دانشگاه تهران
چکیده: (870 مشاهده)
سابقه و هدف تحقیق: پوشش گیاهی یکی از عناصر ضروری اکوسیستم زمینی است که آب، خاک، هوا و سایر اجزای محیطی را به هم متصل می‌کند. هدف اصلی این مطالعه بررسی مکانی و زمانی پویایی پوشش گیاهی و پاسخ آن به تغییرات اقلیمی و فعالیت‌های انسانی از جمله تغییرات کاربری خراسان دربازه زمانی 2001 تا 2020 با کمک فنآوری سنجش از راه دور می‌باشد. در این راستا این مطالعه به شناسایی و تجزیه و تحلیل محرک‌های اقلیمی مؤثر بر پویایی پوشش گیاهی در کاربری‌ها و اقلیم‌های مختلف در مقیاس پیکسل پرداخته است.
مواد و روش‌ها: داده‌های مورد استفاده در این تحقیق به دو بخش کلی داده‌های ماهواره‌ای و داده‌های اقلیمی تقسیم می‌شوند. داده‌های اقلیمی از سازمان هواشناسی کشور و همچنین داده‌های ماهواره‌ای شاخص‌های پوشش‌گیاهی از سایت USGS تهیه شد. در این تحقیق برای بررسی پوشش‌گیاهی از شاخص‌های NDVI و EVI ماهانه در بازه زمانی 2020-2001 استفاده شد، این تصاویر ماهانه و با قدرت تفکیک مکانی 1×1 کیلومتر از ماهواره ترا سنجنده مودیس تهیه شدند. بعد از تهیه داده‌های اقلیمی دما و بارندگی برای 39 ایستگاه مورد بررسی در منطقه مورد مطالعه با استفاده از روش درون‌یابی IDW نقشه‌های مربوط به آنها در نرم افزارArcGIS تهیه‌گردید. روند تغییرات شاخص پوشش‌گیاهی و پارامترهای اقلیمی در بازه زمانی 2020-2001 برای هر پیکسل تصویر با استفاده از رگرسیون خطی در محیط نرم‌افزارQGIS شبیه‌سازی گردید. به منظور بررسی روند تغییرات پوشش گیاهی ارتباط بین شاخص NDVI و EVI با پارامترهای اقلیمی با استفاده از آنالیز همبستگی مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج: بررسی روند تغییرات کاربری‌اراضی خراسان نشان در بازه زمانی 2020-2001 اراضی‌بایر، اراضی‌کشاورزی، جنگل‌ها و مراتع به ترتیب 57/2، 41/0، 0009/0و 02/1 درصد کاهش و بوته‌زارها، ساوانا و مناطق انسان‌ساخت 98/3، 0031/0، 0072/0 درصد افزایش را نشان داد. بررسی شیب تغییرات شاخص پوشش‌گیاهی و پارامترهای اقلیمی در این بازه زمانی 20 ساله نشان داد که شیب تغییرات شاخص پوشش‌گیاهی EVI و NDVIدر این بازه زمانی 20 ساله به ترتیب 81/72 و 46/85 درصد از خراسان مثبت و افزایشی می‌باشد که به طور کلی می توان بیان کرد که پوشش گیاهی بر اساس این دوشاخص در اراضی طبیعی در بیش از 85 درصد از خراسان افزایشی است. بررسی شیب تغییرات بارندگی و دما در این بازه زمانی نشان داد که به ترتیب این شاخص‌ها در 59/76 و 71/58 درصد از مساحت خراسان تغییرات مثبت و افزایشی داشته است. نتایج همبستگی بین شاخص‌های پوشش‌گیاهی EVI و NDVI با بارندگی نشان می‌دهد که در 27/87 و 71/90 درصداز خراسان بین این دو شاخص همبستگی مثبت وجود داشته است. همبستگی بین شاخص‌های پوشش‌گیاهی EVI و NDVI و دما نشان داد که در منطقه مورد مطالعه به ترتیب حدود 27/74 و 26/77 درصد همبستگی منفی برقرار بوده است. نتایج بررسی همبستگی بین شاخص پوشش‌گیاهی EVI و بارندگی در اقلیم فراخشک، خشک و نیمه‌خشک نشان می‌دهد که این همبستگی در اکثر کاربری‌های اراضی‌بایر، اراضی‌کشاورزی، مراتع و بوته‌زار مثبت می‌باشد. همچنین این نتایج همبستگی در اقلیم مدیترانه‌ای نشان داد که در کاربری‌های اراضی‌بایر، مراتع و بوته‌زار به ترتیب 18/49، 96/80، 100 درصد مثبت می‌باشد. نتایج این همبستگی در اقلیم نیمه‌مرطوب در کاربری‌های مراتع و جنگل به ترتیب در 30/95، 15/1 درصد مثبت بوده است. نتایج همبستگی EVI و دما در اقلیم