به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از دانشگاه تهران، در تحقیقات تازه پژوهشگران دانشکده جغرافیای دانشگاه تهران، الگوریتم تازه‌ای برای مدل‌سازی و تخمین فرسایش خاک ارائه شده است که دقت بالاتری از الگوریتم‌های مرسوم دارد.

این پژوهش که در قالب رساله دکتری سمیه ابراهیم‌زاده، دانشجوی دانشگاه تهران، به راهنمایی دکتر سیدکاظم علوی‌پناه و دکتر سارا عطارچی، اعضای هیأت علمی دانشکده جغرافیای دانشگاه تهران و مشاوره اساتیدی از دانشگاه گلستان و دانشگاه لایب‌نیتز هانوفر انجام شده است، روش نوینی برای مدل‌سازی فرسایش خاک پیشنهاد شده که نسبت به روش‌های پیشین دقیق‌تر است.

دکتر علوی‌پناه اهمیت مسأله فرسایش خاک را چنین توضیح داد: این پدیده پیامدهای جبران‌ناپذیری برای محیط زیست و زندگی بشر دارد که از آن جمله می‌توان کاهش حاصلخیزی خاک، از بین رفتن پوشش گیاهی، افزایش خطر سیل، کاهش منابع غذایی، از بین رفتن گونه‌های گیاهی و حیوانی، آلودگی و کاهش کیفیت منابع آبی، کم شدن حجم مفید سدها و ذخایر آبی در اثر رسوبات حاصل اشاره کرد. در تاریخ مستند است که تمدن بزرگ بین‌النهرین در اثر فرسایش خاک نابود شد.

نرخ فرسایش خاک در ایران ۶ تا ۷ برابر میانگین جهانی

استاد دانشکده جغرافیای دانشگاه تهران درباره وضعیت فرسایش خاک در ایران، گفت: متأسفانه میزان میانگین فرسایش خاک در ایران حدود ۱۶.۵ تن در هکتار و نرخ فرسایش خاک تقریباً معادل ۲ تا ۲.۵ برابر آسیا و ۶ تا ۷ برابر میانگین جهانی است. ایران دارای بالاترین نرخ فرسایش خاک در جهان است و در حالی که تنها ۱.۱ درصد از مساحت خشکی زمین را دربردارد، به تنهایی حدود ۸ درصد فرسایش خاک جهان را به خود اختصاص داده است. از این رو، مطالعه فرسایش خاک و یافتن راهی برای مهار این پدیده، به ویژه در کشور ما ضرورتی انکارناپذیر دارد.

وی با بیان اینکه در این تحقیق یک الگوریتم جدید بر مبنای تلفیق الگوریتم فراابتکاری «نهنگ» (Whale) و الگوریتم تحلیلی VCE برای تخمین دقیق‌تر فرسایش خاک ارائه شده است، اظهار داشت: در الگوریتم پیشنهادی ابتدا مولفه‌های واریانس پارامترهای مدل با استفاده از روش تحلیلی VCE تخمین زده می‌شود، سپس تابع هدف در الگوریتم نهنگ به وسیله مهمترین پارامترهای مدل، بهینه و مجدد تعریف می‌شود. در نهایت با حل مسئله غیرمحدب مدل با الگوریتم نهنگ بهبودیافته، پارامترهای مجهول مدل تخمین زده می‌شود. معیارهای ریاضی نشان می‌دهد الگوریتم پیشنهادی در تخمین رویه سه‌بعدی فرسایندگی باران، صحت بیشتری نسبت به الگوریتم‌های پایه و روش رایج LS دارد.

شرایط بحرانی فرسایش خاک در حوزه آبخیز طالقان

علوی‌پناه افزود: الگوریتم ارائه‌شده نسبت به دو الگوریتم پایه و سایر الگوریتم‌های رایج، دقت بیشتری در مدل‌سازی و تخمین فرسایش خاک دارد. بنابراین از نتایج این تحقیق می‌توان در بررسی دقیق‌تر فرسایش خاک در ایران و اتخاذ تدابیری برای حفاظت خاک در مناطق با نرخ شدید فرسایش استفاده کرد.

استاد دانشگاه تهران با اشاره به مطالعه موردی این پژوهش گفت: بر اساس مدل پیشنهادی، مطالعه موردی روی حوزه آبخیز طالقان انجام شد. این بررسی نشان داد که نرخ فرسایش خاک در این منطقه ۵۷.۹۵ تن در هکتار در سال است که از شرایط بحرانی این منطقه حکایت دارد.

وی درباره امکان بهره‌گیری از یافته‌های این پژوهش گفت: از نتایج این تحقیق می‌توان برای شناسایی مناطقی از حوزه که نرخ بالاتر و بحرانی‌تر فرسایش را دارند جهت اولویت‌بندی اقدامات حفاظت خاک بهره برد. به طور کلی، الگوریتم پیشنهادی در این پژوهش، می‌تواند به اجرای تحقیق کمی و کیفی جامع برای بررسی فرسایش خاک در سراسر کشور و برنامه‌ریزی برای مهار این پدیده مخرب کمک کند.

نتایج این پژوهش به تازگی با عنوان SDR for assessment of soil erosion by a new non-convex regression در قالب مقاله‌ای در نشریه Earth Science Informatics منتشر شده است.