مقدار ضریب تببین در مرحله آموزش و آزمون بهترتیب برابر 96/0 و 89/0 بوده است. همچنین مقدار شاخص نش-ساتکلیف برای مرحله آموزش برابر 95/0 و برای مرحله آزمون برابر با 86/0 میباشد. نتیجه‌گیری: نقش اقدامات آبخیزداری به‌صورت بیولوژیک در حوزه‌های آبخیز در کاهش میزان رواناب سطحی و اثرگذاری آن بر متغیرهای سیل، از طریق تأثیر آن‌ها بر زمان تمرکز و شماره منحنی حوزه آبخیز امری غیرقابل انکار است. از طرفی بررسی میزان تأثیر این اقدامات بر فرآیندهای هیدرولوژیک حوزه آبخیز اجتناب‌ناپذیر است. براساس نتایج، استفاده از مدل‌های یادگیری ماشین گزینه مناسبی برای صرفه‌جویی در وقت و هزینه‌ طرح‌ها و پروژه‌های پیش‌بینی جریان روخانه و جریان سیلی و کنترل و مدیریت سیل در حوزه‌های آبخیز می‌باشند. می‌توان اظهار نمود پیش‌بینی سیل با استفاده از روش‌های مبتنی بر هوش مصنوعی می‌تواند در زمان و هزینه به‌صرفه باشد و با آموزش صحیح مدل و استفاده از دادههای جامع پیش‌بینی دقیق‌تری ارائه داشت.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_715671_c2fa6a33214be13cfbc2150b1e1f018a.pdf

دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 5 1 2025 05 22 Comparison of the Facebook's Prophet, Thornthwaite, and Blaney-Criddle Models for Daily Evapotranspiration Time Series Forecasting (Case Study: Aleshtar County) مقایسه مدل‌های Facebook’s Prophet، Thornthwaite و Blaney-Criddle در پیش‌بینی سری‌های زمانی تبخیر و تعرق روزانه (مطالعه موردی: شهرستان الشتر) 97 111 716581 10.22034/iwm.2024.2037072.1168 FA حافظ میرزاپور گروه مهندسی مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران. 0000-0003-3323-6813 علی حقی زاده گروه مهندسی مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران. 0000-0002-0928-827X شکوفه حسنوند گروه مهندسی مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران. لیلا قاسمی گروه مهندسی مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران. Journal Article 2024 07 29 Extended Abstract Introduction: Evapotranspiration is one of the most important components of the hydrological cycle. However, due to its complexity, it is difficult to estimate as it can be influenced by numerous factors. Estimating evapotranspiration is crucial for studies such as water resources management and global climate change. In this research, due to the high importance of evapotranspiration estimation, modeling and forecasting of evapotranspiration values in the city of Aleshtar and the selection of the most suitable model were addressed. Materials and methods: In this study, evapotranspiration was simulated using the Blaney-Criddle and Thornthwaite methods, as well as Facebook's Prophet model. Facebook's Prophet model is available in both R and Python programming languages. In the Facebook's Prophet model, the evaporation trend is determined on a weekly, seasonal, and annual basis. For this purpose, the data used in this study were obtained from the Aleshtar weather station for the statistical period of 2017-2023. Initially, the trend of evapotranspiration was investigated using the Mann-Kendall test. Subsequently, the Blaney-Criddle, Thornthwaite, and Facebook's Prophet models were run using the average temperature. Finally, evaluation criteria were used to assess the performance of the models and determine the most suitable one. These criteria included the root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAE), coefficient of determination (R²), Nash-Sutcliffe efficiency (NSE), Pearson correlation coefficient (Pearson's r), and Willmott's index of agreement (d). Results and Discussion: Analysis of the time series of precipitation, mean temperature, and mean relative humidity data in relation to evapotranspiration revealed that despite fluctuations in the time series of these factors, there was an increasing trend in mean temperature and mean precipitation; and the evapotranspiration