Identification of the prone lands for wood farming by Eucalyptus in Khuzestan province using Fuzzy AHP

Subject Areas : Natural resources and environmental management

Saeedeh Eskandari ^{1 *} , Sajad Ali Mahmoudi ² , Samira Zandifar ³

1 - Assist. Prof. Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran
2 - Ph.D of Forestry, Gorgan Agricultural and Natural Resources University, Gorgan, Iran
3 - Assist. Prof. Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

Received: 2019-12-02 Accepted : 2020-03-07 Published : 2020-03-20

Keywords: Wood farming, Geographical Information System (GIS), Khuzestan province, Eucalyptus, Fuzzy analytic hierarchy process (FAHP),

Abstract :

Regarding stop industrial forests exploitation in northern Iran, this study was conducted to determine the suitable areas for wood farming by Eucalyptus in Khuzestan province using Fuzzy AHP and GIS. The indices used were included four main indices, water resources, land use, climate and soil and 22 related sub-indices (Soil texture, soil depth, soil salinity, soil acidity, distance from the river, water volume, surface water salinity, groundwater depth, groundwater salinity, mean annual temperature, mean minimum annual temperature, mean maximum annual temperature, minimum absolute temperature, maximum absolute temperature, mean annual rainfall, mean annual relative humidity, mean annual wind speed, shrublands around the rivers, sandy hills, Jihad Nasr lands, empty lands around the Jihad Nasr channels, empty lands around the water resources). Maps of these factors were prepared using Google Earth satellite imagery (from summer of 2017 to 2019), ground sampling (September of 2019) and available data. Eucalyptus cultivation map in Khuzestan province was also prepared from Khuzestan Natural Resources Administration and ground sampling by GPS in September of 2019. The land use map was prepared by the digitization of land use/cover using Google Earth satellite imagery from summer of 2017 to 2019. Accuracy of land use map was evaluated by 60 ground control points. The weight of effective indices in Eucalyptus wood farming potential was calculated using Fuzzy AHP. For this purpose, 30 expert questionnaires (30 expert judgments) were distributed among the scientific and operating experts of wood farming to express the importance and priority of effective factors in wood farming. Then, the mean questionnaire was obtained and it was analysed by Chang triangular fuzzy extent analysis. Based on this method, the normal weights of the indices and sub-indices were calculated using Fuzzy AHP method. Using the linear weighted combination of effective sub-indices, maps of the main indices and then a map of Eucalyptus wood farming potential was prepared. Finally, the wood farming potential map was validated by Eucalyptus cultivation map and its accuracy was evaluated in identifying the suitable areas for Eucalyptus wood farming in Khuzestan province. The results showed that among the main indices, water resources and land use had the most importance in the determination of the prone lands for Eucalyptus farming in Khuzestan province based on the Fuzzy AHP. According to the results, 12.83% of the area had very good potential and 10.47% of the area had good potential for Eucalyptus farming.  The results of the accuracy assessment of wood farming potential map also showed that Fuzzy AHP with overall accuracy 82% had good accuracy in identification of the prone areas for wood farming in Khuzestan province.

Full-Text:



تعیین اراضی مستعد زراعت چوب اکالیپتوس در استان خوزستان با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی (Fuzzy AHP) 

 

چکیده

با توجه به توقف بهره‌برداری از جنگل‌های صنعتی شمال ایران، پژوهش پیش­رو به‌منظور تعیین اراضی مستعد زراعت چوب اکالیپتوس در استان خوزستان با تحلیل سلسله مراتبی فازی و سیستم اطلاعات جغرافیایی انجام شد. شاخص‌هاي مورد استفاده شامل چهار شاخص اصلي منابع آبی دردسترس، کاربری اراضی، اقلیمی و خاکشناسی و 22 زيرشاخص‌های مربوط به آنها (بافت خاک،‌ عمق خاک، اسیدیته خاک، شوری خاک، فاصله از رودخانه­ها، دبی آب رودخانه‌ها، شوری آب رودخانه‌ها، عمق آب‌های زیرزمینی، شوری آب‌های زیرزمینی، میانگین دمای سالانه، میانگین حداقل دمای سالانه، میانگین حداکثر دمای سالانه، حداقل مطلق دما، حداکثر مطلق دما، میانگین بارندگی سالانه، ميانگين رطوبت نسبي سالانه، ميانگين سرعت باد سالانه، بیشه‌زارهای حاشیه رودخانه‌ها،‌ تپه‌های شنی (شنزارها)،‌ اراضی جهاد نصر، زمین‌های خالی حاشیه کانال‌های نصر و زمین‌های خالی نزدیک به منابع آبی) بودند. نقشه‌های کليه اين عوامل، با استفاده از رقومی‌سازی با تصاویر ماهواره‌ای گوگل‌ارث (از تابستان 2017 تا تابستان 2019)، نمونه‌برداري زميني (در شهریورماه 1398) و اطلاعات موجود تهيه شدند. همچنين نقشه اکالیپتوس‌کاری‌ها در استان خوزستان با استفاده از اطلاعات موجود در اداره کل منابع طبیعی استان و نمونه‌برداري زميني با GPS در شهریورماه 1398 تهيه شد. نقشه کاربری اراضی با رقومی‌سازی کاربری‌های مصداقی از تصاویر گوگل‌ارث 2017 تا 2019 تهیه شد. صحت نقشه کاربری اراضی تهیه‌شده با 60 نقطه کنترل زمینی بررسی شد. سپس وزن شاخص‌های مؤثر در پتانسیل‌یابی زراعت چوب اکالیپتوس با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (ترکیب روش تحلیل سلسله مراتبی و سیستم‌های فازی) محاسبه شد. بدین منظور تعداد 30 پرسشنامه­ برای مقایسه زوجی شاخص‌های اصلی و زیرشاخص­ها، بين کارشناسان زراعت چوب در عرصه­هاي منابع طبيعي توزيع شد. سپس ميانگين پرسشنامه­هاي تکميل­شده، به‌دست آمده و با روش آناليز توسعه­اي فازي مثلثي چانگ تجزيه و تحليل شد. بر اين اساس، وزن نرمال میانگین هر شاخص‌ و زيرشاخص با روش تحلیل سلسله مراتبي فازي محاسبه شد. با ترکیب خطی وزنی نقشه‌های زیرشاخص‌های مؤثر، ابتدا نقشه شاخص‌های اصلی و سپس نقشه اراضی مستعد زراعت چوب اکالیپتوس تهيه شد. درپايان، نقشه پتانسیل زراعت چوب با استفاده از اکالیپتوس‌کاری‌ها اعتبارسنجي شده و دقت آن در شناسایی مناطق مستعد زراعت چوب اکالیپتوس در استان خوزستان ارزيابي شد. نتایج نشان داد که از بین شاخص‌های اصلی، منابع آبی و کاربری اراضی بيشترين اهميت را براساس فرایند تحلیل سلسله مراتبی فازی در تعیین اراضی مستعد اکالیپتوس‌کاری در استان خوزستان داشتند. براساس نتایج به‌دست‌آمده، 83/12 درصد از منطقه پتانسیل بسیار خوب و 47/10 درصد آن پتانسیل خوب برای اکالیپتوس‌کاری داشت. نتایج ارزیابی صحت نقشه پتانسیل زراعت چوب نیز نشان داد که فرایند تحلیل سلسله مراتبی فازی با صحت کلی 82 درصد دقت مطلوبی در شناسایی مناطق مستعد زراعت چوب در استان خوزستان داشته است.

واژه‌هاي كليدي: پتانسیل‌سنجی، زراعت چوب، اکالیپتوس، تحلیل سلسله مراتبی فازی، سیستم اطلاعات جغرافیایی، استان خوزستان

 

Identification of the prone lands for wood farming by Eucalyptus in Khuzestan Province using Fuzzy AHP

Abstract

Regarding to stop in logging of industrial forests in northern Iran, this study was conducted to determine the suitable areas for wood farming by eucalyptus in Khuzestan province using Fuzzy AHP and GIS. The indices used were included four main indices, water resources, land use, climate and soil and 22 related sub-indices (Soil texture, soil depth, soil salinity, soil acidity, distance from river, water volume, surface water salinity, groundwater depth, groundwater salinity, annual temperature mean, annual temperature maximum mean, annual temperature minimum mean, maximum absolute temperature, minimum absolute temperature, annual rainfall mean, annual wind speed mean, annual relative humidity mean, Sandy hills, empty lands around the Jihad Nasr channels, Jihad Nasr lands, Shrublands around the rivers, empty lands around the water resources). Maps of these factors were prepared using Google Earth satellite imagery (from summer of 2017 to 2019), ground sampling (September of 2019) and available data. Eucalyptus cultivation map in Khuzestan province was also prepared from Khuzestan Natural Resources Administration and ground sampling by GPS on September of 2019. The land use map was prepared by digitization of land covers using Google Earth satellite imagery from summer of 2017 to 2019. Accuracy of land use map was also evaluated by 60 ground control points. Then, the weight of effective indices in Eucalyptus wood farming potential was calculated using Fuzzy AHP (combination of AHP and fuzzy sets). For this purpose, 30 expert questionnaires (30 expert judgments) were distributed among the scientific and operating experts of wood farming to express the importance and priority of effective factors in wood farming. Then, mean questionnaire was obtained and it was analysed by Chang triangular fuzzy extent analysis. Based this method, the normal weights of the indices and sub-indices were calculated using Fuzzy AHP method. Using the linear weighted combination of effective sub-indices, maps of the main indices and then a map of eucalyptus wood farming potential was prepared. Finally, the wood farming potential map was validated by eucalyptus cultivation map and its accuracy was evaluated in identifying the suitable areas for eucalyptus wood farming in Khuzestan province. Results showed that among the main indices, water resources and land use had the most importance in determination of the prone lands for Eucalyptus farming in Khuzestan province based on the Fuzzy AHP. According to the results, 12.83% of area had very good potential and 10.47% of area had good potential for eucalyptus farming. The results of accuracy assessment of wood farming potential map also showed that Fuzzy AHP with overall accuracy 82% had a good accuracy in identification of the prone areas for wood farming in Khuzestan province.

 

Keywords: Potential, Wood farming, Eucalyptus, Fuzzy analytic hierarchy process, GIS, Khuzestan province

 

مقدمه

کشور ایران ازجمله کشورهای کم‌جنگل جهان محسوب می‌شود که همواره با چالش‌های محیط زیستی ناشی از تخریب جنگل‌ها و مشکلات اقتصادی تأمین چوب روبه‌رو است. براساس آثار و شواهد تاریخی، در گذشته سطح بسیاری از کشور ما (۱۸ میلیون هکتار) پوشیده از جنگل بوده است، اما به علت نبود مدیریت صحیح به حدود ۱۲ میلیون هکتار کاهش یافته است. همچنین در شمال کشور در اثر بهره‌برداری بی‌رویه و عدم همخوانی تولید با نیاز، تخریب جنگل‌ها سالانه ۵۰ هزار هکتار برآورد شده است. لذا انجام کارهای اصولی و سریع برای تولید چوب متناسب با افزایش روز افزون جمعیت کشور ضروری است (13). برهمین اساس، زراعت چوب و توسعه پایدار آن با توجه به کمبود منابع جنگلی، مخاطرات فراوان محیط زیستی و تغییر اقلیم پیش‌رو،‌ از جمله راهبردهای اساسی تأمین چوب کشور محسوب می‌شود (22). زراعت چوب در کشورهایی که دارای پوشش جنگلی کم هستند، ‌به‌عنوان یک جایگزین و راهکاری مطمئن برای تأمین نیاز چوبی آن کشور توصیه می‌شود. رویکرد توقف بهره‌برداری از جنگل‌های تجاری شمال کشور از یک طرف و هزینه‌های زیاد واردات چوب با توجه به نوسانات امروزی بازار ارز از طرف دیگر، ضرورت و اهمیت زراعت چوب در ایران را دوچندان کرده است. از اساسی‌ترین راهکارهای رویارویی با تخریب جنگل‌ها، کاهش فشار بر عرصه‌های جنگلی و تأمین نیاز چوبی کشور، توسعه زراعت چوب با استفاده از درختان تندرشد همچون اکالیپتوس می‌باشد تا بتوان در زمانی کوتاه، نیاز بسیاری از کارخانه‌ها و صنایع چوب کشور را تأمین نمود (13). در حال حاضر زراعت چوب با درختان تندرشد به‌خصوص اکالیپتوس و صنوبرها با هدف کاهش فشار بر جنگل‌های ایران مورد توجه قرار گرفته است، به‌طوری‌که در استان‌های جنوبی و شمالی کشور، زراعت چوب در الویت برنامه‌های ترویجی بهره‌برداران قرار دارد (13).

