اصول محیط زیست

اصل اول

ماده ،انرژی ،فضا،زمان وتنوع همگی از انواع منابع به حساب می آیند.

قبل از توضیح وتفسیر این اصل لازم است که تعریفی از یک منبع داشته باشیم:

منبع عبارت است از هر چیز مورد نیاز فرد،جمعیت یا اکوسیستم که با افزایش مهیایی خودتا یک سطح مطلوب یا کافی افزایش میزان تبدیل انرژی را اجازه می دهد.

با توجه به این اصل می توان گفت که ماده وانرژی دو منبع به حساب می آیندچون پیشروی وافزایش میزان تبدیل انرژی به وسیله سیستم های زنده متناسب با میزان مهیایی ماده وانرژی است.

از طرفی فضا نیز به طریق مشابه یک منبع به حساب می آید به عنوان مثال اگر فاصله یک حیوان از نزدیک ترین فرد از همان گونه ولی جنس مالف بیش از حد کوتاه باشد نشان می دهد که تراکم جمعیت احتمالا"آنچنان زیاد است که به دلیل جنگ با یکدیگر ،برخورد با سایر نا هنجاری ها افراد دیگر جمعیت در فرآیند جفت گیری مداخله خواهند کرد.اگر فاصله با نزدیک ترین جنس مخالف بیش از حد زیاد است احتمال یافتن جفت مورد نظر بسیار کم بوده وباروری که عملا" انجام می گیرداز حداکثر ممکن آن کمتر خواهد بودبنابراین یک منبع به حساب می آید.

زمان نیز یک منبع است مثلا"پستانداران کویر را در نظر بگیرید که برای بقاء خودبه ماندآب های موجود در کویر وابستگی دارند.در طول فصل خشک که تعداد ماند آب کاهش می یابد،پستانداران می بایست از یک ماند آب خشک شده به دیگری که دارای آب است مهاجرت کنند.اینکه این مهاجرت به انجام می رسد یا نهبستگی به این دارد که آیا پستانداربه اندازه کافی انرژی در اختیار دارد کهبا شتاب متوسط به اندازه کافی راه را به طرف نزدیک ترین موضوع مناسب دیگر بپیماید یا نه.

تنوع نیز یک منبع به حساب می آید.مثلا" هرچه تنوع غذاهای مصرفی یک گونه بیشتر باشدآسیب پذیری گونه در قبال تغییر یک عامل محیطی که غذای اورا از بین می برد کمتر است.برای گونه ای که از 100 گونه مختلف تغذیه می کنداحتمال اینکه تغییر یک عامل محیطی هر 100 گونه غذایش را از بین ببرد بسیار بعید است.در نتیجه گونه های فراوان تر وگسترده تر اغلب عمومی هستند تا تخصصی .صرفا"به دلیل اینکه سهم بیشتری از منابع محیطی برای آنها فراهم می باشد.مثل انسان-شغال-ملخ وکلاغ وبرخلاف اینها خرس کوالا که فقط از اوکالیپتوس می خورد،خرس پاندا که فقط از نوعی نی استفاده می کندنمونه آن موجوداتی هستند که به دلیل رژیم غذایی محدود فراوانیشان محدود شده است.

با توجه به این که همه منابع در رابطه با احتیاجات سیستم های زیستی (فرد،جمعیت ،اکوسیستم)به اندازه کافی کمیاب نیستند،میزان مسیر انرژی در سیستم به وسیله منبع یا منابعی تعیین می شودکه در رابطه با نیاز های زیستی از همه کمیاب ترند.به عبارت دیگر میزان تبدیل انرژی توسط منابعی که در رابطه با نیاز های زیستی فراوانند محدود نمی شود.مسلما" وقتی کمبودیک منبع برطرف می شودمنبع دیگری محدود کننده خواهد شد.

این بیان کلی قانون حداقل لیبیگ است که بر مشاهدات تأثیر مواد غذایی برمقدار محصول پایه گذاری گردید.این قانون به طور مشخص در موردکمبود های مواد به کار می رود.ولی می توان آن را درباره انرژی ،فضا،زمان یا تنوع نیز به کار برد.

دو جزء از مواد وانرژی که احتما لا"بیش از همه در اکوسیستم های خشکی می توانند محدود کننده با شندبه ترتیب عبارتند از آب وحرارت.لذا تأثیرمشترک آنها یعنی تبخیر وتعرق واقعی (actual evapotranspiration)نیز با تولید در اکوسیستم های مختلف به شدت در ارتباط است.تبخیر وتعرق واقعی مقدار آبی استکه از خاک (تبخیر) وگیاهان (تعرق)وارد اتمسفر می شود(عکس بارندگی )بنابراین تبخیر-تعرق معیاری ازمهیایی همزمان آب وانرژی(حرارت) است.

به دلیل اینکه در هر محیط محدود همیشه حداقل یک منبع یا آلوده ساز محدود کننده است لذا هر زیستگاه معین قادر به تأمین یک حد بالای ثابت از وزن زنده برای هر گونه است.این حد بالای ثابت به عنوان ظرفیت قابل تحمل (Carrying capacity) آن محیط برای یک جمعیت بخصوص مورد توجه قرار می گیرد.

C=wp
که در آنc= ظرفیت قابل تحمل
W= متوسط وزن افراد جمعیت
P= تراکم جمعیت

این بدان معنی است که چون c ثابت استپس می توان وزن متوسط یک جمعیت یا تراکم جمعیت را افزایش داد نه هر دوی آنها را با هم .افزایش متوسط تراکم گیاهان بدان معنی است که جهت جبران آن ،متوسط جثه گیاهان کاهش خواهد یافت.

اصل دوم

منابع به دو صورت کاملا" متفاوت وجود دارند.گروهی که افزایش مهیایی آنها مصرف بیشترشان را تحریک می کندوگروهی که اثر تحریک کنندگی ندارند.

مثلا" حیوانی که به دنبال غذا است متوجه شود که غذای مشخصی ناگهان به طور معمول افزایش یافته (مثلا"برای خرس تمشک وحشی رسیده) ومورد علاقه حیوان است اویاد خواهد گرفت که توجه خود را بر روی آن نوع غذا متمرکز سازدلذا افزایش مصرف یک منبع باز هم مصرف بیشتر آنرا تحریک می کند.

اصل سوم

آن افراد وگونه هایی که زادگان بیشتری دارندجایگزین رقبای خود می شوند.این بیان نظریه تکاملی داروین و والاس است.

به طور متوسط ما انتظار داریم که سازش یافته گان جای سازش نیافته گان رابگیرند.یعنی سازش یافته گان فرزندان بیشتری از سازش نیافته ها بر جای می گذارندوافراد یا گونه های سازگارتر آنهایی هستندکه اثر زیانبارشان بر روی دیگران بیش از اثر زیانبار دیگران بر روی آنهاست(از طریق جنگ یا مداخله).یا اینکه در رابطه با صیادان عوامل فیزیکی محیط ،بیماریها ویا غذای فراهم از دیگران سازگارترند. در واقع سازگارترین افرادیا گونه ها آنهایی هستند که در استفاده از منابع کارآمدتر از دیگران باشند.

اصل چهارم

تنوع متعادل (steady state diversity) جوامع در محیط های قابل پیش بینی بیشتر است.

برای هر گونه یک شرایط مطلوب وجود دارد بنابراین یک محیط فیزیکی پایدار وقابل پیش بینی جایی است که بسیاری از گونه ها(فراوان ونادر)قادر به انطباق با شرایط مطلوب خویش باشند.بنابراین هم گونه های نادر وهم فراوان در آنجا وجود دارندولی در مناطق غیر قابل پیش بینی گونه های نادر معمولا" توان زندگی را ندارند وچون کاهش تعداد آنها چنان است که احتمال استقرار مجدد را منتفی می کند.

این نظریه توسط ساندرز نظریه ثبات – زمان نامیده شد.او دریافت که در جوامع کف آب در آن محیط هایی که مدت های طولانی با ثبات بوده اندبیشترین تنوع وجود دارد.که ساندرز آن را به عنوان قابل پیش بینی بودن محیط بر تنوع گونه ای تعبیر کرد.یعنی هر چه دوره ای که در آن یک دوره مشخص بسیار قابل پیش بینی بوده طولانی تر باشد، تنوع گونه هایی که در آن جا تکامل یافته اندبیشتر است.(منظور از قابل پیش بینی نظم وترتیب الگوهاست)

اصل پنجم

اصل تأثیر حاشیه ای Edge Effect

میزان تنوع گونه ای در حاشیه زستگاه ها نسبت به داخل زیستگاه بیشتر است.

ضمن عبور از جوامع مختلف ملاحظه می شود که تغییر یک جامعه به جامعه ای دیگرکم وبیش صورت می گیرد.در اثر این تبدیل جامعه ،بخشی از آن سرزمین خصوصیت هر دو جامعه را دارا خواهد بودکه به این منطقه اکوتون یازیست مرز می گویند.در مورد بیوم های عظیم ،وسعت این ناحیه می تواندبالغ بر دهها کیلومترمربع باشد.در اغلب موارد تنوع گونه ای گیاهان وجانوران در اکوتون ها غنی تربیوسنوزهای مجاور می باشدزیرا مکان ورود موجودات از اکوسیستم های مجاور به ناحیه بینابینی وجود دارد.لیکن تعداد افراد هر یک از گونه ها در داخل اکوتون ها کمتر از تعداد افراد آنها در جامعه اصلی شان است .در برخی منابع علمی به نواحی بینابینی که دارای وسعت بسیار زیادی هستند اصطلاحا" پهن زسیت مرز گفته می شود.

اصل ششم

محیط های فیزیکی با ثبات موجب افزایش تنوع زیستی در جوامع بالغ می شوندکه این خود جمعیت ها را به ثبات تشویق می نماید.

در جوامع بالغ تعداد جریان انرژی وماده اضافه می شودواگر یکی از آنهادچار اشکال شود تعداد دیگری می توانند جای آنرا بگیرنددر این سیستم ها بیش ازجوامع ساده تر (نابالغتر) است.در نتیجه مشروط به اینکه محیط فیزیکوشیمیایی از ثبات بیشتری برخوردار باشد،ریسک جوامع بالغ کمتر شده ودر نتیجه ثبات اکوسیستم اضافه می شود.جامع بالغ جامعه ای است باسیستم تعادلی با پس خور(Feed back)فوق العاده پیچیده.

پدیده ال نینو El Nino

یکی از تغییرات وآشفتگی های اقلیمی که می تواند تأثیرات بسیار زیادی بر حیات موجودات زنده در خشکی ها ویا محیط های آبی داشته باشد پدیده ال نینو است.

دراین رویداد لایه سطحی آب اقیانوس در شرق اقیانوس آرام در نا حیه حاره ای به طور غیر عادی گرم می شود.(حداکثر تا 5/3 درجه سانتی گراد) که ای ن گرم شدن باعث بروز عوامل زیر می شود:

1- ایجاد آبهای گرم اقیانوسی در قسمت شرقی منطقه استوایی اقیانوس آرام
2- تضعیف ویا حتی معکوس شدن بادهای تجاری
3- تضعیف ویا حتی معکوس شدن جریانهای آب اقیانوس آرام

از جمله این جریان های up welling ضعیف یا متوقف می کندکه این عمل با عث خسارت زیادی می شود.

