Αξιολόγηση του κινδύνου υποβάθμισης εδαφών στο βόρειο τμήμα του Δέλτα του Νείλου
Από RemoteSensing Wiki
Εισαγωγή
Η υποβάθμιση του εδάφους θεωρείται ένα από τα σοβαρότερα προβλήματα παγκοσμίως. Φαινόμενα υποβάθμισης του εδάφους μπορούν να συμβούν μέσω σύνθετων αλληλεπιδράσεων μεταξύ φυσικών (π.χ. ιδιότητες του εδάφους και κλιματικές συνθήκες) και ανθρώπινων παραγόντων (π.χ. υπερβόσκηση, αποψίλωση των δασών κ.α.). Οι κύριοι παράγοντες υποβάθμισης που προσδιορίζονται στο βόρειο τμήμα του Δέλτα του Νείλου περιλαμβάνουν την περιεκτικότητα σε άλατα, το ποσοστό ανταλλάξιµου νατρίου, τη συμπύκνωση, κατακράτηση και διάβρωση του νερού που μπορούν να αποδοθούν στην άνοδο της στάθμης της Μεσογείου Θαλάσσης. Η υποβάθμιση του εδάφους μπορεί να διερευνηθεί με επιτόπια έρευνα αλλά και με τεχνικές τηλεπισκόπησης. Σε σύγκριση με τις επιτόπιες μελέτες, η τηλεπισκόπηση αποτελεί μια περισσότερο αποτελεσματική τεχνική με την οποία μπορεί να παρακολουθείται μια τεράστια έκταση, χρησιμοποιώντας μόνο μία εικόνα. Ένας μεγάλος αριθμός μελετών έχουν διεξαχθεί με τη χρήση διαφορετικών μεθόδων τηλεπισκόπησης και γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS) για τον προσδιορισμό του κινδύνου υποβάθμισης των εδαφών.
Μεθοδολογία
Η περιοχή μελέτης καταλαμβάνει το βόρειο τμήμα του Δέλτα του Νείλου στην Αίγυπτο. Χαρακτηρίζεται από μεσογειακό κλίμα με καυτά και άγονα καλοκαίρια και ελάχιστες βροχοπτώσεις το χειμώνα. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε ψηφιακή επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων που αποκτήθηκαν (Landsat ΕΤΜ +7,0) με χρήση του λογισμικού ENVI 4.7© για την ταξινόμηση των διαφόρων γεωμορφολογιών. Ακολούθησε η επεξεργασία των δεδομένων και η διόρθωσή τους, όπου αυτό κρίθηκε απαραίτητο. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε γεωαναφορά των συντεταγμένων στο προβολικό σύστημα UTM, ενώ οι αναλύσεις εδάφους ενισχύθηκαν με τη χρήση πολλαπλών φασματικών ζωνών. Τα δεδομένα που προκύπτουν από το ψηφιακό μοντέλο εδάφους της περιοχής μελέτης μπορούν να συνδυαστούν με πολυφασματικές εικόνες ώστε να παρουσιαστεί μια καλύτερη όψη του τοπίου. Τέλος, το λογισμικό ArcMap 9.2 χρησιμοποιήθηκε για την εμφάνιση και την παραγωγή χαρτών της γεωμορφολογικής και χωρικής κατανομής. Δεδομένα που αποκτήθηκαν από επιτόπιες έρευνες και μελέτες του εδάφους χρησιμοποιήθηκαν προκειμένου να αναγνωριστούν γεωμορφολογικά στοιχεία και να εξεταστεί η αποτελεσματικότητα της ερμηνείας των δορυφορικών εικόνων. Αφού λήφθηκαν δείγματα διαφορετικών εδαφικών τύπων, στη συνέχεια οι κόκκοι ξηράνθηκαν, διαβαθμίστηκαν μέσω κοσκίνου 2mm και χρησιμοποιήθηκαν για χημικές αναλύσεις. Με τον τρόπο αυτό, προσδιορίστηκε η ηλεκτρική αγωγιμότητα, η πυκνότητα των εδαφών και η συνολική ποσότητα ανθρακικού ασβεστίου. Για την εκτίμηση του κινδύνου της υποβάθμισης της γης χρησιμοποιήθηκε ένα απλό μοντέλο που βασίζεται σε εξισώσεις. Ο κίνδυνος της υποβάθμισης προσδιορίζεται από διάφορους παράγοντες, όπως: η κλίση της επιφάνειας, το βάθος και η υφή του εδάφους, η οργανική ύλη, η αλατότητα του εδάφους και του νερού, η μηνιαία και ετήσια βροχόπτωση και ο λόγος της διαπνοής προς την ποσότητα του νερού που χρησιμοποιείται για άρδευση. Η επίδραση αυτών των παραγόντων μπορεί να καθοριστεί αναφορικά με τη φυσική και τη χημική υποβάθμιση των εδαφών. Τα κριτήρια που χρησιμοποιήθηκαν για τον καθορισμό του βαθμού επικινδυνότητας των εδαφών (χαμηλός, μέσος, υψηλός, πολύ υψηλός) αναφορικά με τις ανθρώπινες δραστηριότητες είναι η κατακράτηση νερού (water logging), η αλάτωση (sallinization), η αλκαλοποίηση (alkalinization) και η συμπύκνωση (compaction).
