نام پژوهشگر: سید جمال الدین خواجه الدین

پایش حرکت تپه های شنی منطقه حسن آباد-جرقویه با استفاده از تصاویر ماهواره ای
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده منابع طبیعی 1388
  عاطفه جبالی   سید جمال الدین خواجه الدین

تپه های ماسه ای از جمله رخساره های فرایند فرسایش بادی در مرحله رسوبگذاری می باشند که وسعت قابل ملاحظه ای از بیابانها را اشغال نموده اند. حرکت به عنوان چشمگیرترین خصوصیت تپه های ماسه ای و شاخصی مهم در فرایندهای بیابان زایی، عامل تهدیدی جدی برای اراضی کشـاورزی، سکونتگاههای بشر و راههای ارتباطی می باشد. بنابراین تعیین چگونگی گسـترش و جابجایی تپـه های ماسه ای از مهمترین اهداف مطالعات فرسایش بادی در مناطق رسوبگذاری می باشد. پژوهش مذکور به منظور پایش تغییرات تپه های ماسه ای منطقه حسن آباد ــ جرقویه استان اصفهان در طی سالهای 2008-1997 با استفاده از تصاویر ماهواره ای صورت پذیرفت. همچنین قابلیت باند پانکروماتیک تصویر ماهواره ای irs در استخراج مرفولوژی تپه های ماسه ای و تهیه نقشه پوشش اراضی منطقه مطالعاتی مورد بررسی واقع شد. در بخش مرفولوژی تپه های ماسه ای از باندهای پانکروماتیک تصویر etm+ و irs_p6 و موزاییک عکس های هوایی 1:20000 استفاده گردید. در ابتدای مطالعه تمامی تصاویر ماهواره ای و موزاییک عکس هوایی تصحیح هندسی گردیدند و rmse تمامی تصاویر کمتر از یک پیکسل بدست آمد. پس از این مرحله، مرفولوژی تپه های ماسه ای در سه تصویر موزاییک عکسهای هوایی، باند پانکروماتیک سنجنده etm+ و باند پانکروماتیک irs_p6 با فرمت وکتور استخراج گردید. در این بررسی پنج مرفولوژی تپه های عرضی، تپه های ستاره ای، سیلک، سیف و تپه های یال اسبی مشخص گردید. سپس مساحت مرفولوژی ها محاسبه و با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج این بررسی نشان داد که مساحت مرفولوژی های حاصل از تصویر ماهواره ای irs_p6 نزدیکی بیشتری را با مساحت مرفولوژی های حاصل از موزاییک عکس های هوایی دارد و در مناطق گسترده و دور از دسترس می تواند جایگزین مناسبی برای موزاییک عکس های هوایی باشد. در مرحله بعد پردازش تصاویر ماهواره ای به منظور تولید طبقات پوشش اراضی انجام پذیرفت. در بارزسازی تپه های ماسه ای تصاویر tm و etm+ از روش نسبت گیری و در تصویر lissiii از تفریق باندی استفاده شد. سایر طبقات پوشش اراضی با استفاده از عملیات طبقه بندی نظارت شده به روش حداکثر احتمال بر روی تصویر رنگی کاذب و تصاویر حاصل از آنالیز مولفه های اصلی معرفی گردیدند. در نهایت با رویهم گذاری طبقات تولیدی از تصاویر مختلف نقشه پوشش اراضی با ده طبقه شامل اراضی لخت، اراضی شور، مرتع، تپه های ماسه ای، پوشش گیاهی طبیعی، اراضی کشاورزی، منطقه مسکونی، اراضی حاشیه اطراف تالاب، تالاب و کوه سیاه تولید گردید. در برآورد صحت تمامی نقشه ها از ماتریس خطا استفاده شد. ضریب کاپای نقشه های تولید شده از تصاویر mss، tm، etm+ و lissiii به ترتیب 68/0، 82/0، 84/0 و 90/0 محاسبه گردید. به منظور پایش تغییرات تپه های ماسه ای از روش مقایسه بعد از طبقه بندی استفاده گردید. نتایج آشکارسازی تغییرات نشان داد که در طی 32 سال مطالعاتی مساحت تپه های ماسه ای از 14475 هکتار به 19561 هکتار رسیده است و با رشد 5086 هکتاری همراه بوده است. این گسترش مساحت در درون تپه های ماسه ای صورت پذیرفته است و این در حالی است که حرکت دینامیکی در تپه های ماسه ای مشاهده نگردید. با توجه به نتایج بدست آمده از این تحقیق می توان نتیجه گرفت که تصاویر ماهواره ای قابلیت بررسی جابجایی و تغییرات تپه های ماسه ای را دارا می باشند و از این تصاویر می توان در آشکار سازی تغییرات پوشش زمین استفاده نمود.