ال نینو یک اتفاق ساده نیست وباعث خسارات زیادی در جهان می شود. ال نینو معمولا" از اقیانوس آرام شروع و اثراتش عمدتا" در اطراف خط استوا و کشور های منطقه استوا (مثل شیلی –مکزیک- اندونزی-مالزی و...) مشاهده می شود.اثر جانبی آن برهمه کشورها از جمله ایران قابل مشاهده است.

کشاورزی و محیط زیست

انسان با کشاورزی خود شرایط بوم شناختی جدید و اکوسیستم نوظهوری بوجود می آورد که به اکوسیستم کشاورزی یا اگرواکوسیستم (Agro ecosystem) موسوم است.

اگرواکوسیستم به 5 طریق مختلف بااکوسیستم طبیعی تفاوت می کند:

1- سعی مادرکشاورزی آن است که توالی بوم شناختی را متوقف واگرواکوسیستم رادرشرایط دائمی نگه داریم.

2- مناطق بسیاربزرگ به زیرکشت یک گونه واحد ویا حتی یک نژاد یا زیر گونه واحد می رود.

3- در اکوسیستم کشاورزی محصولات در ردیفهای منظم وتمیز کشت می گرددولی در اکوسیستم های طبیعی بسیاری از گونه ها به صورت مخلوط با یکدیگر ودر یک طرح پیچیده می رویند.

4- زنجیره های غذایی در اگرو اکوسیستم به شدت ساده شده است.

5- شخم به هیچ کدام از آشفتگی های طبیعی خاک شباهت ندارد.

خاکی که برای کشاورزی استفاده می شودر بسیاری از نقاط جهان از نظر یک یا چند عنصر مورد نیاز محصول با کمبود روبروست.این گونه عناصر را عوامل محدودکننده می گویند.

انقلاب سبز

نامی است که پس از جنگ جهانی دومبه برنامه هایی داده شد که به ایجاد نژادهای جدید پر محصول و مقاوم به بیماری ها یا نژادهایی که در شرایط نا مناسب رشد بهتری دارند می انجامید.

کشاورزی چگونه محیط زیست را تغییر می دهد:
کشاورزی هم دارای تأثیرات زیست محیطی اولیه وهم ثانویه است.

تأثیر اولیه تأثیردرمحل

تأثیری است که در محل انجام فعالیت های کشاورزی رخ می دهد.

تأثیر ثانویه تأثیر دور ازمحل

 یک تأثیر زیست محیطی که دور از منطقه کشاورزی است ومعمولا" در پایین دست بادیاآب رخ می دهد.

به طور کلی تأثیرات کشاورزی بر محیط را به سه دسته می توان تقسیم کرد

1- محلی (Local)
2- ناحیه ای (Regional)
3- جهانی (Global)

تأثیرات محلی آنهایی هستندکه درمحل زراعت یا نزدیکی آن رخ می دهند مثل فرسایش ،از دست رفتن خاک وافزایش رسوبگذاری در پایین دست رودخانه های محلی

تأثیرات ناحیه ای عموما"نتیجه تأثیرترکیبی فعالیت های کشاورزی درناحیه بزرگ و مشترک است مثل تشکیل کویر ، آلودگی های بزرگ مقیاس

تأثیرات جهانی تغییرات اقلیمی ،تغییرات بالقوه وسیع در چرخه های شیمیایی

بیوم و تقسیم بندی آن

Biome

 یک اکوسیستم بزرگ را گویند.مثلا"کل جنگل های سوزنی برگ در کل جهان ،یعنی اکوسیستم های با شرایط یکسان.بیوم های جهان براساس پوششهای گیاهی غالب واقلیم مناسب 10 نوع تقسیم بندی دارند:

1- توندرا Tundra(آلپی وکوهستانی)

2- تایگا 

3- علفزار معتدله

4- علفزارساوانای حاره

5-جنگل های پهن برگ خزان کننده

6- چاپارل

7-بیابان

8- جنگل های نیمه همیشه سبز حاره

9-جنگل همیشه سبز حاره

10- خلنگ زارحاره

توندرا
به ازاءهرعرض جغرافیایی حدود 7/0 درجه سانتیگراددماکاهش پیدامی کند.اگر این عرض را بر روی کره زمین ادامه دهیم در مدار 65درجه به بالا شرایطی پیش می آیدازنظر کاهش دما که در آن دیگر از درختان قطور خبری نیست.جنگل های انبوه در آن دیده نمی شود.پوشش گیاهی به صورت درختچه های متراکم نیست.اول بادرختچه های تنک شروع می شودونهایتا" به خزه وگلسنگ ختم می شود.بخش هایی از لایه های زمین توندرادائما"یخ بسته است که به آن پرمافراست(Permafrost) می گویند.اما در فصل رشد2تا3ماه سطح خاک از یخ زدگی باز شده وگیاهان رشد می کنند.کاهش دما علت اصلی نبودگیاه است ودلیل تنوع کم گیاهی وتنوع متوسط تا کم جانوران است . چرخه زندگی اکثر پرندگان برای ما بطور غیر مستقیم حائز اهمیت است.

دو راه مقابله جانوران با سرما 
1- سطح بدن نسبت به حجم بدن کم می شود.به حالت دایره ای می خوابندکه فقط با بزرگ شدن حجم بدن همراه است.

2- زوائدبدنی کوتاهتری نسبت به بقیه گونه هاوجانوران مشابه در منطقه دیگری دارند.مثلا" گوش کوتاه تری نسبت به بقیه دارند(زوائد بیرونی بدنشان را کوتاهتر می کنند) به این توندرا توندرای قطبی گویند.

توندرا آلپی

اگر به ازاءهر 100 متربه صورت ارتفاعی به سطح بالامی رویم هوا 6/0 درجه سانتیگرادکمتر خواهند.که این شرایط بروی کوهها ی مرتفع به صورت توندرا دیده می شودکه به آن توندرای آلپی گفته می شود.

تفاوت توندرای آلپی وقطبی
پوشش گیاهی تقریبا"مشابه ولی گونه های جانوری غالب این دو توندرا با هم فرق می کند.توندرای آلپی را استوا می توانیم ببینیم .درجائیکه ارتفاع نقاط بیش از 4500 متر باشد.در مناطق معتدله اگر در منطقه وبخش شمالی باشد در ارتفاع m2900-2500 ودر منطقه وبخش معتدله جنوبی در ارتفاع m3500-3000 توندرای آلپی دیده می شود.

تایگاه
جایی که دارای درختان سوزنی شکل مخروطی باشد.مثل کاج Pinus ، نراد Abies ، نوئل Picea
تایگا دارای اسامی مختلفی است مثل جنگل های سوزنی برگ شمالی یاBoaerl farest یا جنگل های مخروط دار شمالی یا جنگل های سردسیر.

Ecotone  اکوتون

مرز اکوسیستم مشخص نیست.منطقه ای که دارای دو نمونه گونه دوبخش بالایی وپایینی است.م.ج.دات وپوشش گیاهی که در این منطقه وجود دارد مابین دو بخش است.

در تایگا دمای هوا پایین است ،طول فصل رشد متوسط 5-3 ماه است ،پوشش آن از سوزنی برگان انبوه تشکیل شده ،جانوران اصولا" علفخوار هستندکه بعضه مهاجر وبعضی ساکنند.خاک این بیوم اسیدی ،کم عمق ،سطحی است. علت اسیدی بودن هم نوع برگ های سوزنی است به این نوع خاک Podsole می گویند.برگ درخت کاج اسیدی است.درخاکی که اسیدی است تجزیه صورت نمی گیردمواد هوموسی کمی داریم ومواد معدنی را خاک تجزیه نمی کند .حاصلخیزی این خاک کم است .پایین بودن دما واسیدی بودن خاک باعث شده تجزیه مواد آلی کند وخاک نسبتا" فقیرباشد.

دو نوع تایگا داریم

 1- سوزنی برگ شمالی 2- سوزنی برگان مرطوب

بزرگترین وقطور ترین درختان سوزنی برگ در جنگلهای سوزنی برگ مرطوب دیده می شوند.تراکم گیاهی وجانوری متوسط است .جانوران در این منطقه عمدتا"دارای خواب زمستانی هستند.

جنگل های پهن برگ خزان کننده ( Decidtous tempenate forest  )
عمدتا" این بیوم ها در عرض های جغرافیایی 30 تا 55 درجه واقع شده اند میزان بارندگی در آن 150-75 cm است .این جنگلها عمدتا" در ژاپن _ روسیه وآمریکا هستند.20 میلیون هکتار درایران جنگل پهن برگ خزان کننده وجود داردکه در ارسباران _ شمال وزاگرس هستند.3/1 میلیون هکتار از جنگل های ایران بعلاوه جنگل های ارسباران همچنین جنگل های زاگرس وجنگل های غرب که جمعا" مساحت آنها به 20 میلیون هکتار می رسد.ازنظر تنوع گیاهی وجانوری نسبت به تایگا بیشتر است.خاک بستر جنگل معمولا" دارای علوفه وبوته است.

علفزار معتدله (Steppes)
این بیوم در مناطقی از کره زمین هستند که میزان بارندگی بین 75-25 cm است.این بیومها معمولا"در امریکا وروسیه هستند.پوشش این منطقه اکثرا" به صورت علفی ،بوته ای وکمتر درختی ودرختچه ای وتنوع گیاهی وجانوری در آن متوسط تا زیاد است.خاک آن مقادیر زیادی مواد آلی ومعدنی دارد به همین خاطر تولید در آنجا خیلی زیاد است.مثال بوفالو.

دراین اکوسیستم آتش نقش بسیار مهمی دارد.آتش در این اکوسیستم بصورت طبیعی عمل می کند وبدون وجود آتش این اکوسیستم وجود نخواهد داشت .دراین اکوسیستم گیاهان به صورت بوته ای ودرختچه ای هستند.بنابراین وقتی آتش سوزی اتفاق می افتد علوفه ها نسبت به سایر گونه ها از فراوانی بیشتری برخوردارندولی اگر آتش سوزی صورت نگیردعلوفه ها از بین می روند چون درختان ودرختچه ها سایه انداخته واز رشد علوفه ها جلوگیری می کنند.آتش سوزی در این مناطق معمولا" خودبه خودی صورت می گیرند.زیرا میزان موادآلی ومعدنی زیادوهوا گرم است.آتش سوزی واسترس مشخص برای محیط به طور مداوم ودوره ای تکرار می گرددوبه این ترتیب تنوع افزایش پیدا می کند.چون آشفتگی ایجاد شده سیستم را از حالت تعادل خارج کرده وتمام گونه ها فرصت رشد پیدا می کنند.

 علفزار ساوانای حاره (Savana)
در این بیوم میزان بارندگی بین 150-100 cm است.بارندگی در اینجا به صورت غیر یکنواخت صورت می گیرد.کل بارندگی در یکی دو فصل است با این حال این منطقه پوشیده از بوته،علوفه،درختچه های کوتاه وپراکنده می باشد.انواع شیر ،انواع زرافه وانواع آهوسانان در آنجا وجود دارند.از پرندگان می توان به شتر مرغ ودودوک اشاره کرد.تراکم گیاهان متوسط تا زیاد(عمدتا" زیاد)وتنوع جانوران از اکوسیستم های قبلی بیشتر است.عمده گیاهانی که در علفزار ساواناوجود دارد دارای باکتری ها وقارچ های تثبیت کننده ازت هستند.در طول سالیان دراز تحت تأثیر آتش سوزی قرار می گیرند وآتش نقش مهمی داردوجزئی از اکوسیستم محسوب می شود.دراینجا بیشترین تراکم جانوران مخصوصا" علفخواران را داریم.گیاهانی که در آنجا داریم قابل هضم وجذبندوتراکم گیاه در ایجا خیلی زیاد است.

