ارزیابی آسیب‌پذیری بوم‌شناختی با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی توسعه‌یافته و سیستم اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: استان کرمان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه اکولوژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان

2 هیات علمی جهاد دانشگاهی استان کرمان

چکیده

در این مقاله آسیب‌پذیری بوم‌شناختی استان کرمان با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی توسعه‌یافته برای تعیین درجه ارجحیت معیارها و زیرمعیارها، و روش ترکیب خطی وزن‌دار در سیستم اطلاعات جغرافیایی برای ترکیب اطلاعات مکانی، مورد ارزیابی قرار گرفته است. آسیب‌پذیری بوم‌شناختی نشان‌دهنده درجه‌ای از تحمل اکوسیستم در برابر عوامل محیطی و فعالیت‌های فزاینده انسانی است. با ارزیابی این شاخص می‌توان نواحی حساس و آسیب‌پذیر در یک منطقه را شناسایی و از آن دسته از فعالیت‌های انسانی که منجر به تخریب اکوسیستم‌های طبیعی می‌شوند جلوگیری نمود. هدف تحقیق حاضر شناسایی عوامل و معیارهای تاثیر گذار در آسیب‌پذیری بوم‌شناختی، تعیین درجه اهمیت هر یک در این فرایند و در نهایت ترکیب این اطلاعات برای تعیین درجه آسیب‌پذیری نواحی مختلف در استان است. جهت انجام تحقیق ابتدا با مرور تحقیقات گذشته تعداد هفت معیار تاثیر گذار شامل طبقات ارتفاعی، میزان شیب، جهت شیب، تراکم پوشش گیاهی، عمق خاک، فرسایش‌پذیری سنگ مادر و اقلیم شناسایی شدند. همچنین عوامل تشدیدکننده آسیب‌پذیری بوم‌شناختی ازجمله تراکم منابع آبی، افت سطح آب‌های زیرزمینی، سیل‌خیزی، خطر زمین‌لرزه، خطر زمین‌لغزش و فرسایش آبی و بادی می‌باشند، در نظر گرفته شدند. سپس بر اساس اصول کاربرد روش تحلیل سلسله مراتبی توسعه‌یافته ماتریس مقایسات زوجی تشکیل و با مصاحبه با ده کارشناس درجه ارجحیت (وزن) معیارها و زیرمعیارهای هر معیار محاسبه شد. در نهایت با کاربرد روش ترکیب خطی وزن‌دار در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی لایه‌های اطلاعاتی بر اساس وزن معیارها و زیرمعیارها ترکیب شدند و نقشه آسیب‌پذیری بوم‌شناختی استان کرمان تهیه شد. نتایج نشان می‌دهد بخش شمال، شمال‌شرق و شرق استان کرمان از آسیب‌پذیری بسیار بالایی برخوردار می‌باشند و حدود 4/25 درصد از مساحت منطقه در درجه آسیب‌پذیر و 4/26 درصد در درجه حساس قرار گرفته‌اند و دارای شرایط شکننده و آسیب‌پذیری هستند. بنابراین، توجه ویژه برنامه‌ریزان و سیاست‌گذاران به این مناطق در طرح‌های مدیریتی و توسعه‌ای استان کرمان بسیار ضروری است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Ecological Vulnerability Using Extended Fuzzy Analytic Hierarchy Process (EFAHP) and Geographic Information System (GIS) (Case Study: of Kerman Province)

نویسندگان [English]

  • Reza Hassanzadeh 1
  • Neda Rahimpour 2
1 Department of Ecology, Institute of Science and High Technology and Environmental Sciences, Graduate University of Advanced Technology, Kerman
2 Iranian Academic Center for Education, Culture and Research, Kerman
چکیده [English]