کمی کردن الگوی سیمای سرزمین شهر اصفهان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده منابع طبیعی 1388
  زهرا مختاری   سید جمال الدین خواجه الدین

سیمای سرزمین شهرها به واسطه ی رشد شهرنشینی و افزایش جمعیت، به سرعت در حال تغییر می باشد. این پدیده پیامدهای اقتصادی- اجتماعی و زیست محیطی متعددی در پی دارد. گسترش شهری موجب تغییرات زیر بنایی در ساختار و کارکرد اکولوژیکی سیمای سرزمین و تغییر تدریجی ساختار مکانی و الگوی سیمای سرزمین می شود. اولین گام برای ارزیابی اثرات اقتصادی –اجتماعی و اکولوژیک ناشی از تغییر الگوی سیمای شهر، کمی کردن الگوی سیمای سرزمین می باشد. تحلیل خصوصیات مکانی و ساختاری کاربری اراضی شهری در مدلسازی تغییرات مکانی-زمانی از موضوعات مهم روز می باشد. این مطالعات با توسعه رشته هایی مانند اکولوژی سیمای سرزمین بسیار گسترش یافته است. اکولوژی سیمای سرزمین، مطالعه سیمای سرزمین ها به ویژه ترکیب، ساختار و کارکرد آن هاست. سیمای سرزمین شهر اصفهان به واسطه ی رشد سریع شهرنشینی و تغییرات شدید کاربری ها به شدت تغییر یافته است. هدف این مطالعه آشکارسازی تغییرات مکانی در بازه زمانی 1334 تا 1386 می باشد. بدین منظور نقشه کاربری اراضی سال 1334 و 1386 در شش طبقه انسان ساخت، کشاورزی، فضای سبز، بایر، جاده و رودخانه تهیه شد. برای کمی کردن الگوی سیمای سرزمین از آنالیز موزاییک و آنالیز گرادیان بوسیله متریک های مکانی استفاده شد. در آنالیز موزاییک، کل پهنه شهر اصفهان در سطح کلاس و سیمای سرزمین به صورت کمی درآمد. برای انجام آنالیز گرادیان دو ترانسکت در جهت شمال-جنوب و شرق-غرب با عبور از مرکز شهر، هدایت شد. برای محاسبه متریک ها در طول ترانسکت ها از روش پنجره متحرک استفاده شد. نتایج حاصل از آنالیز موزاییک در سطح کلاس نشان داد، در این بازه زمانی درصد عوارض انسان ساخت به شدت افزایش یافته و در مقابل درصد اراضی کشاورزی و اراضی طبیعی مانند مراتع و اراضی بدون کاربری کاهش یافته است. علاوه بر تغییرات در درصد کاربری های اراضی، اندازه و شکل کاربری ها نیز به شدت دستخوش تغییرات شده است. به طور کلی در سطح سیمای سرزمین اندازه لکه ها کوچک تر و شکل آنها نامنظم تر، ساختار سیمای سرزمین ریز دانه تر و سیمای سرزمین تکه تکه تر و بی نظم تر شده است. نتایج حاصل از مقایسه ترانسکت ها در بازه زمانی مورد مطالعه نشان داد، گرادیان تغییرات کاربری ها و متریک ها در سال1334 روند قرینه تری نسبت به سال 1386 دارد. بدین ترتیب که حاشیه های ترانسکت را ترکیب اراضی کشاورزی و بایر و مرکز آن را اراضی انسان ساخت اشغال کرده است. مقایسه مقادیر متریک ها در طول ترانسکت ها نشان داد، الگوی سیمای سرزمین شهر در مرکز شهر تغییر چندانی نکرده است و تغییرات به سمت حاشیه ها بسیار شدیدتر می باشد. به طور کلی، میانگین اندازه لکه و انحراف معیار اندازه لکه در حواشی ترانسکت بیشتر است و بالعکس تراکم لکه و تراکم حاشیه در مرکز شهر مقادیر بیشتری دارد. این مطالعه نشان داد، کمی کردن الگوی مکانی شهر اصفهان بوسیله متریک ها و آنالیز گرادیان امکان پذیر است و موقعیت مرکز شهر بوسیله ی چند متریک قابل تشخیص می باشد.

بررسی برخی وی‍ژگی های اکولوژیکی گونه zygophyllum atriplicoides(قیچ)در برخی مناطق نیمه خشک استان اصفهان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان 1389
  اعظم محمدی   سید حمید متین خواه