علل اصلی اینکه تعداد علفخواران زیاداست:

1) میزان مواد غذایی قابل جذب در آنجا زیاد است .
2) میزان علوفه دردسترس زیاد است.
این بیوم را در افریقا ،بخشهایی از استرالیا وبخش کوچکی از اروپا مثل اسپانیا می توان دید.

چاپارل  (Chaparral)
این بیوم ویژه اقلیم مدیترانه ای است میزان بارندگی بین 50-30 cm است یعنی منطقه نیمه خشک محسوب می شود.درچنین مناطقی دیده شده که پوشش گیاهی به صورت درختچه های انبوه ودارای برگهای همیشه سبز وهمچنین ساقه تیغ دار هستند که در مدیترانه به آنها چاپارل می گویند.بارندگی معمولا" در زمستان اتفاق می افتدوتابستان آن نسبتا" خشک وبدون بارندگی است.تنوع گیاهی وتراکم آن متوسط تا زیاداست.جانوران عمدتا" حشرات،پرندگان انواع کمی گونه های علفخوار وهمچنین گوشتخوارانی مثل شیر،شیرکوهی وپلنگ در آنجا وجود دارند.این بیوم اولا"خودش وابسته به آتش سوزی است ثانیا"انسان با آتش سوزی مصنوعی (عمدی)بخش ازاین بیوم رانابودکرده است.درایران چاپارل وجود ندارد.

بیابان  (Desert )
عده ترین مشخصه این است که میزان بارندگی در طول سال از25 cm بیشتر نیست ولی توزیع بارندگی بسیار نا متعادل است.عمدتا" در مدارهای 30 درجه واقع شده اند.

علل بیابانی شدن یک منطقه
1- فرود آمدن بادهای کنترالیزه در این مدارها (بادهای کنترالیزه یک نوع باد گرم که از عرض های بالاتر (ارتفاعات بالا)به عرض های پایین می آید.در مدار 30 درجه باد کنترالیزه فرود می آید که هرچه به سمت پایین نشست می کند دمای هوا بیشتر شده وامکان اشباع میعان کم می شود.)

2- قرار رفتن در منطقه باران پناه

3- قرار گرفتن درمنطقه مسطح مرتفع (که در این مناطق به دلیل عدم وجو عوارض وناهمواریها روی روی سطح مسطح ازایجادابرجلوگیری شده وباران زایی اتفاق نمی افتد.مثل تبت

در بعضی از مناطق در سطح کره زمین ارتفاع زیاد ومنطقه مسطح وبدون عوارض است در چنین شرایطی ابرهای باران زا پس از برخورد به دیواره دو طرف این مناطق وصعد به سمت بالا اکثر آب خود راازدست می دهند(به صورت باران آب را در قسمت میان بندکوه از دست می دهند.)مناطق مسطح مرتفع از باران بی بهره می مانند.70%ایران منطقه بیابانی ونیمه بیابانی است.بیابانها اکثرا" در افریقای جنوبی _ آفریقا وبخشهایی از آسیای جنوب شرقی قرار دارند.تراکم وتنوع پوشش گیاهی متوسط تا کم ونوع گیاهان معمولا" به صورت علوفه های یک ساله ،چندساله وبوته می باشند. تولید درمناطق بیابانی خیلی کم است وتراکم جانوران متوسط تا کم است که این جانوران شامل حشرات ،پرندگان وعلفخواران هستند.اندام های بدن جانوران این اکوسیستم بزرگ است تا گرمای بدنشان را از دست بدهند.بیابان لزوما" به دلایل قوی طبیعی آن منطقه بیابان شده است یعنی اقلیمی که بوده باعث ایجاد بیابان شده وانسان نقشی درآن ندارد.

جنگل های نیمه همیشه سبز یا نیمه حاره Sub_tropical forest (چمنزار معتدله)
جنگل های نیمه همیشه سبز که در آسیا به آنها جنگل های موسمی گویند که در آن میزان بارندگی از ساوانا بیشتر ولی از جنگل های همیشه سبز کمتر است.درجنگل های نیمه همیشه سبز میزان بارندگی غیر یکنواخت است.خاکش دارای لایه غنی از مواد آلی است.تنوع پوشش گیاهی در آن معمولا"ازنوع جنگل های انبوه که به خاطر اینکه 2یا3ماه ازسال بارندگی ندارداین درختانی که اندازه بزرگ دارندبرگهایشان می ریزدبه همین دلیل اسم آنها نیمه همیشه سبز است.تنوع پوشش گیاهی متوسط تا زیاد است وتراکم پوشش گیاهی زیادی دارد.تنوع جانوری از انواع حشرات ، علفخواران ،پرندگان وگوشتخواران می باشد.که این تنوع مقدارش متوسط تا زیاد است.این جنگلها در امریکا ،افریقا، آسیا مثل هند وجود دارد.

جنگل های همیشه سبز  Tropical forest (جنگل های پرباران استوایی)
همه گیاهان خزان کننده هستندمیزان بارندگی بین 250-200 cm متغیر است.دمای هوا بیش از 18 درجه سانتی گراد می باشد.میزان بارندگی به طور یکنواخت درطی سال تقسیم شده است.این جنگل ها معمولا" در استوا ودو طرف آن قرار دارند.تغییر دمای روزانه یا تغییردمای شبانه روزی بیش از تغییر دمای سالانه است.عمدتا" از درختانی باارتفاع 30 m تشکیل شده وهمچنین پوشش درختیچه ای وبوته ای در آن دیده می شود که مقدارش کم است.گیاهان در آنجا معمولا" گیاهان خزنده هستندکه به آنها اپی فیت (epiphyte) می گویند.مثل پیچک

حداقل سه اشکوب در آن دیده می شود.بیشترین تنوع گیاهی درجهان دراین منطقه وجوددارد به طوریکه در کمتر از 10 هکتار از این منطقه بیش از کل اروپا ما گونه گیاهی داریم.تراکم پوشش گیاهی در اینجا بسیار زیاد است.گیاهان وجانوران در آنجا کاملا" تخصصی شده اندوهر کدام به شرایطی خاص عادت کرده اند.اکوسیستم بسیار شکننده ای دارد.از لحاظ تنوع جانوری بیشتر از حشرات تشکیل شده اندوپرندگان بیشتر درختزی هستند.میزان حشراتی که در 10 هکتار از این مناطق وجود دارد با میزان حشرات کل فرانسه برابری می کند.در این مناطق خاک اکثر موادغذایی خود رابه گیاهان داده است.به دلیل پوشش انبوهی که در آنجا وجود داردقطرات آب به زمین نمی رسند.این اکوسیستم ها اکوسیستمهای برداشتی ومناسب برای کشاورزی نیستندچون برداشت در این جنگل ها به دلیل اینکه تنوع زیاد است باعث انقراض گونه ها وثانیا"باعث شکستگی اکوسیستم می شودچون این اکوسیستم وموجودات زنده با هم ارتباط دارند.

هنگامی که روی زمین آن کشاورزی صورت می گیردخاک آن تبدیل به سیمان می شودودرنتیجه به درد کشاورزی نمی خوردوباید آنرارها کرد.بیشتردرآمریکای جنوبی ،آفریقا بخشهایی از آسیا(آسیای جنوب شرقی) واقیانوسه (جزایر برنیئو)وجوددارند.

خلنگ زار حاره
جایی که بارندگی بین بیابان وساواناستویا بین جنگل های نیمه همیشه سبز وهمیشه سبز است وتوزیع بارندگی نامتعادل باشدما پوششی داریم به ترتیب زیر:

1) علوفه

2)بوته

3)درختچه های پیچ در پیچ خار دار و خزان کننده (خلنگ)که خلنگ زار نامیده می شود.تنوع وتراکم گیاهی متوسط است.جانوران بیشتر حشرات ،پرندگان،بعضی از گیاه خواران وجوندگان هستندکه به طور کلی تنوع جانوری در آنجامتوسط است.

توالی (Succession)

یعنی روند تغیرات یک اکوسیستم از حالت نوجوانی تا بلوغ و پیری و مرگ

دونوع توالی داریم:

1)توالی اولیه

2)توالی ثانویه

توالی اولیه Primary succession 
توالی که برای اولین باردر یک منطقه اتفاق می افتد را گویند.

توالی ثانویه Secondery succession
هرگاه براثر عوامل طبیعی مثل آتشفشان، سیل و... اکوسیستم از بین برودگیاهانی که مجددا" در آنجامستقرمی شوندیک نوع توالی دیگر ایجاد می کنندبه نام توالی ثانویه .در مراحل اولیه توالی معمولا"گیاهانی که سرعت رشد زیادوعمر کوتاه دارندپس از آشفتگی که نورفراوان وموادغذایی زیاد هست بوجودمی آمدندکه به این گیاهان پیشگام می گویند.این گونه ها معمولا"قدرت پخش وانتشاربذرهاشان خیلی زیاد است.اما گونه هایی که در مراحل بعدی چیره می شوند رشد آهسته تروعمر طولانی تر دارندکه به گونه های آخرمراحل توالی گونه های اوج یا Climax گویند.

مثال برای توالی :
توالی ثانویه : با آمدن سیل وآتش سوزی چون بذر در جنگل مانده بعدها دوباره رشد می کند

توالی اولیه  : اما در آتش فشان که همه چیز از بین می رودباید دوباره مذاب و... .

بررسی توالی دریاچه:
ابتدا موجودات زنده اش کم ،آب شفاف،نوربه اعماق دریاچه می رسدکه به این نوع دریاچه ها الیگوتروف Oligotrophe می گویند.وقتی دریاچه ای برای اولین بار بوجود می آیدفاقد موادآلی بوده یا مواد آلی آن خیلی کم است ،آب خیلی صاف،تراکم موجودات خیلی کم،نور به اعماق می رسد.به دلیل عمق زیاد وکمبود فعالیتهای زیستی.

اما کم کم این دریاچه از این حالت خارج می شود،مواد آلی آن زیاد شده کم کم مواد زنده پیدا می شودکه از نوع ذره بینی هستندودرسطح دریا جمع می شوندوازورودنور جلوگیری می کنند؛به چنین دریاچه ای مزوتروف می گویند( Mesotrophe ).

بعد ازمرحله الیگوتروف کم کم موادآلی وجانوران بسیار کوچک در سطح دریاچه تجمع می کنندشفافیت کم می شود ونور به اعماق نمی رسدوکم کم موجودات درون آن به دلیل عدم وجود نور نمی توانند فتوسنتز انجام دهندومی میرند..وفعالیت فتوسنتزی در سطح انجام می شودوبه همین دلیل عمق دریاچه کم شده چون لاشه موجودات زنده درون آن تجمع پیدا کرده است ودراین صورت به دریاچه یوتروف Eutrophe می گویند.میزان موادآلی زیاد شده وبه دلیل عدم وجود نور مقدار اجسادنیز زیاد شده،عمق دریاچه کمتر شده وگیاهان از اطراف به دریاچه حمله کرده وچرخش مواد خیلی سریع وآلودگی زیاد می شود.وقتی تمام دریاچه را مواد آلی فرا گرفت وبدون آب شد(مرگ دریاچه) آن دریاچه را Distrophe می گویند.

