سنجشازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی
,
العدد5,السنة
10
,
زمستان
1398
هدف از اجرای این پژوهش ارزیابی اثر بهرهوری سیلاب بر روند تغییرات پوشش گیاهی است. بدین منظور قبل از انجام پخش سیلاب در سال 1382اقدام به استقرار 5 ترانسکت خطی به طول 50 متر شد. بر روی هر یک از این ترانسکت ها دو پلات 3×3 متری در ابتدا و 50 درصد طول آنها مشخص و داخل أکثر
هدف از اجرای این پژوهش ارزیابی اثر بهرهوری سیلاب بر روند تغییرات پوشش گیاهی است. بدین منظور قبل از انجام پخش سیلاب در سال 1382اقدام به استقرار 5 ترانسکت خطی به طول 50 متر شد. بر روی هر یک از این ترانسکت ها دو پلات 3×3 متری در ابتدا و 50 درصد طول آنها مشخص و داخل هر یک از آنها نیز پلات 1×1 به منظور برداشت یکنواخت از فواصل یکسان انداخته، مختصات آنها با استفاده از GPS مشخص و ویژگی های درصدتاج پوشش، میزان تولیدعلوفه، درصدخاک لخت، تراکم و لاشبرگ قبل از انجام پخش سیلاب در سال 1382 برآورد شد. علاوه بر این، تغییرات مشخصه پوشش گیاهی بعد از پخش سیلاب در سال 1398 در همان مکان اندازهگیری شد. جهت بررسی تغییرات پوشش گیاهی قبل و بعد از پخش سیلاب از تصاویر ماهواره لندست برای بازه زمانی 16 سال (1382 تا 1398) نیز استفاده شد. بدین منظور پس از اعمال پیشپردازشهای لازم بر روی تصاویر، شاخص پوشش گیاهی تعدیلشده برحسب خاک SAVI و شاخص رطوبت خاک SWI طی 5 بازه زمانی مختلف بررسی شد. نتایج میدانی نشان داد که با اجرای پخش سیلاب، مقدار تولید علوفه از 68 به 172 کیلوگرم در هکتار، درصد تاج پوشش از 5.9 به 31.4 درصد و همچنین مقدار لاشبرگ از 2 به 16.8 درصد افزایش و خاک لخت از 92.1 به 51.8 درصد کاهش یافت. تجزیهوتحلیل آماری ویژگی های پوشش گیاهی قبل و بعد از پخش سیلاب بیانگر وجود اختلاف معنی داری بین این پارامترها بود (0.01>p). همچنین در بررسی تغییرات شاخصهای موردمطالعه، نتایج نشاندهنده تغییرات محسوس شاخص های SAVI و SWI در بازه زمانی مزبور بود. بهطوریکه مقدار شاخصهای SAVI و SWI به ترتیب از 0.027 و 0.5 در سال 1382 به 0.49 و 1 در 1398 افزایش یافت و روند تغییرات این شاخصها همبستگی بالایی (0.65=R²) را در عرصه پخش سیلاب نشان داد. نتیجه این مطالعه نشان داد که بهرهوری از سیلابها با تأمین رطوبت خاک منطقه مزبور، بهبود شرایط جوانه زنی و رشد گیاه را فراهم نموده که چنین وضعیتی باعث استقرار و بهبود پوشش گیاهی در عرصه پخش سیلاب شده است.
تفاصيل المقالة
سنجشازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی
,
العدد5,السنة
14
,
بهار
1402
پیشینه و هدف تخریب سرزمین و بیابانزایی در مناطق خشک از جمله چالش های مهم زیستمحیطی در سراسر کرة زمین بشمار میرود. این فرآیند با توجه به کمبود نزولات جوی و وقوع خشکسالیهای متوالی ضمن بهره برداری نامعقول از عرصه های طبیعی و کشاورزی با افزایش تقاضا برای تأمین نیاز غذا أکثر
پیشینه و هدف تخریب سرزمین و بیابانزایی در مناطق خشک از جمله چالش های مهم زیستمحیطی در سراسر کرة زمین بشمار میرود. این فرآیند با توجه به کمبود نزولات جوی و وقوع خشکسالیهای متوالی ضمن بهره برداری نامعقول از عرصه های طبیعی و کشاورزی با افزایش تقاضا برای تأمین نیاز غذایی بشر، ابعاد مختلف زیستمحیطی و اقتصادی-اجتماعی را تحت تأثیر قرار میدهد. بهطوریکه تداوم چنین شرایطی طی سالهای اخیر با تخریب پوشش گیاهی و خاک، فرسایش آبی و بادی، شوری خاک، فشردگی سطح خاک و پایین رفتن سطح سفرههای آب زیرزمینی پیامدهای قابل توجهی برای تولید محصولات کشاورزی، تنوع زیستی و در نتیجه تخریب اکوسیستم در این مناطق را به همراه داشته است. از آنجا که الگو و ابعاد تغییرات پوشش گیاهی مهمترین مشخصه فیزیکی تخریب زمین در مناطق خشک بشمار میرود. لذا پایش