 با توجه به گستره وسیع ایران و مناطق اکولوژیکی و اقلیمی مختلف در کشور و نیز سازگاری گونه‌های مختلف چوب‌ده در هر منطقه اکولوژیک، ضروری است زراعت چوب در هر منطقه اکولوژیکی و اقلیمی کشور، متناسب با گونه‌های چوبده مناسبی که بیشترین سازگاری را برای آن منطقه دارند، ‌انجام گیرد. در این میان اکالیپتوس‌ها با توجه به سازگاری در مناطق گرمسیری و مقاومت نسبی به شوری و تاحدی خشکی محیط (10، 11، 18 و 29) می‌توانند یکی از بهترین گزینه‌ها برای زراعت چوب در مناطق جنوبی کشور باشند (4، 5، 12، 21 و 26). نتایج مطالعات زیادی سازگاری و رشد مطلوب اکالیپتوس‌ها در مناطق گرمسیری و نیمه‌خشک جهان مانند آفریقا، هند و برزیل را نشان داده است (29، 30 و 33). نتایج مطالعاتی که در خصوص زراعت چوب اکالیپتوس در جهان انجام شده است نشان می‌دهد که درختان اکالیپتوس می‌توانند حجم زیادی از چوبهای تونلی را برای ساخت‌وساز و فراورده‌های چوبی را برای چوب سوخت و ساختمان‌سازی در دوره بهره‌برداری کوتاه مدت بدون نیاز به مدیریت طولانی‌مدت تولید کنند (46). قابلیت تولید زیاد کاشت اکالیپتوس، مهمترین مساله تجاری در زراعت چوب با گونه اکالیپتوس است (30) با وجود اهمیت موضوع زراعت چوب در ایران، تاکنون تحقیقی در خصوص پتانسیل­یابی اکولوژیک و شناخت اراضی مستعد کاشت گونه­های چوب­ده در ایران انجام نشده است. با این حال پژوهش‌هایی در خصوص سازگاری گونه‌های مختلف اکالیپتوس برای زراعت چوب و جنگلکاری در مناطق جنوبی ایران انجام شده است که می‌توان از نتایج آنها برای انتخاب بهترین گونه اکالیپتوس برای زراعت چوب در جنوب کشور بهره برد. صالحه‌شوشتری (12) مؤثرترین دور آبیاری تکمیلی برای استقرار اولیه چهار گونه پروونانس اکالیپتوس در تپه‌های شنی شمال غرب رودخانه کرخه را بررسی کرد. بدین منظور چهار گونه و پروونانس اکالیپتوس (تیمار فرعی) با چهار دور آبیاری (10، 20، 30 و 40 روزه) و یک تیمار شاهد (بدون آبیاری) به‌عنوان تیمار اصلی در سال 1372 کاشت شدند. فواصل کاشت درختان 5*5 بوده و طرح به مدت پنج سال ادامه داشت. پارامترهای مورد بررسی درصد زنده‌مانی، رشد رویش قطری و ارتفاعی بود. نتایج نشان داد که حداکثر درصد زنده‌مانی مربوط به تیمار 10 روزه آبیاری با میانگین 32/65 درصد و حداقل آن مربوط به تیمار شاهد با میانگین 73/33 درصد بود. گونه E.camaldulensis 9616 بارزترین گونه از نظر زنده‌مانی (51/69 درصد)، حداکثر میانگین رشد ارتفاعی (47/5 متر) و حداکثر میانگین رشد قطری (06/55 میلی‌متر)، بود. نجفی (26) سازگاری گونه‌های اکالیپتوس مقاوم به خشکی و گرما را در تپه‌های شنی و شنزارهای خوزستان بررسی کرد. به منظور انتخاب گونه سازگار اکالیپتوس، این پژوهش از سال 1372 در شمال غرب رودخانه کرخه بر روی تپه‌های شنی مالچ‌پاشی‌شده در یک طرح آماری در قالب بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار با چهار گونه و پروونانس اکالیپتوس به‌صورت دیم اجرا شد. فواصل کاشت 3*3 متر بوده و بررسی برای هفت سال ادامه داشت. پارامترهای زنده‌مانی، رشد قطری و ارتفاعی بررسی شد. نتایج نشان داد که بیشترین زنده‌مانی، رشد قطری و ارتفاعی مربوط به گونه E.camaldulensis 9616 بود. حمزه‌پور (5) سازگاری و عملکرد پروونانس‌های گونه‌های صنعتی اکالیپتوس در استان فارس را بررسی کرد. مرحله اول طرح به مدت پنج سال در قالب بلوک‌های کامل تصادفی اجرا شد. تعداد 15 گونه و پروونانس اکالیپتوس به فاصله 3*3 متر کاشت شدند و زنده‌مانی، رشد قطری و ارتفاعی دو بار در سال و کیفیت و درصد تاج پوشش یک‌بار در سال بررسی شدند. بر اساس مقایسه میانگین‌ها، گونه‌های E.camaldulensis 15195 و E.camaldulensis 15272 و E.camaldulensis 15023 از نظر درصد زنده‌مانی در بالاترین رده و از نظر رویش قطری و ارتفاعی در طبقه میانی قرار گرفتند. حسین‌زاده (4) سازگاری و عملکرد پروونانس‌های گونه‌های صنعتی اکالیپتوس را در ایستگاه محسن آب مهران استان ایلام بررسی کرد. از ابتدای کاشت، به گونه‌ها پنج سال دیگر اجازه رشد داده شد. آماربرداری پایه‌ها به‌صورت سالانه شامل زنده‌مانی، قطر برابر سینه، ‌ارتفاع کل و قطر تاج پوشش بود. از مجموع 18 گونه موردآزمایش، 8 گونه و رقم زنده‌مانی بیشتر از 50 درصد داشتند. در رابطه با تنش گرمایی در منطقه مهران، گونه E.camaldulensis بیشترین مقاومت و کمترین آسیب‌پذیری را داشت. کلاگری (21)‌ عملکرد برخی از گونه‌های اکالیپتوس در دوره‌های بهره‌برداری کوتاه‌مدت در سه ایستگاه خوزستان، گلستان و سمنان را بررسی کرد. هدف، بررسی مقایسه عملکرد تولید چوب در واحد سطح و امکان بهره‌برداری کوتاه‌مدت از طریق مدیریت جست‌ها در گونه‌های مختلف اکالیپتوس و پروونانس‌های این گونه بود که در بهمن 1389 در سه ایستگاه خوزستان، گلستان و سمنان به مدت پنج سال اجرا شد. در این راستا شش گونه اکالیپتوس انتخاب و در قالب طرح بلوک تصادفی خردشده در سه تکرار اجرا شدند. در پایان سال اول پس از کاشت نهال‌ها به‌جز شاهد، بقیه نهال‌ها از یقه قطع و کف‌بر شدند. آماربرداری هر ساله از درصد زنده‌مانی،‌ ارتفاع و قطر جست‌ها انجام شد. نتایج نشان داد که E.camaldulensis با بیش از 80 درصد زنده‌مانی در هر سه ایستگاه مورد بررسی، بهترین گونه بود. در ایستگاه شوشتر حداکثر رشد ارتفاعی در تیمار شاهد (عدم قطع) به E.camaldulensis (با مبدأ خوزستان و گرگان) اختصاص داشت.

با وجود پژوهش‌های انجام‌شده در مورد سازگاری کاشت اکالیپتوس در ایران، تاکنون پژوهشی که مناطق مستعد زراعت چوب با گونه اکالیپتوس در مناطق جنوبی ایران را با روشی دقیق و نوین شناسایی کند، انجام نشده است. به‌منظور ارزیابی توان اکولوژیک و الویت‌بندی اراضی برای زراعت چوب با گونه‌های مناسب، به حجم زیادی از اطلاعات مختلف نیاز است که سازماندهی آنها با ابزارهای قدرتمند سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی امکان‌پذیراست. تصاویر ماهواره‌ای رقومی به‌دلیل پوشش وسیع و تکراری، کاهش حجم اطلاعات میدانی، کاهش هزینه و به‌هنگام بودن اطلاعات در تهیه لایه‌های رقومی لازم برای پتانسیل‌سنجی زراعت چوب کمک شایانی می‌کنند. همچنین سیستم اطلاعات جغرافیایی قابلیت بسیار زیادی در رقومی‌سازی اطلاعات مکانی، نقشه‌سازی، تجزیه و تحلیل داده‌ها، ادغام لایه‌های رقومی و تهیه نقشه‌های نهایی دارد. از این ‌رو در این پژوهش، برای اولین بار اراضی مستعد زراعت چوب اکالیپتوس در استان خوزستان با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی فازی (Fuzzy Analytic Hierarchy Process: FAHP) با به‌کارگیری داده‌های ماهواره‌ای و سیستم اطلاعات جغرافیایی شناسایی می‌شود تا در اختیار بخش اجرا، بهره‌برداران و زارعان چوب قرار گیرد. نظر به اینکه طبق تحقیقات گذشته که در بالا ذکر شد، گونه E.camaldulensis و ارقام مختلف آن از نظر سازگاری و مقاومت به خشکی و گرمای محیط بهترین پاسخ را داده است و بیشترین زنده‌مانی، رشد قطری و ارتفاعی را در جنوب کشور نشان داده است، گونه پیشنهادی اکالیپتوس برای این پژوهش E.camaldulensis است.

 

مواد و روش‌ها

 

معرفی جنس اکالیپتوس (Eucalyptus)

اکالیپتوس یکی از جنس­های بسیار مهم خانواده میرتاسه (Myrtaceae) است که بیش از 700 گونه دارد. اکالیپتوس‌ها درختانی استرالیایی و در واقع بیشتر گونه‌های جنس اکالیپتوس، بومی این قاره‌اند (11، 29 و 33). برخی از گونه­های این جنس دارای ارزش صنعتی و برخی دیگر از نظر منظر و فضای سبز ارزشمند هستند (39). این گونه به‌صورت گسترده در مناطق گرمسیری، نیمه‌گرمسیری و معتدل جهان کشت می‌شود (29). اکالیپتوس دامنه بردباری گسترده­ای در شرایط محیطی مختلف دارد (11)، به همین دلیل بعضی از گونه‌های این جنس در مقایسه با گونه‌های گیاهی دیگر، مقاوم به گرما و شوری هستند (45).

اکالیپتوس‌ها به‌طور عمده به‌عنوان منبع تولید چوب، کاغذسازی، چوب هیزمی، چوب سوخت و ذغال چوب، تیرهای تونلی، تخته‌خرده‌چوب و اسانس‌های روغنی کشت می‌شوند (33). بیش از یکصد سال پیش این گونه به ایران وارد شد و در جنوب کشور، کاشته شد. 