الگوهای تغییرات گونه ها در طی توالی

1- تسهیل facilitation 
یک راه را برای ورود به گونه دیگر هموار می کندوبرای وجود گونه دیگرضرورت دارد.مثلا"گیاهانی که نزدیک به ماسه های دریا هستندوقتی روی تپه ها رشد می کنندباعث ثابت شدن ماسه ها می شوندگونه های بعدی که روی ماسه های تثبیت شده رشد می کننددوام بیشتری دارندوباعث رشد راحت آنها می شوند.نمونه تسهیل :در این تپه ها که گونه هی اولیه باعث ثبات شن وماسه می شوندبنابراین گونه هایی که بعدا"تشکیل خواهند شد فرصت رشدراپیدا خواهند کردودرغیر اینصورتتوسط ماسه هاپوشیده شده ودراعماق قرار می گیرند.

2- مداخله Interference
گونه های مراحل اولیه توالی مانع از ورودگونه ها دیگر می شوند نمونه آن در جنگل های استوایی وقتی که جنگل به منظور کشت وکار در آن استفاده می شودوبرای مصارف کشاورزی آماده می گرددوپس ازچند سال کشت آن را متروکه رها می کنندوگیاهان علفی کل منطقه را پوشانده که این گیاه بسیار متراکم است ونمی گذارد که بذر گیاهان دیگروگونه های بعدی رشد کند مداخله صورت می گیرد.

3- تحمل Tolerance
یک گونه در زمان ورود گونه های دیگرهیچ تأثیری ندارد.وقتی که دو گونه در زمان های متفاوت ظاهر می شونداین عمل می تواند صورت بگیردمثلا"نحوه تولید مثل وبذردهی آنها با هم فرق می کند.

4- لکگی مزمن Chronic:
اولین گونه های وارد شده تا آشفتگی بعدی دوام می آورند.حیات یا موجودات زنده معمولا"میل به زیاد شدن دارندازطرف دیگر محیط غیر زنده میل به فرسایش واز بین رفتن دارد.جایی که فرسایش برافزونی گیاه غلبه داردکویر بوجود می آیدیعنی در آنجا توالی متوقف شده است.جایی که در آن محیط غیر زنده یا فرسایش به محیط زندهغلبه پیدا می کندشرایطی پیش می آید که به آن کویر می گویند.این کویر جایی است که مراحل اولیه توالی تا مراحل بعد آشفتگی دوام می آورند.مثال:کاکتوس ها وگیاهان کوچک در کویر.

هرم های اکولوژیک(Ecological pyramids)

هرم های اکولوژیک تشکیل شده اند از مستطیل هایی که عرضشان یکسان بوده وطول آنها متغیرومبین میزان هر یک از پارامترهای مورد بررسیدریک زنجیره غذایی است.در واقع مقدار ماده یا انرژی موجوددرهرسطح غذایی رامی توان با استفاده از نمودارهرمی شکل نشان داد.

درواقع سه نوع هرم داریم:

1- هرم تعداد Pyramids of number
2- هرم بیوماس Pyramids of biomass
3- هرم انرژی Pyramids of energy

اهداف استفاده از هرم های اکولوژیکی:

1- به خاطراین است که بحث در موردسطوح غذایی از لحاظ کیفی خارج شودوما بتوانیم آنرا به صورت کمی بحث کنیم.

2- اگرما هرم ها را به صورت های استاندارد دربیاوریم می توانیم اکوسیستم های مختلف راباهم مقایسه کنیم .

هرم تعداد:
هرمی است که در آنطول مستطیل نشان دهنده تعداد افرادموجود در هرسطح غذایی است.بنابراین شکلی به دست می آیدکه هرچه زنجیره دارای تعدادبیشتری سطوح تغذیه ای باشد ارتفاع هرم هم بیشتر می شود.در این هرم تعداد افرادبه تدریج از سطح اول تغذیه ای به سمت بالا کم می شود.

نواقص هرم تعداد:
به همه افرادبه یک اندازه نگاه می کندمثلا"دربین گیاهان ارزش یک علف باارزش یک درخت مساوی است وبه خاطر عیوب این هرم هرم بیوماس را بوجود آوردند.

هرم بیوماس:
Biomass :وزن خشک تمام موجودات زندهدر هر سطح غذایی.

در این نوع هرم وزن موجودات حاضر درهرسطح غذایی مورد توجه قرار می گیرد.عموما"وزن تولید کنندگان بروزن علف خواران بروزن گوشتخواران غلبه دارد.بنابراین دراغلب اوقات هرم بیوماس به شکل مثلثی است که رأس آنرو به بالاست.موارد استثنائی هم وجود دارد که رأس هرم رو به پایین است:

1- زمانی که اندازه گیری در سطوح کوچک ومعدودی انجام شود.برای مثال:در اکوسیستم آبی بیوماس فیتوپلانکتون از زئوپلانکتون کمتروزئوپلانکتونها نیز از ماهی هاکمترمی باشد.ازآنجا که هرم بیوماس نشان دهنده مقدار ماده زندهدر هر سطح تغذیه ای است لذا نسبت به هرم تعدادمفیدتر استولی این هرم نیز ایراداتی دارد.
2- اندازه تولیدکنندگان کوچک اما میزان رشد سریع باشد.

نواقص هرم بیوماس:
1- کلیه اعضاءوبافت موجوددرهرسطح دارای اهمیت یکسان هستند.امادرحالی که هریک ازاین بافتها واعضاءدارای ترکیبات شیمیایی خاص خود بوده وقابلیت انرژی زایی متفاوت دارند.

2- چشم پوشی کردن از عامل زمان،زیرا بیوماس اندازه گیری شده ممکن است در طول چندین روزتولید وانباشته شده باشدوبا ممکن است در طی چندین ده سال این کار صورت گرفته باشدمثل درختان.

3- به نقش باکتری های تجزیه کنندهکمتر اهمیت می دهدچون این باکتریها وزنشان کم است اما متابولیسم بالایی دارند.بنابراین نواقص هرم انرژی را معرفی کردند.

هرم انرژی:
بهترین نوع ونحوه نمایش چگونگی کارکرد یک اکوسیستماست چون با توجه به اصل دوم ترمودینامیک انرژی در هر سطح تغذیه ای نسبت به سطح تغذیه ای بعدی خودش بیشتر است.مثلا"یک گیاه kj 1000 انرژی دارد که نسبت به سطح بعدی یعنی ملخ فقط 10% آن می رسد.

زنجیره و شبکه غذایی+مشاهده و دانلود ویدیو

Food Chains and Food Webs

زنجیر غذایی و شبکه های غذایی

زنجیره غذایی چیست؟

ترتیب و سطوحی است که نشان می دهد چگونه یک موجود زنده، غذای جاندار دیگر می شود. این روند از ساده ترین و ضعیف ترین گیاهان و جانوران آغاز می شود و تا بالای زنجیره غذایی ادامه پیدا می کند. به طور معمول، انسان یا حیوانات شکارچی در رده بالایی این زنجیره غذایی قرار دارند. حیوانات علف خوار هنگام چرا، سر شاخه این گیاهان (اولین عضو یک چرخه) را می خورند و در نهایت خود این حیوانات نیز توسط شکارچیان گوشت خواری نظیر شیر ( آخرین عضو احتمالی آن چرخه) خورده می شوند. فضولات حیوانات، خاک را حاصلخیز می کند و باعث رشد و نمو گیاهان بیش تری می شود. به همین روال، زنجیره غذایی یک چرخه کامل را طی می کند.

دو نوع زنجیره غذایی داریم:

1- زنجیره غذایی چرا:

با گیاه کلروفیل دار شروع می شودکه توسط گیاه خوار خورده می شود.

2- زنجیره غذایی پوده وپوده خوار (لاشه ولاشه خوار):

با میکروارگانیسم هاشروع می شودکه معمولا"به آن مرده خوارها یاsaprophages می گویند.

اولین سطح زنجیره غذایی گیاه است.

تجزیه کننده ها گوشتخوار بزرگ گوشتخوارکوچک گیاه خوار گیاه ( (مصرف کننده سطح چهارم) (مصرف کننده سطح سوم) (مصرف کننده سطح دوم) (مصرف کننده سطح اول)

زنجیره دوم یک زنجیره اجباری در شرایط نبود زنجیره یک یعنی :در اعماق دریاها،زیرخاک وجایی که نور وجود ندارد. زنجیره های غذایی از تعدادی حلقه تشکیل شده اند که تعداد آنهامعمولا"بین 5-3 حلقه است که حداقل آن3 حلقه است.

شبکه غذایی:
زنجیره های غذایی مستقل از هم نیستندیعنی در طبیعت بعضی از حلقه هابین زنجیره های غذایی مشترکندکه به مجموعه ای از زنجیره های غذایی که با هم در ارتباطند شبکه غذایی می گویند.یکی از مزیت های شبکه های غذایی این است که برای رسیدن به یک سطح مشخص چندین راه وجود دارد.

دانلود ویدیویی جالب با زبان انگلیسی در مورد زنجیره و شبکه غذایی در ادامه مطلب...

توضیحات بیشتر و کامل تر در ادامه مطلب...

۳ اصل از اصول مربوط به محیط زیست

اصل اول: اصل وحدت زیست محیطی Environment unity
هرچیزبرهمه چیزتأثیرگذاراست.اصل وحدت زیست محیطی که ازپس خورهای مثبت ومنفی تشکیل شده است به این معنی است که غیرممکن است به تنهایی بشودیک کارراانجام دادبلکه یک چیزبرهمه چیزتأثیرگذاراست که البته دراین موارداستثناءوجوددارد.البته درمقیاس کوچک جواب نمی دهد.مثل رابطه طعمه وطعمه خوارکه اگرطعمه کم شودطعمه خوارهم کم می شودواگر طعمه خوار کم شودطعمه زیاد می شود.

اصل دوم :اصل همسان گرایی Uniformitarianism
زمان حال کلیدگذشته است.تمام عوامل فیزیکی وزیستی که باعث تغییرزیست محیطی می شوندکه عامل تغییردرگذشته هم بوده اند.
آقای جیمزهوتون:فرآیندهای زیستی وفیزیکی که زمین را شکل می دهند وباعث تغییر می شونددر گذشته نیز باعث تغییر می شده اندکه به صورت ساده می توان گفت زمان حال کلید گذشته است.

سرعت و فرکانس فرآیندهایی که در حال حاضرباعث تغییر در شکل زندگی می شوند حتما" لازم نیست که با گذشته یکسان باشند.به عنوان مثال نرخ انقراض رادرنظربگیریم ،آیا سرعت انقراض با گذشته یکی بوده؟خیر زیراعوامل وشدت عوامل باهم فرق می کندبنابراین سرعت انقراض هم فرق می کندکه درحال حاضر سرعت انقراض بیشتر شده برای اینکه اصل همسان گرایی کاربردی تر باشدبایدبه صورتی دیگر تعریف شود که می توان گفت:گذشته وحال کلید آینده هستند.

اصل همسان گرایی برای اینکه در محیط زیست جنبه کاربردی تر داشته باشدبایدبه صورت دیگر تعریف شود:تعیین تمام حالت زیستی وفیزیکی در گذشته وحال باعث تغییر دراکوسیستم شده می تواند در آینده به همان شکل تغییر کند.پس می توانیم پیش بینی کنیم عواملی که باعث تغییر می شودجنبه کاربردی پیدا می کند.مثلا": انقراض گونه ها در گذشته بوده در حال هم هست ودر آینده هم خواهد بودپس عوامل را شناسایی کرده وجلوگیری می کنیم یا باعث تغییرش می شویم دراینجاهم می تواندشدت عوامل وسرعت آنهافرق کند.

