بهگزینی کاربری اراضی با رویکرد خدمات اکوسیستم به کمک برنامه ریزی خطی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو

2 دانشگاه منابع طبیعی گرگان

3 کارشناس کامپیوتر واحدبین الملل دانشگاه علوم پزشکی گیلان

چکیده

امروزه مسئله خدمات اکوسیستم و تأثیر فعالیت‌های انسانی بر آن بسیار مورد توجه قرار گرفته است. متأسفانه بسیاری از فعالیت‌های انسانی در جستجوی توسعه اقتصادی بدون توجه به خدمات اکوسیستم ‌هستند. شاید بتوان گفت بیشترین تغییرات در مقادیر خدمات اکوسیستم به دلیل تغییرات کاربری اراضی و نحوه مدیریت زمین رخ داده است. در سال‌های اخیر اقداماتی جهت استفاده از سنجش‌ خدمات اکوسیستم در بهینه‌یابی کاربری اراضی انجام شده است، به این معنی که بهگزینی کاربری‌ها در منطقه بر اساس مقادیر تغییر در خدمات اکوسیستمی انجام می‌گیرد. مطالعه حاضر به صورت نمونه به بررسی چگونگی انجام بهگزینی کاربری‌ها با توجه به تغییر در میزان فرسایش خاک و قابلیت نگهداشت آب به عنوان دومورد از خدمات اکوسیستم بر پایه برنامه‌ریزی خطی در واحدهای کاری سرزمین می-پردازد. منطقه مورد مطالعه بخش کوچکی از شهرستان گرگان است. در این دیدگاه به کاربری‌های مختلف به عنوان اکوسیستم‌های متفاوتی با قابلیت نگهداشت آب و حفظ خاک متفاوت، توجه شده است. تابع هدف مورد استفاده در بهگزینی بر اساس معیار فرسایش خاک نوشته شده و محدودیتی که در تقابل با آن است نیز میزان نگهداشت آب در هر یک از کاربری‌ها است. برای این منظور از سامانه پشتیبان مدیریت اراضی LUMASS استفاده شده است. در این مطالعه تخصیص بهینه کاربری ها در قالب دو سناریو انجام شد. در هر دو سناریو هدف آن بود که میزان فرسایش خاک کل منطقه نسبت به شرایط پیش از به گزینی کاهش یابد. در سناریوی اول، هدف کاهش بیش از 50 درصد در مقدار فرسایش خاک بدون هیچ محدودیتی در خصوص مساحت کاربری ها بود در سناریوی دوم تلاش شد که تا حد امکان مقدار مساحت کاربری کشاورزی در حد فعلی باقی بماند. نتایج نشان داد که مقدار فرسایش خاک در سناریوی اول و دوم به ترتیب کاهشی 61 درصدی و 10 درصدی در مقایسه با شرایط قبل از بهگزینی نشان می دهد. در هر صورت، انتخاب بهترین شکل به گزینی بستگی به رویکرد مدیریتی و شرایط کل منطقه دارد. این مسئله که حفظ، کاهش و یا افزایش کدام کاربری به نفع کل منطقه است و یا چه مقدار کاهش در فرسایش کل منطقه و یا هر تغییری در سایر معیارها در تابع هدف باید مد نظر قرار گیرد، همگی مسائلی است که در نتیجه به گزینی تاثیرگذار است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimizing land-use allocation with respect to ecosystem services using linear programming

نویسندگان [English]

  • maryam saeedsabaee 1
  • Abdolrassoul Mahini 2
  • Reza Gharibi 1
  • Elnaz saeedsabaee 3
2 Gorgan University
چکیده [English]

Nowadays, there is a growing interest in the issue of ecosystem services and the impact of human activities on them. Unfortunately, in many cases humans have followed economic development without paying due attention to ecosystem services. Hence, many negative changes in ecosystem services have been brought about by inappropriate land-use change and management practices. Parallel with these negative trends, quantifying and mapping ecosystem services and incorporating them into the land-use optimization process has also witnessed a lot of development. As such, ecosystem services have opened their way into the land use planning and management process. This study attempts to examine how land-use allocation using linear programming can be enhanced with respect to soil erosion potential and water supply as two quintessential ecosystem services. The case study is located in a small part of Gorgan Township. Land-use categories have been considered as different ecosystems with different capabilities for water supply and soil erosion control. The objective function used for the linear programming was based on soil erosion potential and water supply in each parcel of land. To implement the study, the land-use management support system LUMASS was used. The process was done in two scenarios to minimize the amount of soil erosion in comparison with the current situation. The aim of the first scenario of land-use allocation was a decrease of more than 50% in the amount of soil erosion without limiting the area of land-use categories. For the second scenario, we attempted to allocate land-use with the aim of keeping the area of agriculture as close as possible to it's current coverage. Our results show that the amount of soil erosion in the first and the second scenario have respectively decreased by 61% and 10% in comparison with the non-optimizated situation. However, the best configuration of the land-use depends on the management goals. In this context the primary concern is that which land-use categories must be kept, decreased or increased in area to gain more overall benefit. Evidently, the desired decrease in soil erosion or appropriate changes in other criteria affect the results of land-use allocation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ecosystem services
  • Land-Use Optimization
  • Land management
  • Linear programming
  • land-use management support system (LUMASS)