تغییرات پوشش گیاهی بستری مناسب برای شناخت عوامل و فرآیندهای مؤثر در وقوع پدیده بیابانزایی و تخریب زمین در این مناطق را فراهم میآورد. با توجه به قابلیتهای دادههای سنجش از دور ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﭘﻮﺷﺶ وﺳﻴﻊ و چند زﻣﺎﻧﻪ ﺑﻮدن و از طرفی محدودیتهای ناشی از ﺗﻐﻴﻴﺮﭘﺬﻳﺮی ﻣﻜﺎﻧﻲ و زﻣﺎﻧﻲ و همچنین هزینهبر ﺑﻮدن مطالعات ﻣﻴﺪاﻧﻲ، استفاده از تصاویر ماهوارهای راهکاری مناسب برای پایش تغییرات پوشش گیاهی با استفاده از شاخصهای پوشش گیاهی است. با توجه به اینکه استفاده از تصاویر با وضوح مکانی و زمانی بالا پاییش تغییرات پوشش گیاهی را تحت تأثیر قرار میدهد، لذا ترکیب تصاویر مختلف با قدرت تفکیک مکانی (بهعنوان مثال Landsat) و زمانی (بهعنوان مثالMODIS ) بالا امکان تهیه دادههایی با تفکیک مکانی و زمانی بالا را فراهم میکند. هدف از مطالعه، پایش تغییرات پوشش گیاهی با استفاده از تصاویر شبیهسازی شده لندست در مقیاس روزانه طی دورههای کمآبی، نرمال و پرآبی در شهرستان نیمروز صورت گرفته است.مواد و روش ها منطقه مورد مطالعه در شمال استان سیستان و بلوچستان واقع شده است. بارش کم (50 میلیمتر)، درجه حرارت بالا (48 درجه سانتیگراد)، تبخیر زیاد (5000 میلی متر) و وزش بادهای 120 روزه از جمله شرایط خاص آب و هوایی این منطقه است. در این مطالعه در ابتدا به تعیین سالهای مرطوب، نرمال و خشکسالی با بررسی وضعیت خشکسالی هیدرولوژیکی در رودخانه هیرمند پرداخته شد. با استفاده از پکیج Hydrostats در نرمافزار R با اجرای کدهای مربوطه تغییرات جریان روزانه (daily.cv)، سالانه (ann.cv)، طول دورههای بیشتر و کمتر از آستانه (high. spell and low. spell) و همچنین بیشترین و کمترین دورههای زمانی که یک سیل مشخص تا آستانه طول میکشد (high. spell. lengths and low. spell. lengths) برای یک دوره آماری 29 ساله محاسبه شد. در ادامه به بررسی وضعیت پوشش گیاهی طی سالهای مورد مطالعه پرداخته شد. بدین منظور در ابتدا اقدام به تهیه سری زمانی دادههای سنجش از دور با قدرت تفکیک مکانی و زمانی بالا با ادغام تصاویر با تفکیک مکانی (تصاویر Landsat) و زمانی (تصاویر MODIS) بالا با استفاده از مدل ESTARFMضمن اعتبارسنجی تصاویر شبیهسازی شده با دادههای تصاویر ماهواره لندست (تصاویر سنجندههای TM، +ETM و OLI) گردید. طی عملیات میدانی از گونههای گیاهان مختلف نمونهبرداری و موقعیت آنها توسط GPS ثبت شد. با مقایسه دادههای میدانی با شاخص پوشش گیاهی اختلاف نرمال (NDVI) و شاخص پوشش گیاهی تنظیم شده خاک (SAVI)، شاخص پوشش گیاهی با بیشترین همبستگی با دادههای برداشتی انتخاب شد. با استفاده از شاخص پوشش گیاهی و برآورد مدل رگرسیونی، نقشه درصد پوشش گیاهی برای سالهای مورد بررسی تهیه شد. پس از طبقهبندی نقشههای پوشش گیاهی، با استفاده از روش مقایسه (Cross Tab) در نرمافزارENVI نقشه تغییرات پوشش گیاهی استخراج شد.نتایج و بحث نتایج تجزیه و تحلیل دورههای کمآبی و پرآبی نشان داد که حجم سیلاب در سالهای خشکسالی نسبت به سالهای نرمال و مرطوب به ترتیب 31 و 82 کاهش یافته است. با تلفیق تصاویر مودیس و لندست (TM، +ETM و OLI) با استفاده از مدل ESTARFM یافتهها نشان میدهد که این مدل در برآورد بازتابندگی سطحی و حفظ جزئیات مکانی دقت قابل قبولی دارد. بهطوریکه میانگین ضریب تعیین (R2) برآورد شده برای باندهای آبی، سبز، قرمز و نزدیک به مادون قرمز با دادههای تصاویر دریافتی از ماهواره لندست بهترتیب 0.91، 0.89، 0.92 و 0.91 است. همچنین میانگینRMSE در چهار باند بهترتیب برابر با 0.01، 0.027، 0.028 و 0.031 به دست آمده است. در مقایسه دادههای میدانی با شاخص پوشش گیاهی اختلاف نرمال (NDVI) و شاخص پوشش گیاهی تعدیل شده خاک (SAVI) یافتهها نشان میدهد که شاخص SAVI