در سه دهه اخیر، آزمایش بر روی گونه‌های اکالیپتوس در استان‌های مختلف و همچنین جنگل‌کاری پراکنده توسط دستگاه‌های اجرایی و تحقیقاتی انجام شده است. در جنگلکاری‌های اکالیپتوس از گونه­های مختلفی استفاده شده که گونه E.camaldulensis به‌علت برخورداری از سازگاری اکولوژیکی فراوان، تولید چوب زیاد، بهره‌برداری‌های کوتاه‌مدت و استفاده در صنایع مانند خمیر کاغذ، روکش‌گیری، مصارف دارویی، زینتی، تولید روغن‌های فرار و نجاری، مورد توجه بسیاری قرار گرفته است (13). در ایران نیز کشت گونه E.camaldulensis در مناطق جنوبی کشور (استان بوشهر) به‌دلیل سازگاری با تنش­های خشکی و شوری، بیشترین موفقیت را نسبت به گونه­های دیگر اکالیپتوس نشان داده است (11).

 

منطقه مورد مطالعه

منطقه مورد مطالعه این پژوهش استان خوزستان می‌باشد که با مساحتی حدود 4/6 میلیون هکتار در موقعیت جغرافیایی 47 درجه و 41 دقیقه تا 50 درجه و 39 دقیقه طول شرقی و 29 درجه و 58 دقیقه تا 33 درجه و 4 دقیقه عرض شمالی و در جنوب غربی کشور واقع شده است (شکل 1). این استان از شمال با استان‌های ایلام، لرستان، چهار محال و بختیاری، از شرق با کهگیلویه و بویراحمد، از جنوب با بوشهر و خلیج فارس و از غرب با کشور عراق هم‌مرز می‌باشد. استان خوزستان از نظر هواشناسی جزء دشت‌های ساحلی خلیج فارس و جزء مناطق گرم و خشک جنوب با ناحیه رویشی خلیجی است. میزان بارندگی سالانه در این استان 255 میلیمتر و میزان تبخیر سالانه 2100 میلیمتر می‌باشد. شمال و شرق استان خوزستان را سلسله جبال زاگرس محصور نموده است که به سمت جنوب غرب از ارتفاع آن کاسته شده و در نواحی جنوبی‌تر به‌صورت تپه‌ماهورهایی نمایان می‌شود. لذا از نظر پستی و بلندی، خوزستان به دو منطقه کوهستانی و جلگه‌ای تقسیم می‌شود. یکی از فعالیت‌های بسیار مهم استان در حوزه منابع طبیعی، فعالیت‌های جنگل‌کاری می‌باشد. استان خوزستان دارای 890000 هکتار جنگل طبیعی در مناطق کوهپایه‌ای و همچنین 35580 هکتار جنگل‌های دست‌کاشت می‌باشد.

 

شکل 1- موقعیت استان خوزستان و اراضی مصداقی آن برای زراعت چوب اکالیپتوس در ایران

 

روش انجام پژوهش

این تحقیق شامل چند مرحله اصلی است: 1- جمع­آوری داده‌ها و آماده‌سازی نقشه‌های شاخص‌ها و زیرشاخص‌های مؤثر در تعیین اراضی مستعد اکالیپتوس‌کاری، 2- تعیین وزن شاخص‌ها و زیرشاخص‌های مؤثر در زراعت چوب اکالیپتوس با روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP)، 3- اختصاص وزن به هريک از شاخص‌ها و زیرشاخص‌ها 4- ترکیب خطی وزن‌دار نقشه‌هاي زیرشاخص‌ها و شاخص‌ها براساس وزن و اهميت آنها در محيط GIS و تهيه نقشه اراضی مستعد زراعت چوب اکالیپتوس 5- اعتبارسنجي نقشه اراضی مستعد زراعت چوب اکالیپتوس با استفاده از اکالیپتوس‌کاری‌های موجود.

 

جمع­آوری داده­ها و آماده‌سازی نقشه‌های شاخص‌ها و زیرشاخص‌های مؤثر

داده‌هاي مورد استفاده براي انجام اين پژوهش شامل چهار شاخص اصلی خاکشناسی،‌ منابع آبی، اقلیمی و کاربری اراضی و 22 زیرشاخص آنها (شکل 2) و همچنین داده‌های اکالیپتوس‌کاری گذشته بودند. این شاخص‌ها و زیرشاخص‌ها بر مبنای تحقیقات انجام‌شده پیشین در خصوص سازگاری کاشت اکالیپتوس در مناطق جنوبی ایران انتخاب شدند (4، 5، 6،  7، 10، 11، 12، 14، 15، 17، 21 و 26). لازم به ذکر است به دلیل اینکه بیشتر سطح استان خوزستان شامل اراضی جلگه‌ای و پست می‌باشد، می‌توان گفت که تقریباً همه مناطق استان به‌لحاظ توپوگرافی برای کاشت اکالیپتوس مناسب است، لذا شاخص توپوگرافی از میان شاخص‌های مورد نظر حذف شد. روش جمع­آوری داده­ها و آماده‌سازی نقشه‌های شاخص‌ها و زیرشاخص‌های مؤثر در زراعت چوب اکالیپتوس در ادامه تشریح شده است.

 

 

شکل 2- شاخص‌ها و زیرشاخص‌های مؤثر در شناسایی اراضی مستعد زراعت چوب اکالیپتوس در استان خوزستان

 

داده­های خاکشناسی: برای تهیه نقشه‌های زیرشاخص‌های خاکشناسی که به­طور عمده شامل بافت خاک،‌ عمق خاک، اسیدیته خاک و شوری خاک است، از اطلاعات موجود در مؤسسه تحقیقات خاک و آب کشور استفاده شد. نقشه‌های بافت خاک و عمق خاک به‌طور مستقیم از مؤسسه مذکور تهیه شد که دارای اندازه پیکسل 10*10 متر بودند. شوری خاک از محدودیت‌های اکولوژیکی بالقوه محسوب می‌شود (20). برای تهیه نقشه‌های شوری خاک و اسیدیته خاک، از اطلاعات پروفیل‌های خاکشناسی که در محدوده اراضی مورد مطالعه قرار داشتند،‌ استفاده شد. براي تهيه نقشه‌های رقومي مربوط به اين زیرشاخص‌ها با استفاده از اطلاعات پروفیل‌های خاکشناسی (500 پروفیل خاکشناسی در محدوده مورد مطالعه)، از روش درون‌يابي وزن‌دهی فاصله معکوس (Inverse Distance Weighting: IDW) با تعریف اندازه پیکسل 10*10 متر در نرم‌افزار Arc Map 10.4 GIS استفاده شد. دلیل استفاده از این روش درون یابی این بود که بر اساس مطالعات پیشین (43)، روش وزن‌دهی فاصله معکوس برای مناطقی که تعداد داده‌های معلوم نسبت به سطح مورد مطالعه زیاد نباشد، روش مناسبی برای درون‌یابی است. در نهایت همه این نقشه‌ها براساس نیازهای اکالیپتوس طبقه‌بندی شدند.

 

داده­های منابع آبی در دسترس: زیرشاخص‌های منابع آبی در دسترس شامل آب‌های سطحی (فاصله از رودخانه­ها، دبی آب رودخانه‌ها و شوری آب رودخانه‌ها) و آب‌های زیرزمینی (عمق آب‌های زیرزمینی و شوری آب‌های زیرزمینی) هستند. از آنجایی که استفاده از روش‌های سنتی برای پایش و ارزیابی منابع آبی بسیار وقت‌گیر و هزینه‌بردار است (24)، در این پژوهش، ابتدا مسیر رودخانه‌های اصلی موجود در استان، با استفاده از تصاویر گوگل‌ارث به‌دقت رقومی‌سازی شد. سپس نقشه فاصله از رودخانه‌ها (بعد از در نظر گرفتن بستر رودخانه)، در پنج طبقه 25-0، 50-25، 75-50، 100-75 و بیشتر از 100 متر با استفاده از روش فاصله اقلیدسی و با تعریف اندازه پیکسل 10 متر در نرم‌افزار Arc Map 10.4 تهیه شد. دلیل انتخاب این فواصل، فاصله اقتصادی مناسب برای کانال‌کشی به‌منظور دسترسی به آب برای کاشت درختان بود (7). داده‌های دبی آب رودخانه‌ها و شوری آب رودخانه‌ها از اطلاعات ایستگاه‌های هیدرومتری موجود و داده‌های عمق آب‌های زیرزمینی و شوری آب‌های زیرزمینی از اطلاعات چاه‌های مشاهده‌ای استان خوزستان که مربوط به 10 سال اخیر (1388 تا 1397) بودند، از وزارت نیرو و بخش بیابان مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور جمع‌آوری شدند. سپس براي تهيه نقشه‌های رقومي مربوط به اين زیرشاخص‌ها با استفاده از اطلاعات ایستگاه‌های هیدرومتری و چاه‌های مشاهده‌ای، از روش درون‌يابي IDW و با تعریف اندازه پیکسل 10 متر در نرم‌افزار Arc Map 10.4 استفاده شد. همان‌طور که قبلاً ذکر شد، دلیل استفاده از این روش درون‌یابی این بود که بر اساس مطالعات پیشین (43)، روش وزن‌دهی فاصله معکوس برای مناطقی که تعداد داده‌های معلوم نسبت به سطح مورد مطالعه زیاد نباشد، روش مناسبی برای درون‌یابی است. در پایان، نقشه‌های زیرشاخص‌های منابع آبی براساس نیازهای اکالیپتوس طبقه‌بندی شدند.

 

داده­های اقلیمی: زیرشاخص‌هاي اقلیمی در اين پژوهش شامل میانگین دمای سالانه، میانگین حداقل دمای سالانه، میانگین حداکثر دمای سالانه، حداقل مطلق دما، حداکثر مطلق دما، میانگین بارندگی سالانه، ميانگين رطوبت نسبي سالانه و ميانگين سرعت باد سالانه مربوط به 10 سال اخیر (1388 تا 1397) در استان خوزستان است. براي تهيه نقشه‌های این زيرشاخص‌ها به اداره کل هواشناسي کشور مراجعه شد. ابتدا اطلاعات مربوط به اين متغیرها در طي 10 سال‌ گذشته از ايستگاه‌هاي سینوپتیک استان خوزستان تهیه شد. سپس از اطلاعات اين ايستگاه‌ها ميانگين گرفته شد تا يک عدد واحد براي هر يک از متغیرهای اقلیمی مربوط به هر ايستگاه به‌دست آيد. سپس براي تهيه نقشه‌های رقومي مربوط به اين زیرشاخص‌ها با استفاده از اطلاعات ایستگاه‌های سینوپتیک موجود، از روش درون‌يابي وزن‌دهی فاصله معکوس و با تعریف اندازه پیکسل 10 متر در نرم‌افزار Arc Map 10.4 استفاده شد. درنهایت هر کدام از نقشه‌های زیرشاخص‌های اقلیمی که به فرمت رستری تهیه شده بودند، براساس نیازهای اقلیمی اکالیپتوس (جدول 2) طبقه‌بندی شدند.