یکی از مهمترین مسائل در مدیریت مراتع مناطق خشک و نیمه خشک، فراهم کردن اطلاعات جامع در مورد گونه های کلیدی و نیازمندی های رویشگاه آن هاست. هر گونه گیاهی در رویشگاه خود رابطه تنگاتنگی با عوامل زنده و غیر زنده رویشگاه برقرار کرده و تغییرات هر یک از این عوامل تأثیری چشمگیر بر رشد و استقرار آن گونه دارد. تأثیرگذارترین عوامل بر رشد و استقرار گیاهان، عوامل مربوط به خاک، اقلیم و فیزیوگرافی منطقه رویشگاه است. قیچzygophyllum atriplicoides از گیاهان بومی مراتع ایران است و در بخش وسیعی از کشور می روید. یکی از رویشگاه های اصلی این گونه، مناطق نیمه خشک استان اصفهان است. در مطالعه حاضر سه رویشگاه قیچ در استان اصفهان شناخته شده، جمع آوری اطلاعات گیاهی به روش نمونه برداری تصادفی طبقه بندی شده انجام شد. به این ترتیب که هر منطقه رویشی بسته به تراکم گیاه در عرصه به سه طبقه قوی، متوسط و فاقد قیچ تقسیم شده و در هر طبقه نمونه برداری تصادفی انجام شد. سپس برای هر طبقه بیست پلات 400 متر مربعی در نظر گرفته شد.در هر پلات علاوه بر شیب و ارتفاع از سطح دریا به عنوان ویژگی عمومی؛ تعداد قیچ، سطح تاج پوشش قیچ ها و ارتفاع متوسط قیچ ها محاسبه شد. نمونه های خاک از دو عمق 0-25 و 25-50 سانتیمتری خاک دقیقاً از پای بوته ها برداشت گردید. اطلاعات هواشناسی چهارده ایستگاه هواشناسی نیز جهت تعیین ویژگی های اقلیمی رویشگاه های مورد بررسی قیچ، جمع آوری و فاکتورهای اقلیمی برای سه منطقه، محاسبه شد. در آزمایشگاه خاک شناسی مقادیر اسیدیته، هدایت الکتریکی، آهک، گچ، کلسیم، منیزیم، سدیم، درصد سنگریزه و بافت خاک محاسبه شد. به منظور انجام مطالعات ظهور شناسی بر روی گونه مورد نظر نیز در منطقه موته هر یک ماه یک بار، عکس برداری از مراحل رشد گیاه انجام گرفته و زمان وقوع وقایع حیاتی گیاه مانند جوانه زنی، ظهور برگ، گل دهی، میوه دهی، ریزش برگ ها، ریزش بذرها و خواب گیاه یادداشت شد. سپس درصد کانال های رنگی عکس ها (rgb) استخراج و تغییرات رنگ برگ، ساقه و میوه گیاه به صورت جداگانه مورد تحلیل قرار گرفت. آنالیزهای آماری از قبیل میانگین گیری، همبستگی ساده، رگرسیون و رج بندی بر روی نتایج آزمایشگاهی و داده های صحرایی اعمال گردید و ارتباط خاک، اقلیم و عوامل فیزیوگرافی با پارامترهای گیاهی سطح تاج پوشش، تراکم و ارتفاع متوسط گیاه بررسی شد. نتایج حاصل از تحقیق حاضر نشان داد که اقلیم هر سه منطقه نیمه خشک به روش دومارتن بوده و متوسط بارش در این مناطق 140 میلیمتر است. مهمترین عوامل تأثیر گذار بر رویش قیچ ها میزان منیزیم، کلسیم و درصد اشباع خاک بوده و مهمترین محدود کننده های رشد قیچ ها نیز میزان سدیم، نسبت جذب سدیم، درصد سدیم تبادلی، آهک و گچ خاک بوده اند. ارتفاع از سطح دریا با ارتفاع گیاهان رابطه مثبت نشان می دهد. نتایج داده های ظهورشناسی نشان می دهد که جوانه های این گیاه از اواخر اسفند شروع به رشد کرده و ریزش برگ ها تا شهریور ماه ادامه می یابد. گلدهی در فرودین و اوج میوه دهی در اردیبهشت است. رسیدن بذرها در خرداد ماه است و ریزش آن ها در تیرماه انجام می شود. بین موسم پدیده های مهم گیاهی با فاکتورهای آب و هوایی مانند بارش و دما ارتباط معینی دیده می شود.

ارزیابی داده های سنجنده aster جهت تهیه نقشه تاج پوشش جنگل (مطالعه موردی: جنگل های استان لرستان)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده منابع طبیعی 1390
  مهرداد ماهشانیان اصفهانی   سید جمال الدین خواجه الدین