data exhibited an upward trend, indicating an increase in evapotranspiration over the study period. Model performance evaluation results showed that Facebook's Prophet model performed best with the lowest root mean square error (RMSE=1.33), mean absolute error (MAE=0.79), highest coefficient of determination (R²=0.88), Nash-Sutcliffe efficiency (NSE=0.88), Willmott's index of agreement (d=0.967), and Pearson correlation coefficient (Pearson's r = 0.939) compared to other models. The results showed that the mean actual evapotranspiration, as well as the simulated evapotranspiration using the Blaney-Criddle, Thornthwaite, and Facebook's Prophet model methods during the statistical period were 4.06, 5.28, 5.26, and 4.11 mm, respectively. Facebook's Prophet model provided the closest simulation of evapotranspiration compared to the observed values. The Mann-Kendall test confirmed an increasing trend in the data, suggesting a rise in evapotranspiration over the statistical period. Additionally, it was observed that the time series data for the Blaney-Criddle method and Facebook's Prophet model exhibited a relatively regular trend, while the Thornthwaite method showed an irregular trend in evapotranspiration data over time. According to the Facebook's Prophet model, evapotranspiration reached its peak during the dry months, from early July to early October, and was at its lowest during the cold months of January, February, and March. Additionally, a weekly analysis revealed that the highest and lowest evaporation and transpiration rates occurred on Tuesday and Fridays, respectively. Based on the research findings, the performance of the Blaney-Criddle and Thornthwaite methods is very similar. Conclusion: Based on the results, it can be concluded that due to the suitable accuracy of the Facebook's Prophet model in predicting evapotranspiration, this model can be used in future studies as well. Additionally, based on the results, the one-year forecast trend indicated that the increase in evapotranspiration in Aleshtar County will continue. Therefore, careful planning is necessary to mitigate evapotranspiration. The findings of this research can also be applied to optimize water management strategies. چکیده مبسوط مقدمه: تبخیر و تعرق یکی از مهم‌ترین اجزای چرخه هیدرولوژیکی است، اما به دلیل پیچیدگی، تخمین آن دشوار است، زیرا تحت تأثیر عوامل متعددی قرار گیرد. برآورد تبخیر و تعرق در انجام مطالعاتی از قبیل کنترل و مدیریت منابع آبی و تغییر اقلیم جهانی بسیار حائز اهمیت است. در پژوهش حاضر، به دلیل اهمیت بالای برآورد تبخیر و تعرق، به مدل‌سازی و پیش‌بینی مقادیر تبخیر و تعرق در شهرستان الشتر و انتخاب مناسب‌ترین مدل پرداخته شد. مواد و روش‌ها: در این پژوهش شبیه‌سازی تبخیر و تعرق با استفاده از روش‌های Blaney-Criddle، Thornthwaite و مدل Facebook’s Prophet انجام شد. مدل Facebook’s Prophet در زبان‌های برنامه‌نویسی R و Python قابل دسترس می‌باشد. در مدل Facebook’s Prophet روند تبخیر و تعرق به صورت هفتگی، فصلی و سالانه تعیین می‌شود. به همین منظور داده‌های مورد استفاده در این پژوهش برای دوره آماری 1402-1396 از ایستگاه هواشناسی شهرستان الشتر دریافت شد. در ابتدا روند تبخیر و تعرق با استفاده از آزمون من-کندال مورد بررسی قرار گرفت. سپس با استفاده از دمای میانگین روش‌های Blaney-Criddle، Thornthwaite و مدل Facebook’s Prophet اجرا شدند. نهایتاً، معیارهای بررسی عملکرد مدل‌ها جهت تعیین مناسب‌ترین مدل مورد ارزیابی قرار گرفتند. این معیارها شامل پارامترهای میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطای مطلق (MAE)، ضریب تعیین (R2) ضریب نش ساتکلایف (NSE) ضریب همبستگی پیرسون (Pearson's r) و شاخص توافق ویلموت (d) بودند. نتایج و بحث: با بررسی روند سری زمانی داده‌های بارش، دمای میانگین و رطوبت میانگین هوا نسبت به تبخیر و تعرق مشخص گردید که با وجود نوسان در سری زمانی این عوامل، روند افزایشی