 

داده­های کاربری اراضی: در مدیریت منابع طبیعی، آمایش سرزمین و تهیه نقشه پوشش و کاربری اراضی امری ضروری است (1). با توجه به وسعت استان خوزستان، در این پژوهش، ابتدا کاربری اراضی مصداقی یعنی مناطقی که به‌طور بالقوه پتانسیل بیشتری برای اکالیپتوس‌کاری دارند، شناسایی و انتخاب شدند. ‌این اراضی شامل بیشه‌زارهای حاشیه رودخانه‌ها،‌ تپه‌های شنی (شنزارها) جنگلکاری شده،‌ تپه‌های شنی خالی، اراضی جهاد نصر، زمین‌های خالی حاشیه کانال‌های نصر و زمین‌های خالی نزدیک به منابع آبی بودند. بقیه مناطق استان، از آنالیزها و بررسی‌های بیشتر حذف شدند. نقشه اراضی جهاد نصر از مؤسسه جهاد نصر تهیه شد. نقشه شنزارهای استان خوزستان از بخش تحقیقات بیابان مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور تهیه شد. سپس شنزارهای جنگلکاری شده با کهور، از طریق رقومی‌سازی در نرم‌افزار گوگل‌ارث، از بقیه شنزارها حذف شدند تا نقشه شنزارهای خالی استان خوزستان به دست آید. برای تهیه نقشه بقیه کاربری اراضی مصداقی،‌ از تصاویر جدید گوگل‌ارث (2017 تا 2019) استفاده شد. محدوده بیشه‌زارهای حاشیه رودخانه‌ها،‌ زمین‌های خالی حاشیه کانال‌های نصر و زمین‌های خالی نزدیک به منابع آبی در سطح استان با استفاده از تصاویر گوگل‌ارث به‌طور دقیق شناسایی شدند. سپس مرز محدوده‌های این اراضی بسته شده و در گوگل‌ارث رقومی شدند. اگرچه تصاویر گوگل‌ارث معمولا برای ارزیابی صحت نقشه کاربری اراضی استفاده می‌شوند، اما در این پژوهش با توجه به اهمیت این اراضی و لزوم تهیه نقشه آنها با دقت زیاد، صرفاً از تصاویر تفکیک مکانی بالای گوگل‌ارث برای تهیه نقشه کاربری اراضی استفاده شد و ارزیابی دقت نقشه کاربری به‌دست‌آمده با کنترل زمینی انجام شد. درنهایت پلی‌گون‌های رقومی‌شده تمام اراضی مصداقی استان خوزستان که به فرمت KML در گوگل‌ارث تهیه شده بودند، به نرم‌افزار Arc Map 10.4 انتقال یافتند و نقشه‌های این اراضی با دقت زیاد در نرم‌افزار Arc Map 10.4 تهیه شد. پس از تهیه نقشه کاربری اراضی مصداقی،‌ ارزیابی صحت آن با نمونه‌برداری میدانی و برداشت 60 نقطه کنترل زمینی (10 نقطه کنترل تصادفی در هر کاربری) با استفاده از موقعیت‌یاب GPS Map Garmin 64S در شهریورماه 1398 انجام شد. کاربری اراضی 60 نقطه کنترل در نقشه کاربری اراضی مصداقی به‌دست‌آمده از گوگل‌ارث با کاربری همان نقاط در عرصه مقایسه شد و صحت کلی (OA) نقشه کاربری اراضی مصداقی از طریق رابطه 1 به دست آمد:

              [1]

 که در آن OA صحت کلی، nii تعداد نقاط کنترل زمینی طبقه‌بندی‌شده صحیح و n تعداد کل نقاط کنترل زمینی می‌باشد (32). 

 

نقشه اکالیپتوس‌کاری‌های موجود: داده‌های اکالیپتوس‌کاری‌های موجود در استان خوزستان، از طریق عملیات میدانی و نمونه‌برداری زمینی با موقعیت‌یاب مدل GPS Map Garmin 64S در شهریورماه 1398 انجام شد. همچنین موقعیت برخی اکالیپتوس‌کاری‌های موجود در استان، از اداره کل منابع طبیعی خوزستان جمع‌آوری شد و محدوده آنها در تصاویر گوگل‌ارث شناسایی شده و مرز آنها بسته شد. درنهایت، با استفاده از تمام این اطلاعات،‌ نقشه رقومی اکالیپتوس‌کاری‌های موجود در استان در نرم‌افزار Arc Map 10.4 تهیه شد. از این نقشه برای اعتبارسنجی نقشه اراضی مستعد اکالیپتوس‌کاری استفاده شد.

پس از تهیه همه نقشه‌ها، همسان‌سازی مقیاس همه نقشه‌ها در اندازه پیکسل 10*10 متر انجام شد و این نقشه‌ها برای آنالیزهای ترکیبی در نرم‌افزار Arc Map 10.4 سازماندهی شدند.

 

تعیین وزن شاخص‌ها و زیرشاخص‌های مؤثر در زراعت چوب اکالیپتوس با تحليل سلسله مراتبي فازی (FAHP)

در این پژوهش، وزن شاخص‌های مؤثر در اراضی مستعد اکالیپتوس‌کاری، به­منظور تلفیق نقشه­هاي رقومي مربوط به شاخص‌ها و زيرشاخص‌ها در محيط GIS، از طریق روش تحليل سلسله مراتبي فازی (FAHP) محاسبه شد. به منظور مقایسه زوجی بین معیارها و زیرمعیارها، از اعداد فازی مثلثی (سه مقدار فازی) استفاده شد (23) که دارای محاسبات ساده­تر از روش ذوزنقه­ای (چهار مقدار فازی) می­باشد. در این روش یک عدد فازی مثلثی به صورت یک مجموعه سه‌تایی (l, m, u) تعریف می­شود. بنابراین یک قضاوت غیرقطعی برای مقایسه زوجی شاخص‌ها را می­توان با یک عدد فازی مثلثی به کمک سه عدد حقیقی (l, m, u) بیان نمود که تابع درجه عضویت آن طبق رابطه 2 بیان می­شود (شکل 3).

 

         [2]

در این رابطهA µ درجه عضویت مربوط به عضو x از مجموعه مرجع است که عضویت جزئی نسبت به مجموعه A دارد.

 

شکل 3- عدد فازی مثلثی و درجه عضویت مربوط به عضو x از مجموعه مرجع با عضویت جزئی به مجموعه A (31)

 

در این تحقیق، به منظور اجرای روش تحلیل سلسله مراتبی فازی برای دستیابی به این وزن­های شاخص‌ها و زیرشاخص‌ها، ابتدا تعداد 30 پرسشنامه­ بين کارشناسان زراعت چوب در عرصه­هاي منابع طبيعي توزيع شد. هر پرسشنامه شامل يک جدول براي بيان مقياس زباني اهميت شاخص‌ها و زيرشاخص‌ها نسبت به هم (جدول 1) و پنج ماتريس مقايسه زوجي (چهار ماتريس مربوط به مقايسه زيرشاخص‌های هر شاخص و يک ماتريس مربوط به مقايسه شاخص‌های اصلي) بود. مقياس­هاي زباني براي بيان اهميت شاخص‌ها و زيرشاخص‌ها نسبت به هم در روش تحليل سلسله مراتبي فازي در جدول 1 آورده شده است.

 

جدول 1- مقياس‏هاي زباني براي بيان درجه اهميت در روش تحليل سلسله مراتبي فازی (31)

 

زماني که کارشناسان قضاوت­هاي خود را بر اساس اعداد فازي مثلثي بيان مي­کنند، ماتريس­های مقايسات زوجي تکميل مي­شود. در نهایت ميانگين پرسشنامه­هاي تکميل­شده، به‌دست آمده و تجزيه و تحليل شد. تاکنون روش­هاي متعددي براي تجزیه و تحلیل فرايند تحليل سلسله مراتبی فازي ارائه شده­اند. یکی از روش­های معمول در تجزيه و تحليل­ نتايج پرسشنامه میانگین تحليل سلسله مراتبي فازي، روش آنالیز توسعه­ای فازی مثلثی چانگ (31) می­باشد که در این تحقیق استفاده شد. مقیاس­های فازی مورد استفاده در این روش در جدول 1 نشان داده شده­اند. این روش از سایر روش­های فرآیند تحليل سلسله مراتبي فازي ساده­تر و دارای محاسبات قابل درک‌تر است (25). مراحل انجام این روش در این تحقیق به شرح زیر بود.

ابتدا جمع هر رديف از ماتريس‌های مقايسه زوجي محاسبه شده و سپس جمع هر رديف با عملگرهاي فازي نرماليزه شد. در روش آنالیز توسعه‏اي، براي هر يک از سطرهاي ماتريس مقايسات زوجي، مقدار Sk که خود يک عدد مثلثي است، از طريق رابطه 3 محاسبه مي‌شود:

  [3]

 

که M بيان­گر جمع سطرهاي ماتريس، K بيان­گر شماره سطر و i نشان‏دهنده گزينه‏ها و j نشان‏دهنده شاخص‏ها می­باشد. l، m و u نیز اعداد فازي مثلثي مي­باشند. در روش تحليل توسعه‏اي، پس از محاسبه مقدار Sk،، درجه بزرگي V (درجه ارجحيت يا درجه امکان‏پذيري) شاخص‌ها نسبت به هم محاسبه شد. به‌طور کلي اگر M1 و M2 دو عدد فازي مثلثي باشند، درجه بزرگي M2 بر M1 که با  نشان داده مي‏شود، به صورت رابطه 4 تعريف مي‏شود که براي اعداد فازي مثلثي معادل با رابطه 5 و 6 است.

 

[4]

 

        [5]                

 

 

        [6]           

 

که d متناظر با بزرگ­ترين نقطه تقاطع بين  و  است. همچنين ميزان بزرگي يك عدد فازي مثلثي از k عدد فازي مثلثي ديگر نيز از رابطه 7 به دست آمد.

        [7]            V(M ≥ M1, M2,……Mk) = V[(M ≥ M1) and (M ≥ M2) and……(M ≥ Mk)] 

 

براي محاسبه وزن شاخص‏ها در ماتريس مقايسه زوجي چنانچه فرض شود که:

 

[8] d'(Ai)= min V[(Si≥ Sk )]        k = 1,2...,n                k ≠ i        

آنگاه بردار وزن به صورت رابطه 9 اعمال مي‏شود:

 

                W'=( d'(A1), d'(A2) , …, d'(An))        [9]

 

وزن‏هاي به‌دست آمده، غيرفازي بودند که جهت نرماليزه کردن وزن‏هاي به‌دست آمده از رابطه 10 استفاده شد (31):

   [10]

W=( d (A1), d (A2) , …, d (An))

بر اين اساس، وزن نرمال میانگین هر شاخص‌ و زيرشاخص با استفاده از مقايسات زوجي بر اساس نظر کارشناسان و به کمک روش سلسله مراتبي فازي محاسبه شد. در نهایت به منظور ارزیابی صحت وزن­های به‌دست‌آمده از آزمون پایندگی استفاده شد که در ادامه تشریح می­شود.

 

آزمون پایندگی وزن شاخص‌ها (نسبت سازگاری)

هدف از انجام آزمون پايندگي در این تحقیق اين بود که صحت وزن‏هاي نرمال میانگین به‌دست‌آمده براي هر شاخص‌ و زيرشاخص‌ مؤثر در زراعت چوب اکالیپتوس تأييد گردد. براي اين منظور ماتريس بردار پايندگي وزن نرمال شاخص‌ها و زیرشاخص‌ها تشکيل شد که بدین‌منظور، وزن نرمال ميانگين هر شاخص و زیرشاخص که از آنالیز توسعه­اي چانگ از مرحله قبل حاصل شده بود، در ارزش‏هاي نسبت داده شده در سطرهاي هر ماتريس مقايسه زوجی شاخص‌ها و زیرشاخص‌ها ضرب شد (رابطه 11).

