نویسندگان
1 استادیار جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه بزرگمهر قائنات، قائن، ایران
2 کارشناسی ارشد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، دانشکده جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه بزرگمهر قائنات، قائن، ایران
3 دانشجوی دکترای ژئومورفولوژی، دانشکده جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
The growth of cities and their impacts on the environment have disastrous consequences. But, with having the knowledge of the areas, investigation, employment, and proper use of new technologies, sustainable development can be achieved. On the other hand, geography and its most important indicators, especially geomorphology as a specialized science, can play an important role in the growth and development of urban centers. The present study examines the development status of the city and the risks that affect its development. In the present study, using the remote sensing and geographic information system of land use changes in the city of Qaen, in order to estimate the increase in the urban area and the reduction of agricultural and horticultural lands in the period from 2000 and 2017, and also its effect on the geomorphological hazards (such as fault, waterway and lithology) has been studied in the region. The area of use was characterized by maximum similarity algorithm, supervised method and Markov chain model at 1404 horizons. The results of this study show that during the years 2000, 2010 and 2017, the area of use of the boundaries built in the city of Qaen has increased and this increase has brought the city closer to the clay formations, faults and main waterways. So that constructed lands (114.84%), gardens and agricultural lands (99.1%), uncultivated lands (99.71%) and rangeland (99.94%) will change. The combination of different data to obtain more accurate and coherent outcomes as well as a vision for identification of favorable areas for urban growth and development in the coming years will be considered as the innovation of this research.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
جهان امروز، جهان شهری است که متأسفانه نتیجة آن دوری از محیط طبیعی و پذیرش ناخواستة نامتعادلی‌هایی است که از روابط ناموزون انسان‌ها و فضای شهری نشئت می‌گیرد (فرید، ۱۳۷۵: ۸). نحوة استفاده از زمین شهری از مهم‌ترین مسائل زندگی امروزی است (سیف‌الدینی، ۱۳۸۱: ۱۶۱). توسعة شهری که مناطق وسیعی از سطح زمین را پوشش می‌دهد، امروزه در عرض‌های پایین به‌ویژه در کشورهای در حال توسعه اهمیت می‌یابد که رشد شهرها در آنها از اروپا و آمریکای شمالی سبقت گرفته است (Chengtai‚ 1999: 960).
توسعة فیزیکی در شهرهای ایران به دلیل ویژگی‌های جغرافیایی، تراکم انسانی، رشد جمعیت و مهاجرت‌های روستایی، همواره با دگرگونی در ساختار شهر همراه بوده و این عوامل بر شکل‌گیری توسعة نامتوازن شهری اثر فراوان داشته است. بدین ترتیب رشد شهرنشینی طی دهه‌های گذشته با توان تجهیز فضاهای شهری و گسترش زیرساخت‌ها متناسب نبوده و مشکلات فراوانی را به وجود آورده است؛ نظیر گرانی مسکن، بیکاری و اسکان غیررسمی در سیمای ظاهری شهرها (عابدینی و مقیمی، 1391: 150). بر این اساس در برنامه‌ریزی‌های شهری و الگوهای توسعة فیزیکی شهر، توجه به مخاطرات و پی‌جویی بسترهای عاری از مخاطره برای کاهش آسیب‌پذیری جمعیت و توسعه‌های آتی، امری ضروری است (معتمدی‌نیا، 1389: 154).
گستردگی به‌منزلة پدیده‌ای غالب در بیشتر شهرها ایجاد شده است و با ویژگی‌های پراکندگی و تراکم کم، اراضی بیشتری را نسبت به شهرهای متراکم و فشرده اشغال می‌کند (Bullard et al., 2000: 127)؛ با وجود اینکه مناطق انسان‌ساخت فقط ۳ درصد سطح کرة زمین را شامل می‌شود، در مقیاس جهانی و محلی آثار مهمی بر شرایط محیطی داشته‌اند (Hirold et al., 2003: 286- 302)؛ برای نمونه تجاوز مناطق شهری به زمین‌های کشاورزی عواقب زیست‌محیطی بسیار نامطلوبی در پی داشته است؛ مانند بیابان‌زایی و فرسایش خاک؛ بنابراین داشتن اطلاعات به‌روز و درست از تغییر کاربری اراضی برای درک و مدیریت پیامدهای چنین تغییراتی لازم است (Giri et al., 2005: 123-132).
اهداف و پرسش‌های پژوهش
در سال‌های اخیر مساحت شهر قائن به‌طور چشمگیری افزایش یافته است؛ گسترش پراکندة شهر پیامدهای مختلف اقتصادی، زیست‌محیطی و اجتماعی را برای شهر در پی داشته است؛ بنابراین هدف از این مطالعه، بررسی توسعة شهر قائن در سال‌های اخیر با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و پرسش‌های اصلی پژوهش به شرح زیر است:
1- توسعة فضایی شهر قائن در جهت تغییر کاربری اراضی بوده است؟
2- جهت توسعة مناسب شهر قائن به‌لحاظ مخاطرات ژئومورفولوژی کدام سمت است و کدام جهت گسترش شهر برای آینده مناسب است؟
پیشینة پژوهش
آلانسی و همکاران[1] (2009) مخاطرات زمینی حاصل از توسعة شهری را در حوضة آبریز مالزی با استفاده از تکنیک GIS بررسی کردند.