بیشترین همبستگی را با پوشش گیاهی منطقه مورد مطالعه دارد (87 =R2)، با برآورد مدل رگرسیونی و طبقهبندی نقشههای درصد پوشش گیاهی برای سالهای مرطوب، نرمال و خشکسالی 6 کلاس طبقاتی به دست آمد (کلاس % 0-10=1، کلاس % 10-20=2 ، کلاس % 20-30=3، کلاس % 40-50=4، کلاس % 60-80=5، و کلاس 6=>80). در بررسی تغییرات پوشش گیاهی نتایج نشان بیانگر آن است که در دوره خشکسالی70% مساحت منطقه مورد مطالعه دارای پوشش گیاهی کمتر از 10% (برابر 138176.3 هکتار) میباشد که در سالهای نرمال و پرآبی با افزایش پوشش گیاهی مساحت این عرصهها بهترتیب 30 و 48 درصد کاهش یافته است (بهترتیب برابر با 66269.98 و 50559.7 هکتار). با توجه به نتایج به دست آمده بیشترین تغییرات پوشش گیاهی مربوط به تبدیل کلاس 1 به کلاس 2 (معادل %48.5) است. علاوه بر این 18 و 27 درصد تغییرات گیاهی بهترتیب مربوط به کلاس 1 و 2 به کلاس 4 و 5 است (بهترتیب برابر با 16284.26 هکتار و 11471.88 هکتار). همچنین یافتهها نشان میدهد که بیشترین تغییرات پوشش گیاهی بهترتیب در کاربریهای تالاب-جنگل (%28)، جنگل- مرتع (%21) و مراتع ضعیف (%19) رخ داده است. بر اساس مطالعات میدانی از جمله مهمترین گونههای گیاهی که در این کاربریها رشد مینماید عبارتند از؛ Aeluropus littoralis sp. ، Chenopodiace sp.، Tamarix aphylla وHaloxylon aphylum میباشد که قابلیت سازگاری بالایی با شرایط اقلیمی منطقه مورد مطالعه دارد.نتیجه گیری در این تحقیق برای اولین بار در منطقه نیمروز سیستان به بررسی تغییرات پوشش گیاهی با استفاده از تصاویر شبیهسازی شده لندست - مودیس طی سالهای کمآبی، نرمال و پرآبی پرداخته شد. با توجه به بارش کم و رژیم آب و هوایی سخت در منطقه مورد مطالعه، جریانهای سیلابی رودخانه هیرمند تنها منبع تأمین آب مورد نیاز منطقه مورد مطالعه میباشد. نتایج تجزیه و تحلیل دورههای کمآبی و پرآبی نشان داد که حجم سیلاب در سالهای خشک نسبت به سالهای نرمال و پرآبی به ترتیب 31 و 82 کاهش یافته است. با توجه به کاهش حجم سیلاب در دوره خشکسالی %70 منطقه مورد مطالعه دارای پوشش گیاهی ضعیفی بوده که در سالهای نرمال و پرآبی با تأمین نیاز آبی گیاهان و افزایش پوشش گیاهی، مساحت این اراضی به ترتیب 30 و 48 درصد کاهش یافته است. در مجموع با توجه به نتایج به دست آمده از تحلیل دورههای خشکسالی و ترسالی و پاییش تغییرات پوشش گیاهی در منطقه مورد مطالعه میتوان نتیجهگیری کرد که تغییر در شرایط هیدرولوژیکی جریانهای ورودی به منطقه سیستان نقش بارزی در تغییرات پوشش گیاهی منطقه مورد مطالعه دارد و با توجه به شرایط سخت اقلیمی در این منطقه بخش قابل توجهی از مساحت این منطقه بدون پوشش گیاهی و یا دارای پوشش گیاهی فقیر هستند که با تخریب عرصههای طبیعی باعث گسترش کانونهای بحرانی و تسریع سیر قهقرایی در این منطقه شده است. از اینرو، پایش و تجزیه و تحلیل دقیق تغییرات پوشش گیاهی و کاربری اراضی رویکردی کارآمد به منظور الویتبندی مکانی کانونهای بحرانی جهت اتخاذ اقدامات مکانیکی مناسب برای کنترل فرآیند بیابانزایی در منطقه مورد مطالعه است. در این تحقیق با استفاده از قابلیتهای دادههای سنجش از دور و با ترکیب تصاویر با تفکیک مکانی30 متر در مقیاس روزانه با استفاده از مدل ESTARFM و تولید تصاویر با تفکیک مکانی و زمانی بالا، امکان پاییش تغییرات پوشش گیاهی با توجه به کمبود تجهیزات لازم و همچنین گستردگی عرصههای طبیعی در منطقه مورد مطالعه میسر شد. چنین ظرفیتی کمک بزرگی برای پایش تغییرات فصلی و پویای زیست محیطی با توجه به تسریع سیر قهقرایی در منطقه سیستان با تولید محصولات سنجش از دور با توان تفکیک بالای مکانی و پوشش بالای زمانی است.
تفاصيل المقالة
سند
Sanad is a platform for managing Azad University publications