 

A × W = λmax × W        [11]

 

که W بردار ويژه وزني مربوط به هر یک از ماتريس‌های مقایسه زوجی (مربوط به شاخص‌های اصلی و زیرشاخص‌های هر شاخص)، A ماتریس مقایسه زوجی و λmax بزرگترين مقدار ويژه ماتريس مقایسه زوجی است. ارزش لاندا (λmax) به طور ساده شامل ميانگين ارزش‏هاي بردار پايندگي است. بر اين اساس، مجموع بردارهاي پايندگي بر تعداد شاخص‌ها (n) تقسيم شد (رابطه 12). در این تحقیق، تعداد شاخص‌های اصلی چهار شاخص، تعداد زیرشاخص‌های خاکشناسی چهار، تعداد زیرشاخص‌های اقلیمی هشت، تعداد زیرشاخص‌های منابع آبی پنج و تعداد زیرشاخص‌های کاربری اراضی مصداقی نیز شش عدد بود. سپس شاخص سازگاري (Consistency Index = CI) برای هریک از ماتريس‌های مقایسه زوجی شاخص‌های اصلی و زیرشاخص‌های هر شاخص، براي اطمينان از انسجام قضاوت‏ها در مقايسه زوجي، طبق رابطه 13 محاسبه شد.

 

         [12]

 

CI = (λmax−n)/(n −1)                 [13]

 

در رابطه 13،  nبعد ماتريس مقایسه زوجی و λmax بزرگترين مقدار ويژه ماتريس مقايسه زوجي است. همچنين نسبت سازگاري (Consistency Ratio= CR) برای هر یک از ماتریس‌های مقایسه زوجی شاخص‌های اصلی و زیرشاخص‌های مؤثر در زراعت چوب اکالیپتوس از رابطه 14 به‌دست آمد.

 

        CR = CI/RI               [14]

 

در رابطه 14، RI شاخص تصادفی (Random Index)، يک ماتريس با مقادير تصادفي مي­باشد. مقادیر RI برای هر یک از ماتریس‌های مقایسه زوجی شاخص‌های اصلی و زیرشاخص‌های مؤثر در زراعت چوب اکالیپتوس در این پژوهش از منبع قدسی‌پور (19) استخراج شد. بر این اساس برای ماتریس چهاربعدی مقایسه شاخص‌های اصلی که شامل مقایسه چهار شاخص بود، شاخص تصادفی برابر با 9/0 بود. به همین ترتیب برای ماتریس چهاربعدی مقایسه زوجی زیرشاخص‌های خاکشناسی نیز برابر با 9/0 بود. برای ماتریس پنج‌بعدی مقایسه زوجی زیرشاخص‌های منابع آبی شاخص تصادفی برابر با 12/1 بود. همچنین برای ماتریس هشت‌بعدی مقایسه زوجی زیرشاخص‌های اقلیمی شاخص تصادفی برابر با 41/1 و برای ماتریس شش‌بعدی کاربری اراضی مصداقی برابر با 24/1 بود (19).

در نهایت مطابق رابطه 14، CR کمتر از 1/0 برای هر ماتریس مقایسه زوجی نشان­دهنده سازگاری وزن شاخص‌ها و زیرشاخص‌ها در تصميم­گيري برای الویت‌بندی آنها در این پژوهش بود (19 و 41).

 

اختصاص وزن به هريک از شاخص‌ها و زیرشاخص‌ها

‌ابتدا نقشه‌هاي زیرشاخص‌ها و شاخص‌ها در نرم‌افزار Arc Map 10.4 به فرمت رستری تبدیل شده و براساس دستور Reclassify و براساس نیازهای اکالیپتوس مطابق جدول 2 طبقه‌بندی شدند. بعد از طبقه‌بندی نقشه‌های هریک از زیرشاخص‌ها، برای هر طبقه خاص، براساس تأثیر و اهمیتی که در زراعت چوب اکالیپتوس دارد، یک مقدار استاندارد از 1 تا 5 در نظر گرفته شد؛ به‌طوری‌که که برای مناسب‌ترین طبقه هر زیرشاخص برای زراعت چوب اکالیپتوس، ‌ارزش عددی 5 و برای نامناسب‌ترین طبقه، ارزش عددی 1 در نظر گرفته شد (35) (جدول‌های 3 تا 6). این ارزش عددی، به‌عنوان وزن درون‌لایه‌ای برای هر لایه (زیرشاخص) درنظر گرفته شد. لازم به ذکر است که برای هر زیرشاخص،‌ استعداد هر طبقه برای کاشت اکالیپتوس براساس مطالعات پیشین مطابق (جدول 2) تعیین شد.

از طرف دیگر در مرحله قبل، با به‌کارگيري روش تحلیل سلسله مراتبی فازی، وزن شاخص‌ها و زیرشاخص‌های مؤثر در زراعت چوب اکالیپتوس به‌دست آمده بود. این وزن‌ها به‌عنوان وزن برون‌لایه‌ای برای ترکیب خطی وزنی لایه‌های رقومی مختلف (زیرشاخص‌ها و شاخص‌های اصلی) برای دست‌یابی به نقشه پتانسیل زراعت چوب اکالیپتوس درنظر گرفته شدند.

 

جدول 2- نیازها و محدودیت‌های اکولوژیکی اکالیپتوس (تحت آبیاری یا آبیاری تکمیلی) در نواحی جنوبی ایران

مقياس زباني براي درجه اهميت		اعداد فازي مثلثي (l, m, u)
Just equal (JE)	ارجحيت با اهميت دقيقاً برابر	(1، 1، 1)
Equally Important (EI)	ارجحيت با اهميت تقريباً برابر	( , 1,  )
Weakly more Important (WMI)	ارجحيت با اهميت کم	(1 ,  , 2)
Strongly more Important (SMI)	ارجحيت با اهميت قوي‏تر	( , 2 ,  )
Very strongly more Important (VSMI)	ارجحيت با اهميت خيلي قوي‏تر	(2 ,  , 3)
Absolutely more Important (AMI)	ارجحيت با اهميت کامل و مطلق	( , 3 ,  )

شاخص‌های اصلی	شاخص‌های فرعی (واحد)	قابلیت بسیارخوب	قابلیت خوب	قابلیت متوسط و ضعیف	منابع
اقلیمی	میانگین دمای سالانه (Cº)	28-26	26-24	کمتر از 24	عصاره (17)
	میانگین حداکثر دمای سالانه (Cº)	34-32	32-30	کمتر از 30	عصاره (17)
	میانگین حداقل دمای سالانه (Cº)	21-18	18-16	کمتر از 16	عصاره (17)
	حداکثر مطلق دما (Cº)	50-48	51-50	بیشتر از 51	عصاره (17)
	حداقل مطلق دما (Cº)	بالای صفر	صفر تا 4-	کمتر از 4-	ساداتی و همکاران (9)، سعادت و همکاران (10)، عصاره (17)
	میانگین بارندگی سالانه (mm)	بیشتر از 450	450-250	کمتر از 250	صالحه‌شوشتری و همکاران (14)، عصاره (17)
	میانگین سرعت باد (m/s)	کمتر از 11	13-11	بیشتر از 13	عصاره (17)
	میانگین رطوبت نسبی (%)	بیشتر از 50	50-40	کمتر از 40	عصاره (17)
خاکشناسی	بافت خاک	شنی لومی، شنی رسی	لومی، لومی رسی	رسی لومی، رسی	ساداتی و همکاران (9)، عصاره و سردابی (18)، عصاره (17)
	عمق خاک (m)	بیشتر از 5/1	1 تا 5/1	کمتر از 1	عصاره و سردابی (18)
	شوری خاک (EC) (ds/m)	کمتر از 2	4-2	بیشتر از 6	جوانشیر و مصدق (3)، عباسعلیان و زعفرانی (16)، عصاره (17)، الجوهانی و همکاران (34)، فیکما و بیکر (38)
	اسیدیته (Ph)	7 تا 5/7	5/7 تا 5/8	کمتر از 6 و بیشتر از 5/8	تلوری (2)، صالحه‌شوشتری و همکاران (14)، عصاره (17)
منابع آبی	دبی آب و نیاز آبی (m3/ha)	6000-4000	4000-2000	کمتر از 2000	صالحه‌شوشتری ‌(12)، راد (7)
	فاصله از رودخانه (بعد از بستر)(m)	25-0	50-25	بیشتر از 50	عصاره (17)
	عمق آب زیرزمینی (m)	کمتر از 5	10-5	بیشتر از 10	تلوری (2)، صالحه‌شوشتری ‌(12)، عصاره و سردابی (18)
	شوری آب سطحی (EC) (ds/m)	کمتر از 2	4-2	بیشتر از 6	هاشمی و همکاران (27)، عصاره (17)، فیکما و بیکر (38)
	شوری آب زیرزمینی (EC) (ds/m)	کمتر از 2	4-2	بیشتر از 6	هاشمی و همکاران (27)، عصاره (17)، فیکما و بیکر (38)
کاربری اراضی	-	شنزارهای خالی، حاشیه کانال‌های اراضی جهاد نصر	اراضی جهاد نصر	شنزارهای جنگلکاری‌شده، بیشه‌زارها، زمین‌های خالی کنار منابع آبی	تلوری (3)، صالحه شوشتری و همکاران (14)، صالحه شوشتری و روحی‌پور (15)، عصاره (17)

 

جدول 3- ارزش (وزن درون‌لایه‌ای) زیرشاخص‌های خاکشناسی

عمق خاک	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)	بافت خاک	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)
بسیار عمیق	5	شنی	5
عمیق	4	لومی	4
نیمه‌عمیق	3	شنی لومی رسی	3
کم عمق	2	رسی-شنی و رسی-لومی	2
بسیار کم عمق	1	رسی	1
اسیدیته خاک	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)	شوری خاک (ds/m)	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)
5/7-7	5	2-52/0	5
5/8-5/7	4	4-2	4
بیشتر از 5/8	3	6-4	3
		8-6	2
		بیشتر از 8	1

 

جدول 4- ارزش (وزن درون‌لایه‌ای) زیرشاخص‌های منابع آبی

فاصله از رودخانه (m)	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)	دبی آب رودخانه (m3/s) (یک درصد با توجه به نیاز آبی)	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)	شوری آب سطحی (ds/m)	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)
25-0	5	102000000-80000000	5	2-54/0	5
50-25	4	80000000-60000000	4	4-2	4
75-50	3	60000000-40000000	3	6-4	3
100-75	2	40000000-20000000	2	8-6	2
بیشتر از 100	1	کمتر از 20000000	1	بیشتر از 8	1
عمق آب زیرزمینی (m)	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)	شوری آب زیرزمینی (ds/m)	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)
5-66/2	5	2-16/0	5
10-5	4	4-2	4
20-10	3	6-4	3
30-20	2	8-6	2
بیشتر از 30	1	بیشتر از 8	1

 

جدول 5- ارزش (وزن درون‌لایه‌ای) زیرشاخص‌های اقلیمی

میانگین دمای سالانه (Cº)	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)	میانگین حداکثر دمای سالانه(Cº)	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)	میانگین حداقل دمای سالانه (Cº)	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)
24-23	3	30-29	3	16-14	3
26-24	4	32-30	4	18-16	4
28-26	5	34-32	5	21-18	5
حداکثر مطلق دما (Cº)	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)	حداقل مطلق دما (Cº)	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)	میانگین رطوبت نسبی سالانه (%)	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)
50-48	5	4- - 5-	3	40-34	3
51-50	4	2- - 4-	4	50-40	4
52-51	3	0 - 2-	5	52-50	5
میانگین بارندگی سالانه (mm)	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)	میانگین سرعت باد سالانه (m/s)	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)
250-140	2	11-5/9	5
350-250	3	13-11	4
450-350	4	5/14-13	3
580-450	5

 

جدول 6- ارزش (وزن درون‌لایه‌ای) زیرشاخص‌های کاربری اراضی مصداقی

کاربری اراضی مصداقی	ارزش (وزن درون‌لایه‌ای)
شنزارهای خالی	5
حاشیه کانال‌های اراضی جهاد نصر	5
اراضی جهاد نصر	4
شنزارهای جنگلکاری‌شده	2
بیشه‌زارها	1
زمین‌های خالی کنار منابع آبی	1
جنگل	0
صخره	0
کشاورزی	0
پهنه‌های آبی (تالاب، ‌رودخانه، دریاچه)	0
شهر	0
زمین‌های بایر دور از آب	0

 

ترکیب خطی وزن‌دار نقشه‌هاي زیرشاخص‌ها و شاخص‌ها براساس وزن و اهميت آنها در نرم‌افزار Arc Map 10.4 و تهيه نقشه اراضی مستعد زراعت چوب اکالیپتوس

نقشه‌هاي زیرشاخص‌های هر شاخص اصلی که هر کدام شامل پنج طبقه رستری بودند، براساس وزن و اهميت به‌دست‌آمده آنها از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی و براساس دستور Weighted Overlay در محيط GIS ترکیب خطی وزنی شدند. با ترکیب نقشه‌های زیرشاخص‌های هر شاخص اصلی، ‌نقشه آن شاخص تهیه شد. نقشه پتانسیل زراعت چوب اکالیپتوس نیز از ترکیب خطی وزنی نقشه‌های شاخص‌های اصلی (‌خاکشناسی،‌ منابع آبی، اقلیمی و کاربری اراضی مصداقی)، تهيه شد. سپس این نقشه بر اساس دستور Natural Break و براساس ارزش‌های پیکسلی در پنج طبقه پتانسیل (بسیار مناسب، مناسب، پتانسیل متوسط، نامناسب، و بسیار نامناسب)‌ طبقه‌بندی شد.

