بررسی شاخص خشکسالی مبتنی بر تصاویر ماهواره ای و رابطه آن با کاهش سطح زیر کشت برنج مطالعه موردی: (استان غماص، عراق)

الموضوعات :

علی نیک عهد ¹ , واثق احمد المطلک ² , علی ابراهیمی ³

1 - گروه سنجش از دور و GIS، دانشکده کشاورزی و فناوری های نوین، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز، فارس، ایران
2 - گروه سنجش از دور و GIS، دانشکده کشاورزی و فناوری های نوین، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد بین الملل شیراز، شیراز، فارس، ایران
3 - گروه جنگل، مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

تاريخ الإرسال : 19 الإثنين , رمضان, 1444 تاريخ التأكيد : 18 الأربعاء , ذو القعدة, 1444 تاريخ الإصدار : 02 الثلاثاء , ذو الحجة, 1444

الکلمات المفتاحية: خشکسالی, سنجش از دور, مودیس, برنج, استان غماص.,

ملخص المقالة :

مقدمه: با استفاده از شاخص‌های مبتنی بر سنجش از دور می‌توان خشکسالی را از طریق آثاری که بر گیاهان زراعی دارد مطالعه کرد و نتایج دقیق‌تر و مؤثرتری دریافت. شرایط شدید خشکسالی در کل کشور عراق سبب شده است جوامع کشاورز برای دهمین سال متوالی شاهد کاهش برداشت برنج ، سبزیجات و میوه باشند. بنابراین کشاورزان مجبورند سطح زمین‌هایی زیر کشت را کاهش دهند که این امر موجب کاهش سطح درآمد و محصولات آن‌ها می‌باشد. استان غماص در کشور عراق یکی از مناطقی است که دارای زمین‌های کشت برنج می‌باشد و دچار خشکسالی شده است. لذا این پژوهش به بررسی روند تغییرات پوشش سطح زیرکشت برنج در این استان و رابطه آن با دمای سطح زمین به منظور بررسی خشکسالی پرداخته است مواد و روش‌ها: در این پژوهش جهت مطالعه روند تغییرات پوشش گیاهی از شاخص پوشش گیاهی نرمال شده (NDVI) مربوط به سنجنده مودیس استفاده شد. داده‌های ماهواره‌ای سنجنده مودیس برای منطقه مورد مطالعه طی سال‌های 2010 تا 2022 تهیه و گردآوری شدند. در ادامه از سه شاخص سنجش از دوری NDVI، شاخص وضعیت پوشش گیاهی (VCI) و شاخص دمای سطح زمین (LST) به منظور بررسی سطح زیر کشت برنج و نیز دمای سطح زمین و شدت خشکسالی استفاده گردید. نتایج و بحث: بر اساس نتایج به دست آمده سطح زیر کشت محصولات کشاورزی طی این دوره در منطقه مورد مطالعه افزایش یافته است بطوریکه در سال 2010 مساحت سطح زیر کشت بر اساس شاخص‌های VCI و NDVI به ترتیب 11875 هکتار و 10337 هکتار می‌باشدکه در سال 2022 به ترتیب به 14775 هکتار و 13275 هکتار افزایش یافت. نتایج نشان داد که بر اساس شاخص NDVI پوشش گیاهی با شیبی ملایم روندی افزایشی را طی این دوره داشته درصورتیکه بر اساس شاخص LST دمای سطح زمین طی این دوره کاهش یافته است. این موضوع نشان‌دهنده آن است که با افزایش پوشش گیاهی، دمای سطح زمین کاهش یافته است. نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که بر اساس شاخص NDVI پوشش گیاهی روندی افزایشی را طی این دوره داشته درصورتیکه بر اساس شاخص LST دمای سطح زمین طی این دوره کاهش یافته است. این نشان می‌دهد که با افزایش پوشش گیاهی، دمای سطح زمین کاهش یافته است. بااین حال، بر اساس شاخص VCI، منطقه مورد مطالعه در وضعیت غیرخشکسالی می‌باشد. لذا با توجه به نتایج بدست آمده افزایش پوشش گیاهی بر اساس NDVI و افزایش شاخص VCI و مقایسه ان با دمای منطقه مورد نظر ، نشان از کاهش دمای سطح زمین در طی این 10سال دارد. هر چه دمای سطح زمین کاهش یابد، نشان‌دهنده افزایش پوشش گیاهی و سطح زیر کشت برنج می‌باشد.

المصادر:

1- Avazpoor, N., Faramrzi, M, Omidipoor, R, Amirhosein, M. Monitoring the Drought Effects on Vegetation Changes using Satellite Imagery (Case Study:
Ilam Catchment). Journal of Geography and Environmental Sustainibility. 2021; 11(6), pp 125-143. (In Persian) 2- Azizi, Gh, Safarkhani, E. Evaluation of Drought and Its Effect on the Yield of Dryland Wheat in Ilam Province With an Emphasis on the Recent Years
(1998-2000) Droughts. The Journal of Spatial Planning, 2002; 6(2), pp. 61-79. (In Persian) 3- Batool, A, Akram, N.A, Cheng, Z.G, Lv, G.C, Ashraf, M, Afzal, M, et al. Physiological and biochemical responses of two spring wheat genotypes to non-hydraulic root-to-shoot signalling of partial and full root-zone drought stress. Plant Physiol. Biochem. 2019; 139, 11–20. doi: 10.1016/j.plaphy.2019..03.001.
4- Dehghani Sargazi, H, O, Bazrafshan, H, Zamani. Investigation of the effect of meteorological- agricultural drought on rainfed wheat yield in Iran
using SPEI. Journal of Nivar, 2021; 45(114), pp: 114-115. (In Persian) 5- Elahi, I, Saeed, U, Wadood, A, Abbas, A, Nawaz, H, & Jabbar, S. Effect of Climate Change on Wheat Productivity. In (Ed.), Wheat [Working Title]. IntechOpen. 2022, https://doi.org/10.5772/intechopen.103780.
6- 5- Ebrahimi A, Nazemosadat SJ, Motamedvaziri B, Ahmadi H. Land use-land cover change and its relationships with the groundwater table and the plants’ altitudinal zones: A case study of arsanjan county, Iran. Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering. 2021 Sep;45:1891-907. https://doi.org/10.1007/s40996-020-00482-x.
7- Ebrahimi, A, Motamedvaziri, B, Nazemosadat, S.M.J. and Ahmadi ,H. Assessing the relationship between land surface temperature with vegetation and water area change in Arsanjan county, Iran. RS & GIS for natural resource. 2020; 11(4), pp. 65-86. doi:10.30495/GIRS.2020.676475. (In persian)
8- Fahad, S., Sonmez, O., Saud, S., Wang, D., Wu, C., Adnan, M., et al. Climate Change and Plants: Biodiversity, Growth and Interactions. Haripur: CRC Press. 2021.
9- Guo H, A, Bao, T, Liu, F, Ndayisaba, L, Jiang, A. Kurban, P. De Maeyer. Spatial and temporal characteristics of droughts in Central Asia during 1996–2015, Sci. Total Environ., 2015; 624 (2018), pp. 1523-1538.
10- Jami, A, Najafi Alamdar, H, Mortazavi, S. Effects of Drought on Cultivation Pattern and Welfare of Farmers in South Mahyar Plain. Journal of Water
Research in Agriculture. 2020; 34(3), pp. 481-494. (In Persian) 11- Mohammad Sohidul. Evaluation of Drought Tolerance of Some Wheat (Triticum aestivum L.) Genotypes through Phenology, Growth, and Physiological Indices, Agronomy. 2021; 11(9), 1792; https://doi.org/10.3390/agronomy11091792.
12- Mishra and Singh. Drought modeling–A review, Journal of Hydrology. 2011; 403(1-2), Pages 157-175-.
13- Naderianfar, M, Heydari Gharaei, E. Evaluation of drought impacts on irrigated and rainfed wheat yields in Bojnourd region. Journal of Crop
Science Research in Arid Regions. 2021; 3(1), P. 163-176. (In Persian) 14- Naumann G, L, Alfieri, K, Wyser, L, Mentaschi, R.A, Betts, H, Carrao, J, Spinoni, J, Vogt, L, Feyen. Global changes in drought conditions under different levels of warming Geophys. Res. Lett. 2018; 45 (7) , pp. 3285-3296.
15- Noureldin N. A, Aboelghar M.A, Saudy H. S, and Ali A.M. Rice yield forecasting models using satellite imagery in Egypt. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Sciences, 2013; 16: 125–131
16- Pan X, M, Chin, C.M, Ichoku, R.D. Field Connecting Indonesian fires and drought with the type of El Niño and phase of the Indian Ocean dipole during 1979–2016 J. Geophys. Res. Atmos. 2018; 123 (15), pp. 7974-7988.
17- 17Rousta I, Olafsson H, Moniruzzaman M, Zhang H, Liou YA, Mushore TD, Gupta A. Impacts of drought on vegetation assessed by vegetation indices and meteorological factors in Afghanistan. Remote Sensing. 2020 Jul 29;12(15):2433. doi:10.3390/rs12152433.
18- 18- Shabani, M. Evaluation of indices based on remote sensing in drought monitoring of Neyriz city. RS & GIS for natural resource. 2022; 13(4), pp. 131-147. doi: 10.30495/GIRS.2022.690925. (In persian)
19- Wei W., J. Zhang, L. Zhou, B. Xie, J. Zhou, C. Li. Comparative evaluation of drought indices for monitoring drought based on remote sensing data Environ. Sci. Pollut. Control Ser. 2021; pp. 1-18.
20- Yang Y, S, Zhang, M.L, Roderick, T.R, McVicar, D, Yang, W, Liu, X, Li. Comparing Palmer Drought Severity Index drought assessments using the traditional offline approach with direct climate model outputs, Hydrol. Earth Syst. Sci. 2020; 24 (6), pp. 2921-2930.
21- Yu H, Q, Zhang, C.Y, Xu, J, Du, P, Sun, P, Hu. Modified palmer drought severity index: model improvement and application Environ. Int. 2019; 130, p.
104951 22- Vergni, L., Todisco, F. Spatio-temporal variability of precipitation, temperature and agricultural drought indices in Central Italy. Agric. Forest Meteorol.2011; 151(1): 301-311.
23- Lan, Y, Chawade, A, Kuktaite, R, Johansson, E. Climate Change Impact on Wheat Performance—Effects on Vigour, Plant Traits and Yield from Early and Late Drought Stress in Diverse Lines. Int. J. Mol. Sci. 2022; 23, 3333. https://doi.org/10.3390/ ijms23063333.
24- Waseem Muhammad, Khurshid Tahira, Abbas Adnan, Ahmad Ijaz, Zeeshan Javed. Impact of meteorological drought on agriculture production at different scales in Punjab, Pakistan, Journal of Water and Climate Change. 2022; 13 (1): 113–124. https://doi.org/10.2166/wcc.2021.244.