هدف مطالعه حاضربررسی توانائی تصاویر سنجنده aster در تهیه نقشه تاج پوشش جنگل های زاگرس است. منطقه مورد مطالعه یک شیت نقشه 1:50،000 استان لرستان با مساحتی بالغ بر 64،000 هکتار می باشد. به منظور انجام این مطالعه، یک پنجره تصویر سنجنده aster به ابعاد60×60 کیلومتر تهیه گردید که در اردیبهشت ماه سال 1384 برداشت گردیده بود. تصویر مذکور با استفاده از 30 نقطه کنترل زمینی از طریق معادله چند جمله ای درجه اول بادقت 46/0 پیکسل در نرم افزارilwis3.4 با روش نمونه گیری مجدد نزدیکترین همسایه زمین مرجع گردید. عملیات پردازش تصویر شامل، تجزیه مولفه های اصلی و تهیه انواع شاخص های گیاهی distance-based و slop-based انجام پذیرفت. عملیات نمونه برداری صحرائی به منظور تهیه داده های زمینی به روش نمونه برداری تصادفی طبقه بندی شده (stratified random sampling) با استقرار تعداد 10 پلات 10×10 متردر محیط دایره ای فرضی به شعاع 30 متر، حول نقاط تصادفی ثبت شده، انجام پذیرفت. میانگین پوشش تاجی اندازه گیری شده در 10 پلات درهر محل نمونه برداری به عنوان متغیر وابسته(y) در تهیه مدل های رگرسیونی مورد استفاده قرار گرفت. دربررسی جداول همبستگی باندهای نه گانه سنجنده با داده های زمینی بالاترین همبستگی را باند چهار سنجنده به میزان 64 درصد و کمترین همبستگی را باند سه سنجنده به میزان 30 درصد با داده های زمینی نشان داد. ضمن اینکه باندسه دارای کمترین همبستگی با سایر باندها بود. در تهیه نقشه کاربری اراضی روش های طبقه بندی نظارت شده، نظارت نشده و هیبریدبا استفاده از بهترین تصاویر رنگی کاذب حاصل از ترکیبات باندی دارای بالاترین شاخصoif، به کار گرفته شد و نقشه کاربری اراضی در شش طبقه شامل، اراضی زراعی، جنگل و مرتع، آب، خاک لخت، رخنمون سنگی و مناطق مسکونی با صحت کلی93/82 درصد و ضریب کاپای 83/0 حاصل گردید. جهت آنالیز آماری و تهیه مدل ازرگرسیون گام به گام پیش رونده استفاده گردید. در این آزمون متغیر وابسته(y) حاصل از داه های زمینی و متغیر های مستقل (x) شامل رقم پیکسل (dn ) حاصل از باندها، مولفه ها و شاخص ها وارد مدل رگرسیون شد. آنالیز رگرسیون در پنج گروه داده ها، شامل: " باندهای اصلی"، "مولفه ها"، "باندها و مولفه ها"، "شاخص ها" و" ترکیب باندها، مولفه ها و شاخص ها" انجام پذیرفت. ازبین مدل های ارائه شده بر اساس ضرایبr2adj بالاتر و ضرایب مالو پائین تر 17 مدل گزینش گردید. بررسی مدل های نهائی نشان داد، باندهای چهار و نه و شاخص های ndvi و msavi تهیه شده با ترکیبات مختلف باندی بیشترین تکرار را در معادله مدل ها داشته است. همچنین حضور باند سه درنیمی از شاخص های تهیه شده نقش بالای این باند را درتهیه مدل ها نشان داد. به منظور گزینش دقیق ترین مدل که بهترین توصیف را از وضعیت پوشش گیاهی منطقه ارائه دهد، نقشه های حاصل ازمدل ها پس از طبقه بندی با نقشه شاهد مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج، پائین ترین ضرایب صحت کلی و کاپارا برای نقشه های حاصل ازباندها به میزان 08/56 درصد و 34/0 و بالاترین ضرایب صحت کلی و کاپا، برای نقشه های حاصل از شاخص های گیاهی به میزان 44/73درصد و 6/0 نشان داد. با تلفیق نقشه اخیر و نقشه کاربری اراضی حاصل از طبقه بندی هیبرید، نقشه نهائی پوشش و کاربری اراضی منطقه با صحت کلی 71 درصد وضریب کاپای 6/0 تولید گردید. مقایسه نتایج حاصل از این مطالعه با نقشه های حاصل از مطالعه پوشش جنگل لرستان، تطابق کم نقشه های ذکر شده را نشان داد به طوری که بالاترین صحت کلی و ضریب کاپا در بهترین حالت برابر با 27/22 درصد و 05/0 بود. این نتایج اهمیت انتخاب روش مناسب برای نمونه برداری صحرائی را بخصوص در مناطق دارای پوشش تنک نشان داد. در مطالعه یاد شده روش نمونه برداری سیستماتیک-ترانسکت به کاررفته، این روش علاوه بر این که نمی تواند منتج به تهیه نقشه واقعیت زمینی با دقت بالا شود، باعث می شود داده های ماهواره ای با داده های میدانی همبستگی خوبی نداشته باشد. بنابراین درنمونه برداری از واقعیت زمینی جنگل برای مطالعات سنجش از دور، بخصوص در مناطق مشابه این مطالعه، استفاده از روش نمونه برداری سیستماتیک-ترانسکت مناسب نیست در حالی روش نمونه برداری تصادفی طبقه بندی شده با کوادرات ها نتایج مناسبی را ارائه می دهد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد، علی رغم اختلاط طیفی پدیده های مختلف و تاثیر پوشش گیاهی و خاک زمینه در بازتاب ثبت شده، که محدودیت هائی را در طبقه بندی و تعیین تراکم پوشش جنگلی مناطق مشابه این مطالعه ایجاد می کند، استفاده از داده های سنجنده aster توانسته تغییرات پوشش جنگلی منطقه را با دقت زیادی آشکار سازد که نشان دهنده توانائی بالای داده های این سنجنده در تولید نقشه جنگل های زاگرس است.

بررسی تأثیر گونه های haloxylon persicum وatriplex lentiformis بر خصوصیات خاک و گونه های بومی عرصه بیابانی شهرستان نیریز
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده منابع طبیعی 1390
  درنا موصلو   سید جمال الدین خواجه الدین

کشف روابط بین پوشش گیاهی و خاک، از موارد اساسی در مدیریت و برنامه ریزی مراتع محسوب می شود. با توجه به اهمیت کشت گونه های گیاهی به منظور جلوگیری از فرسایش خاک و احداث بادشکن و هزینه زیاد کشت، لازم است پژوهشی با هدف شناخت تأثیرات مثبت یا منفی گونه های کشت شده بر منطقه کشت انجام گیرد، تا نسبت به انتخاب یا عدم انتخاب گونه های مطالعه شده برای سایر مناطق مشابه اقدام شود. هدف از این تحقیق، بررسی تأثیر دو گونه (haloxylon persicum) و (atriplex lentiformis) دست کاشت 20 ساله که به صورت مخلوط کشت شده اند برخصوصیات خاک و گونه های گیاهی بومی در عرصه بیابانی شهرستان نیریز است. ابتدا در منطقه اقدام به تفکیک چهار سایت مطالعاتی زیر اشکوب گونه زرد تاغ، زیر اشکوب گونه آتریپلکس لنتی-فورمیس، سایت فضای بین درختچه ها و سایت شاهد شد. در دو سایت زیر اشکوب گونه ها در فواصل مختلف از تنه درختچه به ترتیب 50، 100 و150 سانتیمتر و در دو عمق (15-0) سانتیمتر و (30-15) سانتیمتر، و در دو سایت فضای بین درختچه ها و سایت شاهد علاوه بر دو عمق فوق الذکر از اعماق (70-30) سانتیمتر و بیش از 70 سانتیمتر نیز نمونه خاک برداشت و اسیدیته، هدایت الکتریکی، درصد رس، سیلت، شن، غلظت یون های سدیم، پتاسیم، کلسیم و ماده آلی اندازه گیری شد. نمونه برداری گیاهی به روش سیستماتیک- تصادفی انجام و پارامترهای تراکم، فراوانی، قطر تاج پوشش و ارتفاع گونه ها با استفاده از پلات های 5*5 اندازه گیری شد. آنالیزهای آماری شامل نمودارهای ستونی، تجزیه واریانس و رج بندی بود که با استفاده از نرم افزارهای spss 16.0، excell و canoco انجام شد. نتایج نشان داد که هر دو گونه باعث افزایش معنی دار اسیدیته، هدایت الکتریکی، غلظت یون های سدیم، پتاسیم، کلسیم و ماده آلی در زیر اشکوب خود و همچنین فضای بین درختچه ها شده اند به طوری که با افزایش فاصله از تنه اصلی درختچه ها و همچنین با افزایش عمق از مقادیر این پارامترها در خاک کاسته می گردد .قابل ذکر است که گونه زرد تاغ تأثیری بیشتری در افزایش مقادیر این پارامترها داشته است اما هر دو گونه هیچ تأثیری بر بافت خاک نداشته اند.هر دو گونه باعث حذف تمامی گونه های چند ساله و برخی گونه های یکساله از سایت های زیر اشکوب و فضای بین درختچه ها و همچنین کاهش اندازه ارتفاع، تراکم و قطر تاج پوشش گونه های مشترک در چهار سایت شده اند.