 

اعتبارسنجي نقشه اراضی مستعد زراعت چوب اکالیپتوس با استفاده از اکالیپتوس‌کاری‌های موجود

درپايان نقشه اراضی مستعد زراعت چوب اکالیپتوس با استفاده از اکالیپتوس‌کاری‌های موفق موجود اعتبارسنجی شده و دقت آن در شناسایی مناطق مستعد کاشت اکالیپتوس ارزيابي شد. بدین‌منظور با توجه به داده‌های واقعیت زمینی (اکالیپتوس‌کاری‌های موجود) و با استفاده از شاخص صحت کلی (Overall Accuracy: OA)، نقشه اراضی مستعد زراعت چوب اکالیپتوس اعتبارسنجی شد. صحت کلی از رابطه 1 محاسبه شد.

 

نتایج

ارزیابی صحت نقشه کاربری اراضی مصداقی

ارزیابی صحت نقشه کاربری اراضی مصداقی براساس نقاط کنترل زمینی در جدول 7 آورده شده است. براساس نتایج به‌دست‌آمده،‌ نقشه کاربری اراضی مصداقی حاصل از تصاویر ماهواره‌ای گوگل‌ارث با صحت کلی 66/91 درصد، صحت بسیار مطلوبی براساس داده‌های واقعیت زمینی (60 نقطه کنترل زمینی) ‌داشته است.

 

جدول 7- ارزیابی صحت نقشه کاربری اراضی مصداقی

کاربری در گوگل‌ارث	کاربری در عرصه	تعداد نقاط کنترل زمینی	تعداد نقاط طبقه‌بندی‌شده صحیح	صحت کلی (%)
زمین‌های خالی حاشیه کانال‌های نصر	زمین‌های خالی حاشیه کانال‌های نصر	10	10	100
اراضی جهاد نصر	اراضی جهاد نصر	10	9	90
شنزارهای جنگلکاری شده	شنزارهای جنگلکاری شده	10	10	100
شنزارهای خالی	شنزارهای خالی	10	8	80
بیشه‌زارها	بیشه‌زارها	10	9	90
زمین‌های خالی کنار منابع آبی	زمین‌های خالی کنار منابع آبی	10	9	90
کل	کل	60	55	66/91

 

نقشه اکالیپتوس‌کاری‌های استان خوزستان

نقشه اکالیپتوس‌کاری‌های موجود در استان خوزستان در شکل 4 نشان داد شده است. این نقشه که از طریق برداشت‌های میدانی در شهریورماه 1398 و همچنین اطلاعات موجود در اداره کل منابع طبیعی خوزستان تهیه شده بود، شامل 80 پلی­گون بود که در مجموع مساحت 45/5002 هکتار داشتند.

 

 

شکل 4- نقشه اکالیپتوس‌کاری‌های استان خوزستان

 

وزن شاخص‌ها و زیرشاخص‌ها بر اساس روش تحلیل سلسله مراتبی فازی

نتایج محاسبه نسبت سازگاری ماتریس‌های مقایسه زوجی زیرشاخص‌ها و شاخص‌های اصلی براساس روش تحلیل سلسله مراتبی در جدول 8 آورده شده است. نتایج جدول مذکور نشان‌دهنده این است که نسبت سازگاری (CR) ماتریس‌های مقایسه زوجی از 005/0 تا 09/0 است که مقادیر کمتر از 1/0 را به خود اختصاص داده‌اند که نشان‌دهنده سازگاری وزن شاخص‌ها می‌باشد. همچنین وزن نهایی شاخص‌ها و زیرشاخص‌ها بر اساس روش تحلیل سلسله مراتبی فازی در جدول 9 آورده شده است. بر اساس این جدول،‌ وزن شاخص منابع آبی (34/0) بیشتر از سایر شاخص‌ها می‌باشد.

 

جدول 8- نسبت سازگاری ماتریس‌های مقایسه زوجی زیرشاخص‌ها و شاخص‌های اصلی براساس روش تحلیل سلسله مراتبی

CR= CI/RI	RI*	CI= (λmax − n)/(n − 1)	λmax	شاخص
09/0	9/0	083/0	25/4	شاخص‌های اصلی
06/0	12/1	077/0	31/5	زیرشاخص‌های منابع آبی
029/0	9/0	026/0	08/4	زیرشاخص‌های خاکشناسی
005/0	41/1	007/0	05/8	زیرشاخص‌های اقلیمی
017/0	24/1	022/0	11/6	زیرشاخص‌های کاربری اراضی

* مقادیر RI برای ماتریس‌های n بعدی از منبع قدسی‌پور (19) استخراج شده است.

 

جدول 9- وزن شاخص‌ها و زیرشاخص‌ها بر اساس روش تحلیل سلسله مراتبی فازی

شاخص	وزن	زیرشاخص	وزن	شاخص	وزن	زیرشاخص	وزن
منابع آبی	34/0	فاصله از رودخانه	24/0	اقلیمی	10/0	میانگین حداکثر دمای سالانه	1/0
		دبی آب رودخانه	28/0			حداکثر مطلق دما	1/0
		شوری آب سطحی	18/0			میانگین حداقل دمای سالانه	14/0
		عمق آب زیرزمینی	17/0			حداقل مطلق دما	12/0
		شوری آب زیرزمینی	13/0			میانگین دمای سالانه	14/0
کاربری اراضی	32/0	بیشه‌زارها	08/0			میانگین رطوبت نسبی سالانه	13/0
		حاشیه کانال‌های اراضی جهاد نصر	25/0			میانگین بارندگی سالانه	1/0
		اراضی جهاد نصر	16/0			میانگین سرعت باد سالانه	17/0
		شنزارهای خالی	27/0	خاکشناسی	24/0	بافت خاک	25/0
		شنزارهای جنگلکاری‌شده	10/0			عمق خاک	28/0
		زمین‌های خالی کنار منابع آبی	14/0			شوری خاک	32/0
						اسیدیته خاک	15/0

 

نقشه اراضی مستعد زراعت چوب با اکالیپتوس در خوزستان و اعتبارسنجی آن

نقشه اراضی مستعد زراعت چوب با اکالیپتوس در استان خوزستان در شکل 5 نشان داده شده است. مساحت طبقات پتانسیل بر اساس نقشه پتانسیل زراعت چوب با اکالیپتوس در جدول 10 و نتایج اعتبارسنجی کمی نقشه پتانسیل زراعت چوب اکالیپتوس براساس شاخص صحت کلی در جدول 11 آورده شده است.

 

شکل 5- نقشه اراضی مستعد کاشت اکالیپتوس در استان خوزستان

 

جدول 10- مساحت طبقات نقشه اراضی مستعد کاشت اکالیپتوس

طبقه پتانسیل زراعت چوب	مساحت طبقه (هکتار)	درصد طبقه
بسیار مناسب	41/289042	79/16
مناسب	62/309691	99/17
پتانسیل متوسط	14/284886	55/16
نامناسب	78/520284	23/30
بسیار نامناسب	75/317137	42/18
کل	7/1721042	100

 

جدول 11- اعتبارسنجی نقشه اراضی مستعد کاشت اکالیپتوس در استان خوزستان براساس شاخص صحت کلی

پیکسل	تعداد
تعداد کل پیکسل‌های واقعیت زمینی	500245
تعداد پیکسل‌های طبقه‌بندی‌شده صحیح	411704
صحت کلی (درصد)	82

 

بحث و نتیجه‌گیری

پژوهش پیش‌رو به­منظور تعیین اراضی مستعد زراعت چوب اکالیپتوس در استان خوزستان با استفاده از شاخص‌ها و زیرشاخص‌های مختلف خاکشناسی، منابع آبی، اقلیمی و کاربری اراضی و با به‌کارگیری روش تحلیل سلسله مراتبی فازی انجام شد.

نتایج این پژوهش نشان داد که بر اساس روش تحلیل سلسله مراتبی فازی، وزن شاخص‌های منابع آبی، کاربری اراضی مصداقی، خاکشناسی و اقلیمی به­ترتیب 34/0، 32/0، 24/0 و 10/0 بود. بنابراين شاخص‌های منابع آبی داراي بيشترين تأثیر و اهمیت در تعیین اراضی مستعد زراعت چوب اکالیپتوس در استان خوزستان بودند. مطالعات دیگری نیز نقش آب را در زراعت چوب اکالیپتوس و رشد ارتفاعی و قطری آن بسیار مؤثر دانسته‌اند (7، 10 و 12)، به‌طوری‌که نیاز آبی اکالیپتوس برای رشد مطلوب در مناطق جنوبی ایران 4000 مترمکعب در هکتار در سال برآورد شده است (7). البته براساس نتایج برخی تحقیقات، نیاز آبی گونه‌های مختلف اکالیپتوس متفاوت است، به‌طوری که گونه کامالدولنسیس نیاز آبی بیشتری نسبت به میکروتکا دارد (10 و 17).

در مورد زیرشاخص‌های منابع آبی، زیرشاخص دبی آب رودخانه (حجم آب) با وزن 28/0 بيشترين وزن را به خود اختصاص داده است و پس از آن به­ترتيب زیرشاخص‌های فاصله از رودخانه (24/0)، شوری آب سطحی (18/0)، عمق آب زیرزمینی (17/0) و شوری آب زیرزمینی (13/0) بيشترين وزن را داشتند. به‌طور قطع، وجود آب سطحی در حجم و فاصله مناسب عامل مهمی در هر گونه زراعت و از جمله زراعت چوب است. براساس نتایج این تحقیق نیز حجم آب در دسترس و فاصله از آب سطحی (رودخانه) عوامل مهمی در زراعت چوب اکالیپتوس بوده‌اند. اگرچه گونه‌های مختلف اکالیپتوس مقاومت مختلفی به تنش‌های خشکی دارند و ممکن است زنده‌مانی‌های متفاوتی داشته باشند، اما کاهش آب در دسترس، قطعاً از رشد ارتفاعی و قطری اکالیپتوس خواهد کاست (4، 8، 10 و 17). درشرایط خشکی و اقلیم خشک، برای داشتن رشدی مطلوب، نیاز به آبیاری دوره‌ای اکالیپتوس است (17). اگرچه شوری آب عاملی محدودکننده در رشد اکالیپتوس‌ها است، اما در تحقیقی که در فارس انجام شد، گونه‌های کامالدولنسیس و میکروتکا، مقاومت خوبی به تنش شوری نشان دادند (10). گونه کامالدولنسیس به‌دلیل مقاومت به شوری قبلاً برای کاشت در خوزستان توصیه شده است (3).