This paper explores ecological vulnerability of Kerman province using Extended Fuzzy Analytic Hierarchy Process (EFAHP) for calculating relative importance of criteria and sub-criteria, and Weighted Linear Combination (WLC) method in Geographic Information System (GIS) for combining spatial information. Ecological vulnerability is the degree to which an ecosystem can tolerate changes that caused by nature or human activities. By evaluating this index sensitive and vulnerable areas are identified, therefor those humane activities that can destroy natural ecosystem in these areas must be prevented. This study has been conducted, firstly, by reviewing previous literature for identifying important criteria in evaluating ecological vulnerability, and seven criteria were identified including elevation, slope, aspect, density of vegetation, depth of soil, geology: erodibility of rocks and climate. Based on principles of EFAHP the comparison matrix of these criteria and their sub-criteria were developed, then by interviewing ten experts their relative importance were calculated. The spatial layers of these criteria were prepared in GIS and their relative importance were assigned to them. These layers were combined using WLC method to develop ecological vulnerability map of Kerman province. The results demonstrating high vulnerability in north, north east and east parts of Kerman province with 25.4% and 26.4% of the area in vulnerable and sensitive degree, respectively. These areas have very vulnerable ecosystem and spatial attention needs to be taken into account toward these areas in future development plans of Kerman province by planners and policy makers.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ecological Vulnerability
  • Exacerbating Factors
  • Extended Fuzzy Analytic Hierarchy Process (EFAHP)
  • Geographic Information System (GIS) and Kerman province
Buckley J. J. 1985. Fuzzy hierarchical analysis. Fuzzy Sets and Systems, 17, 233-247.
Chamani, A.; Makhdoum, M.; Jafari, M.; Khorasani, N. & Cheraghi, M. 2005. Evaluating development impact on the environment of Hamadan Province using degradation model, Journal of Environmental Studies, 31(37): 35-44 (In Persian)
Chang, PL. & YC., Chen. 1994. A fuzzy multi-criteria decision making method for technology transfer strategy selection in biotechnology. Fuzzy Sets Systems, 63(1): 131–139.
Danehkar, A. & Jafari, S. 2017. Degradation assessment of Jajrood protected area using landscape degradation model. Journal of RS and GIS for Natural Resources, 8(2), 17-32 (In Persian)
De Lange, H. J.; Sala, S.; Vighi, M. & Faber, J. H. 2010. Ecological vulnerability in risk assessment — A review and perspectives. Science of The Total Environment, 408(18): 3871-3879.
Drobne, Samo. & Lisec, Anka. 2009. Multi-attribute Decision Analysis in GIS: Weighted Linear Combination and Ordered Weighted Averaging. Informatica (Slovenia), 33(4): 459-474.
Eastman, J. R.; Kyem, P. A. K.; Toledano, J. & Jin, W. 1993. GIS and Decision Making Explorations in Geographic Information System Technology (Vol. 4). Geneva, Switzerland, UNITAR
Faryadi, S.; Sepehr, H. & Ramezani, M. 2014. Identifying Ecological Vulnerability of Protected Complex Of Touran Via The Methods Of Reciprocal Effects Matrix, AHP, And EA. Journal Of Environmental Studies, 39(4): 45-54 (In Persian)
Gharagozlou, A. & Alizadeh, M. 2014. Land suitability assessment for industry's establishment with AHP-Fuzzy logic method (Case study: Malard county). Journal of RS and GIS for Natural Resources, 5(4): 79-94 (In Persian)
Heidari Masteali, S.; Jabbarian Amiri, B. & Alizade Shabani, A. 2015. Determination of ecological vulnerability in Torghabeh-Shandiz Township using objective vulnerability method. Journal of Natural Environment, 68(2): 213-223 (In Persian)
Hsieh T.Y.; Lu S.T. & Tzeng G.H. 2004. Fuzzy MCDM approach for planning and design tenders selection in public office buildings. Int. J. of Project Management, 22: 573–584.
Jabarian Amiri, B. 1999. Introduction of an objectivist method for determining the ecological vulnerability of ecosystems, Journal of Environmental Studies. 1998;24(21): 57-68 (In Persian)