بررسی نقش پوشش گیاهی در تر سیب کربن با استفاده از فناوری سنجش از دور
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده منابع طبیعی 1390
  حسین پورقیومی   سید جمال الدین خواجه الدین

نگرانی ها ناشی از مقدار کربن وارد شده به جو و اثرات آن بر روی اقلیم، روز به روز در حال افزایش است. ترسیب کربن در زیتوده گیاهی و خاک هایی که تحت این زیتوده هستند، ساده ترین و به لحاظ اقتصادی عملی ترین راهکار ممکن جهت کاهش دی اکسید کربن می باشد. با توجه به اینکه تا کنون ، از فناوری سنجش از دور جهت ارزیابی ترسیب کربن در مراتع داخل کشور مطالعه ای صورت نگرفته و در خارج از کشور نیز با روش استفاده شده در مطالعه حاضر، مطالعه ای صورت نگرفته، می توان از این فناوری جهت تهیه نقشه های کربن آلی خاک و پوشش گیاهی استفاده نمود. بنابراین داده های irs-p6، سنجنده awifs انتخاب شد. منطقه مورد مطالعه شهرستان دهاقان در جنوب استان اصفهان می باشد. روش نمونه برداری طبقه بندی شده تصادفی انتخاب شد. نمونه های خاک از دو عمق 15-0 و 30-15 سانتی متر از هر عمق در هر نقطه جمع آوری شد. وزن مخصوص ظاهری نمونه های خاک به روش کلوخه و درصد کربن آلی خاک از روش والکی بلک (walky-black) تعیین شد. برای ارزیابی بیوماس بالای زمین، روش مستقیم و ارزیابی بیوماس گونه های درختی با استفاده از روابط آلومتری صورت گرفت. جهت برآورد زیتوده زیرزمینی از روش سیلندر زنی استفاده گردید. جهت تعیین ضریب تبدیل کربن بیوماس گیاهی به کربن آلی، از روش احتراق استفاده شد. برای تهیه نقشه کاربری اراضی و پوشش منطقه و تهیه تصاویر رنگی کاذب، طبقه بندی نظارت شده با استفاده از الگوریتم حداکثر احتمال و شاخص فاکتور بهینه (oif) استفاده شد. برای تهیه نقشه پوشش گیاهی با استفاده از شاخص گیاهی ndvi, savi, rvi در نرم افزار spss 18، مدل رگرسیون چند متغیره و پیش رونده برقرار شد. به منظور تهیه نقشه های پیوسته از کربن آلی خاک در اعماق مختلف و کربن آلی بیوماس بالای زمین و زیرزمین از مدل سازی رگرسیونی چند متغیره و پیش رونده استفاده شد. در تهیه تمامی نقشه های کربن آلی خاک در منطقه مورد مطالعه، با استفاده از مدل های رگرسیونی، باند2 (باند قرمز) مورد استفاده قرار گرفته است. رابطه باند قرمز با میزان کربن آلی خاک یک رابطه معکوس می باشد. یافته های تحقیق حاضر نشان می دهد که ترسیب کربن با افزایش عمق رابطه معکوسی دارد. میانگین میزان ترسیب کربن در مراتع و اراضی کشاورزی به ترتیب 34/02 و 28/90 تن در هکتار و کاربری باغات حدود 90/68 تن کربن در هکتار می باشد. که با توجه به وسعت مراتع، بالاترین میزان ترسیب کربن در بین کاربری های موجود را دارا می باشد، 50/484413 تن کربن، اراضی کشاورزی و باغات به ترتیب دارای 95945/68 و 91340/15 تن کربن می باشند. از نظر زیست محیطی مراتع بالاترین ارزش و اهمیت در ترسیب کربن منطقه مورد مطالعه، را دارا می باشند،96882700 میلیون دلار، اراضی کشاورزی و باغات به ترتیب دارای ارزش 19189136 و 18268030 میلیون دلار می باشند. بنابراین نیازمند حمایت و همکاری سازمان ها و ادارات ذیربط می باشد که این ارزش زیست محیطی را که طی سال های طولانی حاصل شده را حفظ نمود تا بر اثر دست کاری ها و دخالت های بی مورد بشری مجدداً کربن ترسیب شده آزاد نشود و به میزان دی اکسید کربن موجود در جو که خطرات زیست محیطی زیادی را در پی دارد، اضافه نگردد.