فراخشک در اقلیم فراخشک، خشک و نیمه‌خشک نشان می‌دهد که این رابطه در اکثر کاربری اراضی‌بایر، اراضی‌کشاورزی، مراتع و بوته‌زار منفی می‌باشد. همچنین نتایج این همبستگی در اقلیم مدیترانه‌ای نشان می‌دهد که این همبستگی در کاربری اراضی‌بایر، مراتع، بوته‌زار 40/99، 02/91 و 08/23 درصد مثبت می‌باشد. نتایج این همبستگی در اقلیم نیمه‌مرطوب نشان می‌دهد که این رابطه در اراضی‌بایر و مراتع به‌ترتیب 100 و 06/98 درصد مثبت و در مراتع 94/1 درصد منفی است. نتایج همبستگی NDVI و بارندگی در اقلیم فراخشک، خشک و نیمه‌خشک و مدیترانه‌ای نشان می‌دهد که این همبستگی در اکثر مساحت کاربری اراضی‌بایر، اراضی‌کشاورزی، مراتع و بوته‌زار درصد مثبت بوده است. نتایج این همبستگی در اقلیم مدیترانه‌ای این بوده که این رابطه در کاربری اراضی‌بایر، مراتع، بوته‌زار به ترتیب 15/62، 01/77، 100درصد مثبت می‌باشد. نتایج این همبستگی در اقلیم نیمه‌مرطوب در کاربری اراضی‌بایر و مراتع به ترتیب 56/52 و 63/38 درصد مثبت است. نتایج همبستگی NDVI و دما در اقلیم در اقلیم فراخشک، خشک و نیمه‌خشک و مدیترانه‌ای نشان می‌دهد که این همبستگی در اکثر مساحت کاربری اراضی‌بایر، اراضی‌کشاورزی، مراتع و بوته‌زار درصد منفی بوده است. نتایج این همبستگی در اقلیم مدیترانه‌ای در کاربری اراضی‌بایر، مراتع، بوته‌زار به ترتیب 60/99، 66/93، 100 درصد مثبت می‌باشد. نتایج همبستگی NDVI و دما در اقلیم نیمه‌مرطوب نشان می‌دهد که این همبستگی در کاربری اراضی‌بایر و مراتع 100درصد همبستگی مثبت دارد.
نتیجه‌گیری: تخریب و احیاء پوشش گیاهی به یکی از چالش‌های مهم کشور ایران تبدیل شده است. این چالش مهم حاصل از تعامل فعالیت‌های انسانی و تغییرات اقلیمی بوده که به تبع آن پوشش گیاهی کاهش، تخریب اراضی و شرایط بیابانی‌شدن رو به افزایش خواهد بود. این مطالعه پویایی پوشش گیاهی سه استان خراسان شمالی، رضوی و جنوبی را در سطح اقلیم و کاربری‌های مختلف به تفکیک و با جزئیات مورد مطالعه قرار داده است.
مواد و روش‌ها: داده‌های مورد استفاده در این تحقیق به دو بخش کلی داده‌های ماهواره‌ای و داده‌های اقلیمی تقسیم می‌شوند. داده‌های اقلیمی از سازمان هواشناسی کشور و همچنین داده‌های ماهواره‌ای شاخص‌های پوشش‌گیاهی از سایت USGS تهیه شد. در این تحقیق برای بررسی پوشش‌گیاهی از شاخص‌های NDVI و EVI ماهانه در بازه زمانی 2020-2001 استفاده شد، این تصاویر ماهانه و با قدرت تفکیک مکانی 1×1 کیلومتر از ماهواره ترا سنجنده مودیس تهیه شدند. بعد از تهیه داده‌های اقلیمی دما و بارندگی برای 39 ایستگاه مورد بررسی در منطقه مورد مطالعه با استفاده از روش درون‌یابی IDW نقشه‌های مربوط به آنها در نرم افزارArcGIS تهیه‌گردید. روند تغییرات شاخص پوشش‌گیاهی و پارامترهای اقلیمی در بازه زمانی 2020-2001 برای هر پیکسل تصویر با استفاده از رگرسیون خطی در محیط نرم‌افزارQGIS شبیه‌سازی گردید. به منظور بررسی روند تغییرات پوشش گیاهی ارتباط بین شاخص NDVI و EVI با پارامترهای اقلیمی با استفاده از آنالیز همبستگی مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج: بررسی روند تغییرات کاربری‌اراضی خراسان نشان در بازه زمانی 2020-2001 اراضی‌بایر، اراضی‌کشاورزی، جنگل‌ها و مراتع به ترتیب 57/2، 41/0، 0009/0و 02/1 درصد کاهش و بوته‌زارها، ساوانا و مناطق انسان‌ساخت 98/3، 0031/0، 0072/0 درصد افزایش را نشان داد. بررسی شیب تغییرات شاخص پوشش‌گیاهی و پارامترهای اقلیمی در این بازه زمانی 20 