ربیعی و همکاران (۱۳۸۴) در پژوهشی با عنوان «کشف و بازیابی تغییرات کاربری و پوشش اراضی شهر اصفهان به کمک سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای لندست سال‌های
۱۹۹۸-۱۹۹۰ و GIS»، تغییرات کاربری و پوشش اراضی را با تأکید بر گسترش افقی شهر اصفهان ارزیابی کردند.
شریفی‌کیا و همکاران (1389) تحلیل فضایی مخاطرات ژئومورفولوژیکی ناشی از توسعة فیزیکی شهر ماه‌نشان را مدنظر قرار دادند. نتایج حاصل از پژوهش نشان داد بخش عمدة بستر فیزیکی شهر ماه‌نشان در معرض خطر ناشی از مخاطرات قرار دارد؛ به‌طوری که 51 درصد مساحت این شهر در منطقة خطر زیاد واقع شده است.
محمداسماعیل (۱۳۸۹) پایش تغییرات کاربری اراضی کرج را با استفاده از تکنیک سنجش از دور مدنظر قرار داده است. نتایج پژوهش نشان می‌دهد وسعت اراضی مسکونی ساخته‌شده در تصویر سال ۱۹۸۷ شامل شهر کرج و آبادی‌های پراکنده در اطراف آن، تقریباً ۳/۶۰۳۲ هکتار بوده و در تصویر سال ۲۰۰۲ بر مناطق شهری افزوده شده است؛ زمانی که شهر کرج به شهر بزرگ و آبادی‌های آن به شهرهای کوچک تبدیل شده‌اند.
ستایشی نسار و همکاران (1392) تنگناهای ژئومورفولوژی و تأثیر آن را بر توسعة فیزیکی شهر با استفاده از GIS و روش AHP بررسی کرده و به این نتیجه رسیده‌اند که شمال غرب و غرب شهر، مکان‌های کاملاً مناسب و شرق شهر، مکان‌های کاملاً نامناسب برای توسعة فیزیکی شهر هستند.
روستایی و همکاران (۱۳۹۳) «سنجش فضایی گستردگی شهری را با تأکید بر تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای چندزمانه؛ مطالعة موردی: ارومیه» مدنظر قرار داده‌اند. نتایج پژوهش نشان می‌دهد طی دورة 1363 تا 1390، ۵۶/۱۷۱۸۸ هکتار از اراضی شهر ارومیه تغییر کاربری داده و بیشترین تغییر کاربری اراضی در اراضی کشاورزی آبی با کاهش ۴۱/۷۶۷۲ هکتار صورت گرفته است. همچنین بررسی‌ها نشان می‌دهد در سال ۱۴۰۰، حدود ۵۵/۲۴۰۸ هکتار به اراضی ساخته‌شده اضافه خواهد شد. این امر به تغییر کاربری اراضی در شهر ارومیه و ناپایداری شهری در توزیع بهینة خدمات و دسترسی به امکانات زندگی برای ساکنان شهر خواهد انجامید.
نیکخو و همکاران (۱۳۹۴) در مطالعه‌ای تحولات کاربری اراضی شهر ملایر را با بهره‌گیری از سنجش از دور بررسی کرده‌اند. نتایج نشان داد تغییرات چشمگیری در کاربری‌های اراضی محدودة مطالعاتی در یک بازة زمانی ۲۸ساله روی داده است که پیرو آن، اراضی مسکونی و کشاورزی آبی به میزان ۱۹/۲ و ۳۶/۴ درصد افزایش و کشاورزی دیم و مراتع به میزان ۳۸/۲ و ۸/۶ درصد کاهش یافت.
حاتمی‌نژاد و همکاران (1396) الگوی گسترش فیزیکی شهر خرم‌آباد را با استفاده از مدل‌های آنتروپی شانون و هلدرن و جهات بهینۀ گسترش آن را با استفاده از مدل AHP تحلیل و تعیین کرده‌اند. یافته‌های پژوهش حاکی از مکان‌یابی توسعة آتی شهر به سمت جنوب خرم‌آباد است.
احمدی (1396) «محدودیت‌های توسعة فیزیکی شهرها، مطالعة موردی: شهر سردشت» را بررسی کرده است. نتایج به‌دست‌آمده بیان‌کنندة آن است که شهر سردشت به‌لحاظ موقعیت قرارگیری جهت توسعه با محدودیت زیادی از سه جهت جغرافیایی غرب، شمال و شرق مواجه است و از جهت جنوب نیز توسعة فیزیکی روی زمین‌های کشاورزی و باغ‌ها صورت گرفته است. همچنین نتایج نشان می‌دهد از مجموع حدود 6/312 هکتار، 59/8 درصد محدودة مکان‌های کاملاً مناسب و 08/36 درصد محدودة کاملاً نامناسب را شامل می‌شود.