در مورد زیرشاخص‌های خاکشناسی نيز زيرشاخص شوری خاک با وزن 32/0 بيشترين اهمیت را داشته است، سپس عمق خاک (28/0)، بافت خاک (25/0) و اسیدیته خاک (15/0) بيشترين وزن را در تعیین اراضی مستعد کاشت اکالیپتوس در استان خوزستان نشان داده‌اند. اگرچه گونه‌های اکالیپتوس اراضی نیمه‌شور و قلیایی را تحمل می‌کنند و زنده‌مانی دارند (2، 17، 38 و 44)، اما شوری خاک عاملی محدودکننده برای رشد قطری و ارتفاعی اکالیپتوس‌ها است. به‌طوری‌که گونه‌های معدودی از اکالیپتوس می‌توانند شوری زیاد خاک را تحمل کنند (3، 10، 16 و 17). بنابراین نتایج این پژوهش در الویت‌بندی زیرشاخص‌های خاکشناسی منطقی به نظر می‌رسد. لازم به ذکر است که از میان گونه‌های اکالیپتوس، گونه‌های کامالدولنسیس و میکروتکا بیشترین مقاومت را به شوری داشته و برای کاشت در خوزستان توصیه شده‌اند (3، 9 و 10). نتایج این تحقیق نشان داد که عمق خاک (28/0) و بافت خاک (25/0) اهمیت متوسطی در کاشت اکالیپتوس دارند. اکالیپتوس‌ها در شرایط خاک‌های عمیق در ساوه، قم، ایلام و لرستان زنده‌مانی و رشد بسیار خوبی داشته‌اند (17). این موضوع، تأییدکننده نتایج این پژوهش که نشاندهنده اهمیت عمق خاک در زراعت چوب اکالیپتوس با وزن 28/0 است، می‌باشد. از طرف دیگر اکالیپتوس‌ها به شرایط سنگینی خاک بسیار حساس هستند و در خاک‌های رسی و سنگین رشد مطلوبی ندارند (9) درحالی‌که در خاک‌های شنی رشد مناسبی داشته‌اند (15). براساس نتایج این تحقیق، اهمیت اسیدیته خاک کمتر از سایر زیرشاخص‌های خاکشناسی بوده است. نظر به اینکه اسیدیته خاک در اراضی مصداقی استان خوزستان با توجه به جدول 3، بین 7 تا 9/8 بوده است، و اکالیپتوس‌ها اسیدیته 7 تا 5/8 را تحمل می‌کنند، اسیدیته خاک عامل محدودکننده‌ای برای رشد اکالیپتوس‌ها در استان خوزستان نیست. براساس نتایج این پژوهش نیز وزن این عامل در زراعت چوب اکالیپتوس در اراضی جنوبی ایران کمتر از سایر زیرشاخص‌های خاکشناسی بوده است و لذا این نتایج در الویت‌بندی زیرشاخص‌های خاکشناسی مؤثر در زراعت چوب اکالیپتوس در استان خوزستان منطقی به‌نظر می‌رسد.

در مورد زیرشاخص‌های اقلیمی، زیرشاخص ميانگين سرعت باد سالانه با وزن 17/0 بیشترین اهمیت را در تعیین اراضی مستعد کاشت اکالیپتوس در استان خوزستان داشته است و پس از آن میانگین حداقل دمای سالانه (وزن: 14/0)، میانگین دمای سالانه (وزن: 14/0)، ميانگين رطوبت نسبي سالانه (وزن: 13/0) و حداقل مطلق دما (وزن: 12/0) بیشترین وزن را در تعیین اراضی مستعد کاشت اکالیپتوس نشان دادند. لذا براساس نتایج این تحقیق عامل ميانگين سرعت باد سالانه مهمترین فاکتور در کاشت اکالیپتوس محسوب مي­شود. اهميت فاکتور باد با توجه به حساس بودن و شکننده بودن اکالیپتوس‌ها در برابر باد، توسط محققان ديگري نيز اثبات شده است، به طوری که وزش بادهای گرم باعث کاهش زنده‌مانی اکالیپتوس‌ها در فارس شده است (6). البته گونه میکروتکا به‌دلیل اینکه بیشترین نسبت قطر به ارنفاع را دارد، نسبت به کامالدولنسیس به باد مقاوم‌تر است (17). بر اساس نتایج این تحقیق، میانگین حداقل دمای سالانه (وزن: 14/0)، دومین عامل محدودکننده اقلیمی در زراعت چوب اکالیپتوس بوده است. اگرچه گونه‌های اکالیپتوس به‌دلیل خاستگاه گرمسیری به سرما حساس هستند (9 و 10) اما گونه‌های مختلف آن، مقاومت متفاوتی در برابر حداقل دما (سرما) دارند. به‌طوری‌که بر اساس نتایج تحقیقات پیشین، گونه میکروتکا نسبت به کامالدولنسیس به سرما مقاوتر بوده است (10، 28 و 37). زیرشاخص‌های میانگین حداکثر دمای سالانه، حداکثر مطلق دما و میانگین بارندگی سالانه هر کدام با وزن 1/0 کمترین تأثیر یا اهمیت را در تعیین اراضی مستعد کاشت اکالیپتوس در استان خوزستان داشتند.

در مورد زیرشاخص‌های کاربری اراضی، زیرشاخص شنزارهای خالی با وزن 27/0 بیشترین اهمیت را در تعیین اراضی مستعد کاشت اکالیپتوس داشت. نتایج حاصل از پژوهش‌های پیشین نیز نشان داده که در تپه‌های شنی منطقه الباجی اهواز، زنده‌مانی اکالیپتوس‌ها زیاد بوده است (2) که نشاندهنده مناسب بودن این اراضی برای کاشت اکالیپتوس است. این مهم در تحقیقات دیگری نیز ثابت شده است (15 و 17). براساس نتایج این تحقیق، بعد از شنزارهای خالی، حاشیه کانال‌های اراضی جهاد نصر با وزن 25/0 بهترین گزینه‌ برای کاشت اکالیپتوس شناخته شد. با وجود آنکه در پژوهش‌های قبلی، قابلیت این اراضی در کاشت اکالیپتوس‌ها بررسی نشده است، وجود کانال‌های آب و سیستم زهکشی مناسب، می‌تواند مزیت مهمی برای کاشت اکالیپتوس‌ها در این اراضی باشد. اجرایی شدن نتایج این تحقیق می‌تواند این موضوع را اثبات نماید. همچنین اراضی جهاد نصر نیز با وزن 16/0 به‌عنوان یکی از مناطق مهم برای کاشت اکالیپتوس شناسایی شدند. اگرچه در حال حاضر اراضی جهاد نصر در اختیار بخش خصوصی است و ملی محسوب نمی‌شود، اما وسعت قابل ملاحظه این اراضی، ‌وجود سیستم زهکشی مناسب برای رفع شوری آب و ‌مسطح بودن این اراضی،‌ قابلیت این اراضی برای کاشت اکالیپتوس را محرز می‌نماید. این مهم در صورت رضایت زارعین برای کاشت جایگزین اکالیپتوس به جای محصولات کشاورزی،‌ توجیه اقتصادی و تأمین نهال از طرف سازمان جنگلها، مراتع و آبخیزداری کشور امکان‌پذیر خواهد بود.

نتايج کلی اين پژوهش نشان داد که زیرشاخص‌های دبی آب رودخانه، شوری خاک، ميانگين سرعت باد سالانه و شنزارهای خالی بيشترين اهميت (وزن) را در تعیین اراضی مستعد کاشت اکالیپتوس در استان خوزستان داشته‌اند.

نتايج آناليز نقشه اراضی مستعد کاشت اکالیپتوس براساس روش تحلیل سلسله مراتبی فازی نشان داد که از مجموع مساحت حدود 7/1721042 هکتاري اراضی مصداقی در استان خوزستان، 41/289042 هکتار (79/16 درصد) از منطقه پتانسیل بسیار مناسب و 62/309691 هکتار (99/17 درصد) آن پتانسيل مناسب برای کاشت اکالیپتوس دارد. همچنین 14/284886 هکتار (55/16 درصد) از منطقه پتانسیل متوسط، 78/520284 هکتار (23/30 درصد) پتانسیل نامناسب و 75/317137 هکتار (42/18 درصد) پتانسیل بسیار نامناسب برای اکالیپتوس‌کاری دارد. لذا بيشتر از 34 درصد از منطقه پتانسیل مناسب و بسیار مناسب براي زراعت چوب اکالیپتوس دارد.

نتايج اعتبارسنجی نقشه پتانسيل زراعت چوب اکالیپتوس حاصل از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی با استفاده از داده‌های واقعیت زمینی (اکالیپتوس‌کاری‌های موجود) نشان داد که صحت کلی نقشه طبقه‌بندی‌شده اراضی مستعد کاشت اکالیپتوس 82 درصد است. اين نتيجه نشان­دهنده اعتبار زیاد روش تحلیل سلسله مراتبی فازی در پتانسیل‌سنجی مناطق مستعد کاشت اکالیپتوس و صحت زیاد نقشه پتانسيل تهيه­شده بر اساس آن است. نتایج مطالعات دیگری نیز اعتبار مطلوب روش تحلیل سلسله مراتبی فازی را در اهداف دیگر ارزیابی محیط زیستی نشان داده است (36، 40 و 42) در این پژوهش روش تحلیل سلسله مراتبی فازی در پتانسیل‌سنجی مناطق مستعد زراعت چوب با اکالیپتوس برای اولین بار به‌کار گرفته شد که دقت مطلوبی را نشان داد.

لازم به‌ذکر است که عدم وجود داده‌های کافی از اکالیپتوس‌کاری‌های موجود، از چالش‌های پژوهش‌ پیش‌رو بود. در این پژوهش‌ از 80 پلی­گون اکالیپتوس‌کاری در استان خوزستان که در مجموع، مساحتی برابر با 45/5002 هکتار داشتند، به‌عنوان داده واقعیت زمینی استفاده شد و اعتبار مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی سنجش شد. با این حال برای اعتبارسنجی دقیق‌تر نیاز به داده‌های بیشتری از اکالیپتوس‌کاری‌های موجود در استان است.

با توجه به اعتبار مطلوب روش مورد استفاده و نقشه پتانسيل تهيه­شده در اين پژوهش، توسعه زراعت چوب اکالیپتوس در عرصه‌های بسیار مناسب و مناسب در نقشه پتانسيل تهيه‌­شده برای استان خوزستان امکان­پذير خواهد بود. عرصه‌های مناسب و بسیار مناسب در این نقشه براساس وزن (اهمیت) همه شاخص‌ها و زیرشاخص‌های مؤثر به‌دست آمده‌اند، لذا این اطمینان وجود دارد که در این مناطق بهترین قابلیت به‌لحاظ دسترسی به آب (کمیت آب و کیفیت آب)، وجود اراضی مناسب، شرایط اکولوژیکی متعارف (به‌طوره عمده فاکتورهای خاکشناسی) و اقلیم متناسب با توجه به نیازهای اکالیپتوس وجود دارد.

در این پژوهش، ‌شنزارها مکان‌های بسیار مناسبی برای کاشت اکالیپتوس تشخیص داده شدند که ملی بودن این اراضی، شرایط اکولوژیکی مناسب (خاکشناسی)، ‌زهکشی مناسب و وسعت قابل توجه آنها بر اهمیت آنها در توسعه زراعت چوب می‌افزاید. نظر به توقف بهره‌برداری از جنگل‌های شمال کشور و سازگاری اکولوژیکی اکالیپتوس با مناطق گرمسیری جنوب ایران، شنزارهای خوزستان می‌توانند به‌عنوان یکی از مناطق اکولوژیکی بالقوه برای زراعت چوب اکالیپتوس و تأمین نیاز چوبی کشور مطرح باشند و در الویت برنامه‌های توسعه زراعت چوب در استان خوزستان قرار گیرند.