میانگین دما و همچنین روند افزایشی میانگین بارندگی دیده می‌شود و روند داده‌های تبخیر و تعرق بهصورت صعودی بوده و تبخیر و تعرق در طی سالیان مورد پژوهش در حال افزایش است. نتایج ارزیابی عملکرد مدل‌ها نشان داد که مدل Facebook’s Prophet با میانگین مربعات خطا (RMSE=1.33)، میانگین خطای مطلق (MAE=0.79)، ضریب تعیین (R2=0.88)، ضریب نش ساتکلایف (NSE=0/88)، شاخص توافق ویلموت (d=0/967) و ضریب همبستگی (Pearson's r = 0.939) بهتر نسبت به سایرمدلها، دارای بهترین عملکرد بود. نتایج نشان دهنده‌ی این بود که میانگین تبخیر و تعرق واقعی و همچنین شبیه‌سازی شده با استفاده از روش‌های Blaney-Criddle، Thornthwaite و مدل Facebook’s Prophet در طی دوره آماری بهترتیب برابر با 06/4، 28/5، 26/5 و 11/4 میلی‌متر می‌باشد. مدلFacebook’s Prophet نزدیک‌ترین شبیه‌سازی تبخیر و تعرق را نسبت به مقادیر مشاهداتی داشت. آزمون من-کندال نشان داد که روند داده‌ها صعودی است و تبخیر و تعرق در طول دوره آماری در حال افزایش می‌باشد. علاوه براین سری زمانی مشاهده شده در روش‌های Blaney-Criddle و مدل Facebook’s Prophet از روند تغییرات تقریباً منظمی برخوردارند، درحالی که در روش Thornthwaite داده‌های تبخیر و تعرق در طول سری زمانی روند نامنظمی داشتند. براساس نتایج مدل Facebook’s Prophet، تبخیر و تعرق در ماه‌های خشک سال از اوایل تیرماه تا اوایل مهرماه بیشترین حد خود را داشته و در ماه‌های سرد سال از قبیل دیماه، بهمنماه و اسفندماه دارای پایین‌ترین حد خود بودند. همچنین بر اساس بررسی هفتگی مشخص گردید که در روز سه‌شنبه و جمعه بهترتیب بیشترین و کمترین تبخیر و تعرق اتفاق افتاده است. براساس نتایج تحقیق، عملکرد روش‌های Blaney-Criddle و Thornthwaite بسیار به یکدیگر نزدیک است. نتیجه‌گیری: براساس نتایج به دست آمده می‌توان نتیجه‌گیری کرد که با توجه به دقت مناسب مدل Facebook’s Prophet در پیش‌بینی تبخیر و تعرق، می‌توان در مطالعات آتی نیز از این مدل استفاده کرد. همچنین براساس نتایج حاصل، روند یکسال پیش‌بینی داده‌ها نشان داد که افزایش تبخیر و تعرق در شهرستان الشتر ادامه خواهد داشت. لذا به منظور کاهش تبخیر و تعرق بایستی برنامه‌ریزی‌های دقیق صورت گیرد. همچنین می‌توان از نتایج پژوهش حاضر در برنامه‌ریزی برای استفاده بهینه از آب استفاده کرد.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_716581_aa9cc766835d7513e423d8a0354c068b.pdf

دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 5 1 2025 05 22 Zoning forest fire risk in semi-arid oak forests of Zagros using fuzzy hierarchical model (FAHP) پهنه‌بندی خطر آتش‌سوزی جنگل به روش تحلیل سلسله مراتبی فازی در جنگل‌های نیمه‌خشک بلوط زاگرس 112 128 716987 10.22034/iwm.2024.2038521.1171 FA نگین بزرگمهر گروه محیط زیست، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران. کتایون ,ورشوساز گروه محیط زیست، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران. 0000-0002-3413-1610 سینا عطارروشن گروه محیط زیست، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران. 0000-0002-0041-2473 سولماز دشتی گروه محیط زیست، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران. ندا اورک گروه محیط زیست، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران. Journal Article 2024 08 16 Extended Abstract Introduction: Today, the phenomenon of forest fires threatens much of the world's forests and the livelihoods of local people. Fire is the main cause of disturbances in forest ecosystems around the world. The results of some studies have shown that various ecological and climatic factors have led to changes in the extent and intensity of forest fire. By reviewing past studies, it can be said that in most of these cases, various environmental factors are used to evaluate fire risk potential, and most of them use the AHP to weigh these indices and emphasize assigning appropriate weight to environmental variables. Hence, a model that provides good results by assigning appropriate weight to the environmental variables effective on the occurrence of fire is very important. Therefore, this study aimed