روش‌شناسی پژوهش
در این پژوهش از تصاویر سنجندة ETM مربوط به سال‌های ۲۰۰۰ (۱۳۷۹) و ۲۰۱۰ (۱۳۸۹) و سنجندة OLY مربوط به سال ۲۰۱۷ (۱۳۹۶) و ماهوارة لندست استفاده شده است. لایه‌های فاصله از گسل و لیتولوژی از نقشة زمین‌شناسی 1:100000 ایران و لایة فاصله از آبراهه از لایة DEM تهیه شد که به‌منظور بررسی مخاطرات و نقش آن بر توسعة فیزیکی شهر به کار رفتند. تاریخ تصاویر به ترتیب ۲۸/۵/۲۰۰۰، ۲۴/۵/۲۰۱۰ و ۲۷/۱۱/۲۰۱۷ است. برای کاهش خطاهای مربوط به تصاویر ماهواره‌ای، تصاویر ماهواره‌ای لندست تصحیح هندسی و رادیومتریک شد. سپس محدودة پژوهش از تصاویر جدا، اطلاعات ماهواره‌ای با روش نظارت‌شده طبقه‌بندی و برای رده‌بندی پیکسل‌ها از نمونه‌های آموزشی استفاده شد. بدین صورت که با تعریف پیکسل‌های مشخص از تصویر برای هریک از کلاس‌ها، عمل طبقه‌بندی در قالب کلاس‌های آموزشی در نظر گرفته‌شده انجام می‌شود. برای طبقه‌بندی از الگوریتم نظارت‌شده (حداکثر مشابهت) استفاده شده است. در این روش ارزش هر پیکسل ناشناخته براساس واریانس و کواریانس آن طبقه‌بندی و سپس واکنش طیفی ویژة آن تجزیه و تحلیل می‌شود. فرض بر این است که توزیع داده‌های هر طبقه براساس توزیع نرمال در اطراف پیکسل میانگین آن طبقه قرار گرفته است. در عمل واریانس و کواریانس و میانگین طبقة مختلف هر تصویر ماهواره‌ای برای طبقه‌بندی پدیده‌ها محاسبه می‌شود تا هریک از پیکسل‌ها به طبقه‌ای تعلق یابد که حضورش در آن طبقه احتمال بیشتری دارد. در ادامه برای پی‌بردن به تغییرات صورت‌گرفته در کاربری اراضی محدودة پژوهش (شهر قائن) شامل کاربری‌های باغ‌ها و زمین‌های کشاورزی، محدوده‌های ساخته‌شده، اراضی بایر و مراتع، مدل زنجیرة مارکوف به کار رفته است.
مدل زنجیرة مارکوف و CA مارکوف
زنجیره‌های مارکوف، یک روش ریاضی و احتمالاتی است. درواقع مدل زنجیره‌ای مارکوف به‌صورت فرایندی تصادفی عمل می‌کند که در آن وضعیت آیندة یک پیکسل فقط به وضعیت پیشین آن بستگی دارد و براساس آن پیش‌بینی می‌شود. نتیجة مستقیم حاصل از این مدل، ماتریس احتمال انتقال است؛ اما در این مدل هیچ درک جغرافیایی به دست نمی‌آید و در پایان مدل‌سازی نقشة واحدی تولید نمی‌شود که نشان‌دهندة توزیع مکانی کلاس‌ها باشد. برای رفع این مشکل در دهة 1950، مدل CA مارکوف را جان وان نیومن[2] برای اضافه‌کردن مشخصة مکانی به مدل مارکوف طراحی کرد (Fan et al.‚ 2008: 127- 147). پیش‌بینی در مدل مارکوف با استفاده از رابطۀ 1 محاسبه می‌شود.
|
رابطة (1) |
S (t+1)= Pij × s (t) |
در این رابطه (t) s و (t+1) S، حالت‌های سیستم در زمان t و t+1 هستند وpij ، ماتریس احتمال انتقال در یک حالت است که با رابطۀ 2 محاسبه می‌شود.
|
رابطة (2) |
در زنجیرة مارکوف از کلاس‌های پوشش به‌مثابة حالت یا همان وضعیت‌های زنجیره استفاده شده است. در این تحلیل همواره از دو نقشة رستری استفاده می‌شود که «مدل» نامیده می‌شوند؛ علاوه بر این دو نقشة فاصلة زمانی بین دو تصویر و فاصلة زمانی پیش‌بینی در افق ۱۴۰۱ نیز در مدل CA مارکوف در نظر گرفته می‌شود. خروجی مدل مارکوف نیز شامل احتمال تبدیل وضعیت و ماتریس مساحت‌های تبدیل‌شده در هر کلاس و درنهایت تصاویر احتمالاً شرطی برای تبدیل کاربری‌های مختلف است. همین‌طور در این پژوهش برای اعتماد به طبقه‌بندی صورت‌گرفته از شاخص کاپا استفاده شده است. شاخص کاپا از رابطة زیر محاسبه می‌شود.
|
رابطة (3) |
P0: درستی مشاهده‌شده
:PC توافق مورد انتظار
نتایج دقت طبقه‌بندی
یکی از پرکاربردترین روش‌های ارزیابی صحت طبقه‌بندی، محاسبة ماتریس خطاست که کاربرد فراوانی دارد. پس از طبقه‌بندی تصاویر، شاخص کاپا و صحت کلی نقشه‌های طبقه‌بندی‌شده براساس ماتریس خطا محاسبه شد. این مقادیر نشان می‌دهد طبقه‌بندی و انواع طبقات کاربری زمین با یکدیگر توافق خوبی دارند. جدول (۱)، ارزیابی صحت طبقه‌بندی تصاویر ماهواره‌ای را نشان می‌دهد. براساس این جدول دقت کلی بیش از ۹۰ درصد و شاخص کاپا بین 88/0 تا 9/0 است.