پهنه بندی گرد و غبار با استفاده از داده های ماهواره ای مودیس مطالعه موردی: استان کرمانشاه
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده منابع طبیعی 1391
  سیروس شمشیری   زضا جعفری

گرد و غبار بلای طبیعی است که در سال های اخیر خسارات زیادی را به کشور عزیزمان وارد آورده است.در این میان شهرها و مراکز جمعیتی نزدیک به منشاء، بیشترین ریسک و احتمال خسارت فیزیکی قابل لمس ناشی از طوفان گرد و غبار را دارا می باشند. بنابراین اولین قدم جهت مدیریت بهتر و مقابله با این خطر طبیعی و کاهش اثرات ناشی از آن تشخیص مناطق در معرض خطر می باشد.در این پژوهش به منظور بررسی مناطق متاثر از گرد و غبار، استان کرمانشاه به علت موقعیت واقع شدن در غرب کشور و همجواری با بیابان های عربی که از کانون های تولید گرد و غبار جهانی می باشند، به عنوان یکی از مناطقی که در معرض آسیب های ناشی از آن در چند سال اخیر می باشد، شناسایی گردید. با توجه به این که هیچ گونه سامانه ایاز شبکه جهانی رباتیک پایش گرد و غبار در منطقه و حتی در ایران وجود ندارد به منظور بررسی توده های گردو غبار در استان از داده های میزان دید افقی ثبت شده در ایستگاه های هواشناسی استفاده گردید. بدین منظور از میان کلیه ایستگاه های هواشناسی و کلیماتولوژی، 12 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک پس از بررسی طول دوره آماری، کیفیت داده ها و پارامترهای مورد تاثیر از گرد و غبار و مرتبط با آن مورد تحلیل و تجزیه قرار گرفتند. در ادامه از رگرسیون چند متغیره برای تحلیل داده ها و ایجاد ارتباط بین پارامترها مختلف و میزان دید افقی بررسی شد و مهمترین پارامترهای دخیل با میزان دید افقی در 12 ایستگاه هواشناسی شناسایی گردید. نتایج فراوانی تعداد روزهای گرد و غبار حاکی از آن است که شهرستان های مرزی قصرشیرین و سرپل ذهاب و گیلان غرب(نوار غربی)بیشتر در معرض طوفان های گرد و غبار بوده و شهر سومار متاثرترین شهر با این پدیده می باشد. همچنین برای تهیه نقشه های پهنه بندی شدت گرد و غبار به عنوان یک نقشه راهبردی و کاربردی از 4 تصاویر سنجنده مودیس طی سال های 1387 تا 1390استفاده شد. پس از آن تصحیحات هندسی و محاسبه دمای درخشندگی در محیط نرم افزارenvi4.8 و توسط اکستنشن mct صورت پذیرفت که متوسط خطای تصحیحات هندسی (زمین مرجع نمودن) برای تصاویر 5/0 و متوسط خطای محاسبات دمای درخشندگی تصاویر برابر با 2/0 بدست آمد. سپس با اعمال سه الگوریتم آکرمن، میلر،tdi بر روی تصاویر طوفان های گرد و غبار بارزسازی گردید. به منظور تفکیک توده های گرد و غبار آستانه های کمتر از صفر در شاخص آکرمن و بزرگتر از 2+ برای شاخص tdiو برای میلر با توجه به هر رویداد و خصوصیات آن تعیین گردید. با توجه به محدوده پیکسل های حاوی گرد و غبار در هر رویداد با شاخص های به کار رفته این محدوده به فواصل مشخص تقسیم شد و میزان شدت توده های گرد و غبار به شش کلاس بسیار شدید، شدید، متوسط، ضعیف، بسیار ضعیف و بدون گرد و غبار کلاس بندی گردید. در میان رویداد های گرد و غبار مورد بررسی رویداد سوم که در 14تیر ماه 1388 رخ داد شدیدترین طوفان گرد و غبار رخ داده می باشد و از میان شاخص های مورد استفاده در این مطالعه، شاخص tdiموثرترین شاخص جهت شناسایی توده های گرد و غبار می باشد. نتایج بررسی اثرات ریز گردها یا طوفان های گرد و غبار بر میزان تولید عسل نشان داد که در سال1387، با توجه به این که تعداد رخداد گرد و غبار در این سال به حداکثر خود در چند سال اخیر که مورد مطالعه قرار گرفته بود رسید، کاهش قابل توجهی داشته و حدوداً 6 میلیارد تومان به این بخش خسارت وارد گردیده است. داده های ماهواره ای سنجنده مودیس به دلیل طیف گسترده تصویربرداری به راحتی قادر به شناسایی طوفان های گرد و غبار می باشد و نتایج حاصل از آن می تواند ابزاری جهت کمک به بخش های مدیریتی کشور از جمله سازمان مدیریت بحران و سازمان هواپیمایی کشوری در این زمینه باشد..