اصل سوم: Gaiatheory
ازاسم یک الهه یونانی به نام مادر زمین گرفته شده که توسط لاولاک مطرح شده است فرضیه مذکور می گوید که حیات زمین محیط زیست خودش را در جهت بهبود حیات خودش تغییر می دهد.مثلا" :دانشمندان معتقدندکه این جلبک ها وتک سلولی هایی که در سطح اقیانوس ها هستندمیزان 2co راثابت نگه داشته اگر کم شداضافه می کند واگر زیاد شدکم می کند.

سیستم وپس خور feed back

سیستم :

بخشی از کره زمین یا جهان که به قصد مشاهده ومطالعه از بقیه جداشده است.

بعضی از سیستم ها به لحاظ فیزیکی جدا شده اند.مثل مواد شیمیایی وبعضی در ذهن خودمان جدا شده اند.بنابراین سیستم را می توان مجموعه ای از عناصر یا اجزائی دانست که در ارتباط با هم به صورت یک کل عمل می کنند.

1_سیستم باز: سیستمی از نظریک عامل باز محسوب می شودکه آن عامل را با سیستم های دیگر مبادله کند. اقیانوس ازنظرآب سیستم باز است زیراآب با اتمسفر مبادله می شود.

2_سیستم بسته : سیستم بسته از نظریک عامل سیستمی است که آن عامل را نتواندبا سیستم های دیگر مبادله کند.زمین از نظر موادمعدنی سیستمی بسته است واز نظر انرژی باز است زیراباسیستم کرات دیگر تبادل انجام می دهد.

معمولا" سیستم بسته را انسان به صورت مصنوعی ایجاد می کند.هر سیستم طبیعی معمولا" یک سیستم بازاست یک ورودی ویک خروجی دارد وهرسیستم نسبت به ورودی واکنش نشان می دهد.

مثال: وقتی بایک حیوان درنده روبرومی شویم دیدن این حیوان ورودی است.بدن انسان نسبت به این ورودی واکنش نشان می دهد.مثلا" میزان آدرنالین بالا می رودوموهای بدن سیخ می شودضربان قلب زیاد می شود.عکس العمل ما که معمولا"به صورت فرارکردن است که خروجی محسوب می شود.

یکی از خصوصیات بسیارمهم سیستم های طبیعی باز این است که تمام آنها به طرف تعادل وپایداری نسبی حرکت می کنندبه عنوان مثال:تعدادجانورانی که دریک منطقه ممکن است حضور داشته باشندبه مقدارغذای موجوددرآن منطقه هم بستگی دارد.اگر بارندگی کاهش یابد،مقدارغذاهم کم می شودوبدیهی است که تعداد جانوران کاهش می یابدکه باید با کاهش یا مرگ ومیریا تحمل گرسنگی تعادل ایجاد شود که به این واکنش پس خورگفته می شود.پس خور به واکنشی که صورت گرفته گفته می شود.زمانی که خروجی یک سیستم مثل ورودی عمل کندپس خور می گویندیعنی خروجی هم یک واکنش داشته باشد.یعنی خروجی تأثیرگذاربوده وموجب تغییرمی شود.

انواع پس خور:

پس خور مثبت وپس خور منفی

1_پس خورمنفی:

در پس خور منفی واکنش سیستم درجهت عکس روندخروجی یا ورودی وخروجی عکس هم باشند.مثلا"درتنظیم درجه حرارت بدن اگردریک روزآفتابی بیرون رفته وگرم شویم افزایش دماموجب تحریک سیستم عصبی می شودیعنی یک ورودی انجام شده واگرهمچنان زیرآفتاب باشیم بدن واکنش فیزیولوژیکی انجام داده یعنی منافذپوست باز شده وعرق می کنیم واگربه برویم درنتیجه حرارت بدن به حالت اولیه بر می گردد.این بازگشت عکس واکنش گرمایی بدن است پس پس خورمنفی است.

2_پس خورمثبت:

افزایش خروجی منجربه افزایش بیشترآن می شود.مثلا"درآتش سوزی جنگل ابتدا چوب های گلی می سوزندبه خاطراینکه مرطوبند.سپس براثرافزایش شعله چوبهای مجاورخشک شده ودامنه آتش سوزی بیشتر می شود.درنتیجه هرچه آتش بزرگتر باشدچوبهای بیشتری خشک می شود وسرعت گسترش آتش بیشتر می شود.

•  پس خور منفی مطلوب است چون باعث تعادل وثبات می شود.

•  پس خور مثبت که گاهی به آن چرخه معیوب هم می گویندموجب نا پایداری می شود.در هر موردی که شیوه بهره برداری ماازمحیط به پس خور می انجامد،وضعیت بسیارنامناسب پیش می آید.

مقاله : تحلیلی بر عملکرد قوانین زیست محیطی در ایران

تحلیلی بر عملکرد قوانین زیست محیطی در ایران

بهنوش خوش منش

الهام سفلایی

چکیده:

با بروز بحرانهای زیست محیطی و آگاهی انسان به برخی عوامل مادی و ظاهری آن ، جوامع پیشرفته سعی در جستجوی راههایی برای حفظ وضع موجود نمودند که در جهت دستیابی به هدف حفاظت از محیط زیست می بایست بستری مورد استناد و استفاده قرار می گرفت که قابلیت اجرا در جوامع را داشته و از ارزش و اعتبار برخوردار باشد. چنین بود که به مرور زمان قوانین زیست محیطی با هدف حفاظت از محیط زیست و بهره برداری پایدار نسلهای حاضر و بعد توسعه یافت.

مروری اجمالی بر سیر تصویب و تحولات قوانین مرتبط با محیط زیست نشان می دهد که از سال 1307 که اولین مواد قانونی مربوط به شکار در قانون مدنی ایران گنجانیده شد تا سال 1350 که سازمان شکاربانی و نظارت بر صید به سازمان حفاظت محیط ز یست تغییر یافت و پیش گیری و ممانعت از اعمالی که به آلودگی یا تخریب محیط زیست منجر شود به این سازمان واگذار شد ، جملگی قوانین مصوب به نحوی با شکار و صید و ماهیگیری مرتبط بوده است . به عبارت دیگر تا سال 1350 تنها در مورد حیوانات شکاری کشور ( یکی از اعضاء مح یط زیست ) قانون وضع شده است .در سال 1353 سازمان محیط زیست پس از تصویب قانون 21 ماده ای حفاظت وبهسازی محیط زیست اختیارات و صلاحیت های قانونی نسبتاً وسیعی به دست آورد به عبارتی قوانین محیط زیست وارد بستر جدیدی خارج از محیط طبیعی گردید و جهت گیری قوا نین به سوی محیط زیست انسانی نیز سوق پیدا کرد ..در این مقاله سعی گردیده است به بررسی تعدادی از این قوانین و میزان اثر بخشی آنها در روند اجرا و همچنین مشکلاتی که وجود دارد بپردازد.

دانلود فایل PDF مقاله (متن کامل) در ادامه مطلب

مقاله : طراحی پارک جنگلی با استفاده از سیستم اطلاعات مکانی

طراحی پارک جنگلی با استفاده از سیستم اطلاعات مکانی

داود اکبری 

محمد علی رجبی

چکیده

ضرورت ایجاد پارک جنگل ی در اکثر مناطق کشور ، ما را بر آن واداشت تا به طراح ی آن از طر ی ق س ی ستم اطلاعات مکانی بپرداز یم. منطقه مورد مطالعه پارک جنگلی باغو است که در اطراف شهرستان مینو دشت واقع گردیده , وسعت آن بالغ بر ۱۰۰ هکتار و ارتفاع آن از سطح دریای آزاد از ۲۰ تا ۴۳ متر در نوسان است. شیب عمومی باغو بین ۳ ۰ درصد و فاقد پستی و بلندی می باشد.

در این تحقیق ابتدا مناطق قابل برنام ه ریزی برای تفرج و مناطق غیر قابل برنامه ریزی مشخص گردید، سپس برای مناطق قابل برنام ه ریزی برای تفرج با توجه به جاد ه های اصلی و فرعی موجود، تی پ های درختی و در مواردی با دخالت نظر طراح واحدهای ارزیابی انتخاب گرد ید. آنگاه با توجه به مطالعات انجام شده و نقش ه هایی که تهیه گردیده است و همچنین با عملیات میدانی و جنگل گردشی فاکتورها یی به عنوان عوامل ارزیابی واحد ها تعیین گردیدند و برای هر یک از عوامل فوق مدل مربوط به آن با توجه به شرایط رویشگاهی مشخص و ار ائه گردید. تشریح هر واحد جداگانه انجام و با تشکیل جدول مربوطه، هر کدام از واحدها با عوامل مذکور مورد محک قرار گرفت و نمره های کمی و کیفی برای آن منظور و با جمع بندی نمرات مربوطه، توان هر یک از واحدها تعیین و در پایان با وصل نمودن واحدهای مربوط به هر یک از طبقات، نقشه طبقه بندی توان تفرجی تهیه گردید.

دانلود فایل PDF  مقاله (متن کامل) در ادامه مطلب

کاربرد تصاویر و داده های ماهواره ای

کاربرد در کشاورزی و خاکشناسی:

شناسایی اراضی کشاورزی
شناسایی نوع محصول
تعیین سطح زیر کشت
شناسایی مناطق مستعد کشت
تخمین عملکرد محصول
شناسایی محدودیت های کشت
شناسایی اراضی شور
شناسایی اراضی تحت فرسایش
شناسایی خاک های مرطوب
شناسایی باطلاق ها
شناسایی افات و امراض گیاهی
تخمین مواد موجود در خاک
نظارت بر رشد محصول

کاربرد در زمین شناسی واکتشاف زمین:

تهیه نقشه های زمین شناسی
زمین شناسی ساختمانی و تکنوتیک
زمین شناسی مهندسی(تونل سازی،پل سازی...)
بررسی نواحی کویری وبیابانی
مطالعات اکتشافات معدن،نفت،گاز
مطالعات مربوط به ژئوترمال و فعالیتهای اتشفشانی
مطالعات بلایای زمینی،زلزله،اتشفشان...
مطالعات یخچالها
زمین شناسی دریایی و ساحلی

کاربرد در جنگل و مرتع:

شناسایی مناطق جنگلی
شناسایی گونه های جنگلی
شناسایی اراضی مرتعی از نظر تراکم پوشش
شناسایی مناطق از بین رفته ی جنگلی و مستعد جنگلکاری
شناسایی مناطق جنگل کاری شده
مطالعه مربوط به ابخیز داری وحفاظت خاک
تشخیص اتش سوزی های جنگلی
تفکیک اراضی مرتعی از نظر ارتفاع

کاربرد در مطالعات شهری:

تهیه و تولید نقشه های کاربری اراضی و واحدهای فزیوگرافی
تهیه DTM برای شهرها
مطلعات زمین شناسی شهرها
تهیه نقشه شکستگی ها و گسل های مناطق شهری
تعیین زونهای لرزه خیز در مناطق مختلف
تهیه نقشه ی حرارتی کلان شهر ها
شناسایی دینامیسم زون های ساحلی و بررسی توسعه انها
مطالعات فرسایشی شهرها و تعیین زونهای سیل خیز

کاربرد در محیط زیست:

شناسایی چشمه های اب سرد سواحل
شناسایی محل تخلی زباله های اتمی
شناسایی کوههای اتفشانی و تغیرات حاصله در انها
شناسایی مواد معدنی رادیو اکتیو
شناسایی مناطق مناسب برای ایجاد پارک های زیست محیطی و حیات وحش
مطاله جزر ومد وجریانات سطحی
مطالعات زیست محیطی