جدول- 1: ارزیابی صحت طبقه‌بندی تصاویر ماهواره‌ای
|
سال |
تصویر |
شاخص کاپا |
ضریب صحت |
|
1378 |
ETM |
90/0 |
54/92 |
|
1389 |
ETM |
89/0 |
94/0 |
|
1396 |
OLI |
88/0 |
91/0 |
محدودة پژوهش
شهر قائن، مرکز شهرستان قائنات، بر دشت قائن قرار دارد. شهر قائن در مسیر بزرگراه آسیایی، مشهد به زاهدان و چابهار (کریدور شمال - جنوب شرق کشور) قرار گرفته و از سطح دریا ۱۴۴۰ متر بلندی، تا مرز افغانستان
۱۸۰ کیلومتر، از دو شهر بیرجند و گناباد ۱۰۰ کیلومتر و از تهران ۱۳۰۰ کیلومتر فاصله دارد. این شهر در ۳۷۲کیلومتری جنوب مشهد واقع شده است. رشته‌کوه قهستان در غرب و شاسکوه و آهنگران در شرق آن سر بر آسمان ساییده‌اند و بلندترین قلة منطقة کمرسرخ با ۲۸۴۲ متر در نیم‌بلوک و پست‌ترین نقطه با ۶۱۰ متر در پترگان قرار دارد. برپایة سرشماری عمومی نفوس و مسکن در سال ۱۳۹۵، جمعیت این شهر ۴۲۳۲۳ نفر (در ۱۱۹۲۰ خانوار) بوده است.
شکل- 1: موقعیت شهر قائن
یافته‌های پژوهش
بررسی توسعة شهر طی سال‌های مختلف ناشی از افزایش جمعیت است. از سویی این توسعه باید از مخاطرات ژئومورفولوژیکی به دور باشد؛ اما بیشتر برنامه‌ریزی‌ها برای توسعه اصولی نیست و همین برنامة نادرست، خطر بروز حوادث پیش‌بینی‌ناپذیر را گسترش می‌دهد. با بررسی نقشه‌های کاربری اراضی و مخاطرات ژئومورفولوژی شهر قائن، تغییرات مربوط به سال‌های مختلف و همچنین بروز خطرات پیش رو را در محدوده به‌طور وسیع ارزیابی می‌کنیم. نقشه‌های (2)، (3) و (4) به ترتیب نشان‌دهندة تغییرات کاربری اراضی محدودة شهر قائن در
۴ کلاس (محدودة ساخته‌شده، باغ‌ها و اراضی کشاورزی، اراضی بایر و مراتع) است.
شکل- 2: نقشة پوشش زمین در شهر قائن در سال ۱۳۷۹
شکل- 3: نقشة پوشش زمین در شهر قائن در سال ۱۳۸۹
شکل- 4: نقشة پوشش زمین در شهر قائن در سال ۱۳۹۶
با بررسی این نقشه‌ها مشخص شد در سه بازة زمانی ۱۳۷۹، ۱۳۸۹ و ۱۳۹۶، بیشترین تغییرات به محدوده‌های ساخته‌شده (مسکونی) مربوط است. با توجه به تغییرات شهر در سال ۱۳۷۹ و ۱۳۹۶، بیشترین رشد شهر در جهت غرب و شمال غربی و به مقدار کمتری در جهت جنوب روی داده است. از آنجا که بیشترین رشد در باغ‌ها، مراتع و کشاورزی رخ داده، تغییرات کمی در اراضی بایر ایجاد شده است. با توجه به خروجی نقشه‌ها در سه بازة زمانی ۱۳۸۹، ۱۳۷۹ و ۱۳۹۶ مشخص شد بیشترین تغییرات کاربری به محدوده‌های ساخته‌شده بر اثر ساخت‌وساز بی‌رویه به‌ویژه در بازة زمانی ۱۳۸۹ تا ۱۳۹۶ در شهر قائن مربوط است که نتیجة آن ازبین‌رفتن سایر کاربری‌ها بوده است.
ماتریس تبدیل وضعیت
با استفاده از نقشه‌های پوشش زمین به‌دست‌آمده برای هر دورة ماتریس، تبدیل وضعیت کلاس‌های پوشش زمین بین دو دورة زمانی محاسبه شده است. از نقشه‌های پوشش سال ۱۳۷۹ و ۱۳۸۹، ماتریس تبدیل وضعیت اول و از نقشه‌های پوشش سال ۱۳۸۹ تا ۱۳۹6، ماتریس تبدیل وضعیت دوم به دست آمده است. این ماتریس‌ها حاوی اطلاعات و تبدیل هر کلاس به سایر کلاس‌هاست و درنهایت مساحت کاربری‌ها در بازة زمانی ۱۳۹6 تا ۱۳۷۹ در شهر قائن مشخص شد. ماتریس مساحت انتقال نشان‌دهندة میزان مساحتی است که از هر کلاس به کلاس دیگر تغییر کاربری می‌دهد.
جدول- 2: ماتریس مساحت انتقال وضعیت بین سال‌های ۱۳۷۹ تا ۱۳۸۹ (به مترمربع)
|
پوشش زمین |
محدودة ساخته‌شده |
باغ‌ها و کشاورزی |
اراضی بایر |
مراتع |
|
محدودة ساخته‌شده |
5203 |
820 |
2812 |
36 |
|
باغ‌ها و کشاورزی |
408 |
14177 |
7373 |
490 |
|
اراضی بایر |
1067 |
5079 |
90075 |
5038 |
|
مراتع |
80 |
584 |
4490 |
19068 |
منبع: یافته‌های پژوهش، 1397
بین سال‌های ۱۳۷۹ و ۱۳۸۹ ماتریس انتقال وضعیت برحسب مترمربع نشان‌دهندة این است که بیشترین تغییرات در تبدیل اراضی بایر به باغ‌ها و کشاورزی و همچنین باغ‌ها و کشاورزی به بایر رخ داده است. در محدودة شهر قائن بیشتر زمین‌های کشاورزی به کشت زعفران اختصاص دارد؛ بنابراین انتقال وضعیت در این دوره بین اراضی بایر به کشاورزی و برعکس تغییر می‌کند و همچنین در همین بازة زمانی مراتع به اراضی بایر تبدیل شده‌اند.