ارزیابی ترسیب کربن فضای سبز کشت شده و پوشش گیاهی طبیعی در منطقه خشک (مطالعه موردی: جنگل ها و فضای سبز دانشگاه صنعتی اصفهان)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده منابع طبیعی 1391
  بهنوش عباس نژاد   سید جمال الدین خواجه الدین

تغییر اقلیم و افزایش گرمای جهانی به عنوان یکی از مهم ترین چالش های زیست محیطی، ناشی از افزایش غلظت گازهای گلخانه ای از جمله دی اکسید کربن در اتمسفر می باشد. با توجه به روند رو به افزایش گازهای گلخانه ای، به خصوص دی اکسید کربن و اهمیت و ضرورت جذب و ترسیب این گاز بخاطر آثار سوئی که بر روی کره زمین و زندگی بشر دارد، دولت ها ومجامع بین المللی به دنبال راهکارهایی نوین جهت کاهش میزان این گاز و ترسیب آن هستند که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه بوده وهزینه کمتری در بر داشته باشد. علی رغم پتانسیل بالای اکوسیستم های طبیعی نظیر جنگل ها و مراتع مناطق مرطوب در ترسیب کربن، این پتانسیل در پوشش گیاهی اقالیم خشک و بیابانی بسیار محدود است. این محدودیت باعث آلودگی زیست محیطی شده و شرایط زندگی را حاد می کند اما ایجاد فضای سبز شهری این نقیصه طبیعی را برطرف نموده و آلودگی ها را کاهش می دهد. علی رغم نیاز مبرم به ترسیب کربن در شهر های بزرگ و صنعتی، تحقیقات کمی در مورد ارزش و اهمیت ایجاد فضای سبز از نظر میزان ترسیب کربن صورت گرفته است. با توجه به پیشرفت فناوری سنجش از دور در جمع آوری داده ها در این زمینه، شیوه های مختلف مدیریت اطلاعات و کاربرد های متنوع داده های ماهواره ای در علوم طبیعی و زیست محیطی، می توان از امکانات این فناوری به منظور کاهش هزینه ها و صرفه جویی در وقت استفاده نمود. این در حالیست که تاکنون مطالعات معدودی در رابطه با کاربرد فناوری سنجش از دور، جهت ارزیابی ترسیب کربن در فضای سبز شهری، جنگل ها و مراتع داخل کشور صورت گرفته است. به همین منظور به بررسی توان ترسیب کربن فضای سبز کشت شده با استفاده از فناوری سنجش از دور پرداختیم. منطقه مورد مطالعه با مساحت 2270 هکتار در شمال غربی شهر اصفهان با ارتفاع متوسط ازسطح دریای 1626 مترواقع شده است. متوسط بارندگی منطقه 8/122 میلی متر و اقلیم منطقه خشک می باشد. تصویر ماهواره ای مورد استفاده در این مطالعه توسط ماهوارهquick bird اخذ شده است. این ماهواره دارای قدرت تفکیک 61/0 متر با سنجنده panو 44/2 متر با سنجنده ms می باشد و در حال حاضر از لحاظ قدرت تفکیک زمینی یکی از پر قدرت ترین ماهواره های تجاری می باشد. پس از اجرای تصحیحات مورد نیاز بر روی تصویر و اجرای آنالیز pca، شاخص های گیاهی ndvi، rvi، savi و tndvi بر روی تصویر اعمال شدند. میزان کربن ترسیب شده در خاک در دو عمق 15-0 و 30- 15 سانتی متری، از روش والکی بلک در آزمایشگاه تعیین شد. همچنین میزان کربن ترسیب شده در بیومس گیاهی با استفاده از اندازه-گیری ارتفاع، قطر مقابل سینه تنه اصلی، قطرهای کوچک و بزرگ تاج پوشش درختان و استفاده از روابط آلومتریک تخمین زده شد. سپس در محیط نرم افزار 15 spss بین پارامترهای مورد نظر در ترسیب کربن و شاخص های گیاهی ، باندهای تصویر و مولفه های به دست آمده از آنالیز pca رگرسیون گیری کرده و مدلی که بالاترین همبستگی، 2r و 2r تعدیل شده را داشت به عنوان بهترین مدل جهت تهیه نقشه ترسیب کربن انتخاب شد. سپس با استفاده از نرم افزار 9.2 erdas imagine مدل به دست آمده بر روی تصویر اعمال شد و با استفاده از روش طبقه بندی نظارت شده نقشه ترسیب کربن برای پارامتر مورد نظر تهیه شد. نتایج آزمون صحت نقشه های تولیدی که با استفاده از نرم افزار 9.2 erdas imagine انجام شد، نشان می دهد که فناوری سنجش از دور در مطالعات ترسیب کربن بسیار مفید و کارآمد است. براساس مدل های به دست آمده برای تهیه نقشه های ترسیب کربن خاک، باند3 (باند قرمز) بیشترین همبستگی را با میزان کربن ترسیب شده در خاک دارد. از میان شاخص های گیاهی، شاخص rvi در صورتی که با سایر باندها و مولفه های به دست آمده از آنالیز pca ترکیب شود، مدل خوبی به دست می دهد. نقشه های تولید شده برای درصد پوشش گیاهی و میزان ترسیب کربن در خاک و پوشش گیاهی، به خوبی نشان می دهند که کربن ترسیب شده در خاک و پوشش گیاهی در اثر درختکاری افزایش یافته است. همچنین مقایسه نقشه های ترسیب کربن در عمق 15-0 و 30-0 سانتی متری نشان می دهد که با افزایش عمق از میزان ترسیب کربن خاک کاسته می شود. با توجه به نقشه میزان ترسیب کربن در بیومس ریشه و بیومس بالای زمین و همچنین در نظر گرفتن نوع گونه های گیاهی، در منطقه مورد مطالعه میزان ترسیب کربن در مناطقی که سوزنی برگان کاشته شده اند بیشتر است و این امر ناشی از سریع الرشد بودن و سازگاری بیشتر این گونه ها با اقلیم منطقه است. چنانچه ارزش هر تن کربن ترسیب شده توسط پوشش گیاهی و خاک را معادل 200 دلار در نظر گرفته شود، ارزش کربن ترسیب شده در منطقه مورد مطالعه برابر 18460102 برآورد شد که از این میزان، 9636466 دلار مربوط به کاربری جنگل1 با مساحت 84/84 هکتار، 7503696 دلار مربوط به کاربری جنگل2 و1319940دلار مربوط به کاربری مرتع می باشد.