کاربرد در تهیه نقشه های موضوعی:

تهیه نقشه های کشاورزی،جمعیت،جنگل...
تهیه نقشه های عکسی (فتومپ)
تهیه نقشه های پوشش گیاهی
تهیه نقشه های کوچک و بزرگ مقیاس در سطح استان,کشور و قاره وغیره
تهیه نقشه های جهت شیب عمومی و کلی
تهیه نقشه های فرم اراضی(land form)
تعیین و تصحیح حد و مکانهای جغرافیایی و تنظیم نقشه تقسیمات کشوری
تهیه اطلس های کشوری در مقیاس های مختلف

کاربرد در هواشناسی واقلیم شناسی:

تخمین میزان بارندگی
پیش بینی خشکسالی
شناخت انواع ابرها و پوشش های ابری یا تعیین درصد پوشش
تعیین دمای سطح ابها و خشکسالی
تهیه نقشه های اقلیمی منطقه ای وجهانی
ردیابی طوفانهای حاره ای،تورنادو وهشداردهی
هشدار در مورد اتش سوزی جنگلها و چاه های نفتی
تهیه نقشه پوشش برفی و یخی
بررسی وضعیت اقیانوس ها
بررسی اثرات فعالیتهای جوی بر روی هوا و اقلیم
ردیابی الودگی های نفتی در ابها در مقیاس منطقه ای و جهانی

کاربرد در منابع اب،اقیانوس شناسی وشیلات:

تعیین عمق نسبی اب
شناسایی و تفکیک رنگ اب
تعیین درجه حرارت سطح اب(SST)
تعییین میزان گل الودگی اب
شناسایی محل تجمع کلرو فیها و موجودات دریایی
تعیین شوری اب
شناسایی دریاچه ها ی فصلی و باتلاقها
شناسایی اراضی گود(LOW LAND)
مطالعه جنگلهای مانگرو
مطالعه دریاچه های پشت سد ها

سیر تکامل ماهواره ها

ماهواره هایی که از زمین تصویر برداری می کنند به دو دسته تقسیم می شوند:

_ماهواره های منابع زمینی:مانند لندست(land sat)اسپات(spot)،IRS ،JERS1

_ماهواره های محیطی:مانندGOES،NOAA،DMSP(امریکا)،INSAT(هندوستان)

Priroda،mteor،metro  (روسیه)را نام برد که در حال حاضر فعال هستند.

ماهواره های نسل اول لندست 1و2و3 (1970-1980 )

اولین ماهواره منابع زمینی در 23 ژوئیه 1972(اول مرداد 1351 )با نامERTS1 به فضا پرتاب شد که بعدابه نام لندست 1 تغییر نام یافت و در تاریخ 6 ژانویه 1978(16 دی ماه 1356) از کار افتاد.قبل از ان در 22 ژانویه 1975(20 بهمن 1353 )لندست 2 به فضا فرستاده شد؛این ماهواره در25 فوریه1982 (6 اسفند 1360)از کار افتاد.و لندست 3 در 5 مارس 1978 (15 اسفند1356)به فضا پرتاب شد،ماهواره فوق نیزدر تاریخ 31 مارس1983(11 فروردین1362)از کار افتاد.

ماهوارهای نسل دوم لندست 4و5 (1980-1990)

پس از خاتمه فعالیت ماهواره ی نسل اول در سال1983 سازمان فضا نوردی امریکا ضمن تکامل بعضی از قابلیتهای ماهواره ای نسل اول با طراحی لندست 4و5 تحت عنوان نسل دوم وسپس لندست 6و7 فعالیتهای خود را دنبال نمود.

لندست 4

در16ژوئیه 1962 (25 تیر 1361)قبل از توقف فعالیت لندست 3 به فضا فرستاده و در مدار زمین قرار گرفت.

لتدست 5

در اول مارس1984(18 اسفند 1362)به فضا پرتاب و در مدار زمین قرار گرفت.نوع سنجنده های بکار رفته در نسل دوم ماهواره های لندست(4و5)شامل سنجنده هایTM وMSS می باشد.عرض تصویر برداری در هر یک از سنجنده های مذکور 185 کیلومتر می باشد.

لندست 6

این ماهواره در اکتبر 1993 (مهر1372) پس از پرتاب از مدار وکنترل خارج گردید و ناپدید شد.سنجنده نصب شده روی ان نقشه بردار موضوعی بهسازی شده یا+ETM نام دارد.این سنجنده مانندTM دارای 7 باند طیفی با قدرت تفکیک مکانی 30 متر می باشد.

لندست7

سازمان فضا نوردی امریکا(NASA) پس از سقوط لندست 6 برای جلوگیری از ایجاد فاصله زمانی(GAP)در برنامه ریزی مربوط به سری ماهواره های لندست، ماهواره لندست 7 را در 15 اوریل 1999 (26 فروردین 1378) به فضا پرتاب نمود.این ماواره در یک مدار خورشید اهنگ در ارتفاع 705 کیلومتری از زمین قرار داد.زاویه تمایل مدار1/98 درجه و عبور ماهواره از خط استوا ساعت 10 صبح به وقت محلی است،زمان پوشش کامل زمین 16 روز و پهنای نوار برداشت 185 کیلومتر می باشد.این ماهواره دارای یک سنجنده به نام+ETM میباشد.لازم به ذکر است اسن ماهواره در حال حاضر از مدار خارج و غیر فعال است.دوره تکرار تصویر برداری این سنجنده 16 روز است،بدین معنی که هر 16 روز یکبار از یک مکان معین تصویر برداری مینماید.

ماهواره های SPOT

ماهواره اسپات توسط کشور فرانسه و با همکاری کشور سوئد و بلژیک طراحی و ساخته شده است.ماهواره های 1و2و3و4 اسپات به ترتیب در سالهای1998،1993،1990،1986 به فضا پرتاب شدند.این ماهواره ها دارای دو سنجنده کاملا مشابه به نامهای 1,2 HRVI میباشد.که همزمان و بدون وابستگی به یکدیگر کار میکنند و در طول موج نوری قابل دید و مادون قرمز نزدیک تصویر برداری میکنند.سنجنده HRVاز نوع اسکنر خطی بوده و فاقد ایینه دوران یا نوسان کننده می باشد. هر یک از دو دستگاه دارای دو ردیف یا پژوهنده یا اشکار ساز هستند که تعداد انها در هر طرح به 6000 عدد میرسد.

اسپات4

این ماهواره در سال 1999 به فضا پرتاب شد و در مدار شبه قطبی در ارتفاع 823 کیلومتری با زاویه میل 98 درجه مستقر گردید. مدت زمان لازم برای پوشش کامل زمین 26 روز می باشد.عرض تصویر برداری 60 کیلومتر.دارای دو سنجنده به نام HRVR با قدرت تفکیک زمینی 20 متر و تعداد 4 باند وPAN با یک باند پانکرو ماتیک با قدرت تفکیک زمینی 10 متر می باشد.

اسپات5

این ماهواره در سال 2002 توسط کشور فرانسه به فضا پرتاب شد.و در مدار شبه قطبی با ارتفاع 822 کیلومتر با زاویه میل 98 درجه و دوره پوشش کامل زمین 26 روز مستقر گردید.شامل دو سنجنده HRVR با عرض تصویر برداری 60 کیلومتر، تعداد 4 باند و قدرت تفکیک زمینی 10 متر و سنجنده PAN با عرض تصویر برداری 60 کیلومتر، تعداد یک باند و قدرت تفکیک زمینی 5 متر و 5/2 متر می باشد.

قابلیت های ماهواره اسپات نسبت به لندست:

توان قدرت تفکیک زمینی بالاتر_امکان تهیه تصاویر زوج و متعاقبا دید سه بعدی از زمین به کمک تصاویر ماهواره ای_ استفاده از سیستم اسکن خطی_امکان کاهش پریود تکرار.

ماهواره1JERS

1JERS یا ماهواره منابع زمینی ژاپن در 11 فوریه 1992 به یک مدار خورشید اهنگ در ارتفاع 568 کیلومتری پرتاب شد. این ماهواره دارای دو سنجنده یکیOPS و دیگری سنجنده دارای RIS می باشد.

ماهواره های هندیIRS

از سری ماهواره های منابع زمینی هندوستان تا کنون irs p3(1988)irs p2 )1991)irs ib(1994)irs ic(1995)irs ia (1996)irs id(1997)irs p6(2003)به فضا پرتاب شده اند.ماهواره های irs id و irs ic در یک مدار شبه قطبی وخورشید اهنگ در ارتفاع 904 کیلومتری از زمین قرار دارند. زاویه تمایل مدار 71/98 درجه و زمان یک دور گردش ان به دور زمین 101 دقیقه می باشد.عبور ماهواره ها از خط استوا به وقت محلی همواره در ساعت 30/10 انجام میگیرد.

در این ماهواره ها سه سنجنده به نام های زیر نسب شده است:

Liss3: تعداد 4 باند، قدرت تفکیک زمینی 5/22 متر،عرض تصویربرداری 127 کیلومتر.
Pan: تعداد یک باند،قدرت تفکیک زمینی 8/5 متر،عرض تصویر برداری 70-63 کیلومتر.
Wifs:تعداد 3 باند،قدرت تفکیک زمینی 188 متر،عرض تصویر برداری 800-728 کیلومتر.

سنجنده پانکروماتیک این ماهواره اولین سیستم ماهواره ای است که تصاویر با تفکیک مکانی کمتر از 10 متر(8/5 متر) در سطح تجاری تولید می نماید.

ماهواره p6که به نام resourcesat1 نیز موسوم است در تاریخ17 اکتبر 2003 در مدار زمین قرار گرفته است.این ماهواره دارای سه سنجنده به نامهای liss-III با 4 باند طیفی و قدرت تفکیک مکانی 5/23 متر،liss-iv با سه باند چند طیفی 8/5 متری و یک باند پانکروماتیک 8/5 متری و سنجنده سوم به نام waifs دارای 4 باند طیفی با قدرت تفکیک 70 متر است.دوره تکرار تصویر برداری سنجنده های liss-III و liss-IV 24 روز است.

ماهواره ikonos

این ماهواره توسط کشور امریکا ساخته شده است و در 24 سپتامبر 1999 به فضا پرتاب و در مدار شبه قطبی در ارتفاع 681 کیلومتری زمین با زاویه میل 1/98 درجه،باسرعت 7 کیومتری در ثانیه قرار گرفته است.سنجنده های نسب شده در این ماهواره شامل پانکروماتیک با ابلیت تفکیک زمینی یک متر و عرض تصویربرداری 11 کیلومتر با یک باند و سنجنده چند طیفی (4 باند) 90/0 – 45/0 میکرومتر می باشد،مدت زمان لازم برای برگشت به محل اول 9/2 روز برای قدرت تفکیک 4 متری باند چند طیفی می باشد.

ماهواره Quick bird

این ماهواره توسط امریکا در18 اکتبر 2001 در مدار 450 کیلومتری زمین قرار گرفته و دارای دو سنجنده؛چند طیفی با 4 باند طیفی ابی، سبز،قرمز و مادون قرمز نزدیک و قدرت تفکیک مکانی 5/2 متر وسنجنده پانکروماتیک با یک باند و قدرت تفکیک مکانی 61 سانتی متر است.دارا ی دو ایستگاه گیرنده زمینی در الاسکا و نروژ است.دوره بازگشت،یک تا 5/3 روز بسته به عرض جغرافیایی است.