جدول- 3: ماتریس احتمال انتقال وضعیت بین سال‌های ۱۳۷۹ تا ۱۳۸۹ (به مترمربع)
|
پوشش زمین |
محدودة ساخته‌شده |
باغ‌ها و کشاورزی |
اراضی بایر |
مراتع |
|
محدودة ساخته‌شده |
332/0 |
52/0 |
179/0 |
2/0 |
|
باغ‌ها و کشاورزی |
26/0 |
904/0 |
470/0 |
31/0 |
|
اراضی بایر |
68/0 |
324/0 |
5745/0 |
321/0 |
|
مراتع |
5/0 |
37/0 |
286/0 |
1216/0 |
منبع: یافته‌های پژوهش، 1397
ماتریس احتمال انتقال، احتمال تغییر هر کلاس به کلاس دیگر را مشخص می‌کند. براساس جدول (۳) بیشترین احتمال انتقال کاربری‌ها در بازة زمانی ۱۳۷۹ تا ۱۳۸۹ به تبدیل اراضی بایر به باغ‌ها و کشاورزی (و برعکس) و مرتع مربوط بوده است.
جدول- 4: ماتریس مساحت انتقال وضعیت بین سال‌های ۱۳۸۹ تا ۱۳۹۶ (به مترمربع)
|
پوشش زمین |
محدودة ساخته‌شده |
باغ‌ها و کشاورزی |
اراضی بایر |
مراتع |
|
محدودة ساخته‌شده |
7469 |
577 |
2455 |
78 |
|
باغ‌ها و کشاورزی |
462 |
13903 |
4246 |
1444 |
|
اراضی بایر |
928 |
7299 |
89711 |
6463 |
|
مراتع |
12 |
669 |
4847 |
16237 |
منبع: یافته‌های پژوهش، 1397
با توجه به جدول (4) محدودة ساخته‌شدة شهر قائن از سال ۱۳۷۹ تا ۱۳۹۶ روندی افزایشی داشته و توسعة شهری آن به‌صورت گسترده و افقی است؛ به‌طوری که محدودة ساخته‌شده در سال‌های ۱۳۷۹، ۱۳۸۹ و ۱۳۹۶ به ترتیب ۲۲/۶۰۸، ۳۹/۷۹۸ و ۱۱/۹۵۲ هکتار بوده که در حدود ۳۴۴ هکتار به مساحت ساخته‌شده اضافه شده و بالعکس از سال ۱۳۷۹ تا ۱۳۹۶ به دلیل توسعة شهر، از مساحت اراضی باغ‌ها و کشاورزی، اراضی بایر و مراتع کاسته شده است.
جدول- 5: ماتریس احتمال انتقال وضعیت بین سال‌های ۱۳۸۹تا ۱۳۹۶ (به مترمربع)
|
پوشش زمین |
محدودة ساخته‌شده |
باغ‌ها و کشاورزی |
اراضی بایر |
مراتع |
|
محدودة ساخته‌شده |
476/0 |
37/0 |
157/0 |
5/0 |
|
باغ‌ها و کشاورزی |
29/0 |
887/0 |
271/0 |
92/0 |
|
اراضی بایر |
59/0 |
465/0 |
5721/0 |
412/0 |
|
مراتع |
1/0 |
43/0 |
309/0 |
1036/0 |
منبع: یافته‌های پژوهش، 1397
با توجه به خروجی‌های جدول (5) مشخص شد بیشترین احتمال انتقال کاربری‌ها به ترتیب در بازة زمانی ۱۳۸۹ تا ۱۳۹۶ به احتمال تغییر باغ‌ها و کشاورزی به اراضی بایر (و برعکس) و تبدیل مرتع به بایر مربوط بوده است. با توجه به جدول (۵)، محدودة ساخته‌شدة شهر قائن از سال ۱۳۷۹ تا ۱۳۹۶ روندی افزایشی داشته است. توسعة شهری قائن به‌صورت گسترده و افقی است؛ به‌طوری که محدودة ساخته‌شدة شهر قائن در سال‌های ۱۳۷۹، ۱۳۸۹ و ۱۳۹۶ به ترتیب ۲۲/۶۰۸، ۳۹/۷۹۸ و ۱۱/۹۵۲ هکتار بوده که حدود ۳۴۴ هکتار به مساحت ساخته‌شدة قائن اضافه شده است؛ بالعکس از سال ۱۳۷۹ تا ۱۳۹۶ از مساحت اراضی باغ‌ها و کشاورزی، اراضی بایر و مراتع کاسته شده که به دلیل توسعة شهری قائن بوده است.