شناسایی منابع زمین گرمایی با استفاده از داده های حرارتی +etm در مناطق خشک (مطالعه موردی :استان خراسان جنوبی، فردوس)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده منابع طبیعی 1392
  کاظم تباکی بجستانی   سید جمال الدین خواجه الدین

انرژی فسیلی علاوه بر ایجاد مخاطرات زیست محیطی و داشتن تاثیرات منفی بر روی منابع طبیعی دنیا، تجدید پذیر نبوده و در آینده نه چندان دور به اتمام خواهد رسید. انرژی زمین گرمایی از انواع انرژیهای تجدید پذیر محسوب می شود و با توجه به امتیازات عالی آن از قبیل بی خطر بودن نسبی، کمک به حفظ محیط زیست و ارزانی می تواند جوابگوی بخشی از تقاضای روز افزون انرژی در حال و آینده باشد. بیابان برخلاف تصور عامه مردم و با همه خشونت های ظاهری آن، با وجود تولیدات گیاهی اندک دارای پتانسیل های بالقوه بسیار متنوع است که اگر به درستی شناخته شده و مورد بهره برداری قرار گیرد، می تواند در جهت مهار بیابان زایی منطقه و یا دیگر مناطق مورد استفاده قرار گیرد. بیشتر مناطق بیابانی ایران با داشتن اقلیم مناسب همراه با تابش آفتاب درطول سال، وجود مناطقی با پتانسیل بادی بالا و داشتن پتانسیل انرژی زمین گرمایی، زمینه لازم و مناسبی جهت بهره برداری و گسترش انرژی های نو و پاک فراهم شده است. در پژوهش حاضر پتانسیل انرژی زمین گرمایی منطقه فردوس در استان خراسان جنوبی با کمک داده های سنجنده +etm مورد بررسی قرار گرفت. در مطالعات میدانی تعداد 40 نمونه خاک به روش نمونه برداری تصادفی از منطقه فردوس به مساحت 64000 هکتار در نیمه دوم شهریور 1391 برداشت و به آزمایشگاه خاکشناسی دانشکده منابع طبیعی دانشگاه صنعتی اصفهان منتقل شد و خصوصیات فیزیکوشیمیایی آن بدست آمد. سپس موقعیت نمونه ها بر روی تصاویر ماهواره ای مشخص و dn تمامی باندها برای این نقاط تعیین و همبستگی آن با نتایج آزمایشگاهی محاسبه شد، که رابطه ی معنا داری مشاهده نشد و علت را روش نمونه برداری نامناسب برای مطالعه ارزیابی گردید. پس از اعمال پیش پردازش های اولیه بر روی تصاویر ماهواره ای با استفاده از روش های معمول پردازش تصاویر ماهواره ای، از جمله ترکیب باندی رنگ کاذب، آنالیز مولفه های اصلی، روش کروستا، نسبت باندی و برازش حداقل مربعات، مناطق مستعد آلتراسیون های هیدروترمال و مناطق مناسب از نظر لیتولوژی جهت انرژی زمین گرمایی شناسایی شد. با محاسبه توان تشعشعی منطقه براساس ndvi، دمای سطحی زمین بر اساس باند حرارتی سنجنده +etm بازیابی شد. سپس با استفاده از نقشه زمین شناسی منطقه لایه های چگالی گسل و واحدهای سنگی منطقه فردوس استخراج گردید. در گام بعد لایه های درجه حرارت سطحی زمین، واحدهای سنگی، چگالی گسل، هیدروکسیل ها و اکسیدهای آهن، بر اساس اهمیت هر یک در روند اکتشاف ارزش گذاری شدند و با استفاده از مدل همپوشانی وزن دار این لایه ها با یکدیگر ادغام و مناطق مستعد زمین گرمایی در منطقه فردوس شناسایی شد. جهت صحت سنجی این نقشه از آتشفشان ها و چشمه آبگرم فردوس در منطقه استفاده گردید. مناطق مستعد شناسایی شده در این مطالعه با شواهد زمین گرمایی منطقه از همبستگی مکانی قابل قبولی برخوردارند. با توجه به درجه حرارت چشمه آبگرم فردوس (43 درجه سانتیگراد) احتمال میرود دمای مخزن منبع زمین گرمایی فردوس از درجه حرارت قابل توجهی برخوردار باشد که بر اساس نمودار لیندال کاربردهای متعددی برای آن انتظار می رود که می تواند در پیشرفت و آبادانی منطقه خشک فردوس نقش بسزایی داشته باشد و از تخریب منابع طبیعی و افزایش روند بیابان زایی جلوگیری کند.