Jafari, D. A.; Yarali, D. N. & Azadegan Dehkordi, S. 2014. Assessment of Development Effects on the Environmental of Chaharmahal and Bakhtiari Province and Determining the Priorities of Villages for Development by Using Degradation Model. Geography and Territorial Spatial Arrangement, 4(13): 107-118 (In Persian)
Jahani, A.; Feghhi, J.; Makhdoum, M. F. & Omid, M. 2015. Optimized forest degradation model (OFDM): an environmental decision support system for environmental impact assessment using an artificial neural network. Journal of Environmental Planning and Management.
Jozi, S. A.; Rezaian, S.; Irankhahi, M. & Dabiri, F. 2013. Investigating the Environmental Impacts of Service and Urban Development in Bandar-Abbas City Using Degradation Model and Provide the Management Solutions. Town and Country Planning, 5(2): 317-334 (In Persian)
Li, Lu.; Shi, Zhi-Hua.; Yin, Wei.; Zhu, Dun.; Ng, Sai Leung.; Cai, Chong-Fa. & Lei, A. Lin. 2009. A fuzzy analytic hierarchy process (FAHP) approach to eco-environmental vulnerability assessment for the danjiangkou reservoir area, China. Ecological Modelling, 220(23): 3439-3447.
Longley, Paul A.; Goodchild, Michael F.; Maguire, David J. & Rhind, David W. 2005. Geographic Informaiton Systems and Science. Hoboken: Jhon Wiley.
Makhdoum, M. 1993. East Azarbaijan and Environment, Seminar proceedings on Development and East Azarbaijan, Provincial Government of East Azarbaijan (In Persian)
Makhdoum, M. & Mansouri, M. 1999. Environmental impact assessment of Hormozgan Province (S. Iran) by degradation model. (1999). Journal of Environmental Studies, 25(23): 49-56 (In Persian)
Makhdoum, Majid F. 2002. Degradation model: a quantitative EIA instrument, acting as a Decision Support System (DSS) for environmental management. Environmental management, 30(1): 151-156.
Malczewski, Jacek, & Rinner, Claus. 2015. Multicriteria decision analysis in geographic information science: Springer.
Management and Planning Organization of Kerman Province. 2013. Statistical yearbook of Kerman province, Management and Planning Organization of Kerman, 312p (In Persian)
Masnavi, M. R.; Tasa, H.; Kafi, M. & Dinarvandi, M. 2013. Landscape Visual Assessment of Gheshlagh River Valley - Sanandaj City for Ecotourism Development. Journal of Environmental Studies, 39(1): 133-144 (In Persian)
Naghdi, F.; Hosseini, S. M. & Sadr, S. 2014. Ecological capability assessment by using GIS and analytic hierarchy process (Case study: Tabriz Suburb). Journal of RS and GIS for Natural Resources, 5(3): 57-65 (In Persian)
O'Sullivan, David. & Unwin, David J. 2010. Putting Maps Together—Map Overlay Geographic Information Analysis (pp. 315-340): John Wiley & Sons, Inc.
Reza zadeh, S.; Jahani, A.; Makhdoum, M.; Gashtasb Meygouni, A. 2016. Determining ecological vulnerability of Bashgol protected area using GIS, 14th National Conference on Environmental Impact Assessment of Iran, Tehran, 25p (In Persian)
Saaty, T.L. 1980. The Analytic Hierarchy Process: planning, priority setting, resource allocation. US: McGraw-Hill International.
Safaeian, N.; Shokri, M. & Jabareian Amiri, B. 2002. Evaluating development impact on north of Iran's environment using land degradation model. Journal of Environmental Studies, 28(30): 2-8 (In Persian)
Sepehr, H.; Makhdoum, M.; Faryadi, Sh. & Ramedani, M. 2015. Land Quality Assessment in Protected Areas, Using Degradation Model. Environmental Researches, 6(11): 119-130 (In Persian)
Shamsipour, A. A. & Shekhi, M. 2010. Zoning Of Sensitive Area And Environment Vulnerable In West Of Fars Province Using Fazzy And Ahp Classification. Physical Geography Research Quarterly, 73: 53-68 (In Persian)
Shirmohammadi, I.; Jahani, A.; Etemad, V.; Zargham, N. & Makhdom, M. 2017. Development Environmental Impact Assessment (EIA) on Karkas Protected Area by Using Destruction. Environmental Researches, 7(14): 91-102 (In Persian)
Voogd, H. 1983. Multicriteria Evaluation for Urban and Regional Planning. London: Pion, Ltd.
Wu, Chunsheng.; Liu, Gaohuan.; Huang, Chong.; Liu, Qingsheng. & Guan, Xudong. 2018. Ecological Vulnerability Assessment Based on Fuzzy Analytical Method and Analytic Hierarchy Process in Yellow River Delta. International Journal of Environmental Research and Public Health, 15(855): 1-14.