 

سپاسگزاری

این تحقیق با حمایت بخش بیابان مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور و مؤسسه تحقیقات خاک و آب انجام شده است. بدینوسیله از همراهی خانم‌ها دکتر درگاهیان، رضوی‌زاده و تیموری و آقایان مهندس سیداخلاقی، پاکدامن و جمشیدی تشکر و قدردانی می‌شود. همچنین از راهنمایی‌های ارزنده آقایان دکتر سردابی، فرح پور، کلاگری، بهنام‌فر و صادقی سپاسگزاری می‌گردد.

 

منابع

1- اسکندری، س. 1398. مقایسه الگوریتم‌های مختلف تهیه نقشه پوشش زمین در رویشگاه‌های حساس زاگرس با استفاده از تصویر ماهواره‌ای سنتینل-2 (مطالعه موردی: بخشی از استان ايلام). سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 10(1): 72-87.

2- تلوري، ع.، 1360. طرح‌هاي تحقیقاتی جنگل‌کاري در خوزستان. انتشارات مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، گزارش علمی،  26 صفحه.

3- جوانشیر، ک. و ا. مصدق. 1351. اکالیپتوس. انتشارات دانشگاه تهران، 434 صفحه.

4- حسین‌زاده،‌ ج. 1394. بررسی سازگاری و عملکرد پروونانس‌های گونه‌های صنعتی اکالیپتوس در نواحی مختلف اکولوژیکی (مطالعات استان ایلام). گزارش طرح تحقیقاتی، انتشارات مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، تهران، 31 صفحه.

5- حمزه‌پور، م. 1389. بررسی سازگاری و عملکرد پروونانس‌های گونه‌های صنعتی اکالیپتوس در استان فارس. گزارش طرح تحقیقاتی، انتشارات مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، تهران، 53 صفحه.

6- حمزه‌پور، م.، ح. سردابی، س.ک. بردبار، ل. جوکار و ع. عباسی. 1391. بررسی استقرار چند گونه و پروونانس صنعتی اکالیپتوس در غرب استان فارس. تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 20(2): 232-217.

7- راد، م. ه. 1397. نیاز آبی برخی از گونه‌های مورد استفاده در جنگل‌کاری مناطق خشک و نیمه‌خشک. طبیعت ایران،‌ 3(4): 40-47.

8- راد، م.ه.، م. ع. مشکوه، ک. دشتکیان و م. سلطانی. 1389. نیاز آبی و تابع تولید اکالیپتوس در شرایط اقلیمی خشک. جنگل ایران، 2(1): 61-71.

9- ساداتی، س.ا.، م. دستمالچی، س.ع.ا. رضایی و س.ر. مصطفی‌نژاد. 1383. بررسی سازگاری و عملکرد سه گونه اکالیپتوس بیست‌ساله در چمستان نور، مازندران. تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 12(1): 61-78.

10- سعادت ی.ع.، پ. زندی و ع. ‌ابطحی. 1383. بررسی میزان سازگاری شش گونه درختی در دشت کربال و تأثیر آبیاری با زهاب بر رشد آنها. تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 12(1): 31-60.

11- صادقی، س.م.، ح. سردابی، ح. ‌کازرونی، م.ع. شریفی، ن. فرار و س. رشوند. 1397. سازگاری و عملکرد گونه‌های صنعتی اکالیپتوس در استان بوشهر (دشتستان). تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 26(2): 264-275.

12- صالحه‌شوشتری، م. ح. 1376. تعیین مؤثرترین دور آبیاری تکمیلی برای استقرار اولیه چهار گونه پروونانس اکالیپتوس در تپه‌های شنی کرخه. انتشارات گزارش طرح تحقیقاتی، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، تهران، 57 صفحه.

13- صالحه‌شوشتری، م. ح.، 1390. اکالیپتوس کامالدولنسیس درختی ارزشمند برای زراعت چوب. بروشور آموزشی، انتشارات سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، 8 صفحه.

14- صالحه‌شوشتری، م.ح.، س. باوی و ک. بهنام‌فر. 1383. بررسی سازگاري گونه‌هاي درختی و درختچه‌اي به‌منظور احیاء و توسعه بیشه‌زارهاي حاشیه رودخانه دز در استان خوزستان. تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 12(3): 371-390.

15- صالحه‌شوشتري، م.ح. و ح.، روحی‌پور. 1384. بررسی سازگاري چند گونه اکالیپتوس در تپه‌هاي شنی خوزستان. تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 13(4): 475-499.

16- عباسعلیان، ح. و ه. زعفرانی. 1389. اکالیپتوس، گونه درختی مناسب براي اراضی شور و غرقاب. مجله علمی تخصصی زیتون، 206: .66-62

17- عصاره، م. ح. 1395. بررسی فراگیر گونه‌های سازگار اکالیپتوس در ایران با نگرش کاربردی. گزارش طرح تحقیقاتی، انتشارات مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، تهران، 886 صفحه.

18- عصاره، م. ح. و ح. سردابی. 1386. اکالیپتوس. انتشارات مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، تهران، 672 صفحه.

19- قدسی‌پور، س.ح. 1390. فرایند تحلیل سلسله مراتبی. انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، 224 صفحه.

20- کاظمی، م.، ف. محمدی و ع. نفرزادگان. 1398. ارزیابی شوری خاک با تحلیل تصاویر لندست-8 و مشاهدات زمینی (مطالعه موردی: بهشت گمشده استان فارس). سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 10(1): 88-105.

21- کلاگری، م. 1395. بررسی عملکرد برخی از گونه‌های اکالیپتوس در دوره‌های بهره‌برداری کوتاه‌مدت. گزارش طرح تحقیقاتی، انتشارات مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، تهران، 56 صفحه.

22- محبی گرگری، ر.، ع. بیات کشکولی و و. معظمی. 1397. بررسی شاخص‌های مؤثر بر توسعه پایدار زراعت چوب صنوبر در ایران به روش مقایسات زوجی. صنایع چوب و کاغذ ایران، 9(2): 235-249.

23- محسنی، ن.، ک. بهزادیان، و ع. اردشیر. 1390. مکان­یابی محل ساخت پل با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی و منطق فازی در محیط GIS. نشریه بین­المللی مهندسی صنایع و مدیریت تولید، 1(22): 2-12.

24- میرعلیزاده فرد، س.ر. و ش. منصوری. 1398. ارزيابي شاخص‌هاي سنجش ازدور در مطالعات كمي و كيفي آبهاي سطحي با تصاوير ماهواره اي لندست 8، مطالعه موردی: جنوب استان خوزستان. سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 10(2): 63-84.

25- میرغفوری، س. ح.، ع. رجبی­پور میبدی و د. فرید. 1388. کاربرد فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی در الویت­بندی عوامل مؤثر بر انتخاب سهام در بورس اوراق بهادار تهران از دیدگاه سهامداران. توسعه و سرمایه، 2(3): 111- 130.

26- نجفی، ن. 1380. بررسی سازگاری گونه‌های اکالیپتوس مقاوم به خشکی و گرما در تپه‌های شنی و شنزارهای خوزستان. گزارش طرح تحقیقاتی، انتشارات مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، تهران، 61 صفحه.

27- هاشمی، س.س.، و. پیام نور، ع. علی‌عرب و س.ع. جعفری مفیدآبادی. 1392. ارزیابی مقاومت به شوری سه گونه اکالیپتوس در مراحل اولیه رشد. پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل، 20(3):‌ 59-75.

28- همتی، ا. 1377. بررسی سازگاری گونه‌های اکالیپتوس و آکاسیا در استان کرمانشاه. پژوهش و سازندگی،‌ 39: 22-27.

29- Ahlawat KS, Daneva V, Sirohi Ch, Dalal V. 2019. Production Potential of Agricultural Crops under Eucalyptus tereticornis Based Agrisilviculture System in Semi-Arid Region of Haryana. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 8(6): 2725-2731.

30- Amazonas NT, Forrester DI, Oliveira RS, Brancalion PHS. 2018. Combining Eucalyptus wood production with the recovery of native tree diversity in mixed plantings: Implications for water use and availability. Forest Ecology and Management. In press.

31- Chang DY. 1996. Applications of the extent analysis method on fuzzy AHP. European Journal of Operational Research, 95: 649-655.

32- Congalton RG, Green K. 2008. Assessing the Accuracy of Remotely Sensed Data: Principles and Practices, 2th Edition. CRC Press, Boca Raton.

33- Dessie AB, Abate TM, Mekie TM. 2019. Eucalyptus: The Popular Exotic Tree Crop in Ethiopia. Acta Scientific Agriculture, 3(9): 50-56.

34- El-Juhany LI, Aref IM, Ahmed AIM. 2008. Response of Eucalyptus camaldulensis, Eucalyptus microtheca and Eucalyptus intertexta seedlings to irrigation with saline water. World Journal of Agricultural Sciences, 4: 825-834.

35- Eskandari S, Miesel J.R. 2017. Comparison of the fuzzy AHP method, the spatial correlation method, and the Dong model to predict the fire high-risk areas in Hyrcanian forests of Iran. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 8: 1-17.

36- Eskandari S. 2017. A new approach for forest fire risk modeling using fuzzy AHP and GIS in Hyrcanian forests of Iran. Arabian Journal of Geosciences, 10 (8): 1-13.

37- FAO. 1981. Eucalypts for Planting. Food and Agriculture Organization Press, Italy, 745p.

38- Feikema PM, Beiker TG. 2011. Effect of soil salinity on growth of irrigated plantation Eucalyptus in south-eastern Australia. Agricultural Water Management, 98: 1180-1188.

39- Mankessi F, Saya A, Toto M, Monteuuis O. 2010. Propagation of Eucalyptus urophylla × Eucalyptus grandis clones by rooted cuttings: Influence of genotype and cutting type on rooting ability. Propagation of Ornamental Plants, 10(1): 42-49.

40- Rodcha R, Tripathi NK, Prasad Shrestha R. 2019. Comparison of cash crop suitability assessment using parametric, AHP, and FAHP Methods. Land, 8, 79; doi:10.3390/land8050079

41- Saaty TL.1980. The Analytic Hierarchy Process: Planning, Priority Setting, Resource Allocation. McGraw-Hill, New York, NY.

42- Saleh Nasab A, Feghi J, Danekar A, Soosani J, Dastranj A. 2016. Forest park site selection based on a Fuzzy analytic hierarchy process framework (Case study: the Galegol Basin, Lorestan province, Iran). Journal of Forest Science, 62(6): 253-263.

43- Smith MJ, Goodchild MF, Longley PA. 2007. Geospatial analysis- a comprehensive guide to principles, techniques and software tools. Troubador Publishing Ltd, Leicester, 516p.

44- Sun D, Dickinson GR. 1995. Survival and growth responses of a number of Australian tree species planted on a saline site in tropical north Australia. Journal of Applied Ecology, 32: 817-826.

45- Teulieres C, Marque C. 2007. Eucalyptus: 387- 406. In: Pua EC, Davey MR. (Eds.). Transgenic Crops V. Biotechnology in Agriculture and Forestry (Vol. 60), Springer, 563p.

46- Zerga B, Woldetsadik M. 2016. Contribution of Eucalyptus tree farming for rural livelihood in Eza Wereda, Ethiopia. Palgo Journal of Agriculture, 3(1): 111-117

 

 

17

 

---