برآورد و ارزيابي فرسايش بادي با به‌كارگيري شبكه‌ باور بيزي (BBNs) در دشت سگزي اصفهان

Wind erosion estimation and assessment using Bayesian belief networks in eastern Isfahan township

فرسايش خاك به‌وسيله باد، مشكلي گسترده در مناطق خشك ايران است. اين مقاله با هدف برآورد و ارزيابي شدت فرسايش بادي در كانون بيابان‌زايي سگزي واقع در بخش شرقي شهرستان اصفهان، با استفاده از شبكه‌ باور بيزي (BBNs) و با توجه به معيارهاي مورداستفاده در مدل IRIFR (موسسه تحقيقات جنگل‌ها و مراتع ايران) انجام شد. با استفاده از مدل BBN، مدل IRIFR به يك مدل پيش‌‌بيني‌كننده و علت و معلولي تبديل شد. شدت فرسايش بادي براساس نه شاخص مدل IRIFR در 17 واحد ژيومورفولوژيك محاسبه شد. با توجه به نتايج حاصل از مدلIRIFR ، 24، 16، 15 و 45 درصد از منطقه موردمطالعه به‌ترتيب داراي كلاس پتانسيل رسوب‌دهي فرسايش بادي با شدت كم، متوسط، بالا و بسيار بالا هستند. با استفاده از شاخص‌هاي مدل IRIFR يك مدل BBN با قابليت تحليل سناريوهاي مختلف ايجاد شد كه نحوه ارتباط بين اين شاخص‌ها و ميزان فرسايش بادي در جداول احتمال شرطي ذخيره شده است. صحت‌سنجي مدل BBNs ايجادشده با انجام حساسيت‌سنجي و تحليل سناريوهاي مختلف انجام شد. تحليل حساسيت هر دو مدل نشان داد كه سرعت و وضعيت باد، نوع و نهشته‌هاي فرسايش بادي و آثار فرسايش در سطح خاك به‌عنوان مهم‌ترين شاخص‌هاي فرسايش بادي در منطقه موردمطالعه بودند. ضريب تبيين بين خروجي مدل IRIFR و BBNs نشان داد كه نتايج حاصل از هر دو مدل، داراي همبستگي معني‌دار (R2 > 0.80, p ? 0.05) است. اين مطالعه نشان داد كه ارايه مدل IRIFR به شكل BBN مي‌تواند بررسي نتايج سناريوهاي مختلف را تسهيل كرده و عدم قطعيت حاصل از ارتباطات متغيرها را نمايش دهد.

Soil erosion by wind is a widespread problem in the arid lands of Iran. This research estimated and assessed the severity of wind erosion in Segzi desertification hotspot located in the eastern part of Isfahan township, focusing on criteria used in the IRIRF (Iranian Research Institute of Forest and Rangelands) model. Bayesian belief networks (BBNs) were also used to convert the IRIFR model to a predictive cause-and-effect model. The severity of wind erosion was calculated using the nine indicators of the IRIFR model on 17 geomorphological faces. The results indicated that three geomorphological faces located in the southern and central parts of the region had high potential for wind erosion. According to the results of the IRIFR model, 24%, 16%, 15% and 45% of the study area were classified as low, moderate, high and very high severity of wind erosion, respectively. Using the IRIFR indicators and conditional probability tables of these indicators, a BBN model was developed and its accuracy was assessed by sensitivity analysis and scenario analysis. Sensitivity analysis for both models showed that wind speed and condition, spatial extent and type of aeolian deposits and erosion features of the soil surface were the most important indicators responsible for wind erosion in the study area. The determination coefficient between the outputs of the IRIFR and BBN models (R2 > 0.80) indicated that the results of both models were significantly correlated (? = 5%). These results indicate that the application of the BBN model for wind erosion assessment can appropriately accommodate the uncertainty of the IRIFR model and help managers to make better decisions for upcoming land management projects.