to identify the more critical areas threatened by fire which can be an effective help in controlling and managing future burns. Materials and methods: Dehdez is in a mountainous area of the Zagros. This area with an approximate area of 1480 km² has a population of more than 19351 people who live in 147 villages. For this study the fire statistics from 2011 to 2021 were prepared by Natural Resources and Watershed Management institute of Khuzestan Province. Then by field measurement, the range of the areas that had the largest fire and frequency was registered, and its digital map was prepared. The recorded points were placed on the fire risk potential map based on FAHP. The inverse distance weighed interpolation method was used by GIS to prepare a digital map of climate data. The map related to these factors was classified and their final map was prepared. Based on the research and as much as possible, all the factors affecting the fires in the study area, including 12 factors of height above sea level, slope, direction, land use/land cover, average annual rainfall, average maximum monthly temperature , density of population centers, distance from roads, distance from water resources, distance from agricultural fields and gardens, wind speed and vegetation type of the area were considered . Results and Discussion: The results showed that the man-made criterion with a weight of 0.7869 is in the priority, the climatic criterion with a weight of 0.1044 is in the second priority, the ecological criterion is in the third priority with a weight of 0.0896, and the topographic criterion is in the fourth priority with a weight of 0.0191. The prioritization of topographic sub-criteria showed that the slope percentage (0.5644) is preferable to other sub-criteria. Among the man-made sub-criteria, it was also found that the distance from agricultural land (0.62), among the climatic sub-criteria, average precipitation (0.5238) and in the examination of the ecological sub-criteria, it was also found that the forest density (0.8562) compared to other Sub-criteria are preferred. Finally, the area studied has a high potential for fire, as per the map prepared, 69.94% of the area is under high and very high fire risk. Conclusion: The risk of fire threatens forests, Rangeland, agricultural lands, and other uses in the region, so the map obtained can be used as a guide for fire management in areas with high risk and density of forces and facilities in these areas. Designing, constructing, and forecasting installing warning signs in the region, organizing people’s visits of the forest, and expanding the quality and quantity of the created resorts are effective measures to control the destructive phenomenon of forest fire. Given the great effect of land use on forest fires in the region, it is suggested that the constructions and the change in land use from forest use to agricultural use receive more attention from the relevant Institutes, especially the Natural Resources Institute. Also, it is suggested to hold training classes for the villagers and firemen to teach how to put out the fire and use the fire extinguishers correctly and quickly, carry out social forestry activities with the help of villagers and forest dwellers for preventing the occurrence and spread of fire. چکیده مبسوط مقدمه: امروزه آتشسوزی جنگلها بخش بزرگی از جنگلهای جهان و زندگی ساکنان را تهدید کرده است. آتش سوزی عامل اصلی اختلال در اکوسیستمهای جنگلی در سراسر جهان است. نتایج برخی از مطالعات نشان داده است که عوامل مختلف اکولوژیکی و اقلیمی منجر به تغییر در وسعت و شدت آتش سوزی جنگلها شده است. با مروری بر مطالعات گذشته میتوان گفت که در اغلب این موارد از عوامل محیطی مختلفی برای ارزیابی پتانسیل خطر آتش