Ανάλυση αποτελεσμάτων
Οι κύριοι κίνδυνοι υποβάθμισης που παρατηρήθηκαν στην περιοχή μελέτης είναι η περιεκτικότητα σε άλατα, το ποσοστό ανταλλάξιµου νατρίου και η κατακράτηση του νερού. Αυτοί προσδιορίστηκαν σε σχέση με τις τιμές της ηλεκτρικής αγωγιμότητας, το ποσοστό ανταλλάξιμου νατρίου και το βάθος του υδροφόρου ορίζοντα, αντίστοιχα. Επιπλέον, αξίζει να αναφερθεί ο πολύ υψηλός κίνδυνος συμπύκνωσης που είναι αποτέλεσμα ανθρώπινων δραστηριοτήτων, ανεπαρκούς διαχείρισης του εδάφους, χρήσης βαρέων μηχανημάτων και ανθρώπινης παρέμβασης στα φυσικά συστήματα αποχέτευσης. Όσον αφορά τις ανθρώπινες δραστηριότητες, οι κύριοι τύποι υποβάθμισης της γης στις περιοχές που ερευνήθηκαν ήταν η υφαλμύρωση, η αλκαλοποίηση, η συμπύκνωση και η κατακράτηση νερού. Η υφαλμύρωση και η αλκαλοποίηση κυρίως σε άνυδρες και ημι-άνυδρες συνθήκες προκαλούνται λόγω κακής διαχείρισης των συστημάτων άρδευσης ή λόγω εξατµισοδιαπνοής της υγρασίας του εδάφους σε περιοχές με υψηλή συγκέντρωση αλάτων. Προκειμένου να ποσοτικοποιηθεί ο κίνδυνος υποβάθμισης των εδαφών χρησιμοποιούνται τέσσερις χαρακτηρισμοί: 1-χαμηλός, 2-μέσος, 3-υψηλός, 4-πολύ υψηλός. Ο κίνδυνος της χημικής υποβάθμισης χαρακτηρίστηκε ως πολύ υψηλός σε εδάφη που αντιπροσωπεύουν το 48,09% της περιοχής μελέτης. Το υπόλοιπο 51,91% της συνολικής έκτασης χαρακτηρίστηκε από χαμηλό κίνδυνο. Αντίθετα, ο κίνδυνος της φυσικής υποβάθμισης κυμάνθηκε μεταξύ χαμηλών και υψηλών επιπέδων σε όλη την περιοχή μελέτης. Από αυτές, οι περιοχές που παρουσιάζουν τις υψηλές τιμές κινδύνου αποτελούν το 20,12 % της συνολικής έκτασης.
Συμπεράσματα
Η σοβαρότητα και η ευαισθησία της υποβάθμισης των εδαφών μπορεί να μελετηθεί με την αξιοποίηση τεχνολογιών όπως η τηλεπισκόπηση και τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών. Η παρούσα έρευνα έδειξε ότι περίπου 48,09% και το 20,12% της συνολικής περιοχής χαρακτηρίζεται από ένα πολύ υψηλό και υψηλό κίνδυνο χημικής και φυσικής υποβάθμισης, αντίστοιχα. Η υποβάθμιση των εδαφών της υπό μελέτη περιοχής κρίνεται σημαντικό ζήτημα το οποίο απαιτεί τη λήψη μέτρων για το σωστό σχεδιασμό και τη διαχείριση των χρήσεων γης. Η ανθρώπινη επίδραση στις διεργασίες υποβάθμισης της γης θα μπορούσε να αντικατοπτρίζεται όσον αφορά τον κίνδυνο της υποβάθμισης και τον πραγματικό κίνδυνο. Με τον τρόπο αυτό, ο συνδυασμός υψηλού κινδύνου και χαμηλής πραγματικής υποβάθμισης υποδεικνύει τη θετική επίδραση του ανθρώπου και το αντίστροφο.