ماهواره terra

امریکا در سال 1999 این ماهوره را در ارتفاع 705 کیلومتری زمین قرار داد.دو سنجنده مهم این ماهواره به نام modis وasetr هستند.سنجنده aster دارای 14 باند طیفی است که 3 باند ان دارای قدرت تفکیک مکانی 15 متر،6 باند ان دارای قدرت تفکیک مکانی 30 متر و 5 باند دیگر ان دارای قدرت تفکیک مکانی 90 متر هستند.سنجنده modis دارای 36 باند طیفی که 2 باند ان دارای قدرت تفکیک مکانی 250متر ،4 باند 500 متری و دیگر باندهای ان دارای قدرت تفکیک مکانی 1000 متر هستند.دوره تکرار تصویر برداری این سنجنده 16 روز است.

تعریف سنجش از دور

عمل بازیابی،شناسایی وتشخیص عوارض و اشیای واقع در فاصله دور که با استفاده از تصاویر و ابزار شناسایی انجام میگیرد سنجش از دور نام میگیرد.به عبارت دیگر سنجش از دور را ممکن است شناسایی از فاصله نیز تعریف نمود که این فاصله می تواند چند متر یا چند هزار کیلومتر باشد.
می توان سنجش از دور را اینچنین تعریف کرد:علم و هنرکسب اطلاعات در مورد اجسام،اراضی یا پدیده های مختلف به کمک جمع اوری اطلاعات از انها از فاصله دور(ارتفاعی)به کمک ابزار الات و دستگاههای مربوطه بدون تماس فیزیکی با انها.
کاربرد سنجش از دور:
سنجش از دور در بسیاری از زمینه های علمی و تحقیقاتی کاربردهای گسترده ای دارد. از جمله کاربردهای فن سنجش از دور می توان به استفاده از آن در زمین شناسی، آب شناسی، معدن، شیلات، کارتوگرافی، جغرافیا، مطالعات زیست شناسی، مطالعات زیست محیطی، سیستم های اطلاعات جغرافیایی، هواشناسی، کشاورزی، جنگلداری، توسعه اراضی و به طورکلی مدیریت منابع زمینی و غیره اشاره کرد.
سنجش از دورمی تواند تغییرات دوره ای پدیده های سطح زمین را نشان دهد و در مواردی چون بررسی تغییر مسیر رودخانه ها، تغییر حد و مرز پیکره های آبی چون دریاچه ها، دریاها و اقیانوسها، تغییر مورفولوژی سطح زمین و غیره بسیار کارساز است. افزون بر این یک سیستم سنجش از دور با توجه به این که بر اساس ثبت تغییرات واختلافهای بازتابش الکترومغناطیسی از پدیده های مختلف کار می کند، میتواند حد و مرز پدیده های
زمینی اعم از مرز انواع خاکها، سنگها، گیاهان، محصولات کشاورزی گوناگون و ... را مشخص کند. سنجش از دور در پیش بینی وضع هوا و اندازه گیری میزان خسارت ناشی ازبلایای طبیعی،کشف آلودگی آبها و لکه های نفتی در سطح دریا، اکتشافات معدنی نیز کاربرد دارد. بدون شک استفاده از این فن در مطالعات اکتشافی و منابع طبیعی و سایر موارد پیش گفته نه تنها سرعت انجام مطالعات را بیشتر می کند،بلکه از نظر دقت و هزینه و نیروی انسانی نیز بسیار با صرفه تر است.
در زمینه کاربردهای داده های ماهواره ای می توان به طور اختصار به موارد زیر اشاره کرد:
الف: مطالعه تغییرات دوره ای
برخی از پدیده ها و عوارض سطح زمین در طی دوره زمانی تغییر می یابد. علت این تغییرات می تواند عوامل طبیعی مانند سیل، آتشفشان، زلزله، تغییرات آب و هوایی، یا عوامل مصنوعی مانند دخالت انسان در محیط زیست باشد. برای مثال تغییر سطح آب دریای خزر در طی یک دوره ۱۰ تا ۲۰ ساله، تغییر میزان سطح پوشش و جنگلها درشمال کشور و تغییر پوشش گیاهی نخل در جنوب کشور و میزان آسیب آنها در دوران جنگ را می توان با استفاده از داده های ماهواره ای با دقت بسیار زیادی مطالعه کرد.
ب: مطالعات زمین شناسی
با استفاده از داده های ماهواره ای می توان مرزهای بسیاری از سازندهای زمین شناسی را از یکدیگر تفکیک کرد، گسله ها را مورد مطالعه قرار داد ونقشه های گوناگون زمین شناسی تهیه کرد. از جمله نقشه های زمین شناسی گوناگون که با استفاده از داده های ماهواره ای می توان تهیه کرد، نقشه گسله ها و شکستگی ها، نقشه سازندهای سنگی مختلف، نقشه خاکشناسی و نقشه پتانسیل ذخایر تبخیری سطحی را میتوان نام برد. افزون براین با توجه به گستره بسیار وسیع زیر پوشش هر تصویر ماهواره ای، چنین تصاویری برای مطالعات کلان منطقه ای برای زمین شناسان بسیار مفید است.
ج: مطالعات کشاورزی وجنگلی
تشخیص وتمایزگونه های گیاهی مختلف، محاسبه سطح زیر کشت محصولات کشاورزی، مطالعه مناطق آسیب دیده کشاورزی براثرکم آبی یا حمله آفتهای مختلف به آنها از جمله مهمترین کاربردهای داده های ماهواره ای است. تهیه تقشه جامع پوشش گیاهی هر منطقه، تهیه نقشه آبراهه ها و ارتباط آنها با مناطق مستعدکشت و برآورد میزان محصول زیر کشت از کاربردهای دیگر چنین اطلاعاتی است. لازم به ذکر است که وزارت بازرگانی و کشاورزی کشور ایالات متحده آمریکا از ابتدای تکوین تکنولوژی سنجش از دور همه ساله محصول کشاورزی کشور آمریکا وتمام کشورهای جهان را با استفاده ازتصاویر ماهواره ای برآورد
می کند تا برای برنامه ریزی بازار و تولید اطلاعات مفید و لازم را بدست آورد. افزون بر این مطالعه میزان انهدام جنگلها و یا میزان پیشرفت جنگل کاری از کاربردهای دیگر این تصاویر است.
د- مطالعات منابع آب
مطالعه آبهای سطحی منطقه و تهیه نقشه آبراهه ها، بررسی تغییر مسیر رودخانه ها بر اثر عوامل طبیعی یا مصنوعی، تخمین میزان آب سطحی هر منطقه از جمله جالبترین کاربرد داده های ماهواره ای است.کشور ما از جمله کشورهایی است که با وجود داشتن منابع آبهای سطحی در بسیاری مناطق از مشکل کم آبی رنج می برد، که استفاده از تکنولوژی نوین وبه دست آوردن اطلاعات دقیق می تواند راهگشای استفاده بهتر ازمنابع آب کشور باشد.
ح- مطالعات دریایی
از تکنولوژی سنجش از دور بخصوص در چند زمینه مهم کاربردهای دریایی می توان استفاده کرد که ازآن جمله مطالعات دوره های پیشروی و پسروی کرانه دریا؛ مطالعات عمومی ویژگیها و خصوصیات توده های آبی مثل نقشه دمای سطح و رنگ آب و نقشه تراکم میزان کلروفیل و پلانکتون و مطالعات مربوط به تأثیر سایر پدیده ها بر دریا، از جمله وضعیت حرکت وتندی امواج دریا و غیره هستند.
تابحال سنجنده ها و ماهواره های مخصوصی فقط برای مطالعات دریاها و اقیانوسها طراحی وساخته شده است. مهمترین این ماهواره هاعبارتند از ماهواره “ موس” ژاپن وماهواره “ سی ست” آمریکا.
برای آگاهی بیشتر از جزئیات سنجنده ها و کاربردهای آن به بخش مربوط به این ماهواره در همین گزارش رجوع کنید.
و- مطالعه بلایای طبیعی
امروزه برآورد میزان خسارت ناشی از بلایای طبیعی از قبیل سیل، زلزله، آتشفشان، طوفان وغیره با استفاده از داده های ماهواره ای بسیار متداول است. تعیین راهبرد مناسب برای جلوگیری وکاهش خسارت بلایای طبیعی از جمله دیگر کاربردهای داده های ماهواره ای است.
مهمترین قابلیتهای داده های سنجش از دور
داده های سنجش از دور به دلیل یکپارچه و وسیع بودن،تنوع طیفی، تهیه پوشش های تکراری و ارزان بودن، درمقایسه با سایر روشهای گردآوری اطلاعات از قابلیت های ویژه ای برخوردار است که امروزه عامل نخستین در مطالعه سطح زمین و عوامل تشکیل دهنده آن محسوب می شود. امکان رقومی بودن داده ها موجب شده است که سیستم های کامپیوتری بتوانند از این داده ها به طور مستقیم استفاده کنند وسیستم های داده ها جغرافیایی و سیستم های پردازش داده ها ماهواره ای با استفاده از این قابلیت طراحی و تهیه شده است. سهل الوصول بودن داده ها، دسترسی سریع به نقاط دور افتاده و دقت بالای آنها از امتیازات خاص این فن محسوب می شود.