سوزی استفاده میشود و بیشتر آنها از AHP برای وزندهی این شاخصها استفاده میکنند و بر تعیین وزن مناسب به متغیرهای محیطی تاکید دارند. از این رو، مدلی که با تخصیص وزن مناسب به متغیرهای محیطی مؤثر بر وقوع آتش سوزی، نتایج خوبی را ارائه دهد، بسیار مهم است. بنابراین، این مطالعه با هدف شناسایی مناطق بحرانی در معرض خطر آتشسوزی انجام شد که میتواند کمک موثری در کنترل و مدیریت آتشسوزیهای آینده باشد. مواد و روش‌ها: منطقهی دهدز، در استان خوزستان در منطقهای کوهستانی از سلسله جبال زاگرس واقع شده است که از شمال شرقی به استان چهارمحال و بختیاری از جنوب شرقی به استان کهگیلویه و بویراحمد از غرب و شمال غربی به شهرستان ایذه و از جنوب به شهرستان باغملک محدود میشود. این منطقه با مساحت تقریبی 1480کیلومترمربع بیش از 19351 نفر جمعیت دارد که در 3 دهستان (دهدز، دنبالهرود شمالی و دنبالهرود جنوبی) متشکل از 147 روستا، زندگی میکنند. به منظور انجام این مطالعه آمار آتشسوزی از سال 1390 تا 1400 از یگان حفاظت از منابع طبیعی اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان خوزستان تهیه و سپس با پیمایش زمینی، محدوده و مساحت مناطقی که دارای بیشترین وسعت آتشسوزی و تکرار بودند ثبت شد و نقشه رقومی آن تهیه شد. سپس نقاط ثبت شده بر روی نقشه پتانسیل خطر وقوع آتشسوزی بر اساس روش تحلیل سلسله مراتبی فازی قرار داده شد. برای تهیه نقشه رقومی داده های اقلیمی، از روش درونیابی IDW درGIS استفاده شد. سپس نقشه مربوط به این عوامل طبقه بندی شده و نقشه نهایی آنها تهیه شد. بر اساس تحقیقات انجام شده و در حد امکان، تمام عاملهای مؤثر بر آتشسوزیهای منطقه مورد مطالعه شامل 12 عامل ارتفاع از سطح دریا، شیب، جهت، کاربری اراضی/ پوشش زمین، متوسط بارش سالانه، متوسط حداکثر دمای ماهانه، تراکم مراکز جمعیت، فاصله از جادهها، فاصله از آبراههها، فاصله از زمینهای کشاورزی و باغات، سرعت باد و تیپ پوششگیاهی منطقه در نظر گرفته شدند. نتایج و بحث: نتایج نشان داد که معیار انسانساخت با وزن 7869/0 در درجه اول، معیار اقلیمی با وزن 1044/0 در درجه دوم، معیار اکولوژیکی با وزن 0896/0 در درجه سوم و معیار توپوگرافی با وزن 0191/0 در درجه چهارم اهمیت قرار دارند. اولویتبندی زیرمعیارهای توپوگرافی نشان داد که درصد شیب (5644/0) نسبت به سایر زیرمعیارها ارجحیت دارد. در بین زیرمعیارهای انسانساخت نیز مشخص شد که فاصله از زمینهای کشاورزی (62/0)، در بین زیرمعیارهای اقلیمی هم میانگین بارش (5238/0) و در بررسی زیرمعیارهای اکولوژیکی هم مشخص شد که تراکم جنگل (8562/0) نسبت به سایر زیرمعیارها دارای ارجحیت است. در نهایت منطقه مورد مطالعه پتانسیل زیادی برای آتشسوزی دارد به ترتیبی که بر اساس نقشه تهیه شده، 94/69 درصد منطقه تحت خطر آتشسوزی زیاد و خیلی زیاد قرار دارد. نتیجه‌گیری: خطر آتش‌سوزی جنگل‌ها، مراتع، اراضی کشاورزی و سایر کاربری‌های منطقه را تهدید می‌کند، بنابراین نقشه به‌دست‌آمده می‌تواند به عنوان راهنمای مدیریت آتش‌سوزی در مناطق با خطر و تراکم نیروها و امکانات بالا در این مناطق مورد استفاده قرار گیرد. طراحی، ساخت و پیش‌بینی نصب علائم هشداردهنده در منطقه، ساماندهی بازدید مردم از جنگل و گسترش کمی و کیفی تفرجگاه‌های ایجاد شده از اقدامات مؤثر در کنترل پدیده مخرب آتش‌سوزی جنگل‌ها است. با توجه به تأثیر زیاد کاربری اراضی در آتش سوزی جنگل های منطقه، پیشنهاد می شود ساخت و سازها و تغییر کاربری اراضی از کاربری جنگلی به کاربری کشاورزی بیشتر مورد توجه مؤسسات مربوطه به ویژه مؤسسه منابع طبیعی قرار گیرد. همچنین برگزاری کلاس های آموزشی برای روستاییان و آتش نشانان جهت آموزش اطفاء حریق و استفاده صحیح و سریع از کپسول های آتش نشانی، انجام فعالیت های جنگلداری اجتماعی با کمک روستائیان و جنگل نشینان جهت پیشگیری از وقوع و گسترش آن پیشنهاد می گردد.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_716987_11005ee21d9efa783dd63f217b2004f1.pdf

دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 5 1 2025 05 22 Investigation of the efficiency of remotely sensed indices in identifying and separating burned areas (Case study: Bivareh forest, Malekshahi county, Ilam Province) بررسی کارائی شاخص‌های سنجش از دور در شناسایی و تفکیک مناطق سوخته شده (مطالعه موردی: جنگل‌های بیوره شهرستان ملکشاهی، استان ایلام) 129 146 719113 10.22034/iwm.2024.2041551.1173 FA کبری َعزیزی گروه علوم جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران عبدالعلی کرمشاهی گروه علوم جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران رضا امیدی پور گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران 0000-0003-0961-5258 Journal Article 2024 09 20 Extended Abstract Introduction: A forest is a natural ecosystem in which its components are normally in balance. When forests are affected by one or more natural or artificial destructive factors, depending on the severity of these factors, the state of balance and self-regulation is weakened or disappears. Currently, the investigation and evaluation of changes and disturbances using satellite images has become one of the important sub-branches in natural resource sciences. Satellite imagery is a tool for monitoring and controlling various changes in forest and pasture ecosystems. Fire is among these changes and disturbances, especially prevalent in the forests of Zagros. Fire is considered one of the important factors affecting natural vegetation cover, which can either increase or decrease species diversity. There are several methods to detect changes in an area using satellite images, each with its advantages and limitations. One commonly used method for studying changes is the use of vegetation indices. Vegetation indices are one of the most important tools in remote sensing, widely used to monitor and evaluate changes in vegetation, especially in the periods after a fire, and to map burned areas in forests. The present research was conducted considering the importance of forests and the frequency of fires in the Zagros forests, especially in the forests of the Bivareh region, Malekshahi County. In this context, the use of satellite data allows for the extensive study of vegetation. Therefore, the current research aims to identify and separate burnt areas to apply appropriate management practices after the fire, thereby aiding the recovery of vegetation cover using remote sensing images. Materials and Methods: In this research, first, satellite images from fire-affected years were obtained from the USGS website. Subsequently, 20 important indicators related to fire detection were generated using TerrSet 19 software. ArcGIS 10.3 software was then used to prepare maps, analyze data, and provide outputs. In addition, the Student's T-test was used to compare the spectral indices' values in burnt and control areas. Finally, by calculating the statistical parameter ‘M’, the strength and ability of each of the spectral indices in separating and distinguishing burned areas from adjacent areas was determined. Results and Discussion: The results of the mean comparison of spectral indices' values in burnt and control areas showed a significant difference (P-value < 0.05) in the separability power of the examined indices between burned and control regions. Based on the results, using VI56 and CSI fire indices is recommended as the best indices for separating burnt and control areas for fires occurring within 1–3 years, due to their high efficiency and strong ability to differentiate burnt and control areas. Additionally, to identify and separate burned areas from older fires (3 to 5 years), the use of VI56, CSI, and MSAVI indices is suggested. For fires older than 5 to 7 years, the VI56 and CSI indices provide acceptable results. Conclusion: By comparing the differences in fire indices before and after fire occurrence, it can be concluded that the CSI index indicates the highest difference between pre- and post-fire conditions. This index demonstrates superior performance compared to other indices and is