جدول- 6: مساحت زمین در سال ۱۳۷۹، ۱۳۸۹ و ۱۳۹۶ (به مترمربع)
|
ردیف |
پوشش زمین |
1379 |
1389 |
1396 |
|
1 |
محدودة ساخته‌شده |
6082200 |
7983900 |
9521100 |
|
2 |
باغ‌ها و کشاورزی |
18594000 |
20203200 |
18049500 |
|
3 |
اراضی بایر |
94275000 |
91133100 |
93960900 |
|
4 |
مراتع |
22168800 |
21799800 |
19588500 |
منبع: یافته‌های پژوهش، 1397
جدول ۶ مساحت هر کاربری را در سال‌های ۱۳۷۹، ۱۳۸۹ و ۱۳۹۶ نشان می‌دهد. براساس این جدول مساحت محدودة شهری از سال ۱۳۷۹ نسبت به سال ۱۳۹۶ کاهش پیدا کرده است. کاربری‌های باغ‌ها و کشاورزی و اراضی بایر نیز به‌صورت مخالف کم و زیاد شده‌اند. در بازة زمانی ۱۳۷۹ تا ۱۳۸۹، باغ‌ها و کشاورزی زیاد و اراضی بایر کم شده است؛ در صورتی که در دورة ۱۰سالة بعدی مساحت باغ‌ها و کشاورزی کم و اراضی بایر زیاد شده است. علت این تغییرات، نوع کشاورزی منطقة قائن است. عمدة فعالیت کشاورزی شهرستان قائن به‌صورت کشت زعفران است. این محصول در حد ۷ تا ۱۰ سال در یک زمین پایداری دارد؛ اما پس از این مدت باید پیاز زعفران را از زمین خارج کرد و به زمین استراحت داد تا برای کشت بعدی آماده شود؛ به همین دلیل زمین‌ها به‌صورت تناوبی بین کشاورزی و بایر جابه‌جا می‌شوند. اراضی مسکونی در سال ۱۳۹۶ به بیشترین حد خود می‌رسند، اما کاهش باغ‌ها و زمین‌های بایر و مراتع نامحسوس است.
پیش‌بینی کلاس‌های کاربری در سال ۱۴۰۴
برای پیش‌بینی تغییرات صورت‌گرفته در کلاس‌های یادشده از مدل زنجیرة مارکوف استفاده شده است. در این مدل، کلاس‌های طبقه‌بندی به‌مثابة وضعیت‌های زنجیره به کار گرفته شده است. همچنین ماتریس مساحت انتقال نشان‌دهندة مقدار مساحتی از کاربری است که به کاربری دیگر در بازة زمانی ۱۳۷۹ تا ۱۳۹۶ تبدیل شده است. براساس خروجی جدول‌ها و استفاده از مدل زنجیرة مارکوف، مساحت ۴ کلاس کاربری‌های یادشده در افق ۱۴۰۴ مشخص شده است.
شکل- 5: نقشة پیش‌بینی پوشش زمین در شهر قائن برای افق ۱۴۰۴
جدول- 7: وسعت پوشش زمین در افق 1396- 1404 (به مترمربع)
|
ردیف |
پوشش زمین |
1396 |
1404 |
افزایش تغییرات در افق 1404 |
|
1 |
محدودة ساخته‌شده |
9521100 |
10934100 |
84/114 |
|
2 |
باغ‌ها و کشاورزی |
18049500 |
17887500 |
1/99 |
|
3 |
اراضی بایر |
93960900 |
93690900 |
71/99 |
|
4 |
مراتع |
19588500 |
18607500 |
99/94 |
منبع: یافته‌های پژوهش، 1397
این داده‌ها وسعت کلاس‌های محدودة ساخته‌شده، باغ‌ها و کشاورزی، اراضی بایر و مراتع را در سال ۱۴۰۴ برای محدودة شهر قائن مشخص می‌کند. جدول (۷) وسعت کاربری‌ها را در سال ۱۳۹۶ و پیش‌بینی تغییرات آنها را در سال ۱۴۰۴ نشان می‌دهد. براساس این جدول بیشترین تغییرات در محدودة ساخته‌شده با ۸۴/۱۱۴ درصد رشد روی داده است و پس از آن کاربری‌های باغ‌ها و کشاورزی، مراتع و اراضی بایر به ترتیب 1/99، 99/94 و 71/99 درصد کاهش یافته‌اند. از این بین تغییرات باغ‌ها و کشاورزی و اراضی بایر محسوس نیست.
شکل- 6: نمایش وسعت کاربری‌ها و تغییرات آنها طی سال‌های 1396- 1404
توسعة شهر در ارتباط با گسل
با توجه به اینکه مسیر گسل‌های بالقوه جزو نقاط ناپایدار زمین است و همچنین به دلیل ایجاد گسیختگی در دامنه‌ها و شکستگی در لایه‌ها و خردشدگی توده‌های سنگی، احتمالاً عامل فاصله از گسل، یکی از مهم‌ترین عوامل در ایجاد زمین‌لرزه‌ها و اشکال ژئومورفولوژیکی و محدودیت در توسعة شهر است. گسل ازجمله عوامل مؤثر در ایجاد مخاطره به‌ویژه در مناطق شهری به شمار می‌رود. با توجه به ساخت‌وساز در حریم گسل، رعایت‌نکردن این امر ضررهای جبران‌ناپذیری به بار می‌آورد.
منطقة شرق کشور و خراسان جنوبی در بیشتر تقسیم‌بندی‌های زمین‌ساختی در حدفاصل زون ساختاری سیستان و لوت مرکزی و در محلی قرار گرفته است که این واحد در بخش شمالی بـا تغییر جهت به سمت باختر به‌صورت تداخلی وارد بلوک لوت می‌شود (خطیب، ١٣٧7: 60). محدودة قائن با سرشاخه‌های ﭘﺎﻳﺎﻧﻲ ﮔﺴﻞ ﻧﻬﺒﻨﺪان ﺑﺎ ﻳﻚ راﺳﺘﺎی ﮐﻠﯽ ﺷﻤﺎل غربی احاطه شده است. بدین ترتیب این پهنه به‌ویژه مناطق جمعیتی آن مانند شهر قائن به طرز چشمگیری متأثر از عملکرد گسل‌های یادشده است که ازنظر لرزه‌خیزی فعالیت زیادی را نشان می‌دهند.