ساله نشان داد که شیب تغییرات شاخص پوشش‌گیاهی EVI و NDVIدر این بازه زمانی 20 ساله به ترتیب 81/72 و 46/85 درصد از خراسان مثبت و افزایشی می‌باشد که به طور کلی می توان بیان کرد که پوشش گیاهی بر اساس این دوشاخص در اراضی طبیعی در بیش از 85 درصد از خراسان افزایشی است. بررسی شیب تغییرات بارندگی و دما در این بازه زمانی نشان داد که به ترتیب این شاخص‌ها در 59/76 و 71/58 درصد از مساحت خراسان تغییرات مثبت و افزایشی داشته است. نتایج همبستگی بین شاخص‌های پوشش‌گیاهی EVI و NDVI با بارندگی نشان می‌دهد که در 27/87 و 71/90 درصداز خراسان بین این دو شاخص همبستگی مثبت وجود داشته است. همبستگی بین شاخص‌های پوشش‌گیاهی EVI و NDVI و دما نشان داد که در منطقه مورد مطالعه به ترتیب حدود 27/74 و 26/77 درصد همبستگی منفی برقرار بوده است. نتایج بررسی همبستگی بین شاخص پوشش‌گیاهی EVI و بارندگی در اقلیم فراخشک، خشک و نیمه‌خشک نشان می‌دهد که این همبستگی در اکثر کاربری‌های اراضی‌بایر، اراضی‌کشاورزی، مراتع و بوته‌زار مثبت می‌باشد. همچنین این نتایج همبستگی در اقلیم مدیترانه‌ای نشان داد که در کاربری‌های اراضی‌بایر، مراتع و بوته‌زار به ترتیب 18/49، 96/80، 100 درصد مثبت می‌باشد. نتایج این همبستگی در اقلیم نیمه‌مرطوب در کاربری‌های مراتع و جنگل به ترتیب در 30/95، 15/1 درصد مثبت بوده است. نتایج همبستگی EVI و دما در اقلیم فراخشک در اقلیم فراخشک، خشک و نیمه‌خشک نشان می‌دهد که این رابطه در اکثر کاربری اراضی‌بایر، اراضی‌کشاورزی، مراتع و بوته‌زار منفی می‌باشد. همچنین نتایج این همبستگی در اقلیم مدیترانه‌ای نشان می‌دهد که این همبستگی در کاربری اراضی‌بایر، مراتع، بوته‌زار 40/99، 02/91 و 08/23 درصد مثبت می‌باشد. نتایج این همبستگی در اقلیم نیمه‌مرطوب نشان می‌دهد که این رابطه در اراضی‌بایر و مراتع به‌ترتیب 100 و 06/98 درصد مثبت و در مراتع 94/1 درصد منفی است. نتایج همبستگی NDVI و بارندگی در اقلیم فراخشک، خشک و نیمه‌خشک و مدیترانه‌ای نشان می‌دهد که این همبستگی در اکثر مساحت کاربری اراضی‌بایر، اراضی‌کشاورزی، مراتع و بوته‌زار درصد مثبت بوده است. نتایج این همبستگی در اقلیم مدیترانه‌ای این بوده که این رابطه در کاربری اراضی‌بایر، مراتع، بوته‌زار به ترتیب 15/62، 01/77، 100درصد مثبت می‌باشد. نتایج این همبستگی در اقلیم نیمه‌مرطوب در کاربری اراضی‌بایر و مراتع به ترتیب 56/52 و 63/38 درصد مثبت است. نتایج همبستگی NDVI و دما در اقلیم در اقلیم فراخشک، خشک و نیمه‌خشک و مدیترانه‌ای نشان می‌دهد که این همبستگی در اکثر مساحت کاربری اراضی‌بایر، اراضی‌کشاورزی، مراتع و بوته‌زار درصد منفی بوده است. نتایج این همبستگی در اقلیم مدیترانه‌ای در کاربری اراضی‌بایر، مراتع، بوته‌زار به ترتیب 60/99، 66/93، 100 درصد مثبت می‌باشد. نتایج همبستگی NDVI و دما در اقلیم نیمه‌مرطوب نشان می‌دهد که این همبستگی در کاربری اراضی‌بایر و مراتع 100درصد همبستگی مثبت دارد.
نتیجه‌گیری: تخریب و احیاء پوشش گیاهی به یکی از چالش‌های مهم کشور ایران تبدیل شده است. این چالش مهم حاصل از تعامل فعالیت‌های انسانی و تغییرات اقلیمی بوده که به تبع آن پوشش گیاهی کاهش، تخریب اراضی و شرایط بیابانی‌شدن رو به افزایش خواهد بود. این مطالعه پویایی پوشش گیاهی سه استان خراسان شمالی، رضوی و جنوبی را در سطح اقلیم و کاربری‌های مختلف به تفکیک و با جزئیات مورد مطالعه قرار داده است.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