recommended for its effectiveness in identifying areas affected by fire, investigating the spectral behavior pattern, and monitoring vegetation restoration in burned areas of Zagros forests. Based on the results, it is evident that such research plays an important role in examining and evaluating the sensitivity of forest areas to disturbances and in formulating effective fire management strategies. چکیده مبسوط مقدمه: جنگل بوم نظامی است که در حالت طبیعی و نرمال اجزاء تشکیل دهنده آن با هم در تعادل قرار دارند، هنگامی که تحت تأثیر یک یا چند عامل مخرب طبیعی یا مصنوعی قرار گیرند، بسته به شدت آن عوامل حالت تعادل و خودتنظیمی آن ضعیف گشته یا از بین میرود. امروزه بررسی و ارزیابی تغییرات و آشفتگی‌ها با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای به یکی از زیرشاخه‌های مهم در علوم منابع طبیعی تبدیل شده است و ابزاری برای نظارت و کنترل انواع تغییرات در اکوسیستم‌های جنگل و مرتع می‌باشد. آتش‌سوزی یکی از این تغییرات و آشفتگی‌ها به‌ویژه در جنگلهای زاگرس است. آتشسوزی به عنوان یکی از عوامل مهم تأثیرگذار بر پوششهای طبیعی محسوب میشود، که میتواند سبب افزایش یا کاهش تنوع گونهای شود. روشهای متعددی برای آشکارسازی تغییرات یک منطقه با استفاده از تصاویر ماهوارهای وجود دارد که هر یک دارای مزایا و محدودیتهایی هستند. یکی از روشهای مطالعه تغییرات، استفاده از شاخصهای پوشش گیاهی است. شاخصهای گیاهی از مهمترین ابزارهای سنجش از دور هستند که جهت نظارت و ارزیابی تغییرات پوشش گیاهی بخصوص در دورههای زمانی پس از آتشسوزی و تهیه نقشههای مناطق آتشسوزی شده در جنگلها کاربرد فراوانی دارند. پژوهش حاضر با توجه به اهمیت جنگلها و همچنین آتشسوزیهای مکرر در جنگلهای زاگرس به‌ویژه جنگلهای منطقه بیوره شهرستان ملکشاهی انجام شد. در این حالت استفاده از دادههای ماهوارهای امکان مطالعه گسترده پوشش گیاهی را فراهم میسازد. لذا هدف پژوهش حاضر تفکیک و شناسایی مناطق سوخته شده به منظور اعمال مدیریت صحیح پس از آتش‌سوزی به منظور کمک به پوشش گیاهی با استفاده از تصاویر سنجش از دور انجام میگیرد. مواد و روش ها: در این تحقیق، ابتدا تصاویر ماهوارهای مربوط به سالهای وقوع آتشسوزی از سایت USGS دانلود گردید و سپس 20 شاخص مهم در تشخیص آتش با استفاده از نرم‌افزار TerrSet 19 تهیه گردید. برای تهیه نقشهها و تجزیه و تحلیل آنها و ارائه خروجی‌ها از نرم‌افزار ArcGIS 10.3 استفاده شد. به علاوه، آزمون T-student test برای مقایسه ارزش طیفی شاخصهای مورد استفاده بین مناطق آتش‌سوزی و کنترل استفاده شد. درنهایت، با محاسبه پارامتر آماری M، قدرت و توانایی هر یک از شاخصهای طیفی در جداسازی و تفکیک مناطق آتشسوزی شده از مناطق مجاور تعیین شد. نتایج و بحث: نتایج مقایسه میانگین ارزش طیفی شاخصها در مناطق سوخته شده و کنترل در منطقه مورد مطالعه نشان داد که اختلاف معنیداری (P-value < 0.05) از نظر قدرت تفکیک‌پذیری شاخصهای مورد بررسی بین آتش‌سوزی و کنترل وجود دارد. بر اساس نتایج، استفاده از شاخصهای آتش VI56 و CSI میتواند بهعنوان بهترین شاخص برای تفکیک مناطق آتش‌سوزی و کنترل دارای قدمت یک تا سه سال پس از آتش‌سوزی به دلیل کارائی بالا در تفکیک این مناطق مورد استفاده قرار گیرد. همچنین برای شناسایی و تفکیک محدودههای سوخته شده که قدمت بالاتر از 3 تا 5 سال را دارا هستند کاربرد شاخصهای VI56 و CSI و MSAVI و قدمت بالاتر از 5 تا 7 سال شاخصهای VI56 و CSI میتوانند نتایج قابل قبولی ارائه دهند. نتیجه گیری: با مقایسه میزان اختلاف شاخصهای آتش در سالهای قبل و بعد از آتشسوزی میتوان نتیجه گرفت که شاخص CSI به دلیل آنکه بیشترین مقدار اختلاف قبل و بعد از وقوع آتشسوزی را نشان میدهد؛ بهتر از سایر شاخصها تفاوت را بیان کرده و همچنین این شاخص به خاطر مزیت آن در شناسایی مناطق دچار آتشسوزی برای بررسی الگوی رفتار طیفی و پایش اصلاح پوشش سوختهشده جنگلهای زاگرس پیشنهاد میگردد. بر اساس نتایج، بدیهی است چنین پژوهشی نقش مهمی در بررسی و ارزیابی میزان حساسیت عرصههای جنگلی و اتخاذ تصمیمات مدیریتی صحیح اطفای حریق ایفا میکند که در صورت عدم چاره‌اندیشی صحیح، این مقدار پوشش سبز موجود نیز از بین خواهد رفت.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_719113_6275a0f05a62cf3ea9c88346fb032680.pdf