در این منطقه به دلیل وجود گسل‌های فعال لرزه‌زا از قبیل گسل دشت بیاض و کولی در شمال، مهم‌ترین زمین‌لرزه‌های یک قرن اخیر ایجاد شده است؛ بنابراین مؤلفه‌های بررسی لرزه‌ای و ژئوتکنیکی شرایط بسیار حیاتی و در خور تأملی دارد. بر این اساس به نظر می‌رسد انجام مطالعات بررسی خطر زمین‌لرزه و ریزپهنه‌بندی در این منطقه، امری ضروری و اجتناب‌ناپذیر باشد.
در محدودة شهر قائن از سال 2000 به سمت 2017، تغییراتی در شکل شهر صورت گرفته است که وضعیت فعلی شهر را نشان می‌دهد. این گسل که زمانی با محدودة شهری قائن فاصله داشت، هم‌اکنون براثر گسترش ساخت‌وساز و شهرک‌سازی روی حریم آن، از میان شهرک‌های جدید ساخته‌شده و در حال احداث در شمال قائن عبور می‌کند. ساخت‌وسازها به‌ویژه پروژة مسکن مهر در مسیر گسل است و در فاصلة کمتر از 2000 متری از حریم گسل قرار دارد که با تهیة نقشة پیش‌بینی، این توسعه به سمت گسل بسیار بیشتر شده است. روند توسعة شهر به سمت شمال بسیار حائز اهمیت است.
شکل- 7: نقشة فاصله از گسل در ارتباط با توسعة شهر در سال‌های 1396
(منبع: زمین‌شناسی 1:100000 ایران)
توسعة شهر و فاصله از آبراهه
رودخانه‌ها ضمن اینکه چشم‌انداز بسیار زیبایی برای شهرها ایجاد می‌کنند، اگر حریم آنها رعایت نشود، هنگام طغیان برای ساکنان شهر خطرآفرین خواهند بود. اگر ساخت‌وساز اماکن و استقرار تأسیسات در کنار رودها با حفظ حریم و آگاهی از دوره‌های طغیان و میزان آن نباشد، تمام این سازه‌ها همواره در معرض تهدید خواهند بود (نگارش، 1383: 137).
رودخانة اصلی شهر دو سرشاخه دارد؛ سرشاخة پایین‌دست که درواقع از مرکز شهر عبور می‌کند و در سال‌های اخیر به علت خشکسالی‌های پیاپی این بستر از رودخانه جدول‌بندی شده است. گاهی اوقات بارش‌های سیلابی در منطقه روی می‌دهد و به علت اینکه بستر رودخانه به بستری سیمانی تبدیل شده است، سبب بروز خسارت بسیاری در بخش‌های مختلف شهر می‌شود؛ سرشاخة دیگر در سمت شمال منطقه قرار دارد و در سال‌های اخیر هم شهر به همین سمت توسعه می‌یابد که با ساخت‌وسازها در این مسیر در مواقع سیلابی، مسیر رودخانه با مشکل مواجه و حرکت آب با سرعت هرچه بیشتر سبب تخریب ساختمان‌ها و خسارات جبران‌ناپذیر حاصل از بارندگی می‌شود. از سوی دیگر علاوه بر خطرات سیل، مشکل دیگری که درنتیجة این ساخت‌وسازها به‌تدریج به بحران تبدیل می‌شود، ورود فاضلاب واحدهای مسکونی و تجاری ساخته‌شده در حریم رودخانه‌ها به داخل رودخانه است که مستقیماً بر سلامت محیط‌‌زیست و انسان‌ها تأثیر می‌گذارد. ساماندهی ساخت‌وسازهای جدید در حریم و بستر رودخانه‌ها و جلوگیری از آنها، برخورد قضایی با متخلفان، لای‌روبی بستر رودخانه‌ها و هدایت هوشمندانة سیلاب به محلهای کم‌خطر مانند مخازن سد، دریاچه‌های طبیعی و اراضی کم‌خطر و پایدارسازی شیب‌ها، ازجمله راهکارهایی است که به پیشگیری از وقوع خسارات ناشی از سیل می‌انجامد.
شکل- 8: نقشة فاصله از آبراهه در ارتباط با توسعة شهر در سال‌های 1396
ارتباط توسعة شهر و لیتولوژی
بسیاری از پدیده‌هایی که مورفولوژی کنونی منطقه را به وجود می‌آورند، لیتولوژی خاصی دارند؛ بنابراین برای تحلیل مطلوب تحول ژئومورفولوژیکی، بررسی دقیق همة مشخصات لیتولوژیکی منطقه ضروری است (علایی طالقانی، 1386: 72-82). لیتولوژی محدودة پژوهش برای آگاهی و شناخت مخاطرات ژئومورفولوژیکی با عواملی ازجمله جنس و مقاومت سازندها دربرابر تغییرات ژئومورفولوژیکی و نقش آنها در جلوگیری از مخاطرات مطالعه می‌شود. درمجموع با استناد به شکل (9) در منطقة پژوهش، سنگ‌ها ازلحاظ لیتولوژیکی به سه گروه تقسیم می‌شوند (احمدی، 1388: 220)؛ سازندهای مقاوم (آندزیت، آهک، ماسه‌سنگ)، سازندهای نامقاوم (رس و مارن) و سازندهای نیمه‌مقاوم (مخروطه‌افکنه، رسوبات آبرفتی، پادگانه‌ها). بررسی ساختار لیتولوژی در محدودة شهر قائن نشان می‌دهد در بخش‌های جنوبی سازندهای آهکی ماسه‌سنگی و آندزیتی و در سمت شمال و شمال غرب شهر سازندها و تپه‌های رسی وجود دارد؛ به گونه‌ای که براساس تصاویر ماهواره‌ای در سال‌های مختلف درمی‌یابیم شهر به‌مرور زمان به سمتی توسعه می‌یابد که برنامه‌ریزی‌های ژئومورفولوژیکی روی آن اعمال نشده است. یکی از این عوامل، تپه‌های رسی است. نزدیک‌شدن به این تپه‌ها سبب تخریب ساختمان‌ها، گسترش گرد و غبار و بروز حوادث پیش‌بینی‌ناپذیر می‌شود.