---

سنجنده ها(sensor)
هر وسیله ای که اشعه الکترو مغناطیسی منعکس شده از پدیده های مختلف یا سایر انرژی های ساطع شده(مثل مادون قرمز حرارتی)را جمع اوری نموده و به شکلی مناسب برای کسب اطلاعات از محیط اطراف ارائه دهد سنجنده نامیده میشود.
سنجنده ها را بر اساس منبع انرژی یا بازده اطلاعاتی به شرح زیر تقسیم می کنند:
تقسیم بندی بر اساس منبع انرژی:
1-سنجنده های فعال(active)
این سنجنده ها خود دارای مولد های الکترو مغناطیسی هستند.این انرژی به طرف پدیده های مورد نظر فرستاده شده وبازتاب انها جمع اوری می شود و ثبت میگردد.(مانند:عکاسی با فلاش،میکروویو فعال و رادار یا تشخیص یا مسافت یابی رادیویی.)
2-سنجنده های غیر فعال(passive)
این سنجنده ها خود دارای مولد انرژی الکترو مغناطیسی نبوده بلکه انرژی منعکس شده از پدیده ها ی مختلف زمین را که اشعه الکترو مغناطیسی خورشید به انها تابیده،جمع اوری میکنند.(مانند:عکس برداری در روز با انواع دوربینها،اسکنر ها،مایکروویو های غیر فعال)
تقسیم بندی بر اساس بازده ی اطلاعاتی:
الف:سنجنده های تصویری
بازده اطلاعاتی این سنجنده ها قابل تبدیل به عکس بوده و خود به دو دسته تقسیم می شوند:
ب:سنجنده های مصور یا فتو اپتیکی(optical)
بازده این سنجنده ها مستقیما قابل تبدیل شدن به عکس هستند،مانند دوربین های عکاسی(اولین و شناخته شده ترین سنجنده ها هستند)
ج:سنجنده های عددی یا رقومی(digital)
بازده اطلاعاتی این سنجنده ها رقومی بوده و پس از طی مراحل خواص میتوانند تبدیل به عکس شوند و یا از طریق تبدیل به تصاویر تلویزیون و با روش های کامپیوتری مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند.مزیت این سنجنده ها نسبت به سنجنده های مصور این است که نیازی به برگرداندن انها به زمین نیست و اطلاعات به زمین مخابره می شوند.بنابراین میتوان انها را در ماهواره نسب کرد.
مثالها یی از این سنجنده ها که روی ماهواره نسب شده اند عبارتند از:
_سنجنده mss یا اسکن چند طیفی در ماهواره لندست
_سنجنده tm
این سنجنده ها در حقیقت نوع پیشرفته ی mss است،که قدرت شکلی،قدرت تفکیک طیفی و قدرت رادیو متری ان بهبود یافته است.
قدرت تفکیک طیفی از 4 باند در سنجندهmss به 7 باند در سنجنده tm افزایش یافته است.قدرت تفکیک رادیومتری از 0 تا 64 گام خاکستری در سنجنده mss به 0 تا 256 در سنجنده tm افزایش یافته است.قدرت تفکیک مکانی از 80 متر در سنجنده mss به 30 متر در باند های 1 الی5 و7 و120 متر در باند 6(حرارتی)در سنجنده tmافزایش یافته است.
_سنجنده +etm
این سنجنده در لندست 7 طراحی و نسب شده است.مشخصات این سنجنده در محدوده طیف مرئی همانند سنجنده tm میباشد.با این تفاوت که قدرت تفکیک مکانی باند حرارتی (6)ان بجای 120 متر به 60 متر کاهش یافته است و به علاوه دارای یک باند پانکروماتیک با تفکیک مکانی 15 متر در محدوده طیفی 9/0 -52/0 میکرومتر و عرض تصویر برداری در این سنجنده 185 کیلومتر می باشد.
_سنجنده xs
این سنجنده در ماهواره های اسپات 1 تا 4 با عرض تصویر برداری 60 کیلومتر،تعداد 4 باند،و قدرت تفکیک زمینی 20 متر در شماره 5 با همین مشخصات ولی با قدرت تفکیک زمینی 10 متر فعال است.
_سنجنده pan در ماهواره اسپات
با عرض تصویر برداری 60 کیلومتر،تعداد یک باند و با قدرت تفکیک زمینی 10 متر در ماهواره اسپات شماره 1 تا 4 و5 متر و 5/2 متر در اسپات شماره 5 می باشد.
د:سنجنده های غیر تصویری:
بازده اطلاعاتی این سنجنده ها به صورت جدول و نمودار است و قابلیت تبدیل شدن به عکس را ندارند.اطلاعات این سنجنده ها بیشتر در کارهای تحقیقاتی و مطالعات اتمسفر و ازمایشگاه کاربرد دارد.از انواع این سنجنده ها می توان اشعه سنج،نور سنج و طیف سنج را نام برد.

GIS چیست؟

۱ـ سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) 

استفاده از سیستم های جغرافیایی در دهه ۱۹۸۰ گسترش فوق العاده ای یافته است بطوری که در کشورهای پیشرفته، اکثر دانشگاهها، سازمانهای تجاری و دولتها از این سیستم برای مقاصد گوناگونی استفاده می کنند.

تعاریف مختلفی از سیستم اطلاعات جغرافیایی ارائه شده است که جامع ترین آن بشرح زیر است:

مجموعه سازمان یافته ای از سخت افزار و نرم افزار کامپیوتری، اطلاعات جغرافیایی و افراد متخصصی است که به منظورکسب، ذخیره، بهنگام سازی، پردازش، تحلیل و ارائه کلیه اشکال اطلاعات جغرافیایی طراحی و ایجاد شده است.

توانایی سیستم اطلاعات جغرافیایی عبارتست از:

انجام عملیات فضایی:

در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی امکان تحلیل همگانی و فضایی عوارض و روابط میان آنها، براساس مختصات جغرافیایی وجود دارد.

ارتباط و پیوند انواع اطلاعات :

در یک سیستم جغرافیایی امکان پیوند میان مجموعه های گوناگونی از اطلاعات جغرافیایی با اهداف مختلف تحلیلی وجود دارد.

ذخیره اطلاعات نقشه ای :

در این سیستم، امکان ذخیره انواع نقشه های شماتیک به شکل فایل های کامپیوتری وجود دارد به طوری که قابل استفاده برای تلفیق و تحلیل کامپیوتری می باشند.

سؤالاتی که سیستم اطلاعات جغرافیایی قادر به پاسخ گوئی می باشد:

سؤالات مربوط به یک مکان :

در یک مکان مشخص چه چیزی وجود دارد؟ این اولین سؤالی است که در یک سیستم GIS قادر به جوابگویی به آن می باشد. یک مکان می تواند به طرق مختلفی در سیستم تعریف شود مثلاً با نام مکان، کد مختصات جغرافیایی(طول و عرض جغرافیایی).

سؤالات شرطی :

یافتن مکانی که شرایط معینی را در بر دارد. این سؤال بر عکس سؤال اول است که با مشخص کردن یک مکان، آنچه که در آن مکان وجود دارد شناسایی می شود. در حالی که طبق این سؤال، می خواهید مکانی را پیدا کنید که پدیده ویژه ای در آن وجود دارد. پاسخ گوئی به این سؤال به تحلیل فضائی نیاز دارد. به عنوان مثال، پیدا کردن منطقه ای که جنگل نباشد، مساحت آن حداقل یک هکتار باشد، در فاصله ۱۰۰ متری جاده قرار گرفته باشد و خاک آن نیز برای ساختمان سازی مناسب باشد. در این سؤال چهار شرط مطرح شده است که نماینده ویژگیهای همگان مورد نظر می باشد. GIS قادر به یافتن چنین مکانی با توجه به شرایط تعیین شده می باشد.

بررسی روند (Trend) :

از گذشته تاکنون چه تغییراتی درمکان یا در سطح معینی به وقوع پیوسته است؟ در واقع این سؤال ترکیبی از دو سؤال قبل است یعنی سیستم باید مکان هائی را که طی دوره معین زمانی دچار تغییراتی شده اند (شرط) شناسائی نماید. به عبارت دیگر ترکیب سؤال مکان وشرط معین (تغییر) که با ذخیره اطلاعات نقشه ای یک منطقه در دو دوره زمانی متفاوت قابل پرسش است.

الگو (Pattern) :

چه الگوی فضائی وجود دارد؟ این سؤال بسیار پیچیده است. به عنوان مثال می توان پرسید که آیا سرطان عامل عمده مرگ و میر در بین ساکنان مناطق نزدیک به یک نیروگاه اتمی است؟ در این رابطه سؤالات متعددی بسته به نوع سیستم و کاربرد آن قابل طرح می باشد، که سیستم قادر به پاسخگوئی به آنها می باشد. در این تحلیل مجموعه ای از اطلاعات مکانی (نقشه) و سایر اطلاعات تشریحی در زمینه مورد بررسی بایستی در سیستم ذخیره شوند.

مدل سازی :

سؤال چه خواهد شد اگر؟ این سؤال عمدتاً به برنامه ریزی و همچنین به بررسی اثرات اجرای برنامه ها مربوط می شود. به عنوان مثال احداث یک جاده چه اثراتی بر پیرامون خواهد داشت؟ پاسخگوئی به اینگونه سؤالات به در دسترس بودن مجموعه ای از اطلاعات جغرافیایی وسایر اطلاعات(اطلاعات علمی) بستگی دارد، که در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی به شکل مناسبی گرد آوری، ذخیره، نگهداری و سازمان دهی می شود به طوری که بتواند در تحلیل های مختلف مورد استفاده قرار گیرد.

GIS کاربردهای

کاربرد GIS بسته به نیازهای هر منطقه یا کشور در بخشهای مختلفی توسعه یافته است، به طوری که در ابتدا در اروپا ازاین سیستم در پایگاه های اطلاعات ثبت اسناد و املاک، محیط زیست، نگهداری نقشه های توپوگرافی، در کانادا، در برنامه ریزی جنگل ها، حجم درختان وچوب قابل برداشت، شناسائی راههای دسترسی به جنگل، در چین و ژاپن، نظارت و مدل سازی تغییرات زیست محیطی و در آمریکا، در رشته های گوناگونی از جمله در برنامه ریزی شهری و شهرداری ها از این سیستم استفاده شده است و با گذشت زمان و توسعه سیستم ها استفاده از آن به کلیه بخش های مرتبط با زمین گسترش یافته است.

استفاده ازاین سیستم درکلیه رشته هائی که به نحوی از انحاء با زمین، نقشه وبه طورکلی با اطلاعات جغرافیائی مکان دار و تحلیل های فضائی ارتباط دارند، امکان پذیر می باشد.

ویژگیهای یک سیستم اطلاعات جغرافیایی

GIS به سادگی یک سیستم کامپیوتری صرفاً برای تولید نقشه نیست گرچه قادر به تولید انواع نقشه ها در مقیاس های مختلف و در سیستم های تصویر متفاوت و با رنگهای متنوع می باشد. GIS یک ابزار تحلیلی اطلاعات فضائی است. مهمترین ویژگی این سیستم اینست که امکان شناسائی روابط فضائی میان عوارض مختلف روی نقشه را فراهم می سازد.

GIS صرفاً وسیله ای برای ذخیره و نگهداری نقشه نیست (ثبت اسناد نقشه ای)، بلکه ابزاری است که برای اهداف خاصی، اطلاعات را نیز ذخیره می سازد.

GIS اطلاعات مکان دار فضائی را با اطلاعات جغرافیائی یک پدیده خاص روی نقشه مرتبط می سازد. اطلاعات به شکل عوارض جغرافیائی در کامپیوتر ذخیره می شود.مثلاً شبکه راهها بایک سری خطوط روی نقشه مشخص می گردد که به تنهائی اطلاعات چندانی راجع به جاده ارائه نمی کند. برای دستیابی به اطلاعات مربوط به جاده ها مانند عرض جاده، نوع جاده، طول جاده، سال احداث و غیره بایستی به پایگاه اطلاعاتی مربوطه مراجعه نمود و سپس با تلفیقی از این دو نوع اطلاعات، نقشه جدیدی با اطلاعات بیشتر تولید نمود.

به عبارت ساده، یک GIS صرفاً نقشه با عکس ها را نگهداری نمی کند، بلکه یک پایگاه اطلاعاتی با توجه به کلیه اصول و معیارهای فنی و علمی آن ایجاد می نماید. مفهوم پایگاه اطلاعاتی در یک GIS بسیار مهم است و آن را از یک سیستم ساده یا کامپیوتری نقشه کشی متفاوت می سازد. در GIS سیستم مدیریت اطلاعات نیز به صورت جزء پیوسته آن در آمده است.

عوارض مکان دار جغرافیائی ثبت شده در کامپیوتر باید دارای ویژگیهایی باشد که عبارتند از:

الف) نام یا نوع هر پدیده
ب) مکان استقرار آن
ج) ارتباط آن با سایر پدیده ها یا عوارض

سیستم پایگاه اطلاعاتی، امکانات ذخیره و بهنگام سازی انواع گوناگونی از چنین اطلاعاتی را فراهم می سازد. در یک GIS، در پایگاه اطلاعات جغرافیائی آن، مکان پدیده ها و در سیستم پایگاه اطلاعاتی، مشخصات پدیده و ارتباطات آن با سایر پدیده ها نگهداری می شود و با ایجاد ارتباط میان این اطلاعات امکان پردازش تحلیلی مجموعه اطلاعاتی فراهم می گردد.

مجموعه عناصر GIS امکانات تحلیلی فوق العاده قدرتمندی را در اختیار استفاده کنندگان قرار می دهد تا بتوانند از تلفیق انواع اطلاعات جغرافیائی و سایر اطلاعات، نتیجه گیری مناسب را بنمایند.