شکل- 9: نقشة لیتولوژی در ارتباط با توسعة شهر در سال 1396
نتیجه‌گیری
زندگی شهری به‌سرعت در سطح جهان گسترش می‌یابد و این سرعت در کشورهای در حال توسعه بسیار سریع‌تر از کشورهای توسعه‌یافته است. روند شهرنشینی در ایران بسیار سریع و شتابان است که این مسئله باعث بروز مشکلات و معضلاتی شده است. توسعة افقی شهرها موجب انهدام اراضی اطراف شهرها و صرف هزینه‌های بسیار برای احداث شهرک‌ها و محلات می‌شود. در این زمینه توجه به ظرفیت‌های توسعة محلهای موجب پویایی و سرزندگی محلات قدیمی می‌شود و استفاده از الگوهای توسعة پایدار شهری از تخریب اراضی مساعد کشاورزی و تحمیل هزینه‌های گزاف جلوگیری می‌کند. شکل توسعة پراکندة شهر درمجموع نوعی رشد لجام‌گسیخته در حواشی آن و افزایش بی‌رویة زمین‌شهری به شمار می‌رود که به کاهش تراکم جمعیت، افزایش سهم فضای باز بدون استفاده و درنتیجه گسستگی بخش‌های مختلف یک شهر، جدایی‌گزینی فضایی - اکولوژیکی، افزایش همزمان قیمت زمین و هزینة تأمین تأسیسات و تجهیزات و بسیاری مسائل و مشکلات دیگر می‌انجامد.
در این پژوهش برای بررسی تغییرات پوشش زمین در کاربری باغ‌ها، زمین‌های کشاورزی، محدوده‌های ساخته‌شده، زمین‌های بایر و مراتع با بهره‌گیری از تصاویر ماهواره‌ای در بازة زمانی سال‌های 1379 تا 1396 از روش طبقه‌بندی نظارت‌شده (الگوریتم حداکثر مشابهت) و مدل زنجیرة مارکوف استفاده و تأثیر ارتباط آنها با مخاطرات ژئومورفولوژیکی (گسل، آبراهه و لیتولوژی) بررسی شد.
طی سال‌های ۱۳۷۹، ۱۳۸۹ و ۱۳۹۶، مساحت کاربری محدوده‌های ساخته‌شده در شهر قائن افزایش داشته و این افزایش سبب نزدیک‌شدن شهر به سازندهای رسی، گسل‌ها و آبراهة اصلی شده است؛ به‌طوری که مساحت اراضی ساخته‌شده (114.84 درصد)، باغ‌ها و زمین‌های کشاورزی (99.1 درصد)، اراضی بایر (99.71 درصد) و مراتع (99.94 درصد) تغییر خواهد کرد.
با توجه به اینکه توسعة شهر قائن به‌صورت غیرمتمرکز بوده و باعث پراکندگی رشد شهری شده است و از سویی با نزدیک‌شدن به خطوط گسل و امکان بروز خطر سیل با نزدیک‌شدن به آبراهه و تپه‌های رسی که در شمال غرب منطقه واقع شده، بر این اساس مشخص شد در سه بازة زمانی ۱۳۷۹، ۱۳۸۹ و ۱۳۹۶، مساحت کاربری محدودة ساخته‌شده افزایش یافته و مساحت اراضی بایر و باغ‌ها و کشاورزی به‌صورت دوره‌ای کم و زیاد شده است. در این تناوب زمین‌هایی که کاربری کشاورزی داشته‌اند، به بایر و اراضی بایر به کشاورزی تبدیل شده‌اند. پس در کل، مساحت زمین‌های کشاورزی تغییر زیادی نکرده است. بیشترین احتمال انتقال در تمام بازه‌های زمانی، تبدیل کاربری‌های اراضی بایر و کشاورزی به یکدیگر بوده و بقیة احتمالات (مرتع یا اراضی بایر به مسکونی) در درجة دوم قرار می‌گیرد.
در سال ۱۳۹۶ کاربری مسکونی به بیشترین مساحت خود (۹۵۲۱۱۰۰ مترمربع) رسیده است و پیش‌بینی می‌شود در سال ۱۴۰۴ به ۱۰۹۳۴۱۰۰ مترمربع برسد. گسترش افقی و توسعة فیزیکی ناموزون شهر قائن سبب نزدیک‌شدن به گسل اصلی در سطح محدودة سرشاخة اصلی آبراهه در شمال حوضه و نزدیک‌شدن به تپه‌های رسی سبب توسعة فرسایش و تخریب ساختمان‌ها با زیربنای سست می‌شود که این مخاطرات خسارات جبران‌ناپذیری را به وجود می‌آورد.
)
